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1、第39卷第6期太原理工大学学报Vol.39No.62008年11月JOURNALOFTAIYUANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYNov.20083文章编号:100729432(2008)0620599204基于LabVIEW7.1多功能信号发生器的设计马艳艳,王莉莉,白凤娥(太原理工大学计算机与软件学院,山西太原030024)摘要:采用LabVIEW7.1环境下开发的程序,组建了多功能虚拟信号发生器。该发生器不仅能产生正弦波、方波、三角波和锯齿波这4种基本波形,还可以输出其它任意波形,并可模拟实际工作环境中添加了噪声后的波形信号,同时还可轻松、快捷地将这些信号波形显示出来。
2、解决了传统信号发生器只能产生基本波形的局限性,为学习和实践测试提供了一条捷径。关键词:信号发生器;虚拟仪器;LabVIEW7.1中图分类号:TP391文献标识码:A虚拟仪器是在以通用计算机为核心的硬件平台后面板又称代码窗口或流程图,是VI图形化上,由用户自己设计定义,具有虚拟面板,测试功能的源程序,在流程图中对VI编程,以控制和操纵定[1,2]由测试软件实现的一种计算机仪器系统。信号义在前面板上的输入和输出等功能。流程图中包括发生器作为科学实验中比较重要的装置,被广泛地前面板上对象的连线端子,还有一些前面板上没有[2,4,5]应用到教学、科研等各个实验领域。传统的模拟信但编程必须有的对象
3、,如函数、结构和连线等。号发生器一般只能产生几种常规的波形,而在一些复杂和特殊的应用中,要求输出任意波形且要易于2多功能信号发生器软件设计思路程控。目前,我国高档台式仪器,如数字示波器、频2.1多功能信号发生器的基本功能谱分析仪等还主要依赖进口。这些仪器加工工艺复信号发生器实现8个功能:杂,对制造水平要求高,生产突破有困难,而采用虚1)产生标准波形(如正弦波、方波、三角波和锯拟技术后,就可通过只采购适合自己应用情况的通齿波),还有任意波形的产生(如公式波);用仪器硬件,依靠虚拟仪器软件开发平台,设计出所2)对波形幅度、频率、相位、方波占空比(0～[3,4]需的高性能价格比的仪器系统。10
4、0%)、偏置(-5～5V)等参数进行调节;3)对波形添加噪声信号(高斯白噪声、泊松波1基于LabVIEW7.1的虚拟仪器组成形、反幂律波形、Binomial噪声、Gamma噪声和周期在LabVIEW环境下开发的程序称之为VI性随机噪声);(VirtualInstrument)。VI是LabVIEW的核心,由4)通过运算实现幅度衰减(输出波形幅度范人机交互的界面—前面板(FrontPanel)和相当于围:-5～5V;衰减范围:20dB、40dB、60dB);源代码功能的框图程序—后面板(Diagram)组成。5)通过输入公式产生不同的波形(表达式中只前面板是程序的界面,在该界面上有控制量能
5、包含a、w、n、t、f这五个参数);(Controls)和显示量(Indicators)两类对象。在前面6)能够对频率进行微调及倍乘(微调范围:板中,控制量(Controls)模拟了仪器的输入装置并0.0001～1Hz,频率选择范围0.0000～4.9999把数据提供给VI的框图程序,例如开关,旋钮;而Hz);显示量(Indictors)则是模拟了仪器的输出装置并显7)能够实现TTL电平信号的简单输出;示由框图程序获得或产生的数据,例如用于显示波8)能够存储和读取波形数据,为分析数据提供形的窗口等。方便。3收稿日期:2008203215作者简介:马艳艳(1984-),女,山西省临县人,硕
6、士生,主要从事计算机监控系统研究,(Tel)13485305271通讯联系人:白凤娥,女,教授,(Tel)13835102363600太原理工大学学报第39卷2.2多功能信号发生器的前面板设计是控制“波形输出”中只能输出方波,即在前面板中,多功能信号发生器的前面板主要由4部分构当“TTL输出”按钮被按下时“,波形输出”窗口只能成:波形选择模块、频率控制模块、波形相关参数输显示方波,此时调节波形选择旋钮对波形的输出不入和添加噪声信号模块。此外,还设计了TTL电起作用。“波形存储”按钮提供存储波形数据的功平信号输出控制和波形的存储与读取功能,如图1能,为将来分析数据做准备“;读波形数据”按钮
7、主要所示。通过调节波形选择旋钮,该多功能信号发生是为查看已存储的波形数据而设计的,通过读取历器能够实现正弦波、方波、三角波、锯齿波和公式波史数据,对波形进行分析。5种波形的输出。通过“选择噪声”下拉列表给波形2.3多功能信号发生器的后面板设计添加噪声信号,输出波形窗口显示为添加噪声后的多功能信号发生器的后面板(程序框图)用波形图。通过频率选择旋钮实现频率的倍乘(即只LabVIEW7.1图形编程语言编写,可以把它理解成要拨动很小的范围
