《信號(hào)分析與處理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書數(shù)字切比雪夫?yàn)V波器的設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《信號(hào)分析與處理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書數(shù)字切比雪夫?yàn)V波器的設(shè)計(jì)（20頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、武漢理工大學(xué)《信號(hào)分析與處理》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 摘要 隨著信息和數(shù)字時(shí)代的到來(lái)，數(shù)字信號(hào)處理已成為當(dāng)今一門極其重要的學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域。在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，由于信號(hào)中經(jīng)?；煊懈鞣N復(fù)雜成分，因此很多信號(hào)的處理都是基于濾波器而進(jìn)行的。所以，數(shù)字濾波器在數(shù)字信號(hào)處理中起著舉足輕重的作用。 數(shù)字濾波器是數(shù)字信號(hào)處理的重要工具之一，它通過(guò)數(shù)值運(yùn)算處理改變輸入信號(hào)所含頻率成分的相對(duì)比例或者濾出某些頻率成分的數(shù)字器件或程序，而數(shù)字濾波器處理精度高、體積小、穩(wěn)定、重量輕、靈活、不存在阻抗匹配問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)模擬濾波器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的特殊功能。故本課題使用MATLAB信號(hào)處理箱和運(yùn)用切比雪夫法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器。 數(shù)字濾波

2、器是具有一定傳輸選擇特性的數(shù)字信號(hào)處理裝置,其輸入、輸出均為數(shù)字信號(hào),實(shí)質(zhì)上是一個(gè)由有限精度算法實(shí)現(xiàn)的線性時(shí)不變離散系統(tǒng)。它的基本工作原理是利用離散系統(tǒng)特性對(duì)系統(tǒng)輸入信號(hào)進(jìn)行加工和變換,改變輸入序列的頻譜或信號(hào)波形,讓有用頻率的信號(hào)分量通過(guò),抑制無(wú)用的信號(hào)分量輸出。數(shù)字濾波器和模擬濾波器有著相同的濾波概念,根據(jù)其頻率響應(yīng)特性可分為低通、高通、帶通、帶阻等類型,與模擬濾波器相比,數(shù)字濾波器除了具有數(shù)字信號(hào)處理的固有優(yōu)點(diǎn)外,還有濾波精度高(與系統(tǒng)字長(zhǎng)有關(guān))、穩(wěn)定性好(僅運(yùn)行在0與l兩個(gè)電平狀態(tài))、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：數(shù)字 濾波 高通 低通 帶通 切比雪夫 1 設(shè)計(jì)原理 1.1MAT

3、LAB介紹 MATLAB是由美國(guó)mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平?！?　　 MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算

4、、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。 　　 MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的支持。可以直接調(diào)用,用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛(ài)好

5、者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用。 MATLAB 產(chǎn)品族可以用來(lái)進(jìn)行以下各種工作：數(shù)值分析、數(shù)值和符號(hào)計(jì)算、工程與科學(xué)繪圖、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真、數(shù)字圖像處理技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真、財(cái)務(wù)與金融工程。 MATLAB 的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號(hào)和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試和測(cè)量、財(cái)務(wù)建模和分析以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。附加的工具箱（單獨(dú)提供的專用MATLAB 函數(shù)集）擴(kuò)展了MATLAB 環(huán)境，以解決這些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)特定類型的問(wèn)題。 1.2 數(shù)字濾波器的介紹 數(shù)字濾波器處理模擬信號(hào)時(shí)，首先須對(duì)輸入模擬信號(hào)進(jìn)行限帶、抽樣和

6、模數(shù)轉(zhuǎn)換。數(shù)字濾波器輸入信號(hào)的抽樣率應(yīng)大于被處理信號(hào)帶寬的兩倍，其頻率響應(yīng)具有以抽樣頻率為間隔的周期重復(fù)特性，且以折疊頻率即1/2抽樣頻率點(diǎn)呈鏡像對(duì)稱。為得到模擬信號(hào)，數(shù)字濾波器處理的輸出數(shù)字信號(hào)須經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換、平滑。數(shù)字濾波器具有高精度、高可靠性、可程控改變特性或復(fù)用、便于集成等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字濾波器在語(yǔ)言信號(hào)處理、圖像信號(hào)處理、醫(yī)學(xué)生物信號(hào)處理以及其他應(yīng)用領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。 1.3濾波器的分類 1. 從功能上分；低、帶、高、帶阻。 2. 從實(shí)現(xiàn)方法上分:FIR、IIR 3. 從設(shè)計(jì)方法上來(lái)分：Chebyshev(切比雪夫）,Butterworth（巴特沃斯） 4. 從處理信

7、號(hào)分：經(jīng)典濾波器、現(xiàn)代濾波器 1.4數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法 它可以是時(shí)不變的或時(shí)變的、因果的或非因果的、線性的或非線性的。應(yīng)用最廣的是線性、時(shí)不變數(shù)字濾波器，以及FIR濾波器。 由模擬濾波器設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器，必須建立好s平面和z平面的映射關(guān)系。使模擬系統(tǒng)函數(shù)變換成數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)，通常采用沖激相應(yīng)不變法和雙線性變換法。沖激相應(yīng)不變法存在頻譜混疊現(xiàn)象，雙線性變換法消除了這一現(xiàn)象，在IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)中得到了更廣泛的應(yīng)用。 s平面和Z平面的映射關(guān)系為,將和帶入數(shù)字頻率和 等效的模擬頻率之間的映射關(guān)系：，由于二者不是線性關(guān)系，所以稱為預(yù)畸變。 2 切比雪夫?yàn)V波器 2.

8、1切比雪夫?yàn)V波器簡(jiǎn)介 切比雪夫?yàn)V波器特點(diǎn)：誤差值在規(guī)定的頻段上等波紋變化。 切比雪夫?yàn)V波器（又譯車比雪夫?yàn)V波器）是在通帶或阻帶上頻率響應(yīng)幅度等波紋波動(dòng)的濾波器。在通帶波動(dòng)的為“I型切比雪夫?yàn)V波器”，在阻帶波動(dòng)的為“II型切比雪夫?yàn)V波器”。切比雪夫?yàn)V波器在過(guò)渡帶比巴特沃斯濾波器的衰減快，但頻率響應(yīng)的幅頻特性不如后者平坦。切比雪夫?yàn)V波器和理想濾波器的頻率響應(yīng)曲線之間的誤差最小，但是在通頻帶內(nèi)存在幅度波動(dòng)。 這種濾波器來(lái)自切比雪夫多項(xiàng)式，因此得名，用以紀(jì)念俄羅斯數(shù)學(xué)家巴夫尼提?列波維其?切比雪夫切比雪夫?yàn)V波器特點(diǎn)：誤差值在規(guī)定的頻段上等波紋變化。 為了從模擬濾波器出發(fā)設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器，必

9、須先設(shè)計(jì)一個(gè)滿足技術(shù)指標(biāo)的模擬濾波器，亦即要把數(shù)字濾波器的指標(biāo)轉(zhuǎn)換成模擬濾波器的指標(biāo)，因此必須先設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的模擬原型濾波器。 2.2模擬低通濾波器 巴特沃茲濾波器在通帶內(nèi)幅度特性是單調(diào)下降的，如果階次一定，則在靠近截止 處，幅度下降很多，或者說(shuō)，為了使通帶內(nèi)的衰減足夠小，需要的階次N很高，為了克服這一缺點(diǎn)，采用切比雪夫多項(xiàng)式來(lái)逼近所希望的 。切比雪夫?yàn)V波器的 在通帶范圍內(nèi)是等幅起伏的，所以在同樣的通常內(nèi)衰減要求下，其階數(shù)較巴特沃茲濾波器要小。 切比雪夫?yàn)V波器的振幅平方函數(shù)為 (1-4) 式中Ωc為有效通帶截止頻率，表示與通帶波紋有關(guān)的參量，值越大通帶不動(dòng)愈大。VN（x）是N階

10、切比雪夫多項(xiàng)式，定義為 (1-5) N為偶數(shù)，cos2( )=1，得到min, （1-6） N為奇數(shù)，cos2( ，得到max， （1-7） 3用MATLAB設(shè)計(jì)切比雪夫低通濾波器 3.1MATLAB相關(guān)函數(shù) （1） 該格式用于計(jì)算N階切比雪夫I型歸一化模擬低通濾波器系統(tǒng)的零極點(diǎn)和增益因子。返回長(zhǎng)度為N的列向量Z和P，分別給出N個(gè)零點(diǎn)和極點(diǎn)的位置。Rs是阻帶最小衰減。 （2） 該格式用于計(jì)算切比雪夫I型數(shù)字濾波器的階數(shù)N和阻帶截止頻率wso。調(diào)用參數(shù)分別為數(shù)字濾波器的通帶頻率和阻帶邊界頻率的歸一化值。 （3） 該格式用于計(jì)算切比雪夫I型模擬

11、濾波器的階數(shù)N和阻帶截止頻率wso。wp和ws是實(shí)際模擬角頻率。 （4） 該格式用于計(jì)算N階切比雪夫I型數(shù)字濾波器系統(tǒng)函數(shù)的分子和分母多項(xiàng)式系數(shù)向量B和A。調(diào)用參數(shù)N和wso分別為切比雪夫I型數(shù)字濾波器的階數(shù)和阻帶截止頻率的歸一化值。 （5） 該格式用于計(jì)算N階切比雪夫I型模擬濾波器系統(tǒng)函數(shù)的分子和分母多項(xiàng)式系數(shù)向量B和A。調(diào)用參數(shù)N和wso分別為切比雪夫I型模擬濾波器的階數(shù)和阻帶截止頻率的歸一化值。 3.2高通濾波器的設(shè)計(jì)步驟 對(duì)高通濾波器技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，通常對(duì)切比雪夫?yàn)V波器以及其等波動(dòng)通帶截止頻率為歸一化因子 將高通的技術(shù)指標(biāo)變換成低通的技術(shù)指標(biāo)

12、 根據(jù)轉(zhuǎn)換出的低通濾波器的技術(shù)指標(biāo)，按照前面介紹的低通濾波器設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)滿足技術(shù)指標(biāo)的低通濾波器 對(duì)設(shè)計(jì)出的歸一化低通濾波器的系統(tǒng)函數(shù)進(jìn)行變換，得到歸一化高通濾波器的系統(tǒng)函數(shù) 將設(shè)計(jì)的歸一化高通濾波器進(jìn)行反歸一化處理，得到實(shí)際的高通濾波器 3.3數(shù)字帶通濾波器的設(shè)計(jì) 運(yùn)用雙線性變換法基于MATLAB設(shè)計(jì)一個(gè)IIR帶通濾波器 (1)確定性能指標(biāo) 在設(shè)計(jì)帶通濾波器之前,首先根 據(jù)工程實(shí)際的需要確定濾波器的技術(shù)指標(biāo): 通帶截止頻率wp1,wp2;阻帶截止頻率ws1，ws2；阻帶最小衰減As和通帶最大衰減Ap;中心頻率wp0。 (2)頻率預(yù)畸變 用Ω=2/T*tan(w/2)

13、對(duì)帶通數(shù)字濾波器H(z)的數(shù)字邊界頻率預(yù)畸變,得到帶通模擬濾波器H(s)的邊界頻率主要是通帶截止頻率Wp1,Wp2;阻帶截止頻率Ws1，Ws2的轉(zhuǎn)換。雙線性變換法一般T=2s。 通帶截止頻率Wp1=(2/T)*tan(wp1/2) Wp2=(2/T)*tan(wp2/2) 阻帶截止頻率Ws1=(2/T)*tan(ws1/2) Ws2=(2/T)*tan(ws2/2) (3)模擬帶通性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換成模擬低通性能指標(biāo) BW=Wp2-Wp1； %帶通濾波器的通帶寬度 W0=Wp1*Wp2； WP=1； %歸一化處理 WS=WP*(W0^2-Ws1^2)/(

14、Ws1*BW)； (4)模擬低通濾波器的構(gòu)造 借助切比雪夫(Chebyshev)濾波器得到模擬低通濾波器的傳輸函數(shù)Ha(s)。 (5)模擬低通濾波器轉(zhuǎn)換成模擬高通濾波器 調(diào)用lp2bp函數(shù)將模擬低通濾波器轉(zhuǎn)化為模擬帶通濾波器。 (6)模擬帶通濾波器轉(zhuǎn)換成數(shù)字帶通濾波器 利用雙線性變換法將模擬帶通濾波器Ha(s)轉(zhuǎn)換成數(shù)字帶通濾波器H(z)。 (7)輸入信號(hào)檢驗(yàn)濾波器性能 輸入不同頻率的正弦波，觀察輸出波形，檢驗(yàn)濾波器性能。 3．4雙線性變換 目的：將模擬帶通濾波器轉(zhuǎn)換成數(shù)字高通濾波器 為克服沖激響應(yīng)法可能產(chǎn)生的頻率響應(yīng)的混疊失真，這是因?yàn)閺腟平面到Ｚ平面是

15、多值的映射關(guān)系所造成的。為了克服這一缺點(diǎn)，可以采用非線性頻率壓縮方法，將整個(gè)頻率軸上的頻率范圍壓縮到-π/T～π/T之間，再用z=esT轉(zhuǎn)換到Z平面上。也就是說(shuō)，第一步先將整個(gè)S平面壓縮映射到S1平面的-π/T～π/T一條橫帶里；第二步再通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)變換關(guān)系z(mì)=es1T將此橫帶變換到整個(gè)Z平面上去。這樣就使S平面與Z平面建立了一一對(duì)應(yīng)的單值關(guān)系，消除了多值變換性，也就消除了頻譜混疊現(xiàn)象，映射關(guān)系如圖1-3 圖1-3雙線性變換的映射關(guān)系 為了將S平面的整個(gè)虛軸jΩ壓縮到S1平面jΩ1軸上的-π/T到π/T段上，可以通過(guò)以下的正切變換實(shí)現(xiàn)

16、 （1-13） 式中,T仍是采樣間隔。 當(dāng)Ω1由-π/T經(jīng)過(guò)0變化到π/T時(shí)，Ω由-∞經(jīng)過(guò)0變化到+∞，也即映射了整個(gè)jΩ軸。將式（1-9）寫成 (1-14) 將此關(guān)系解析延拓到整個(gè)S平面和S1平面，令jΩ=s，jΩ1=s1，則得 (1-15) 再將S1平面通過(guò)以下標(biāo)準(zhǔn)變換關(guān)系映射到Z平面 z=es1T 從而得到S平面和Z平面的單值映射關(guān)系為： （1-16) （1-17) 式（1-10）與式（1-11）是S平面與Z平面之間的單值映射關(guān)系，這種變換都是

17、兩個(gè)線性函數(shù)之比，因此稱為雙線性變換 式（1-9）與式（1-10）的雙線性變換符合映射變換應(yīng)滿足的兩點(diǎn)要求。 首先,把z=ejω，可得 （1-18） 即S平面的虛軸映射到Z平面的單位圓。 其次，將s=σ+jΩ代入式（1-12），得 因此有 （1-19） 雙線性變換法優(yōu)缺點(diǎn)：雙線性變換法與脈沖響應(yīng)不變法相比，其主要的優(yōu)點(diǎn)是避免了頻率響應(yīng)的混疊現(xiàn)象。這是因?yàn)镾平面與Z平面是單值的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。S平面整個(gè)jΩ軸單值地對(duì)應(yīng)于Z平面單位圓一周，即頻率軸是單值變換關(guān)系。這個(gè)關(guān)系如式（1-12）所示，重寫如下： （1-20）

18、 上式表明，S平面上Ω與Z平面的ω成非線性的正切關(guān)系，如圖1-4所示。 由圖1-4看出，在零頻率附近，模擬角頻率Ω與數(shù)字頻率ω之間的變換關(guān)系接近于線性關(guān)系；但當(dāng)Ω進(jìn)一步增加時(shí)，ω增長(zhǎng)得越來(lái)越慢，最后當(dāng)Ω→∞時(shí)，ω終止在折疊頻率ω=π處，因而雙線性變換就不會(huì)出現(xiàn)由于高頻部分超過(guò)折疊頻率而混淆到低頻部分去的現(xiàn)象，從而消除了頻率混疊現(xiàn)象。 4 三種切比雪夫?yàn)V波器的設(shè)計(jì)過(guò)程及程序 4.1設(shè)計(jì)一個(gè)切比雪夫Ⅱ型低通濾波器 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)切比雪夫Ⅱ型低通濾波器，指標(biāo)如下： 通帶邊界頻率：，通帶最大衰減： 阻帶截止頻率：，阻帶最小衰減： 實(shí)驗(yàn)程序： wp=0.2*pi; %通帶邊界

19、頻率； ws=0.4*pi; %阻帶截止頻率； rp=1; %通帶最大衰減； rs=80; %阻帶最小衰減； Fs=1000 %假設(shè)抽樣脈沖1000hz [N,Wn]=cheb2ord(wp,ws,rp,rs,s); %Chebyshev II型濾波器參數(shù)計(jì)算（模擬域）； [Z,P,K]=cheby2(N,rs,Wn,s); %構(gòu)造Chebyshev II型濾波器（零極點(diǎn)模型）； [H,W]=zp2tf(Z,P,K); %將零極點(diǎn)模型轉(zhuǎn)化成傳遞函數(shù)的模型； figure(1); freqs(H,W); %在Figure1上顯示濾波器的幅頻

20、響應(yīng)及相頻響應(yīng)； [P,Q]=freqs(H,W); %返回濾波器的沖擊響應(yīng)的復(fù)數(shù)形式； figure(2); plot(Q*Fs/(2*pi),abs(P));grid; %在Figure2上顯示幅頻特性曲線； xlabel(頻率/Hz); ylabel(幅值); 幅頻響應(yīng) 上圖 相頻曲線 下圖 幅值 4.2設(shè)計(jì)一個(gè)高通Chebyshow型數(shù)字濾波器 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)高通Chebyshow型數(shù)字濾波器，要求達(dá)到的指標(biāo)是： wp=100Hz, ws=80Hz,Fs=300Hz, rp=1db,rs=45db. 實(shí)驗(yàn)程序： wp=100; ws=80;

21、 Fs=300; rp=1; rs=45; %數(shù)字濾波器的各項(xiàng)指標(biāo)； WP=100*2*pi; %把數(shù)字濾波器的頻率特征轉(zhuǎn)換成模擬濾波器的頻率特征； WS=300*2*pi; [N,Wn]=cheb2ord(WP,WS,rp,rs,s); %Chebyshev II型濾波器參數(shù)計(jì)算（模擬域）； [Z,P,K]=cheb2ap(N,rs); %創(chuàng)建Chebyshev濾波器原型； [A,B,C,D]=zp2ss(Z,P,K); %表達(dá)式從零極點(diǎn)增益形式轉(zhuǎn)換成狀態(tài)方程形式； [AA,BB,CC,DD]=lp2hp(A,B,

22、C,D,Wn); %實(shí)現(xiàn)低通到高通濾波器類型的轉(zhuǎn)換； [a,b,c,d]=bilinear(AA,BB,CC,DD,Fs); %采用雙線性變換法，從模擬高通到數(shù)字高通； [P,Q]=ss2tf(a,b,c,d); %表達(dá)式從狀態(tài)方程形形式轉(zhuǎn)換成傳輸函數(shù)形式； figure(1); freqz(P,Q); %繪出頻率響應(yīng)； [H,W]=freqz(P,Q); figure(2); plot(W*Fs/(2*pi),abs(H));grid; xlabel(頻率/Hz); ylabel(幅值); 幅頻響應(yīng)（上） 幅度相頻（下） 幅值 4.3設(shè)計(jì)一個(gè)帶通切比

23、雪夫數(shù)字濾波器 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)帶通切比雪夫數(shù)字濾波器，通帶為100Hz～200Hz，過(guò)渡帶寬均為50Hz，通帶波紋小于1dB，阻帶衰減30Hz，采樣頻率。 實(shí)驗(yàn)程序： W1=100;W2=200;rp=1;rs=30;Fs=1000; %數(shù)字濾波器的各項(xiàng)指標(biāo)； WP=[100,200];WS=[50,250]; [N,Wn]=cheb1ord(WP/(Fs/2),WS/(Fs/2),rp,rs); %Chebyshev I型濾波器參數(shù)計(jì)算（數(shù)字域）； [P,Q]=cheby1(N,rp,Wn,bandpass);%創(chuàng)建Chebyshev帶通濾波器； figure(1);

24、 freqz(P,Q); %顯示產(chǎn)生濾波器的幅頻及相頻曲線； [H,W]=freqz(P,Q); figure(2); plot(W*Fs/(2*pi),abs(H));grid; xlabel(頻率/Hz); ylabel(幅度); 幅頻響應(yīng)（上） 幅度相頻（下） 幅值 5設(shè)計(jì)結(jié)果及分析 切比雪夫?yàn)V波器的幅度特性具有等紋波特性，I型切比雪夫?yàn)V波器：通帶內(nèi)是等紋波的，在阻帶內(nèi)是單調(diào)的；II型切比雪夫?yàn)V波器：通帶內(nèi)是變化的，阻帶內(nèi)等紋波變化的。 切比雪夫?yàn)V波器頻率響應(yīng)的特點(diǎn)是：在帶通內(nèi)是等幅的紋波，在阻帶內(nèi)單調(diào)衰減，過(guò)度迅速。在實(shí)際工程中

25、，需要設(shè)計(jì)高通、帶通、和帶阻濾波器時(shí)，通常將設(shè)計(jì)好的低通濾波器，如巴特沃斯低通濾波器或切比雪夫低通濾波器等，在傳遞函數(shù)H（s）中通過(guò)頻率變化，轉(zhuǎn)換成為其他類型的濾波器。 6實(shí)驗(yàn)小結(jié) 這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程，看了一遍《數(shù)字信號(hào)處理》課程中關(guān)于數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)的內(nèi)容，再通過(guò)利用參考文獻(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)，完成了用Matlab進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，加深了對(duì)課堂學(xué)習(xí)中抽象概念——切比雪夫定理的理解,并且鞏固了課堂上所學(xué)的理論知識(shí),從而能很好地理解與掌握數(shù)字信號(hào)處理中的基本概念、基本原理、基本分析方法。 同時(shí)在使用MATLAB軟件的過(guò)程中，掌握了matlab的編程方法和以及實(shí)際中

26、解決問(wèn)題的技巧。與其他高級(jí)語(yǔ)言的程序軟件相比，MATLAB環(huán)境下可以更方便、快捷地設(shè)計(jì)出具有嚴(yán)格線性相位的切比雪夫?yàn)V波器，節(jié)省了編程時(shí)間，提高了編程效率，并且相應(yīng)參數(shù)的修改也十分方便，還可以進(jìn)一步根據(jù)圖像的變化特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。相信隨著版本的不斷提高，MATLAB軟件在數(shù)字濾波器等技術(shù)中必將發(fā)揮更大的作用。同時(shí)，用MATLAB計(jì)算有關(guān)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)參數(shù)，如H(z)、h(n)等，對(duì)我而言是在數(shù)字濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)方面提供了一條簡(jiǎn)單而更加準(zhǔn)確的途徑和依據(jù)。 我還通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解到，切比雪夫?yàn)V波器包括兩種，即切比雪夫1型濾波器和2型濾波器，切比雪夫?yàn)V波器頻率響應(yīng)的特點(diǎn)是：在帶通內(nèi)是等幅的紋波，在阻帶內(nèi)

27、單調(diào)衰減，過(guò)度迅速。更重要的是，我知道了，在實(shí)際工程中，需要設(shè)計(jì)高通、帶通、和帶阻濾波器時(shí)，通常將設(shè)計(jì)好的低通濾波器，如巴特沃斯低通濾波器或切比雪夫低通濾波器等，在傳遞函數(shù)H（s）中通過(guò)頻率變化，轉(zhuǎn)換成為其他類型的濾波器。這些對(duì)我來(lái)說(shuō)都是難能可貴的，并且從書本上難以獲得的知識(shí)。 7.心得體會(huì) 7 參考文獻(xiàn) [1]劉泉，闕大順 《數(shù)字信號(hào)處理原理與實(shí)現(xiàn)》，電子工業(yè)出版社，2005年6月 [2]蘇金明，王永利 《Matlab7.0使用指南》， 電子工業(yè)出版社，2004年11月 [3]薛定宇，陳陽(yáng)泉 《基于matlab的系統(tǒng)仿真技術(shù)

28、與應(yīng)用》，清華大學(xué)出版社 2002年 [4]郭仕劍，王寶順，賀志國(guó) 《MATLAB數(shù)字信號(hào)處理》.人民郵電出版社，2007.11 [5]陳懷琛 《數(shù)字信號(hào)處理教程—MATLAB釋義與實(shí)現(xiàn)》，北京：電子工業(yè)出版社2004 本科生課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表 姓 名 性 別 專業(yè)、班級(jí) 課程設(shè)計(jì)題目： 課程設(shè)計(jì)答辯或質(zhì)疑記錄： 成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)： 最終評(píng)定成績(jī)（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定） 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 - 20 -