基于LabVIEW的信号系统实验设计毕业论文.doc

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1、目录绪论基于LabVIEW的信号系统实验设计毕业论文目录1绪论11.1课题背景11.1.1虚拟仪器在教学运用的前景11.1.2虚拟仪器和LabVIEW11.2研究意义21.3研究内容22走进LabVIEW的世界32.1什么是LabVIEW32.2LabVIEW的发展历史32.3G语言32.4LabVIEW的特点32.5LabVIEW的应用领域43信号系统实验的LabVIEW实现63.1信号分析73.1.1信号分析基本原理73.1.2信号分析的LabVIEW实现113.2信号抽样143.2.1信号抽样原理143.2

2、.2信号抽样的LabVIEW实现153.3LTI系统173.3.1LTI系统特性173.3.2LTI系统特性实验的LabVIEW实现193.4系统仿真213.4.1系统仿真的理论基础213.4.2系统仿真的LabVIEW实现243.5本章小结254LabVIEW和Multisim的联合仿真264.1为什么要进行联合仿真264.2Multisim自动化264.3数字电路和模拟电路的联合仿真275数据采集30目录绪论5.1数据采集基础305.1.1数据采集过程305.1.2采集卡的主要指标305.2一阶电路的测量30

3、6结论与展望33参考文献34附录135附录2447致谢496结论与展望1绪论1.1课题背景本文所开发的基于虚拟仪器的《信号与系统》实验教学平台是在计算机技术，信号测量技术，信号处理技术高速发展，实验室教学软硬件更新，为了促进学生更好的理解理论知识，增加实际的工程运用能力，在美国国家仪器NI公司的LabVIEW软件平台开发上的虚拟仪器实验教学系统。可用于应用于各电类专业的自动控制、信号处理实验教学。本文的背景知识包括：信号与系统、LabVIEW编程、数字信号处理、电路原理。1.1.1虚拟仪器在教学运用的前景我国科学

4、家怀樵老先生在1979年提出了“软件制造仪器”的概念。1986年美国国家仪器公司NI（NationalInstruments）提出了虚拟测量仪器（VI）概念，在传统仪器领域引发了一场深刻的变革，它使得计算机和网络技术能够进入仪器领域，和仪器技术结合起来，开创了“软件即是仪器”的先河。实验教学在高等工科教育中占据重要的地位，并起着不可替代的的作用，特别是在针对这样理论性较强的专业课时，实验教学就显得尤为重要，通常在高校实际实验教学中，主要是通过基于硬件或软件的实验加深学生对所学知识的理解。目前高校中很多的实验是采用

5、试验箱和传统仪器来搭建的实验平台，或者是用C、MATLAB等语言编写的仿真软件系统。硬件实验常通过利用信号发生器、示波器、频谱分析仪、采集卡等器件产生、观察、测试、分析信号的波形和各种特性。但是硬件投资大、维护、更新难、操作出现意外损失也较大，适合有一定基础的高年级学生，软件实验利用软件编程对信号进行各种处理，MATLAB是我们之前《信号与系统》实验所用软件其操作简单，处理能力强，仿真效果好，但是其也存在直观性差。无法快速、高效、实时地处理各种信号，不能较好的满足对低年级实验教学的现实需求。使用虚拟仪器的法案，可

6、以在很大的程度上减少实验室的硬件投入、系统的维护成本，还可以锻炼学生实际的测试工程技能，增加学生的学习兴趣。1.1.2虚拟仪器和LabVIEW所谓的虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。它的实质是用电脑的显示器功能来模拟传统仪器的控制面板，用模块化的硬件来实现软件和硬件的联合，用I/O496结论与展望设备完成信号的采集与输出，用强大的软件来实现信号的采运算、分析和处理，从而实现各种功能的计算机测控系统。其具有性能高、扩展性强、开发周期短、无缝集成等优点。用户

7、用鼠标操作虚拟仪器的面板就如同操作真实仪器一样真实与方便。LabVIEW是由NI公司开发的一个图形化的软件编程语言，是一种数据流编程语言。它的目的在于简化工程师在构建自动化系统过程中的各个环节，降低开发难度，提高工程师的效率。也被称为G语言，通过LabVIEW和DAQ设备，工程师可以在一台普通的PC上搭建测控系统，而无需其他硬件，在前面板中设计自定义的操作界面，在程序框图中设计数据采集和分析功能。软件在整个系统中占据了重要的作用，因此“软件就是仪器”的概念就是指这样一种以软件为核心的模块化仪器系统。1.2研究意义

8、由于虚拟仪器技术较传统仪器具有上述较多的优点，现阶段的实验室也以安装了LabVIEW软件，购买了NI的数据采集卡。因此在这个时候开发一套基于LabVIEW的虚拟仪器教学实验系统，不仅能充分的利用教学资源，其和传统教学仪器的结合更能提高我校学生实际动手的兴趣，增加的工程能力和实验教学的效果。其次由于我校的LabVIEW实验课程是在大三学年，让学生在这个时候接触LabVIEW