數字濾波器的設計原理及軟件設計流程

FIR數字濾波器設計原理：FIR濾波器就是用-表示的多項式，使其在單位圓上的特性逼近要求的頻率特性。FIR濾波器的設計任務就是給定要求的頻率特性，按照一定的最佳逼近準則，選取多項式系數h（n），即濾波器的單位抽樣響應及階數N,使得頻率特性滿足設計要求。通常FIR濾波器設計有三種方法：窗函數加權法、頻率采樣設計和切比雪夫等波紋逼近法。這里通過窗函數加權法來設計。

圖4 程序框圖

　　本設計采用窗函數法，利用前面板用于設置輸入數值和觀察輸出量，來模擬真實濾波器的前面板。由于虛擬面板直接面向用戶，是虛擬濾波器控制軟件的核心。實際中的待測信號可以由數據采集卡實時采集濾波，也可以由數據采集卡采集后保存為LabVIEW所能夠識別的文件形式，之后再由LabVIEW進行分析濾波。在這里用基本的信號（正弦波，余弦波，方波）來模擬原始信號。程序采用窗函數法的計算流程，將窗函數與需要濾波的信號進行卷積實現信號的濾波。

圖5 程序框圖

　　使用者可對原始信號，噪聲信號和濾波器參數進行設置。原始信號的波形圖，濾波的結果都可得到實時顯示。這樣，在程序成功的運行后就可以從顯示區得到結果，使結果更為直觀地反映出來。

　　5 結論

　　數字濾波器可以通過編程實現各種不同系統，滿足不同的需要，也可以隨時改動系數，調整濾波器參數，選擇最佳方案。使用LabVIEW軟件平臺開發電氣參數測量儀等虛擬儀器，實現了更高的效率，節省了更多的硬件開銷，方便了系統的維護和減輕了儀器更新的負擔。使用虛擬儀器逐步代替傳統儀器已經成為測試領域發展的趨勢。但是在實際應用中，仍要根據具體情況進行程序的優化和軟硬件的結合，使虛擬儀器發揮更高的性能。