PAGEPAGE10各專業全套優秀畢業設計圖紙吉首大學信息科學與工程學院課程設計報告書課程：數字信號處理教程課題：基于MATLAB的巴特沃斯低通濾波器以切貝雪夫低通濾波器的設計姓名：學號：專業：通信工程年級：2012級指導教師：基地指導教師：2014年12月一、項目介紹與設計目的通過實驗加深對巴特沃斯低通濾波器以及切貝雪夫低通濾波器基本原理的理解。學習編寫巴特沃斯低通濾波器和切比雪夫的MATLAB仿真程序。

3.濾波器的性能指標如下：通帶截止頻率fp=3kHz，通帶最大衰減Rp=2dB，阻帶截止頻率fst=6kHz，阻帶最小衰減As=30db二、設計方案1．項目環境要求MATLAB軟件設計內容一．理論設計：模擬巴特沃思低通濾波器的設計1.有技術指標可求的設計參數Ωp=6000πrad/s;Ωst=12000πrad/s;Rp=2db;As=30db2.求N;=5.369取N=6確定參數

=1971.11求系統函數Han（s）=1/(1+3.8637033S+7.4641016S^2+9.141620S^3+7.4641016S^4+3.8637033S^5+S^6)5.去歸一化H（s）=Han（s/Ωc）=0.7648/(0.7648+3.0910s^5+6.2424s^4+7.9947S^3+6.6300S^2+0.6949)化簡可得Ha(s)=5.8650*10^25/(s^6+7.6158*10^4s^5+2.9000*10^9s^4+7.0010*10^13s^3+1.1267*10*18s^2+1.1496*10^32s+5.8650*10^25)切比雪夫低通濾波器由技術指標可得ε=1/(10^0.1As)=0.031N>=arcch[]/arch()取N=4系統函數為：Ha(s)=0.0316s^4+3.5954*10^8S^2+5.1099*10^17/(S^4+6.6533*10^4S^3+2.2247*10^9S^2+4.3659*10^13S+5.1099*10^17)二．程序設計巴特沃斯低通濾波器程序：clc,clearall;OmegaP=2*pi*3000;OmegaS=2*pi*6000;Rp=2;As=30;N=ceil(log10((10^(As/10)-1)/(10^(Rp/10)-1))/(2*log10(OmegaS/OmegaP)))OmegaC=OmegaP/((10^(Rp/10)-1)^(1/(2*N)));[z0,p0,k0]=buttap(N);p=p0*OmegaC;a=real(poly(p))k=k0*OmegaC^N;b0=real(poly(z0));b=k*b0w0=[OmegaP,OmegaS];[H,w]=freqs(b,a);Hx=freqs(b,a,w0);dbHx=-20*log10(abs(Hx)/max(abs(H)))plot(w/(2*pi)/1000,20*log10(abs(H)));xlabel('f(kHz)');ylabel('dB');axis([-1,12,-55,1])set(gca,'xtickmode','manual','xtick',[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]);Set(gca,'ytickmode','maunal','ytick',[-50,-40,-30,-2,-10,0]);grid;輸出結果N=6b=5.8650e+25a=17.5158e+042.9000e+097.0010e+131.1267e+181.1496e+225.8650e+25dbHx=2.000033.7692在matlab中顯示如下：程序運行結果如下故系統函數為：Ha(s)=5.8650*10^25/(s^6+7.6158*10^4s^5+2.9000*10^9s^4+7.0010*10^13s^3+1.1267*10*18s^2+1.1496*10^32s+5.8650*10^25)切貝雪夫型低通濾波器程序：clc，clearall;OmegaR=2*pi*3000;OmegaS=2*pi*6000;Rp=2;As=30;g=sqrt((10^(As/10)-1)/(10^(Rp/10)-1));OmegaR=OmegaS/OmegaPN=ceil(log10(g+sqrt(g*g-1))/log10(OmegaR+sqrt(OmegaR*OmegaR-1)))OmegaC=OmegaS;[z0,p0,k0]=cheb2ap(N,As);a0=real(poly(p0))aNn=a0(N+1);p=p0*OmegaC;a=real(poly(p))aNu=a(N+1);b0=real(poly(z0));M=length(b0);bNn=b0(M);z=z0*OmegaC;b=real(poly(z));bNu=b(M);k=k0*(aNu*bNn)/(aNn*bNu);b=k*bw0=[OmegaP,OmegaS];[H,w]=freqs(b,a);Hx=freqs(b,a,w0);dbHx=-20*log10(abs(Hx)/max(abs(H)))plot(w/(2*pi)/1000,20*log10(abs(H)));xlabel('f(kHz)');ylabel('dB');axis([-1,12,-55,1])set(gca,'xtickmode','manual','xtick',[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]);Set(gca,'ytickmode','maunal','ytick',[-50,-40,-30,-20,-10,0]);grid;輸出結果：N=4b=0.031603.5954e+0805.1099e+17A=16.6533e+042.2247e+094.3659e+135.1099e+17程序運行結果如下圖此低通濾波器的系統函數為：Ha(s)=0.0316s^4+3.5954*10^8S^2+5.1099*10^17/(S^4+6.6533*10^4S^3+2.2247*10^9S^2+4.3659*10^13S+5.1099*10^17)三、總結和分析通過本次butterworth低通濾波器的設計，使我對低通數字濾波器的工作原理和特性有了深刻的認識和了解，實驗主要用到了matlab軟件。對matlab的一些運用也有了一定的了解,對以后的繼續學習有了一定的基礎。在這次實驗中通過查閱資料和結合平時所學的知識才得以完成。參考資料網頁：關于matlaR2010b的安裝/link?url=pYO2pK_HfOG2IQjO1q5tHxzwUHZNoDU6utHQZ3IzzO7um7-ZD05_xqnbvRxcP-dt_yhDWJcDYD2TFx3CHYpJ4OPfv2skftv1Qhca9C9uZpO&qq-pf-to=pcqq.cc《數字信號處理教程》第四版程佩青

指導老師評語：成績評定：指導老師簽名：基地指導老師簽名：年月日教研室意見教研室主任簽章年月日學院意見分管院長簽章年月日基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統最佳啟停自校正（STR）調節器單片機控制的二級倒立擺系統的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監測系統基于32位嵌入式單片機系統的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養診斷專家系統的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統研究與開發基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統開發基于單片機的液壓動力系統狀態監測儀開發模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統開發基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統單片機系統軟件構件開發的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統用于單片機系統的MMC卡文件系統研制基于單片機的時控和計數系統性能優化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監測系統基于單片機網絡的振動信號的采集系統基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統基于單片機的控制系統在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數控系統的研究與開發基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統研究基于TCP/IP協議的單片機與Internet互聯的研究與實現變頻調速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數器自動換樣功能的研究與實現基于單片機的倒立擺控制系統設計與實現單片機嵌入式以太網防盜報警系統基于51單片機的嵌入式Internet系統的設計與實現單片機監測系統在擠壓機上的應用MSP430單片機在智能水表系統上的研究與應用基于單片機的嵌入式系統中TCP/IP協議棧的實現與應用單片機在高樓恒壓供水系統中的應用基于ATmega16單片機的流量控制器的開發基于MSP430單片機的遠程抄表系統及智能網絡水表的設計基于MSP430單片機具有數據存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設計基于單片機的氨分解率檢測系統的研究與開發鍋爐的單片機控制系統基于單片機控制的電磁振動式播種控制系統的設計基于單片機技術的WDR-01型聚氨酯導熱系數測試儀的研制一種RISC結構8位單片機的設計與實現