基于labview的低通濾波器設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 基于LabVIEW的低通濾波器設(shè)計學(xué) 號： 4 姓 名： 敖智男 班 級： 專 業(yè)： 測控技術(shù)與儀器 課程教師： 方江雄 2015年 6月14 日 目錄1 設(shè)計思路. 2二設(shè)計目的. 2三程序框圖主要功能模塊介紹 1.測試信號生成模塊. 3 2.濾波功能模塊. .3 3.頻譜分析模塊.4 4.While循環(huán)模塊.5四進(jìn)行頻譜分析.6、7五主要設(shè)計步驟.8、9六運(yùn)行結(jié)果.10七設(shè)計心得.11低通濾波器是指對采樣的信號進(jìn)行浦波處理，允許低于截至頻率的信號通過，高于截止頻率的信號不能通過，提高有用信號的比重，進(jìn)而消除或減少信號的噪聲干擾。一設(shè)計思路 本VI設(shè)計的低通濾波器

2、主要是先將正弦信號和均勻白噪聲信號疊加，利用Butterworth低通濾波器進(jìn)行濾波處理，得到有用的正弦信號:再對經(jīng)過低通濾波器處理后的信號及信號頻譜與濾波前的進(jìn)行比較分析，檢測濾波后的信號是否滿足用戶的要求。二設(shè)計目的 基于LabVIEW虛擬平臺，將“正弦波形”函數(shù)和“均勻白噪聲”函數(shù)產(chǎn)生的信號進(jìn)行疊加以產(chǎn)生原始信號，讓其先通過一個高通濾波器，濾除白噪聲的帶外雜波，以便在后續(xù)程序中低通濾波器可以輸出正弦波；然后經(jīng)過低通濾波器濾波處理，對濾波前后的信號和信號頻譜進(jìn)行比較，從而對低通濾波器的濾波效果進(jìn)行檢驗。三程序框圖主要功能模塊介紹 如圖1-0為低通濾波器設(shè)計實例的程序框圖。它共分為4個主要的

3、功能塊:測試信號生成模塊、濾波功能模塊、頻譜分析模塊、while循環(huán)模塊(詳見線框標(biāo)識)，接下來將對侮個功能塊實現(xiàn)的具休處理功能和任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)介紹。1.測試信號生成模塊 測試信號由“正弦信號”函數(shù)節(jié)點和“均勻白噪聲”函數(shù)節(jié)點產(chǎn)生的信號疊加生成。如圖，信號生成子選板位于“函數(shù)信號處理”中?！罢倚盘枴?函數(shù)可借助輸入的樣本參數(shù)輸出一個存儲正弦信號的數(shù)組，其調(diào)用路徑為“函數(shù)信號處理信號生成正弦信號”。2.濾波功能模塊 這個功能塊實現(xiàn)的功能是：對輸入信號進(jìn)行此波處理，提高有用信號的比重，消除或減少信號的噪聲干擾。如圖所示，濾波器子選板位于“函數(shù)信號處理濾波器”中。本設(shè)計中需采用“Butterwort

4、h濾波器”，函數(shù)進(jìn)行低通濾波設(shè)計，其調(diào)用路徑是“函數(shù)信號處理濾波器Butterworth濾波器”。3.頻譜分析模塊 在信號分析和處理過程中，有時僅對信號進(jìn)行時域分析并不能完全揭示出信號的全部特征，為了便于觀察處理，除了對低通濾波前后的信號進(jìn)行對比分析外，還需要對濾波前后的信號進(jìn)行頻譜分析。 頻譜分析功能模塊是通過FFT快速傅里葉變換將時域信號變換到頻域上的。如圖所示，變換子選板位于“函數(shù)信號處理變換”中，其中“FFT”函數(shù)的調(diào)用路徑是“函數(shù)信號處理變換FFT”。4.While循環(huán)模塊該模塊的功能是通過控制循環(huán)條件，實現(xiàn)波形參數(shù)的實時調(diào)節(jié)與輸出顯示。如圖，While循環(huán)的條件接線端接入的是一個布

5、爾變量(停止控件)，當(dāng)布爾值為“真”，.即在前面板按下“停止”按鈕時，循環(huán)停止；否則循環(huán)一直進(jìn)行，從而實現(xiàn)了波形參數(shù)的波形參數(shù)的實時調(diào)節(jié)與輸出顯示。產(chǎn)生信號源的程序框圖四進(jìn)行頻譜分析1，創(chuàng)建雙邊頻譜轉(zhuǎn)換單邊頻譜子VI。2，切換到程序框圖設(shè)計窗口下，在設(shè)計區(qū)放置一個“數(shù)組大小，函數(shù)節(jié)點、一個“數(shù)組子集”函數(shù)節(jié)點、一個“替換數(shù)組子集”函數(shù)節(jié)點、一個“商與佘數(shù)”函數(shù)節(jié)點、一個“加法”函數(shù)節(jié)點和一個“乘法”函數(shù)節(jié)點。3，根據(jù)各數(shù)組節(jié)點的端口創(chuàng)建相應(yīng)的輸入/輸出控件及相應(yīng)的常量，然后按圖1-1所示完成程序框圖的設(shè)計。4，切換到前面扳設(shè)計窗口下，對控件進(jìn)行排列布局和美觀設(shè)計。在前面板窗口的右上角右鍵單擊L

6、abVIEW 8.2圖標(biāo)，對子VI的連線板進(jìn)行編輯(如圖1-2所示)。 5，將設(shè)計好的子VI保存后退出。 圖1-2雙邊頻譜轉(zhuǎn)換單邊頻譜子VI程序框圖圖1-1五主要設(shè)計步驟1，首先在程序框圖上放一個while循環(huán)；,2，在while里放置一個正弦信號，一個均勻白噪聲兩個FFT，兩個ButteWorth濾波器，兩個復(fù)數(shù)至極坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換和一個等待時間的圖標(biāo)，同時放置放入兩個數(shù)組，三個除法運(yùn)算，一個乘法運(yùn)算和一個加法運(yùn)算，這些可以在程序框圖上右擊鼠標(biāo)右鍵，在搜索中輸入找到并拖拽到程序框圖上。3、在程序框圖中放置數(shù)值常量，右擊鼠標(biāo)單擊“轉(zhuǎn)換為輸入控件”，再右擊鼠標(biāo)將表示法變?yōu)镈BL格式。同理放置標(biāo)簽為lf

7、Sample, Sine Frequency (Hz), error的數(shù)值常量，但error控件不用“轉(zhuǎn)換為輸入控件”4、在前面板搜索，“滑動桿”，選擇“垂直填充滑動桿”，放置兩個，將其中一個的標(biāo)簽改為“截止波數(shù)”，另一個的標(biāo)簽改為“濾波器階數(shù)”。5、在前面板上放置布爾“停止按鈕”，同時將其連線到while循環(huán)的停止端。6、至此所有的圖標(biāo)控件己全部放置完畢，可以開始連線。(連線時注意找好均勻白噪聲，正弦信號，F(xiàn)FT和Butterworth濾波器圖標(biāo)的接線端數(shù)值常量可以右鍵單擊創(chuàng)建常量即可)同時設(shè)置等待時間為50。7、在前面板上放置四個波形圖，在程序框圖上右擊“顯示為圖標(biāo)”，作為輸出控件連線。8

8、、在前面板上放置修飾上凸框前面板完整程序框圖圖1-0六運(yùn)行結(jié)果單擊運(yùn)行按鈕，如圖所示，在低通濾波器運(yùn)行界面上可以觀察到“仿真信號”、“濾波后信號”、“仿真信號頻譜”和“濾波后信號頻譜”控件中的圖形顯示。改變各輸入控件中的值，可以觀察到各個“波形圖”控件中的波形隨之變化。7 設(shè)計心得 這學(xué)期的課程設(shè)計，主要講授了一些LabVIEW的基本操作和編程技巧，LabVIEW作為一門新式的以圖形化編程的語言，不僅提供了簡單易學(xué)的編程方法，而且提供了海量的可調(diào)用的模塊，子vi，涉及到各個方面。 我對這一門高效簡單的編程語言產(chǎn)生很大的興趣，且從圖書館中借了一些相關(guān)應(yīng)用的書，也在網(wǎng)上搜過教程。從中學(xué)到了大量的技巧。也越來越感到， LabVIEW入門很容易，如果要深入做下去，完成一個像樣的工程，就必須懂得各方面的知識， 這是一門實踐性很強(qiáng)的課，很多知識是從書上看來的，而且看完之后，自己還覺的不錯，覺得自己已經(jīng)掌握的很好，但真到實際做東西的時候，就會覺得困難重重