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基于LabVIEW的FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2011-01-09 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

介紹一種快速有效地常規(guī)的方法,并給出了實(shí)例。因可以隨時(shí)對比要求調(diào)整參數(shù),故有利于設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。
  關(guān)鍵詞:;;程序設(shè)計(jì)

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/151111.htm
Shanghai 200093, China)
  一個(gè)截止頻率為ωc(rad/s)的理想低通濾波
  
  由式(1)和(2)可以看出,這個(gè)濾波器在物理上是不可實(shí)現(xiàn)的,因?yàn)闆_激響應(yīng)具有無限性和因果性。為了產(chǎn)生有限長度的沖激響應(yīng)函數(shù),我們?nèi)禹憫?yīng)為h(n),長度為N,其系數(shù)函數(shù)為H(z):
  
  用h(n)表示截取hd(n)后沖激響應(yīng),即h(n)=hd(n)W(n),式子中W(n)為窗函數(shù),長度為N。當(dāng)τ=(N-1)/2時(shí),截取的一段h(n)對(N-1)/2對稱,可保證所設(shè)計(jì)的濾波器具有線性相位。
  一般來說,數(shù)字濾波器輸出y(n)的Z變換形式Y(jié)(z)與輸入x(n)的Z變換形式之間的關(guān)系如下:
  
  實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
  從上面的Z變換和結(jié)構(gòu)圖可以很容易得出FIR濾波器的差分方程表示形式。對式(4)進(jìn)行反Z變換,可得:
  
   7.1版本中,有兩個(gè)子模板涉及信號處理,分別是Analyze子模板和Mathematics子模板。進(jìn)入Functions模板Analyze中的Signal Processing子模板,見圖2。

  
  VI對于其參數(shù)在幫助中都有詳細(xì)的說明,并且還有相關(guān)的例子。
2.2前面板的設(shè)計(jì)
  結(jié)合濾波器的形成原理,把濾波器類型分為低通,高通,帶通和帶阻,由于低通和高通只需要求截止頻率,而帶通和帶阻需要上下截止頻率,故把這四個(gè)類型分開設(shè)計(jì)。顯示幅值,相位和相關(guān)系數(shù)。如果設(shè)計(jì)的濾波器符合要求,可以把這個(gè)相關(guān)系數(shù)存盤,以便寫成濾波器的形式。具體的前面板程序見圖5。
  本例中,首先在Filter Type中選擇Bandpass(帶通濾波器);接著在Window選項(xiàng)中選取Hamming;在Order項(xiàng)中輸入31;在采樣頻率中輸入1000;由于采用窗函數(shù)法設(shè)計(jì),只需給出通帶下限截止頻率fl和通帶上限截止頻率fh,輸入fl=100Hz,fh=200Hz。然后回車,即 可得到所設(shè)計(jì)的FIR濾波器,看到所設(shè)計(jì)濾波器的幅頻響應(yīng)、相頻響應(yīng)、濾波器系數(shù),各種 特征如圖7所示。點(diǎn)擊save,選擇保存的路徑保存文件(后綴為text,也可以默認(rèn)設(shè)置)。

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