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学号：07091210722009-2010学年第2学期
《语音信号处理》
课程设计报告
题目：巴特沃斯低通滤波器的的设计
班级：07电信本
姓名：姚卫邦
指导教师：冯锁
成绩：
电气工程系
2010年6月20日
课程设计任务书
学生班级：07电信本学生姓名：姚卫邦学号：0709121072
设计名称：巴特沃斯低通滤波器的的设计
起止日期：2010.6.12—2010.6.20指导教师：冯锁
设计要求：
1、产生一个语音信号，画出时域波形及频谱
2、产生一个高频的余弦信号，频率自定义，画出时域波形及频谱
3、将语音信号与余弦信号叠加，画出时域波形及频谱
4、利用设计的滤波器实现滤波，并画出时域波形及频谱
5、分析实验结果
摘要
巴特沃斯(Butterworth)滤波器是一种具有最大平坦幅度响应的低通滤波
器，它在通信领域里已有广泛应用，在电测中也具有广泛的用途，可以作检测信
号的滤波器。
MATLAB语言是一种面向科学与工程计算的语言。它编程效率高，测试程序
手段丰富，扩展能力强，内涵丰富。它的信号处理工具箱提供了设计巴特沃斯滤
波器的函数，本文充分利用这些函数，进行了巴特沃斯滤波器的程序设计，并将
其作为函数文件保存，可方便地进行调用。
目录
一、前言…
二、……
基本要求
三、巴特沃斯低通IIR滤波器的设计……
四、具体步骤
心得体会
六、…
七、参考文献……
一、前言
巴特沃斯(Butterworth)滤波器是一种具有最大平坦幅度响应的低通滤波
器，它在通信领域里已有广泛应用，在电测中也具有广泛的用途，可以作检测信
号的滤波器。
MATLAB语言是一种面向科学与工程计算的语言。它编程效率高，测试程序
手段丰富，扩展能力强，内涵丰富。它的信号处理工具箱提供了设计巴特沃斯滤
波器的函数，本文充分利用这些函数，进行了巴特沃斯滤波器的程序设计，并将
其作为函数文件保存，可方便地进行调用。
IR滤波器有以下几个特点：
1．IIR数字滤波器的系统函数可以写成封闭函数的形式。
2．IIR数字滤波器采用递归型结构，即结构上带有反馈环路。IIR滤波器运
算结构通常由延时、乘以系数和相加等基本运算组成，可以组合成直接型、正准
型、级联型、并联型四种结构形式，都具有反馈回路。由于运算中的舍入处理，
使误差不断累积，有时会产生微弱的寄生振荡。
3．IIR数字滤波器在设计上可以借助成熟的模拟滤波器的成果，如巴特沃斯、
契比雪夫和椭圆滤波器等，有现成的设计数据或图表可查，其设计工作量比较小，
对计算工具的要求不高。在设计一个IIR数字滤波器时，我们根据指标先写出模
拟滤波器的公式，然后通过一定的变换，将模拟滤波器的公式转换成数字滤波器
的公式。
4．IIR数字滤波器的相位特性不好控制，对相位要求较高时，需加相位校准
网络。
在MATLAB下设计IIR滤波器可使用Butterworth函数设计出巴特沃斯滤波
器，使用Cheby1函数设计出契比雪夫I型滤波器，使用Cheby2设计出契比雪
夫II型滤波器，使用ellipord函数设计出椭圆滤波器。下面主要介绍前两个函数
的使用。
与FIR滤波器的设计不同，IIR滤波器设计时的阶数不是由设计者指定，
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