數(shù)字濾波器的設(shè)計原理及軟件設(shè)計流程

FIR數(shù)字濾波器設(shè)計原理：FIR濾波器就是用-表示的多項式，使其在單位圓上的特性逼近要求的頻率特性。FIR濾波器的設(shè)計任務(wù)就是給定要求的頻率特性，按照一定的最佳逼近準(zhǔn)則，選取多項式系數(shù)h（n），即濾波器的單位抽樣響應(yīng)及階數(shù)N,使得頻率特性滿足設(shè)計要求。通常FIR濾波器設(shè)計有三種方法：窗函數(shù)加權(quán)法、頻率采樣設(shè)計和切比雪夫等波紋逼近法。這里通過窗函數(shù)加權(quán)法來設(shè)計。

圖4 程序框圖

　　本設(shè)計采用窗函數(shù)法，利用前面板用于設(shè)置輸入數(shù)值和觀察輸出量，來模擬真實濾波器的前面板。由于虛擬面板直接面向用戶，是虛擬濾波器控制軟件的核心。實際中的待測信號可以由數(shù)據(jù)采集卡實時采集濾波，也可以由數(shù)據(jù)采集卡采集后保存為LabVIEW所能夠識別的文件形式，之后再由LabVIEW進行分析濾波。在這里用基本的信號（正弦波，余弦波，方波）來模擬原始信號。程序采用窗函數(shù)法的計算流程，將窗函數(shù)與需要濾波的信號進行卷積實現(xiàn)信號的濾波。

圖5 程序框圖

　　使用者可對原始信號，噪聲信號和濾波器參數(shù)進行設(shè)置。原始信號的波形圖，濾波的結(jié)果都可得到實時顯示。這樣，在程序成功的運行后就可以從顯示區(qū)得到結(jié)果，使結(jié)果更為直觀地反映出來。

　　5 結(jié)論

　　數(shù)字濾波器可以通過編程實現(xiàn)各種不同系統(tǒng)，滿足不同的需要，也可以隨時改動系數(shù)，調(diào)整濾波器參數(shù)，選擇最佳方案。使用LabVIEW軟件平臺開發(fā)電氣參數(shù)測量儀等虛擬儀器，實現(xiàn)了更高的效率，節(jié)省了更多的硬件開銷，方便了系統(tǒng)的維護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)成為測試領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。但是在實際應(yīng)用中，仍要根據(jù)具體情況進行程序的優(yōu)化和軟硬件的結(jié)合，使虛擬儀器發(fā)揮更高的性能。