第8章 分析軟件

1、 第第8章章 分析軟件分析軟件 主要學(xué)習(xí)內(nèi)容主要學(xué)習(xí)內(nèi)容 n1掌握使用信號發(fā)生模塊、波形產(chǎn)生模掌握使用信號發(fā)生模塊、波形產(chǎn)生模塊，構(gòu)建簡單的函數(shù)信號發(fā)生器，建立塊，構(gòu)建簡單的函數(shù)信號發(fā)生器，建立數(shù)字化頻率的概念；數(shù)字化頻率的概念；n2學(xué)習(xí)如何進(jìn)行頻譜分析；學(xué)習(xí)如何進(jìn)行頻譜分析；n3學(xué)習(xí)如何應(yīng)用數(shù)字濾波器；學(xué)習(xí)如何應(yīng)用數(shù)字濾波器；n4熟悉波形測量熟悉波形測量VI，實(shí)現(xiàn)常用參數(shù)的，實(shí)現(xiàn)常用參數(shù)的測量；測量；n5熟悉常用的曲線擬合模塊及其應(yīng)用。熟悉常用的曲線擬合模塊及其應(yīng)用。 8.1 8.1 概述概述 n虛擬儀器的組成可概括為三大部分：虛擬儀器的組成可概括為三大部分：n 1.1.信號的獲取和采集信號

2、的獲取和采集n 2.2.信號的分析與處理信號的分析與處理n 3.3.結(jié)果的表達(dá)和輸出結(jié)果的表達(dá)和輸出其中信號的分析與處理是實(shí)現(xiàn)各種虛擬儀其中信號的分析與處理是實(shí)現(xiàn)各種虛擬儀器功能的重要組成部分。器功能的重要組成部分。n信號的分析處理主要從信號的分析處理主要從時域時域和和頻域頻域兩個方面來兩個方面來進(jìn)行。進(jìn)行。時域時域分析分析和處和處理理 信號特征值求取信號特征值求取 頻域頻域分析分析和處和處理理 頻譜分析頻譜分析 信號運(yùn)算信號運(yùn)算 功率譜分析功率譜分析 濾波處理濾波處理 希爾伯特變換希爾伯特變換 相關(guān)分析和卷積運(yùn)相關(guān)分析和卷積運(yùn)算算諧波分析諧波分析 信號重組和波形修信號重組和波形修正正聯(lián)合時頻

3、分析聯(lián)合時頻分析 表表8-1測試信號常用的時域、頻域分析和處理測試信號常用的時域、頻域分析和處理 用于測量的虛擬儀器執(zhí)行的典型測量任務(wù)有：用于測量的虛擬儀器執(zhí)行的典型測量任務(wù)有：n計算信號中存在的總的諧波失真；計算信號中存在的總的諧波失真；n決定系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)或傳遞函數(shù)；決定系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)或傳遞函數(shù)；n估計系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)參數(shù)，例如上升時間、超調(diào)量等；估計系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)參數(shù)，例如上升時間、超調(diào)量等；n計算信號的幅頻特性和相頻特性；計算信號的幅頻特性和相頻特性；n估計信號中含有的交流成分和直流成分。估計信號中含有的交流成分和直流成分。 所有這些任務(wù)都要求在數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上進(jìn)行信號處理。所有這些任務(wù)

4、都要求在數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上進(jìn)行信號處理。 LabVIEW中提供了專門描述它的數(shù)據(jù)類型波形中提供了專門描述它的數(shù)據(jù)類型波形（waveform）nLabVIEW中的中的Advanced Analysis軟件庫具有軟件庫具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，包括信號的產(chǎn)生、數(shù)據(jù)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，包括信號的產(chǎn)生、數(shù)據(jù)信號的處理、測量、數(shù)據(jù)濾波、概率統(tǒng)計、線信號的處理、測量、數(shù)據(jù)濾波、概率統(tǒng)計、線性代數(shù)、曲線擬合、矩陣運(yùn)算、數(shù)值分析等多性代數(shù)、曲線擬合、矩陣運(yùn)算、數(shù)值分析等多種軟件分析功能。種軟件分析功能。n為了方便使用，在為了方便使用，在Functions的首頁，專門設(shè)置的首頁，專門設(shè)置了了Signal Analy

5、sis模板的模板的Express VI 。n信號分析子模板包括波形測量、信號調(diào)理、信信號分析子模板包括波形測量、信號調(diào)理、信號監(jiān)測、波形發(fā)生、信號處理以及數(shù)學(xué)分析等號監(jiān)測、波形發(fā)生、信號處理以及數(shù)學(xué)分析等7個子模板。個子模板。子模板名稱子模板名稱 功能功能 波形測量（波形測量（waveform measurements）子模）子模板板 包括交直流成分分析、振幅測量、諧波畸變分包括交直流成分分析、振幅測量、諧波畸變分析、信號提取、功率譜計算、頻率響應(yīng)等功能。析、信號提取、功率譜計算、頻率響應(yīng)等功能。 波形調(diào)理（波形調(diào)理（waveform conditioning）子模板）子模板 提供提供FIR濾

6、波器、濾波器、IIR濾波器及歸一化窗函數(shù)等濾波器及歸一化窗函數(shù)等。 波形監(jiān)測（波形監(jiān)測（waveform monitoring）子模板）子模板 包括邊界測量、峰值檢測、觸發(fā)檢測等功能。包括邊界測量、峰值檢測、觸發(fā)檢測等功能。 波形產(chǎn)生（波形產(chǎn)生（waveform generation）子模板）子模板 包括產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、鋸齒波、白包括產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、鋸齒波、白噪聲、高斯噪聲、周期隨機(jī)噪聲等多種信號的噪聲、高斯噪聲、周期隨機(jī)噪聲等多種信號的函數(shù)，還可以利用公式產(chǎn)生函數(shù)波形。函數(shù)，還可以利用公式產(chǎn)生函數(shù)波形。 信號處理（信號處理（signal processing）子模板）子模

7、板 包括產(chǎn)生信號函數(shù)、時域和頻域分析函數(shù)、各包括產(chǎn)生信號函數(shù)、時域和頻域分析函數(shù)、各種數(shù)字濾波器和窗函數(shù)等。種數(shù)字濾波器和窗函數(shù)等。 數(shù)學(xué)分析（數(shù)學(xué)分析（mathematics）子模板）子模板 包括公式節(jié)點(diǎn)、參數(shù)估計、微積分運(yùn)算、概率包括公式節(jié)點(diǎn)、參數(shù)估計、微積分運(yùn)算、概率與統(tǒng)計、線性代數(shù)、曲線擬合、矩陣運(yùn)算、優(yōu)與統(tǒng)計、線性代數(shù)、曲線擬合、矩陣運(yùn)算、優(yōu)化處理等測試分析中常用的數(shù)學(xué)分析節(jié)點(diǎn)。化處理等測試分析中常用的數(shù)學(xué)分析節(jié)點(diǎn)。 逐點(diǎn)分析計算（逐點(diǎn)分析計算（point by point）子模板）子模板 此模板是此模板是7.1版本中增加的新內(nèi)容，它可以方版本中增加的新內(nèi)容，它可以方便、有效地處理某

8、一時刻某點(diǎn)的數(shù)據(jù)。便、有效地處理某一時刻某點(diǎn)的數(shù)據(jù)。 表表8-28-2 七個子模板的名稱及其功能七個子模板的名稱及其功能 8.2 8.2 信號的產(chǎn)生信號的產(chǎn)生 n信號產(chǎn)生是測量系統(tǒng)的重要組成部分，信號產(chǎn)生是測量系統(tǒng)的重要組成部分，要評價任意一個網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)的特性，必要評價任意一個網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)的特性，必須外加一定的測試信號，其性能才能顯須外加一定的測試信號，其性能才能顯現(xiàn)出來現(xiàn)出來 。n在測量應(yīng)用中常用的測試信號包括正弦在測量應(yīng)用中常用的測試信號包括正弦波、三角波、方波、鋸齒波、噪聲波及波、三角波、方波、鋸齒波、噪聲波及多頻波（由不同頻率的正弦波疊加而形多頻波（由不同頻率的正弦波疊加而形成的波形）等

9、。成的波形）等。 8.2.1 8.2.1 標(biāo)準(zhǔn)頻率標(biāo)準(zhǔn)頻率n在模擬電路范圍，在模擬電路范圍，信號頻率信號頻率定義為單位時間內(nèi)定義為單位時間內(nèi)周期現(xiàn)象重復(fù)的次數(shù)，單位為周期現(xiàn)象重復(fù)的次數(shù)，單位為Hz（周期數(shù)（周期數(shù)/秒）秒）;n在數(shù)字系統(tǒng)中我們經(jīng)常使用的是在數(shù)字系統(tǒng)中我們經(jīng)常使用的是數(shù)字頻率單位數(shù)字頻率單位，它是模擬頻率與采樣頻率之比，即：它是模擬頻率與采樣頻率之比，即：數(shù)字頻率數(shù)字頻率= =模擬頻率模擬頻率/ /采樣頻率采樣頻率; ;n這種數(shù)字頻率被稱為這種數(shù)字頻率被稱為標(biāo)準(zhǔn)頻率標(biāo)準(zhǔn)頻率，單位是周期數(shù)，單位是周期數(shù)/采樣點(diǎn)數(shù)，即一個信號周期內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù)采樣點(diǎn)數(shù)，即一個信號周期內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù)n的倒的倒

10、數(shù)（數(shù)（1/n）。）。Signal Generation子模板子模板8.2.2 8.2.2 信號產(chǎn)生子模板簡介信號產(chǎn)生子模板簡介n下面以下面以Sine Wave正弦波節(jié)點(diǎn)圖標(biāo)來說明。正弦波節(jié)點(diǎn)圖標(biāo)來說明。 Sine Wave.vi的圖標(biāo)的圖標(biāo) 端口端口 說明說明 r e s e t phase默認(rèn)值為默認(rèn)值為true。當(dāng)為。當(dāng)為true時，函數(shù)以時，函數(shù)以Phase in的值作為初始相位；當(dāng)為的值作為初始相位；當(dāng)為false時，時，函數(shù)以上一次調(diào)用后的函數(shù)以上一次調(diào)用后的phase out輸出值作為此次波形的初始相位，此時產(chǎn)生輸出值作為此次波形的初始相位，此時產(chǎn)生的信號波形是連續(xù)光滑的的信號波

11、形是連續(xù)光滑的 samples 采樣點(diǎn)數(shù)，生成波形的總點(diǎn)數(shù)，默認(rèn)為采樣點(diǎn)數(shù)，生成波形的總點(diǎn)數(shù)，默認(rèn)為128 amplitude生成波形的幅值，默認(rèn)為生成波形的幅值，默認(rèn)為1.0 f信號的數(shù)字頻率，默認(rèn)為信號的數(shù)字頻率，默認(rèn)為1.0/128.0phase in生成波形的初始相位，單位為度，默認(rèn)為生成波形的初始相位，單位為度，默認(rèn)為0.0 sine wave數(shù)組名，該數(shù)組內(nèi)存放所生成的波形數(shù)據(jù)數(shù)組名，該數(shù)組內(nèi)存放所生成的波形數(shù)據(jù) phase out當(dāng)當(dāng)reset phase為為true時，該參數(shù)無效；當(dāng)時，該參數(shù)無效；當(dāng)reset phase為為false時，該參數(shù)作為時，該參數(shù)作為下一次生成正弦

12、波的初始相位下一次生成正弦波的初始相位 error 錯誤代碼。若有錯誤，則輸出錯誤代碼。根據(jù)錯誤代碼，查找錯誤代碼。若有錯誤，則輸出錯誤代碼。根據(jù)錯誤代碼，查找LabVIEW幫助文幫助文件，可以找到與錯誤代碼對應(yīng)的錯誤定義件，可以找到與錯誤代碼對應(yīng)的錯誤定義 表表8-48-4 Sine Wave.viSine Wave.vi圖標(biāo)端口定義圖標(biāo)端口定義 產(chǎn)生正弦波的前面板設(shè)置和框圖程序產(chǎn)生正弦波的前面板設(shè)置和框圖程序 例例8.18.1產(chǎn)生一個指定頻率的正弦波。產(chǎn)生一個指定頻率的正弦波。n其創(chuàng)建過程應(yīng)注意：其創(chuàng)建過程應(yīng)注意： 前面板包含下列控制欄：采樣點(diǎn)數(shù)、幅值、信號頻率、前面板包含下列控制欄：采樣

13、點(diǎn)數(shù)、幅值、信號頻率、初始相位、采樣頻率。初始相位、采樣頻率。 在框圖程序中，它使用了下面的子程序：在框圖程序中，它使用了下面的子程序：Sine Wave.vi子程序（在子程序（在AnalyzeSignal Generation子模板）。在本例中，它的采樣頻率為子模板）。在本例中，它的采樣頻率為100Hz，產(chǎn)生有，產(chǎn)生有200個采樣點(diǎn)的正弦波。個采樣點(diǎn)的正弦波。 注意查看框圖，可以看到在連接到注意查看框圖，可以看到在連接到Sine Wave.vi程序之程序之前，信號頻率已經(jīng)被采樣頻率相除。也就是說，前，信號頻率已經(jīng)被采樣頻率相除。也就是說，Sine Wave需要輸入信號的數(shù)字頻率。需要輸入信號

14、的數(shù)字頻率。n運(yùn)行此程序，在前面板缺省值的情況下，將出現(xiàn)運(yùn)行此程序，在前面板缺省值的情況下，將出現(xiàn)5Hz的正的正弦波。弦波。 8.2.3 采樣與混頻（采樣與混頻（Aliasing） 著名的著名的奈奎斯特采樣理論奈奎斯特采樣理論已經(jīng)說明，最高信號穩(wěn)已經(jīng)說明，最高信號穩(wěn)定頻率等于采樣頻率的一半。定頻率等于采樣頻率的一半。在奈奎斯特頻率以下在奈奎斯特頻率以下的信號頻率可以被正確采樣，而高于奈奎斯特頻率的信號頻率可以被正確采樣，而高于奈奎斯特頻率的那部分信號則出現(xiàn)頻率混疊。的那部分信號則出現(xiàn)頻率混疊。 在本例中，采樣頻率等于在本例中，采樣頻率等于100Hz100Hz，所以最高信號頻，所以最高信號頻率為

15、率為50Hz50Hz，如果輸入頻率大于，如果輸入頻率大于50Hz50Hz，如本例中的，如本例中的90Hz90Hz，它將會偏差到（，它將會偏差到（n n5050）9090）HzHz，并且要，并且要求偏差大于零，即為（求偏差大于零，即為（1001009090）=10Hz0=10Hz0。也就是。也就是說，采樣頻率為說，采樣頻率為100Hz100Hz的數(shù)字系統(tǒng)不能區(qū)分的數(shù)字系統(tǒng)不能區(qū)分10Hz10Hz和和90Hz90Hz，20Hz20Hz和和80Hz80Hz，51Hz51Hz和和49Hz49Hz等等。等等。 在前面板把信號頻率改為在前面板把信號頻率改為90Hz90Hz，再運(yùn)行例，再運(yùn)行例8.18.1程

16、序。程序。結(jié)果出現(xiàn)的信號頻率卻等于結(jié)果出現(xiàn)的信號頻率卻等于10Hz10Hz。n在設(shè)計數(shù)字頻譜系統(tǒng)時，必須保證不要讓大于在設(shè)計數(shù)字頻譜系統(tǒng)時，必須保證不要讓大于1/2采樣頻率的信號進(jìn)入系統(tǒng)。一旦進(jìn)入了，采樣頻率的信號進(jìn)入系統(tǒng)。一旦進(jìn)入了，就沒有辦法清除它們。就沒有辦法清除它們。n為了防止偏差出現(xiàn)，一般采用低通濾波器。在為了防止偏差出現(xiàn)，一般采用低通濾波器。在本例中，可以使用抗混頻模擬低通濾波器濾除本例中，可以使用抗混頻模擬低通濾波器濾除任何大于任何大于50Hz的信號。加了濾波器以后，當(dāng)?shù)男盘枴＜恿藶V波器以后，當(dāng)采樣頻率為采樣頻率為100Hz的系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)的系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)10Hz信號時，信號時，我們就可

17、以肯定它是我們就可以肯定它是10Hz而非而非90Hz。 8.2.4 8.2.4 波形產(chǎn)生子模板簡介波形產(chǎn)生子模板簡介nLabVIEW中提供了波形函數(shù)，在大部分情況下，中提供了波形函數(shù)，在大部分情況下，使用信號分析子模板中的前使用信號分析子模板中的前4個子模板，特別是個子模板，特別是“波形測量波形測量”、“波形調(diào)理波形調(diào)理”和和“波形產(chǎn)生波形產(chǎn)生”就就足夠了。足夠了。n波形產(chǎn)生子模板中的所有模板不僅輸出包含指波形產(chǎn)生子模板中的所有模板不僅輸出包含指定波形的數(shù)字型數(shù)組，而且包含時間參數(shù)，這種定波形的數(shù)字型數(shù)組，而且包含時間參數(shù)，這種數(shù)據(jù)類型在數(shù)據(jù)類型在LabVIEW中稱為波形數(shù)據(jù)，波形數(shù)中稱為波形

18、數(shù)據(jù)，波形數(shù)據(jù)以簇的形式給出，包括起始時間據(jù)以簇的形式給出，包括起始時間t0、采樣間隔、采樣間隔時間時間dt和一個由采樣數(shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)組。和一個由采樣數(shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)組。n對于一般的數(shù)組，可以通過對于一般的數(shù)組，可以通過“Build Waveform”Build Waveform”函數(shù)節(jié)點(diǎn)將其轉(zhuǎn)化為波形數(shù)據(jù)，函數(shù)節(jié)點(diǎn)將其轉(zhuǎn)化為波形數(shù)據(jù)，Build Waveform函數(shù)的圖標(biāo)如圖。函數(shù)的圖標(biāo)如圖。 n該節(jié)點(diǎn)既可構(gòu)建一個新的波形數(shù)據(jù)，也可以對已該節(jié)點(diǎn)既可構(gòu)建一個新的波形數(shù)據(jù)，也可以對已有的波形數(shù)據(jù)中任意元素進(jìn)行編輯。有的波形數(shù)據(jù)中任意元素進(jìn)行編輯。 Build Waveform函數(shù)的圖標(biāo)函數(shù)的圖標(biāo) n下

19、面以下面以WaveformAnalog Waveform Waveform Generation中的基本函數(shù)發(fā)生器中的基本函數(shù)發(fā)生器Basic Function Generator.viBasic Function Generator.vi為例進(jìn)行說明，為例進(jìn)行說明，其圖標(biāo)如下圖其圖標(biāo)如下圖 。Basic Function Generator.vi的圖標(biāo)的圖標(biāo)nBasic Function Generator.viBasic Function Generator.vi功功能是根據(jù)設(shè)能是根據(jù)設(shè)定的波形類型及參數(shù)建立一個輸出波形。定的波形類型及參數(shù)建立一個輸出波形。n該波形類型有：正弦波、三角波、

20、鋸齒波和方該波形類型有：正弦波、三角波、鋸齒波和方波。這個波。這個VI會記住產(chǎn)生的前一波形的時間標(biāo)志，會記住產(chǎn)生的前一波形的時間標(biāo)志，并且由此點(diǎn)開始使時間標(biāo)志連續(xù)增長。它的輸并且由此點(diǎn)開始使時間標(biāo)志連續(xù)增長。它的輸入?yún)?shù)有波形類型、樣本數(shù)、起始相位、波形入?yún)?shù)有波形類型、樣本數(shù)、起始相位、波形頻率（單位：頻率（單位：Hz）。各個參數(shù)的含義如表）。各個參數(shù)的含義如表8-5所示。所示。 參數(shù)名稱參數(shù)名稱說明說明 offsetoffset波形的直流偏移量，缺省值為波形的直流偏移量，缺省值為0.00.0。數(shù)據(jù)類型。數(shù)據(jù)類型DBLDBLreset signalreset signal將波形相位重置為相位

21、控制值，且將時間標(biāo)志置為將波形相位重置為相位控制值，且將時間標(biāo)志置為0 0。缺省值為。缺省值為FALSEFALSE。signal typesignal type產(chǎn)生的波形類型，缺省值為正弦波。產(chǎn)生的波形類型，缺省值為正弦波。frequencyfrequency波形頻率（單位波形頻率（單位HzHz），缺省值為），缺省值為1010。amplitudeamplitude波形幅值，也稱為峰值電壓，缺省值為波形幅值，也稱為峰值電壓，缺省值為1.01.0。phasephase波形的初始相位（單位度）缺省值為波形的初始相位（單位度）缺省值為0.00.0。error inerror in在該在該VIVI運(yùn)行之

22、前描述錯誤環(huán)境。缺省值為運(yùn)行之前描述錯誤環(huán)境。缺省值為no error,no error,如果一個錯誤已經(jīng)如果一個錯誤已經(jīng)發(fā)生，該發(fā)生，該VIVI在在error outerror out端返回錯誤代碼。該端返回錯誤代碼。該VIVI僅在無錯誤時正常運(yùn)行。僅在無錯誤時正常運(yùn)行。表表8-5 Basic Function Generator.vi參數(shù)說明表參數(shù)說明表s a m p l i n g info一個包括采樣信息的簇，共有一個包括采樣信息的簇，共有Fs和和s兩個參數(shù)：兩個參數(shù)：Fs：采樣率，單位是樣本數(shù)：采樣率，單位是樣本數(shù)/s，默認(rèn)值為，默認(rèn)值為1000；s：波形的樣本數(shù)，默認(rèn)值為波形的樣本

23、數(shù)，默認(rèn)值為1000。duty cycle(%) 占空比，對方波信號是反映一個周期內(nèi)高低電平所占的比例，缺省值為占空比，對方波信號是反映一個周期內(nèi)高低電平所占的比例，缺省值為50%。signal out 信號輸出端。信號輸出端。phase out波形的相位，單位為度。波形的相位，單位為度。error out錯誤信息。如果錯誤信息。如果error in指示一個錯誤，那么指示一個錯誤，那么error out包含同樣的錯誤包含同樣的錯誤信息。否則，它描述該信息。否則，它描述該VIVI引起的錯誤狀態(tài)。引起的錯誤狀態(tài)。 例例8.2 8.2 使用使用Basic Function Generator.viB

24、asic Function Generator.vi制作制作函數(shù)發(fā)生器。函數(shù)發(fā)生器。 函數(shù)發(fā)生器的前面板設(shè)置和框圖程序函數(shù)發(fā)生器的前面板設(shè)置和框圖程序 8.3 8.3 信號的頻域分析信號的頻域分析 n傅里葉變換傅里葉變換是信號處理和數(shù)據(jù)處理中的一個重是信號處理和數(shù)據(jù)處理中的一個重要的分析工具，其意義在于將時域與頻域信號要的分析工具，其意義在于將時域與頻域信號聯(lián)系起來。聯(lián)系起來。nLabVIEWLabVIEW高級分析程序庫中的高級分析程序庫中的頻域分析子模板頻域分析子模板提供了豐富的時域和頻域轉(zhuǎn)換函數(shù)，包括傅里提供了豐富的時域和頻域轉(zhuǎn)換函數(shù)，包括傅里葉變換、葉變換、HilbertHilbert變

25、換、變換、HartleyHartley變換、功率譜變換、功率譜分析、諧波分析等。頻域分析子模板位于分析、諧波分析等。頻域分析子模板位于All All FunctionsFunctions模板下模板下AnalyzeSignal AnalyzeSignal ProcessingFrequency DomainProcessingFrequency Domain子模板。子模板。 頻域分析子模板頻域分析子模板 8.3.1 FFT8.3.1 FFT變換變換nFFT的輸出都是雙邊的，它同時顯示了正負(fù)的輸出都是雙邊的，它同時顯示了正負(fù)頻率的信息。通過只使用一半頻率的信息。通過只使用一半FFT輸出采樣輸出采樣

26、點(diǎn)可轉(zhuǎn)換成單邊點(diǎn)可轉(zhuǎn)換成單邊FFT。FFT的采樣點(diǎn)之間的的采樣點(diǎn)之間的頻率間隔是頻率間隔是fs/N，這里，這里fs是采樣頻率。是采樣頻率。 nAnalyze庫中有兩個可以進(jìn)行庫中有兩個可以進(jìn)行FFT的的VI，分，分別是別是Real FFT VI和和Complex FFT VI 。例例8.3 8.3 雙邊和單邊雙邊和單邊FFTFFT變換變換 雙邊雙邊FFT變換的前面板設(shè)置和框圖程序變換的前面板設(shè)置和框圖程序 (1) 框圖程序中的各函數(shù)作用如下：框圖程序中的各函數(shù)作用如下：n Sine Waveform.vi（位于（位于All FunctionsAnalyzeWaveform Generation

27、）：產(chǎn)生時域正弦波形。）：產(chǎn)生時域正弦波形。n Real FFT.vi（實(shí)數(shù)快速傅里葉變（實(shí)數(shù)快速傅里葉變換）：用于計算輸入數(shù)據(jù)的換）：用于計算輸入數(shù)據(jù)的FFT，將時域，將時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號。輸入為實(shí)數(shù)數(shù)組，信號轉(zhuǎn)換為頻域信號。輸入為實(shí)數(shù)數(shù)組，輸出為復(fù)數(shù)數(shù)組。輸出為復(fù)數(shù)數(shù)組。 n A r r a y S i z e 函 數(shù) （函 數(shù) （ A l l FunctionsArray模板）：用于根據(jù)采樣點(diǎn)模板）：用于根據(jù)采樣點(diǎn)數(shù)數(shù)N對對FFT輸出的結(jié)果進(jìn)行處理。將輸出的結(jié)果進(jìn)行處理。將FFT輸出輸出除以除以N，可獲得正確的頻率幅度信息。，可獲得正確的頻率幅度信息。n C o m p l e x

28、t o P o l a r . v i （ A l l FunctionsNumericComplex子模板）：子模板）：將輸入數(shù)據(jù)從復(fù)數(shù)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)系。此將輸入數(shù)據(jù)從復(fù)數(shù)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)系。此例將例將FFT輸出分解為實(shí)部和虛部（幅值和相輸出分解為實(shí)部和虛部（幅值和相位），相位的單位是弧度，這里只需顯示位），相位的單位是弧度，這里只需顯示FFT的幅值。的幅值。 (2) (2) 把該把該VIVI保存為保存為LabVIEWlianxiLabVIEWlianxi中的中的FFT_2sided.viFFT_2sided.vi。n(3) (3) 選擇頻率（選擇頻率（HzHz）=5=5，采樣率，采樣

29、率=100=100，樣本數(shù)，樣本數(shù)=100=100。執(zhí)行該。執(zhí)行該VIVI，注意這時的時域圖和頻譜圖。因，注意這時的時域圖和頻譜圖。因為采樣率為采樣率= =樣本數(shù)樣本數(shù)=100=100，所以時域圖中的正弦波的，所以時域圖中的正弦波的周期數(shù)與選擇的頻率相等，即可以顯示周期數(shù)與選擇的頻率相等，即可以顯示5 5個周期。個周期。（如果把頻率改成（如果把頻率改成1010，那么就會顯示，那么就會顯示1010個周期）。個周期）。sffN頻率間隔與采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)有關(guān)，它們之間的頻率間隔與采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)有關(guān)，它們之間的關(guān)系可表示為：關(guān)系可表示為：雙邊雙邊 FFTFFT n(4) 檢查頻譜圖可以看到有兩個

30、波峰，一個位檢查頻譜圖可以看到有兩個波峰，一個位于于10Hz，另一個位于，另一個位于90Hz，90Hz處的波峰實(shí)處的波峰實(shí)際上是際上是10Hz處的波峰的負(fù)值。因為圖形同時顯處的波峰的負(fù)值。因為圖形同時顯示了正負(fù)頻率，所以被稱為雙邊示了正負(fù)頻率，所以被稱為雙邊FFT。n(5) 先后令頻率先后令頻率=10、20（Hz），執(zhí)行該），執(zhí)行該VI。注意每種情況下頻譜圖中波峰位置的移動。觀察注意每種情況下頻譜圖中波峰位置的移動。觀察頻率等于頻率等于10和和20時的時域波形。注意哪種情況時的時域波形。注意哪種情況下的波形顯示更好，并解釋原因。下的波形顯示更好，并解釋原因。n(6) 因為因為fs =100Hz

31、，所有只能采樣頻率低于，所有只能采樣頻率低于50Hz的信號（奈奎斯特頻率的信號（奈奎斯特頻率fs/2）。把頻率）。把頻率修改為修改為48Hz，可以看到頻譜圖的波峰位于，可以看到頻譜圖的波峰位于48Hz。 n(7) 把頻率改為把頻率改為52HZ，觀察這時產(chǎn)生的，觀察這時產(chǎn)生的圖形與第圖形與第5步產(chǎn)生的圖形的區(qū)別。因為步產(chǎn)生的圖形的區(qū)別。因為52大于奈奎斯特頻率，所以混頻偏差等于大于奈奎斯特頻率，所以混頻偏差等于|10052|=48Hz。n(8) 把頻率改成把頻率改成30和和70Hz，執(zhí)行該，執(zhí)行該VI。觀察這兩種情況下圖形是否相同，并解釋觀察這兩種情況下圖形是否相同，并解釋原因。原因。 單邊單邊

32、FFTFFT n(9) 由上面已經(jīng)知道因為由上面已經(jīng)知道因為FFT含有正負(fù)頻率的信含有正負(fù)頻率的信息，所以息，所以FFT具有重復(fù)信息?，F(xiàn)在按圖具有重復(fù)信息。現(xiàn)在按圖8-11修改修改程序，把正頻分量的幅值乘以程序，把正頻分量的幅值乘以2，這樣修改之后，這樣修改之后只顯示一半的只顯示一半的FFT采樣點(diǎn)（正頻率部分），這樣采樣點(diǎn)（正頻率部分），這樣的方法叫做單邊的方法叫做單邊FFT。單邊。單邊FFT只顯示正頻部分，只顯示正頻部分，雖然正頻分量的幅值乘以雖然正頻分量的幅值乘以2，但直流分量不變。，但直流分量不變。（若程序中考慮含直流分量的情況，應(yīng)當(dāng)增加一（若程序中考慮含直流分量的情況，應(yīng)當(dāng)增加一個分支

33、或個分支或case結(jié)構(gòu)）。結(jié)構(gòu)）。n(10) 設(shè)置頻率（設(shè)置頻率（Hz）=30，采樣率，采樣率=100，樣，樣本數(shù)本數(shù)=100，運(yùn)行該，運(yùn)行該VI。 n(12) 保存該保存該VI為為LabVIEWlianxi目錄下的目錄下的FFT_1sided.vi。n(13) 把頻率改為把頻率改為70Hz，執(zhí)行該，執(zhí)行該VI，觀察這時，觀察這時產(chǎn)生的圖形與第產(chǎn)生的圖形與第9步產(chǎn)生的圖形的區(qū)別步產(chǎn)生的圖形的區(qū)別 單邊單邊FFT的框圖程序的框圖程序 8.3.2 8.3.2 窗函數(shù)窗函數(shù) n為了減小或抑制泄漏，測試工程人員常用多種不為了減小或抑制泄漏，測試工程人員常用多種不同形式的窗函數(shù)對時域信號進(jìn)行加權(quán)處理。從

34、卷同形式的窗函數(shù)對時域信號進(jìn)行加權(quán)處理。從卷積過程可知，窗函數(shù)應(yīng)力求其頻譜的主瓣寬度窄、積過程可知，窗函數(shù)應(yīng)力求其頻譜的主瓣寬度窄、旁瓣幅度小。窄的主瓣可以抑制原譜峰值的降低，旁瓣幅度小。窄的主瓣可以抑制原譜峰值的降低，提高頻率分辨能力；小的旁瓣可以使原零幅值頻提高頻率分辨能力；小的旁瓣可以使原零幅值頻帶出現(xiàn)盡量小的非零幅值，減小泄漏帶出現(xiàn)盡量小的非零幅值，減小泄漏。n在在LabVIEW中，頻譜分析、功率譜分析、頻率中，頻譜分析、功率譜分析、頻率響應(yīng)函數(shù)分析和相關(guān)函數(shù)分析的參數(shù)設(shè)置中都需響應(yīng)函數(shù)分析和相關(guān)函數(shù)分析的參數(shù)設(shè)置中都需要選擇窗函數(shù)，而且這些要選擇窗函數(shù)，而且這些VI中提供了豐富的窗函

35、中提供了豐富的窗函數(shù)類型以供選擇。在選用和測試數(shù)類型以供選擇。在選用和測試VI時，其參數(shù)設(shè)時，其參數(shù)設(shè)置非常簡單。置非常簡單。LabVIEWLabVIEW中的窗函數(shù)原型中的窗函數(shù)原型VIVIWindows子模板子模板n例例8.4 從頻率接近的信號中分離出幅值不同從頻率接近的信號中分離出幅值不同的信號。的信號。n本例取自本例取自LabVIEW自帶程序，路徑為：自帶程序，路徑為：ExamplesAnalysisWindxmpl.libWindow Comparison.vi。該程序的目的是從頻。該程序的目的是從頻率相近的信號中分離出幅值不同的信號。率相近的信號中分離出幅值不同的信號。 從頻率相近的

36、信號中分離出幅值不同的信號從頻率相近的信號中分離出幅值不同的信號 8.3.3 頻譜分析頻譜分析 在許多應(yīng)用場合，需要計算信號的頻譜，在許多應(yīng)用場合，需要計算信號的頻譜，Advanced Analysis程序庫有許多這方面的程序庫有許多這方面的功能模塊程序。下面的例子講述使用功能模塊程序。下面的例子講述使用Amplitude and Phase Spectrum VI子程子程序來測量兩個頻率分量。序來測量兩個頻率分量。 例例8.58.5計算一個信號的頻譜分量。計算一個信號的頻譜分量。 計算信號頻譜分量的前面板設(shè)置和框圖程序計算信號頻譜分量的前面板設(shè)置和框圖程序 n參數(shù)設(shè)置見前面板，參數(shù)設(shè)置見前面

37、板，輸入信號混合了兩個正弦波，一個信輸入信號混合了兩個正弦波，一個信號為號為2Hz，幅值為，幅值為1，初始相位為，初始相位為0；另一個信號為；另一個信號為10Hz，幅值為幅值為2，初始相位為，初始相位為90。兩個信號的采樣頻率都為。兩個信號的采樣頻率都為100Hz，采樣點(diǎn)為，采樣點(diǎn)為200個。個。n在框圖程序中使用了下面的子程序，在框圖程序中使用了下面的子程序，Amplitude and Phase Spectrum VI子程序（在子程序（在AnalysisSignal ProcessingFrequency Domain子模板）。在本例中，它子模板）。在本例中，它計算信號的幅度有效值（計算信

38、號的幅度有效值（RMS）。）。n運(yùn)行程序。頻譜圖顯示兩個峰值，一個在運(yùn)行程序。頻譜圖顯示兩個峰值，一個在2Hz，另一個在，另一個在10Hz。2Hz波形電壓有效值為波形電壓有效值為0.717伏，伏，10Hz波形電壓波形電壓有效值為有效值為1.414伏，分別對應(yīng)其峰值伏，分別對應(yīng)其峰值1伏和伏和2伏。伏。 8.3.4 8.3.4 諧波分析諧波分析當(dāng)一個單一頻率當(dāng)一個單一頻率(比如比如f1)的信號的信號x(t)通過通過一個非線性系統(tǒng)時，系統(tǒng)的輸出不僅包含一個非線性系統(tǒng)時，系統(tǒng)的輸出不僅包含輸入信號的頻率（輸入信號的頻率（f1），而且包含諧波分），而且包含諧波分量（量（f2=2f1,f3=3f1,f4

39、=4f1等等），諧波等等），諧波的數(shù)量以及它們對應(yīng)的幅值大小取決于系的數(shù)量以及它們對應(yīng)的幅值大小取決于系統(tǒng)的非線性程度。統(tǒng)的非線性程度。 n諧波和基波諧波和基波是一個相對的概念，它是一個周期是一個相對的概念，它是一個周期電氣量中的正弦波分量，其頻率為基波頻率的電氣量中的正弦波分量，其頻率為基波頻率的整數(shù)倍，由于諧波的頻率是基波頻率的整數(shù)倍，整數(shù)倍，由于諧波的頻率是基波頻率的整數(shù)倍，也常稱為高次諧波。對電力系統(tǒng)諧波分析的主也常稱為高次諧波。對電力系統(tǒng)諧波分析的主要目的是測量電力系統(tǒng)中高次諧波的分量：包要目的是測量電力系統(tǒng)中高次諧波的分量：包括各次的諧波頻率、幅值和相位，諧波相對基括各次的諧波頻率

40、、幅值和相位，諧波相對基波的幅值比例（總諧波畸變率波的幅值比例（總諧波畸變率THD），基波相），基波相對噪聲（或諧波信號）的均方值比例（即對噪聲（或諧波信號）的均方值比例（即SINAD），當(dāng)然基波的頻率和幅值也是諧波），當(dāng)然基波的頻率和幅值也是諧波分析必然要測量的量。分析必然要測量的量。n為了確定系統(tǒng)引入非線性失真的大小，需要得到為了確定系統(tǒng)引入非線性失真的大小，需要得到系統(tǒng)引入的諧波分量幅值和基波幅值的關(guān)系。通系統(tǒng)引入的諧波分量幅值和基波幅值的關(guān)系。通常用諧波失真來衡量，諧波失真是諧波分量的幅常用諧波失真來衡量，諧波失真是諧波分量的幅值和基波幅值的相對量。假如基波的幅值是值和基波幅值的相對量

41、。假如基波的幅值是A1，而二次諧波的幅值是而二次諧波的幅值是A2，三次諧波的幅值是，三次諧波的幅值是A3，四次諧波的幅值是四次諧波的幅值是A4，N次諧波的幅值是次諧波的幅值是AN，則總的諧波失真，則總的諧波失真THD（Total Harmonic Distortion）為：）為：222231NAAATHDAn在在LabVIEW的的Express VI中，中，Distortion Measurement.vi能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入信號的諧波能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入信號的諧波分析，輸出分析，輸出THD、SINAD。作為。作為Express VI的的Distortion Measurement.vi，比較簡單，比較簡

42、單地給出了諧波分析必要的計算指標(biāo)地給出了諧波分析必要的計算指標(biāo)SINAD、THD等。等。 nLabVIEW中波形測量子模板和頻率子模板均中波形測量子模板和頻率子模板均提供了用于諧波分析的提供了用于諧波分析的VI。 n下面以波形測量子模板的函數(shù)為例，介紹如何下面以波形測量子模板的函數(shù)為例，介紹如何對一個系統(tǒng)的輸出信號進(jìn)行諧波失真分析。波對一個系統(tǒng)的輸出信號進(jìn)行諧波失真分析。波形測量子模板中提供的諧波失真分析函數(shù)形測量子模板中提供的諧波失真分析函數(shù)Harmonic Distortion Analyzer.vi的圖標(biāo)的圖標(biāo) Harmonic Distortion Analyzer .vi的圖標(biāo)的圖標(biāo)

43、 n該函數(shù)對輸入信號進(jìn)行完整的諧波分析，該函數(shù)對輸入信號進(jìn)行完整的諧波分析，包括測定基波和諧波，返回基波頻率、包括測定基波和諧波，返回基波頻率、所有的諧波幅度電平和總的諧波失真度所有的諧波幅度電平和總的諧波失真度（THD）。其部分參數(shù)含義如表）。其部分參數(shù)含義如表8-6所所示示 參數(shù)名稱參數(shù)名稱說明說明 stop search at Nyquist如果參數(shù)設(shè)置為如果參數(shù)設(shè)置為TRUE (缺省值缺省值T)，則只包含低于，則只包含低于Nyquist 頻率（采樣頻頻率（采樣頻率的一半）的諧波。如果參數(shù)設(shè)置為率的一半）的諧波。如果參數(shù)設(shè)置為FALSE,該該VI將繼續(xù)搜索將繼續(xù)搜索Nyquist范范圍之

44、外的頻率。圍之外的頻率。 signal in輸入信號。輸入信號。export signals選擇輸出到信號指示器的信號。有如下幾種選擇：選擇輸出到信號指示器的信號。有如下幾種選擇： none：快速計算；：快速計算； input signal：將輸入信號反映到輸出端；：將輸入信號反映到輸出端；fundamental signal：在輸出端：在輸出端只反映基波；只反映基波；residual signal：在輸出端反映除基波之外的剩余信號：在輸出端反映除基波之外的剩余信號 highest harmonic用于諧波分析的最高諧波成分（包括基波）。例如，對于三次諧波分析，用于諧波分析的最高諧波成分（包括

45、基波）。例如，對于三次諧波分析，該參數(shù)設(shè)置為該參數(shù)設(shè)置為3，將分析基波、二次諧波和三次諧波。，將分析基波、二次諧波和三次諧波。 error in該該VI運(yùn)行之前描述錯誤環(huán)境。缺省值為運(yùn)行之前描述錯誤環(huán)境。缺省值為no error，如果一個錯誤發(fā)生，該，如果一個錯誤發(fā)生，該VI在在error out端返回錯誤代碼。該端返回錯誤代碼。該VI僅在無錯誤時正常運(yùn)行。僅在無錯誤時正常運(yùn)行。 advanced search控制頻域搜索區(qū)域，中心頻率及頻帶寬度。該功能用來確定信號的基波?？刂祁l域搜索區(qū)域，中心頻率及頻帶寬度。該功能用來確定信號的基波。exported signals由由export sign

46、als指定的輸出信號，有時域和頻域兩種方式。指定的輸出信號，有時域和頻域兩種方式。 表表8-68-6 Harmonic Distortion Analyzer VIHarmonic Distortion Analyzer VI參數(shù)說明參數(shù)說明 detected fundamental frequency探測在頻域搜索得到的基波。用探測在頻域搜索得到的基波。用advanced search 設(shè)置頻率搜索范設(shè)置頻率搜索范圍，所有諧波測量為基波的整數(shù)倍。圍，所有諧波測量為基波的整數(shù)倍。 THD總諧波失真度。為了折算為百分?jǐn)?shù)，需要乘以總諧波失真度。為了折算為百分?jǐn)?shù)，需要乘以100。 component

47、s level諧波幅值的電平（單位為諧波幅值的電平（單位為V），是一個數(shù)組。該數(shù)組索引包括），是一個數(shù)組。該數(shù)組索引包括0(DC)，1(基波基波)，2(二次諧波二次諧波)，n(n次諧波次諧波),直到最高諧波成分。直到最高諧波成分。 例例8.6 8.6 諧波分析。諧波分析。 8.4 8.4 數(shù)字濾波數(shù)字濾波 n數(shù)字濾波器是信號處理的重要內(nèi)容。在某些方數(shù)字濾波器是信號處理的重要內(nèi)容。在某些方面它已經(jīng)可以取代模擬濾波器，尤其在一些需面它已經(jīng)可以取代模擬濾波器，尤其在一些需要編程和靈活運(yùn)用的領(lǐng)域中，例如音頻、通訊、要編程和靈活運(yùn)用的領(lǐng)域中，例如音頻、通訊、地球物理和醫(yī)療監(jiān)控技術(shù)。與模擬濾波器相比，地球

48、物理和醫(yī)療監(jiān)控技術(shù)。與模擬濾波器相比，數(shù)字濾波器具有下列優(yōu)點(diǎn)：數(shù)字濾波器具有下列優(yōu)點(diǎn)：n1可以用軟件編程；可以用軟件編程；n2穩(wěn)定性高，可預(yù)測；穩(wěn)定性高，可預(yù)測；n3不會因溫度、濕度的影響產(chǎn)生誤差，不需不會因溫度、濕度的影響產(chǎn)生誤差，不需 要高精度元件；要高精度元件；n4很高的性價比。很高的性價比。數(shù)字濾波器可以分為兩大類：數(shù)字濾波器可以分為兩大類：n一類為無限沖激響應(yīng)（一類為無限沖激響應(yīng)（IIRIIR）或者遞歸數(shù)字濾波器）或者遞歸數(shù)字濾波器，即濾波器的沖激響應(yīng)一直保持；即濾波器的沖激響應(yīng)一直保持；n另一類為有限沖激響應(yīng)（另一類為有限沖激響應(yīng)（FIRFIR）或者非遞歸數(shù)字濾）或者非遞歸數(shù)字濾波

49、器波器，即濾波器的沖激響應(yīng)在一定時間之后衰減，即濾波器的沖激響應(yīng)在一定時間之后衰減為為0。沖激響應(yīng)是否有限（即濾波器是。沖激響應(yīng)是否有限（即濾波器是IIR還是還是FIR）取決于濾波器輸出的計算方法。）取決于濾波器輸出的計算方法。n前者有較平坦的幅頻特性，而后者可以實(shí)現(xiàn)相位前者有較平坦的幅頻特性，而后者可以實(shí)現(xiàn)相位不失真。前者的設(shè)計方法源于傳統(tǒng)的模擬濾波器，不失真。前者的設(shè)計方法源于傳統(tǒng)的模擬濾波器，且使用濾波器時人們主要關(guān)心的還是幅頻特性，且使用濾波器時人們主要關(guān)心的還是幅頻特性，因此因此使用使用IIRIIR濾波器較多濾波器較多。 nLabVIEW提供了十多種常用的數(shù)字濾波器，使用起來非常提供

50、了十多種常用的數(shù)字濾波器，使用起來非常方便，只需輸入相應(yīng)的指標(biāo)參數(shù)（如濾波器的階數(shù)、截止頻方便，只需輸入相應(yīng)的指標(biāo)參數(shù)（如濾波器的階數(shù)、截止頻率、阻帶和通帶等）即可。濾波器模板如圖。率、阻帶和通帶等）即可。濾波器模板如圖。 n下面是常用的下面是常用的Butterworth濾波器，其圖標(biāo)如濾波器，其圖標(biāo)如下圖。下圖。Butterworth濾波器圖標(biāo)濾波器圖標(biāo)參數(shù)名稱參數(shù)名稱說明說明 f i l t e r f i l t e r typetype按下列值指定濾波器類型按下列值指定濾波器類型0: Lowpass 低通低通; ;1:Highpass 高通高通2:2:Bandpass 帶通帶通;3:;

51、3:Bandstop 帶阻帶阻 X需要濾波的信號序列需要濾波的信號序列sampling freq fs產(chǎn)生產(chǎn)生X X序列時的采樣頻率，必須大于序列時的采樣頻率，必須大于0 0。缺省值是。缺省值是1.01.0。如果它小于等于。如果它小于等于0 0，則，則輸出序列輸出序列Filtered XFiltered X為空并返回一個錯誤。為空并返回一個錯誤。high high cutoff cutoff freq fhfreq fh 高端截止頻率。當(dāng)濾波器類型為高端截止頻率。當(dāng)濾波器類型為0(lowpass )或或1(highpass )時忽略該參數(shù)。時忽略該參數(shù)。 low cutoff low cuto

52、ff freq flfreq fl低端截止頻率。它必須滿足低端截止頻率。它必須滿足NyquistNyquist準(zhǔn)則，即準(zhǔn)則，即0fi0.5fs0fi0.5fs，如果該條件不滿，如果該條件不滿足，則輸出序列足，則輸出序列Filtered XFiltered X為空并返回一個錯誤。為空并返回一個錯誤。fifi的缺省值是的缺省值是0.1250.125。 OrderOrder大于大于0 0，缺省值是，缺省值是2 2 init/continit/cont內(nèi)部狀態(tài)的初始化控制。當(dāng)其為內(nèi)部狀態(tài)的初始化控制。當(dāng)其為FALSE(default),FALSE(default),初態(tài)為初態(tài)為0 0；當(dāng)；當(dāng)init/

53、continit/cont為為TRUE,TRUE,濾波器初態(tài)為上一次調(diào)用該濾波器初態(tài)為上一次調(diào)用該VIVI的最后狀態(tài)。為了對一個大數(shù)據(jù)量的序的最后狀態(tài)。為了對一個大數(shù)據(jù)量的序列進(jìn)行濾波，可以將其分割為較小的塊，設(shè)置這個狀態(tài)為列進(jìn)行濾波，可以將其分割為較小的塊，設(shè)置這個狀態(tài)為FALSE,FALSE,處理第一塊處理第一塊數(shù)據(jù)，然后改設(shè)置為數(shù)據(jù)，然后改設(shè)置為TRUETRUE繼續(xù)對其余的數(shù)據(jù)塊濾波。繼續(xù)對其余的數(shù)據(jù)塊濾波。 Filtered XFiltered X濾波樣本的輸出數(shù)組。濾波樣本的輸出數(shù)組。 表表8-7 Butterworth Filter VI參數(shù)說明參數(shù)說明表表 例例8.7 8.7 用

54、數(shù)字濾波器消除不需要的頻率分量。用數(shù)字濾波器消除不需要的頻率分量。 n輸入信號混合了兩個正弦波，一個為輸入信號混合了兩個正弦波，一個為2Hz，另一，另一個為個為10Hz。2Hz的信號幅值為的信號幅值為1伏，伏，10Hz的信號的信號幅值為幅值為2伏。采樣頻率為伏。采樣頻率為100Hz，采樣點(diǎn)為，采樣點(diǎn)為200個。個。這個程序設(shè)計了一個低通巴特沃斯濾波器，從輸入這個程序設(shè)計了一個低通巴特沃斯濾波器，從輸入信號中濾除信號中濾除10Hz分量。分量。 用濾波器濾除信號的前面板設(shè)置和框圖程序用濾波器濾除信號的前面板設(shè)置和框圖程序 n在主框圖程序中，使用了下面的子程序：在主框圖程序中，使用了下面的子程序：Butterworth Filter VI子程序（在子程序（在Signal ProcessingFilters子模板）。子模板）。n在本例中，采用巴特沃斯濾波器，指定濾波器在本例中，采用巴特沃斯濾波器，指定濾波器階數(shù)與截止頻率，濾除輸入正弦波中的高頻分階數(shù)與截止頻率，濾除輸入正弦波中的高頻分量，把輸出波形顯示在屏幕上。運(yùn)行該程序，量，把輸出波形顯示在屏幕上。運(yùn)行該程序，改變?yōu)V波器階數(shù)，觀察濾波器的效果。改變?yōu)V波器階數(shù)，觀察濾波器的效果。 8.5 8.5 曲線擬合曲線擬合 n曲線擬合（曲線擬合（Curve Fitting）技術(shù)是用于）技術(shù)是用于科學(xué)、工程、商業(yè)、醫(yī)學(xué)和其