【導(dǎo)讀】本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以引用標(biāo)注之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，沒有偽造數(shù)據(jù)的行為。同意學(xué)校保留并向有關(guān)管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。利用Labview建立更加簡潔方便的虛擬示波儀,頻譜分析儀等,產(chǎn)生原始信號并組成了對信號的分析處理系統(tǒng)。首先是對原始信號進(jìn)行時域波形顯示,頻域頻譜顯示。虛擬儀器是一種高效用于構(gòu)建數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)圖形化編程語言。但是，利用虛擬儀器來進(jìn)行教學(xué)就使一切簡單很多。虛擬儀器是90年代提出的新概念。虛擬儀器技術(shù)的提出與發(fā)展，標(biāo)志著二十一世紀(jì)自動測試與電子測量儀器領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。所謂虛擬儀器，就是在通用的計算機(jī)平臺上定義和設(shè)計儀器的測試功能，使用者操作這臺計算機(jī)，就像是在使用一臺專

　　

【正文】 通帶或多阻帶濾波器，IIR濾波器則可以用較低的階數(shù)獲得較高的選擇性，在相同門級規(guī)模和相同時鐘速度下可以提供更好的帶外衰減特性。 Labview中數(shù)字濾波器分類 Labview提供的IIR濾波器類型有Butterworth、Chebyshaev、InverseChebyshave、Elliptic和Bezel。它們都有各自的特點，用途也不盡相同。 （1） Butterworth在所有頻率上提供平滑的響應(yīng)，但過渡帶下降較為緩慢，陡峭程度同階數(shù)成正比。 （2） Chebyshev在通帶中是等副的紋波，阻帶中單調(diào)衰減，過渡迅速。 （3） InverseChebyshav也稱ChebyshevⅡ型濾波器，與Chebyshev類似，不同時=是ChebyshevⅡ型濾波器將誤差分散到阻帶中，而且擁有最平穩(wěn)的通帶。 （4） Elliptic橢圓濾波器將峰值誤差分散到通帶和阻帶中，與Butterworth和Chebyshev相比具有更陡峭的過渡帶，因此橢圓濾波器的應(yīng)用較為廣泛。 （5） Bessel具有最為平坦的幅度和相位響應(yīng)。在通帶中貝塞爾濾波器的相位響應(yīng)近似于線性，必須通過提高階數(shù)來減小誤差，因此應(yīng)用不太廣泛。 Labview提供的FIR濾波器有基于乘窗設(shè)計的濾波器FIRWindowedBand pass、EquiRippleBand stop、EquiRippleHigh Pass、EquiRippleLow pass。此外，Labview還提供了高級IIR和FIR濾波器的子面板。在高級面板中，濾波器的設(shè)計部分和執(zhí)行部分是分開的。由于濾波器的設(shè)計很費時間，而濾波過稱則很快。在含有循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序中，可以將濾波器的設(shè)計放在循環(huán)外，將設(shè)計好的濾波器參數(shù)傳遞到循環(huán)內(nèi)，在循環(huán)內(nèi)進(jìn)行濾波，從而提高程序運行效率。 在Labview中設(shè)計濾波器利用Labview設(shè)計一個數(shù)字濾波器，可以實現(xiàn)IIR、FIR等數(shù)字濾波功能，參數(shù)可調(diào)。進(jìn)行了濾波器的設(shè)計。將兩路不同頻率的信號先疊加，然后通過濾波，將一路信號濾除，而保留有用信號。疊加作用即將兩個信號相加，用到了一個數(shù)學(xué)公式。然后信號進(jìn)入到一個選擇結(jié)構(gòu)，選擇結(jié)構(gòu)中有兩路分支，每路分支均有一個濾波模塊，其中一個為IIR濾波器，另一個為FIR濾波器，各個過程的波形都用波形圖顯示出來。如圖51所示為數(shù)字濾波器的程序框圖。(a)(b)圖51 (a) 選擇FIR濾波器程序框圖 （b）選擇IIR濾波器程序框圖圖中的仿真信號選擇程序框圖中右鍵“函數(shù)”菜單中【信號處理】【波形生成】【仿真信號】，在圖標(biāo)上單擊右鍵選擇快捷菜單中“屬性”項時，可對VI進(jìn)行配置。配置框圖如圖52。圖52 仿真信號參數(shù)配置框圖程序框圖中添加的“”位于右鍵函數(shù)選板【信號處理】【波形調(diào)理】下。圖中可看出，整個程序處于一個大循環(huán)中，這樣在各時刻，當(dāng)調(diào)整參數(shù)時，程序也會即時更新，按停止按鈕時，濾波器停止工作。如圖53所示為濾波器的前面板，四個波形顯示器分別顯示不同時刻的波形，而IIR和FIR的濾波參數(shù)調(diào)整按鈕都在顯示在面板上，還可以選擇濾波器的類型。通過IIR和FIR滑動選擇按鈕可先選擇所需用的濾波器，然后對相應(yīng)的濾波器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)置表示選擇濾波器類型，濾波效果選擇如低通或高通，截止頻率設(shè)置選擇對不同頻率的信號進(jìn)行濾除。 圖53 數(shù)字濾波器前面板該設(shè)計可對任意頻率的信號進(jìn)行濾波，只須濾波前弄清楚待濾波信號的各參數(shù)，然后選擇合適的濾波器并設(shè)置適當(dāng)?shù)膮?shù)即可，經(jīng)過驗證，該濾波器可以達(dá)到理想濾波效果?，F(xiàn)對已設(shè)計的濾波器的功能進(jìn)行驗證，看看其是否能完成相應(yīng)的濾波功能?，F(xiàn)將一路20Hz的正弦波和一路100Hz的正弦波進(jìn)行疊加，然后濾除其中一路，并對低通和高通進(jìn)行舉例驗證。 低通濾波功能用低通濾波器將100Hz的信號濾除，保留20Hz的信號。采用IIR巴特沃斯濾波器。因為要保留20Hz的信號，故高截止頻率要設(shè)置在20Hz以上，設(shè)置為30Hz，底截止頻率設(shè)置在20Hz以下即可，設(shè)置為10Hz，調(diào)整階數(shù)為10階，其余參數(shù)不用設(shè)置，則濾波的波形如圖54所示。圖54 IIR低通濾波效果由圖54觀察可知，濾波后的波形跟疊加前的20Hz信號波形一致，即濾波效果比較理想，20Hz被完全保留，而100Hz被完全濾除，達(dá)到設(shè)計要求。 圖56 FIR低通濾波效果在運行的前面板中，按下滑動選擇按鈕，選用FIR濾波器，濾波器的參數(shù)設(shè)置為如圖，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為Windowed FIR，抽頭數(shù)100，最低通帶10Hz，最高帶通30Hz。也可以達(dá)到理想的效果，如圖46所示。 高通濾波功能用高通濾波器將20Hz的信號濾除，保留100Hz的信號。仍然選用IIR巴特沃斯濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 先選擇IIR的巴特沃斯低通濾波器，其參數(shù)有低截止頻率設(shè)置為70，階數(shù)設(shè)置為14階，濾波效果如圖58。圖58 IIR高通濾波器在運行的前面板中按下滑動選擇按鈕，同理選用FIR進(jìn)行高通濾波，其參數(shù)為最低通帶70Hz，抽頭數(shù)調(diào)到61。也能實現(xiàn)比較理想的濾波效果，如圖49所示。圖59 FIR高通濾波器由此可見，該濾波器可以達(dá)到設(shè)計目的，利用Labview實現(xiàn)的濾波器，采用圖像語言編程，框圖程序可讀性強(qiáng)，界面友好，操作方便，仿真結(jié)果表明，Labview設(shè)計的虛擬濾波器包括了傳統(tǒng)濾波器的功能，但比傳統(tǒng)方式節(jié)省了大梁的開發(fā)時間，開發(fā)效率很高。 本文實現(xiàn)的數(shù)字濾波器，充分發(fā)揮了Labview軟件設(shè)計的靈活性，濾波參數(shù)調(diào)節(jié)方便，可直觀地進(jìn)行頻譜分析和顯示，效果良好。仿真結(jié)果表明該濾波器能夠有效地按照要求濾出信號中的干擾成分?？梢?，Labview為設(shè)計數(shù)字濾波器提供了一個可靠而有效的途徑?；贚abview的數(shù)字濾波器采用并行的程序流設(shè)計，具有很強(qiáng)的通用性，程序響應(yīng)速度快，能夠?qū)崿F(xiàn)較窄的過渡帶，本設(shè)計經(jīng)過適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展和豐富，可以廣泛用于教學(xué)、預(yù)研等領(lǐng)域。致 謝致 謝本次畢業(yè)設(shè)計是在潘玉恒老師親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的，老師工作認(rèn)真，犧牲了節(jié)假日甚至是中午寶貴的午休時間下堅持給我指導(dǎo)，給我們這一組的同學(xué)都留下了深刻的印象，也更加激勵我們必須把畢業(yè)設(shè)計做好。在我畢業(yè)設(shè)計期間，和宿舍的舍友互相探討中，我得到了很大的啟發(fā)和鼓勵，他們提出了許多寶貴的建議，在設(shè)計遇到瓶頸之時給予我鼓勵。藉此完成之際，謹(jǐn)向尊敬的老師和同學(xué)致以最衷心的感謝!在美麗的濱海城市天津，我四年的大學(xué)生活就要結(jié)束了，回想起美好的大學(xué)時光不禁嘴角露出會心的微笑。學(xué)校的老師、同學(xué)、設(shè)施等等都是我人生最可寶貴的資源，我用了四年時間完成了整合。要畢業(yè)了，花園般的校園、尊敬的老師、可愛的同學(xué)都給我留下了最美好的回憶。在此祝愿我的母校越辦越好，祝愿老師工作順利、身體健康，希望同學(xué)們學(xué)業(yè)、事業(yè)有成，也衷心感謝核自院的領(lǐng)導(dǎo)和老師的關(guān)懷，他們?yōu)槲覍W(xué)業(yè)的完成提供了有力的保障。感謝論文中參考的參考文獻(xiàn)的作者，對于提供論文中隱含的上述提及的支持者以及研究思想和設(shè)想的支持者表示感謝。40參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1] 劉蕓，李宗伯，[J]. 理工高教研究,2007,26（5）:119121.[2] 張國華,[A].四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2006，16（2）：104105.[3] 趙凱，楊淑英，[D].河北省保定市，華北電力大學(xué)電氣工程學(xué)院.[4] 程雪敏， 的虛擬儀器實驗教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計[A].廣西輕工業(yè)，2010 (10):9091[5]李方明，任百利，[A].沈陽大學(xué)學(xué)報，2004,16（2）:1113.[6] 陶沙，吳允平. 基于Labview 的數(shù)字濾波器的設(shè)計與仿真[J].福建電腦，2012（12）：1213.[7] 曹玉清，石輝，裴文斌，[J].信息系統(tǒng)工程，2012:4142.[8] 蔡國英，[A].理論與方法，2007（7）：1214.[9] [A].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010（11）：106107.[10] 的虛擬儀器的設(shè)計[A].溫州師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2004,25(2):7276.[11] [A]. 湖北第二師范學(xué)院學(xué)報,2010,27(8):5253.[12] 劉舒帆，趙紅，石瓊. 基于 Labview 的信號時域與頻域關(guān)系研究[J].中國電子教育學(xué)會高教分會2012年論文集，2012:5863.[13]李先海. 圓度測量實驗裝置的研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2008.[14]賈立全. 點火室直噴汽油機(jī)的電控點火及燃燒分析系統(tǒng)的開發(fā)[D].大連理工大學(xué)，2007.[15] IEC 6100022, Compatibility levels for lowfrequency conducted Disturbances and signaling in public lowvoltage power supply systems, 2nd ed., 2000.[16] B. R. Pelly, “Thruster PhaseControlled Converters and Cycloconverters”, John Wiley and Sons, New York, 1971.[17] Erich W. Gunter, Electrotek Concepts, Interharmonics in Power Systems, Power Engineering Society Summer Meeting, 2001.