摘 要數(shù)字濾波器分為無(wú)限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器(IIR)和有限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器(FIR)，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器在語(yǔ)音、圖像、數(shù)字通信系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域信號(hào)處理中有著廣泛的應(yīng)用論文主要研究在Labview環(huán)境中實(shí)現(xiàn)FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)論文重點(diǎn)描述了FIR數(shù)字濾波器的原理、方法、設(shè)計(jì)過(guò)程及窗函數(shù)法、頻率取樣法、切比雪夫逼近法等幾種常用的設(shè)計(jì)方法分別采用窗函數(shù)法、頻率取樣法、切比雪夫逼近法設(shè)計(jì)FIR數(shù)字濾波器，通過(guò)對(duì)幾種設(shè)計(jì)方法的比較，得出了各自的優(yōu)缺點(diǎn)最后對(duì)在窗函數(shù)法下設(shè)計(jì)的FIR數(shù)字濾波器進(jìn)行了仿真，得出了正確的仿真圖形 ?通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析，說(shuō)明論文在幾種方法下有效地實(shí)現(xiàn)了FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的FIR數(shù)字濾波器能有效地對(duì)含噪信號(hào)進(jìn)行濾波處理關(guān)鍵詞：FIR數(shù)字濾波器；Labview；窗函數(shù)法；頻率采樣法；等波紋切比雪夫逼近法AbstractDigital filter are divided into infinity impulse response digital filter (IIR) and finite impulse response digital filter (FIR), FIR digital filters in phonetics, image, digital communication system and in the field of computer signal processing in a wide range of applications. Thesis mainly realize Labview environment in the design of FIR digital filters. The paper describes the principle of FIR digital filters, methods, design process and window function method, frequency sampling method, chebyshev approximation method of several common design method. The author window function method were used in several different window function including rectangular window, han ning window, Kaiser window, Blake mann window and frequency sampling method, chebyshev approximation method realizes the FIR digital filters and the conclusion that various methods of FIR digital filters the frequency response of graph, through the comparison of several design method, it is concluded that the respective advantages and disadvantages. Finally in window function method to design of FIR digital filters under simulated, obtained the correct the simulation. Through the analysis of experiment in that paper, several methods efficiently implemented under the design of FIR digital filters, the design of FIR digital filters can effectively to signal with noise filtering processing. Keywords: FIR digital filters; Labview; window function method; frequency sampling method ; corrugated chebyshev approximation method I目 錄第1章 緒 論 11.1研究意義 11.2 研究現(xiàn)狀及內(nèi)容 11.3 本文章節(jié)安排 2第2章 虛擬儀器介紹 32.1虛擬儀器的介紹及發(fā)展現(xiàn)狀 32.2 Labview簡(jiǎn)介 42.3使用 LabVIEW程序設(shè)計(jì)濾波器的優(yōu)點(diǎn) 42.4 小結(jié) 4第3章 數(shù)字濾波器原理 53.1 數(shù)字濾波器的概念 53.2數(shù)字濾波器的定義和分類 53.3 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法 63.4 FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)原理 63.5窗函數(shù)法 73.6 頻率采樣法 83.7等波紋切比雪夫逼近法 83.8小結(jié) 10第4章 基于LabVIEW的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) 114.1前言 114.2雙通信號(hào)源的設(shè)計(jì) 114.3數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) 174.4程序測(cè)試 224.5小結(jié)與心得體會(huì) 26第5章 總結(jié) 27參考文獻(xiàn) 28致 謝 29長(zhǎng)江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)·基于L abview的FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)1 緒論1.1研究意義目前，數(shù)字濾波器廣泛應(yīng)用于各種數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中如在通信、圖像編碼、語(yǔ)音編碼、雷達(dá)等眾多領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。

在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中關(guān)于數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)內(nèi)容的講授比較注重理論，因其公式繁多而變得較為抽象，枯燥，不宜理解；數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)是教學(xué)中的主要內(nèi)容之一，同時(shí)也是教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)為了更好的增加我們的感性認(rèn)識(shí)，本文利用LabVIEW軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)一種集各種數(shù)字濾波器為一體的數(shù)字濾波器系統(tǒng)[1]利用LabVIEW可以快速有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與仿真，這都是由于G語(yǔ)言編程具有諸多優(yōu)點(diǎn)，因此基于LabVIEW設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器具有高效、靈活、界面友好、集成性強(qiáng)、費(fèi)用低、用戶自定義功能強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)[2]本課題的主要目的意義是運(yùn)用虛擬儀器對(duì)FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)，掌握FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，并通過(guò)應(yīng)用數(shù)字濾波器處理模擬信號(hào)時(shí)，對(duì)輸入模擬信號(hào)進(jìn)行限帶，抽樣和數(shù)模轉(zhuǎn)換，分析濾波器結(jié)構(gòu)和參數(shù)對(duì)濾波器性能指標(biāo)的影響，最終在LabVIEW開(kāi)發(fā)平臺(tái)上完成對(duì)FIR數(shù)字濾波器的仿真1.2 研究現(xiàn)狀及內(nèi)容自從1917年出現(xiàn)LC濾波器以來(lái)，濾波器的發(fā)展從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)尤其是近年來(lái)，伴隨著虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了很多關(guān)于基于虛擬技術(shù)的濾波器設(shè)計(jì)目前，虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境大致可以其分為兩類：一類是文本式語(yǔ)言如Matlab、visual C++等；另一類是圖形化編程語(yǔ)言，具有代表性的是LabVIEW，所以虛擬數(shù)字濾波器便有使用各種語(yǔ)言編寫的版本，如Matlab編寫的虛擬數(shù)字濾波器，其編寫程序?qū)幊涕_(kāi)發(fā)人員的編程能力要求很高，而且工作量較大、開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)，且編程基礎(chǔ)的人難對(duì)其修改[3]。

然而LabVIEW使用的G語(yǔ)言，是非常實(shí)用的開(kāi)發(fā)軟件[3]現(xiàn)在也有很多基于LabVIEW的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)，但其濾波器類型一般比較單一，功能不夠完善如一般并沒(méi)有把有限沖擊響應(yīng)（FIR）濾波器和無(wú)限沖擊響應(yīng)（IIR）濾波器放在同一個(gè)面板上供用戶選擇使用，還有的只能模擬系統(tǒng)內(nèi)部信號(hào)進(jìn)行仿真，并沒(méi)有采集實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)而具有數(shù)據(jù)采用功能的設(shè)計(jì)大部分采用數(shù)據(jù)采集卡采集數(shù)據(jù)由于采集卡其價(jià)格比較高，并不利于推廣使用[4]本課題是基于LabVIEW的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)，通過(guò)研究分析現(xiàn)有虛擬數(shù)字濾波器，依據(jù)數(shù)字濾波器工作原理和應(yīng)用特點(diǎn)，本課題提出一種虛擬數(shù)字濾波器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案該系統(tǒng)主要是基于聲卡對(duì)外部數(shù)據(jù)的采集，設(shè)計(jì)多功能數(shù)字濾波器對(duì)含有噪聲的正弦波、方波、三角波進(jìn)行濾波處理得到較好的波形，并且可以在前面板選擇各種濾波器，如選擇IIR、FIR并設(shè)置濾波類型，選用IIR時(shí)可以選擇最佳逼近類型，選用FIR時(shí)可以選擇不同的窗函數(shù)1.3 本文章節(jié)安排第1章 緒論部分介紹本文的研究意義、研究現(xiàn)狀和研究?jī)?nèi)容，概述了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外基于labview的FIR濾波器設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀第2章 虛擬儀器簡(jiǎn)介第3章 FIR濾波器基本理論.主要介紹濾波器的設(shè)計(jì)方法。

第4章 FIR濾波器的仿真第5章 全文總結(jié)2 虛擬儀器介紹2.1虛擬儀器的介紹及發(fā)展現(xiàn)狀所謂虛擬儀器是基于計(jì)算機(jī)的軟硬件測(cè)試平臺(tái)，它可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測(cè)量?jī)x器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、頻譜分析儀等；可集成于自動(dòng)控制、工業(yè)控制系統(tǒng)；可自由構(gòu)建成專有儀器系統(tǒng)它由計(jì)算機(jī)、應(yīng)用軟件和儀器硬件組成無(wú)論哪種虛擬儀器系統(tǒng)，都是將儀器硬件搭載到筆記本電腦、臺(tái)式PC或工作站等各種計(jì)算機(jī)平臺(tái)(甚至可以是掌上電腦)加上應(yīng)用軟件而構(gòu)成的虛擬儀器通過(guò)軟件將計(jì)算機(jī)硬件資源與儀器硬件有機(jī)的融合為一體，從而把計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算處理能力和儀器硬件的測(cè)量、控制能力結(jié)合在一起，大大縮小了儀器硬件的成本和體積，并通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的顯示、存儲(chǔ)以及分析處理從發(fā)展史看，電子測(cè)量?jī)x器經(jīng)歷了由模擬儀器、智能儀器到虛擬儀器由于計(jì)算機(jī)性能以摩爾定律(每半年提高一倍)飛速發(fā)展，已把傳統(tǒng)儀器遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋到后面并給虛擬儀器生產(chǎn)廠家不斷帶來(lái)較高的技術(shù)更新速率虛擬儀器技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可由用戶定義自己的專用儀器系統(tǒng)，且功能靈活，很容易構(gòu)建，所以應(yīng)用面極為廣泛尤其在科研、開(kāi)發(fā)、測(cè)量、檢測(cè)、計(jì)量、測(cè)控等領(lǐng)域更是不可多得的好工具虛擬儀器技術(shù)先進(jìn)，十分符合國(guó)際上流行的"硬件軟件化"的發(fā)展趨勢(shì)，因而常被稱作"軟件儀器"。

它功能強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)示波器、邏輯分析儀、頻譜儀、信號(hào)發(fā)生器等多種普通儀器全部功能，配以專用探頭和軟件還可檢測(cè)特定系統(tǒng)的參數(shù)，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、汽油標(biāo)號(hào)、爐窯溫度、血液脈搏波、心電參數(shù)等多種數(shù)據(jù)；它操作靈活，完全圖形化界面，風(fēng)格簡(jiǎn)約，符合傳統(tǒng)設(shè)備的使用習(xí)慣，用戶不經(jīng)培訓(xùn)即可迅速掌握操作規(guī)程；它集成方便，不但可以和高速數(shù)據(jù)采集設(shè)備構(gòu)成自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，而且可以和控制設(shè)備構(gòu)成自動(dòng)控制系統(tǒng)[5]在儀器計(jì)量系統(tǒng)方面，示波器、頻譜儀、信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、電壓電流表是科研機(jī)關(guān)、企業(yè)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室、大專院校所必備的測(cè)量設(shè)備隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在測(cè)繪系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的儀器設(shè)備缺乏相應(yīng)的計(jì)算機(jī)接口，因而配合數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理十分困難而且，傳統(tǒng)儀器體積相對(duì)龐大，多種數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)常常感到捉襟見(jiàn)肘，手足無(wú)措我們常見(jiàn)到硬件工程師的工作臺(tái)上堆砌著紛亂的儀器，交錯(cuò)的線纜和繁多待測(cè)器件然而在集成的虛擬測(cè)量系統(tǒng)中，我們見(jiàn)到的是整潔的桌面，條理的操作，不但使測(cè)量人員從繁復(fù)的儀器堆中解放出來(lái)，而且還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)記錄、自動(dòng)數(shù)據(jù)處理其方便之極固不必多言，而設(shè)備成本的大幅降低卻不可不提一套完整的實(shí)驗(yàn)測(cè)量設(shè)備少則幾萬(wàn)元，多則幾十萬(wàn)元在同等的性能條件下，相應(yīng)的虛擬儀器價(jià)格要低二分之一甚至更多。

虛擬儀器強(qiáng)大的功能和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，使得它在儀器計(jì)量領(lǐng)域具有很強(qiáng)的生命力和十分廣闊的前景2.2 LabVIEW簡(jiǎn)介L(zhǎng)abVIEW是一種程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，由美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司研制開(kāi)發(fā)的，類似于C和BASIC開(kāi)發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW與其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的顯著區(qū)別是：其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都是采用基于文本的語(yǔ)言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語(yǔ)言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。