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文檔簡介
1、<p><b> 目錄</b></p><p><b> 摘要1</b></p><p><b> 課程設(shè)計任務(wù)書2</b></p><p> 1.信號發(fā)生器的設(shè)計3</p><p><b> ?。?)基本原理3</b></
2、p><p><b> ?。?)框圖程序3</b></p><p> ?。?)前面板結(jié)果演示5</p><p><b> 2.頻譜分析儀7</b></p><p><b> (1)基本原理8</b></p><p><b> ?。?)框圖
3、程序8</b></p><p> (3)前面板結(jié)果演示9</p><p> 3.消噪演示儀12</p><p> ?。?)基本原理12</p><p> ?。?)框圖程序12</p><p> ?。?)前面板結(jié)果演示13</p><p> 4.串行通信演示儀14&
4、lt;/p><p> (1)基本原理14</p><p> ?。?)框圖程序14</p><p> (3)前面板結(jié)果演示15</p><p><b> 5.實驗總結(jié)15</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn)16</b></p><p&g
5、t;<b> 摘要:</b></p><p> LabVIEW 程序又稱虛擬儀器,即VI,其外觀和操作類似于真實的物理儀器(如示波器和萬用表)。 LabVIEW擁有一整套工具用于采集、分析、顯示和存儲數(shù)據(jù),以及解決用戶編寫代碼過程中可能出現(xiàn)的問題。LabVIEW 提供眾多輸入控件和顯示控件用于創(chuàng)建用戶界面,即前面板。 輸入控件指旋鈕、按鈕、轉(zhuǎn)盤等輸入裝置。 顯示控件指圖形、指示燈等輸出顯
6、示裝置。 創(chuàng)建用戶界面后,可添加各種VI 和結(jié)構(gòu)作為代碼,從而控制前面板對象。 代碼在程序框圖中編寫。LabVIEW 不僅可與數(shù)據(jù)采集、視覺、運動控制設(shè)備等硬件進(jìn)行通信,還可與GPIB、PXI、VXI、RS232 以及RS485 等儀器通信。本次課程設(shè)計的設(shè)計內(nèi)容是在LABVIEW開發(fā)平臺下,結(jié)合測試與信號處理理論設(shè)計三種虛擬儀器:函數(shù)發(fā)生器,頻譜分析儀和串口通信演示儀。并要求函數(shù)發(fā)生器輸出正弦波、方波、三角波,波形可選擇;頻率、幅值和
7、初相位可以調(diào)節(jié);前面板上顯示輸出波形。頻譜分析儀采樣頻率、采樣點數(shù)、信號頻率、幅值和初相位可調(diào);分析正弦波、方波和三角波的頻譜特性。串口通信演示儀在前面板上設(shè)置串口號、數(shù)據(jù)幀(起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位、)格式</p><p> 關(guān)鍵字:虛擬儀器 函數(shù)發(fā)生器 頻譜分析儀 串口通信演示儀</p><p><b> 課程設(shè)計任務(wù)書</b></
8、p><p> 1.信號發(fā)生器的設(shè)計</p><p><b> (1)基本原理</b></p><p> 測試信號有多種產(chǎn)生途徑,我們這里主要研究的是在Labview中的波形產(chǎn)生函數(shù)得到的仿真信號波形數(shù)據(jù)。Labview提供了豐富的仿真信號,包括正弦、方波、三角波、多頻信號、調(diào)制信號、隨機(jī)噪聲信號、任意波形等。Labview中有3個不同層次的信
9、號發(fā)生器(Express VI仿真信號發(fā)生器、波形發(fā)生器VI和普通信號發(fā)生器VI)。3種信號發(fā)生器都能滿足基本信號的功能,主要區(qū)別在于使用的難易程度和靈活性。Express VI仿真信號發(fā)生器產(chǎn)生動態(tài)數(shù)據(jù)類型的信號,使用起來最簡單;普通信號發(fā)生器VI產(chǎn)生數(shù)組類型的信號,使用起來比較復(fù)雜;波形發(fā)生器VI產(chǎn)生波形數(shù)據(jù),使用的復(fù)雜程度介于兩者之間。</p><p> 本次我們使用波形發(fā)生器VI下的模塊來產(chǎn)生正弦、方波
10、、三角波、白噪聲及它們的疊加信號。</p><p><b> ?。?)框圖程序</b></p><p> 框圖程序及前面板如下圖所示,其中框圖程序采用case選擇結(jié)構(gòu),case0產(chǎn)生白噪聲信號,case1產(chǎn)生正弦、方波、三角波信號,case2是它們的疊加信號。</p><p> (3)前面板結(jié)果演示</p><p>
11、 a.如圖為白噪聲信號波形:</p><p> b.如圖為正弦波信號波形:</p><p> c.如圖為三角波信號波形</p><p> d.如圖為方波信號波形:</p><p> e.如圖為方波信號疊加白噪聲產(chǎn)生的波形:</p><p><b> 2.頻譜分析儀</b></p&
12、gt;<p><b> ?。?) 基本原理</b></p><p> 頻譜分析是指把時間域的動態(tài)信號通過DFT和FFT轉(zhuǎn)換到頻域進(jìn)行分析。內(nèi)容包括:</p><p> 頻譜分析:包括幅值譜和相位譜,實部譜和虛部譜;</p><p> 功率譜:包括自譜和互譜;</p><p> 頻率響應(yīng)函數(shù)分析:系統(tǒng)
13、輸出信號和輸入信號頻譜之比;</p><p> 相干函數(shù)分析:系統(tǒng)輸入信號與輸出信號之間譜的相關(guān)程度</p><p> 頻譜分析技術(shù)在計算機(jī)中實現(xiàn)的基礎(chǔ)就是DFT。</p><p><b> ?。?) 框圖程序</b></p><p> 此框圖使用case結(jié)構(gòu),case0產(chǎn)生白噪聲的頻譜圖,case1產(chǎn)生信號的頻譜
14、圖。</p><p> ?。?)前面板結(jié)果演示</p><p> a. 如圖為正弦信號頻譜分析</p><p> b. 如圖為方波頻譜分析</p><p> c. 如圖為白噪聲頻譜分析</p><p><b> 3.消噪演示儀</b></p><p><b&g
15、t; ?。?)基本原理</b></p><p> 濾波器是一種選頻裝置,可以使信號中特定的頻率成分通過,而極大的衰減其他頻率成分。在測試裝置中,利用濾波器的這種選頻作用,可以濾除干擾噪聲或進(jìn)行譜分析。</p><p> 此次,我使用的是低通濾波器和巴特沃斯濾波器,用他們分別對信號的噪聲進(jìn)行濾除,然后比較兩者。下面介紹這兩種濾波器的原理:</p><p&g
16、t; 低通濾波器 從0~f1頻率之間,幅頻特性平直,它可以使信號中低于f1的頻率成分幾乎不受衰減的通過,而高于f1的頻率成分受到極大地衰減。</p><p> 巴特沃斯濾波器 通頻帶內(nèi)的頻率響應(yīng)曲線最大限度平坦,沒有起伏,而在阻頻帶內(nèi)逐漸下降為0。巴特沃斯低通濾波器的幅度幅度平方函數(shù)H(W)2=1/[1+(w/wc)2N] </p><p><b> ?。?)框圖程序&l
17、t;/b></p><p> (3)前面板結(jié)果演示</p><p> a.未濾波前的方波信號</p><p> b.模擬低通濾波器的濾波結(jié)果</p><p> 巴特沃斯濾波器的濾波結(jié)果</p><p><b> 4.串口通信演示儀</b></p><p>&
18、lt;b> ?。?)基本原理</b></p><p> 此串口通信演示儀可以在前面板上相應(yīng)的控件設(shè)置串口號、數(shù)據(jù)幀(起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位、)格式,波特率;在前面板上有文本輸入框和輸出框,用于輸入和顯示傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。在這次實驗中我們把串口初始化為9600波特,8位數(shù)據(jù)位,1位停止位,無奇偶校驗位,而后我在文本輸入框輸入“wu”與我聯(lián)機(jī)的同學(xué)輸入“7777</p><
19、;p> 運行后在我的文本輸出框輸出了“7777”而與我聯(lián)機(jī)的同學(xué)也收到了“wu”。</p><p><b> (2)框圖流程</b></p><p> 在此須注意不要忘記運行前設(shè)置I/O為com1</p><p> ?。?)前面板結(jié)果演示</p><p><b> 5.實驗結(jié)論</b>
20、</p><p> 本次實驗主要任務(wù)是基于labview開發(fā)平臺設(shè)計函數(shù)發(fā)生器,頻譜分析儀,消噪演示儀及串口通信演示儀。Labview提供了豐富的仿真信號,包括三角波,正弦波,方波,多諧波,隨機(jī)噪聲信號等。此次課程設(shè)計結(jié)合測試與信號處理理論設(shè)計了三種虛擬儀器:函數(shù)發(fā)生器,頻譜分析儀和串口通信演示儀。</p><p> 通過自身的努力和查閱相關(guān)資料解決了在設(shè)計過程中遇到一些常見的操作問題
21、和過去理論學(xué)習(xí)中不清楚的內(nèi)容,通過理論和實踐的結(jié)合對虛擬儀器有了更深刻的理解。同時通過此次的虛擬儀器課程設(shè)計,進(jìn)一步學(xué)習(xí)運用所學(xué)專業(yè)知識從事虛擬儀器的應(yīng)用、實現(xiàn)和測試的能力,以及獨立分析問題和解決問題的能力。</p><p> 任務(wù)三做串口通信演示儀,起初感覺很難下手,起初覺得很難做,最后通過查閱資料成功的做了出來回頭看一下也不過如此,因此我認(rèn)為任何東西只要敢于去做,敢于接受挑戰(zhàn)沒有什么困難是克服不了的,本次課
22、程設(shè)計讓我認(rèn)識了串口通信的流程,從一定程度上了解了他,我相信以后我再碰到類似的課題時就不會再有畏懼之心了。</p><p><b> 參考文獻(xiàn):</b></p><p> [1] 周福超,汪志勇,局滋培.基于LabVIEW的頻譜分析儀。儀器儀表學(xué)報,2002,S2:289~291</p><p> [2] 詹惠琴,古軍,袁亮.虛擬儀器設(shè)計
23、.北京:高等教育出版社,</p><p><b> 2008 </b></p><p> [3] 楊樂平,李海濤,肖相生.LabVIEW程序設(shè)計與應(yīng)用.北京:電</p><p> 子工業(yè)出版社,2002 </p><p> [4] 張重雄.虛擬儀器技術(shù)分析與設(shè)計.北京:電子工業(yè)出版社,2007</p>
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