基于labview的多功能濾波器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(doc畢業(yè)設(shè)計(jì)論文)-資料下載頁(yè)
2025-06-27 17:48本頁(yè)面
【正文】 本設(shè)計(jì)是對(duì)模擬信號(hào)來(lái)進(jìn)行濾波仿真的，主要是為了驗(yàn)證該程序設(shè)計(jì)的是否正確以及對(duì)各種濾波器的去噪效果進(jìn)行比較。現(xiàn)在我們輸入一個(gè)模擬含有均勻白噪聲的正弦信號(hào)，信號(hào)的頻率為“5”，幅值為“10”，均勻白噪聲的幅值為“2”。信號(hào)的采樣頻率為“1000”，采樣數(shù)為“1000”。如圖21為輸入信號(hào)參數(shù)選板。輸入信號(hào)波形如圖22所示。圖21 濾波器參數(shù)設(shè)定圖22 輸入信號(hào)波形顯示下面我們采用不同的低通濾波器對(duì)該信號(hào)進(jìn)行濾波去噪，看一下濾波效果如何。一是采用FIR濾波器，它的參數(shù)設(shè)定如圖21的FIR濾波器規(guī)范所示,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是“windowed FIR”，類型是“l(fā)owpass”，最低通帶是“12”，濾波效果如圖23所示。圖23 FIR濾波器的濾波效果圖二是采用IIR濾波器，它的參數(shù)設(shè)定如圖21所示，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)“Butterworth”,類型是“l(fā)owpass”,階數(shù)是“7階”，低截止頻率是“8”，通帶波紋為“1”，濾波效果如圖24所示。圖24 IIR濾波器的濾波效果圖三是采用小波去噪，基小波選擇“db4”，層數(shù)選擇“7”濾波效果如圖25所示。圖25 小波去噪效果圖通過(guò)圖2圖2圖2圖25進(jìn)行比較，可以看出：FIR濾波器，IIR濾波器，小波去噪都可以達(dá)到很好的去噪效果。并且相比較而言，IIR濾波器和小波去噪的濾波相對(duì)來(lái)說(shuō)要好一些。而且證明該設(shè)計(jì)正確。下面我們進(jìn)行頻譜分析的仿真，輸入信號(hào)選擇“公式波形”，波形的公式為“cos(4*w*t)+sin(2*pi(1)*t)+sin(w*t)”，信號(hào)的頻率為“100”,采樣頻率為“1000”，采樣數(shù)為“1000”，噪聲為“高斯噪聲”，噪聲幅值為“1”。濾波參數(shù)面板中選擇“IIR濾波器”，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為“Chebyshev”,類型為“Highpass”, 階數(shù)為“11” ，低截止頻率為“110”，通帶波紋為“1”。頻域分析面板選“快速傅立葉變換頻譜”，選擇“Hamming”窗。如圖26所示，運(yùn)行濾波器，觀看“輸入信號(hào)頻域分析”和“輸出信號(hào)頻域分析”的顯示面板。其中需要注意的問(wèn)題是波形公式的寫法。要注意參照所給的公式來(lái)寫，數(shù)字和字母之間，字母和字母之間都要用符號(hào)（例如乘號(hào)）隔開(kāi),“pi(1)”表示圓周率。從波形的公式中可以知道，頻率成分中含有三個(gè)頻率分量，分別為“4*w”、“2*pi(1)”、“w”，且信號(hào)的頻率即w為“100”，另外還有高斯噪聲的頻率分量?？梢钥闯?，因截止頻率為“110”,所以把“w”、“2*pi(1)”以及低于“110”的高斯噪聲頻率都濾除了。證明濾波器設(shè)計(jì)正確，頻譜分析正確，仿真成功。前面板如下圖圖26 頻譜仿真 參考文獻(xiàn)[1] 楊樂(lè)平，李海濤． LabVIEW程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用．電子工業(yè)出版社, 2005．[2] 周求湛，等．虛擬儀器與LabVIEW 7 Express程序設(shè)計(jì)．北京航空航天大學(xué)出版社, 2004．[3] 宋愛(ài)國(guó)，劉文波，王愛(ài)民．測(cè)試信號(hào)分析與處理．機(jī)械工業(yè)出版社，2006．[4] 姜建國(guó)，曹建中，高玉明．信號(hào)與系統(tǒng)分析基礎(chǔ)．清華大學(xué)出版社，2004． [5] 陳錫輝．．北京：清華大學(xué)出版社，2007．[6] 王磊，陶梅． ．北京：電子工業(yè)出版社，2007．[7]（加）de Vegte V. 數(shù)字信號(hào)處理基礎(chǔ). 侯正信，王安國(guó) ，等譯．北京：電子工業(yè)出版社，2003．[8] ChiTsong Chen. Digital Signal Processing:Spectral Computation and Filter Design．電子工業(yè)出版社，2002．[9]（英）Emmanuel C．lfeachor，Barrie w．Jervis．?dāng)?shù)字信號(hào)處理實(shí)踐方法．羅鵬飛，楊世海，等譯．電子工業(yè)出版社，2004．[10] 秦樹(shù)人．虛擬儀器．中國(guó)計(jì)量出版社，2004．[11] 胡昌華, 張軍波, 夏軍, 等. 基于MATLAB 的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)—小波分析. 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社, 2000. [12] 張凱，周陬，郭棟．LabVIEW虛擬儀器工程設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)．國(guó)防工業(yè)出版社，2004．心得體會(huì) 在這次設(shè)計(jì)中，充分運(yùn)用課堂中學(xué)習(xí)到的知識(shí)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)LabVIEW軟件更加了解與熟練，雖然課堂學(xué)的東西遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際要求，但至少使自己學(xué)到一些知識(shí)。由于知識(shí)掌握所限，與傳統(tǒng)的示波器相比有些功能無(wú)法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)出來(lái)的虛擬示波器只可以實(shí)現(xiàn)示波器的一部分功能。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我更加明白理論與實(shí)際的差距，我們應(yīng)該多動(dòng)手，多思考，提高自己的實(shí)踐動(dòng)手能力。23
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