基于labview的虚拟数字滤波器设计

基于labview的虚拟数字滤波器设计内容摘要：

在 Lab VIEW 对话框中单击 New...按钮 ， 将弹出如图 3 所示的 New 对话框。 在 New 对话框左边的 Greate new： 中 ， 树形控件用于选择新建文档类型。 其中 ， Blank VI 用于建立一个新程序 ； VI from Template 按类型列出 Lab VIEW 系统提供的程序模板 ， 用户可以以这些模板为基础 ， 建立自己的程序 ； Other Document Typlate 列出其他文档类型 ， 比如全局变量、自定义控件、运行时菜单等。 当选中某一个模板 VI 时， Front panel preview 和 Black diagram preview 子窗口给出其前面板和框图预览。 Description 子窗口给出所 选文档类型的简单描述。 选种适当的文档类型后，单击 OK 按钮，将打开对应的新文档窗口 武汉理工大学《能力拓展训练》报告书 4 图 3 Lab VIEW新建对话框 2． 数字滤波器的原理 本次设计要求设计滤波器将初始信号进行滤波处理，现在先对滤波器的相关原理进行阐述。 几种基本的滤波器类型介绍 所谓滤波器，就是使 有用信号频率能比较顺利地通过，而将无用 或 有害的信号滤掉，或让它们受到较大的衰减。 按工作频率的范围，可分为低通滤波器、高通滤波器 、 带通滤波器 及带阻滤波器。 低通滤波器只有低频信号能通过而高频信号不能通过 ； 高通滤波器只有 高频信号能通过而低频信号不能通过 ； 带通滤波器只有某一个通频带范围内的信号能通过，而在此之外的其他频率的信号不能通过 ；带阻滤波器只会阻碍某一个频带范围内的信号通过，频带以外的信号不会受到影响。 数字滤波器 滤波器可分为三类：模拟滤波器、采样滤波器和数字滤波器。 模拟滤波器（ AF）可以是由 RLC 构成的无源滤波器，也可以是加上运放的有源滤波器，它们是连续时间系统。 采武汉理工大学《能力拓展训练》报告书 5 样滤波器（ SF）由电阻、电容、电荷转移器件、运放等组成，属于离散时间系统，其幅度是连续的。 开关电容滤波器、电荷耦合滤波器军属这类滤波器。 数字滤波 器（ DF）由加法器、乘法器、存储延迟单元、时钟脉冲滤波器及逻辑单元等数字电路构成。 它精度高，稳定性好，不存在阻抗匹配问题，可以时分复用，能够完成一些模拟滤波器完成不了的滤波任务。 其缺点是需要抽样、量化、编码，以及受时钟频率所限，所能处理的信号最高频率还不够高。 另外，由于有限字长效应会造成域设计值的频率偏差、量化和运算噪声及极限环振荡。 此次我们要求设计的就是数字滤波器。 数字滤波器的分类 从各种不同角度对数字滤波器分类： 1）按冲激响应 h(n)的长度分类 分为有限冲激响应（ FIR） DF 和无限冲激响应（ IIR） DF 两种。 冲激响应本来是用于模拟系统，指系统对冲激函数δ（ t）的响应。 发展到数字滤波器后，工程上仍沿用这个名称，与单位抽样响应和单位脉冲响应的说法通用。 IIR DF 和 FIR DF 在特性、结构、设计方法、运用场合等方面均不相同，要根据实际情况而定。 2）按有无递归结构分类 分为递归型和非递归型。 递归表现为实现过程中出现反馈回路。 即将某些输出量反馈到原输入点与原输入量相加。 一般来说， IIR DF 的 H(z)有分母，须用递归型结构实现；FIR DF 的 H(z)无分母，用非递归型结构实现。 但是 FIR DF 也可以用递归型结构实现，比如 H(z)=1+z1+z2+z3 可以改写然后用递归型结构实现。 因此，尽管 IIR、 FFR 与递归非递归有着密切的关系，但它们毕竟是从不同的角度看问题，在概念上不能混为一谈。 3）按频域特点分 分为低通滤波器（ LP DF）、高通滤波器 (HP DF)、带通滤波器（ BP DF）和带阻滤波器（ BS DF）四种。 武汉理工大学《能力拓展训练》报告书 6 这里要特别强调一点的是：数字滤波器的频响是周期的 ,其重复周期是采样频率 f,或者数字频率 2π，且在每一周期内，幅频特性具有对称性。 比如采样频率 f=8000Hz,数字带通的通 带是 300～ 3400Hz，那么它的重复周期为 80。