巴特沃兹法设计数字高通滤波器的MATLAB实现与界面设计

本报告是关于通信工程专业的课程设计，主题是利用巴特沃兹模拟滤波器设计数字高通滤波器。学生需要在MATLAB环境中实现这一任务，其设计目标包括通带截止频率为0.6，通带最大衰减为2dB，阻带最小衰减为30dB。设计要求包括以下几个关键步骤： 1. 总体设计：首先，学生需构建整体框架，设计功能函数，如滤波器设计、数据导入、参数输入与显示、幅频特性曲线绘制等。 2. 人机交互界面：设计用户友好的界面，允许用户输入滤波器参数，如通带和阻带频率，同时展示传输函数系数和前后波形。 3. 滤波器设计：根据给定的指标，设计对应的模拟低通滤波器，然后利用双线性变换技术将其转化为数字高通滤波器。 4. 双线性变换：编写程序实现模拟滤波器到数字滤波器的转换，确保理论与实践的结合。 5. 波形处理：具备波形输出功能，可以对输入的两路正弦信号进行滤波，并显示处理后的结果。 6. 验证与检验：使用MATLAB内置的滤波器设计函数，对设计的数字高通滤波器的幅频特性进行校验。 7. 结构化编程：采用结构化设计方法，将程序划分为多个模块，每个模块有明确的功能，并遵循良好的代码规范，添加注释。 8. 结果展示：提供清晰的设计结果和图表，包括滤波器的幅频特性曲线，以及输入信号和处理后的输出信号对比。 整个设计过程中，学生需要深入理解数字滤波器的工作原理，即如何通过离散系统特性处理信号，以及巴特沃兹滤波器设计的原理和步骤。设计的关键在于模拟滤波器的选择、参数计算和最终的数字化转换，确保满足既定的性能指标。通过这次课程设计，学生将提升MATLAB编程能力，加深对数字信号处理理论的理解，并掌握实际应用技巧。