虚拟仪器基于labview的模拟电路实验虚拟系统的设计

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1、昆明理工大学综合设计实验报告信息工程与自动化学院自动化系题目基于labview的模拟电路实验虚拟系统的设计姓名学号专业设计时间2013-5-24一、选题分析目前,电路和电子技术实验是电类专业学生必修并且非常重要的专业基础课，实验中常用的传统仪器包括:数字万用表、函数信号发生器、示波器、直流稳压电源等。很多专业性实验还需要一些特殊仪器，比如波特仪、直流电桥、逻辑分析仪等。熟练使用仪器是学生通过实验必须具备的一个基本技能,但实验中往往由于学生紧张,仪器较多，结果学生经常忙于调节仪器而没有太多时间专注于对实验原理的研究和实验结果的分析,导致实验的效果并不理想,也不

2、利于学生更深层次的学习和提高。虚拟仪器的设计思想是基于计算机的强大功能,采用接口标准化的硬件进行数据采集,而对数据的分析、处理、显示则通过软件编程实现,即采用“软面板”,用户自己定义仪器功能。我们可以在通过电路实验练习掌握传统仪器,在这种基础之上接触并学习虚拟仪器，并将虚拟仪器运用到电子技术实验中,就可以减少对仪器问题的困惑,而使我们分析及解决问题能力得以提升,并且可以早点通过使用虚拟仪器提前与专业接触,更有利于与后续专业课的学习和提高[1]。积分微分器的实质是对信号进行处理，传统的积分微分器的设计是用窗口函数将理想积分微分器的脉冲响应截断来实现的，不同的窗

3、口函数以及不同的窗口宽度对设计的积分微分器都有较大的影响。对于虚拟仪器来说，则具有丰富的函数功能、数值分析、可编程性以及直观等众多优势。因此，研究虚拟积分微分器具有十分重要的实际意义。LabVIEW是一种图形化编程语言，作为数据采集和仪器控制软件的标准被广泛应用于工业界、学术界和研究性实验室。LabVIEW是功能强大、灵活的多平台仪器和分析软件系统。通过采用虚拟仪器开发语言LabVIEW开发一个积分微分器，阐述基于LabVIEW的虚拟仪器在模拟电路实验中应用的实践性，并完成系统的仿真调试，让学生能够真正地的理解并完全地掌握LabVIEW技术。二、方案设计与论

4、证1、虚拟仪器VI的设计(1)、在虚拟仪器前面板设置窗口控件，并创建“流程图”中的端口。首先在前面板开发窗口使用工具模块中的相应工具，从控制面板中取出和放置好所需要的软件，进行控件属性参数设置，标贴文字说明标签。前面板是模仿实际仪器的面板，通过鼠标和键盘为控制对象输入数据，然后在计算机屏幕上显示结果。(2)编写试验系统的流程图，虚拟仪器从流程图中接受命令。在流程图编辑窗口，放置节点、图框，并创建前面板控件，在流程图编辑窗口使用工具模板中相应工具，从Functions模板中取用并放置好所需要的图标，它们是流程图中的“节点”、“图框”。(3)数据流编辑，是使用连

5、接工具按数据流的方向将端口、节点、图框相连，实现数据从源头按规定的运行方式达到目的终点。(4)运行检验，有两种检验方法，即仿真检验和实测检验。(5)数据观察。当检验观察中发现错误时，用鼠标点击“HighlightExecution"按钮，观察数据流中各个节点的数值。(6)命令存盘，保存设计好的虚拟仪器VI。2、信号发生器的实现信号发生器是指产生所需参数的电测信号的仪器。按信号波形可分为正弦信号、函数信号、脉冲信号和随机信号等四大类。信号发生器又称为信号源或者振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波

6、形，如三角波、锯齿波、矩形波、正弦波的电路被称为函数信号发生器。3、基本信号发生器的实现基本信号发生器是用来产生各种常用的信号波形，包括正弦信号、余弦信号、方波信号、三角波信号、锯齿波信号等。用到的函数是BasicFunctionGenerator函数，其中用输入控件来控制信号的类型、频率、幅值和相位等参数，用图表显示信号波形。基本信号发生器的前面板及流程图如图1-1、1-2所示。图1-1基本信号发生器流程图图1-2基本信号发生器前面板图4、模拟信号发生器的实现模拟信号发生器用函数SimulateSignal来实现，将信号的幅值、频率、相位等参数放在一个簇来

7、完成，模拟信号波形用WaveformGraph来显示，通过改变信号的参数可以得到不同的波形。模拟信号发生器的前面板和流程图如图1-3，1-4所示。图1-3模拟信号发生器流程图图1-4模拟信号发生器前面板图5、积分微分器的设计（1）仪器面板图采用WaveformGraph来显示信号积分微分前后的波形，信号类型可以选择波形的类型（如正弦波、方波、三角波或锯齿波），可以通过前面板上的按钮（幅值、频率、相位和偏移量）来设定仿真信号的一些参数[9]。（2）仿真信号的生成采用LabVIEW中设计的典型信号生成模块。将仿真信号生成和函数处理经过必要的连接放入一个Whlie

8、循环结构中就构成了积分微分器流程图。6、积分微分器流