02自定义示波器系列之二利用Matlab进行滤波Frankie.pdfVIP

自定义示波器系列之二 ——基于力科示波器的MATLAB 滤波功能 美国力科公司 概述 在对信号分析之前先进行滤波处理，这是一种常见的需求。不管是补偿频率响应还是过滤噪声，能对信 号进行灵活的滤波总是非常有用的。 力科的XStream 系列示波器允许用户将Mtalab 中任何滤波功能相关的库函数嵌入到算法 中，成为算法“路径”上的一部分。图1 是一个2 阶，1MHz，Butterworth 低通滤波器的例子， 它利用Matlab 数学函数对捕获的波形进行滤波。 图1 Matlab 实现的2 阶Butterworth 滤波器对一个扫频的正弦输入信号（上面波形）的响应（下面的波形） Matlab 数学函数允许用户“在线地”调用Matlab 程序，在示波器的算法流程中“无缝地” 执行Matlab 的脚本。Matlab 算法的输出返回给示波器可以作为其它算法的输入。 图1 表示了 力科示波器上使用 Matlab 数学函数的基本设置，该函数的输入可以是单个信号也可以是两路 信号。点击右边的Matlab 菜单，用户可以调入一个.m 文件或者利用内置的代码编辑器在线创 建、编辑新的Matlab 源代码，如图2 所示。 第 1 页 共 3 页 图2 Matlab 数学函数的编辑器窗口，显示了在执行的.m 文件的一部分 例子中用到的 .m文件显示如图3，表示滤波器类型是Butterworth低通滤波器。 Matlab 提供了7种滤波器类型。 本例中的滤波器是一个相对比较小的截止频率的低通滤波器。 创建滤波器系数的Matlab指令是： [b,a]=butter(2,1e6/(Fs/2)) 其中，b表示数字滤波器的分子系数，a表示分母系数。 第 2 页 共 3 页 图3 MATLAB的.m文件执行一个1MHz,2阶，Butterworth低通滤波器，应用于示波器通道1输入的波形数据 影响Butterworth滤波器的关键点是滤波器的阶数（本例中是2阶）和截止频率（这个必 须归一化到奈奎斯特频率点，所以我们在代码中除以采样率Fs的一半）。 具体使用的Matlab滤波器函数的指令是： WformOut = filter (b,a,WformIn1); 该语句将滤波器系数赋予待分析的输入波形，在本例中输入波形是(WformIn1)。接下 来的一系列指令集是示波器通过Microsoft 自动控制命令获取采样率。 % Interfacing the scope via automation h=actxserver(Lecroy.XStreamDSO); % Get Sample Frequency Channel = h.Object.Item(Acquisition).Object.Item (C1).Out.Result; Fs = 1/Channel.HorizontalPerStep; 本例中我们介绍了如何基于力科示波器利用Matlab 来实现低通滤波器的功能。 您可 以由此举一反三，在力科示波器上利用所有Matlab 能实现的一切功能。其实现过程就 如本例介绍的一样，非常地简单，几乎没有任何学习成本。 此外，力科示波器还支持基于VBScript,Mathcad和Excell等程序的嵌入式算法。 (美国力科公司深圳代表处 汪进进 译) 第 3 页 共 3 页