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摘 要

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 选题意义 1

1.2本文主要研究内容 2

1.3 工作方案 2

1.4 MATLAB软件介绍 2

第二章 滤波器原理 3

2.1 模拟滤波器 3

2.2数字滤波器 4

2.3 IIR滤波器 5

第三章 模拟滤波器设计 8

3.1 巴特沃斯模拟低通滤波器 : 8

3.2 切比雪夫模拟低通滤波器 : 9

3.3椭圆模拟低通滤波器 10

第四章 模拟—数字滤波器转换 12

4.1脉冲响应不变法设置数字滤波器 12

4.2双线性变换法设计数字滤波器 14

第五章 数字滤波器设计 16

5.1 数字高通滤波器 16

5.2 数字带通滤波器 17

5.3 数字带阻滤波器 18

5.4 MATLAB滤波器设计分析工具简介 19

5.5 IIR滤波器设计与降噪应用 20

第六章 总结与展望 24

6.1 总结 24

6.2 未来展望 24

致谢 25

参考文献 26

IIR 数字滤波器的原理、设计与应用

摘要

在电子系统中，信号之中往往会存在这一些噪声需要人们通过一定的方式进行滤除，由此引入了滤波的概念。在研究数字信号处理的领域之中，人们往往会引入一种相对于其他滤波器来说是一种比较复杂的滤波器，这被人们系统的称之为IIR数字滤波器，它被人们应用于各个不同的领域，在对信号进行过滤，对信号的结果进行检测，或者对结果进行预测等方面都有着显著的作用。现在所研究的是他们工作的一些基本原理，理解简单的模拟滤波器和数字滤波器的部分基本原理，进一步深入的了解IIR滤波器的构成，从模拟滤波器的理解到数字滤波器的理解，由浅入深，能够实现完成IIR数字滤波器的降噪应用。

关键词：IIR滤波器；数字滤波器；模拟滤波器；滤波器设计；MATLAB

Research On Handwritten Number Recognition Network

Abstract

In the electronic system, there are often some noises in the signal, which need to be filtered in a certain way, so the concept of filtering is introduced. In the field of digital signal processing, people often introduce a kind of filter which is relatively complex compared with other filters, which is systematically called IIR digital filter. It is applied in various fields, filtering the signal and detecting the result of the signal, Or to predict the results and other aspects have a significant role.Now what we study is some basic principles of their work, understanding some basic principles of simple analog filter and digital filter, further understanding the composition of IIR filter, from the understanding of analog filter to the understanding of digital filter, from simple to deep, can realize the noise reduction application of IIR digital filter.

Key words: IIR filter; Digital filter; Analog filter; Filter design; MATLAB

第一章 引 言

1.1 选题意义

近几十年里,数字信号处理技术得到了飞速的发展,应用于各种电子设备渗透入人们的生活,对社会的发展有着独特的影响力。在这个信息化大发达的时期,各个社会行业和领域核心竞争性技术便是能够充分运用数字信号技术来帮助我们的信号能够更好、也可以迅速地完成。在这广泛的信号学应用领域中,最基本的一种进行信号处理的方法便是滤波。为了完成滤波的工作要求,人们发明了一种通过分析信号的滤波特性来进行信号处理的装置,之一装置被称之为滤波器。在当今社会的各个领域之中都存在着滤波器的身影,主要分布在电信设备之中,便于人们对通信信号进行处理以及各种控制系统之中,以此来方便人们对设备进行控制。在这些领域滤波器都有着广泛的应用前景,而且滤波器也算是一种比较复杂的应用部件,它的发展前景关乎着社会生产的前景,所以,这些年以来各国都致力于滤波器的发展与研究。其中数字滤波器的发展最为迅速,因为其在数字信号处理的方面有着其他任何部件都无法代替的重要作用。早在我国上个世纪60年代,因为随着数字计算机和数字微处理器等电子集成电路的不断进步和快速发展,数字信号滤波器也逐渐逐步实现了全部软件自动化,这在当时的中国社会并不完全说得上来算什么,但是它也伴随着现代计算机的不断小型化、多功能化,家庭化的发展,以及计算机价格的下降,数字滤波器显示了远比模拟滤波器更强的社会竞争力,使人们可以随时记录数据,计算数据结果,查验信号图像。

在数字滤波器的发展历程中，出现了一种递归型结构的数字滤波器，因为其特殊的结构被人们广泛应用，成为了一种典型的数字滤波器。使用更加简便，因为工作稳定的特点具有不容易被外界影响的优点，与其他的数字录波器相比，在相同的设计条件以及参数值编制下，IIR滤波器有着明显的设计优势，在它的设计之中运用了较低的阶次条件，又因为它的简单灵活的特性名人们设计所用到的存储单元也相对较小，因为他的这些亲民的特点造就了他经济效益高的特点。所以诞生了这种进度高又灵活的数字滤波器，这是其他滤波器都无法比拟的。

数字滤波器是有模拟滤波器发展而来，在他的发展历程之中保留了一些模拟滤波器的优良的特性，例如优良的幅频特性。为了滤除信号之中人们所不需要的噪声人们往往会用到IIR数字滤波器，以此实现在频带信号中分离信号，在消除噪声、降低信噪比、优化信号的质量有着关键性的作用

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