文档介绍：多功能数字滤波器设计
《虚拟仪器技术》课程设计任务书(二)
题目:多功能数字滤波器设计
一、课程设计任务
数字滤波器是数字信号分析中重要的组成部分,数字滤波器与模拟滤波器相比具有准确度和稳定性高,系统函数容易改变,灵活性高,不存在阻抗匹配问题,便于大规模集成,可实现多位滤波等优点,因而数字滤波器在工程中得到了广泛的应用。
LabVIEW是图形化开发环境,它具有功能强大、编程效率高、界面友好、参数修改方便等优点,同时它在功能完整性和应用灵活性上也不逊于任何高级语言。
本课题选择开放式的LabVIEW虚拟仪器软件开发平台,设计IIR和FIR等数字滤波器,可分别实现巴特沃兹、切比雪夫、贝塞尔多阶滤波器功能,在交互式界面可以根据工程要求方便的选择实用数字滤波器,有效地解决工程数字滤波问题。
具体指标与要求如下:
(1)IIR滤波器:演示在不同输入波形(正弦波、直流波、三角波、锯尺波或方波,可设置信号频率、幅值、采样频率、采样点数等参数,且可加入不同类型与大小的噪声)情况下,选择不同的滤波器类型(高通、低通、带通和带阻)和逼近准则(巴特沃思法、切比雪夫Ⅰ型法、切比雪夫Ⅱ型法、椭圆滤波器法和贝塞尔滤波器法等)以及相应的滤波参数时IIR滤波器输出波形变化。
(2)FIR滤波器:演示在不同输入波形情况下,选择不同的滤波器类型(高通、低通、带通和带阻)和不同的设计方法(窗函数加权法、Equiripple FIR法和FIR
by Specification法)以及不同的滤波参数时FIR滤波器输出波形变化。
(3)中值滤波器:演示在不同输入波形情况下,选择不同的滤波参数时中值滤波器输出波形变化。
(4)系统具有交互式友好界面,并可以根据工程要求方便的选择各种不同的实用型数字滤波器。
二、课程设计目的
通过本次课程设计使学生具备:1)了解现代仪器科学与技术的发展前沿;2)学习和掌握虚拟仪器系统组成和工作原理;3)掌握虚拟仪器LabVIEW图形化软件设计方法与调试技巧;4)培养学生查阅资料的能力和运用知识的能力;5)提高学生的论文撰写和表述能力;6)培养学生正确的设计思想、严谨的科学作风;7)培养学生的创新能力和运用知识的能力;8)通过本次课程设计,加深对各种滤波器的认识,并对各滤波器的滤波特性有一个更加全面的了解。
三、课程设计要求
1、了解和掌握整个虚拟仪器平台的系统组成、工作原理、各单元功能和应用背景;
2、根据设计任务进行文献资料的检索,根据各种独立数字滤波器的功能和工作原理,确定多功能数字滤波器的功能,制定设计方案和设计虚拟仪器面板;
3、利用虚拟仪器LabVIEW软件,编写与调试虚拟仪器的图形化程序;
4、撰写完整的课程设计报告。
四、课程设计内容
多功能数字滤波器前面板设计;
前面板要求:仪器操作均在前面板进行;仪器操作方便,人性化设计;前面板美观大方。
多功能数字滤波器框图程序设计。
框图程序要求:设计思路简洁;功能完善,达到设计要求;布线合理,便于查看
。
五、课程设计报告要求
报告中提供如下内容:
1、目录
2、正文
(1)课程设计任务书;
(2)总体设计方案(包括虚拟仪器概念与传统仪器概念主要区别,虚拟仪器LabVIEW图形化程序的组成和特点,为什么选择虚拟仪器LabVIEW图形化软件开发平台来设计多功能数字滤波器,多功能数字滤波器的总体结构图等);
(3)简述所设计的多功能数字滤波器的工作原理及自己的设计结果所实现的功能,要求根据上面的具体指标画出时序图,针对前面板要有操作使用说明,以便他人能够正确使用所设计的多功能数字滤波器;
(4)程序流程图、框图程序的设计及功能实现方法等;
(5)调试、运行及其结果;要求有多功能数字滤波器设计的源程序和运行结果等。
3、收获、体会
4、参考文献
六、课程设计进度安排
本课程设计共需1周时间,其具体安排见下表:
时间
上午
下午
星期一
课程设计动员、布置课程设计任务
查找与消化相关资料、总体方案设计
星期二
软件设计
软件设计
星期三
软件设计
软件设计
星期四
系统调试
系统调试及性能分析与总结、撰写课程设计报告
星期五
完成课程设计报告并上交
答辩
七、课程设计考核办法
本课程设计满分为100分,从课程设计平时表现、课程设计报告及课程设计答辩三个方面进行评分,其所占比例分别为20%、40%、40%。

虚拟仪器(Virtual Instrument,VI)的概念是由美国国家仪器公司提出来的,虚拟仪器本质上是虚拟现实一个方面的应用结果。也就是说虚拟仪器是一种功能意义上的仪器,它充分利用计算机系统强大的数据处理能力,在基本硬件的