求设计MATLAB一款处理一维离散信号的带通滤波器完整代码，上限频率2HZ，下限频率0.5HZ，采样频率为30HZ。_百度知道
求设计MATLAB一款处理一维离散信号的带通滤波器完整代码，上限频率2HZ，下限频率0.5HZ，采样频率为30HZ。
需要的信号大概是这样子，也可以自己模拟数据仿真，可行可狂加分
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LabVIEW在数字信号处理教学中的应用实践
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　　[摘要]针对数字信号处理课程内容抽象、理论性强、学生接受困难等问题，采用LabVIEW语言开发了课堂演示程序，利用实例对编程方法及在课堂演示中的应用进行了阐述。实践证明，将LabVIEW编写的演示程序应用于课堂教学中，可加强学生对理论学习的理解，激发学生的学习兴趣，显著地提高课堂教学的效果。 中国论文网 /9/view-4200950.htm　　[关键词]数字信号处理 演示程序 LabVIEW 　　[中图分类号]TN 911.72 　　引言 　　数字信号处理是从20世纪60年代开始，随着信息学科和计算机学科的高速发展而迅速发展起来的一门新兴学科，在通信、信息技术、图像处理、遥感、声纳、雷达、生物医学、地震、语音处理等领域具有越来越广泛的应用，因此数字信号处理课程是大专院校中越来越多专业的重要专业基础课[1]。 　　数字信号处理利用数字的数值计算方法和数字系统来实现对信号的处理，因此本课程具有内容抽象、公式繁多、理论性强等特点[2]，学生在学习的过程中常感觉到枯燥乏味、抽象难学，传统的课堂教学的效果往往不尽如人意。为提高教学效果，我们进行了积极探索和实践，将理论教学与实例演示相结合，通过实例演示提高学生的学习兴趣，明确所学知识的重要用途，了解其应用方法。本文就LabVIEW语言用于数字信号处理课程的课堂演示问题进行了研究。 　　一、LabVIEW简介 　　LabVIEW是美国国家仪器公司的软件产品，是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件开发集成环境[3]。LabVIEW作为编写应用程序的语言，除了编程方式不同外，和其他编程语言一样具有扩展函数库，定义了数据模型、结构类型和模块调用语法规则等要素，在功能完整性和应用灵活性上不逊于任何高级语言。它与传统高级编程语言最大的差别在于编程方式，一般的高级语言采用文本编程，而LabVIEW采用图形化编程方式，因此又被称为G语言（Graphic Language）[4]。LabVIEW尽可能利用工程技术人员所熟悉的术语、图标和概念，因而它是一种面向最终用户的开发工具，可以增强工程人员构建自己的科学和工程系统的能力，为工程编程提供了便捷途径[5]。 　　LabVIEW最初是为虚拟仪器开发而研制的语言，但随着其广泛应用，目前已经发展为包含众多附加软件包，可运行于多种平台的标准开发环境。其中，提供了功能强大的数字信号处理模板，包括信号产生、时域分析、频域分析、滤波器、窗函数等函数库。结合其方便快捷的编程方法、形象直观的显示、人性化的操作界面、完备的设备驱动功能[6]，因此非常适合于数字信号处理课程的课堂演示程序的开发。 　　二、LabVIEW在数字信号处理课堂教学中的实践 　　针对离散傅里叶变换（DFT）理论性强，特别是学生对DFT的意义、应用时的频谱泄露、栅栏效应以及频率分辨力等难以理解的问题，设计了信号的采样及DFT演示程序。本演示程序的设计思路为，对不同幅度、不同频率的三个正弦波信号叠加生成的波形进行DFT变换，可在不同的采样点数、不同FFT点数的情况下，得到各种可能的DFT变换结果。 　　（一）信号的采样及DFT演示程序设计 　　信号采样及DFT演示程序由两部分组成，分别是前面板和程序框图，其中前面板是图形用户界面，如图1所示。作为人机交互的接口，其中包括显示控件和输入控件，显示控件包括“时域信号”和“信号频谱”两个波形显示控件；输入控件包括参数设置的“采样频率”、“DFT点数”输入控件，3个正弦信号的“幅值”和“频率”输入控件和“停止”按钮，这些控件均用于人工输入参数及指令。 　　程序框图是定义程序功能的图形化源代码，如图2所示，包括从前面板上的输入控件获取用户输入信息的图标：获取三个正弦信号的“频率”、“幅度”以及“采样点数”和“DFT点数”等信息的图标；前面板的“时域信号”和“信号频谱”显示控件图标；正弦信号产生函数“Sine Pattern.vi”用于生成指定幅度和频率的正弦信号（相位和偏移均为0），复合运算函数“ 　　”将产生的正弦信号波形按时间进行叠加为一个波形，DFT运算函数“ ”对上述波形进行指定点数的DFT运算，求取数组大小函数“ ”用于求取波形点数，复数到极坐标转换函数“ ”用于根据DFT变换结果求取信号幅度谱，除法运算函数“ ”用于利用波形点数对幅度谱进行归一化运算；“while循环结构”用于循环执行程序；除此之外，还包括代表数据流的连线。 　　完成了上述前面板和程序框图的设计即完成了基于LabVIEW信号采样及DFT演示程序的设计。本演示程序所有的操作和显示均在前面板上，设置好所有参数，点击工具栏的执行按钮即可运行程序。由于本程序设置了循环执行，所以在执行过程中可以随时进行参数的更改，从而实时的观察新参数下的运行结果。 　　（二）演示程序运行结果 　　为了明确混叠失真、频谱泄露、栅栏效应以及频率分辨力等概念，本文对三个正弦信号叠加形成的信号进行分析。其中正弦信号一频率为2.0V、频率为1.2Hz；正弦信号二频率为2.0V、频率为1.2Hz；正弦信号三频率为2.0V、频率为1.2Hz。分别对以下几种情况进行了仿真分析： 　　情况一，对信号的采样频率为64，DFT点数为64，得到的运行结果如图1所示； 　　情况二，对信号的采样频率为8，DFT点数为8，得到的运行结果如图3所示； 　　情况三，对信号的采样频率为64，截取前32点进行DFT，得到的运行结果如图4所示； 　　情况四，对信号的采样频率为64，补零至256点进行DFT，得到的运行结果如图5所示。 　　（三）在演示教学中的应用 　　（1）验证频率响应的混叠失真 　　从图3和图1的对比可见采样频率为8Hz时，频谱会发生严重失真，这是因为采样频率8Hz不到6.10Hz的二倍，不满足奈奎斯特采样定律，造成严重的混叠失真，即6.1Hz的信号的谱线混叠到1Hz～2Hz处。 　　（2）验证频谱泄露现象 　　将图4中采样频率为64，截取前16点进行DFT的结果和图1相比可见，频谱分布和实际信号频率相差甚远，且主谱线幅度也明显减小，均说明了截取信号过短会造成严重的频谱泄露问题。 　　（3）演示栅栏效应及改善方法 　　从所有结果都可以看出所有频谱均存在栅栏效应的问题，造成一些频谱的细节可能会被漏掉。这是因为谱线间隔等于截取的被分析信号长度的倒数，而我们总是截取一定长度的信号进行分析。可以通过增加所分析信号的长度来减小栅栏效应，这种现象可以从图4、图1、图5的对比看出，图4是取64个采样点的前16个点进行DFT，因此所分析的信号长度为0.25s，得到的谱线间隔为4Hz，栅栏效应最严重；而图1取64个采样点进行DFT，信号长度为1s，得到谱线间隔为1Hz，栅栏效应比较严重；图5是将64个点通过尾部补零的方法补充为256个点，信号长度仍为1s，得到的谱线间隔为0.25Hz，栅栏效应得到明显改善。可见，通过补零的方法以及提高DFT的点数，可改变频域采样点的位置与间隔，得到的频谱的栅栏效应会得到明显改善，即可以看到原本看不到的频谱的细节。 　　（4）分析频率分辨力的影响因素 　　信号的频谱分辨力是指对两个最近的频谱峰值能够分辨的能力。学生往往会误认为能够显示的谱线多了，频率分辨力就提高了，其实不然。如通过补零的增加被分析信号长度方法可以改善栅栏效应，但是无法改善频率分辨力，对比图5和图1可见，虽然图5的谱线变密了，但是主谱线仍然和图1中分布完全相同，只不过是原本没有显示的谱线的细节得到了显示。补零不能增加数据的有效长度，所以不会提高频率分辨率。在其它条件不变的情况下，要提高频率分辨力只能增加实际信号的长度。 　　三、结语 　　采用LabVIEW可以方便快捷的编出界面友好、操作方便、内容丰富的数字信号处理演示程序，可以让学生直接看到图形、结果。各种参数可方便地设置，这样可以灵活出现多种可能的结果。在教学过程中，可以借此引导学生对出现的各种结果进行分析。实践证明，将这些演示程序应用于课堂教学中，可明显增强学生的学习兴趣、明确学习目的、提高感性认识、巩固理论学习效果，对培养学员的实践意识和实践能力具有重要意义。 　　国家自然科学基金资助项目（972159） 　　[参考文献] 　　[1]程佩青.数字信号处理教程[M].北京： 清华大学出版社，2008.05. 　　[2]B A SHENOI. Introduction to digital signal processing and filter design[M]. Hoboken USA： John Wiley & Sons， Inc.，2006. 　　[3]杨乐平，李海涛，杨磊.LabVIEW程序设计与应用[M].（第2版）.北京： 电子工业出版社，2005. 　　[4]侯国屏，王珅，叶齐鑫.LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计[M].北京： 清华大学出版社，2004. 　　[5]岂兴明，田京京，夏宁.LabVIEW入门与实践开发100例[M].北京： 电子工业出版社，2011. 　　[6]刘刚，王立香，张连俊.LabVIEW8.20中文版编程及应用[M].北京： 电子工业出版社，2008. 　　（作者单位：海军航空工程学院电子信息工程系 山东烟台）
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