基于LABVIEW的温度计设计-(2)

南昌大学实验报告学生姓名：胡文松学号：6103413007专业班级：生医131班实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：实验成绩：综合实验二滤波器的设计一．实验目的1.通过本实验，我们可以了解现代仪器科学与技术的发展前沿，了解LabVIEW编程所需的基础知识，学习LabVIEW的基本功能和使用方法，复习数字信号处理的所学知识，运用LabVIEW设计一个虚拟的可实现带通，带阻，高通，低通数字滤波器系统。2.并能使用户通过在前面板调节按钮，变换参数产生想要的滤波器，来对所产生的信号进行滤波，能显示滤波前后的信号、滤波器的幅频特性。二．实验要求⑴可正弦实现低通、高通、带通、带阻等基本滤波功能，并图形显示滤波前后波形；⑵可调节每种滤波器的上限截止频率或者下限截止频率；（3）给出每种滤波器的幅频特性；三．实验原理按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声；高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量；带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声；带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。根据滤波器功能不同，经典滤波器可分为四类：低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）和带阻滤波器（BSF）,他们的理想幅频特性如图2-2所示。理想幅频特性是指滤波器幅频特性的通带部分和阻带部分是突变的，没有过渡带。它们的单位脉冲响应均是非因果且无限长的，所以理想滤波器往往是不可能实现的，但这些理想滤波器可作为滤波器设计时逼近的准则。另外，数字滤波器的幅频特性是以2为周期，滤波器的低频处于2的整数倍附近，而高频处于的奇数倍附近，这与模拟滤波器是有区别的。模拟滤波器的理想幅频特性如图2-3所示。220()jHe220()jHe低通高通220()jHe带通220()jHe带阻图2-2数字低通、高通、带通、带阻滤波器的理想幅频特性0()aHj0()aHj低通高通0()aHj带通0()aHj带阻图2-3模拟低通、高通、带通、带阻滤波器的理想幅频特性一般对IIR数字滤波器而言，通常只用幅频特性来描述设计的技术指标，对相频特性一般不作要求。若在实际应用中（如语音合成、波形传输、图像信号处理等）对相频特性有较高要求，可设计FIR滤波器。由于图2-2所示的理想幅频特性不可实现，在设计实际滤波器时，必须设计一个因果可实现的滤波器去逼近图所示的理想幅频特性。实际中通带和阻带中都允许一定的误差容限，通带可以不是完全水平的，阻带也可以不是绝对衰减到零的，且在通带与阻带之间还应设置一定宽度的过渡带[7]。下面以数字低通滤波器的幅频特性为例介绍数字滤波器的技术指标：1110.707()jHe20pcs通带过渡带阻带四．实验过程1.原始波形输入部分分别输入三个不同频率的正弦波，这里依次设成50HZ,100HZ,150HZ.2.FIR滤波器的类型选择和参数设置。3.实验现象显示部分分别为合成波，滤波后，幅频特性显示三部分4.实验程序框图五．实验现象及分析1.低通：设置最低通带为60可以从幅频特性中看到：高于100HZ的部分全部滤除。2高通：设置最低通带为130.波形和幅频特性如图所示通过幅频特性可以看到，低于100HZ的都被滤去了。3.带通：设置最低通带为90，最高通带为110.现象如下根据幅频特性可以看出。低于50HZ，高于150HZ的部分均被滤出。4.带阻：设置最低通带为40HZ,最高通带为150现象如下根据幅频特性可以看出：中间部分滤除，只剩下两边部分。六。实验总结在本次滤波器设计过程中，我收获了很多，首先，又重新复习了高通，低通，带通，带阻等滤波原理。学习了滤波器的概念和工作原理，重点学习了数字滤波器，掌握了FIR数字滤波器的设计方法，了解了虚拟仪器的组成和工作原理，掌握了它LabVIEW的一些基本的操作方法。