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Labview 滤波器选择

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1.概述

根据冲激响应,可将滤波器分为有限冲激响应(FIR)和无线冲激响应(IIR)滤波器。对于FIR滤波器,冲激响应在有限时间内衰减为零,其输出仅取决于当前和过去的输入信号。对于IIR滤波器,冲激响应会无线持续(理论上),输出取决于当前及过去的输入信号值和过去的输出值。在实际应用中,稳定的IIR滤波器的冲激响应会在有限时间内衰减到接近于0的程度。IIR滤波器的缺点是响应非线性。在对线性响应由要求的情况下,则应当使用FIR滤波器。

2.L abview中数字滤波器分类

Labview提供的IIR滤波器类型有Butterworth、Chebyshaev、Inverse Chebyshave、Elliptic和Besel。它们都有各自的特点,用途也不尽相同。

(1)B utterworth在所有频率上提供平滑的响应,但过渡带下降较为缓慢,陡峭程度同阶数成正比。

(2)C hebyshev在通带中是等副的纹波,阻带中单调衰减,过渡迅速。

(3)I nverse Chebyshav也称ChebyshevⅡ型滤波器,与Chebyshev 类似,不同时=是ChebyshevⅡ型滤波器将误差分散到阻带中,而且拥有最平稳的通带。

(4)E lliptic椭圆滤波器将峰值误差分散到通带和阻带中,与Butterworth和Chebyshev相比具有更陡峭的过渡带,因此椭圆滤波

器的应用较为广泛。

(5)B essel具有最为平坦的幅度和相位响应。在通带中贝塞尔滤波器的相位响应近似于线性,必须通过提高阶数来减小误差,因此应用不太广泛。

Labveiw提供的FIR滤波器有基于乘窗设计的滤波器FIR Windowed Filt.vi和基于Parks-McClellan算法的优化滤波器Equi-Ripple Bandpass、Equi-Ripple Bandstop、Equi-Ripple HighPass、Equi-Ripple Lowpass。

此外,Labview还提供了高级IIR和FIR滤波器的子面板。在高级面板中,滤波器的设计部分和执行部分是分开的。由于滤波器的设计很费时间,而滤波过称则很快。在含有循环结构的程序中,可以将滤波器的设计放在循环外,将设计好的滤波器参数传递到循环内,在循环内进行滤波,从而提高程序运行效率。

3.滤波器选择

选择滤波器时需要考虑应用的需求,例如是否要求线性相频响应,是否允许纹波存在,是否需要窄的过渡带,图1是一个选择滤波器的大致步骤,但实际应用中通常需要多次实验才能确定最合适的滤波器。

图1 滤波器选择向导

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