基于LabVIEW的數字濾波器的設計

論文編號:TX264  論文字數:22359,頁數:53，

摘    要

 當前我們正處于數字化時代，數字信號處理技術受到了人們的廣泛關注，其理論及算法隨著計算機技術和微電子技術的進步得到了飛速的發展，被廣泛應用于語音圖象處理、數字通信、譜分析、模式識別、自動控制等領域。數字濾波器是數字信號處理中最重要的組成部分之一，幾乎出現在所有的數字信號處理系統中。設計一個數字濾波器可以有助于我們更好的了解數字信號處理。
 本設計所采用的軟件是美國NI公司推出的LabVIEW，LabVIEW是一種基于圖形化編程語言的開發環境，具有十分強大的數據庫。它為虛擬儀器設計者提供了一個便捷、輕松的設計環境，是目前應用最廣泛的虛擬儀器開發平臺軟件之一。所以，本文選取LabVIEW作為設計數字濾波器的軟件。
 數字濾波器是指有完成信號濾波處理的功能，用有限精度算法實現的離散時間線性非時變系統，其輸入是一組(由模擬信號取樣和量化的)數字量，其輸出是經過變換的另一組數字量。相對于模擬濾波器，數字濾波器沒有漂移，能夠處理低頻信號，頻率響應特性可做成非常接近于理想的特性。另外其精度較高，容易集成等，這些特點決定了數字濾波器的應用越來越廣泛。
關鍵詞：數字信號處理；數字濾波器；虛擬儀器；LabVIEW

Design of Digital Filter Based on LabVIEW
ABSTRACT

 Nowadays we are in the digital time, the technology of digital signal process are paid extensive attention by people. With the development of technology of computer and microelectronics, the theory and arithmetic of digital signal process develop quickly, in some areas such as digital filters which extensively used in audio and video process, digital communications, frequency analysis, autocontrol and so on. Digital filter is one of the most important part of digital signal process, which almost appeared in all digital signal process system. Designing a digital filter could help us understand digital signal process more clearly.
 The software used in this paper is LabVIEW. LabVIEW is a kind of software based on graphic language, it has a very strong database. It provides a convenient and relaxed designing environment for the VI designer. It is one of the most widely used software. So this paper chooses LabVIEW as designing software.
 Digital filter is a discrete LIT system which can accomplish the signal filter using finite precision arithmetic, with a group of digital signal input (which are sampled and measured through analog signals) and another group of changed digital signal output. Digital filter is one of the important contents of digital signal process. Compared with analog filter, the digital filter hasn’t excursion, is able to process low frequency signal, the characteristic of frequency response is close to ideal value, with high precision, and easy to integrated. Digital filter will be more useful in the further.
Keywords: Digital Signal Process; Digital Filter; Virtual Instrument; LabVIEW

目    錄

引    言 1
第1章 緒論 2
1.1課題研究背景 2
1.2課題研究意義 2
1.3本論文結構 3
第2章 虛擬儀器及LabVIEW 5
2.1引言 5
2.2虛擬儀器 5
 2.2.1虛擬儀器系統的構成 5
 2.2.2虛擬儀器的特點 5
 2.2.3虛擬儀器發展狀況 6
2.3 LabVIEW簡介 7
 2.3.1 LabVIEW發展概況 7
 2.3.2 LabVIEW開發環境 7
 2.3.3 VI程序設計 8
 2.3.4 LabVIEW程序設計結構 8
 2.3.5 LabVIEW程序運算形式 8
2.4本章小結 9
第3章 數字濾波器理論研究 10
3.1前言 10
3.2數字濾波器的定義和分類 10
3.3 IIR數字濾波器結構 10
3.4 FIR數字濾波器結構 14
3.5 IIR與FIR數字濾波器的比較 16
3.6本章小結 17
第4章 基于LabVIEW的數字濾波器的設計 18
4.1前言 18
4.2雙通信號源的設計 18
 4.2.1正弦波發生器的設計 19
 4.2.2方波發生器的設計 19
 4.2.3三角波發生器的設計 20
 4.2.4均勻白噪聲、脈沖函數和沖擊函數發生器的設計 21
 4.2.5雙通信號源的前面板設計 22
 4.2.6雙通道信號源的程序設計 23
4.3數字濾波器的設計 24
 4.3.1巴特沃斯濾波器的設計 24
 4.3.2切比雪夫濾波器的設計 24
 4.3.3窗函數濾波器的設計 25
 4.3.4數字濾波器的前面板設計 26
 4.3.5數字濾波器的程序設計 27
4.4程序測試 28
4.5小結與心得體會 31
結論與展望 33
致謝 34
參考文獻 35
附錄A附圖 36
附錄B外文文獻及譯文 42
附錄C主要參考文獻題錄及摘要 44