基于VB的虚拟数字滤波器设计——单片机与DSP应用

"虚拟仪器设计基于VB的虚拟数字滤波器，使用单片机与DSP技术。设计采用PCDAQ系统，利用研华公司的PCL2818LS数据采集卡进行高速数据采集，该卡具备多种功能，如模拟量输入、数字量输入/输出等。系统需要对未经硬件滤波的信号进行数字滤波处理，以提高测量精度。数字滤波器结构介绍，包括其优势，如高精度、稳定性、灵活性和易于集成，并给出了数字滤波器的系统函数和差分方程表达式。" 在单片机与DSP领域，基于VB的虚拟数字滤波器设计是将传统的硬件滤波功能通过软件实现，这种方式充分利用了计算机的强大计算能力和软件的灵活性。虚拟仪器系统由三部分组成：计算机、应用软件和仪器硬件。这种系统架构使得用户可以以较低的成本开发出功能丰富的测量设备。在本设计中，选择了基于PC的DAQ（数据采集）系统，这是因为PC平台提供了丰富的软件资源，同时成本相对较低，适合广泛使用。 具体实现中，采用研华公司的PCL2818LS数据采集卡作为核心硬件，它能提供16路单端或8路差分模拟量输入，配备40kHz的12位A/D转换器，允许对每个输入通道的增益进行编程，还具有DMA功能的自动通道/增益扫描，以及16个数字量输入和16个数字量输出。此外，该卡还有一个12位的D/A转换通道和可编程定时触发器/计数器，支持多种软件驱动，如VisiDAQ3.1、ActiveDAQ和Windows驱动。 由于PCL2818LS采集的数据未经硬件滤波，所以必须通过软件进行数字滤波处理。数字滤波器是一种处理数字信号的设备，它可以精确控制不同频率成分，其优点在于能够提供高精度和稳定性，且系统函数可以根据需要轻松调整，不涉及阻抗匹配问题，便于集成，还可以实现多维滤波。数字滤波器的数学表示通常用Z变换表示系统函数H(z)，并由该函数导出输入输出之间的常系数线性差分方程。 在实际应用中，设计一个合适的数字滤波器算法至关重要，这可能包括巴特沃兹滤波器、切比雪夫滤波器或者FIR（有限 impulse response）或IIR（无限 impulse response）滤波器等。通过编程实现这些算法，可以有效地去除噪声，提取信号中的有用信息，提高测量系统的整体性能和精度。