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1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1 选题意义及背景
数字滤波器是数字信号处理学科的重要组成部分。着信息时代数字时代的到来，数字化、智能化和网络化是当代信息技术发展的大趋势，而数字化是智能化和网络化的基础，实际生活中遇到的信号多种多样，例如广播信号、电视信号、雷达信号、通信信号、导航信号、射电天文信号、生物医学信号、控制信号、气象信号等等。上述这些信号大部分是模拟信号, 也有小部分是数字信号。大多数情况下模拟信号的自变量是时间,经过时间上的离散化和幅度上的离散化，这类模拟信号便成为数字信号。因此，数字信号实际上是用数字序列表示的信号,语音信号经采样和量化后，得到的数字信号是一个一维离散时间序例;而图像信号经采样和量化后，得到的数字信号是一个二维离散空间序列。数字信号处理，就是用数值计算的方法对数字序列进行各种处理，把信号变换成符合需要的某种形式。例如，对数字信号经行滤波以限制他的频带或滤除噪音和干扰;对信号进行某种变换，使之更适合于传输，存储和应用;对信号进行编码以达到数据压缩的目的，等等。而这一切的实现就要靠数字滤波器。
传统的数字滤波器的设计过程复杂，计算工作量大，滤波特性调整困难，影响了它的应用。本次设计主要利用matlab信号处理工具箱(signal processingtoolbox) 快速有效的设计由软件组成的常规数字滤波器的设计方法。利用matlab设计滤波器，可以随时对比设计要求和滤波器特性调整参数，直观简便，极大的减轻工作量,有利于滤波器设计的最优化。本次设计还将介绍如何利用matlab环境下的仿真软件simulink对所设计的滤波器进行模拟仿真。在matlab中， 对各种滤波器的设计都有相应的计算振幅响应的函数，可以用来做滤波器的程序设计。通过调用simulink中的功能模块构成数字滤波器的仿真框图，在仿真过程中，可以双击各功能模块，随时改变参数，获得不同状态下的仿真结果。这样就可以极大的减少数字滤波器检验的工作量，同时利于修改和调试。
2. 研究的基本内容与方案
2.1本论文的主要工作和内容
本文所希望达到的程度,是利用matlab信号处理工具箱(signalprocessing toolbox)以及fdatool工具箱分别设计常见的数字滤波器如巴特沃斯滤波器,切比雪夫滤波器i型与ii型，以及fir滤波器。并用simulink进行仿真。在matlab中,对各种滤波器的设计都有相应的计算振幅响应的函数，可以用来做滤波器的程序设计。通过调用simulink中的功能模块构成数字滤波器的仿真框图，在仿真过程中，可以双击各功能模块，随时改变参数，获得不同状态下的仿真结果。
2.2方案选择
3. 研究计划与安排
第1~3周 查阅文献；分析题目研究现状，学习基本理论；
第4周阅读文献、撰写开题报告，英文文献翻译；
第5周学习matlab信号工具箱，确定实施方案；
4. 参考文献（12篇以上）
| 4. 参考文献（15篇） [1] 宋永东,张春明.基于MATLAB的数字滤波器设计及仿真应用[J].延安大学学报（自然科学版）,2007,26(2):33-36.DOI:10.3969/j.issn.1004-602X.2007.02.009. [2] 吴四清,熊钢.基于Simulink的数字滤波器系统仿真与分析[J].咸宁学院学报,2008,28(06). [3] 李茂,任学恒,李涛,张怀武.基于MATLAB/Simulink的数字滤波器设计与仿真[J].磁性材料及器件,2007(01). [4] 张登奇,周婷,李斌.基于MATLAB的数字滤波器结构实现与仿真[J].湖南理工学院学报(自然科学版),2008(03). [5] 张建伟, 展雪梅.FIR 数字滤波器的设计与实现[D]., 2010. [6] 张亚妮. 基于 MATLAB 的数字滤波器设计[J]. 辽宁工程技术大学学报,2005, 24(5): 716-718. [7] 丁磊, 潘贞存, 丛伟. 基于 MATLAB 信号处理工具箱的数字滤波器设计与仿真[D], 2003. [8] 孙耀奇, 高火涛, 熊超, 等. 基于 Matlab 和 FPGA 的 FIR 数字滤波器设计及实现[D],2008. [9] 刘泉，阙大顺，郭志强，数字信号处理原理与实现(第二版)[M].北京：电子工业出版社，2009. [10]Ropp M E , Gonzalez S . Development of a MATLAB/Simulink Model of aSingle-Phase Grid-Connected Photovoltaic System[J]. IEEE Transactions onEnergy Conversion, 2009, 24(1). [11]Vanderperren Y , Dehaene W . From UML/SysML to Matlab/Simulink: current stateand future perspectives.[C]// Conference on Design. DBLP, 2006. [12]Podder P, Hasan M, Islam M, et al. Design and implementation of Butterworth,Chebyshev-I and elliptic filter for speech signal analysis[J]. arXiv preprintarXiv:2002.03130, 2020. [13]Sahu K, Sinha R. FIR Filter Designing using MATLAB Simulink and Xilinx systemGenerator[J]. International Research Journal of Engineering and Technology(IRJET), 2015, 2(8). [14]Sandhu M, Kaur S, Kaur J. A study on design and implementation ofButterworth, Chebyshev and elliptic filter with Matlab[J]. Int. J. Emerg.Technol. Eng. Res, 2016, 4(6). [15] 黄卫. 数字滤波器的应用现状及其发展趋势研究[J]. 科教导刊：电子版(7). |
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