基于labview的虚拟滤波器设计_课程设计(编辑修改稿)

基于labview的虚拟滤波器设计_课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

.................................................................. 17 FIR 滤波器工作过程 .................................................................................... 18 FIR 滤波过程 .................................................................................... 18 FIR 滤波过程中幅值、相位的变化过程 .............................................. 19 七 设计过程中遇到的问题 ......................................................................................... 20 小结 ........................................................................................................................... 21 致谢 ........................................................................................................................... 22 参考文献 .................................................................................................................... 23 基于 Labview 的虚拟示波器课程设计 1 附录 1 ........................................................................................................................ 24 基于 Labview 的虚拟信号发生器设计 1 一 设计任务描述 ：基于 Labview 的滤波器设计 设计要求： (1)IIR 滤波器：演示在不同输入波形 (正弦波、直流波、三角波、锯尺波或方波，可设置信号频率、幅值、采样频率、采样点数等参数，且可加入不同类型与大小的噪声 )情况下，选择不同的滤波器类型 (高通、低通、带通和带阻 )和逼近准则 (巴特沃思法、切比雪夫Ⅰ型法、切比雪夫Ⅱ型法、椭圆滤 波器法和贝塞尔滤波器法等 )以及相应的滤波参数时 IIR 滤波器输出波形变化。 (2)FIR 滤波器：演示在不同输入波形情况下，选择不同的滤波器类型 (高通、低通、带通和带阻 )和窗函数加权法 以及不同的滤波参数时 FIR滤波器输出波形变化。 (3)系统具有交互式友好界面，并可以根据工程要求方便的选择各种不同的实用型数字滤波器。 沈阳工程学院课程设计（论文） 2 二 设计思路 第一部分 ： DAQ 数据采集模块 第二部分 ： IIR 不同滤波器设计模块 第三部分 ： FIR 窗函数加权法滤波器设计模块 第四部分 ：滤波器 功能的整体实现模块 基于 Labview 的虚拟信号发生器设计 3 三 设计方框图 IIR 滤波器设计图 滤波器 I I R 带阻 南北红 带通 南北红 低通 南北红 高通 南北红 贝塞尔滤波器法 南北红 椭圆滤波器法 南北红 切比雪夫 2Ⅱ型法 南北红 切比雪夫 1Ⅰ型法 南北红 巴特沃思法南北红 噪音 南北红 输入波 波形显示 沈阳工程学院课程设计（论文） 4 FIR 滤波器设计图 滤波器 F I R 带阻 南北红 带通 南北红 低通 南北红 高通 南北红 窗函数加权法器法 南北红 噪音 南北红 输入波 波形显示 相位 南北红 幅值 波形显示 波形显示 基于 Labview 的虚拟信号发生器设计 5 四 设 计原理 DAQ 采集模块 建立 DAO 助手 DAQ 为：函数→测量 I/O→ DAQmx数据采集→ DAQ 助手。 根据用户需用的波形及参数，将用示波器输出所需波形，经 DAQ 采集数据后在示波器上显示。 输入模拟信号和噪音模块 输入信号 在设计中需要一个常规的波形，如正弦波、直流波、三角波、锯尺波或方波，并且可设置信号频率、幅值、采样频率、采样点数等参数 噪音 可加入不同类型与大小的噪声，因为在实际过程中噪音是不能已知的，所以在模拟过程中要尝试不同类型的噪音，以便确保设计的滤波器可以对任何噪音都有一定的滤波作用。 在我的设计中我选用了高斯白噪音为例进行了研究。 IIR 滤波器 滤波器类型 按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。 低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。 高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。 带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、 干扰和噪声。 带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过 逼近准则 巴特沃斯响应（最平坦响应） 巴特沃斯响应能够最大化滤波器的通带平坦度。 该响应非常平坦，接近 DC 信号，然后慢慢衰减至截止频率点为 3dB，最终逼近 20ndB/decade 的衰减率，其中 n 为滤波器的阶数。 巴特沃斯滤波器特别适用于低频应用，其对于维护增益的平坦性来说非常重要。 沈阳工程学院课程设计（论文） 6 贝塞尔响应 除了会改变依赖于频率的输入信号的幅度外，滤波器还会为其引入了一个延迟。 延迟使得基于频率的相移产生非正弦信号失真。 就像巴特沃斯响 应利用通带最大化了幅度的平坦度一样，贝塞尔响应最小化了通带的相位非线性。 切贝雪夫响应 在一些应用当中，最为重要的因素是滤波器截断不必要信号的速度。 如果你可以接受通带具有一些纹波，就可以得到比巴特沃斯滤波器更快速的衰减。 附录 A包含了设计多达8 阶的具巴特沃斯、贝塞尔和切贝雪夫响。