第9章基于labview的数字信号处理实验part

9-66所示。LabVIEWLabVIEW在LabVIEWLabVIEW函数本身做过多介绍，而将重点放在对程序运行结果所反映的信6-1LabVIEW>>数字滤波器设计>>定点滤波器>>单速率>>ConversionbetweenFXPandIntega.vi6-1定点.vi9-67bitiwl置量化后定点数字长为16位，其中1位用于表示整数部分时（即小数点固定位于最后面0.232086。wl16iwl，转化为定点数后的误差会如何变化？为什么？如果保持wl和iwl都不变，将浮点数从0.2321变为0. 化？如果是2.321，结果又是怎样的？请读者思考这些变化的原因。6-2。打开LabVIEW范例查找器中的范“工具包和模块>>数字滤波器设计>>定点滤波器>> yzeCoefficients-zedFilte.vi，可以看到如图9-68所示的前面板和程序框化前后的滤波器特性面板通过切换不同的选项卡，可以看到系数量化前后的滤波器幅ResponseResponseDelayZeroResponse。图9- length（传递函数分子系数的量化字长）8，保持其他参数不变，改变滤波器类型（DesignMethod，观察系数量化前后的特性曲线。6-3LabVIEW>>数字滤波器设计>>定点滤波器单速率>>yzezedFilterwithDifferentStructures.vi，可以看到如图9-69所示的前面ConvertStructure.vi（9-70所示。图9- yzezedFilterwithDifferentStructures.vi的前面板和程序框图9- ConvertDirect（直接）类型，请读者思考这是为什么。II（IIRiwl（幅频特性变化。对于该数字滤波器，“iwl”取多少时效果最好，是否能结合显示控件“CoefficientsReport”中的具体系数值予以说明？Selectionandzation.vi，其前面板如图9-71所示。图9- StructureSelectionandzation.vi的前面FilterSecond-OrderSectionFormIISection)72LatticeARMA结构。9-72（9-22）中就提9-55）中也提供了许多针对多速率数字信号处理的函数，分布在若干组以Multirate作为前缀的子选板中。此外，LabVIEW高级信号处理工具包中也提供一个重采样函数（TSAResampling.vi9-73所示，输入与输出都是含有采样率信息的波形数据类型，使用很9-73TSA7-11kHz1V1.5V20kS/s的正弦信号44.1kS/s。LabVIEWTSAResampling.vi进行重采样，其在函数选板中的位置在“>>TimeSeriesysis>>Preprocessing”子选板中。关于高级信号处理工具包，在下一节中做简要介绍。9-749-74有理分数重采样程序的前面板和程序框图思考L/M是多少？7-2，对于不加滤波的情况，内插和抽取可以直接调用“信号运算”子选板中的“升采样”VI（Upsample.vi）和“降采样”VI（Desamplevi9-75所示。9-75对于加滤波器的情况，数字滤波器设计工具包在“信号处理>>DigitFilterDesign>>MultirateFilterDesign”子选板中提供了一个“MultirateFIRDesign”ExpressVI，可以根据采置框如图9-76所示。图9-76“MultirateFIRDesign”ExpressVI的配置采样率“Inputsamplingfrequency1kHz，就会自动计算输出的采样率“Outputsampling上方幅频特性曲线图上的绿线所示FIR抗混叠低通滤波器的阻带截止频率低333.33Hz300Hz。点击“UpdateDesignFIRFilteringforSingleBlock.vi（9-77所示，可以利用设计好的抗混叠滤波器对输入信号进9-78所示。图9- MRateFilteringforSingle9-78FIR9-799-809-80，在本节中通过一些软件仿真展示高级数字信号处理技术的应用实例，使读者对信号处理的应用有感性认识，并提升学生对学习数字信号处理技术的。这些实例均基于LabVIEW所提供的信号处理函数完成，但是所涉及的算法多运用了高级信号处理的相，oolkit，该工具括了时间序列分析（度统计分析算法、谱估计算法、AR、MA、ARMA建模与预测等、时频分析（联合时频分析JTFA、Gabor变换与展开、时变滤波器等）以及小波分析等功能安装该工具包后将在LabVIEW的信号处理选板中出“TimeFrequency （时频分析TimeSeriesysis（时间序列分析Waveletysis（小波分析）等三9-818.1图。其中WADataSamples.vi将产生一段宽频时变信号，然后加上白噪声后分别通过移动平均、IIR低通滤波器、和小波降噪的方式对其进行降噪处理。9-829-839-83该程序中，小波降噪直接采用了LabVIEW高级信号处理工具包中提供的“WaveletDenoise（小波降噪）ExpressVI，其配置框如图9-84所示。图9-84“WaveletDenoise”ExpressVI的配置8.2利用小波分析检测心电图（ECG）图9- ECG信号峰值提取的LabVIEW程序框程序中主要运用了LabVIEW高级信号处理工具包小波分析功能中所提供的Online9-86ECG8.3EchoCancelling.vi。9-87程序中主要运用了高级信号处理工具包的时间序列分析功能TSAComplexCepstrum.vi和9-88实验8.4音调变序框图（LabVIEW高级信号处理工具包的范例，因此在范例查找器中也可以OnlinePitchShifting.vi图9-89音调变换的LabVIEW程序框号处理工具包中的时频分析功能TFAOnlineGaborTransform.vi和TFAOnlineGaborExpansion.viGabor变换（本质是一种同时反映时频信息的短时音调变换后的语音信号。该程序涉及到从声卡和语音信号，因此调用了许多LabVIEW中的相关函数，有的读者也可以通过该程序进一步深入学习。的是输入的原始语音波形，下方的“PitchShiftedSpeech”显示的是经过音调变换后的输出图9-90音调变换程序的运行时界8.5通过联合时频变换提取虎鲸，打开本书配套的LabVIEW程序“实验8-5提取虎鲸可以看到如图9-91所示的程序前面板（该实验程序由国家仪器公司提供，其中“NoisySignal”显示的是海洋生物学家录制的一段虎鲸的信号，但其中加载了海水的噪声。在本实验中通过联合时频变换去除海水噪声，将虎鲸的提取出来。，图9-91提取虎鲸程序的前面或扬声器）听到处理前夹杂着海水噪声信号的虎鲸Filter（Setting（Gabor9-92Gabor变换后的9-92VI9-92右上方的时频谱，明显可以看到有三道较长的绿色条状区域，这其实就是虎鲸的。可以看到这三个条状区域不是充满整个横轴方向的，说明虎鲸的声应1.2kHz2.4kHz3.6kHz而且其强度从下到上依次减弱这说明虎鲸的的基频在1.2kHz信号保留，把其他噪声区域对应的信号滤除，就可以把虎鲸的基频和两个谐波分量提取出来，进而通过反变换重建出虎鲸的。为此，我们选择“Arbitrary”作为选择滤波MaskGroupIndex0，用鼠标右键依次连续点击时频谱最下方的绿色条状区域的，勾勒出该区域的形状；然后将GroupIndex改为1，再用鼠标右键依次连续点击一次谐波对应的时频谱区域；最后将GroupIndex改为2，同样方法勾勒出二次谐波对应的时频谱区域。完成之后，点击“ApplyMask”按钮，可以看到所保留的时频谱区域（见图939-93上一步操作无误后，点击“Preview”按钮，可以看到滤波后反变换恢复的波形（9-94绿色部分所示9-94示，此时下方“DenoisedSignal”显示的就是