发布时间 : 星期日 文章毕业论文--基于LabVIEW的虚拟频谱仪的设计与实现更新完毕开始阅读4cb110444b35eefdc8d333c4
4.2.2.2 滤波器的设计
滤波器是由电容、电感和电阻组成的一种对信号具有处理功能的器件或者电路，它的主要作用是让用户需要的信号尽可能无衰减的通过并能通过数据线传输出来而对于无用的信号则要尽可能大衰减而达到不影响其他信号的效果。滤波器实质上就是一个允许特定频率的信号通过而阻断其他频率的信号的选频电路，在设计中可以应用它的这种特性[13]来处理其他各种干扰信号的干扰。在前面板可以选择不同的滤波器观察到不同的滤波效果。低通滤波器的程序框图如图4-4所示：
图4-4 低通滤波器的程序框图
低通滤波器是指滤波器以增加低频信号成分为目的允许低于截止频率的信号通过而阻断高于截止频率信号的通过。如下图4-5所示，是本设计提供选择的滤波器中低通滤波器的滤波效果图，它展示的是仿真信号方波信号波形的通过滤波后的滤波效果图。其中，左图是加均匀白噪声的方波，右图是经过低通滤波器滤波后的信号波形。通过滤波后的效果图形可以看出，在经过滤波以后，噪声的毛刺明显减少，并且原始测试信号失真度减小。滤波达到了理想的效果。
图4-5 滤波的程序框图
滤波后波形的相关参数也可以直观的通过波形分析模块和数值显示控件显示出来，如图4-6为显示波形的峰峰值、周期、正峰值和反峰值，在这里用到了幅
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值显示控件和数字显示控件。同样的我们还可以显示波形的电平，这里的电平显示用到了电平显示模块和数组显示模块，因为我们可以多次对波形进行测量所以用到的是数组显示模块，如图4-7所示。
图4-6 波形峰值显示模块
图4-7 电平显示模块
图4-8 为波形的功率谱和幅值谱的显示模块在这里用到了选项卡，在前面板可以切换显示波形的幅值谱和频率谱，这里选项卡可以不用数据线连接，要显示波形的幅值谱和功率谱用到了相对应的功率谱分析模块和幅值谱分析模块，在他们和波形图连接后即可显示相应的频谱。
图4-8 幅值谱和功率谱显示模块
4.3仿真信号的频谱分析
现在以仿真信号方波为例，简要说明分析信号的频谱分析[14]。输入的仿真信
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号是加均匀白噪声的方波，经过滤波后，滤波效果如图4-9所示，可以看到滤波效果理想。经过频谱分析后得到的功率谱如图4-10所示，幅值谱如图4-11所示。
由方波的傅立叶变换知识可知方波各个频率的幅值大小和分布，幅值图所示的主频率的幅值最大，后面各个频率成分的幅值大小分界清晰，得到的幅值谱结果基本正确。得到的功率谱如图4-10所示，可以看到，主频的功率最大，结果与理想结果基本一致。
图4-9 方波信号滤波后的波形
图4-10 方波信号的功率谱
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图4-11 方波信号的幅值谱
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