開(kāi)題報(bào)告--基于窗函數(shù)的FIR數(shù)字低通濾波器的設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告 題目： 基于窗函數(shù)的FIR數(shù)字低通濾波器的設(shè)計(jì) 院 系： 電子信息工程學(xué)院 姓 名： 方芳芳 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 電子信息工程 指導(dǎo)老師： 卡卡2012年1月12日合肥師范學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告課題 基于窗函數(shù)的FIR數(shù)字低通濾波器的設(shè)計(jì) 系部電子信息工程學(xué)院專業(yè)電子信息工程學(xué)科工學(xué)學(xué)生方芳芳指導(dǎo)教師卡卡一、 課題來(lái)源本課題來(lái)源于學(xué)生自選。2、 課題的意義及國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r信號(hào)與信號(hào)處理是信息科學(xué)中近十幾年來(lái)發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一。長(zhǎng)期以來(lái)，信號(hào)處理技術(shù)一直用于轉(zhuǎn)換、產(chǎn)生模擬或數(shù)字信號(hào)，其中最為頻繁應(yīng)用的領(lǐng)域就是信號(hào)的濾波。數(shù)字濾波是語(yǔ)音、圖像處理、模式識(shí)別和譜分析

2、等應(yīng)用中的一個(gè)基本處理部件，它可以滿足濾波器對(duì)幅度和相位特性的嚴(yán)格要求，避免模擬濾波器無(wú)法克服的電壓漂移、溫度漂移和噪聲等問(wèn)題。有限沖激響應(yīng)(Finite Impulse Response, FIR)數(shù)字濾波器可以在設(shè)計(jì)任意幅頻特性的同時(shí)，保證嚴(yán)格的線性相位特性，而且FIR數(shù)字濾波器實(shí)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(yīng)用于視頻和通信電路中。數(shù)字信號(hào)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(guò)去用模擬信號(hào)處理的設(shè)備，現(xiàn)在都力圖用數(shù)字信號(hào)處理來(lái)代替。包括通信、語(yǔ)音處理、雷達(dá)和聲納信號(hào)處理、廣播和電視技術(shù)、生物和醫(yī)學(xué)信號(hào)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(wàn)種用于信號(hào)處理的專用集成電路芯片，使得數(shù)字信號(hào)處理的速度飛速提高。目前數(shù)字信號(hào)處理應(yīng)用的發(fā)展提出了多種多樣的復(fù)雜功能以及愈來(lái)愈高的技術(shù)指標(biāo)，推動(dòng)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(hào)，但會(huì)帶來(lái)許多新的更難問(wèn)題；在三維空間成像、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)字視頻、電影和動(dòng)畫等又使信號(hào)處理進(jìn)入三維。又面臨新的困難和挑戰(zhàn)。現(xiàn)在除了DSP芯片的性能日新月異之外，做為一種科學(xué)計(jì)算軟件，MATLAB為這些數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)提供了快捷的計(jì)算和仿真工具，不僅為非實(shí)時(shí)的頂層設(shè)計(jì)使用。而且進(jìn)入了嵌入式芯片涉及的領(lǐng)域。創(chuàng)造了很多解決實(shí)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)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(shè)計(jì)、仿真的寫照。三、 研究目標(biāo) 窗函數(shù)法是設(shè)計(jì)數(shù)字低通濾波器的一種方法。從時(shí)域出發(fā)，把理想的窗口函數(shù)h（n）截取成有限長(zhǎng)，從此h(n)來(lái)逼近理想的窗口函數(shù)hd(n)，從而頻率響應(yīng)H（jw）也近似于理想的頻率響應(yīng)Hd(jw)。實(shí)現(xiàn)了如何利用窗函數(shù)進(jìn)行FIR 數(shù)字低通濾波器的設(shè)計(jì)，以及分析各種不同窗形式對(duì)濾波器性能的影響。最后運(yùn)用Matlab 進(jìn)行仿真比較。4、 課題的研究?jī)?nèi)容 用窗函數(shù)法實(shí)現(xiàn)FIR低通濾波器，通過(guò)調(diào)用四種窗口函數(shù)，設(shè)計(jì)低通濾波器。5、 課題的研究方法與手段 采用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR低通濾波器。（確定指標(biāo)、模型逼近、實(shí)現(xiàn)）。具體步驟如下：（1） 根據(jù)對(duì)過(guò)渡帶寬及阻帶衰減要

5、求，選擇窗函數(shù)的類型并估計(jì)窗口長(zhǎng)度N。窗函數(shù)類型可根據(jù)其阻帶最小衰減As的條件獨(dú)立選擇，因?yàn)槠溟L(zhǎng)度N對(duì)阻帶最小衰減無(wú)影響。（2） 根據(jù)待求濾波器的理想頻率響應(yīng)求出單位脈沖響應(yīng)hd(n)。（3） 計(jì)算濾波器的單位脈沖響應(yīng)h(n)。（四）演算技術(shù)指標(biāo)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(zhǎng)度，重復(fù)步驟，直到滿足要求為止。 六、課題的進(jìn)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(dǎo)老師進(jìn)行溝通、協(xié)商、調(diào)整；2、2011.11.21-2011.12.15搜索大量資料，進(jìn)行閱讀整理，歸納總結(jié)，完成論文綜述和開(kāi)題報(bào)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(shí)現(xiàn)方案，用Matlab設(shè)計(jì)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(zhǔn)備論文答辯。七、已具備的實(shí)驗(yàn)條件 學(xué)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(xué)院的電子信息系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)室可以為該課題的完成提供一定的硬件支持。參考文獻(xiàn)1 丁玉美, 高西全. 數(shù)字信號(hào)處理 M. 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社, 2005.2 徐遠(yuǎn)明, 邵玉斌. MATLAB仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用 M. 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社, 2005.3 利用MATLAB和窗函數(shù)法設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)信號(hào)處理 M. 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社, 1999.5 王華. MATLAB電子仿真與應(yīng)用教程 M. 北京:國(guó)防工業(yè)出版社, 20076 王華. MATLAB電子仿真與應(yīng)用教程 M. 北京:國(guó)防工業(yè)出版社, 20077 唐向宏. 數(shù)字信號(hào)處理原理、實(shí)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(hào)處理教