在Labview中快速實現濾波——低通,高通,帶通濾波實例

2021-01-10 奔跑的青春Z

濾波算法通常在Matlab中實現，需要變成使用。但是，Labview同樣可以實現濾波算法，而且比Matlab更為簡單易用。

Labview圖形化程式語言對入門用戶非常友好，今天來給大家介紹一下如何在Labview中快速部署濾波器。

首先我們自定義一個正弦信號，設置頻率為20Hz跟5Hz疊加，幅值分別為1和3。我們用逐點生成的方式來生成這個正弦信號。逐點信號生成在面板上的位置如圖所示。

逐點信號生成在面板上的位置如圖所示。

我們採用定時循環來保證程序的穩定運行，時間間隔設置為1ms，這也間接設置了我們對信號的採樣頻率為1000Hz。

正弦波（逐點）這個控制項需要我們輸入時間，我們可以在循環次數上乘以0.001作為時間輸入，然後依次設置頻率、幅值。最後將兩個信號疊加。

濾波器選擇上，我們依然在逐點面板下。選擇濾波器（逐點），然後選擇Butterworth濾波器，這是最常用的濾波器，能夠實現帶通，低通，高通等功能，很實用也很方便。

整體的程序框圖如下圖所示。

Butterworth濾波器控制項我們要設置濾波器類型，輸入信號、採樣頻率（本例程是1000Hz）。最重要的是截止頻率和階數的設置。

階數的設置默認是2，但是對於濾波效果並不是很好。調高階數可以讓濾波看起來梗平滑，但是過高的階數會讓信號失真，所以階數的選擇很大取決於經驗跟實際，可以多調節幾次。本例程中採用階數4.

我們這次的信號有5Hz跟20Hz兩個頻率，如果我們不想要20Hz的，我們需要用低通濾波器，也就是Lowpass filter，然後低截至頻率選擇為10Hz，這樣10Hz以上的被濾除，只剩下5Hz的了。

圖中可以看出，20Hz的正弦信號被很好的濾除了，只剩下了5Hz信號。

對於高通濾波，帶通濾波，在Butterworth濾波器上可以方便的切換，具體操作大家可以實際操作一下，畢竟只有實際操作才能發現問題，有不懂的可以直接留言，我儘可能的回覆大家。

謝謝~~

相關焦點

  • 濾波電路原理分析
    用模擬電子電路對模擬信號進行濾波，其基本原理就是利用電路的頻率特性實現對信號中頻率成分的選擇。根據頻率濾波時，是把信號看成是由不同頻率正弦波疊加而成的模擬信號，通過選擇不同的頻率成分來實現信號濾波。當允許信號中較高頻率的成分通過濾波器時，這種濾波器叫做高通濾波器。當允許信號中較低頻率的成分通過濾波器時，這種濾波器叫做低通濾波器。
  • 實用乾貨,低通濾波的原理和運用
    常用濾波器我們分為高通濾波器，低通濾波器，帶阻濾波器，帶通濾波器，而這四種濾波器就是我們常說的有源濾波電路。我們看下這個低通濾波器的原理。低通濾波器：允許低頻信號通過，將高頻信號衰減。我們可以看下圖中所示，當信號處於低頻段的時候我們的幅頻特性如下。
  • 圖像與濾波
    低通濾波器（lowpass）：減弱或阻隔高頻信號，保留低頻信號高通濾波器（highpass）：減弱或阻隔低頻信號，保留高頻信號下面是低通濾波的例子。上圖中，藍線是原始的波形，綠線是低通濾波lowpass後的波形。可以看到，綠線的波動比藍線小很多，非常平滑。下面是高通濾波的例子。
  • 濾波電路四種基本類型
    濾波電路常用於濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負載電阻兩端並聯電容器C，或與負載串聯電感器L，以及由電容，電感組成而成的各種複式濾波電路。 　　濾波是信號處理中的一個重要概念。濾波分經典濾波和現代濾波。 　　經典濾波的概念，是根據傅立葉分析和變換提出的一個工程概念。根據高等數學理論，任何一個滿足一定條件的信號，都可以被看成是由無限個正弦波疊加而成。換句話說，就是工程信號是不同頻率的正弦波線性疊加而成的，組成信號的不同頻率的正弦波叫做信號的頻率成分或叫做諧波成分。
  • EMC中的濾波設計
    3)電源線上的濾波器都是低通濾波器。高通濾波器用在幹擾頻率比信號頻率低的場合，如在一些靠近電源線的敏感信號線上濾除電源諧波造成的幹擾。帶通濾波器用在信號頻率僅佔較窄帶寬的場合，如通信接收機的天線埠上要安裝帶通濾波器，僅允許通信信號通過。帶阻濾波器用在幹擾頻率帶寬較窄，而信號頻率較寬的場合，如距離大功率電臺很近的電纜埠處要安裝帶阻頻率等於電臺發射頻率的帶阻濾波器。
  • 低通濾波器實例
    DSL分離器使用低通和高通濾波器分離共享使用雙絞線的DSL和POTS信號。 低通濾波器也在如Roland公司這樣的模擬合成器（synthesiser）合成的電子音樂聲音處理中發揮著重要的作用。參見subtractive synthesis.
  • 高通濾波的原理和運用,你了解多少?
    常用濾波器分為高通濾波器，低通濾波器，帶阻濾波器，帶通濾波器，而這四種濾波器就是我們常說的有源濾波電路。之前我們講過低通濾波的原理和運用，這一次我們一起來看下高通濾波器的原理。高通濾波器：允許高頻信號通過，將低頻信號衰減。
  • 一階有源低通濾波電路與最經典一階低通濾波器電路圖
    信號通常會參雜很多幹擾信號，濾波是信號處理中的一個重要前提步驟，濾波電路又稱為濾波器，它的作用是儘可能減小脈動的直流電壓中的交流成分，保留其直流成分，使輸出電壓紋波係數降低，波形變得比較平滑。換句話說，凡是可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減或抑制其他頻率成分的裝置或系統都稱之為濾波器。 　　僅由電阻、電容、電感這些無源元件組成的濾波電路稱為無源濾波器。如果濾波電路中含有有源元件，如集成運放等，則稱為有源濾波器。 　　而低通濾波器的基本電路特點是，只允許低於截止頻率的信號通過。
  • 使用 matlab 進行傅立葉分析和濾波
    matlab中的快速傅立葉有兩種調用形式：y=fft(x)。濾波利用快速傅立葉簡單濾波下例是將振幅為1的5Hz正弦波和振幅為0.5的10Hz正弦波相加之後，濾除8Hz以上的信號。H是模擬濾波器的傳遞函數，a1表示待濾波信號，t是信號的橫坐標，s1是濾波後的信號。其他說明：這裡僅以低通濾波器為例，其他巴特沃斯濾波器如高通、帶通、帶阻調用方式類似，只是函數butter的參數略有不同，請參看matlab關於butter函數的介紹。
  • 濾波器分類以及不同結構的濾波電路的不同點電分析
    低通濾波器是最常用的一種，主要用在幹擾信號頻率比工作信號頻率高的場合。如在數字設備中，脈衝信號有豐富的高次諧波，這些高次諧波並不是電路工作所必需的，但它們卻是很強的幹擾源。因此在數字電路中，常用低通濾波器將脈衝信號中不必要的高次諧波濾除掉，而僅保留能夠維持電路正常工作最低頻率。電源線濾波器也是低通濾波器，它僅允許50Hz的電流通過，對其它高頻幹擾信號有很大的衰減。
  • 一階低通濾波器_一階低通濾波器公式_一階低通濾波器原理
    打開APP 一階低通濾波器_一階低通濾波器公式_一階低通濾波器原理 發表於 2017-08-16 17:28:42 　　濾波電路又稱為濾波器
  • 如何利用RC濾波方法來處理EMC問題
    ，讓我們一起來看看處理EMC問題中最常用的手段-RC濾波。還有帶通濾波器，其僅通過相對窄的頻率範圍，以及帶阻濾波器，其僅阻擋相對窄的頻率範圍。 還可以根據用於實現電路的組件類型對濾波器進行分類。 5截止頻率 濾波器不會引起顯著衰減的頻率範圍稱為通帶，濾波器確實導致顯著衰減的頻率範圍稱為阻帶。模擬濾波器，例如RC低通濾波器，總是從通帶逐漸過渡到阻帶。這意味著無法識別濾波器停止傳遞信號並開始阻塞信號的一個頻率。然而，工程師需要一種方便，簡潔地總結濾波器頻率響應的方法，這就是截止頻率概念發揮作用的地方。
  • 廣播百科 帶通濾波器
    一個模擬帶通濾波器的例子是電阻-電感-電容電路(RLC circuit)。這些濾波器也可以用低通濾波器同高通濾波器組合來產生。　　模擬帶通濾波器的原理是通過對電容、電阻和電感參數的配置，使得模擬濾波器對基波呈現很小的阻抗，而對諧波呈現很大的阻抗，這樣當負載電流信號通過該模擬帶通濾波器的時候就可以把基波信號提取出來。目前，有些有源濾波器利用模擬電路實現帶通濾波器檢測負載電流的基波分量，並且在實際中得到了應用。　　但是，模擬帶通濾波器也有一些自身的缺點。
  • 直流電源為什麼要濾波?濾波的作用是什麼?
    現代濾波 　　用模擬電子電路對模擬信號進行濾波，其基本原理就是利用電路的頻率 　　特性實現對信號中頻率成分的選擇。根據頻率濾波時，是把信號看成是由不同頻率正弦波疊加而成的模擬信號，通過選擇不同的頻率成分來實現信號濾波。 　　1、當允許信號中較高頻率的成分通過濾波器時，這種濾波器叫做高通濾波器。
  • 單片機系統中經常採用的濾波方法
    C、缺點：對流量、速度等快速變化的參數不宜。(先進先出原則)，把隊列中的N個數據進行算術平均運算,就可獲得新的濾波結果。A、方法：取a=0~1，本次濾波結果=（1-a）*本次採樣值+a*上次濾波結果。
  • 一文看懂二階lc低通濾波器的設計及原理
    LC濾波器一般是由濾波電容器、電抗器和電阻器適當組合而成，與諧波源並聯，除起濾波作用外，還兼顧無功補償的需要；LC濾波器按照功能分為LC低通濾波器、LC帶通濾波器、高通濾波器、LC全通濾波器、LC帶阻濾波器；按調諧又分為單調諧濾波器、雙調諧濾波器及三調諧濾波器等幾種。LC濾波器設計流程主要考慮其諧振頻率及電容器耐壓，電抗器耐流。
  • 【乾貨】遙感圖像處理之空間域增強&卷積濾波&形態學濾波
    這種增強方式往往是有目的的，如增強圖像中的線狀物體細部部分或者主幹部分等。卷積濾波卷積（Convolutions）濾波是通過消除特定的空間頻率來使圖像增強，根據增強類型（低頻、中頻和高頻）不同可分為低通濾波、帶通濾波和高通濾波。此外還可以增強圖像某些方向特徵的方向濾波等。它們的核心部分是卷積核。
  • 低通濾波中RC時間常數設定,我是這麼思考的
    思考一：時域角度圖1一階RC低通濾波器的結構如圖1所示，其中輸入電壓為Vin(t)，輸出電壓為Vout(t)，則該電路的微分方程為式（1）對式（1）求解可得：式（2）式（2）即為一階RC低通濾波電路在時域上的解，濾波電路的主要作用是將不需要的噪聲儘可能的濾除，同時使有用信號儘可能小的畸變。
  • 【電路賞析】π濾波電路
    濾波器在功率和音頻電子中常用於濾除不必要的頻率。
  • 二階有源帶通濾波器原理圖及設計流程
    本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201710/368833.htm　　什麼是帶通濾波器?　　帶通濾波器是指只允許在某一個通頻帶範圍內的信號通過的濾波器，而比通頻帶下限頻率低和比上限頻率高的信號均加以衰減或抑制，注意：要將高通的下限截止頻率設置為小於低通的上限截止頻率。