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1、第31卷第3期华北水利水电学院学报Vol131No132010年6月JournalofNorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPowerJun.2010文章编号:1002-5634(2010)03-0057-03基于LabVIEW的虚拟信号发生器及示波器的设计1,2221王丽君,刘悦,黄永亮,葛临东(1.解放军信息工程大学信息工程学院,河南郑州450002;2.华北水利水电学院,河南郑州450011)摘要:为了弥补传统仪器功能单一、不易升级和携带不便等缺陷,利用虚拟仪器“软件即是仪器”的特性,开发设计了虚拟信号发生器和示波器.
2、结果表明,虚拟仪器不仅具有传统仪器的基本功能,还具有实现信号类型多、组合灵活、信号处理功能强大、易于扩展和升级等特性.关键词:LabVIEW;虚拟仪器;信号发生器;示波器+中图分类号:TP391.9;TP274.2文献标志码:A随着电子技术及计算机技术的快速发展,测试面———前面板和相当于源代码功能的程序框图———仪器正由传统的硬件仪器向以计算机为平台的测控后面板组成.前面板就像虚拟仪器的用户接口,尤如仪器方向发展.虚拟仪器是计算机技术、现代测量技实际仪器的面板.界面上有交互式的输入和输出两术与仪器仪表技术不断发展的产物,是由美国国家类控件.LabVIEW内部集成了大量的生成图形界面仪器公司
3、提出的,由计算机硬件资源,模块化仪器硬的模板和组成一个仪器所需的主要部件.后面板又件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软称程序框图、代码窗口或流程图,是VI图形化程序[1-7]件组成的测控系统.虚拟仪器通过应用程序将的源程序.在程序框图中对VI编程,以控制和操纵计算机与功能化硬件结合起来,用户可以利用计算定义在前面板的输入和输出等功能,主要包括前面机软件设计图形化界面来模拟仪器面板,用程序控板上的连线端子,还有一些前面板上没有编程但必制信号的采集、分析、显示、存储和输出等,实现真实须有的对象,如函数、结构和连线等.仪器的功能.笔者基于LabVIEW软件进行了虚拟信2虚拟信号发生器软件系
4、统的设计号发生器和示波器的开发,利用“软件即是仪器”的特性,实现了传统仪器的相关功能.传统的信号发生器主要由模拟器件搭建而成,具有功能单一、不易升级和携带不便等缺点.而模拟1LabVIEW的编程环境信号发生器,具有功能多、容易扩展和升级、人机界[8-9][10]LabVIEW是由美国NI公司开发的图形化面良好等优点.笔者所设计的信号发生器可生成编程开发平台,使用图形化编程语言编写程序,提供多种信号,其中各个信号均可以通过在前面板上输了用于GPIB设备控制、VXI总线控制、串行口设备入控制量的大小来调整其参数值的大小,以达到用控制、数据分析、显示和存储的应用程序模块,支持户所需要的波形图,如图
5、1所示.屏幕最右侧为参数传统的程序调试手段,支持TCP/IP等网络通信协设置区域,提供了3个通道的信号源.每个信号源主议,且易学易用,开发速度快,功能强大.要产生的波形包括正弦、方波、三角波、脉冲、ChirpLabVIEW中提供了工具模板、控件模板和函数等信号,其参数控制包括幅值、频率、延迟等,用户也模板3个操作模板来完成程序的创建.在LabVIEW可根据自己的需要填加相位、偏移量、占空比等参环境下开发的应用程序称之为VI(VirtualInstru2数.3个通道的信号源可单独显示,也可合成显示,ment).VI是LabVIEW的核心,由一个人机交换界由用户自行控制.屏幕右下侧提供了窗函数选
6、择、噪收稿日期:2010-03-08基金项目:河南省科技攻关项目(102102210034);郑州市科技创新人才专项项目(096SYJH25086);郑州市技术研究与开发项目(0910SGYG23261-3).作者简介:王丽君(1971—),女,河北清苑人,副教授,博士,主要从事机电系统信号分析与优化控制方面的研究.©1994-2011ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net58华北水利水电学院学报2010年6月声控制、采样点数、分析频率和频谱种类选择等控制信号和频谱
7、分析后信号.波形右侧还提供了实时采按钮.时域加窗包括不加窗、采样窗、汉宁窗、海明集的特征数据.用户可将原信号的时频信息与加窗窗、三角窗、矩形窗、平顶窗、布莱克曼窗、凯塞窗、指后的时频信息进行比较,观察系统参数的变化.图1数窗、锥形余弦窗等窗函数;频谱分析提供幅值谱、显示波形为单一正弦波加均匀白噪声作用下的原信功率谱、相位谱、倒频谱4种方式.用户可根据自己号、加汉宁窗后信号和其相应幅值谱图,图2为其相需求选取.
