基于LabVIEW的IIR数字滤波器的设计

图2 数字滤波器前面板

　　滤波器的输入信号是从电力系统中采集的，信号中含有频率为50Hz，有效值为220V 的基频分量，和频率为100Hz、150Hz、200Hz 的二次、三次、四次谐波。现欲提取出基频分量，滤去高次谐波，采用低通滤波方式滤波，滤波阶次为8 阶，纹波为0.1，衰减为60，下截止频率为50Hz，分别采用巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、切比雪夫Ⅱ滤波器、椭圆滤波器和贝塞尔滤波器滤波，滤波器的输入信号与不同滤波器的输出波形如图3 所示。由图3 可以看出采用不同的滤波器滤波，滤波效果是不同的。在此实例中，巴特沃思滤波器和切比雪夫滤波器的滤波效果相对较好；而切比雪夫Ⅱ滤波器的滤波延迟时间较长；贝塞尔滤波器滤波的衰减较大。因此，要根据不同的工况要求来选择合适的滤波器滤波。

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a) 滤波器的输入信号 b) 经巴特沃思滤波器滤波后的波形

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c) 经切比雪夫滤波器滤波后的波形 d) 经切比雪夫Ⅱ滤波器滤波后的波形

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e) 经椭圆滤波器滤波后的波形 f) 经贝塞尔滤波器滤波后的波形

图3 滤波器的输入和输出信号

　　4 结论

　　利用LabVIEW 实现的数字滤波，采用了图形语言编程，与采用文本语言编程相比，能缩短40%～70%的开发时间；与硬件仪器相比，又具有容易调整滤波器类型、降低成本、滤波效果直观等优点。基于LabVIEW 编写的程序还可以将其作为子程序在其他虚拟仪器系统中调用，大大增强了程序的通用性。

　　参考文献：

　　[1] 周伟林，杨华勇，李清峰．基于LabVIEW的数字滤波器的设计［J］．微计算机信息，2006，5-1：163-164。

　　[2] 王丽坤，邵俊鹏，刘玉林等．基于LabVIEW平台的IIR数字滤波器设计［J］．哈尔滨理工大学学报，2003，8-6：47-50。

　　[3] 丁玉美，高西全．数字信号处理［M］．西安：西安电子科技大学出版社，2001。

　　[4] 雷振山．LabVIEW 7 Express 实用技术教程［M］．北京：中国铁道出版社，2001。

　　[5] 杨乐平，李海涛，赵勇等．LabVIEW高级程序设计［M］．北京：清华大学出版社，2003。