基于LabVIEW平台的虚拟滤波器去除噪声VI设计

　　在程序的前面板，用一个下拉框表来实现选择不同滤波器模式的功能，总共设置了九种不同的模式，当我们要观察自选信号不经过滤波的形状时我们可以选择关闭滤波器，当我们观察在不同滤波器下的滤波效果时可以切换到不同的模式观察，滤波部分的程序图表如图3所示。

图3 滤波部分

　　2.3．显示部分

　　显示部分是本程序面向用户的一个关键部分，最终的成果是通过它呈现出来。我们要显示的波形图分为滤波前的自选信号和滤波后的信号。

　　时域信号的显示：从滤波部分以数组方式输出的信号即为滤波结果的时域信号，这里通过一个Build Waveform.vi来恢复波形并连接Waveform Graph（波形图）这样就可以在前面板上显示滤波后的信号波形了。在本程序中，Y就是从滤波器输出的数组元素，dt是在生成自选信号时设定的Fs的倒数。to为默认值0，相当于从坐标轴的原点开始显示波形。
　　频域信号的显示：这里主要用到的是Real FFT.vi

　　Real FFT.vi：这个VI计算输入序列的快速傅立叶变换（FFT）或离散傅立叶变换（DFT）。如果输入序列的长度为2的幂，Real FFT.vi将执行FFT程序；如果输入序列的长度不是2的幂，则会调用一个有效的DFT程序。本程序中将滤波器输出的数组输入到Real FFT中进行快速傅立叶变换，这时候的输出是复数数组，才通过一个Complex To Polar.vi得到信号的幅度分量。显示部分的程序如图4所示：

图4 显示部分的程序图

　　3．去除噪声效果测试

　　首先选择待滤波的自选信号的参数，这里选择的自选信号是由频率为10Hz，幅度为1V的正弦信号叠加幅度为0.5V的白噪声信号组成的，如图5所示:

图5 自选信号时域波形

　　设置巴特沃斯低通滤波器的低截止频率大于10HZ，这里选择是的是15Hz。自选信号经过滤波器后的输出信号如图6所示：从图中看到，噪声信号已经被滤除掉，得到加噪声之前的正弦信号，达到我们预期的滤波效果。

图6滤波后的信号

　　4、结论

　　本文的创新点是在PC机LabVIEW软件中模拟产生一个接近于实际信号的带噪声的信号，生成一个带噪声的信号发生装置。由于需要滤除的是白噪声，所以选择滤波速度较快的无限冲激响应滤波器IIR，对于滤波后的信号以数组的方式得到，通过合理的显示方式可以直观的看到信号滤波后的效果，对信号滤波前后的时域对比给出。