基于labVIEW虚拟滤波器的设计与实现
基于LabVIEW的虚拟滤波器的设计
ｔ ｊｒ ｕ ｃ ｏ ｓ ｃ ｏ ｓ ｇｄｆ ｒｎ ｌ ｒ ａ ｄｗｉｄ ｗ ｆｎｔ ｎｔ ａ ａｔ ｏｄｆ ｒｎ ｉ ａｉｎ ，ｈ ｉ ｅｅｔ ｗｏｍａｏ ｎ ｔ ｎ ， ｈ ｏｉ ｉｅｅｔ ｔ ｓ ｎ ｎ ｏ ｃ ｏ ｄ ｐ ｉ ｅｅ ｔ ｔ ｔ ｓ ｔｅｄｆ ｒｎ ｆ ｉ ｎ ｉ ｆ ｅ ｕ ｉ ｏ ｔ ｓｕ ｏ
０ 引 言
１ 示波器 的功 能
基于虚拟仪器技术的数据采集系统的提出在一
定程度上解决 了传统数据采集所面临的问题 ，虚拟
仪器数据采集系统成为当今数据采集系统发展 的重 要方向。正是在虚拟仪器技术的基础上对多通道数
本示波器的主要功能有 ： 模拟信号 的产生、 波形 的处理 、 信号的测量 、 波形 的存储与回放 、 滤波后的 波形保存。条件有限 ， 由于数据采集卡和计算机 Ｐ Ｃ 插槽等原因 ，在设计数据采集时采用 了 Ｌ ｂ ＩＷｅ ｓｇ ａ ｒ ｑ ｎｃ ｏ ｔ ｎ ｌ ｈａ ｉ ．Ｉ ｓａ ｋｉ ｄ ｏｆｔ ｓ ｎｓｒ ｍ ｅ ｔ ｎ ｈｅ ａ ａ ｔｒ ａ ｅ Ｏ ｔ ａ ｈ ｉ ｎ ｌｆｅ ｕｅ ｙ ｃ ｎｓａ ｔｙ ｃ ｎｇｎｇ ｔｉ ｎ ｅ ｔｉ ｔ ｕ ｎｓａ ｄ ｔ ｃ ｎ ｅ ｔｏｆｓ ｔ ｍ ｆ ｃ ｍｂｉ ｔｖ ｏ ｗａ ｅ ｏ ｉ ｅ ｔ ｅ ｔ ｅ ｈｎ ｌ ｇ ｎ ｅ ｅ ａ ｔｐ ｏ ｅ ｓｏ ａ ｎ ｗｌ ｏ ｃ ｐ ｙｓｅ ｏ ｏ ｎａｉ ｅ ｓ ｆ ｒ ，ｃ ｍｂ ｎ ｄ ｗｉｈ ｔ ｓｉ ｔ ｃ ｏ ｏ ｔ ｎｇ ｙ ａ ｄ ｒ ｌｖ ｎ ｒ ｆ ｓ ｉ ｎ ｌｋ ｏ —
本 文介 绍 了在 Ｌ ｂ ＩＷ 实现 虚拟 滤波器 测试信 号 的方法 。 ａＶＥ
关键 词 ： 虚拟仪 器 ； ａ Ⅵ Ｅ ； Ｌ ｂ ｗ 滤波器
基于LabVIEW的低通数字滤波器设计
基于LabVIEW的低通数字滤波器设计孙长海;金志明;李维江;郑薇;李希元【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2014(000)005【摘要】介绍了一种基于LabVIEW的虚拟低通数字滤波器的设计方法，实现了对滤波前后信号的时域和频域进行分析；并以真空断路器真空度检测中存在的直流信号滤波问题为例，对不同类型的常用低通滤波器的滤波性能进行了比较分析，选择出效果最佳的滤波器类型，为真空断路器真空度检测电路设计中低通滤波器类型的选用提供了参考。
%This paper introduces a design method for a virtual low-pass digital filter based on LabVIEW and realizes the time and frequency domain analysis of the signals before and after thefiltering.Furthermore,taking DC signal filtering problem in vacuum degree measurement of the vacuum circuit breaker as an example,it makes a comparative analysis on the filtering performance of common low-pass filters of different types and chooses the best filter type,thus providing reference for the selection of low-pass filters in the design of vacuum degree measurement circuitry for the vacuum circuit breaker.【总页数】4页(P27-29,43)【作者】孙长海;金志明;李维江;郑薇;李希元【作者单位】大连理工大学电气工程学院，辽宁大连 116024;大连理工大学电气工程学院，辽宁大连 116024;大连理工大学电气工程学院，辽宁大连 116024;辽宁省电力有限公司营口供电公司，辽宁营口 115002;辽宁省电力有限公司营口供电公司，辽宁营口 115002【正文语种】中文【中图分类】TN713+.7【相关文献】1.基于单片机PIC18F87J11的FIR数字低通滤波器设计与实现 [J], 纪峰;林郁兆2.基于VHDL的FIR低通数字滤波器设计与仿真 [J], 王建彬;李响;何东钢3.基于Hamming窗的数字低通滤波器设计 [J], 王艳文;杨楠4.基于切比雪夫I型低通滤波器设计IIR数字带通滤波器 [J], 陈绍荣;刘郁林;王开;徐舜5.基于VHDL的FIR低通数字滤波器设计与仿真 [J], 王建彬;李响;何东钢因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于LABVIEW的多功能滤波器设计
摘要目前，在电子测量和自动化控制领域，虚拟仪器技术取得了巨大的发展。
虚拟仪器是一种功能意义上的测量和控制仪器，是具有仪器功能的软件、硬件的组合，从而实现各种传统仪器的功能。
LabVIEW是一种图形化的虚拟仪器编程语言，它具有功能强大、编程效率高、界面友好、参数修改方便等优点。
数字滤波器的设计是它的主要应用领域之一。
本文介绍了IIR、FIR数字滤波器设计方法，以及LabVIEW的功能特点，并给出了基于LabVIEW的多功能数字滤波器系统的总体设计方案，系统有五个模块组成：启动模块、登陆模块、信号发生模块、滤波模块和显示模块。
启动模块显示动态启动过程；登陆模块用来设置用户权限，只有当用户名和密码正确且匹配后，可进入系统；信号发生模块生成含有噪声的模拟信号，信号的频率、幅值、相位和噪声幅值以及采样信息都可调；滤波模块由IIR和FIR数字滤波器组成，通过设置前面板的滤波器参数来满足滤波效果；显示模块，该模块用来对滤波前后信号的波形、信号的频谱以及滤波器的频率特性进行分析比较。
测试结果表明，该系统可操作性强，界面友好，显示直观，响应速度快，精度高，有很好的滤波效果。
关键字：虚拟仪器，LabVIEW，数字滤波器，FIR，IIR目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景和意义 (1)1.2 研究内容和目的 (1)第2章数字滤波器 (2)2.1 滤波概念 (2)2.2 滤波器分类 (2)2.3 数字滤波器的原理及分类 (3)2.4 数字滤波器设计步骤 (5)2.5 数字滤波器技术指标 (6)2.6 IIR数字滤波器的设计方法 (7)2.6.1 脉冲响应不变法设计数字低通滤波器 (8)2.6.2 双线性变换法设计数字低通滤波器 (10)2.6.3 数字高通、带通和带阻滤波器的设计 (11)2.7 FIR数字滤波器的设计 (11)2.7.1 FIR数字滤波器的特征 (11)2.7.1 窗函数法设计法 (12)2.7.2 常用窗函数介绍 (15)2.7.3 频率采样法和切比雪夫逼近法介绍 (16)2.8 IIR和FIR数字滤波器比较 (17)第3章虚拟仪器 (19)3.1 虚拟仪器基础 (19)3.1.1 虚拟仪器概述 (19)3.1.2 虚拟仪器的构成 (19)3.2 LabVIEW的概述 (20)3.2.1 LabVIEW的构成 (20)3.2.2 LabVIEW的操作选板 (23)3.2.3 LabVIEW的特点 (25)3.3 LabVIEW的运行与调试 (25)3.3.1 VI运行 (25)3.3.1 VI调试 (25)3.4 LabVIEW设计虚拟仪器的方法 (29)第4章多功能数字滤波器系统设计 (31)4.1 多功能数字滤波器系统的总体方案设计 (31)4.2 多功能数字滤波器系统的各个模块设计 (31)4.2.1 启动模块 (31)4.2.2 登陆模块 (32)4.2.3 信号发生模块 (34)4.2.4 滤波模块 (36)4.2.5 显示模块 (37)第5章多功能数字滤波器系统的仿真分析 (39)5.1 系统仿真流程 (39)5.2 启动界面的仿真分析 (40)5.3 登陆界面仿真分析 (40)5.4 信号滤波去噪仿真分析 (42)5.4.1 相同阶数不同逼近准则的IIR滤波器仿真分析 (42)5.4.2 同逼近准则不同阶数的IIR滤波器仿真分析 (48)5.4.3 窗函数法FIR滤波器仿真分析 (49)5.4.4 IIR和FIR对混频信号滤波仿真分析比较 (51)第6章总结 (56)参考文献 (58)附录.............................................. 错误!未定义书签。
基于LabVIEW平台的虚拟滤波器去除噪声VI设计
基于LabVIEW平台的虚拟滤波器去除噪声VI设计
引言
在振动、声学、地震、通讯、雷达、控制系统和生物医学工程等广泛的
科学技术领域中都对实际所观察的信号提出了滤波和频谱分析的要求。
以数字
形式对它们进行处理的内容，就构成了数字信号处理的基本研究内容。
在虚拟
仪器中滤波技术有着广泛的应用。
从测试现场采集到的信号中包含有对数据处
理有用的信号、无用信号和噪声，滤波的目的是从信号中提取有用的信号。
在
虚拟仪器系统中，将信号采集到电脑中，通常还需要利用软件完成复杂的分析
和信号处理工作，LabVIEW 提供了大量的分析工具，成熟的算法，方便了软件的开发。
基于此本文在PC 机LabVIEW 软件中模拟产生一个接近于实际信号的带噪声的信号，生成一个带噪声的信号发生装置。
选择滤波速度较快的无限
冲激响应滤波器IIR，对虚拟滤波器去除噪声进行设计。
1、设计思路
在信号传输过程中，经常会混入高频噪声，噪声的能量甚至会超过信号
能量。
因此接收端收到信号后，通常首先要进行低通滤波，然后才能对信号做
进一步处理。
设计的流程图图1 所示：
2．虚拟滤波器去除噪声VI 设计原理
2.1 生成滤波器的自选信号
自选信号是信号发生器发出的信号加上噪声信号来实现的。
在信号发生
器部分应用Basic Function Generator.vi 产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等标准信号，噪声部分我使用了Uniform White Noise Waveform.vi 生成均匀分布的伪随机的白噪声，然后一起相加生成自选信号。
基于LabVIEW的实时数据采集和滤波处理设计
ｉ ｒ ｉ ｎ ｓ ｓ ａ ． ｔ ａ ｏ ｓ ｓ ｔ ｅ ｕ ｒ ｆ ｔ ｔ ｎ ａ ｄ ｉ ｉ ｌｙ Ｉ ｃ ｎａｓ ｔ ｆ ｅｒ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｏ ｔ ａ ｑ ｉ ｔ ｎ ａ ｄ ｆ ｔ ｔ ｎ ｌａ ｏ ｔｄ ｐ ｌ ａ ｙｈ ｉ ｅ ｎ ｓ ｆ ａａ ｃ ｕ ｓ ｉ ｎ ｌ ａｉ ｄ ｉｏ ｉｒ ｏ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ａ ＶＩ Ｗ ； ａａａ ｑ ｉ ｔ ｎ ｆｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｒ ｙ ｒ ｓ Ｌｂ Ｅ ｄ ｔ ｃ ｕ ｓ ｏ ； ｌ ； ｉｄ ｂ ｓ ｉ ｉ ｉｅ ｉ
Ｎ Ｉ ｎ ｅ ｅ ｔｖ ｅｌ ｉｍ ｅ ｄ ｔ ｃ ｉｉｉ ｎｄ Ｆｉ ｅ ｙ ｔｍ ａ ｖ ｌ ｅ ｏ ｂｉ ｎ ｉ ｔ ｅｆ ａｕｒ ｓｏｆｄ ｂ ｓｓｇ ａｓ ，ａ ｆ ｃ ｅ Ｒ ａ—ｔ ａａａ ｑｕｓｔｏｎ ａ ｌ ｒｓ ｓｅ ｗ ｓｄｅ ｅｏｐ ｄ ｃ ｍ ｎｉｇ ｗ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｉ ｔ ｈ ｉ ｌ ｍ ｏ ｉｏ ｅ ｎ ｏｌ ｎ ｔ ｒ ｄ ｉ ｉ．Ｔｈｅ ｒ ｓｌｓｏ ｘ ｒｍ ｅ ｅ ｏ ｔａｅｔ ａ ｈｓｓ ｔ ｍ ｃ ｏｍ ｐｉｈ ｔ ｕｎｃ ｏｎ ｆｄａａａ ｑ ｓｔｏ ｅｕ ｔ ｆｔ ｅ ｐｅ ｈｅ ｉ ｎｔｄ ｍ ｎｓｒｔ ｈ ｔｔ ｉ ｙｓｅ ａ ｃ ｌ ｈｅｆ ｔ ｓｏ ｔ ｃ ｕｉ ｉ ｎ， ｓ ｉ ｉ
２ｏ’１ １ ．１
０ 引言
在线磨粒监测技术 已成为当今油液监测领域 的研究热 点 ，实施油液在线监控不仅可以减少采样和实验室分析的
用 Ｌｂ ＩＷ 内的 Ｄ Ｑ库直接对端 口 ａ Ｅ Ｖ Ａ 进行各种操作 ，即内 置式驱 动。Ｍ 数据 采集卡提供对 Ｌｂ Ｉ 丰富且完 备的 ａ Ｅ Ｖ Ｗ 支持 ，驱动函数在底层的基础 函数 上进行高度封装 ，用户 无需深入了解采集卡的具体工作 ，只要掌握驱动函数输入 ／
基于labview的虚拟示波器的设计与实现
双通道虚拟示波器的设计1.设计思想本设计是基于labView软件实现A、B两个通道的设计，即双踪示波器。
设置两个菜单下拉列表控制通道A和通道B的选通状况，输入某种信号即显示相应的波形，选择关则关闭显示通道，选择双通道则同时显示输入的两个波形。
输入信号可用基本模拟信号，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
波形显示采用波形图控件，同时还需要有波形控制部件，垂直灵敏度及扫描速率检测部件等以及时间延迟、幅度偏移、信号的幅值及频率等转盘。
最后要设计示波器关闭按钮，通过while循环的停止按钮来实现。
2.方案设计本设计的ＶＩ在创建过程中，首先创建前面板，然后进行程序框图的编写。
在程序的编写中，使用了条件结构while循环结构以及常用的数据处理函数，同时还用到了信号生成控件VI、旋钮控件VI等多个labView控件。
在程序框图的编写过程中，创建了多个labView ，用于双通道示波器部分功能的实现，完整的设计框图如下所示：子VI12 图2 后面板框图3.设计步骤3.1通道A 、B 的选择及波形发生在程序框图面板上创建两个条件结构，利用基本函数发生器创建波形发生模块，用菜单下拉列表控制条件输入端，将固定值0这个分支闲置，即不产生波形，达到前面板菜单下拉列表上“关”的功能，固定值1、2、3、4这几个分支分别加入正弦波、方波、三角波、锯齿波等模拟波形信号，这样，实现了信号源的选择。
具体效果如图2，以下分别为5个条件选择分支的程序图，及前面板上菜单下拉列表功能的实现，B 通道同理。
3图2 波形选择模块 3.2波形控制和调节部分这部分是为了获得显示波形的详细信息而设计的，其结构如下图：图3 单频信息控件图3是提取单频信号控件，可以在前面板上显示信号的幅值和频率。
图4 幅度偏移图4是实现了幅度的偏移，公式为x1+x2（x1为输入信号，x2为偏移量）。
图5 垂直灵敏度图5实现的是垂直灵敏度的控制，通过一个条件选择结构实现6个档位的转变。
基于LabVIEW的虚拟数字滤波器的实验设计
２ １ 世纪是信息科学与技术 的时代 ，而数 字化 又
是 信 息技 术 发 展 的 方 向 ，其 中数 字 信 号 处 理 技 术 已 经 成 为 当今 一 门极 其 重 要 的 学 科 。 所 谓 数 字 信 号 处 理 ，主要 是 指 利 用 计 算 机 或 专 用 处 理 设 备 对 数 字 信
基于 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 的虚 拟数 字 滤 波 器 的实 验设 计
白 洁
（ 西 安交 通大 学 电气 工程学 院 ，陕西
摘
西安
７ １ ０ ０ ４ ９ ）
要 ：数 字 滤 波 器是 数 字信 号 处 理 中重 要 的 组 成 部 分 ，针 对 这部 分 内容 概 念 多 、抽 象和 学 生 理 解 困难 等
和 滤 波 器 幅 频 特 性 图选 取 最 优 的 滤 波 参 数 。其 结 构
见 图 １所 示 。
器按频率特性可分 为高通 、低通 、带通 、带 阻等类
型 ；按 冲 激 响 应 的 时 域 特 征 又 可 以分 为 Ｆ Ｉ Ｒ和 Ｉ Ｉ Ｒ
两 大 类 ，常 用 的 Ｉ Ｉ Ｒ 滤 波 器 有 巴 特 沃 斯 滤 波 器 、切 比雪 夫 滤 波 器 、椭 圆滤 波 器 和 贝塞 尔 滤 波 器 等 。为 了使 学 生 熟 练 掌 握 这 些 滤 波 器 类 型 特 点 ，灵 活 使
处 理 的模 块 ，它 不 会 涉 及 模 拟 滤 波 技 术 中 所 必 须 用 到 的 电感 和 电容 等 元 器 件 ，因 此 能 够 从 根 本 上 克 服
模 拟 滤 波 技 术 所 无 法 避 免 的 电压 漂 移 、温 度 漂 移 和
使用LabVIEW实现数字滤波器的设计
使用LabVIEW实现数字滤波器的设计引言正常情况下，电力系统中三相电力是对称的，它们之间满足一定的幅值和相位条件；但当负载变化时，系统受到影响，波形会发生畸变。
随着经济的发展，许多非线性电力负荷投入使用，使电网中谐波分量猛增，而电力系统微机保护和二次控制中，很多信号的处理与分析是基于基波和某些整次谐波的，因此，滤波器一直是电力系统二次装置中的关键部件。
目前，微机保护和二次信号处理软件主要采用数字滤波器。
传统的数字滤波器设计使用繁琐的公式计算，改变参数后需要重新计算，在设计滤波器尤其是高阶滤波器时工作量很大。
利用LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，实验室虚拟仪器工作平台）使用G 语言（Graphics Language，图形化编程语言）编程，可以快速有效地实现数字滤波器的设计与仿真。
由于G 语言编程具有诸多优点，因此基于LabVIEW 设计的数字滤波器具有高效、灵活、界面友好、集成性强、费用低、用户自定义功能强等诸多优点[1]。
1. 数字滤波器及其传统设计方法1.1 数字滤波器概述滤波器是一种使有用频率信号通过同时抑制（或大为衰减）无用频率信号的装置。
工程上常将它用于信号处理、数据传送和抑数字滤波器是数字信号分析中的重要组成部分，它的输入和输出信号都是离散的，与模拟滤波器相比，它具有准确度和稳定性高，系统函数容易改变，灵活性高等优点，因而数字滤波器在工程中得到了广泛的应用[2]。
数字滤波器有多种分类，按频率特性分类可以分为：高通、低通、带通、带阻；按数字滤波器冲激响应的时域特征分类可以分为：有限冲激响应滤波器（finite impulse response, FIR）和无限冲激响应滤波器（infinite impulse response, IIR）。
FIR 滤波器的冲击响应h(n) 是有限序列，IIR 滤波器的冲击响应h(n) 是无限序列的。
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