我在信号处理和使用数字滤波器方面非常陌生。我必须使用低通滤波器在 LabVIEW 中分析我的数据并对此有疑问。任何帮助和建议表示赞赏。
我试图在这里简化我的问题：
假设有一个数字正弦波（由 LabVIEW 制作）,,,（样本数）和采样率. 现在，如果我将此信号通过具有截止频率的低通滤波器，那么输出应该是一个常数，等于直流偏移（这里)，是真的吗？
另一个问题是“截止频率”和“采样频率”作为 LabVIEW 中滤波器输入的概念。作为滤波器输入的截止频率对我来说很有意义，但“采样频率”是什么？谁能给我解释一下？我很迷茫。创建正弦波的速率是否相同？例如在附加的代码中，真正的截止频率是多少（与和)?
我附上了我的简单 vi 的前面板和框图的屏幕截图。
让我依次回答你的两个问题：
对于您的第一个问题，一般来说，是的，这是正确的；如果您使用截止频率低于正弦波频率的滤波器过滤具有直流偏移的 10KHz 正弦波，则正弦波将被拒绝。抑制量具体取决于滤波器的性能，但鉴于您说您的截止频率为 1KHz，正弦波明显更高，因此被充分抑制。
我在您的图中看到滤波器的阶数为 5，对于还显示的巴特沃斯滤波器，它的抑制率为 20dB/十年 *5（其中 5 是您的滤波器的阶数），或每十年 100 dB。根据您的数字动态范围等其他因素，这表明您可以过滤高达 100 dB 的 10KHz 正弦波（10KHz 比截止频率高十倍）。低于截止频率的直流信号将通过输出，除非系统中的某些东西阻塞了直流或引入了其他直流偏移（这是可能的）。滤波器本身也可能有增益或损耗，因此如果它确实通过，则实际直流输出电平可以相应地通过该增益或损耗进行修改。
对于第二个问题，采样频率是通过此数字滤波器实现的信号的采样率。从图中，您使用的是 200KHz 的采样率，是的，这将是创建的正弦波的采样率。
我希望这有助于解决您的一些问题。
以下是保罗纽曼著名的布奇卡西迪和圣丹斯小子的精神：
刀战没有规则！
根据问题和评论，我认为 OP 只想在最大可能的范围内摆脱正弦波，并将对 1 V 阶跃的瞬态响应降至最低。所以@Dan Boschen 关于贝塞尔 LPF 的建议很好，但仍然存在瞬态响应和过冲：对于五阶贝塞尔 LPF，它是 0.76%。重新使用我在 1986 年发表的一篇论文中的一些 LPF 滤波器数据，我对 OP 的规定值采取了一些自由，并获得了一些可能发人深省的结果，如果没有别的的话。所以考虑以下模型：
在该模型中，信号源是 20 Hz 正弦波，幅度为 0.1 V，位于 1 V DC 偏移之上。Butterworth 和 Bessel LPF 是三阶的，具有 1 Hz 的噪声带宽。RC LPF 的时间常数由线性斜坡的输出给出：起始值为 4 ms，0.5 秒后达到的结束值为 0.25 秒。因此，RC LPF 在开始时有一个小的时间常数，以快速处理阶跃瞬变，然后在最后 75% 的仿真中噪声带宽（等于 1/4RC）为 1 Hz。为了进一步减少正弦波纹波，RC LPF 后面是一个简单的运行积分器，在这个模型中平均超过一个正弦波周期，即 50 ms。所以它的运行平均值为 50 点。
下图比较了三个过滤器：
如图所示，迹线采用颜色编码。显然，时变 RC LPF 没问题。下图是扩展比例版本，只有贝塞尔和时变 RC LPF 响应：
我没有玩过斜坡值或尝试过非线性斜坡，所以我不知道会发生什么。但我认为我有一个观点：你对给定问题的细节了解得越多，你越清楚地了解你真正想知道或完成的事情，你解决问题的机会就越多。顺便说一句，三阶贝塞尔 LPF 有 0.75% 的过冲，与五阶滤波器几乎相同。
因此，现在通过删除 RC LPF 以及斜坡和限幅器来修改第一个数字，因此输入直接进入正在运行的积分器。结果如下两图所示：
当然，如果正弦波频率不恒定，这将无法正常工作。无论如何，这一切只是为了指出，有时跳出框框思考可能会很有用。