1、 基于LabVIEW的低通濾波器設計學 號： 201220120214 姓 名： 敖智男 班 級： 1221202 專 業： 測控技術與儀器 課程教師： 方江雄 2015年 6月14 日 目錄1 設計思路. 2二設計目的. 2三程序框圖主要功能模塊介紹 1.測試信號生成模塊. 3 2.濾波功能模塊. .3 3.頻譜分析模塊.4 4.While循環模塊.5四進行頻譜分析.6、7五主要設計步驟.8、9六運行結果.10七設計心得.11低通濾波器是指對采樣的信號進行浦波處理，允許低于截至頻率的信號通過，高于截止頻率的信號不能通過，提高有用信號的比重，進而消除或減少信號的噪聲干擾。一設計思路 本VI設計

2、的低通濾波器主要是先將正弦信號和均勻白噪聲信號疊加，利用Butterworth低通濾波器進行濾波處理，得到有用的正弦信號:再對經過低通濾波器處理后的信號及信號頻譜與濾波前的進行比較分析，檢測濾波后的信號是否滿足用戶的要求。二設計目的 基于LabVIEW虛擬平臺，將“正弦波形”函數和“均勻白噪聲”函數產生的信號進行疊加以產生原始信號，讓其先通過一個高通濾波器，濾除白噪聲的帶外雜波，以便在后續程序中低通濾波器可以輸出正弦波；然后經過低通濾波器濾波處理，對濾波前后的信號和信號頻譜進行比較，從而對低通濾波器的濾波效果進行檢驗。三程序框圖主要功能模塊介紹 如圖1-0為低通濾波器設計實例的程序框圖。它共分

3、為4個主要的功能塊:測試信號生成模塊、濾波功能模塊、頻譜分析模塊、while循環模塊(詳見線框標識)，接下來將對侮個功能塊實現的具休處理功能和任務進行詳細介紹。1.測試信號生成模塊 測試信號由“正弦信號”函數節點和“均勻白噪聲”函數節點產生的信號疊加生成。如圖，信號生成子選板位于“函數信號處理”中。“正弦信號”.函數可借助輸入的樣本參數輸出一個存儲正弦信號的數組，其調用路徑為“函數信號處理信號生成正弦信號”。2.濾波功能模塊 這個功能塊實現的功能是：對輸入信號進行此波處理，提高有用信號的比重，消除或減少信號的噪聲干擾。如圖所示，濾波器子選板位于“函數信號處理濾波器”中。本設計中需采用“Butt

4、erworth濾波器”，函數進行低通濾波設計，其調用路徑是“函數信號處理濾波器Butterworth濾波器”。3.頻譜分析模塊 在信號分析和處理過程中，有時僅對信號進行時域分析并不能完全揭示出信號的全部特征，為了便于觀察處理，除了對低通濾波前后的信號進行對比分析外，還需要對濾波前后的信號進行頻譜分析。 頻譜分析功能模塊是通過FFT快速傅里葉變換將時域信號變換到頻域上的。如圖所示，變換子選板位于“函數信號處理變換”中，其中“FFT”函數的調用路徑是“函數信號處理變換FFT”。4.While循環模塊該模塊的功能是通過控制循環條件，實現波形參數的實時調節與輸出顯示。如圖，While循環的條件接線端接

5、入的是一個布爾變量(停止控件)，當布爾值為“真”，.即在前面板按下“停止”按鈕時，循環停止；否則循環一直進行，從而實現了波形參數的波形參數的實時調節與輸出顯示。產生信號源的程序框圖四進行頻譜分析1，創建雙邊頻譜轉換單邊頻譜子VI。2，切換到程序框圖設計窗口下，在設計區放置一個“數組大小，函數節點、一個“數組子集”函數節點、一個“替換數組子集”函數節點、一個“商與佘數”函數節點、一個“加法”函數節點和一個“乘法”函數節點。3，根據各數組節點的端口創建相應的輸入/輸出控件及相應的常量，然后按圖1-1所示完成程序框圖的設計。4，切換到前面扳設計窗口下，對控件進行排列布局和美觀設計。在前面板窗口的右上

6、角右鍵單擊LabVIEW 8.2圖標，對子VI的連線板進行編輯(如圖1-2所示)。 5，將設計好的子VI保存后退出。 圖1-2雙邊頻譜轉換單邊頻譜子VI程序框圖圖1-1五主要設計步驟1，首先在程序框圖上放一個while循環；,2，在while里放置一個正弦信號，一個均勻白噪聲兩個FFT，兩個ButteWorth濾波器，兩個復數至極坐標的轉換和一個等待時間的圖標，同時放置放入兩個數組，三個除法運算，一個乘法運算和一個加法運算，這些可以在程序框圖上右擊鼠標右鍵，在搜索中輸入找到并拖拽到程序框圖上。3、在程序框圖中放置數值常量，右擊鼠標單擊“轉換為輸入控件”，再右擊鼠標將表示法變為DBL格式。同理放

7、置標簽為lfSample, Sine Frequency (Hz), error的數值常量，但error控件不用“轉換為輸入控件”4、在前面板搜索，“滑動桿”，選擇“垂直填充滑動桿”，放置兩個，將其中一個的標簽改為“截止波數”，另一個的標簽改為“濾波器階數”。5、在前面板上放置布爾“停止按鈕”，同時將其連線到while循環的停止端。6、至此所有的圖標控件己全部放置完畢，可以開始連線。(連線時注意找好均勻白噪聲，正弦信號，FFT和Butterworth濾波器圖標的接線端數值常量可以右鍵單擊創建常量即可)同時設置等待時間為50。7、在前面板上放置四個波形圖，在程序框圖上右擊“顯示為圖標”，作為輸出

8、控件連線。8、在前面板上放置修飾上凸框前面板完整程序框圖圖1-0六運行結果單擊運行按鈕，如圖所示，在低通濾波器運行界面上可以觀察到“仿真信號”、“濾波后信號”、“仿真信號頻譜”和“濾波后信號頻譜”控件中的圖形顯示。改變各輸入控件中的值，可以觀察到各個“波形圖”控件中的波形隨之變化。7 設計心得 這學期的課程設計，主要講授了一些LabVIEW的基本操作和編程技巧，LabVIEW作為一門新式的以圖形化編程的語言，不僅提供了簡單易學的編程方法，而且提供了海量的可調用的模塊，子vi，涉及到各個方面。 我對這一門高效簡單的編程語言產生很大的興趣，且從圖書館中借了一些相關應用的書，也在網上搜過教程。從中學到了大量的技巧。也越來越感到， LabVIEW入門很容易，如果要深入做下去，完成一個像樣的工程，就必須懂得各方面的知識， 這是一門實踐性很強的課，很多知識是從書上看來的，而且看完之后，自己還覺的不錯，覺得自己已經掌握的很好，但真到實際做東西的時候，