毕业论文---基于LabVIEW的多功能虚拟信号发生器设计(4)

表3－

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通过分析和处理数字信号，可以从噪声中分离出有用的信息，并用比原始数据更全面的表格显示这些信息。下图显示的是经过处理的数据曲线。

表3－

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用于测量的虚拟仪器(VI)

用于测量的虚拟仪器(VI)执行的典型的测量任务有：

计算信号中存在的总的谐波失真。

决定系统的脉冲响应或传递函数。

估计系统的动态响应参数，例如上升时间、超调量等等。

计算信号的幅频特性和相频特性。

估计信号中含有的交流成分和直流成分。

在过去，这些计算工作需要通过特定的实验工作台来进行，而用于测量的虚拟仪器可以使这些测量工作通过LabVIEW程序语言在台式机上进行。这些用于测量的虚拟仪器是建立在数据采集和数字信号处理的基础之上，有如下的特性：

输入的时域信号被假定为实数值。

本文选用LabVIEW图形化编程语言为开发软件,主要开发虚拟实验仪器：虚拟信号发生器,同时提出了虚拟实验室的建设方案。基于专业虚拟仪器开发工具Labview,设计一虚拟函数信号发生器。该虚拟信号发生器能够产生正弦波、三角波、方波、锯齿波等波形,频率动态范围较宽且可微调。

输出数据中包含大小、相位，并且用合适的单位进行了刻度，可用

来直接进行图形的绘制。

计算出来的频谱是单边的（single_sided），范围从直流分量到Nyquist

频率(二分之一取样频率)。（即没有负频率出现）

需要时可以使用窗函数，窗是经过刻度地，因此每个窗提供相同的

频谱幅度峰值，可以精确地限制信号的幅值。

一般情况下，可以将数据采集VI的输出直接连接到测量VI的输入端。测量VI的输出又可以连接到绘图VI以得到可视的显示。

有些测量VI用来进行时域到频域的转换，例如计算幅频特性和相频特性、功率谱、网路的传递函数等等。另一些测量VI可以刻度时域窗和对功率和频率进行估算。

本章将介绍测量VI中常用的一些数字信号处理函数。

LabVIEW的流程图编程方法和分析VI库的扩展工具箱使得分析软件的开发变得更加简单。LabVIEW 分析VI通过一些可以互相连接的VI，提供了最先进的数据分析技术。你不必像在普通编程语言中那样关心分析步骤的具体细节，而可以集中注意力解决信号处理与分析方面的问题。LabVIEW 6i版本中，有两个子模板涉及信号处理和数学，分别是Analyze子模板和Methematics子模板。这里主要涉及前者。

进入Functions模板Analyze Signal Processing子模板。

图3－4

其中共有6个分析VI库。其中包括：

①．Signal Generation（信号发生）：用于产生数字特性曲线和波形。

②．Time Domain（时域分析）：用于进行频域转换、频域分析等。

③．Frequency Domain（频域分析）：

本文选用LabVIEW图形化编程语言为开发软件,主要开发虚拟实验仪器：虚拟信号发生器,同时提出了虚拟实验室的建设方案。基于专业虚拟仪器开发工具Labview,设计一虚拟函数信号发生器。该虚拟信号发生器能够产生正弦波、三角波、方波、锯齿波等波形,频率动态范围较宽且可微调。

④．Measurement（测量函数）：用于执行各种测量功能，例如单边FFT、 频谱、比例加窗以及泄漏频谱、能量的估算。

⑤．Digital Filters（数字滤波器）：用于执行IIR、FIR 和非线性滤波功能。 ⑥．Windowing（窗函数）：用于对数据加窗。

在后面几节中，你将学习如何使用分析库中的VI创建函数发生器和简单实用的频谱分析仪，如何使用数字滤波器，窗函数的作用以及不同类型窗函数的优点，怎样执行简单的曲线拟合功能，以及其他一些内容。可以在labview\examples\analysis 目录中找到一些演示程序。

3．4数据采集系统的构成

图3－5 数据采集系统结构

上图表示了数据采集的结构。在数据采集之前，程序将对采集板卡初始化，板卡上和内存中的Buffer是数据采集存储的中间环节。需要注意的两个问题是：是否使用Buffer？是否使用外触发启动、停止或同步一个操作。

缓冲（Buffers）

这里的缓冲指的是PC内存的一个区域（不是数据采集卡上的FIFO缓冲），它用来临时存放数据。例如，你需要采集每秒采集几千个数据，在一秒内显示或图形化所有数据是困难的。但是将采集卡的数据先送到Buffer，你就可以先将它们快速存储起来，稍后再重新找回它们显示或分析。需要注意的是Buffer与采集操作的速度及容量有关。如果你的卡有DMA性能，模拟输入操作就有一个通