课程设计报告-信号的产生与带通滤波器的设计大学论文.doc

中北大学
课 程 设 计 说 明 书

学生姓名： 学
学 院： 信息与通信工程学院
专 业： 电子信息工程
题 目： 信息处理信息实践:
信号的产生与带通滤波器的设计

指导教师： 职称:

2016 年 1 月 4 日

中北大学
课程设计任务书

15/16 学年第 一 学期

学 院： 信息与通信工程学院
专 业： 电子信息工程
学 生 姓 名： 学 号：
学 生 姓 名： 学 号：
学 生 姓 名： 学 号：
课程设计题目：信息处理信息实践:
信号的产生与带通滤波器的设计
起 迄 日 期： 2016年1月4日～2016年1月22日
课程设计地点： 学院楼201实验室
指 导 教 师： 王 玉

下达任务书日期: 2016 年1 月 4 日

课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：

（1）通过实践对滤波器的知识有更好的认识和巩固；
（2）熟悉滤波器的设计方法及作用；
（3）了解付氏变换的应用情况。

2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：

（1）产生三种不同频率的正弦信号并叠加，通过FFT变换得到频域图；
（2）设计在200-300Hz的带通滤波器，并进行频谱分析；
（3）对合成信号进行滤波，对滤波前后信号进行对比；
（4）要求2位同学完成。

3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：

（1）要求设计组的每个成员都要了解设计的要求和思路；
（2）MATLAB数据处理部分要求有正确的运行结果及结果分析；
（3）对带通滤波器要求每位同学有自己的理解；
（4）每位同学针对上述内容撰写设计说明书（每人1份）。

课 程 设 计 任 务 书
4．主要参考文献：

[1] 桂志国，杨民，陈友兴，郝丽华.数字信号处理原理及应用[M].北京：国防工业出版社，2012,1
[2] 宋宇飞，潘子宇，魏峘.数字信号处理实验与学习指导[M].北京：清华大学出版社，2012.8
[3] 赵谦.通信系统中MATLAB基础与仿真应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2010.3
[4] 王彬，于丹，汪洋.MATLAB数字信号处理[M].北京：机械工业出版社，2010.5
[5] 刘卫国.MATLAB程序设计与应用（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2006

5．设计成果形式及要求：
课程设计说明书
程序运行结果
6．工作计划及进度：

2016年
1月4日 ~ 1月6日：查资料，了解基于USB总线或PCI总线A/D卡的通用结构以及A/D采集卡的应用；
1月7日~ 1月20日：在老师指导下完成课程设计内容；
1月20日~ 1月22日：撰写课程设计说明书、答辩。
负责人审查意见：

签字：
年 月 日
目 录
一 基于PCI总线A/D卡的报告 1
1.特性 1
2.布局图 2
3.出厂设置 2
4.关于零点、满度调节 12
5.寄存器定义 12
二 设计内容 13
三 设计原理 13
四 MATLAB软件介绍 15
五 设计过程 16
1.信号的产生 16
2.对连续输入信号进行采样，进行频谱分析 18
3.IIR带通滤波器 20
4.对信号进行滤波 22
六 结果分析 23
七 心得体会及总结 24
参考文献 25
附录：总程序代码 25

5

1.基于PCI总线A/D卡的报告
以北京中泰研创科技有限公司的PCI8335A为例进行说明
1.1 特性
模入部分：
输入通道数：单端32路，双端16路
输入电压范围（跳线选择）：4V，5V，10V，±3.33V，±5V，±10V
增益范围（程控）：1，2，4，8（可定制其他增益范围）
输入精度：16Bit
最大采样频率：250KHz
缓冲区（FIFO）：8K
启动转换方式：软件启动/定时/外触发启动
模出部分：
输出通道数：单端4路
输出电压范围：5V，±5V（可定制其他电压范围）
输出精度：12Bit
输出电压建立时间：10uS到0.012%
开关量部分：
电平方式：TTL
输入通道数：16路
输出通道数：16路
计数器部分：
使用芯片：82C54兼容器件
输入通道数：3路
电源功耗: +5V@500mA
使用环境要求:
工作温度: 0℃～50℃
相对湿度:40%～80%
存贮温度:-40℃～+120℃
外形尺寸:长×高=175.6mm X 98.3mm
1.2 布局图（阴影部分是跳线出厂设置）

1.3 出厂设置
计数器控制（JP1）
三个计数器全部外接
DA输出范围（JP2）
单极性0～5V
AD输入方式(JP3)
单端
AD输入范围(JP4,JP5,JP6,JP7)
单极性0～10V
1.3.1 J1（模拟量输入和模拟量输出接口）D型头
插座引脚号
信号定义
插座引脚号
信号定义
1
AD0（AD0+）
20
AD16（AD0-）
2
AD1（AD1+）
21
AD17（AD1-）
3
AD2（AD2+）
22
AD18（AD2-）
4
AD3（AD3+）
23
AD19（AD3-）
5
AD4（AD4+）
24
AD20（AD4-）
6
AD5（AD5+）
25
AD21（AD5-）
7
AD6（AD6+）
26
AD22（AD6-）
8
AD7（AD7+）
27
AD23（AD7-）
9
AD8（AD8+）
28
AD24（AD8-）
10
AD9（AD9+）
29
AD25（AD9-）
11
AD10（AD10+）
30
AD26（AD10-）
12
AD11（AD11+）
31
AD27（AD11-）
13
AD12（AD12+）
32
AD28（AD12-）
14
AD13（AD13+）
33
AD29（AD13-）
15
AD14（AD14+）
34
AD30（AD14-）
16
AD15（AD15+）
35
AD31（AD15-）
17
AGND
36
DA1
18
DA2
37
DA3
19
DA4

注：ADx表示模拟量输入的第x通道，括号外的为单端定义，括号内的是双端定义
AGND指模拟地，单端使用时为信号地
为防止引入现场干扰，不应该使AD输入信号引脚悬空，可以将不使用的信号引脚与模拟地短路
DAx表示模拟量输出的第x个通道
1.3.2 J2（开关量输入输出和计数器输入接口40PIN）
插座引脚号
信号定义
插座引脚号
信号定义
40PIN _1
DI0
40PIN _2
DI1
40PIN _3
DI2
40PIN _4
DI3
40PIN _5
DI4
40PIN _6
DI5
40PIN _7
DI6
40PIN _8
DI7
40PIN _9
DI8
40PIN _10
DI9
40PIN _11
DI10
40PIN _12
DI11
40PIN _13
DI12
40PIN _14
DI13
40PIN _15
DI14
40PIN _16
DI15
40PIN _17
DO0
40PIN _18
DO1
40PIN _19
DO2
40PIN _20
DO3
40PIN _21
DO4
40PIN _22
DO5
40PIN _23
DO6
40PIN _24
DO7
40PIN _25
DO8
40PIN _26
DO9
40PIN _27
DO10
40PIN _28
DO11
40PIN _29
DO12
40PIN _30
DO13
40PIN _31
DO14
40PIN _32
DO15
40PIN _33
DGND
40PIN _34
DGND
40PIN _35
CLK0
40PIN _36
CLK1
40PIN _37
CLK2
40PIN _38
OUT0
40PIN _39
OUT1
40PIN _40
OUT2
注：DIx表示开关量输入的第x通道
DOx表示开关量输出的第x通道
CLKx表示计数器输入的第x通道
OUTx表示计数器输出的第x通道
DGND指开关量信号地

为了用户接线方便，我们随卡提供一根转接线，把卡上的J2(40PIN)转换为DB37(37芯D型头)，引到计算机机箱外部。DB37的引脚与开关量等信号的对照关系见下表：

插座引脚号
信 号 定 义
插座引脚号
信 号 定 义
DB37_1
DI0
DB37_20
DI1
DB37_2
DI2
DB37_21
DI3
DB37_3
DI4
DB37_22
DI5
DB37_4
DI6
DB37_23
DI7
DB37_5
DI8
DB37_24
DI9
DB37_6
DI10
DB37_25
DI11
DB37_7
DI12
DB37_26
DI13
DB37_8
DI14
DB37_27
DI15
DB37_9
DO0
DB37_28
DO1
DB37_10
DO2
DB37_29
DO3
DB37_11
DO4
DB37_30
DO5
DB37_12
DO6
DB37_31
DO7
DB37_13
DO8
DB37_32
DO9
DB37_14
DO10
DB37_33
DO11
DB37_15
DO12
DB37_34
DO13
DB37_16
DO14
DB37_35
DO15
DB37_17
DGND
DB37_36
DGND
DB37_18
CLK0
DB37_37
CLK1
DB37_19
CLK2

注：DIx表示开关量输入的第x通道
DOx表示开关量输出的第x通道
CLKx表示计数器输入的第x通道
DGND指开关量信号地

1.3.3 JP4、JP5、JP6、JP7(模拟量输入范围选择跳线)
对应关系如图所示：

1.3.4 JP3（模拟量输入单双端选择跳线）
对应关系如图所示：

1.3.5 JP2（模拟量输出单双极性跳线）
对应关系如图所示：

1.3.6 JP1（计数器配置跳线）
用户可以使用此跳线组合进行如下功能：
发出步进电机控制脉冲，频率测量，外触发信号输入。
此跳线管脚对应关系如下：

功能对照表如下：
管脚号
功能
管脚号
功能
1
与CLK0相连
11
与82C54的计数器2门信号相连
2
与82C54的计数器0输入相连
12
与外触发输入相连
3
内部脉冲（10M）
13
与82C54的计数器0输出相连
4
与CLK1相连
14
与82C54的计数器1输出相连
5
与82C54的计数器1输入相连
15
与82C54的计数器1门信号相连
6
与82C54的计数器0输出相连
16
与82C54的计数器0门信号相连
7
与CLK2相连
17
与82C54的计数器2输出相连
8
与82C54的计数器2输入相连
18
与开关量输入DI0相连
9
与82C54的计数器1输出相连
19
与外触发输入相连
10
与82C54的计数器2输出相连

注意： 管脚1、管脚4、管脚7是通过逻辑器件7414连接到CLK0、CLK1、CLK2， 所以测量用户输入脉冲时将使用下降沿计数。
82C54的输出也是通过7414连接到最终的输出，所以最终J2上的计数 器输 出与82C54手册中的输出有一个反相的关系。
1.4 关于零点、满度调节
AD输入部分：使用程控电位器软件调节
DA输出部分：使用电位器调节
WZx：对应通道的零点调节，x为通道号
WFx：对应通道的满度调节，x为通道号
出厂时已经按照单极性调好，一般不需要调整，如果用户使用双极性信号输入，认为双极性零点、满度无法满足要求，可以调节WZx、WFx以满足使用要求。
1.5 寄存器定义
对应地址
操作
意义
基地址＋0
写
保留
基地址＋0
读
FIFO有效时从FIFO中读取AD数据
基地址＋4
写
清FIFO，在自动切换通道方式下将当前通道号置0
基地址＋4
读
软件启动时读取AD转换结果
基地址＋8
写
设置16位开关量输出状态(Bit0～Bit15)
基地址＋8
读
读取16位开关量输入状态(Bit0～Bit15)
基地址＋12
读/写
返回/设置计数器0数值
基地址＋16
读/写
返回/设置计数器1数值
基地址＋20
读/写
返回/设置计数器2数值
基地址＋24
写
设置82C54控制字
基地址＋28
写
DA设置寄存器（具体DA操作方法请参考DAC7615数据手册）：
BIT0：对应SDI管脚
BIT1：对应CLK管脚
BIT2：对应LOADREG管脚
基地址＋28
读
启动DA转换
基地址＋32
读/写
设置板卡寄存器
BIT0：1，自动切换AD通道，0，软件切换AD通道
BIT1~BIT2：0，软件启动AD转换
1，定时启动AD转换
2，外同步时钟方式
3，TTL信号触发启动“定时AD” 转换
BIT3：写：1，使能FIFO半满中断 0，屏蔽FIFO半满中断
读：1，FIFO半满中断产生 0，没有产生半满中断
BIT4：写：1，使能外触发中断 0，屏蔽外触发中断
读：1，外触发中断产生 0，没有产生外触发中断
BIT5：写：1，使能AD转换结束中断 0，屏蔽AD中断
读：1，AD转换结束中断产生 0，没有产生中断
BIT6: 设置外触发信号起作用方式，
0， 表示高电平定时采集，低电平停止采集
1， 表示EI上升沿开始定时采集。
BIT7～BIT11：保留
BIT12：只读，0，FIFO满信号有效
BIT13：只读，0，FIFO半满信号有效
BIT14：只读，0，FIFO空信号有效
BIT15：只读，0，AD正在转换
基地址＋36
写
设置AD定时启动分频系数（39～255）
基地址＋40
写
数字电位器设置寄存器（具体操作请参考AD8402芯片手册）
BIT0：SDI
BIT1：CLK
BIT2：CS
基地址＋44
写
EEPROM设置寄存器（具体操作请参考24LC64芯片手册）
BIT0：SDA
BIT1：SCL
BIT2：SDA输出始能
基地址＋48
读写
保留
基地址＋52
读
软件启动AD转换
基地址＋52
写
当软件切换通道时，设置AD通道号（0～31）
当自动切换通道时，设置终止AD通道号（0～31）
基地址＋56
写
设置AD0～AD7增益(每两位对应一个通道，顺次排列)
基地址＋60
写
设置AD8～AD15增益(每两位对应一个通道，顺次排列)
基地址＋64
写
设置AD16～AD23增益(每两位对应一个通道，顺次排列)
基地址＋68
写
设置AD24～AD31增益(每两位对应一个通道，顺次排列)
2.设计内容
产生三种不同频率的正弦信号并叠加，通过FFT变换得到频域图；并设计在200-300Hz的带通滤波器，并进行频谱分析；再对合成信号进行滤波，对滤波前后信号进行对比；
3.设计原理
理论上信号的采样要符合奈奎斯特采样定律，就是采样频率要高一点，一般为被采信号最高频率的2倍，只有这样，才能保证频域不混叠，也就是采样出来数字信号中包含了被采信号的所有信息，而且没有引入干扰。这就是信号的时域采样。 
频谱分析是指对信号进行频域谱的分析，观察其频域的各个分量的功率大小，其理论基础是傅立叶变换，现在一般采用数字的方法，也就是将时域信号数字化后做FFT，可以得到频域的波形。 
数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统，通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。可以设计系统的频率响应，让它满足一定的要求，从而对通过该系统的信号的某些特定的频率成分进行过滤，这就是滤波器的基本原理。如果系统是一个连续系统，则滤波器称为模拟滤波器。如果系统是一个离散系统，则滤波器称为数字滤波器。  
IIR数字滤波器的设计步骤：
（1）按照一定规则把给定的滤波器技术指标转换为模拟低通滤波器的技术指标； 
（2）根据模拟滤波器技术指标设计为响应的模拟低通滤波器； 
（3）很据脉冲响应不变法和双线性不变法把模拟滤波器转换为数字滤波器； 
（4）如果要设计的滤波器是高通、带通或带阻滤波器，则首先把它们的技术指标转化为模拟低通滤波器的技术指标，设计为数字低通滤波器，最后通过频率转换的方法来得到所要的滤波器。 
FIR数字滤波器的设计步骤：
（1）根据技术要求确定待求滤波器的单位抽样响应hd(n)；
（2）根据对过渡带和阻带衰减的要求，选择窗函数的形式，并估计窗口长度N；（3）计算滤波器的单位取样响应h(n)
h(n)= hd(n)w(n)
式中，w(n)是前面所选择好的窗函数。
（4）检验技术指标是否满足要求，如不满足，则需要重新设计。
本课程设计设计思想：首先利用MATLAB分别产生低频中频高频信号，然后进行叠加得到连续时间信号；对所产生的连续时间信号进行采样，得到数字信号；对信号进行FFT频谱分析，绘制其频谱图；根据信号频谱分析的结果，设计带通滤波器，得到滤波器的幅频及相频特性。
滤波器的设计有多种方法,可以设计IIR滤波器或FIR滤波器，其中IIR滤波器可以根据巴特沃斯滤波器或契比雪夫滤波器的原理来设计；FIR滤波器可以根据窗函数法、频率采样法和契比雪夫逼近法等等。在本次课程设计中，我们组完成了三种带通滤波器的设计，分别为巴特沃斯带通滤波器，契比雪夫带通滤波器，利用汉明窗设计的FIR带通滤波器。
4.MATLAB软件介绍
MATLAB软件是由美国Mathworks公司推出的用于数值计算和图形处理的科学计算系统环境。在MATLAB环境下，用户可以集成地进行程序设计、数值计算、图形绘制、输入输出、文件管理等各项操作。MATLAB提供了一个人机交互的数学系统环境，该系统的基本数据结构是矩阵，在生成矩陈对象时，不要求作明确的维数说明。与利用C语言或FORTRAN语言作数值计算的程序设计相比，利用MATLAB可以节省大量的编程时间。MATLAB因其提供计算、图形、文字处理的统一环境而深受欢迎。
MTALAB系统由五个主要部分组成，下面分别加以介绍。
(1)MATALB语言是高层次的矩阵／数组语言。具有条件控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特性。利用它既可以进行小规模编程，完成算法设计和算法实验的基本任务，也可以进行大规模编程，开发复杂的应用程序。
(2)MATLAB工作环境这是对MATLAB提供给用户使用的管理功能的总称。包括管理工作空间中的变量据输入输出的方式和方法，以及开发、调试、管理M文件的各种工具。
(3)MATLAB图形系统的基础，包括完成2D和3D数据图示、图像处理、动画生成、图形显示等功能的高层MATLAB命令，也包括用户对图形图像等对象进行特性控制的低层MATLAB命令，以及开发GUI应用程序的各种工具。
(4)MATLAB数学函数库这是对MATLAB使用的各种数学算法的总称。包括各种初等函数的算法，也包括矩阵运算、矩阵分析等高层次数学算法。
(5)MATLAB应用程序接口(API) 这是MATLAB为用户提供的一个函数库，使得用户能够在MATLAB环境中使用C程序或Fortran程序，包括从MATLAB中调用于程序(动态链接)，读写MAT文件的功能。 可以看出MATLAB是一个功能十分强大的系统，是集数值计算、图形管理、程序开发为一体的环境。
设计用的部分函数即命令如下表所示：
表1 常见的MATLAB函数
名称
功能
名称
功能
Clear
从内存中清除变量和函数
Close
关闭图形
Min
取最小值
Ceil
取整
Angle
相位角
Unwrap
相位角展开
Figure
建立图形窗口
Subplot
在标定位置上建立坐标系
Stem
离散序列图
Plot
线性绘图
Xlabel
X轴标记
Ylabel
Y轴标记
Title
图形标题
Axis
控制坐标系的刻度和形式
5.设计过程
5.1 信号的产生
首先产生一个连续输入信号，包含低频（f=30Hz），中频（f=200Hz）,高频（f=500Hz）分量。
5.1.1 程序代码
f1=30;
f2=200;
f3=500;
t=(1:100)/2000;
x1=sin(2*pi*t*f1);
figure(1);subplot(2,1,1);plot(x1); %绘制x(t)的图形
xlabel('t');ylabel('x1(t)');
title('连续信号');
grid;
x2=sin(2*pi*t*f2);
subplot(2,1,2);plot(x2); %绘制x2(t)的图形
xlabel('t');ylabel('x2(t)');
title('连续信号');
grid;
x3=sin(2*pi*t*f3);
figure(2);subplot(2,1,1);plot(x3); %绘制x3(t)的图形
xlabel('t');ylabel('x3(t)');
title('连续信号');
grid;
x=sin(2*pi*t*f1)+sin(2*pi*t*f2)+sin(2*pi*t*f3);
subplot(2,1,2);plot(x); %绘制x(t)的图形
xlabel('t');ylabel('x(t)');
title('连续信号');
grid;
5.1.2 程序运行结果
结果图如图1，图2所示

图1 低频，中频信号
图2 高频，合成信号
5.1.3 分析
图1图2所示内容为按照设计要求作出的三种频率分量，即低频、中频、高频分量，和一个包含这三种分量的连续信号。xlabel 、ylabel、及title函数是用来给坐标轴注明x轴、y轴及坐标轴的标题。
5.2 对连续输入信号进行采样，进行频谱分析
5.2.1 程序代码
n=[1:100];t=n/2000
X=fft(x,512);w=(0:255)/256*1000;
x=sin(2*pi*t*f1)+sin(2*pi*t*f2)+sin(2*pi*t*f3);
figure(3);stem(x); %绘制x(n)的图形
xlabel('n');ylabel('x(n)');
title('数字信号');
grid;
figure(4);plot(w,abs([X(1:256)])); %绘制频谱图
xlabel('Hz');ylabel('频率响应幅度');
title('频谱图');
grid;
5.2.2 程序运行结果
结果图如图3，图4所示
图3 连续信号抽样结果波形图

图4 连续信号进行抽样后的频谱图
5.2.3 分析
由图可知图3，图4是对连续信号抽样，抽样点数取为512。从图中看出抽样的模型是对图2中的连续信号波形的采样，并且满足时域采样定理。
5.3 IIR带通滤波器
5.3.1 程序代码
fp=[200 300];fs=[150 350];fsa=2000;
ap=2;as=30; %模拟截止角频率
wp=fp/fsa*2;ws=fs/fsa*2; %衰减设置
[n,wn]=buttord(wp,ws,ap,as); %获取滤波器的阶数以及3dB截止角频率
[B,A]=butter(n,wn); %计算系统函数分子和分母多项式系数
[H,w]=freqz(B,A,512); %获取滤波器的频率特性
figure(5);subplot(2,1,1);
plot(w*2000/(2*pi),abs(H)); %绘制带通频谱图
xlabel('Hz');ylabel('频率响应幅度');
title('带通滤波器');
grid;
subplot(2,1,2);plot(w/pi,angle(H));
xlabel('Hz');ylabel('angel');
title('相位特性');
grid;
5.3.2 程序运行结果如图5所示

图5 单位脉冲响应，幅频响应及相频响应
5.3.3 分析
设定IIR带通数字滤波器指标：通带范围为:200-300Hz，阻带上限为：350HZ,阻带下限为150Hz，通带最大衰减Ap=2dB，阻带最小衰减为As=30dB，采样频率为fsa=2000Hz。
在MATLAB中可以用[n,wn]=buttord(wp,ws,ap,as)求出给定通带截止频率wp阻带截止频率ws通带最大衰减ap阻带最小衰减as条件下，所需要的最小巴特沃斯模拟带通滤波器的阶数n和3dB截止频率wn。
巴特沃斯滤波器的通带阻带的幅频响应特性都是单调下降，但是在此次设计中通带的幅频特性变化较小。
5.4 对信号进行滤波
5.4.1 程序代码
y=filter(B,A,x); %对x信号进行滤波
figure(8);subplot(2,1,1);plot(y);
xlabel('t');ylabel('x(t)');
title('连续信号');
grid;
Y=fft(y,512);w=(0:255)/256*1000;
subplot(2,1,2);plot(w,abs([Y(1:256)])); %绘制频谱图
xlabel('Hz');ylabel('频率响应幅度');
title('频谱图');
grid;
5.4.2 程序运行结果
结果图如图6所示

图6 滤波后信号时域和频域波形图
六 结果分析
设计过程中，首先产生连续输入信号，包含低频（f=30Hz），中频（f=200Hz）以及高频（f=500Hz）分量，然后对其进行采样，利用傅里叶变换进行频谱分析，并由带通滤波器的参数设计带通滤波器对信号进行滤波处理，对应带通滤波器的通带范围是（200，300），从运行结果图中可以看出，经过带通滤波器滤波后信号对应的频率为原信号中的中频分量（f=200Hz）。对比波形如下图7：

a 滤波前信号波形图

b 滤波后波形图
图7 滤波前后信号波形对比图

由上述结果显示，在误差允许的范围内实验结果与理论结果相同。出现误差的原因：在设计滤波器的参数时并不是十分的准确，在不同计算机上运行MATLAB时会有一定的偶然误差，从而导致实验误差的存在
七 心得体会及总结
此次带通滤波器的课程设计，我们是用三个信号（分别为高、中、低频）相结合产生一个连续的输入信号，以巴特沃斯滤波器为原型设计出带通滤波器，继而用这个带通滤波器对连续的输入信号进行滤波，产生一个带通输出。
由课本上知识已知，一个理想的滤波器是物理不可实现的，肯定会有一些误差，我们应尽量减小误差，理想逼近。此次课程设计中，我们就是运用这个原理进行设计，希望设计出的滤波器尽量逼近理想情况。一个理想的带通滤波器应该有平稳的通带，同时限制所有通带外频率的波通过，而实际上，并不能完全实现这种理想的状态，所以我们设计时，一遍遍地改变设计参数，继而调试运行，查看调试出的图形结果，使它能尽量的逼近理想滤波器。
这段时间内，我最大的收获就是对MATLAB有了更深刻的认识，深感MATLAB强大的功能，它不仅具有高效的计算能力、灵活的图形处理能力、简单易懂的编程语言，更重要的是它对图形有超强的逼近模仿能力，应用起来非常方便。
设计过程中，我们也遇到了很多问题。虽然都是学过的知识，但真正做起来并不简单。了解了巴特沃斯滤波器所有的参数特性以后，结合要求，我们多次地修改拟定的参数，使得最后滤波的结果能尽量的最逼近理想结果，经过调试运行之后，得到最后的设计结果。
本次课程设计，我们体会到了齐心协力的重要性。大家一起相互交流与合作，不懂的问题相互讨论，最后都不会的就汇总起来一起问老师。一些相关的问题我们也请教了老师，很感谢老师非常热情的帮助。在老师的悉心指导和严格要求下，极大地提高了设计与分析设计的能力，同时也感受到理论与实践之间的差距，使我们对数字信号处理的应用有了更加深刻的认识。
参 考 文 献
[1] 桂志国，杨民，陈友兴，郝丽华.数字信号处理原理及应用[M].北京：国防工业出版社，2012,1
[2] 宋宇飞，潘子宇，魏峘.数字信号处理实验与学习指导[M].北京：清华大学出版社，2012.8
[3] 赵谦.通信系统中MATLAB基础与仿真应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2010.3
[4] 王彬，于丹，汪洋.MATLAB数字信号处理[M].北京：机械工业出版社，2010.5
[5] 刘卫国.MATLAB程序设计与应用（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2006
附录：总程序代码
%信号的产生
f1=30;
f2=200;
f3=500;
t=(1:100)/2000;
x1=sin(2*pi*t*f1);
figure(1);subplot(2,1,1);plot(x1); %绘制x(t)的图形
xlabel('t');ylabel('x1(t)');
title('低频信号');
grid;
x2=sin(2*pi*t*f2);
subplot(2,1,2);plot(x2); %绘制x2(t)的图形
xlabel('t');ylabel('x2(t)');
title('中频信号');
grid;
x3=sin(2*pi*t*f3);
figure(2);subplot(2,1,1);plot(x3); %绘制x3(t)的图形
xlabel('t');ylabel('x3(t)');
title('高频信号');
grid;
x=sin(2*pi*t*f1)+sin(2*pi*t*f2)+sin(2*pi*t*f3);
subplot(2,1,2);plot(x); %绘制x(t)的图形
xlabel('t');ylabel('x(t)');
title('合成信号');
grid;
%对连续输入信号进行采样，进行频谱分析
n=[1:100];t=n/2000
X=fft(x,512);w=(0:255)/256*1000;
x=sin(2*pi*t*f1)+sin(2*pi*t*f2)+sin(2*pi*t*f3);
figure(3);stem(x); %绘制x(n)的图形
xlabel('n');ylabel('x(n)');
title('数字信号');
grid;
figure(4);plot(w,abs([X(1:256)])); %绘制频谱图
xlabel('Hz');ylabel('频率响应幅度');
title('频谱图');
grid;
%FIR带通滤波器（汉明窗）
wls=0.15*pi;wlp=0.2*pi; %参数设置
whp=0.3*pi;whs=0.35*pi;
delta_w=min((wlp-wls),(whs-whp)); %求两个过渡带的较小者
wc1=(wls+wlp)/2;wc2=(whp+whs)/2; %截止频率取通带阻带边界频率的均值
%Hamming窗
N2=ceil(6.6*pi/delta_w); %根据Hamming窗精确过渡带宽6.6∏/N计算窗宽
hn2=fir1(N2-1,[wc1,wc2]/pi,hamming(N2));
[h2,w2]=freqz(hn2,1);
%绘图
figure(5) %建立图形窗口
subplot(3,1,1);
n=0:N2-1;stem(n,hn2,'.'); %绘制Hamming窗单位脉冲响应
axis([0,N2-1,-0.4,0.4]); %确定显示范围
xlabel('n');ylabel('h(n)');grid on;
title('Hamming窗单位脉冲响应h(n)');
subplot(3,1,2);
plot(w2*2000/(2*pi),20*log10(abs(h2))); %绘制Hamming窗幅频响应
axis([0,1000,-150,5]);
xlabel('归一化角频率');ylabel('幅度（单位：分贝）');grid on;
title('Hamming窗幅频响应');
subplot(3,1,3);
plot(w2/pi,180/pi*unwrap(angle(h2))); %绘制Hamming窗相频响应
xlabel('归一化角频率');ylabel('单位：度');grid on;
title('Hamming窗相频相应');grid;
y=filter(hn2,1,x);
figure(6);subplot(2,1,1);plot(y);
xlabel('t');ylabel('x(t)');
title('连续信号');grid;
Y=fft(y,512);w=(0:255)/256*1000;
subplot(2,1,2);plot(w,abs([Y(1:256)])); %绘制频谱图
xlabel('Hz');ylabel('频率响应幅度');
ti