基于labview的虛擬濾波器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-06-25 12:33本頁面
【正文】 五 程序設(shè)計(jì) 控件使用信號(hào)發(fā)生器及DAQ,輸入一個(gè)正弦波信號(hào)，選用高斯白噪音作為噪音信號(hào) 噪音： 程序使用DAQ，在連接信號(hào)發(fā)生器的情況下，接受正弦波的數(shù)據(jù)。信號(hào)的截?cái)喈a(chǎn)生了能量泄漏，而用FFT算法計(jì)算頻譜又產(chǎn)生了柵欄效應(yīng)，從原理上講這兩種誤差都是不能消除的，但是我們可以通過選擇不同的窗函數(shù)對(duì)它們的影響進(jìn)行抑制。如果僅要求精確讀出主瓣頻率，而不考慮幅值精度，則可選用主瓣寬度比較窄而便于分辨的矩形窗，例如測(cè)量物體的自振頻率等；如果分析窄帶信號(hào)，且有較強(qiáng)的干擾噪聲，則應(yīng)選用旁瓣幅度小的窗函數(shù)，如漢寧窗、三角窗等；對(duì)于隨時(shí)間按指數(shù)衰減的函數(shù)，可采用指數(shù)窗來提高信噪比。高斯富譜的主瓣較寬，故而頻率分辨力低．高斯窗函數(shù)常被用來截?cái)嘁恍┓侵芷谛盘?hào)，如指數(shù)衰減信號(hào)等。5) 高斯窗高斯窗是一種指數(shù)窗。分析表明，海明窗的第一旁瓣衰減為一42dB．海明窗的頻譜也是由3個(gè)矩形時(shí)窗的頻譜合成，但其旁瓣衰減速度為20dB／（10oct），這比漢寧窗衰減速度慢。海明窗與漢寧窗都是余弦窗，只是加權(quán)系數(shù)不同。可以看出，漢寧窗主瓣加寬并降低，旁瓣則顯著減小，從減小泄漏觀點(diǎn)出發(fā)，漢寧窗優(yōu)于矩形窗．但漢寧窗主瓣加寬，相當(dāng)于分析帶寬加寬，頻率分辨力下降。與矩形窗比較，主瓣寬約等于矩形窗的兩倍，但旁瓣小，而且無負(fù)旁瓣。這種窗的優(yōu)點(diǎn)是主瓣比較集中，缺點(diǎn)是旁瓣較高，并有負(fù)旁瓣，導(dǎo)致變換中帶進(jìn)了高頻干擾和泄漏，甚至出現(xiàn)負(fù)譜現(xiàn)象。 FIR濾波器 窗1)矩形窗矩形窗屬于時(shí)間變量的零次冪窗。附錄A包含了設(shè)計(jì)多達(dá)8階的具巴特沃斯、貝塞爾和切貝雪夫響應(yīng)濾波器所需參數(shù)的表格。切貝雪夫響應(yīng)在一些應(yīng)用當(dāng)中，最為重要的因素是濾波器截?cái)嗖槐匾盘?hào)的速度。延遲使得基于頻率的相移產(chǎn)生非正弦信號(hào)失真。巴特沃斯濾波器特別適用于低頻應(yīng)用，其對(duì)于維護(hù)增益的平坦性來說非常重要。帶阻濾波器：它抑制一定頻段內(nèi)的信號(hào)，允許該頻段以外的信號(hào)通過巴特沃斯響應(yīng)（最平坦響應(yīng)） 巴特沃斯響應(yīng)能夠最大化濾波器的通帶平坦度。高通濾波器：它允許信號(hào)中的高頻分量通過，抑制低頻或直流分量。 IIR濾波器 濾波器類型按所通過信號(hào)的頻段分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器四種。 輸入模擬信號(hào)和噪音模塊 輸入信號(hào)在設(shè)計(jì)中需要一個(gè)常規(guī)的波形，如正弦波、直流波、三角波、鋸尺波或方波，并且可設(shè)置信號(hào)頻率、幅值、采樣頻率、采樣點(diǎn)數(shù)等參數(shù) 噪音可加入不同類型與大小的噪聲，因?yàn)樵趯?shí)際過程中噪音是不能已知的，所以在模擬過程中要嘗試不同類型的噪音，以便確保設(shè)計(jì)的濾波器可以對(duì)任何噪音都有一定的濾波作用。二 設(shè)計(jì)思路第一部分： DAQ數(shù)據(jù)采集模塊 第二部分：IIR不同濾波器設(shè)計(jì)模塊第三部分：FIR窗函數(shù)加權(quán)法濾波器設(shè)計(jì)模塊第四部分：濾波器功能的整體實(shí)現(xiàn)模塊 三 設(shè)計(jì)方框圖 IIR濾波器設(shè)計(jì)圖輸入波噪音南北紅濾波器I I R帶阻南北紅帶通南北紅高通南北紅低通南北紅 巴特沃思法南北紅切比雪夫1Ⅰ型法南北紅切比雪夫2Ⅱ型法南北紅貝塞爾濾波器法南北紅橢圓濾波器法南北紅波形顯示 FIR濾波器設(shè)計(jì)圖輸入波噪音南北紅濾波器F I R帶阻南北紅帶通南北紅高通南北紅低通南北紅 窗函數(shù)加權(quán)法器法南北紅波形顯示相位南北紅幅值波形顯示波形顯示 四 設(shè)計(jì)原理 DAQ采集模塊建立DAO助手DAQ為：函數(shù)→測(cè)量I/O→DAQmx數(shù)據(jù)采集→DAQ助手。(2)FIR濾波器：演示在不同輸入波形情況下，選擇不同的濾波器類型(高通、低通、帶通和帶阻)和窗函數(shù)加權(quán)法以及不同的濾波參數(shù)時(shí)FIR濾波器輸出波形變化。本次虛擬儀器課程設(shè)計(jì)我所設(shè)計(jì)的課題為：“基于Labview的濾波器的設(shè)計(jì)” 。（4）. 課程設(shè)計(jì)論文裝訂順序?yàn)椋悍饷?、任?wù)書、成績(jī)?cè)u(píng)審意見表、中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻(xiàn)。應(yīng)做到文理通順，內(nèi)容正確完整，書寫工整，裝訂整齊。（2）.學(xué)生應(yīng)撰寫的內(nèi)容為：中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻(xiàn)等。(3)系統(tǒng)具有交互式友好界面，并可以根據(jù)工程要求方便的選擇各種不同的實(shí)用型數(shù)字濾波器。具體指標(biāo)與要求如下：(1)IIR濾波器：演示在
語文相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1