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长江大学工程技术学院 毕业设计（论文）开题报告 题 目 名 称 基于MATLAB的butterworth滤波器的设计与应用 系 部 信息系 专 业 班 级 电信61002班 学 生 姓 名 高珊 指 导 教 师 陈希湘/讲师 辅 导 教 师 陈希湘/讲师 开题报告时间  基于MATLAB的butterworth滤波器的设计与应用 学 生：高 珊，信息系 指导教师：陈希湘，信息系 一、题目来源 本题目来源于社会实践。 二、研究（设计）目的和意义 数字滤波器是数字信号处理的基础，用来对信号进行过滤、检测与参数估计等处理，在通信、图像、语音、雷达等许多领域都有着十分广泛的应用。尤其在图像处理、数据压缩等方面取得了令人瞩目的进展和成就。鉴于此，数字滤波器的设计就显得尤为重要。目前数字滤波器的设计有许多现成的高级语言设计程序，但他们都存在设计效率较低，不具有可视图形，不便于修改参数等缺点，而Matlab为数字滤波的研究和应用提供了一个直观、高效、便捷的利器。他以矩阵运算为基础，把计算、可视化、程序设计融合到了一个交互式的工作环境中。尤其是Matlab工具箱使各个领域的研究人员可以直观方便地进行科学研究与工程应用。其中的信号处理工具箱、图像处理工具箱、小波工具箱等更是为数字滤波研究的蓬勃发展提供了可能。 数字滤波技术是数字信号分析、处理技术的重要分支。无论是信号的获取、传输，还是信号的处理和交换都离不开滤波技术，它对信号安全可靠和有效灵活地传输是至关重要的。在所有的电子系统中，使用最多技术最复杂的要算数字滤波器了。数字滤波器的优劣直接决定产品的优劣。 巴特沃思滤波器是滤波器的一种设计分类，其采用的是巴特沃思传递函数，有高通、低通、带通、带阻等多种滤波器类型。巴特沃思滤波器是电子滤波器的一种。巴特沃思滤波器的特点是通频带的频率响应曲线最平滑。巴特沃思滤波器在通频带内外都有平稳的幅频特性，但有较长的过渡带，在过渡带上很容易造成失真。 三、阅读的主要参考文献 [1]董长虹等. MATLAB信号处理与应用.北京：国防工业出版社，2005 [2]黄同等.基于MATLAB的巴特沃思数字滤波器设计.延安大学学报(自然科学版),2008. [3]李钟慎.基于MATLAB设计巴特沃斯低通滤波器.信息技术.2003 [4]楼顺天、李博菡. 基于MATLAB的系统分析与设计－信号处理.西安：西安电子 [5]庞建丽、高丽娜. 基于Matlab的IIR数字滤波器设计方法比较及应用.现代电子技术 2010 [6]宋永东、张春明. 基于MATLAB的数字滤波器设计及仿真应用 延安大学学报(自然科学版) 2007 [7]唐建锋、游开明、陈列尊. 基于Matlab的数字滤波器设计研究型实验探讨 现代电子技术 2006 [8]杨建强、罗先香.MATLAB软件工具箱简介 水科学进展 2001 [9]戴金伟、 陈增禄、 毛惠丰、蔚泉清.Butterworth带通滤波器设计 西安工程科技学院学报 2007 [10]余长青.基于Butterworth函数的滤波器设计 遵义师范学院学报 2008 [11]于镭、安妮.用MATLAB设计IIR数字滤波器 中国教育技术装备 2009 [12]洪健、李钟慎.改进的Butterworth最佳传递函数标准型 计算技术与自动化 2005 四、国内外现状和发展趋势 巴特沃斯滤波器是电子滤波器的一种。巴特沃斯滤波器的特点是通频带的频率响应曲线最平滑。这种滤波器最先由英国工程师斯替芬·巴特沃斯（Stephen Butterworth）在1930年发表在英国《无线电工程》期刊的一篇论文中提出的。巴特沃斯滤波器的特性巴特沃斯滤波器的特点是通频带内的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零。在振幅的对数对角频率的波得图上,从某一边界角频率开始,振幅随着角频率的增加而逐步减少,趋向负无穷大。利用巴特沃斯（Butterworth）低通滤波器对受噪声干扰的图像进行平滑处理。5.1 主要研究内容 按照传统的方法设计巴特沃思数字滤波器,不论采用何种方法都面临着繁杂的数学计算或反复的累加试验,以验证设计结果是否满足指标要求,工作量巨大、且效率极低。而现代分析信号时,使用MATLAB软件是一种高效、简便的设计方法。 由于冲击响应不变法和阶跃响应不变法的不足,下面以双线性变换法设计一个巴特沃思低通滤波器。这可以严格按照本文213步骤进行,并且有很多文献[5, 6]正是按照这个步骤进行,但通过仔细研究MATLAB软件自带的信号处理工具箱下%MATLABDIR% \ toolbox \ signal \ signal \buttord1m和%MATLABDIR% \toolbox\signal\