一、选题背景、目的和意义
背景
信号与信号处理时信息科学中近几十年来发展最为迅速的学科之一。

长期以来�信号处理技术一直用于转换、产生模拟或数字信号�其中最为频繁应用的领域就是信号的滤波。

数字滤波是语音、图像处理、模式识别和谱分析等应用中的一个基本处理部件�它可以满足滤波器对幅度和相位特性的严格要求�避免模拟滤波器无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题。

目的
我的毕业设计的课题是《基于matlab的数字滤波器的设计与仿真》�其主要目的是通过此次课程设计进一步学习和巩固数字信号处理及其相关知识�并学会利用所学的知识能�在设计过程中能综合运用所学知识内容�进一步熟悉和掌握matlab的使用方法;对数字滤波器的原理有较深的了解;为即将进入社会参加工作打下坚实的基础;掌握收集资料、消化资料和综合资料的能力等等。

意义
从事电子通信业而不能熟练操作使用matlab电子线路设计软件�在工作和学习中将是寸步难行的。

在数学、电子、金融等行业�使用matlab等计算机软件对产品进行设计、仿真在很早以前就已经成为了一种趋势�这类软件的问世也极大地提高了设计人员在通信、电子等行业的产品设计质量与效率。

众所周知�实际过程中信号传输都要经过调制与解调这一过程�由于消息传过来的原始信号即调制信号具有频谱较低的频谱分量�这种信号在许多信道中不宜传输。

因而�在通信系统的发送端通常需要有调制过程�反之在接收端则需要有解调过程。

二、国内外的研究综述
数字滤波在DSP�数字信号处理�中占有重要地位。

数字滤波器按实现的网络结构或者从单位脉冲响应�分为IIR(无限脉冲响应�和FIR�有限脉冲响应�滤波器。

如果IIR滤波器和FIR滤波器具有相同的性能�那么通常IIR滤波器可以用较低的阶数获得高的选
择性�执行速度更快�所有的储存单元更少�所有既经济又高效。

数字滤波器精确度高、使用灵活、可靠性高�具有模拟设备所没有的许多优点�已广泛地应用于各个科学技术领域�例如数字电视、语音、通信、雷达、声纳、遥感、图像、生物医学以及许多工程应用领域。

随着信息时代数字时代的到来�数字滤波技术已经成为一门及其重要的科学和技术领域。

以往的滤波器大多采用模拟电路技术�但是�模拟电路技术存在很多难以解决的问题�例如�模拟电路元件对温度的敏感性�等等。

而采用数字技术则避免很多类似的难题�当然数字滤波器在其他方面也有很多突出的优点都是模拟技术所不能及的�所以采用数字滤波器对信号进行处理是目前的发展方向。

MATLAB 是“矩阵实验室”�MATrix LABoratoy�的缩写�它是由美国 Mathworks 公司于1984年正式推出的一种面向科学与工程的计算软件�是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言�专门针对科学、工程计算及绘图的需求。

随着版本的不断升级�内容不断扩充�功能更加强大�从而被广泛应用于仿真技术、自动控制和数字信号处理等领域。

全球现有超过五十万的企业用户和上千万的个人用户�广泛分布在航空航天、金融财务、机械化工、电信、教育等各个行业。

通过matlab和相关工具箱�工程师、科研人员、数学家和教育工作者可以在统一的平台下完成相应的科学计算工作。

matlab 本身包含了600 余个用于数学计算、统计和工程处理的函数�这样�就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发。

业内领先的工具箱算法极大的扩展了
matlab 的应用领域�所以 matlab 自推出以来就受到广泛的关注�信号处理工具箱就是其中之一�在信号处理工具箱中�matlab提供了滤波器分析、滤波器实现、fir滤波器实现、
iir 数字滤波器设计、iir 数字滤波器阶次估计等方面的函数命令。

由于我们所面对的工程问题越来越复杂�过去所依赖分析的技术已逐渐不敷使用。

利用电脑来分析及解决工程问题已是当今工程师的必要工具。

使用matlab软件进行科学计算�能够极大加快科研人员进行研究开发的进度�减少在编写程序和开发算法方面所消耗的时间和有限的经费�从而获得最大的效能。

三、预期内容和目标
1、确定指标。

在设计一个滤波器之前�必须首先确定一些技术指标。

这些技术指标需要来制定。

在很多实际应用中�例如语音或音频信号处理中�数字滤波器常用来实现选频操作。

因此�指标的形式一般确定为频域中幅度和相位的响应。

2、逼近。

确定了滤波器的技术指标后�就可以利用数学和DSP 的基本原理提出一个滤波器模型。

之后�利用数字滤波器的设计方法设计出一个世纪滤波器来逼近给定的目标。

这一步是滤波器设计的所要研究的主要问题�是整个设计过程的重中之重。

3、硬件或软件实现。

上两步的结果是得到以差分或系统函数或冲激响应描述的滤波器�根据这个描述就可以分析其频率特性和相位特性�以验证设计结果是否满足指标要求�或者利用计算机仿真实现设计的滤波器�再分析滤波结果来判断。

在很多实际应用�如语音或音频信号的处理中�数字滤波器用来实现选频功能。

因此�指标的形式应为频域中的幅度和相位响应。

在通带中�通常期望具有线性相位响应。

在FIR滤波器中�可以得到精确的线性相位。

在IIR滤波器中�幅频特性精度很高�但不具有线性相位特性。

预期成果形式如下�
四、研究方法
本课题的研究步骤�
1、选题
2、搜集、阅读和整理资料
3、拟写开题报告
4、系统设计
5、撰写成文
6、论文修改与定稿
本课题的研究方法�本课题采用文献分析法和实验
法对其进行研究和设计
五、进度安排
2010.11.10 选定设计题目 2010.11.11-2010.11.30 查找
资料写开题报告 2010.12.01-2011.01.31 分析滤波器原
理�确定实现方案 2011.02.01-2011.02.28 用 Matlab
设计仿真数字滤波器 2011.03.01-2011.03.31 撰写毕业
论文
六、参考文献
[1]高西全、丁玉美�数字信号处理。

西安�西安电子科技大学出版社�2008.8
[2]吴冬梅�21 世纪全国型本科电子通信系列实用规划教材。

北京�北京大学出版社�2006.8.8
[3]李哲英、骆丽、刘元盛�DSP 基础理论与应用技术。

北京�航空航天大学出版社�2001
[4]朱铭浩、赵勇、甘泉�DSP 应用系统设计。

北京�电子工业出版社�2002 [5]
燕庆明�信号与系统教程�第 2 版�。

北京�高等教育出版社�2007.11。