双线性变换法：100Hz低通滤波器MATLAB设计详解

本资源是一份关于双线性变换法设计数字低通滤波器的课程设计说明书，出自燕山大学电气工程学院的课程设计课程。主要内容分为以下几个部分： 1. 绪论：简要介绍了课程设计的目的和背景，以及双线性变换法在数字信号处理中的重要性。 2. 双线性变换法设计原理： - 基本原理：这部分详细解释了双线性变换，一种将连续时间域的滤波器转换为离散时间域滤波器的方法，通过保持系统的稳定性来实现频率响应的平移和形状不变。 - 转换关系分析：深入解析了如何通过拉普拉斯变换和Z变换之间的关系，实现频率域参数的映射。 3. 巴特沃思低通滤波器原理：介绍了巴特沃思滤波器的特点，即在整个通带内具有平坦的频率响应，而在截止频率附近滚降陡峭，这对于数字信号处理中的低通滤波非常常用。 4. 设计步骤：具体阐述了如何运用双线性变换法，从给定的技术参数（如fp=100Hz，fs=300Hz，ap=3dB，a20dB，采样频率Fs=1000Hz）出发，设计Butterworth低通滤波器的步骤。 5. MATLAB编程：该部分是设计的关键环节，指导学生如何使用MATLAB工具（如buttap, butter, bilinear等函数）来实现滤波器的设计和仿真。 6. 课程设计内容：包括前期的资料收集、MATLAB的学习和参数计算，以及编写和调试仿真程序。这要求学生对理论有深入理解，并能熟练运用软件工具进行实践操作。 7. 结果展示与分析：这部分展示了设计的滤波器的运行结果，通过波形分析滤波效果，同时对设计过程进行总结和反思。 8. 教学管理：包括指导教师签字、基层教学单位主任签字以及任务书的具体要求和提交流程。 这份设计说明书不仅涵盖了理论知识，还提供了实际操作的指导，对希望学习和应用双线性变换法设计数字滤波器的学生来说，是一份宝贵的参考资料。