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基于LabVIEW的FIR数字滤波器设计

作者:时间:2011-01-09来源:网络收藏

介绍一种快速有效地常规的方法,并给出了实例。因可以随时对比要求调整参数,故有利于设计的最优化。
  关键词:;程序设计

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/151111.htm
Shanghai 200093, China)
  一个截止频率为ωc(rad/s)的理想低通滤波
  
  由式(1)和(2)可以看出,这个滤波器在物理上是不可实现的,因为冲激响应具有无限性和因果性。为了产生有限长度的冲激响应函数,我们取样响应为h(n),长度为N,其系数函数为H(z):
  
  用h(n)表示截取hd(n)后冲激响应,即h(n)=hd(n)W(n),式子中W(n)为窗函数,长度为N。当τ=(N-1)/2时,截取的一段h(n)对(N-1)/2对称,可保证所设计的滤波器具有线性相位。
  一般来说,数字滤波器输出y(n)的Z变换形式Y(z)与输入x(n)的Z变换形式之间的关系如下:
  
  实现结构如图1所示。
  从上面的Z变换和结构图可以很容易得出FIR滤波器的差分方程表示形式。对式(4)进行反Z变换,可得:
  
   7.1版本中,有两个子模板涉及信号处理,分别是Analyze子模板和Mathematics子模板。进入Functions模板Analyze中的Signal Processing子模板,见图2。

  
  VI对于其参数在帮助中都有详细的说明,并且还有相关的例子。
2.2前面板的设计
  结合滤波器的形成原理,把滤波器类型分为低通,高通,带通和带阻,由于低通和高通只需要求截止频率,而带通和带阻需要上下截止频率,故把这四个类型分开设计。显示幅值,相位和相关系数。如果设计的滤波器符合要求,可以把这个相关系数存盘,以便写成滤波器的形式。具体的前面板程序见图5。
  本例中,首先在Filter Type中选择Bandpass(带通滤波器);接着在Window选项中选取Hamming;在Order项中输入31;在采样频率中输入1000;由于采用窗函数法设计,只需给出通带下限截止频率fl和通带上限截止频率fh,输入fl=100Hz,fh=200Hz。然后回车,即 可得到所设计的FIR滤波器,看到所设计滤波器的幅频响应、相频响应、滤波器系数,各种 特征如图7所示。点击save,选择保存的路径保存文件(后缀为text,也可以默认设置)。

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