【正文】 數(shù)字濾波器是不可以將這些混在一起的頻率成分再分離的，因此數(shù)字濾波并不能完全取代A/D轉(zhuǎn)換之間的模擬搞混濾波。這個參數(shù)很重要，設(shè)置不對濾波結(jié)果則不正確 。其中 ExpressVI 中的濾波器 VI 設(shè)置了針對所有類型的濾波器的選項(xiàng)，波形 VI 則分成了 IIR 濾波器和 FIR 濾波器兩個 VI，而在基本功能 VI 的子模板中，主要根據(jù)濾波器的最佳逼近特性提供了比較豐富的濾波器 VI 調(diào)用數(shù)字濾波器子程序的幾個問題 直接應(yīng)用現(xiàn)成的數(shù)字濾波器子程序可以減少 自己設(shè)計(jì)濾波器時繁雜的過程，提高工作效率。由于濾波器的分類方法很多，其參數(shù)類型也比較多，所以，在 LabVIEW 中應(yīng)用數(shù)字濾波器 VI 時參數(shù)設(shè)置比較復(fù)雜，使用中需要注意的 也比較多，要求對濾波器的基本楷念有一個比較清晰的理解。 XX 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 27 第四章 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)采集的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)采用的是 NI PCI6254 采集卡，由于該卡支持 DAQmx 驅(qū)動程序，所以本設(shè)計(jì)是直接使用 DAQmxData Acquisition開發(fā)的，在這部分中，主要是采集參數(shù)的設(shè)置，其中包括物理通道的選擇，采樣模式、采樣率、每通道采樣數(shù)、輸入方式的配置，采樣最大最小值的設(shè)置。再者 FIR 濾波器可采用 FFT 算法，在相同階數(shù)下，運(yùn)算速度可以快得多。而利 用 LabVIEW 工具進(jìn)行計(jì) 算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，則可以快速有效地設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器，大大減少計(jì)算量。 一般來說， FIR 數(shù)字濾波器輸出 Y(n)的 z 變換形式 y(z)與輸入 (n)的 z 變換形式之間的關(guān)系如下： （ 314） 實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖 所示 。一位濾波器最常用。比如采樣頻XX 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 22 率 f=8000Hz,數(shù)字帶通的通帶是 300～ 3400Hz，那么它的重復(fù)周期為 8000Hz，由對稱性可知 4600～ 7700Hz 也是通帶，由周期性可知 8300～ 11400Hz 也是通帶，等等。 按有無遞歸結(jié)構(gòu)分類 分為遞歸型和非遞歸型。 ② 用戶需要削減軟件開支。軟件觸發(fā)最容易，你可以直接用軟件，例如使用布爾面板控制去啟動 /停止數(shù)據(jù)采集。 不使用 Buffer 意味著對所采集的每一個數(shù)據(jù)你都必須及時處理 (圖形化、分析等 )。理論上設(shè)置采樣頻率為被采集信號最高頻率成分的 2 倍就夠了，但實(shí)際上工程中選用 510 倍，有時為了較好地還原波形，甚至更高一些。 根據(jù)采樣定理，最低采樣頻率必須是信號頻率的兩倍。它的倒數(shù) l/△ t 被稱為采樣頻率，單位是采樣數(shù) /每秒。 XX 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 17 第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論 信號采集理論 該部分主要包括 數(shù)據(jù)采集技術(shù)概述， 傳感器 ，輸入信號的分析、 調(diào)理以及 測量系統(tǒng)的選擇， 下面分別予以說明 。在設(shè)計(jì)大型自動檢測系統(tǒng)時一步完成一個復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是相當(dāng)有難度的 。流程圖中包括前面板上的控件連線端子，還有一些前面板上沒有，但編程必須有的東西，例如函數(shù)、結(jié)構(gòu)和連線等。因此， LabVIEW 受到越來越多工程 師、科學(xué)家的普遍青睞。 圖形化虛擬儀器開發(fā)平臺 —— LabVIEW LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering)是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，視為一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。 硬 件 驅(qū) 動 程 序數(shù) 據(jù) 處 理用 戶 界 面 圖 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu) 虛擬儀器的開發(fā)軟件 虛擬儀器的開發(fā)語言 虛擬儀器系統(tǒng)的開發(fā)語言有 ： 標(biāo)準(zhǔn) C， Visual C++ ， Visual Basic 等通用程序開發(fā)語言。這樣可保證多廠商產(chǎn)品的互操作性和系統(tǒng)的易集成性。基于 GPIB 總線結(jié)構(gòu)的接口卡數(shù)據(jù)傳輸速率一般低于500kb/s，不適合與對系統(tǒng)速度要求較高的應(yīng)用。 在計(jì)算機(jī)上掛接多個 DAQ 功能 模塊，配合相應(yīng)的軟件，就可以構(gòu)成一臺具有多功能的測試儀器。 系統(tǒng)軟件部分通常用專用的虛擬儀器開發(fā)語言 （ 如 LabVIEW） 編寫而成，并可通過 Inter實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。隨著計(jì)算機(jī)功能的日益 強(qiáng)大以及其體積的日趨縮小，這類儀器功能也越來越強(qiáng)大，目前已經(jīng)出現(xiàn)含嵌入式系統(tǒng)的儀器。 7） 可方便地存貯和交換測試數(shù)據(jù)，測試結(jié)果的表達(dá)方式更加豐富多樣。虛擬儀器與之不同，它可以通過在幾個分面板上的操作來實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的功能。 圖 虛擬儀器開發(fā)框圖 虛擬儀器技術(shù)的優(yōu)勢在于可由用戶定義自己的專用儀器系統(tǒng) ， 且功能靈活 ，很容易構(gòu)建，所以應(yīng)用面極為廣泛。 該技術(shù)把儀器分為計(jì)算機(jī) 、 儀器硬件和應(yīng)用軟件三部分 。 虛擬儀器的出現(xiàn)是儀器發(fā)展史上的一場革命，代表著儀器發(fā)展的最新趨勢和新方向，并且是信息技術(shù)的重要領(lǐng)域擴(kuò)充，對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)將產(chǎn)生不可估量的影響。這些以 PC 為核心、由測量功能軟件支持，具有虛擬控制面板、必要儀器硬件和通信能力的 PC 儀器或 VXI 儀器就是虛擬儀器。 PC 總線儀器系統(tǒng)是卡式儀器的一種，它是利用 PC機(jī)內(nèi)部的總線，把若干塊儀器卡插在 PC 機(jī)內(nèi)部或外部擴(kuò)展機(jī)箱內(nèi)而組成的。這種內(nèi)置微處理器的儀器，既能進(jìn)行自動測試又能完成數(shù)據(jù)處理，可取代部分的腦力勞動。有一種較普遍地說法將測量儀器的發(fā)展分為五個階段，如圖 所示。此階段是網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)的雛形與起始階段。系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的XX 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 2 檢測、監(jiān)督和控制功能。 Virtual Instrument。 本設(shè)計(jì)所采用的軟件是美國 NI 公司推出的 LabVIEW， LabVIEW是一種基于圖形化編程語言的開發(fā)環(huán)境，具有十分強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫。它為虛擬儀器設(shè)計(jì)者提供了一個便捷、輕松的設(shè)計(jì)環(huán)境，是目前應(yīng)用最廣泛的虛擬儀器開發(fā)平臺軟件之一。 LabVIEW XX 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 III 目錄 摘 要 ............................................................................................................................. I Abstract ................................................................................................................... II 第一章 緒論 .....................................................................................................................1 引言 ....................................................................................................................1 課題背景 ............................................................................................................1 測控技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 .................................................................1 虛擬儀器技術(shù)發(fā)展趨勢 .........................................................................3 本設(shè)計(jì)所做的工作 ............................................................................................5 多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .................................................................5 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) .................................................................................6 第二章 虛擬儀器 .............................................................................................................7 虛擬儀器技術(shù)概述 ............................................................................................7 虛擬儀器的概念 .....................................................................................7 虛擬儀器的特點(diǎn)及優(yōu)勢 .........................................................................7 虛擬儀器和傳統(tǒng)儀器 的比較 .................................................................8 虛擬儀器測試系統(tǒng)的組成 ...................................................................10 虛擬儀器 I/O接口設(shè)備 ....................................................................... 11 虛擬儀器的軟件結(jié)構(gòu) ...........................................................................13 虛擬儀器的開發(fā)軟件 ......................................................................................13 虛擬儀器的開發(fā)語言 ...........................................................................13 圖形化虛擬儀器開發(fā)平臺 —— LabVIEW ..........................................14 基于 LabVIEW平臺的虛擬儀器程序設(shè)計(jì) ........................................15 第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論 ...................................................................................................17 信號采集理論 ..................................................................................................17 XX 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 IV 數(shù)據(jù)采集技術(shù)概論 ...............................................................................17 采集系統(tǒng)的一般組成及各部分功能描述 ...........................................19 傳感器 ...................................................................................................20 信號處理理論 ..................................................................................................21 按沖激響應(yīng) h(n)的長度分類 ............................................................21 按有無遞歸結(jié)構(gòu)分類 ...........................................................................21 按頻域特點(diǎn)分 .......................................................................................21 按同時處理的變量的個數(shù)分 ...............................................................22 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì) .................................................