【正文】 ，信噪比的絕對(duì)值有了很大的提高，信號(hào)失真度也降到 小于 ，均達(dá)到了預(yù)期的要求。 ● 次數(shù) 3—同時(shí)添加白噪聲干擾和正弦干擾信號(hào)由附錄中圖 615 的濾波效果演示圖可知該數(shù)字濾波器的濾波效果良好，消噪前 ，信噪比的絕對(duì)值大于為 大于 ，信號(hào)失真度也降到 小于 ，均達(dá)到了預(yù)期的要求。 3）修改濾波器的參數(shù)，觀察其濾波效果：修改濾波器的參數(shù)為“ 低截止頻率 ”=15Hz，設(shè)置被測(cè)信號(hào)：“ 有用信號(hào)幅值”=2V、“有用信號(hào)頻率 ”=50Hz、“有用信號(hào)相位”=0、“ 正弦干擾信號(hào)幅值”=2V、“正弦干擾信號(hào)頻率”=10Hz、“正弦干擾信號(hào)相位”=0、“ 白噪聲幅值”=0。 此時(shí)濾波器特性如圖 412 所示。 圖 412 修改參數(shù)后高通濾波器幅頻特性圖 記錄濾波前和濾波后波形特性如下：4 虛擬數(shù)字濾波器的調(diào)試及結(jié)果分析33 圖 413 修改參數(shù)后高通濾波器（添加正旋干擾）濾波效果演示 比較濾波器參數(shù)修改前后的高通濾波器幅頻特性圖可知，修改后濾波器低截止頻率為 ，通帶變寬。 濾波器參數(shù)修改前后，當(dāng)被測(cè)信號(hào)為“有用信號(hào)幅值”=2V、“有用信號(hào)頻率”=50Hz、“有用信號(hào)相位”=0、“正弦干擾信號(hào)幅值”=2V、“ 正弦干擾信號(hào)頻率”=10Hz、“正弦干擾信號(hào)相位”=0、“白噪聲幅值”=0 時(shí)，比較“濾波效果演示圖” ，“濾波前和濾波后信號(hào)幅頻特性圖以及消噪前后的信噪比和失真度，可以看出，低截止頻率高的高通濾波器，對(duì)低頻干擾信號(hào)的衰減作用比較強(qiáng)，濾波效果較好。 (4)帶阻濾波器 1) 帶阻濾波器的參數(shù)定義，觀察“濾波器幅頻特性圖 ”。 圖 414 帶阻濾波器幅頻特性圖 帶阻濾波器的幅頻特性如圖 414 所示，f1 為低截止頻率、f2 為高截止頻率，設(shè)置濾波器的參數(shù)：濾波器類型帶阻、濾波器階次 低截止頻率 29Hz、高截止頻率 31Hz。調(diào)整橫坐標(biāo)后，濾波器幅頻特性如圖 415 所示。 （低截止頻率的顯示） （高截止頻率的顯示）圖 415 帶阻濾波器幅頻特性圖 由上圖可知，帶通濾波器的低截止頻率為 、高截止頻率為4 虛擬數(shù)字濾波器的調(diào)試及結(jié)果分析35，與設(shè)置的低截止頻率 29Hz、高截止頻率 31Hz 基本相符，可見該濾波器的帶阻功能的有效性。 2) 不改變帶阻濾波器的參數(shù)設(shè)置，觀察濾波效果：添加干擾信號(hào)，觀察濾波效果。在“被測(cè)信號(hào)設(shè)置” 面板中設(shè)置“采樣點(diǎn)數(shù)”=204 “采樣頻率”=1000Hz，“有用信號(hào)幅值”=2V、“ 有用信號(hào)頻率”=50Hz、“有用信號(hào)相位”=0 度，其他參數(shù)按照表 44 所示參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 表 44 干擾信號(hào)參數(shù)設(shè)置 次數(shù) 正旋干擾信號(hào)幅（V）正旋干擾信號(hào)頻率（Hz）正旋干擾信號(hào)相位（度） 白噪聲幅值（V） 1 0 0 0 2 2 2 30 0 0 3 2 30 0 2 添加干擾信號(hào)，觀察濾波效果并記錄如下： ● 次數(shù) 1—只添加白噪聲干擾 由附錄中圖 617 的濾波效果演示圖可知該數(shù)字濾波器的濾波效果良好，消噪前和消噪后的信噪比從 增加到 ，信噪比有了較大的提高，信號(hào)失真度也降到 小于 ，均達(dá)到了預(yù)期的要求。 ● 次數(shù) 2—只添加正弦干擾信號(hào) 由附錄中圖 618 的濾波效果演示圖可知該數(shù)字濾波器的濾波效果良好，消 增加到 ，信噪比有了非常大的提高，信號(hào)失真度也降到 小于 ，均達(dá)到了預(yù)期的要求。 ● 次數(shù) 3—同時(shí)添加白噪聲干擾和正弦干擾信號(hào) 由附錄中圖 619 的濾波效果演示圖可知該數(shù)字濾波器的濾波效果良好，消 增加到 ，信噪比有了較大的提高，信號(hào)失真度也降到 小于 ，均達(dá)到了預(yù)期的要求。 3)修改濾波器的參數(shù)，觀察其濾波效果： 修改濾波器的參數(shù)為“濾波器階數(shù)”=10，設(shè)置被測(cè)信號(hào)： “有用信號(hào)幅值”=2V、“有用信號(hào)頻率 ”=50Hz、“有用信號(hào)相位”=0、“ 正弦干擾信號(hào)幅值”=2V、“正弦干擾信號(hào)頻率”=30Hz、“正弦干擾信號(hào)相位”=0、“ 白噪聲幅值”=0。 此時(shí)濾波器幅頻特性如圖 416 所示： 圖 416 修改參數(shù)后帶阻濾波器幅頻特性圖 記錄濾波前和濾波后波形特性如下：4 虛擬數(shù)字濾波器的調(diào)試及結(jié)果分析37圖 417 修改參數(shù)后帶阻濾波器（添加正旋干擾）濾波效果演示 由濾波器參數(shù)修改前后的帶阻濾波器幅頻特性圖，可以看出，修改前后濾波器的低截止頻率，高截止頻率不變，但是幅頻特性曲線略有不同。 濾波器參數(shù)修改前后，當(dāng)被測(cè)信號(hào)為“有用信號(hào)幅值”=2V、“有用信號(hào)頻率”=50Hz、“有用信號(hào)相位”=0、“正弦干擾信號(hào)幅值”=2V、“ 正弦干擾信號(hào)頻率”=30Hz、“正弦干擾信號(hào)相位”=0、“白噪聲幅值”=0 時(shí)，比較“濾波效果演示圖” ，“濾波前和濾波后信號(hào)幅頻特性圖以及消噪前后的信噪比和失真度，可以看出，修改參數(shù)后的濾波器濾波效果較差，參數(shù)修改前消噪后的信噪比為 ，參數(shù)修改后消噪后的信噪比為 。 實(shí)驗(yàn)總結(jié)與思考 由實(shí)驗(yàn)可知，本文設(shè)計(jì)的虛擬巴特沃斯數(shù)字濾波器演示儀可分別實(shí)現(xiàn)帶通、低通、高通和帶阻的濾波功能，其各種濾波器 的最優(yōu)濾波參數(shù)如下： ①、帶通濾波器：最佳參數(shù)為階次 低截止頻率 49Hz、高截止頻率51Hz。 ②、低通濾波器：最佳參數(shù)為階次 1低截止頻率 70Hz、高截止頻率無效。 ③、高通濾波器：最佳參數(shù)為階次 低截止頻率 30Hz、高截止頻率無效。 ④、帶阻濾波器：最佳參數(shù)為階次 低截止頻率 29Hz、高截止頻率31Hz。 ： （1）比較濾波器之間的不同 根據(jù)濾波器以上實(shí)驗(yàn)中保存的各個(gè)類型濾波器“濾波特性圖” ，比較帶通濾波器與帶阻濾波器、低通濾波器與高通濾波器的異同如下：帶通濾波器與帶阻濾波器：兩個(gè)濾波器的幅頻特性相反，帶通濾波器對(duì)頻率在高低截止頻率外的信號(hào)進(jìn)行衰減，帶阻濾波器則相反，相同點(diǎn)是都有高低截止頻率。 低通濾波器與高通濾波器：兩個(gè)濾波器的幅頻特性也相反，低通濾波器濾除高頻干擾信號(hào)，高通濾波器濾除低頻干擾信號(hào)，相同點(diǎn)是都有低截止頻率，高截止頻率無效。 （2）四個(gè)濾波器在對(duì)加有 2V，正弦干擾信號(hào)的濾波效果有何不同：比較帶通濾波器和帶阻濾波器的濾波效果： 兩者都能很好的濾除干擾信號(hào)，相比之下，帶通濾波器對(duì)信號(hào)的濾波效果要好于帶阻濾波器，帶通濾波器濾波后干擾信號(hào)衰減幅度更大。 比較低通濾波器和高通濾波器的濾波效果：兩者都能很好的濾除干擾信號(hào)，相比之下，高通濾波器對(duì)信號(hào)的濾波效果要好于低通濾波器，高通濾波器濾波后干擾信號(hào)衰減幅度更大。4 虛擬數(shù)字濾波器的調(diào)試及結(jié)果分析395 結(jié)論與展望 本文基于 LabVIEW 軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了虛擬巴特沃斯數(shù)字濾波器演示儀的設(shè)計(jì)。這是一款純軟件的數(shù)字濾波器，該設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)： 將數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)原理與 LabVIEW 軟件相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了虛擬數(shù)字濾波 器?？梢?，可以將一些先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理算法應(yīng)用于虛擬儀器的設(shè)計(jì)，這一思想為今后虛擬儀器的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)很好的設(shè)計(jì)理念。 基于 LabVIEW 軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)的濾波器足以實(shí)現(xiàn)濾波器的功能，且這樣的虛擬濾波器較硬件配置的濾波器而言具有制作簡(jiǎn)單、成本低、應(yīng)用靈活、系統(tǒng)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),可見虛擬儀器的發(fā)展具有很廣闊的前景。 （1）本文設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器沒有經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用的驗(yàn)證，所以有必要對(duì)其進(jìn)行功能檢驗(yàn)，方法有兩種： 1）設(shè)計(jì)虛擬的被測(cè)信號(hào)發(fā)生器和頻譜分析儀，并對(duì)巴特沃斯數(shù)字濾波演示儀進(jìn)行功能檢驗(yàn)。 2）采用 ADQ 采集實(shí)測(cè)信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行濾波。 （2）在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)多種虛擬儀器產(chǎn)品，如數(shù)字示波器、功率表、掃頻儀、多功能濾波器等，以促進(jìn)虛擬儀器的發(fā)展。參考文獻(xiàn)41致 謝 本文是在我的導(dǎo)師白潔老師的精心指導(dǎo)下完成的，在此，我首先向白老師表示衷心地感謝，感謝她一直以來對(duì)我的關(guān)心和教導(dǎo)！ 在這幾個(gè)月畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)和工作中，白老師的精心指導(dǎo)和培養(yǎng)使我在各個(gè)方面都受益非淺。在分析問題、解決問題及獨(dú)立工作的能力有了很大的提高。在此期間，白老師提出了很多有益的建議并給予我很大幫助。在本文的課題研究及寫作過程中，也給予了大力支持。在此謹(jǐn)向白老師表示衷心的感謝。在城市學(xué)院這個(gè)學(xué)習(xí)氛圍活躍、團(tuán)結(jié)友愛的集體里，大家互相幫助，彼此討論問題，共同提高。在此也要感謝我的各位學(xué)友，有了大家的支持和幫助使得論文研究工作得以順利的進(jìn)行。 最后，再次向白老師以及幫助過我的同學(xué)們表示最真誠(chéng)的謝意致謝43參 考 文 獻(xiàn)[1] LabVIEW 的虛擬示波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [D].中國(guó)知網(wǎng)：西安理工大學(xué)，2022.[2] [D].萬方數(shù)據(jù)庫(kù)：廣西大學(xué)，2022.[3] [D].萬方數(shù)據(jù)庫(kù)：華中科技大學(xué)，2022.[4] LabVIEW 的高職應(yīng)用電子專業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建[D].萬方數(shù)據(jù)庫(kù)：江蘇大 學(xué)，2022.[5] [日][M].北京：科學(xué)出版社， 2022:173~176.[6] [M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 1979:5125126.[7] 劉剛，王立香， 中文版編程及應(yīng)用[M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2022:1~22.[8] 楊樂平，李海濤， 高級(jí)程序設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社， ~347參考文獻(xiàn)45附 錄 橫坐標(biāo)的調(diào)整方法 （1）運(yùn)行程序，右鍵單擊圖形窗口，出現(xiàn)菜單如圖 61 所示，單擊“AutoScal X”，將前面的對(duì)鉤去掉，則可以開始調(diào)整橫坐標(biāo)的起止點(diǎn)。 圖 71 圖形顯示窗橫坐標(biāo)調(diào)整示意圖 （2）橫坐標(biāo)起止點(diǎn)的調(diào)節(jié)方法，單擊起止點(diǎn)處的數(shù)字，如圖 72 所示，然后修改成需要的數(shù)值。例如將止點(diǎn)修改為 100，波形如圖 72 所示： 圖 62 顯示窗橫坐標(biāo)起止點(diǎn)調(diào)節(jié)示意圖圖 63 顯示窗右端點(diǎn)調(diào)節(jié)后顯示的波形附錄47 （3）注意橫坐標(biāo)的起止點(diǎn)的選取，選取最能表現(xiàn)波形特征的一段，例如：觀察濾波后的信號(hào)波形，起止點(diǎn)分別選取了 1000 和 1100 點(diǎn)，波形如圖 64 所示： 圖 64 顯示窗左、右端點(diǎn)調(diào)節(jié)后顯示的波形 cursor 的使用方法 （1）cursor 屬性的設(shè)置如圖 65 所示，可以設(shè)置 cursor 的各項(xiàng)屬性。 本實(shí)驗(yàn)中最常用到的是Bring to Center，將指針放到窗口中心。圖 65cursor 屬性設(shè)置示意圖 （2）使用 cursor 指針，得到曲線上各點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)值 如圖 66 所示，鼠標(biāo)點(diǎn)擊 cursor 指針，移動(dòng)指針，將指針放在曲線上，即可顯示此點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)值。 圖 66 曲線上各點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)值顯示示意圖 對(duì)本文設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器添加不同的干擾信號(hào)，其調(diào)試結(jié)果如下: ● 對(duì)帶通濾波器分別添加噪聲、正旋干擾信號(hào)及噪聲和正旋干擾信號(hào)的起波形演示圖如圖 6圖 68 和圖 69 所示：附錄49 圖 67 帶通濾波器（添加噪聲）濾波效果演示 圖 68 帶通濾波器（添加正旋干擾）濾波效果演示附錄51 圖 69 帶通濾波器（添加正旋干擾和噪聲）濾波效果演示 ● 對(duì)低通濾波器分別添加噪聲、正旋干擾信號(hào)及噪聲和正旋干擾信號(hào)的起波形演示圖如圖 6圖 611 和圖 612 所示： 圖 610 低通濾波器（添加噪聲）濾波效果演示附錄53 圖 611 低通濾波器（添加正旋干擾）濾波效果演示 圖 612 低通濾波器（添加正旋干擾和噪聲）濾波效果演示 ● 對(duì)高通濾波器分別添加噪聲、正旋干擾信號(hào)及噪聲和正旋干擾信號(hào)的起波形演示圖如圖 61圖 614 和圖 615 所示：附錄55 圖 613 高通濾波器（添加噪聲）濾波效果演示 圖 614 高通濾波器（添加正旋干擾）濾波效果演示附錄57 圖 615 高通濾波器（添加正旋干擾和噪聲）濾波效果演示 ● 對(duì)帶阻濾波器分別添加噪聲、正旋干擾信號(hào)及噪聲和正旋干擾信號(hào)的起波形演示圖如圖 61圖 617 和圖 618 所示： 圖 616 帶阻濾波器（添加噪聲）濾波效果演示附錄59 圖 617 帶阻濾波器（添加正旋干擾）濾波效果演示 圖 618 帶阻濾波器（添加正旋干擾和噪聲）濾波效果演示外文翻譯1外