数字滤波器的设计原理及软件设计流程

FIR数字滤波器设计原理：FIR滤波器就是用-表示的多项式，使其在单位圆上的特性逼近要求的频率特性。FIR滤波器的设计任务就是给定要求的频率特性，按照一定的最佳逼近准则，选取多项式系数h（n），即滤波器的单位抽样响应及阶数N,使得频率特性满足设计要求。通常FIR滤波器设计有三种方法：窗函数加权法、频率采样设计和切比雪夫等波纹逼近法。这里通过窗函数加权法来设计。

图4 程序框图

　　本设计采用窗函数法，利用前面板用于设置输入数值和观察输出量，来模拟真实滤波器的前面板。由于虚拟面板直接面向用户，是虚拟滤波器控制软件的核心。实际中的待测信号可以由数据采集卡实时采集滤波，也可以由数据采集卡采集后保存为LabVIEW所能够识别的文件形式，之后再由LabVIEW进行分析滤波。在这里用基本的信号（正弦波，余弦波，方波）来模拟原始信号。程序采用窗函数法的计算流程，将窗函数与需要滤波的信号进行卷积实现信号的滤波。

图5 程序框图

　　使用者可对原始信号，噪声信号和滤波器参数进行设置。原始信号的波形图，滤波的结果都可得到实时显示。这样，在程序成功的运行后就可以从显示区得到结果，使结果更为直观地反映出来。

　　5 结论

　　数字滤波器可以通过编程实现各种不同系统，满足不同的需要，也可以随时改动系数，调整滤波器参数，选择最佳方案。使用LabVIEW软件平台开发电气参数测量仪等虚拟仪器，实现了更高的效率，节省了更多的硬件开销，方便了系统的维护和减轻了仪器更新的负担。使用虚拟仪器逐步代替传统仪器已经成为测试领域发展的趋势。但是在实际应用中，仍要根据具体情况进行程序的优化和软硬件的结合，使虚拟仪器发挥更高的性能。