1. 研究目的与意义
背景：关于数字滤波器，早在上个世纪40年代末期，就有人讨论它的可能性问题，在50年代也有人讨论过数字滤波的问题。在这一段时期，科学家们做了大量的卓有成效的工作，这些工作为后来的数字滤波器的飞速发展起到了极其重要的奠基作用。直到上个世纪60年代中期，举世文明的快速傅立叶变换问世。它的诞生是学术界一直认可的一个科学里程碑。从此以后，各种各样的快速傅立叶变换相继出现，在数字滤波领域，开始形成关于数字滤波器的一整套完整的正规理论。在这一时期，提出了各种各样的数字滤波结构，出现了数字滤波器的各种实现方法，对递归和非递归两类滤波器作了全面的比较，统一了数字滤波器的基本概念和理论。数字滤波器经历了有限冲激响应（FIR）和无限冲激响应（IIR）关系的认识转化过程。在初期，一般认为IIR滤波器比FIR滤波器具有更高的运算效率，因而明显地趋向于前者。后来，当人们提出用快速傅利叶变换(FFT)实现卷积运算的概念之后，发现高阶FIR滤波器也可以用很高的运算效率来实现，这就促使人们对高性能FIR滤波器的设计方法和数字滤波器的频域设计方法进行了大量的研究，从而出现了此后数字滤波器设计中频域方法与时域方法并驾齐驱的局面。
我国广泛使用滤波器是50年代后期的事，当时主要用于话路滤波和报路滤波。经过半个世纪的发展，我国数字滤波器在研制、生产和应用等方面正在快速发展，但由于缺少专门研制机构，集成工艺和材料工业跟不上来，使得我国许多新型滤波器的研制应用与国际发展有一段距离。在国内的工程技术中应用中，模拟滤波器占了很大的比重，数字滤波器在生产应用中所占的比例还不多。从应用比例来看，数字滤波器要想实现大规模应用，必须加大对这方面的研究投入。随着我国科学技术的飞速发展，在国内也很多学者在数字滤波领域展开长期的深入研究。无论是在理论方面还是在工程技术领域，都有很多科研成果。因而数字滤波器不断应用在各行各业里，我国现有滤波器的种类及应用技术己基本上满足现有各种电信设备需求。电子工业正在飞速发展，对滤波器的性能要求越来越高，功能也越来越多，对FIR滤波器而言，从理论上讲要尽可能的降低其阶数，因为随着阶数的增加，实现数字滤波器的运算量就越大，如果阶数不能降低，则对算法的运算效率就要提出更高的。还有一个重要的趋势就是要求具体实现它们的硬件电子元器件必须向大规模集成化方向发展，如果没有重大的理论突破，则只能在硬件寻找突破口，所以电子元件的集成化尤其重要。我国数字滤波器研制和生产与上述要求相差甚远，为缩短这个差距，电子工程和科技人员肩负着重大的历史责任。而且在世界范
围内集成化也是一个重要的发展趋势。
目的：巩固所学习的数字滤波器的设计；并学习使用MATLAB GUI设计工具应用界面。
意义：数字滤波器与模拟滤波器相比，具有高精度、稳定、体积小、重量轻、灵活、不要求阻抗匹配以及能实现模拟滤波器无法进行的特殊滤波等特点。根据数字滤波器单脉冲响应的时域特性可将数字滤波器分为两种, 即IIR（Infinite Impulse Response）无限长脉冲响应数字滤波器和FIR (Finite Impulse Response)有限长脉冲响应数字滤波器；从功能上分类, 可分为低通、高通、带通、带阻滤波器。
2. 研究内容与预期目标
研究内容：主要研究有限冲激响应数字滤波器（FIR）和无限冲激响应数字滤波器（IIR）的设计原理、方法、步骤，然后通过MATLABGUI界面分别对FIR数字滤波器和IIR数字滤波器进行设计软件仿真，同时分别对不同功能的FIR滤波器和IIR滤波器进行仿真研究并进行分析。
预期目标：通过自己掌握的数字滤波器方面的知识，设计编程出FIR数字滤波器和IIR数字滤波器。结合MATLAB GUI界面运行生成一个fig文件和一个m文件，在图形界面中当选择不同功能不同类型的滤波器并输入滤波器的参数时，能够及时显示设计好的滤波器的频谱。
3. 研究方法与步骤
研究方法：本文采用完全设计法设计数字滤波器。设计IIR数字滤波器利用直接法，其中选择的模拟滤波器有巴特沃斯滤波器、切尔雪夫滤波器和椭圆滤波器；设计FIR数字滤波器利用窗函数法，选择的窗函数为Hanning窗、Hamming窗、Kaiser窗、Bartlett窗和Blackman窗。
利用完全设计法设计IIR数字滤波器的步骤：
（1）将设计指标归一化处理。
4. 参考文献
[1]张贤达.数字信号处理[M].北京:清华大学出版社.2002:192～221.
[2]邓重一.滤波器的过去、现在与未来[J]世界电子元器件.2003,13(4):48～49.
[3]祁才君.数字信号处理技术的算法分析与应用[M].北京:机械工业出版社.2005:154～171
5. 工作计划
2022.2.20～3.3 研究课题，学习相关知识，撰写开题报告，确立设计方案。
2022.3.6～3.27进行五千字的英文翻译。
2022.3.28～4.17 按照设计方案进行原理图绘制。
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
