信号发生器和交流电压表实验报告

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1、3.5仿真信号产生实验一、实验目的：1．熟悉LabVIEW中仿真信号的多种产生函数及参数设置。2．掌握常用测试仿真信号的产生。3．学会产生复杂的函数波形和任意波形。二、实验内容：1．采用ExpressVI仿真信号发生器，产生规定的附有噪声的正弦信号，并显示波形。2.采用波形发生器VI，产生规定的附有噪声的多波形信号，并显示波形。3.产生任意波形信号，并显示和存盘。4.采用公式节点，产生规定的复杂函数信号。三、实验器材：安装有LabVIEW软件的计算机1台四、实验原理：1．虚拟仪器中获得信号数据的3个途径：（1）对被测的模拟信号，使用数据采集卡或其

2、他硬件电路，进行采样和A/D变换，送入计算机。（2）从文件读入以前存储的波形数据，或由其他仪器采集的波形数据。（3）在LabVIEW中的波形产生函数得到的仿真信号波形数据。2．测试信号在LabVIEW中的表示在LabVIEW中测试信号已经是离散化的时域波形数据，表示信号的数据类型有数组、波形数据和动态数据3种。波形数据是一种特殊的簇结构，它由时间起始值t0、两个采样点的时间间隔值dt以及采样数据一维数组Y组合成的一个簇。它的物理意义是对一个模拟信号x(t)从时间t0开始进行采样和A/D转换，采样率为fs,对应采样时间间隔dt=1/fs，数组Y为各

3、个时刻的采样值。对周期信号，1个周期的采样点数等于采样频率除以信号频率。3．仿真信号产生函数在LabVIEW中产生一个仿真信号，相当于通过软件实现了一个信号发生器的功能。LabVIEW提供了丰富的仿真信号，包括正弦、方波、三角波、多频信号、调制信号、随机噪声信号、任意波形等。针对不同的数据形式(动态数据类型、波形数据和数组)，LabVIEW中有3个不同层次的信号发生器(ExpressVI仿真信号发生器、波形发生器VI和普通信号发生器VI)。4．公式节点产生仿真信号用公式节点可以产生能够用公式进行描述的信号，用公式节点可产生经过复杂运算生成的信号。

4、公式波形．Vi产生的信号是波形数据，它的途径是：模板函数信号处理波形生成公式波形．vi。五、实验步骤：1．设计一个简易的正弦波发生器，频率、幅值和直流偏值在面板上可调，还可叠加噪声信号，并显示波形。分析：采用ExpressVI仿真信号发生器可以完成。（1）前面板设计：应包括的控件有波形频率、幅度和直流偏值输入设置，噪声的标准偏差设置，显示波形的图形控件，还可用一个选择开关控制程序启动和停止。见图21（2）框图程序设计：（3）运行程序：改变以上参数，注意观察信号波形的变化。实验结果：图一前面板和程序框图实验分析：程序框图采用仿真信号发生器函21数，

5、信号选择正弦信号家高斯白噪声，输入控件可以指定正弦信号的频率，幅值，初始相位，噪声信号的标准差，并采用循环结构，用2开关控制程序的停止，上图所示波形是在幅值为10，频率为10，偏移量为2，噪声的标准差为0,5的情况下，输出波形的结果。2．设计一个简易的仿真多波形发生器，可产生频率、幅值和直流偏值可调的正弦、方波、三角波、锯齿波信号，还可叠加高斯噪声信号，并且采样率和采样点可选，显示波形。分析：ExpressVI仿真信号发生器使用方便，在编程时用户可改变各种参数，并能马上演示结果。但是有些参数（包括波形类型、采样率和采样点等）无输入端口，即运行程序

6、后用户不能从面板改变。而波形发生器VI提供了更多和灵活的输入端口。所以本题目采用波形发生器VI中的函数来完成。（1）前面板设计：在1题的前面板基础上再增加波形选择旋钮knob控件和采样率和采样点输入簇控件，并对旋钮（Knob）控件的文本列表属性进行设置，正弦波、三角波、方波、锯齿波对应数值分别为0～3。再选用一些面板装饰控件，调整各控件的位置、大小和显示层数，把前面板设计成较美观、实用的虚拟仪器面板，参考界面如图所示。（2）框图程序设计：选用波形发生器VI中的BasicFunctionGenerator函数产生要求的4种周期信号，它的输入参数见图

7、（a）。连接波形选择knob旋钮到signaltype端口，连接频率、幅度、采样参数簇端口。选用波形发生器VI中的GaussianWhiteNoiseWaveform函数产生标准偏差可调的高斯白噪声，用2次加法运算完成信号的直流偏值设置和叠加高斯白噪声，因为Labview中的许多运算具有多态性（即不同类型的数据可参与运算）。然后全部放入1个While循环中，用开关控制循环的结束。见图。(a)BasicFunctionGenerator函数(b)GaussianWhiteNoiseWaveform函数图（3）运行程序：①分别改变信号的类型、频率、幅

8、值和直流偏值，观察输出信号的变化。②改变噪声的大小，观察输出信号的变化。（4）在程序中添加1个指示型波形数据簇，连接到输出波形上。让噪声