基于labview的多功能濾波器設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-07-03 17:37本頁(yè)面
【正文】 有用信號(hào)通常表現(xiàn)為低頻信號(hào)或是一些比較平穩(wěn)的信號(hào)，而噪聲信號(hào)則通常表現(xiàn)為高頻信號(hào)。 s(i)=f(i) + 運(yùn)用小波分析進(jìn)行一維信號(hào)消噪處理是小波分析的一個(gè)重要應(yīng)用之一，下面將其消噪的基本原理作一個(gè)簡(jiǎn)要的說明。Symlets函數(shù)系常常表示為symN(N＝2，3，…8)的形式。從支撐長(zhǎng)度的角度看，coifN具有和db3N及sym3N相同的長(zhǎng)度；從消失矩的數(shù)目來(lái)看，coifN具有和db2N及sym2N相同的消失矩?cái)?shù)目。coiflet(coifN)函數(shù)也是由Daubechies構(gòu)造的一個(gè)小波函數(shù)，它具有coifN(1,2,3,4,5)這一系列。該函數(shù)具有正交性。dbN大多數(shù)不具有對(duì)稱性；對(duì)于有些小波函數(shù)，不對(duì)稱性是非常明顯的。但小波分析在工程應(yīng)用中，一個(gè)十分重要的問題是最優(yōu)小波基的選擇問題，這是因?yàn)橛貌煌男〔ɑ治鐾粋€(gè)問題會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。傳統(tǒng)的信號(hào)分析時(shí)建立在傅立葉變換的基礎(chǔ)之上的，由于傅立葉分析使用的是一種全局的變換，要么完全在時(shí)域，要么完全在頻域，因此無(wú)法表述信號(hào)的時(shí)頻局域性質(zhì)，而這種性質(zhì)恰恰是非平穩(wěn)信號(hào)最根本和最關(guān)鍵的性質(zhì)。表1 Matlab腳本節(jié)點(diǎn)的輸入，輸出名稱控件類型數(shù)據(jù)類型功能輸入波形(s)1－D Array of Real輸入波形輸出波形(xd)Waveform Graph1－D Array of Real輸出波形分解層數(shù)(n)Digital ControlReal顯示小波去噪的分解層數(shù)基小波選擇Menu Ring顯示小波消噪使用的基小波 （3）小波去噪的相關(guān)知識(shí)。在公式節(jié)點(diǎn)的流程圖上單擊鼠標(biāo)右鍵添加輸入s和n,同理添加輸出xd,下表為它們的控件類型、數(shù)據(jù)類型和功能。這里調(diào)用了小波分析工具箱函數(shù)wden，它的功能是用小波進(jìn)行一維信號(hào)的自動(dòng)消噪。給Matlab節(jié)點(diǎn)變量定義類型的方法是：在變量上面單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“選擇數(shù)據(jù)類型”命令選項(xiàng)，就會(huì)出現(xiàn)Matlab中的各種數(shù)據(jù)類型名稱，然后按照事先在Matlab中定義的類型給每個(gè)變量選擇合適的數(shù)據(jù)類型，則系統(tǒng)就會(huì)把變量變成相應(yīng)的LabVIEW內(nèi)的類型[12]。輸入變量的邊沿是細(xì)線，輸出變量的邊沿是粗線，它們的分布位置可以是公式節(jié)點(diǎn)邊框上的任意位置，如圖16所示。顧名思義，輸入變量是指需要用戶定義的變量；輸出變量包括公式節(jié)點(diǎn)傳遞給其他節(jié)點(diǎn)的變量。圖16 Matlab節(jié)點(diǎn)流程圖向Matlab節(jié)點(diǎn)輸入Matlab文件的方法有兩種：一種是直接在框圖內(nèi)寫入文件代碼，另一種是在Matlab節(jié)點(diǎn)的邊框上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“導(dǎo)入”命令選項(xiàng)，在彈出的對(duì)話框中輸入Matlab腳本文件即可?？梢詮摹昂瘮?shù)”選項(xiàng)板的“數(shù)學(xué)”→“腳本與公式”→“腳本節(jié)點(diǎn)”來(lái)訪問Matlab腳本節(jié)點(diǎn)。如果涉及到比較復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，則可以調(diào)用Matlab的腳本文件來(lái)實(shí)現(xiàn)。(2) LabVIEW調(diào)用Matlab函數(shù),會(huì)用到Matlab toolbox或采用Matlab script這時(shí)需要安裝Matlab,不可以脫離Matlab環(huán)境。圖14 布爾型Case結(jié)構(gòu)圖15 多幀數(shù)字Case結(jié)構(gòu)如圖12所示，在濾波去噪模塊中，用到了三個(gè)Case結(jié)構(gòu)。隧道也可在其他結(jié)構(gòu)中找到，例如順序結(jié)構(gòu)，While循環(huán)和For循環(huán)。連接后，結(jié)構(gòu)的邊框上將出現(xiàn)矩形框——表示隧道,見圖12。隧道是結(jié)構(gòu)上的數(shù)據(jù)出入口。例如，如果選擇器連接的值從枚舉型改變到布爾型，那么對(duì)應(yīng)的0和1分支將分別改變成FALSE和TRUE?？蓪⑦x擇器器端子放在Case結(jié)構(gòu)左邊框上的任何地方。子框圖標(biāo)識(shí)符可以是數(shù)字，布爾，字符串或枚舉型控件。Case結(jié)構(gòu)可有多個(gè)子框圖，這些子框圖就像一疊卡片，一次只能看到一張。這類似于常規(guī)的文本編程語(yǔ)言中常見的if…Then…Else語(yǔ)句。三是小波去噪的相關(guān)內(nèi)容。再往下的三個(gè)框分別是IIR濾波器規(guī)范，F(xiàn)IR濾波器規(guī)范，小波去噪規(guī)范，通過調(diào)節(jié)文本下拉列表可以搭配出最好的濾波器。圖13為濾波參數(shù)選板，第一個(gè)布爾控件是來(lái)選擇是否要進(jìn)行濾波，當(dāng)指示燈亮?xí)r就進(jìn)行濾波了。如圖11所示為信號(hào)發(fā)生模塊流程圖對(duì)應(yīng)的前面板。但是奈圭斯特采樣定理假設(shè)有一個(gè)理想的低通濾波器來(lái)恢復(fù)信號(hào)，并且被采樣的信號(hào)的頻帶范圍有限，這些條件在實(shí)際使用中是很難實(shí)現(xiàn)的，所以它只在理論上成立。圖10 信號(hào)發(fā)生模塊流程圖 其中需要注意的是采樣頻率的選擇，不然的話會(huì)出錯(cuò)，系統(tǒng)不能運(yùn)行。噪聲的幅值也可以調(diào)節(jié)。然后分別疊加噪聲信號(hào)，以此來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)中的信號(hào)。 濾波器的各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)我設(shè)計(jì)的濾波器的模塊有信號(hào)發(fā)生模塊，濾波模塊，以及頻譜分析模塊。進(jìn)行完濾波后還能對(duì)信號(hào)進(jìn)行各
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