【正文】 EW中應(yīng)用數(shù)字濾波器VI時(shí)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(duì)濾波器的基本楷念有一個(gè)比較清晰的理解。現(xiàn)在我們首先對(duì)濾波器的基本概念作一了解，再詳細(xì)介紹LabVIEW中濾波器的應(yīng)用。理想濾波器是一個(gè)理想化的模型。一個(gè)理想濾波器應(yīng)在所需的帶通內(nèi)幅頻特性為常直，相頻特性為通過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)；在帶通外幅頻特性直應(yīng)為零，這樣才能使帶通內(nèi)輸入信號(hào)的頻率成分得以不失真地傳輸，而在帶通外的頻率成分全部衰減掉。實(shí)際濾波器的特性曲線(xiàn)沒(méi)有明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，通頻帶中幅頻特性也并非常數(shù)，因此需要用更多的參數(shù)來(lái)描述實(shí)際濾波器的性能，主要參數(shù)有紋波幅度，截子頻率，寬帶，品質(zhì)等因素。和其他編程語(yǔ)言一樣，LabVIEW中提供了許多現(xiàn)成的濾波器模板，合理設(shè)置參數(shù)即可方便地用來(lái)進(jìn)行信號(hào)慮波。下面我們來(lái)了解LabVIEW中的濾波器VI。LabVIEW中的濾波器VI也分成了ExpressVI，波形VI和基本功能VI 3個(gè)層次。其中ExpressVI中的濾波器VI設(shè)置了針對(duì)所有類(lèi)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(gè)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(gè)問(wèn)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(shí)繁雜的過(guò)程，提高工作效率。但在調(diào)用數(shù)字濾波器程序時(shí)，除了了解前面介紹的這些濾波器的基礎(chǔ)知識(shí)外，還需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題： .調(diào)用的時(shí)的參數(shù)設(shè)置工程上常用的有巴特沃茲（Buttrworth）,切比雪夫(Chebyshey)貝塞爾（Bessel）等數(shù)字濾波器，它們都是借助于已相當(dāng)成熟的同名模擬濾波器而設(shè)計(jì)的，因此有類(lèi)同的特性參數(shù)。1)濾波器類(lèi)型選擇：首先要選擇濾波器的通過(guò)頻帶類(lèi)型，即在低通，高通，帶通或帶阻濾波器中選擇一個(gè)類(lèi)型：其次要選擇有限沖擊響應(yīng)濾波器，因?yàn)檫@兩者涉及到完全不同的設(shè)計(jì)模板和參數(shù)。如果選擇無(wú)限沖擊響應(yīng)濾波器，最后還要選擇用哪種最佳特性逼近方式實(shí)現(xiàn)濾波特性，即在巴特活茲型濾波器、切比雪夫?yàn)V波器的類(lèi)型滿(mǎn)足測(cè)試需求。2）截止頻率確定：對(duì)低通濾波只需確定上截止頻率，高通濾波只需確定下截止頻率。對(duì)帶通及帶陰濾波，采樣均應(yīng)設(shè)置成濾波器輸入信號(hào)的采樣頻率。3）采樣頻率設(shè)定：一般軟件中數(shù)字濾波器模板中的頻率都是歸一化的頻率，歸一化的頻率通過(guò)采樣頻率這一參數(shù)和實(shí)際頻率對(duì)應(yīng)起來(lái)。因此，除非實(shí)際輸入信號(hào)的采樣頻率是1，都要對(duì)數(shù)字濾波器設(shè)定一個(gè)采樣頻率參數(shù)。這個(gè)參數(shù)很重要，設(shè)置不對(duì)濾波結(jié)果則不正確。對(duì)各種類(lèi)型濾波，采樣頻率均應(yīng)設(shè)置成濾波器輸入信號(hào)的采樣頻率。4）濾波器的階數(shù)：濾波器階數(shù)越高，其，幅頻特性曲線(xiàn)過(guò)渡帶衰減越快。5）紋波幅度：切比雪夫數(shù)字濾波器通帶段幅頻特性呈波紋狀，需此參數(shù)控制紋波幅度。巴特沃茲和貝賽爾濾波器通帶段幅頻特性曲線(xiàn)較平坦，不需此參數(shù)。 輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波器，相當(dāng)于輸入信號(hào)和數(shù)字濾波器的單位抽樣響應(yīng)進(jìn)行卷積運(yùn)算，從運(yùn)算的時(shí)間零點(diǎn)到獲得正確的濾波結(jié)果，中間會(huì)有一個(gè)過(guò)渡過(guò)程，需要一定的響應(yīng)時(shí)間。在后續(xù)處理時(shí)應(yīng)該忽略這一段開(kāi)始的濾波結(jié)果。 A/D前的搞混濾波器A/D轉(zhuǎn)換獲得數(shù)字信號(hào)時(shí)，若采樣頻率未滿(mǎn)足采樣定理，會(huì)產(chǎn)生頻域混疊，這時(shí)信號(hào)中頻率大于1/2采樣頻率的高頻成分已經(jīng)混進(jìn)數(shù)字信號(hào)的低頻段。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。 濾波器的設(shè)計(jì) 選擇濾波器在labview的函數(shù)面板上的信號(hào)處理上選擇濾波器里的butterworth濾波器。然后利用條件結(jié)構(gòu)進(jìn)行多個(gè)濾波器的選擇。然后在濾波器上添加輸入空間，設(shè)置濾波器的低通截止頻率和高通截止頻率以及濾波器階數(shù)，如下圖： 數(shù)據(jù)保存部分首先運(yùn)用“幅值電平測(cè)量”測(cè)出濾波后的峰峰值，然后在利用“寫(xiě)入測(cè)量文件”模塊把數(shù)據(jù)保存起來(lái)。.數(shù)據(jù)保存時(shí)可以設(shè)置報(bào)警信號(hào)。在測(cè)出的峰峰值大于預(yù)設(shè)的比較數(shù)時(shí)，報(bào)警信號(hào)會(huì)亮燈。 數(shù)據(jù)寫(xiě)入部分在把以前保存的數(shù)據(jù)寫(xiě)入，同樣采用的是“讀取測(cè)量文件”函數(shù)，圖45寫(xiě)入文件的 程序框圖如下圖46圖46 數(shù)字濾波器的整個(gè)框圖如下圖47圖47前面板如圖48圖48第五章 總結(jié)與展望本設(shè)計(jì)在研究虛擬儀器技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、Web應(yīng)用技術(shù)以及軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)上，使用虛擬儀器技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多通道數(shù)據(jù)采集，多功能濾波設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)大部分工作是程序的編寫(xiě)，所涉及的硬件部分都有現(xiàn)成的。但是對(duì)硬件的了解也是必需要做的工作，特別是對(duì)NI PCI6254采集卡的了解。其中包括采集率，采集通道，采樣方式，然后根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的測(cè)量系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，是先設(shè)計(jì)各個(gè)子程序，測(cè)試其功能后再設(shè)計(jì)其他的子程序，所以程序調(diào)試階段很順利，在最后設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)時(shí)，考慮了很多框架，比如主從結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)－消費(fèi)結(jié)構(gòu)。實(shí)際的主程序框架為多種結(jié)構(gòu)的混合，主要由事件結(jié)構(gòu)構(gòu)成。數(shù)字濾波器可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)各種不同系統(tǒng)，滿(mǎn)足不同的需要，又可以隨時(shí)改動(dòng)系數(shù)，調(diào)整濾波器參數(shù)，選擇最佳方案。使用LabVIEW軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)電氣參數(shù)測(cè)量?jī)x等虛擬儀器。實(shí)現(xiàn)了更高的效率，節(jié)省了更多的硬件開(kāi)銷(xiāo)，方便了系統(tǒng)的維護(hù)和減輕了儀器更新的負(fù)擔(dān)。使用虛擬儀器逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器已經(jīng)成為測(cè)試領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。但是在實(shí)際應(yīng)用中，仍要根據(jù)具體情況進(jìn)行程序的優(yōu)化和軟硬件的結(jié)合，使虛擬儀器發(fā)揮更高的性能。本文以L(fǎng)abVIEW為應(yīng)用背景，圍繞數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)技術(shù)展開(kāi)研究，該技術(shù)是設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)最重要的技術(shù)之一。主要分為L(zhǎng)abVIEW，數(shù)字濾波器理論知識(shí)和數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)技術(shù)三個(gè)部分。文中所討淪的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)對(duì)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)具有重要的實(shí)用價(jià)值。設(shè)計(jì)的數(shù)字FIR濾波器系統(tǒng)不僅具有臺(tái)式數(shù)字諧波分析與處理系統(tǒng)的功能，而且充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的功能和軟件設(shè)計(jì)的靈活性。設(shè)計(jì)的研究工作和主要研究結(jié)果總結(jié)如下：設(shè)計(jì)的數(shù)字IIR濾波器系統(tǒng)主要的優(yōu)點(diǎn)為：（1）用圖形化編程語(yǔ)言L(fǎng)ABVIEW和面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)，軟件開(kāi)發(fā)效率高，可操作性和維護(hù)性好。（2）充分利用了計(jì)算機(jī)的外設(shè)連接能力，測(cè)試結(jié)果和波形顯示。由于本人的水平有限和設(shè)計(jì)的條件有限，設(shè)計(jì)中尚存在許多未盡人意的地方。主要有以下幾個(gè)方面需要改進(jìn)和研究：（一）影響諧波分析與處理系統(tǒng)系統(tǒng)各個(gè)性能的因素很多。選擇的信號(hào)頻率限制嚴(yán)格，帶寬較窄。因此需要選用各方面性能都方法，這才能充分發(fā)揮虛擬儀器的優(yōu)點(diǎn)。（二）所設(shè)計(jì)的數(shù)字FIR濾波器系統(tǒng)未具有網(wǎng)絡(luò)功能。網(wǎng)絡(luò)的潮流將資源共享帶入一個(gè)新的階段，加速了虛擬儀器與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合以及遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。PC技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)融合發(fā)展，虛擬儀器的功能得到進(jìn)一步的發(fā)展，例如更多的嵌入式和實(shí)時(shí)功能。隨著PC技術(shù)和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，虛擬儀器技術(shù)已成為一項(xiàng)前沿學(xué)科，代表著儀器發(fā)展的最新方向之一，不斷的被推向各個(gè)新的領(lǐng)域，在新的世紀(jì)將大行其道。虛擬儀器設(shè)計(jì)已經(jīng)成為測(cè)試與儀器技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。隨著高速A/D芯片和電路的進(jìn)一步集成化，可以設(shè)想在不遠(yuǎn)的將來(lái)，一臺(tái)有安裝虛擬儀器軟件的標(biāo)準(zhǔn)微機(jī)成為一個(gè)多功能的一臺(tái)有安裝虛擬儀器軟件的標(biāo)準(zhǔn)微機(jī)成為一個(gè)多功能的測(cè)量?jī)x器站，從根本上改變目前專(zhuān)用儀器的研制和生產(chǎn)方式，具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在經(jīng)濟(jì)效益。計(jì)算機(jī)數(shù)字FIR濾波器系統(tǒng)的成本低，功能全，可擴(kuò)充性強(qiáng)，較適合應(yīng)用于工業(yè)測(cè)試和工業(yè)自動(dòng)化及汽車(chē)、輪船、水力和醫(yī)療等領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，數(shù)字FIR濾波器系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和研究將會(huì)獲得更大的推動(dòng)。通過(guò)本設(shè)計(jì)，深刻的認(rèn)識(shí)到了虛擬儀器技術(shù)是儀器發(fā)展的重要發(fā)展方向。虛擬儀器以嶄新的模式和強(qiáng)大的功能深入人心。伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展虛擬儀器必將拓展到各個(gè)領(lǐng)域，引起測(cè)控儀器的深層次變革。致 謝感謝XXX老師的悉心指導(dǎo)，X老師對(duì)我的設(shè)計(jì)給予了很多的關(guān)心和指導(dǎo)，對(duì)于論文的形成自始自終都予以關(guān)注和督促，謝謝！感謝大學(xué)四年學(xué)校里的老師和同學(xué)們，為我提供的學(xué)習(xí)環(huán)境。你們使我懂得了如何去主動(dòng)的學(xué)習(xí)，使我對(duì)本專(zhuān)業(yè)外的知識(shí)產(chǎn)生了濃厚的興趣，謝謝你們。感謝學(xué)校的圖書(shū)館。圖書(shū)館為我們提供的豐富資源——文本書(shū)籍和數(shù)字圖書(shū)使我受益匪淺，而且安逸的學(xué)習(xí)環(huán)境，非常具有人文氣息。感謝父母在物質(zhì)和精神上的支持。感謝開(kāi)創(chuàng)了計(jì)算機(jī)時(shí)代的偉人們。如果沒(méi)有你們努力的成果，我想我這個(gè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)直是天方夜譚。感謝百度、谷歌公司提供了如此優(yōu)秀的搜索引擎。使得我設(shè)計(jì)的很多的問(wèn)題都可以輕松的得到解決。感謝NI的工程師們，為虛擬儀器設(shè)計(jì)出了如此完美的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。你們的工作很了不起，很值得我尊敬。感謝所有關(guān)于虛擬儀器的論壇。通過(guò)學(xué)習(xí)你們的帖子，我知道了如何去編程，并完成了我的設(shè)計(jì)，這里非常感謝版主們的熱心幫助，認(rèn)真的回答了我的每一個(gè)細(xì)小的問(wèn)題。你們的業(yè)余工作真的很偉大！感謝LabVIEW 學(xué)習(xí)群里熱心的好友，在群里，我認(rèn)識(shí)了很多一起做設(shè)計(jì)的朋友，我們一起學(xué)習(xí)，一起討論問(wèn)題，然后一起解決問(wèn)題，非常感謝你們。最后感謝一下自己，因?yàn)樽约旱膱?jiān)持到底，才有了這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，這也是我第一次成功開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)。參 考 文 獻(xiàn)1． labview和單片機(jī) 設(shè)計(jì)論壇，2．林靜，：人民郵電出版社3．程佩青. 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