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数字信号处理课程设计

2015年

6 月 25

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日

目 录

一．设计目的： .........................................................................................................................................................................3 二．设计要求： .........................................................................................................................................................................3 三．设计内容： .........................................................................................................................................................................4

3.1选择巴特涡斯低通数据滤波器及双线性变换法的原因 ............................................................................................4 3.2巴特沃思低通滤波器的基本原理 ...............................................................................................................................4 3.3双线性变换法原理 .......................................................................................................................................................5 3.4数字滤波器设计流程图 ...............................................................................................................................................7 3.5数字滤波器的设计步骤 ...............................................................................................................................................7 四．用matlab实现巴特沃斯低通数字滤波器的仿真并分析 .................................................................................................9

4.1巴特沃斯低通数字滤波器技术指标的设置................................................................................................................9 4.2用matlab实现巴特沃斯低通数字滤波器的仿真 .......................................................................................................9 4.3波形图分析： ............................................................................................................................................................. 12 五.总结与体会 .......................................................................................................................................................................... 13 六．附录 参考文献 ................................................................................................................................................................. 14

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一．设计目的：

该课程设计是测控技术与仪器专业的必修课，开设课程设计的目的使学生掌握数字信号处理的基本概念和基本理论，能够利用辅助工具进行FIR和IIR数字滤波器的设计，进行一维信号的频谱分析，并进行仿真验证。加强实践教学环节，加强学生独立分析、解决问题的能力，培养学生动手能力和解决实际问题的能力，实现宽口径教育。

(1)理解低通滤波器的过滤方法。 (2)进一步熟悉低通滤波器的基本应用。

(3)用仿真工具matlab软件对设计的滤波器进行软件和硬件仿真。 (6)将对仿真结果进行比较，从而检验滤波器滤波性能的准确性。

二．设计要求：

地震发生时，除了会产生地震波，还会由地层岩石在断裂、碰撞过程中所发生

的震动产生次声波。它的频率大约在每秒十赫兹到二十赫兹之间（可以用11Hz和15Hz的两个信号的和进行仿真，幅度可以分别设定为1、2）。大气对次声波的吸收系数很小，因此它可以传播的很远，而且穿透性很强。通过监测次声波信号可以监测地震的发生、强度等信息，因为自然界中广泛存在着各种次声波，这就对地震产生的次声波产生了干扰（可以用白噪声模拟，方差为5），需要采取一定的处理方法，才能检测到该信号，要求设计检测方案；并处理方法给出具体的软件（可以以51系列单片机、STM32F407、TMS320F28335或TMS320F6745为例）。

假设地震次声波信号为x,输入x=sin(2*π*11*t)+2*sin(2*π*15*t)和

伴有白噪声的合成信号，经过滤波器后滤除15Hz以上的分量，即只保留x=sin(2*π*11*t)+2*sin(2*π*15*t)的分量信号，来验证设计的滤波器是否达到了设计要求。

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