基于matlab的数字滤波器设计及心电信号分析.doc

燕山大学 课 程 设 计 说 明 书 题目：基于matlab的数字滤波器设计及心电信号分析 学院（系）：里仁学院 年级专业： 09生物医学工程 学 号： 0912030410nn 学生姓名： nn 指导教师： 孟辉 教师职称： 讲师 燕山大学课程设计（论文）任务书 院（系）：里仁学院 基层教学单位：生物医学工程 学 号 0912030410mm 学生姓名 mm 专业（班级） 09生物医学工程 设计题目 基于matlab的数字滤波器设计及心电信号分析 设 计 技 术 参 数 阈值=0.6相对幅值的差 RR间期1mv 设 计 要 求 能够准确的提取与分析QRS波 绘制图表来说明检测结果 工 作 量 学会使用matlab软件 用数字滤波器测量心电信号 对心电信号有个初步的认识与掌握 搜集一组正常人体心电信号数据，编写matlab程序，并对它进行分析与检测 根据设计结果写出报告 工 作 计 划 查资料，搜集关于此次课设的相关内容 对题目进行分析，确定合理的解决方案 编程并且调试 写报告 参 考 资 料 周辉 数字信号处理基础及Matlab实现 中国林业出版社 2005 肖伟 刘忠 Matlab程序设计与应用 清华大学出版社 2005 指导教师签字 孟辉 基层教学单位主任签字 李昕 Matlab课程设计 PAGE PAGE 18 Matlab课程设计 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc333732313 1、课程设计的目的 PAGEREF _Toc333732313 \h 1 HYPERLINK \l _Toc333732314 2、课程设计的原理 PAGEREF _Toc333732314 \h 1 HYPERLINK \l _Toc333732315 2.1用窗函数法设计FIR滤波器 PAGEREF _Toc333732315 \h 1 HYPERLINK \l _Toc333732316 2.2用巴特沃斯法设计IIR低通滤波器 PAGEREF _Toc333732316 \h 1 HYPERLINK \l _Toc333732317 3、课程设计设计步骤及结果分析 PAGEREF _Toc333732317 \h 1 HYPERLINK \l _Toc333732318 3.1心电信号采集 PAGEREF _Toc333732318 \h 错误！未定义书签。 HYPERLINK \l _Toc333732318 3.2源数据的导入 2 HYPERLINK \l _Toc333732318 3.3绘出源心电信号的时域波形图和频谱图并进行分析 2 HYPERLINK \l _Toc333732319 3.4含噪心电信号合成 3 HYPERLINK \l _Toc333732320 3.5时域波形差 5 HYPERLINK \l _Toc333732321 3.6数字滤波器设计及滤波 6 HYPERLINK \l _Toc333732322 3.7心电信号时域波形及频谱的观察和分析 12 HYPERLINK \l _Toc333732323 4、心得体会 18 1 课程设计的目的 通过对常用数字滤波器的设计和实现，掌握数字信号处理的工作原理及设计方法；熟悉设计数字滤波器的方法，掌握利用数字滤波器对信号进行滤波的方法，掌握数字滤波器的计算机仿真，并能够对设计结果加以分析。 2 课程设计的原理 2.1、用窗函数法设计FIR滤波器 根据过渡宽带及阻带衰减要求，选择窗函数的类型并估计窗口长度N，窗函数类型可根据最小阻带衰减As独立选择，因为窗口长度N对最小阻带衰减As没有影响，在确定窗函数类型以后，可根据过渡宽带小于给定指标确定所拟用的窗函数的窗口长度N，设待求滤波器的过渡宽带，它与窗口长度N近似成反比，窗函数类型确定后，其计算公式也确定了，不过这些公式是近似的，得出的窗口长度还要在计算中逐步修正，原则上在保证阻带衰减满足要求的情况下，尽量选择较小的N，在N和窗函数类型确定后，即可调用MATLAB中的窗函数求出窗函数。 2.2、用巴特沃斯法设计IIR低通滤波器 巴特沃斯低通滤波器的幅度平方函数中，N为滤波器的阶数。在Ω=Ωc附近，随着Ω加大，幅度迅速下降。幅度下降的速度与阶数N有关，N越大，通带愈平坦，过渡带愈窄，过渡带与阻带幅度下降的速度愈快，总的频响特性与理想低通滤波器的误差愈小。 3 课程设计设计步骤及结果分析 3.1、心电信号采集 心电信号作为心脏电活动在人体体表的表现，信号一般比较微弱，幅度在10μV~5mV，频率为0.