數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)原理及軟件設(shè)計(jì)流程

FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)原理：FIR濾波器就是用-表示的多項(xiàng)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(jì)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(xiàng)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(jì)要求。通常FIR濾波器設(shè)計(jì)有三種方法：窗函數(shù)加權(quán)法、頻率采樣設(shè)計(jì)和切比雪夫等波紋逼近法。這里通過(guò)窗函數(shù)加權(quán)法來(lái)設(shè)計(jì)。

圖4 程序框圖

　　本設(shè)計(jì)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(lái)模擬真實(shí)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(shí)際中的待測(cè)信號(hào)可以由數(shù)據(jù)采集卡實(shí)時(shí)采集濾波，也可以由數(shù)據(jù)采集卡采集后保存為L(zhǎng)abVIEW所能夠識(shí)別的文件形式，之后再由LabVIEW進(jìn)行分析濾波。在這里用基本的信號(hào)（正弦波，余弦波，方波）來(lái)模擬原始信號(hào)。程序采用窗函數(shù)法的計(jì)算流程，將窗函數(shù)與需要濾波的信號(hào)進(jìn)行卷積實(shí)現(xiàn)信號(hào)的濾波。

圖5 程序框圖

　　使用者可對(duì)原始信號(hào)，噪聲信號(hào)和濾波器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。原始信號(hào)的波形圖，濾波的結(jié)果都可得到實(shí)時(shí)顯示。這樣，在程序成功的運(yùn)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(lái)。

　　5 結(jié)論

　　數(shù)字濾波器可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)各種不同系統(tǒng)，滿足不同的需要，也可以隨時(shí)改動(dòng)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(tái)開(kāi)發(fā)電氣參數(shù)測(cè)量?jī)x等虛擬儀器，實(shí)現(xiàn)了更高的效率，節(jié)省了更多的硬件開(kāi)銷(xiāo)，方便了系統(tǒng)的維護(hù)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(cè)試領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。但是在實(shí)際應(yīng)用中，仍要根據(jù)具體情況進(jìn)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。