基于LabVIEW的FIR数字滤波器设计

　　引言

　　LabVIEW编程语言，也被称为G语言，是一种数据流编程语言。程序员通过绘制导线连接不同功能的节点，图形化的程序框图(LV源代码)结构决定程序如何执行。

　　现代滤波器理论研究的主要内容是从含有噪声的数据记录(又称时间序列)中估计出信号的某些特征或信号本身。一旦信号被估出，那么估计出的信号的信噪比将比原信号的高。对于数字滤波器，从实现方法上，有IIR滤波器和FIR滤波器之分。这两类滤波器无论是在性能上还是在设计方法上都有很大的区别。相对于IIR系统，FIR系统有自己突出的优点，其一是系统总是稳定的，其二是易实现线性相位，其三是允许设计多通代(或多阻代)滤波器。后两者都是IIR系统不易实现的。目前，FIR滤波器的设计方法主要是建立在对理想滤波器频率特性做某种近似的基础上的。这些近似方法有窗函数法、频率抽样法及最佳一致逼近法。本文介绍了一种在LabVIEW平台下用窗函数法快速设计FIR数字滤波器的方法。

　　FIR数字滤波器窗函数法设计原理

　　1) 基本设计原理

　　考虑理想低通数字滤波器，其频率特性为，

现假定其幅频特性 ， 相频特性，那么，该滤波器的单位抽样响应

　　

(2.1.1)

　　

是以 为对称的sinc函数， 。这样的系统是非因果的，因此是物理不可实现的。但是，如果将 截短，例如仅取 ，并将截短后的 移位，得

　　

(2.1.2)

　　那么

是因果的，且为有限长，长度为 ，令 可得所设计的滤波器的转移函数。 的频率响应将近似 ，且是线性相位的。

　　如果在指定

的相频响应 时，不是令其为0，而是令 ， 即具有线性相位，那么(2.1.1)式可改为