电子科技大学：《虚拟仪器技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第3章 虚拟仪器的测试信号分析与处理技术（3.5-3.8）

《虚拟仪器设计》 《虚拟仪器》-3 第3章虚拟仪器的测试信号分析 与处理技术 电子科技大学自动化学院 虚拟仪器课程组 zhanhgouestc.edu.cn 第1页

《虚拟仪器设计》 第1页 《虚拟仪器》－ 3 电子科技大学自动化学院 虚拟仪器课程组 zhanhq@uestc.edu.cn 第3章 虚拟仪器的测试信号分析 与处理技术

《虚拟仪器设计》 3.5数字滤波器在虚拟仪器中 的应用及其软件实现 第2页

《虚拟仪器设计》 第2页 3.5 数字滤波器在虚拟仪器中 的应用及其软件实现

《虚拟仪器设计》 滤波器分类 按滤波器电路中是否无源滤波器 带有有源器件分 有源滤波器 低通滤波器 按能通过的频 高通滤波器 率范围分 带通滤波器 带阻滤波器 其他类型通带的滤波器 安处理信号 模拟滤波器 有限冲击响应滤波器 的性质分 数字滤波器 (FIR) 无限冲击响应滤波器 第3页

《虚拟仪器设计》 第3页 • 滤波器分类 按滤波器电路中是否 带有有源器件分 无源滤波器 有源滤波器 低通滤波器 高通滤波器 带通滤波器 带阻滤波器 其他类型通带的滤波器 按能通过的频 率范围分 安处理信号 的性质分 模拟滤波器 数字滤波器 有限冲击响应滤波器 (FIR) 无限冲击响应滤波器 (IIR)

《虚拟仪器设计》 3.5.1调用数字滤波器子程序的几个问题 ◆在调用数字滤波器程序时,需要注意以下几个问 题 1.调用时的参数设置 2.滤波过程的响应时间 3.A/D前的抗混滤浪器 第4页

《虚拟仪器设计》 第4页 3.5.1调用数字滤波器子程序的几个问题 ◆ 在调用数字滤波器程序时，需要注意以下几个问 题： 1. 调用时的参数设置 2．滤波过程的响应时间 3. A/D前的抗混滤波器

《虚拟仪器设计》 1.调用时的参数设置 滤浪器类型选择 2)截止频率确定 3)采样频率设定 4)滤波器的阶数 5)纹波幅度 第5页

《虚拟仪器设计》 第5页 1. 调用时的参数设置 1) 滤波器类型选择 2) 截止频率确定 3) 采样频率设定 4) 滤波器的阶数 5) 纹波幅度

《虚拟仪器设计》 2.滤浪过程的响应时间 输入信号经过数字滤浪器,相当于输入信号和数字滤 波器的单位抽样响应进行卷积运算,从运算的时间零 点到获得正确的滤波结果,中间会有一个过渡过程 需要一定的响应时间。 在后续处理时应该忽略这一段开始的滤浪结果。 第6页

《虚拟仪器设计》 第6页 2．滤波过程的响应时间 ➢ 输入信号经过数字滤波器，相当于输入信号和数字滤 波器的单位抽样响应进行卷积运算，从运算的时间零 点到获得正确的滤波结果，中间会有一个过渡过程， 需要一定的响应时间。 ➢ 在后续处理时应该忽略这一段开始的滤波结果

《虚拟仪器设计》 3.A/D前的抗混滤浪器 A/D转换获得数字信号时,若采样频率未满足采样定 理,会产生频灑叠,这时信号中频率大于1/2采样频 率的高频成分已经混进数字信号的低频段。 数字滤波器是不可能将这些混在一起的频率成分再分 离的,因此数字滤浪并不能完全取代A/D转换之前的 模拟抗混滤波。 第7页

《虚拟仪器设计》 第7页 3. A/D前的抗混滤波器 ➢ A/D转换获得数字信号时，若采样频率未满足采样定 理，会产生频域混叠，这时信号中频率大于1/2采样频 率的高频成分已经混进数字信号的低频段。 ➢ 数字滤波器是不可能将这些混在一起的频率成分再分 离的，因此数字滤波并不能完全取代A/D转换之前的 模拟抗混滤波

《虚拟仪器设计》 3.52在 Lab vieW中应用滤波器 ◆ Lab vIew中提供了许多现成的滤波器Ⅵ,分成了 Express VI、波形V和基本功能Ⅵ3个层次。 1. Expressⅴ中的滤波器针对所有类型的滤浪器的选项; 2.浪形V吩分成了IR滤波器和FIR滤浪器两个VI 3.在基本功能ⅵ的子模板中,根据滤波器的最佳逼近特 性提供了多个比较丰富的滤浪器V。 第8页

《虚拟仪器设计》 第8页 3.5.2在LabVIEW中应用滤波器 ◆ LabVIEW中提供了许多现成的滤波器VI，分成了Express VI、波形VI和基本功能VI 3个层次。 1. Express VI中的滤波器针对所有类型的滤波器的选项； 2. 波形VI分成了IIR滤波器和FIR滤波器两个VI； 3. 在基本功能VI的子模板中，根据滤波器的最佳逼近特 性提供了多个比较丰富的滤波器VI

《虚拟仪器设计》 1. Express v中的滤波器ⅥI Express中的滤波器Ⅵ( Filter:vi.) unctions→ Signal Analysis子模板中,其参数设置框图如图36所示 Filtering Type Magnitude Response Filter Specifications Low cutoff frequency (H 滤波器参 High cutoff frequency(Hz Frequency 预览窗口 数设置 C Finite impulse response( FIR)filter Phase Response a Infinite impulse response(IIR)filter View Mode C Transfer function 厂 Magnitude in dB 预览模式 设定 图336Fr.带通滤波器参数设冒了

《虚拟仪器设计》 第9页 1．Express VI中的滤波器VI ◆ Express VI中的滤波器VI (Filter. Vi )处于Functions →Signal Analysis子模板中，其参数设置框图如图3-36所示。 图3-36 Filter．vi带通IIR滤波器参数设置框图 滤波器参 数设置 预览窗口 预览模式 设定

《虚拟仪器设计》 ◆ Filter的参数设置 (1)滤浪器参数设置 首先选择滤波器类型,有低通、高通、带通、带阻和 平滑滤浪器( Smoothing)的选项5种, 选择前面4种时,需设置滤波器的上和(或下截止频率,有限冲 击响应滤波器的序列长度,无限冲击响应滤浪器的最佳逼近函数 和阶次,最佳逼近函数有巴特沃兹、切比雪夫、反切比雪夫、贝 塞尔和椭圆滤浪器5个选项。 若滤浪器类型选择平滑滤浪器,需要设置的参数则是移动平均的 窗函数选择和移动平均的半长度设定、指数窗平均的时间常数。 平滑滤浪器主要作用:对信号进行局部平均,消除周期性噪 声或白噪声

《虚拟仪器设计》 第10页 ◆ Filter的参数设置 （1）滤波器参数设置 首先选择滤波器类型，有低通、高通、带通、带阻和 平滑滤波器(Smoothing)的选项5种， ➢ 选择前面4种时，需设置滤波器的上和(或)下截止频率，有限冲 击响应滤波器的序列长度，无限冲击响应滤波器的最佳逼近函数 和阶次, 最佳逼近函数有巴特沃兹、切比雪夫、反切比雪夫、贝 塞尔和椭圆滤波器5个选项。 ➢ 若滤波器类型选择平滑滤波器，需要设置的参数则是移动平均的 窗函数选择和移动平均的半长度设定、指数窗平均的时间常数。 平滑滤波器主要作用：对信号进行局部平均，消除周期性噪 声或白噪声