黃山學(xué)院信息工程學(xué)院

學(xué)士學(xué)位論文答辯

關(guān)于異步電動機(jī)啟動技術(shù)的研究及軟啟動觸發(fā)電路的設(shè)計答辯人：李本應(yīng)

指導(dǎo)老師：方志鳴1.1課題研究背景

隨著信息時代和數(shù)字化世界的到來，數(shù)字信號處理已成為當(dāng)前極其重要的學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域，而在數(shù)字信號處理中，起著重要作用并已得到廣泛應(yīng)用的是數(shù)字濾波器（DigitalFilter，簡稱DF），它是數(shù)字信號處理的基礎(chǔ)，可用于消除干擾和除去不需要的背景噪聲等等。

MATLAB軟件在許多研究領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用，它的頻譜分析和濾波器分析設(shè)計功能很強(qiáng)，可以大大簡化計算量，使數(shù)字信號處理變得十分簡捷，從而提高了設(shè)計效率。1.2課題研究目的與意義研究意義：在數(shù)字濾波器的設(shè)計過程中，采用MATLAB語言，充分發(fā)揮MATLAB軟件在數(shù)值計算、圖像處理中的優(yōu)勢，能非常容易地設(shè)計出具有嚴(yán)格要求的濾波器。研究目的：傳統(tǒng)數(shù)字濾波器的設(shè)計過程復(fù)雜，計算量大，濾波特性調(diào)整困難，影響了它的應(yīng)用。因此，本文介紹了一種基于MATLAB的巴特沃茲低通濾波器設(shè)計方法。2巴特沃茲低通濾波器的設(shè)計

圖2-2巴特沃斯低通濾波器的幅頻特性(基于MATLAB實(shí)現(xiàn))

%巴特沃斯模擬低通濾波器設(shè)計關(guān)鍵程序代碼[z,p,k]=buttap(N);%設(shè)計巴特沃斯低通濾波器[b,a]=zp2tf(z,p,k);

%零極點(diǎn)增益模型轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)模型[H,w]=freqs(b,a,n);%求解模擬濾波器頻率響應(yīng)magH2=(abs(H)).^2;

%取模值函數(shù)holdon

%保持當(dāng)前圖形plot(w,magH2)

%畫二維線性圖axis([0201]);

%控制坐標(biāo)軸比例和外觀脈沖響應(yīng)不變法的設(shè)計原理是用數(shù)字濾波器的單位脈沖響應(yīng)序列h(n)逼近模擬濾波器的單位脈沖響應(yīng)ha(t)。采樣信號的拉式變換與相應(yīng)序列的Z變換之間的映射關(guān)系可表示為：系統(tǒng)函數(shù)Ha(s)和數(shù)字濾波器的系統(tǒng)傳遞函數(shù)H(z)的關(guān)系為：

模擬-數(shù)字濾波器轉(zhuǎn)換

脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計巴特沃茲低通濾波器的幅頻特性(基于MATLAB實(shí)現(xiàn))

頻帶轉(zhuǎn)換

從模擬低通濾波器的s平面到IIR數(shù)字通濾波器的z平面的映射關(guān)系為：

IIR數(shù)字高通濾波器的傳遞函數(shù)為：用MATLAB軟件設(shè)計巴特沃茲低通濾波器

濾波器的性能指標(biāo)如下:通帶截止頻率fp=2400Hz，通帶最大衰減=3dB，阻帶截止頻率fs=5000Hz，阻帶最小衰減=25dBMATLAB程序如下:%巴特沃斯低通濾波器f_N=16000; %采樣率f_p=2400;f_s=5000;R_p=3;R_s=25; %設(shè)計要求指標(biāo)Ws=f_s/(f_N/2);Wp=f_p/(f_N/2); %計算歸一化角頻率[n,Wn]=buttord(Wp,Ws,R_p,R_s); %計算階數(shù)和截止頻率[b,a]=butter(n,Wn); %計算H(z)freqz(b,a,1000,8000)%作出H(z)的幅頻相頻圖,freqz(b,a,計算點(diǎn)數(shù),采樣率)subplot(2,1,1);axis([04000-303])運(yùn)行結(jié)果：三﹑結(jié)論本文分析了采用MATLAB語言進(jìn)行IIR數(shù)字濾波器和FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計，最終實(shí)現(xiàn)了IIR和FIR數(shù)字低通、高通、帶通及帶阻濾波器的設(shè)計。IIR濾波器的相位特性一般都是非線性的，并且很難實(shí)現(xiàn)線性相位特性；FIR濾波器比較容易實(shí)現(xiàn)線性相位特性。IIR濾波器的設(shè)計可以借助成熟的模擬濾波器設(shè)計技術(shù)，簡化設(shè)計過程；FI