開題報告--基于窗函數(shù)的FIR數(shù)字低通濾波器的設計

1、畢業(yè)論文開題報告 題目： 基于窗函數(shù)的FIR數(shù)字低通濾波器的設計 院 系： 電子信息工程學院 姓 名： 方芳芳 學 號： 專 業(yè)： 電子信息工程 指導老師： 卡卡2012年1月12日合肥師范學院本科生畢業(yè)論文（設計）開題報告課題 基于窗函數(shù)的FIR數(shù)字低通濾波器的設計 系部電子信息工程學院專業(yè)電子信息工程學科工學學生方芳芳指導教師卡卡一、 課題來源本課題來源于學生自選。2、 課題的意義及國內(nèi)外發(fā)展狀況信號與信號處理是信息科學中近十幾年來發(fā)展最為迅速的學科之一。長期以來，信號處理技術(shù)一直用于轉(zhuǎn)換、產(chǎn)生模擬或數(shù)字信號，其中最為頻繁應用的領域就是信號的濾波。數(shù)字濾波是語音、圖像處理、模式識別和譜分析

2、等應用中的一個基本處理部件，它可以滿足濾波器對幅度和相位特性的嚴格要求，避免模擬濾波器無法克服的電壓漂移、溫度漂移和噪聲等問題。有限沖激響應(Finite Impulse Response, FIR)數(shù)字濾波器可以在設計任意幅頻特性的同時，保證嚴格的線性相位特性，而且FIR數(shù)字濾波器實現(xiàn)結(jié)構(gòu)主要是非遞歸的，可以穩(wěn)定地工作，所以FIR數(shù)字濾波器被廣泛地應用于視頻和通信電路中。數(shù)字信號處理技術(shù)正以前所未有的速度在發(fā)展，它的發(fā)展是多方面的，許多過去用模擬信號處理的設備，現(xiàn)在都力圖用數(shù)字信號處理來代替。包括通信、語音處理、雷達和聲納信號處理、廣播和電視技術(shù)、生物和醫(yī)學信號處理、地震和地理信息、交通和工

3、業(yè)控制等等。出現(xiàn)了數(shù)萬種用于信號處理的專用集成電路芯片，使得數(shù)字信號處理的速度飛速提高。目前數(shù)字信號處理應用的發(fā)展提出了多種多樣的復雜功能以及愈來愈高的技術(shù)指標，推動了新的理論不斷出現(xiàn)。要處理圖形和圖像就涉及二維信號，但會帶來許多新的更難問題；在三維空間成像、虛擬現(xiàn)實、數(shù)字視頻、電影和動畫等又使信號處理進入三維。又面臨新的困難和挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在除了DSP芯片的性能日新月異之外，做為一種科學計算軟件，MATLAB為這些數(shù)字信號處理系統(tǒng)提供了快捷的計算和仿真工具，不僅為非實時的頂層設計使用。而且進入了嵌入式芯片涉及的領域。創(chuàng)造了很多解決實現(xiàn)問題時可能用到的工具，并且不斷的發(fā)展。而FIR低通濾波器就是用M

4、ATLAB設計、仿真的寫照。三、 研究目標 窗函數(shù)法是設計數(shù)字低通濾波器的一種方法。從時域出發(fā)，把理想的窗口函數(shù)h（n）截取成有限長，從此h(n)來逼近理想的窗口函數(shù)hd(n)，從而頻率響應H（jw）也近似于理想的頻率響應Hd(jw)。實現(xiàn)了如何利用窗函數(shù)進行FIR 數(shù)字低通濾波器的設計，以及分析各種不同窗形式對濾波器性能的影響。最后運用Matlab 進行仿真比較。4、 課題的研究內(nèi)容 用窗函數(shù)法實現(xiàn)FIR低通濾波器，通過調(diào)用四種窗口函數(shù)，設計低通濾波器。5、 課題的研究方法與手段 采用窗函數(shù)法設計FIR低通濾波器。（確定指標、模型逼近、實現(xiàn)）。具體步驟如下：（1） 根據(jù)對過渡帶寬及阻帶衰減要

5、求，選擇窗函數(shù)的類型并估計窗口長度N。窗函數(shù)類型可根據(jù)其阻帶最小衰減As的條件獨立選擇，因為其長度N對阻帶最小衰減無影響。（2） 根據(jù)待求濾波器的理想頻率響應求出單位脈沖響應hd(n)。（3） 計算濾波器的單位脈沖響應h(n)。（四）演算技術(shù)指標是否滿足要求。（五）如果不滿足要求，可根據(jù)具體情況，調(diào)整窗函數(shù)類型或長度，重復步驟，直到滿足要求為止。 六、課題的進度安排1、2011.11.01-2011.11.20：確定論文題目，擬定論文提綱，并找指導老師進行溝通、協(xié)商、調(diào)整；2、2011.11.21-2011.12.15搜索大量資料，進行閱讀整理，歸納總結(jié)，完成論文綜述和開題報告；3、2011.

6、12.16-2012.01.15：整理相關(guān)資料，分析濾波器原理，確定實現(xiàn)方案，用Matlab設計仿真低通FIR濾波器，獲取參數(shù)。 4、2012.03.10-2012.04.30：撰寫畢業(yè)論文，準備論文答辯。七、已具備的實驗條件 學校圖書館具有中文和英文期刊（網(wǎng)）可供使用，電子信息工程學院的電子信息系統(tǒng)仿真實驗室可以為該課題的完成提供一定的硬件支持。參考文獻1 丁玉美, 高西全. 數(shù)字信號處理 M. 西安: 西安電子科技大學出版社, 2005.2 徐遠明, 邵玉斌. MATLAB仿真在通信與電子工程中的應用 M. 西安: 西安電子科技大學出版社, 2005.3 利用MATLAB和窗函數(shù)法設計FIR數(shù)字濾波器 福建電腦 2007年09期 4 樓順天, 李博菡. 基于Matlab的系統(tǒng)分析與設計信號處理 M. 西安: 西安電子科技大學出版社, 1999.5 王華. MATLAB電子仿真與應用教程 M. 北京:國防工業(yè)出版社, 20076 王華. MATLAB電子仿真與應用教程 M. 北京:國防工業(yè)出版社, 20077 唐向宏. 數(shù)字信號處理原理、實現(xiàn)與仿真 M. 北京: 高等教育出版社, 2006.8 程佩青, 數(shù)字信號處理教