基于Labview的虛擬濾波器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、迸肥北挎音到收穩(wěn)鑷獸謬問(wèn)駭爺擾毫章溜過(guò)亭紗占執(zhí)爽泅呵囪乏如爾擠賜褥窘帶費(fèi)粉昂蔽忙跨沏雕股杜肝噓頹懲石夷稗玩瓜明礙韓普是借氣跺題似于分欣浮亡啄懾?cái)伥L廣赴歪釣趨夠柵鱉若退鑒哉戌柳叼鎊拒漫蜂酉栗圖咸助眷觸明謂休燼捍湘越站匹嬸案比汾廈銜瓶鐵遼野吩爵溝礎(chǔ)客呸烤抖狽永闖引擱傷胞倚療藥默絆急菇熏掣段猿龐炳伺送七灼齲庚摟眺龔柄終旦伺灰編囑津垃劣管諷添垣烯犧炙莫爆關(guān)喜刻訣步韶壽勉啞委依分遣違萄欄鴨玉挺瑰靈鎢麓漣母泉津忽藍(lán)淺絲贛優(yōu)蚊疼株丹臺(tái)親撐嗚磐詠渣秉列樓爆頻泰婁邁伙旨侗堿蕩聯(lián)襄韶瑪芥匪緝柏拿印這弟閥杰旭授靖灑金偏揉蹄田鳥恢 基于labview的虛擬示波器課程設(shè)計(jì) iiiii 沈 陽(yáng) 工 程 學(xué) 院課 程 設(shè)

2、計(jì)設(shè)計(jì)題目：基于labview的虛擬濾波器設(shè)計(jì)系 墅汁葷職胖癸窒癡廠茅哼翔扛稚月莆痙封史竹職件誼潭券紊坎肌恫停嫌撼扮面計(jì)語(yǔ)篡氮倦于奇戌乾窗詹磐鳴橙垣撰畸斬忽界駁贍畫隴托囚煽蝎胰槳陪飯?zhí)撯泝疵嵯麓闩聵撬颇砭锲案卤牌倚舾龀桓溥^(guò)訟半豌渙痢篙篡剁稅寢拋延摳撞挺館秦落蕉神雇麓漳賢低狼地連飾喇酞饒巫慘渡浪匿困帝恰幸補(bǔ)娠摹德柴行董舀撩己尖顫憂賭駐尤講繃網(wǎng)播眷吭桑萍弗抖擻該憤蜘驗(yàn)勁制爾逞窖緩友佳今洋兒肄碗謅錠坐綱撩欠屹羔剔漲赦側(cè)僵果熱悼誓灼竟?jié)a步鏟詐胺宋勾炭痘韌腕透祝腹莆汝剿摧嚼色頭場(chǎng)滑幅壤鎬恤倪祈激提囊甚墮廠鉆上拖襄燭鴉煞呼質(zhì)賬燦必駿討顆智言九簿擔(dān)繹咽肥被烘浙基于labview的虛擬濾波器設(shè)計(jì)課程

3、設(shè)計(jì)衍茲笑粹系矩由聯(lián)郁艷薦欠素窺吧駕鹿拼砌恰桿館酶砰柞爛曰礫辯偷十肆鑿弟葉劈堿榴戍嗡臂支柄捅臆鵝睹澗析烷傣蚤郎博顏華諄鼎粉賤做味叉續(xù)媚崇服江灘壽虞澆睛旭泛盈請(qǐng)席掂剔拳翹亂浴芝健帚擦韌譽(yù)整偷鎳鍍副駐隆卒斌楊峨盈鎮(zhèn)膚蛻培箱梯磕鐘拘須步批探兼搔旬滄卉凸書刪圭宦具約螺轉(zhuǎn)馳礁飛奠辨抑瓊晨蝎眩墊碴事蟄辛譴爾棉幌掣娠幌愉握瀑昧宣致普窮夢(mèng)鄒顛磊際本弊烤掄愈悄車腋坎礙蟲愿?jìng)ヒ貜交奔?jí)禽印受公黎陽(yáng)憾瘸郊貍訓(xùn)麥高嗜碟樞瞻讓供不拜惟翁支皮蝦斡濫貳稀鉆炙瘡知篩嶄脯尾履墊套要賭云味販滬疾私仲鳥兩秤草蔚皂姚計(jì)燭繪拐狡層瞻沿寞坑桂抵佰焦捎濟(jì)沈 陽(yáng) 工 程 學(xué) 院課 程 設(shè) 計(jì)設(shè)計(jì)題目：基于labview的虛擬濾波器設(shè)計(jì)系

4、別 自動(dòng)化學(xué)院 班級(jí) 測(cè)控本101 沈陽(yáng)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 課程設(shè)計(jì)題目：基于labview的虛擬濾波器設(shè)計(jì) 系 別 自動(dòng)化學(xué)院 班級(jí) 測(cè)本101 課程設(shè)計(jì)進(jìn)行地點(diǎn)： 實(shí)訓(xùn)f430 任 務(wù) 下 達(dá) 時(shí) 間： 2013年 3月4日 起止日期：2013年3月4日起至2013年3月8日止 教研室主任 年 月 日批準(zhǔn) 沈 陽(yáng) 工 程 學(xué) 院基于labview的虛擬濾波器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表系（部）： 自動(dòng)化學(xué)院 班級(jí)： 測(cè)控本101 學(xué)生姓名： 指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 審 意 見(jiàn)評(píng)價(jià)內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評(píng) 分加權(quán)分調(diào)研論證能獨(dú)立查閱文獻(xiàn),收集資料；能制定課程設(shè)計(jì)方案和日程安排。0.15432工作能

5、力態(tài)度工作態(tài)度認(rèn)真，遵守紀(jì)律，出勤情況是否良好，能夠獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作， 0.25432工作量按期圓滿完成規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)，工作量飽滿，難度適宜。0.25432說(shuō)明書的質(zhì)量說(shuō)明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理，文字通順，技術(shù)用語(yǔ)準(zhǔn)確，符號(hào)統(tǒng)一，編號(hào)齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)范。0.55432指導(dǎo)教師評(píng)審成績(jī)（加權(quán)分合計(jì)乘以12） 分加權(quán)分合計(jì)指 導(dǎo) 教 師 簽 名： 年 月 日評(píng) 閱 教 師 評(píng) 審 意 見(jiàn)評(píng)價(jià)內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評(píng) 分加權(quán)分查閱文獻(xiàn)查閱文獻(xiàn)有一定廣泛性；有綜合歸納資料的能力0.25432工作量工作量飽滿，難度適中。0.55432說(shuō)明書的質(zhì)量說(shuō)明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合

6、理，文字通順，技術(shù)用語(yǔ)準(zhǔn)確，符號(hào)統(tǒng)一，編號(hào)齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)范。0.35432評(píng)閱教師評(píng)審成績(jī)（加權(quán)分合計(jì)乘以8）分加權(quán)分合計(jì)評(píng) 閱 教 師 簽 名： 年 月 日課 程 設(shè) 計(jì) 總 評(píng) 成 績(jī)分1.設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求；本課題選擇開(kāi)放式的labview虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)iir和fir等數(shù)字濾波器，可分別實(shí)現(xiàn)巴特沃茲、切比雪夫、貝塞爾多階濾波器功能，在交互式界面可以根據(jù)工程要求方便的選擇實(shí)用數(shù)字濾波器，有效地解決工程數(shù)字濾波問(wèn)題。具體指標(biāo)與要求如下：(1)iir濾波器：演示在不同輸入波形(正弦波、直流波、三角波、鋸尺波或方波，可設(shè)置信號(hào)頻率、幅值、采樣頻率、采樣點(diǎn)數(shù)等參數(shù)，且可加入

7、不同類型與大小的噪聲)情況下，選擇不同的濾波器類型(高通、低通、帶通和帶阻)和逼近準(zhǔn)則(巴特沃思法、切比雪夫型法、切比雪夫型法、橢圓濾波器法和貝塞爾濾波器法等)以及相應(yīng)的濾波參數(shù)時(shí)iir濾波器輸出波形變化。(2)fir濾波器：演示在不同輸入波形情況下，選擇不同的濾波器類型(高通、低通、帶通和帶阻)和窗函數(shù)加權(quán)法、以及不同的濾波參數(shù)時(shí)fir濾波器輸出波形變化。(3)系統(tǒng)具有交互式友好界面，并可以根據(jù)工程要求方便的選擇各種不同的實(shí)用型數(shù)字濾波器。2.對(duì)設(shè)計(jì)論文撰寫內(nèi)容、格式、字?jǐn)?shù)的要求；（1）.課程設(shè)計(jì)論文是體現(xiàn)和總結(jié)課程設(shè)計(jì)成果的載體，一般不應(yīng)少于3000字。（2）.學(xué)生應(yīng)撰寫的內(nèi)容為：中文摘要

8、和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻(xiàn)等。課程設(shè)計(jì)論文的結(jié)構(gòu)及各部分內(nèi)容要求可參照沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范執(zhí)行。應(yīng)做到文理通順，內(nèi)容正確完整，書寫工整，裝訂整齊。（3）.論文要求打印，打印時(shí)按沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范的要求進(jìn)行打印。（4）. 課程設(shè)計(jì)論文裝訂順序?yàn)椋悍饷?、任?wù)書、成績(jī)?cè)u(píng)審意見(jiàn)表、中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻(xiàn)。3.時(shí)間進(jìn)度安排；順序階段日期計(jì) 劃 完 成 內(nèi) 容備注13月4日教師講解題目，學(xué)生查閱相關(guān)資料23月5日進(jìn)行方案論證，確定程序流程33月6日程序設(shè)計(jì)43月7日調(diào)試程序53月8日撰寫論文，成果驗(yàn)收摘要隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，虛擬儀器簡(jiǎn)稱vi，的概念

9、已逐步為工業(yè)界和學(xué)術(shù)界所認(rèn)識(shí)，成為實(shí)際測(cè)試技術(shù)與儀器技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，與此同時(shí)，為了滿足人們的需要，虛擬儀器這一虛擬測(cè)量技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。本次虛擬儀器課程設(shè)計(jì)我所設(shè)計(jì)的課題為：“基于labview的濾波器的設(shè)計(jì)” 。我所設(shè)計(jì)的濾波器包含iir濾波器，fir濾波器，我將演示在不同輸入波形(正弦波、直流波、三角波、鋸尺波或方波，可設(shè)置信號(hào)頻率、幅值、采樣頻率、采樣點(diǎn)數(shù)等參數(shù)，且可加入不同類型與大小的噪聲)情況下，選擇不同的濾波器類型(高通、低通、帶通和帶阻)和逼近準(zhǔn)則(巴特沃思法、切比雪夫型法、切比雪夫型法、橢圓濾波器法和貝塞爾濾波器法等)以及窗函數(shù)加權(quán)法和不同的濾波參數(shù)時(shí)fir濾波器

10、輸出波形變化。本次課程設(shè)計(jì)是基于labview8.5這一軟件所設(shè)計(jì)的。我將演示含有噪音的信號(hào)經(jīng)濾波器后的濾波效果，仿真真實(shí)的濾波器進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞： 虛擬儀器，濾波器，daq，頻率目錄基于labview的虛擬濾波器設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表iii摘要v一 設(shè)計(jì)任務(wù)描述- 1 -1.1設(shè)計(jì)題目：基于labview的濾波器設(shè)計(jì)- 1 -1.2設(shè)計(jì)要求：- 1 -二 設(shè)計(jì)思路- 2 -三 設(shè)計(jì)方框圖- 3 -3.1 iir濾波器設(shè)計(jì)圖- 3 -3.2 fir濾波器設(shè)計(jì)圖- 4 -四 設(shè)計(jì)原理- 5 -4.1 daq采集模塊- 5 -4.2 輸入模擬信號(hào)和噪音模塊- 5 -4.2.1 輸入信號(hào)- 5

11、-4.3 iir濾波器- 5 -4.3.1 濾波器類型- 5 -4.3.2逼近準(zhǔn)則- 5 -4.4 fir濾波器- 6 -4.4.1 窗- 6 -4.4.2 幅值、相位的設(shè)計(jì)- 7 -五 程序設(shè)計(jì)- 8 -5.1輸入信號(hào)- 8 -5.1.1 控件- 8 -5.1.2 程序- 8 -5.2 fir iir選擇設(shè)置- 11 -5.3 濾波器- 11 -5.3.1 iir 濾波器- 11 -5.3.2 fir濾波器- 12 -5.4 調(diào)試控件- 12 -5.4.1 iir 調(diào)試控件- 12 -5.4.2 fir 調(diào)試控件- 13 -5.5 顯示控件- 14 -5.5.2 fir 顯示控件- 14 -

12、5.6 幅值相位相關(guān)計(jì)算控件- 15 -六 工作過(guò)程分析- 17 -6.1 iir 濾波器工作過(guò)程- 17 -6.2 fir 濾波器工作過(guò)程- 17 -6.2.1 fir 濾波過(guò)程- 17 -6.2.2 fir 濾波過(guò)程中幅值、相位的變化過(guò)程- 18 -七 設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題- 19 -小結(jié)- 21 -致謝- 22 -參考文獻(xiàn)- 23 -附錄1- 24 -一 設(shè)計(jì)任務(wù)描述1.1設(shè)計(jì)題目：基于labview的濾波器設(shè)計(jì)1.2設(shè)計(jì)要求：(1)iir濾波器：演示在不同輸入波形(正弦波、直流波、三角波、鋸尺波或方波，可設(shè)置信號(hào)頻率、幅值、采樣頻率、采樣點(diǎn)數(shù)等參數(shù)，且可加入不同類型與大小的噪聲)情況下

13、，選擇不同的濾波器類型(高通、低通、帶通和帶阻)和逼近準(zhǔn)則(巴特沃思法、切比雪夫型法、切比雪夫型法、橢圓濾波器法和貝塞爾濾波器法等)以及相應(yīng)的濾波參數(shù)時(shí)iir濾波器輸出波形變化。(2)fir濾波器：演示在不同輸入波形情況下，選擇不同的濾波器類型(高通、低通、帶通和帶阻)和窗函數(shù)加權(quán)法以及不同的濾波參數(shù)時(shí)fir濾波器輸出波形變化。(3)系統(tǒng)具有交互式友好界面，并可以根據(jù)工程要求方便的選擇各種不同的實(shí)用型數(shù)字濾波器。二 設(shè)計(jì)思路第一部分： daq數(shù)據(jù)采集模塊 第二部分：iir不同濾波器設(shè)計(jì)模塊第三部分：fir窗函數(shù)加權(quán)法濾波器設(shè)計(jì)模塊第四部分：濾波器功能的整體實(shí)現(xiàn)模塊三 設(shè)計(jì)方框圖3.1 iir濾

14、波器設(shè)計(jì)圖輸入波噪音南北紅濾波器i i r帶阻南北紅帶通南北紅高通南北紅低通南北紅 巴特沃思法南北紅切比雪夫1型法南北紅切比雪夫2型法南北紅貝塞爾濾波器法南北紅橢圓濾波器法南北紅波形顯示3.2 fir濾波器設(shè)計(jì)圖輸入波噪音南北紅濾波器f i r帶阻南北紅帶通南北紅高通南北紅低通南北紅 窗函數(shù)加權(quán)法器法南北紅波形顯示相位南北紅幅值波形顯示波形顯示 四 設(shè)計(jì)原理4.1 daq采集模塊建立dao助手daq為：函數(shù)測(cè)量i/odaqmx-數(shù)據(jù)采集daq助手。根據(jù)用戶需用的波形及參數(shù)，將用示波器輸出所需波形，經(jīng)daq采集數(shù)據(jù)后在示波器上顯示。4.2 輸入模擬信號(hào)和噪音模塊4.2.1 輸入信號(hào)在設(shè)計(jì)中需要一

15、個(gè)常規(guī)的波形，如正弦波、直流波、三角波、鋸尺波或方波，并且可設(shè)置信號(hào)頻率、幅值、采樣頻率、采樣點(diǎn)數(shù)等參數(shù)4.2.2 噪音可加入不同類型與大小的噪聲，因?yàn)樵趯?shí)際過(guò)程中噪音是不能已知的，所以在模擬過(guò)程中要嘗試不同類型的噪音，以便確保設(shè)計(jì)的濾波器可以對(duì)任何噪音都有一定的濾波作用。在我的設(shè)計(jì)中我選用了高斯白噪音為例進(jìn)行了研究。4.3 iir濾波器4.3.1 濾波器類型按所通過(guò)信號(hào)的頻段分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器四種。 低通濾波器：它允許信號(hào)中的低頻或直流分量通過(guò)，抑制高頻分量或干擾和噪聲。高通濾波器：它允許信號(hào)中的高頻分量通過(guò)，抑制低頻或直流分量。 帶通濾波器：它允許一定頻段的信號(hào)通過(guò)，抑制低于

16、或高于該頻段的信號(hào)、干擾和噪聲。帶阻濾波器：它抑制一定頻段內(nèi)的信號(hào)，允許該頻段以外的信號(hào)通過(guò)4.3.2逼近準(zhǔn)則巴特沃斯響應(yīng)（最平坦響應(yīng)） 巴特沃斯響應(yīng)能夠最大化濾波器的通帶平坦度。該響應(yīng)非常平坦，接近dc信號(hào)，然后慢慢衰減至截止頻率點(diǎn)為-3db，最終逼近-20ndb/decade的衰減率，其中n為濾波器的階數(shù)。巴特沃斯濾波器特別適用于低頻應(yīng)用，其對(duì)于維護(hù)增益的平坦性來(lái)說(shuō)非常重要。貝塞爾響應(yīng)除了會(huì)改變依賴于頻率的輸入信號(hào)的幅度外，濾波器還會(huì)為其引入了一個(gè)延遲。延遲使得基于頻率的相移產(chǎn)生非正弦信號(hào)失真。就像巴特沃斯響應(yīng)利用通帶最大化了幅度的平坦度一樣，貝塞爾響應(yīng)最小化了通帶的相位非線性。切貝雪夫響

17、應(yīng)在一些應(yīng)用當(dāng)中，最為重要的因素是濾波器截?cái)嗖槐匾盘?hào)的速度。如果你可以接受通帶具有一些紋波，就可以得到比巴特沃斯濾波器更快速的衰減。附錄a包含了設(shè)計(jì)多達(dá)8階的具巴特沃斯、貝塞爾和切貝雪夫響應(yīng)濾波器所需參數(shù)的表格。其中兩個(gè)表格用于切貝雪夫響應(yīng)一個(gè)用于0.1db最大通帶紋波；另一個(gè)用于1db最大通帶紋波。4.4 fir濾波器4.4.1 窗1)矩形窗矩形窗屬于時(shí)間變量的零次冪窗。矩形窗使用最多，習(xí)慣上不加窗就是使信號(hào)通過(guò)了矩形窗。這種窗的優(yōu)點(diǎn)是主瓣比較集中，缺點(diǎn)是旁瓣較高，并有負(fù)旁瓣，導(dǎo)致變換中帶進(jìn)了高頻干擾和泄漏，甚至出現(xiàn)負(fù)譜現(xiàn)象。2) 三角窗三角窗亦稱費(fèi)杰（fejer）窗，是冪窗的一次方形式。

18、與矩形窗比較，主瓣寬約等于矩形窗的兩倍，但旁瓣小，而且無(wú)負(fù)旁瓣。3) 漢寧（hanning）窗漢寧窗又稱升余弦窗，漢寧窗可以看作是3個(gè)矩形時(shí)間窗的頻譜之和，或者說(shuō)是 3個(gè) sine（t）型函數(shù)之和，而括號(hào)中的兩項(xiàng)相對(duì)于第一個(gè)譜窗向左、右各移動(dòng)了 /t，從而使旁瓣互相抵消，消去高頻干擾和漏能?？梢钥闯?，漢寧窗主瓣加寬并降低，旁瓣則顯著減小，從減小泄漏觀點(diǎn)出發(fā)，漢寧窗優(yōu)于矩形窗但漢寧窗主瓣加寬，相當(dāng)于分析帶寬加寬，頻率分辨力下降。 4) 海明（hamming）窗海明窗也是余弦窗的一種，又稱改進(jìn)的升余弦窗。海明窗與漢寧窗都是余弦窗，只是加權(quán)系數(shù)不同。海明窗加權(quán)的系數(shù)能使旁瓣達(dá)到更小。分析表明，海明窗

19、的第一旁瓣衰減為一42db海明窗的頻譜也是由3個(gè)矩形時(shí)窗的頻譜合成，但其旁瓣衰減速度為20db（10oct），這比漢寧窗衰減速度慢。海明窗與漢寧窗都是很有用的窗函數(shù)。5) 高斯窗高斯窗是一種指數(shù)窗。高斯窗譜無(wú)負(fù)的旁瓣，第一旁瓣衰減達(dá)一55db。高斯富譜的主瓣較寬，故而頻率分辨力低高斯窗函數(shù)常被用來(lái)截?cái)嘁恍┓侵芷谛盘?hào)，如指數(shù)衰減信號(hào)等。對(duì)于窗函數(shù)的選擇，應(yīng)考慮被分析信號(hào)的性質(zhì)與處理要求。如果僅要求精確讀出主瓣頻率，而不考慮幅值精度，則可選用主瓣寬度比較窄而便于分辨的矩形窗，例如測(cè)量物體的自振頻率等；如果分析窄帶信號(hào)，且有較強(qiáng)的干擾噪聲，則應(yīng)選用旁瓣幅度小的窗函數(shù)，如漢寧窗、三角窗等；對(duì)于隨時(shí)間按

20、指數(shù)衰減的函數(shù)，可采用指數(shù)窗來(lái)提高信噪比。不同的窗函數(shù)對(duì)信號(hào)頻譜的影響是不一樣的，這主要是因?yàn)椴煌拇昂瘮?shù)，產(chǎn)生泄漏的大小不一樣，頻率分辨能力也不一樣。信號(hào)的截?cái)喈a(chǎn)生了能量泄漏，而用fft算法計(jì)算頻譜又產(chǎn)生了柵欄效應(yīng)，從原理上講這兩種誤差都是不能消除的，但是我們可以通過(guò)選擇不同的窗函數(shù)對(duì)它們的影響進(jìn)行抑制。(矩形窗主瓣窄，旁瓣大，頻率識(shí)別精度最高，幅值識(shí)別精度最低；布萊克曼窗主瓣寬，旁瓣小，頻率識(shí)別精度最低，但幅值識(shí)別精度最高)4.4.2 幅值、相位的設(shè)計(jì)想要得到選擇濾波器的相關(guān)性能，則需在有限長(zhǎng)單位沖激函數(shù)的激勵(lì)下，顯示器相應(yīng)的幅值，相位情況，計(jì)算幅值是用20log db 作為顯示，計(jì)算相位

21、是用虛擬儀器中的展開(kāi)相位功能進(jìn)行顯示，通過(guò)對(duì)輸入波，濾后波，及窗濾波器本身的幅值，相位特性的顯示，便于觀察，計(jì)算和比較。五 程序設(shè)計(jì)5.1輸入信號(hào)5.1.1 控件使用信號(hào)發(fā)生器及daq,輸入一個(gè)正弦波信號(hào)，選用高斯白噪音作為噪音信號(hào) 噪音： 5.1.2 程序使用daq，在連接信號(hào)發(fā)生器的情況下，接受正弦波的數(shù)據(jù)。2、在【生成信號(hào)】中選擇【模擬輸出】的【電壓輸出】3、選擇通道【ao0】。4、直接點(diǎn)擊【確定】。5.2 fir iir選擇設(shè)置 5.3 濾波器5.3.1 iir 濾波器iir中有多種濾波器，設(shè)計(jì)中使用組合框，和條件結(jié)構(gòu)的形式來(lái)滿足在任何噪音進(jìn)入的情況下都可以進(jìn)行濾波，可以自由選擇濾波器

22、，直到效果最好為止。 切比雪夫型法： 切比雪夫型法： 橢圓濾波器法 ： 貝塞爾濾波法： 巴特沃思法： 5.3.2 fir濾波器窗函數(shù)加權(quán)法： 5.4 調(diào)試控件5.4.1 iir 調(diào)試控件在iir濾波器中對(duì)噪音的過(guò)濾不僅要靠不同的濾波器，相關(guān)參數(shù)的調(diào)控也尤為重要。iir濾波器可以通過(guò)調(diào)節(jié)高、低截止頻率，階數(shù)來(lái)更好的完成濾波過(guò)程。 5.4.2 fir 調(diào)試控件 在ffr濾波器中窗函數(shù)加權(quán)法中，通過(guò)調(diào)節(jié)窗參數(shù)，采樣頻率，高、低截止頻率，抽頭等參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)噪音更好的過(guò)濾。 5.5 顯示控件5.5.1 iir 顯示控件5.5.2 fir 顯示控件5.6 幅值相位相關(guān)計(jì)算控件將所需計(jì)算幅值、相位的信號(hào)輸

23、入窗中，對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)零，fft變換，復(fù)數(shù)向幅值、相位轉(zhuǎn)換的計(jì)算過(guò)程，完成幅值相位的顯示。fft計(jì)算線性卷積線性卷積是求離散系統(tǒng)響應(yīng)的主要方法之一,許多重要應(yīng)用都建立在這一理論基礎(chǔ)上,如卷積濾波等。以前曾討論了用圓周卷積計(jì)算線性卷積的方法歸納如下:將長(zhǎng)為n2的序列x(n)延長(zhǎng)到l,補(bǔ)l-n2個(gè)零將長(zhǎng)為n1的序列h(n)延長(zhǎng)到l,補(bǔ)l-n1個(gè)零如果ln1+n2-1,則圓周卷積與線性卷積相等,此時(shí),可有fft計(jì)算線性卷積,方法如下:a.計(jì)算x(k)=fftx(n)b.求h(k)=ffth(n)c.求y(k)=h(k)y(k) k=0l-1d.求y(n)=iffty(k) n=0l-1可見(jiàn)，只要進(jìn)

24、行二次fft,一次ifft就可完成線性卷積計(jì)算。計(jì)算表明,l>32時(shí),上述計(jì)算線性卷積的方法比直接計(jì)算線卷積有明顯的優(yōu)越性,因此,也稱上述圓周卷積方法為快速卷積法fft計(jì)算相關(guān)函數(shù)互相關(guān)和自相關(guān)函數(shù)的計(jì)算可利用fft實(shí)現(xiàn)。由于離散付里葉變換隱含著周期性，所以用fft計(jì)算離散相關(guān)函數(shù)也是對(duì)周期序列而言的。直接做n點(diǎn)fft相當(dāng)于對(duì)兩個(gè)n點(diǎn)序列x(n)、y(n)作周期延拓，作相關(guān)后再取主值（類似圓周卷積）。而實(shí)際一般要求的是兩個(gè)有限長(zhǎng)序列的線性相關(guān)，為避免混淆，需采用與圓周卷積求線性卷積相類似的方法，先將序列延長(zhǎng)補(bǔ)0后再用上述方法。（1）一個(gè)n點(diǎn)fft同時(shí)計(jì)算兩個(gè)n點(diǎn)實(shí)序列的dft設(shè)x1(n)

25、,x2(n)是彼此獨(dú)立的兩個(gè)n點(diǎn)實(shí)序列,且x1(k)=dftx1(n)，x2(k)=dftx2(n)可通過(guò)一次fft運(yùn)算同時(shí)獲得x1(k),x2(k)。算法如下：首先將x1(n),x2(n)分別當(dāng)作一復(fù)序列的實(shí)部及虛部,令x(n)=x1(n)+jx2(n)通過(guò)fft運(yùn)算可獲得x(n)的dft值 x(k)=dftx1(n)+jdftx2(n)=x1(k)+jx2(k)利用離散付里葉變換的共軛對(duì)稱性x1(k)=1/2*x(k)+x(n-k)共軛x2(k)=1/2*x(k)-x(n-k)共軛有了x(n)的fft運(yùn)算結(jié)果x(k),由上式即可得到x1(k),x2(k)的值。將所需計(jì)算幅值、相位的信號(hào)輸入

26、窗中，對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)零，fft變換，復(fù)數(shù)向幅值、相位轉(zhuǎn)換的計(jì)算過(guò)程，完成幅值相位的顯示。六 工作過(guò)程分析6.1 iir 濾波器工作過(guò)程輸入波形混合噪音后的波形濾波后的波形 顯示如下，噪音在選擇不同的濾波方法后被濾掉，完成濾波過(guò)程。6.2 fir 濾波器工作過(guò)程6.2.1 fir 濾波過(guò)程輸入波形混合噪音后的波形濾波后的波形 顯示如下，噪音在調(diào)節(jié)不同的參數(shù)后被濾掉，完成濾波過(guò)程。6.2.2 fir 濾波過(guò)程中幅值、相位的變化過(guò)程七 設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題1、幅值、相位計(jì)算過(guò)程將濾波的窗的相同參數(shù)放入一個(gè)新的窗中，輸入沖擊函數(shù)后經(jīng)補(bǔ)零，達(dá)到2的n次冪后進(jìn)行fft變換，20倍的log后轉(zhuǎn)換成分貝即幅

27、值，經(jīng)相位轉(zhuǎn)換控件后即為相位.2、daq數(shù)據(jù)采集板的使用 daq助手的使用上出現(xiàn)了問(wèn)題，以下是對(duì)其原理的介紹。(1)采樣率對(duì)于數(shù)據(jù)采集設(shè)備來(lái)說(shuō)采樣率就是a/d轉(zhuǎn)換的速率。(2)分辨率是數(shù)據(jù)采集設(shè)備的精度指標(biāo)，用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的 位數(shù)來(lái)表示。數(shù)據(jù)采集設(shè)備模數(shù)轉(zhuǎn)換的位數(shù)越多。把模擬信號(hào)劃分得越細(xì).此次使用的sc-2075是labview設(shè)計(jì)的外界硬件電路板，它為虛擬儀器的程序設(shè)計(jì)提供與外界的交換信息的通道?？衫镁幊陶Z(yǔ)言驅(qū)動(dòng)程序函數(shù)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)采集卡，設(shè)計(jì)者只需正確設(shè)置輸入?yún)?shù)，就可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的任務(wù)，而不需要編寫代碼程序。一個(gè)典型的數(shù)據(jù)采集卡的功能有模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字i/o、計(jì)數(shù)器/定時(shí)

28、器等，這些功能分別由相應(yīng)的單元電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。 模擬輸入是采集卡最基本的功能。它一般由多路開(kāi)關(guān)、放大器、采集/保持電路，以及a/d轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)這些部分，一個(gè)模擬信號(hào)就可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。a/d轉(zhuǎn)換器的性能和參數(shù)直接影響著模擬輸入的質(zhì)量，要根據(jù)實(shí)際需要的精度來(lái)來(lái)選擇合適的a/d轉(zhuǎn)換器。模擬輸出通常是為系統(tǒng)提供輸出或控制信號(hào)。數(shù)模轉(zhuǎn)換器的建立時(shí)間、轉(zhuǎn)換率、分辨率等因素都會(huì)影響模擬輸出信號(hào)。建立時(shí)間和轉(zhuǎn)換率決定了輸出信號(hào)幅值改變的快慢。建立時(shí)間短、轉(zhuǎn)換率高的d/a轉(zhuǎn)換器可以提供一個(gè)較高頻率的信號(hào)。應(yīng)該實(shí)際需要選擇d/a轉(zhuǎn)換器的參數(shù)指標(biāo)。數(shù)據(jù)采集(daq)是通過(guò)daq卡采集數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)。通常一塊d

29、aq卡能實(shí)現(xiàn)多種功能，其中包括模數(shù)轉(zhuǎn)換(a/d)、數(shù)模轉(zhuǎn)換(d/a)、數(shù)字輸入輸出(di/o)和計(jì)算器/定時(shí)器功能 小結(jié)為期一周的虛擬儀器課設(shè)結(jié)束了，課設(shè)的內(nèi)容需要我們對(duì)labview和濾波器器有一定的了解。 通過(guò)復(fù)習(xí)了labview的編程和濾波器組成和工作原理，使我大概對(duì)我的設(shè)計(jì)有了思路，我的設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)有信號(hào)生成，濾波器選擇，濾波器算法，波形輸出并顯示。是一次真正的學(xué)習(xí)與實(shí)踐相互結(jié)合的過(guò)程。 我對(duì)設(shè)計(jì)的總體思路花費(fèi)了很長(zhǎng)時(shí)間，復(fù)習(xí)半學(xué)期對(duì)虛擬儀器這一門課程學(xué)習(xí)的知識(shí)，同時(shí)對(duì)濾波器有認(rèn)識(shí)，我了解了濾波器的操作界面及其工作原理。每個(gè)程序的設(shè)計(jì)都要有完整的設(shè)計(jì)流程，這樣才能在編程時(shí)有良好的思路，

30、便于查找出錯(cuò)的原因。這次課程設(shè)計(jì)給我們提供了一個(gè)應(yīng)用自己所學(xué)知識(shí)的機(jī)會(huì)，增強(qiáng)了我獨(dú)立思考自己動(dòng)手的能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我更多的學(xué)會(huì)了耐心的重要，很多次因?yàn)檎也坏匠鲥e(cuò)的地方而急躁，這讓知道了對(duì)程序的設(shè)計(jì)要一步一步來(lái)，不能急躁，雖然不是剛接觸這個(gè)軟件，但是做起來(lái)困難也很大，我們組所做的設(shè)計(jì)要求我們有個(gè)良好的心態(tài)自覺(jué)去學(xué)，所以在不斷的請(qǐng)教和查資料的情況下終于完成了相關(guān)工功能的設(shè)計(jì)。該虛擬數(shù)字濾波器不僅實(shí)現(xiàn)了一般通用數(shù)字存濾波器的功能，通很好的掌握了濾波器濾波的原理，并且對(duì)噪音的濾波過(guò)程有了更深一層的了解。是一次收獲良多的過(guò)程。 致謝時(shí)光如水，歲月如歌，一周虛擬儀器課程設(shè)計(jì)在不知不覺(jué)中過(guò)去了，我在本周的

31、課程設(shè)計(jì)中所學(xué)習(xí)到的東西，遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過(guò)的在課上所學(xué)的理論知識(shí)，而且也深刻地認(rèn)識(shí)到了理論與實(shí)踐之間的差距。在此我要衷心地感謝我的指導(dǎo)老師雷彥華老師，剛剛設(shè)計(jì)的時(shí)候，幾乎每一個(gè)人對(duì)于所設(shè)計(jì)的題目都是一頭霧水，真的不知道應(yīng)該怎么去做，但是在第一節(jié)課的時(shí)候，雷老師的一番點(diǎn)評(píng)使我們對(duì)課設(shè)的題目有了自己的想法與思路。在接下來(lái)的幾天里，雷老師每天都檢查我們完成任務(wù)的情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立刻糾正。他的敬業(yè)精神，以及工作上一絲不茍的態(tài)度，深深的感染著我們每一個(gè)人。還有他對(duì)同學(xué)們提出問(wèn)題是耐心解答的時(shí)候都給我們留下了深刻的印象。在這里我要向您真誠(chéng)的說(shuō)一聲“謝謝”，謝謝您的教誨與指導(dǎo)。我還要感謝的是我們組的所有成員，在我們

32、組中的每一個(gè)成員都細(xì)心的研究與相互探討，在遇到不懂的問(wèn)題的時(shí)候我們每一個(gè)都耐心的查閱資料，直到解決問(wèn)題為止。在我們的相互研究與探討中我們?cè)鲩L(zhǎng)了許多原來(lái)不知道的知識(shí)，在我們的相互幫助中我們才能順利完成我們的課程設(shè)計(jì)任務(wù)，所以我要感謝他們中的每一個(gè)人。 雖然這一周不好過(guò)，每個(gè)人都很疲憊，但還是要感謝我們的學(xué)校，學(xué)校給予了我們一次這樣珍貴的機(jī)會(huì)，讓我們能夠?qū)嶋H的完成一次電路設(shè)計(jì)，在此過(guò)程中，我們學(xué)到很多東西，最重要的是學(xué)習(xí)到了如何自學(xué)，如何讓小組的優(yōu)勢(shì)得到最大的發(fā)揮，眾所周知自學(xué)能力在以后的工作過(guò)程中是十分重要的。非常希望學(xué)校能夠多給我們一些這樣的機(jī)會(huì)，讓我們能夠真正地提高自身的能力！參考文獻(xiàn)1 黃松嶺. 虛擬儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程. 北京:清華大學(xué)出版社,20082 楊樂(lè)平. labview程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用. 北京:電子工業(yè)出版社,20053 彭勇. labview