《电子测量》word版

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1、测控系统综合训练课程设计报告设计题目：基于LabVIEW电子测量仪器虚拟化设计班级：12东测控姓名：杨玉波学号：12814117指导教师：李钉成绩：江苏理工学院电气信息工程学院2015年11月28日至2015年12月19日目录前言1第一章虚拟信号发生器设计21.1虚拟信号发生器设计要求21.2虚拟信号发生器设计思路与预期功能21.3虚拟信号发生器系统设计介绍21.3.1虚拟信号发生器的前面板设计21.3.2虚拟信号发生器的程序框图设计31.3.3虚拟信号发生器的各子模块设计41.4测试与结果61.4.1正弦波运行结果6

2、1.4.2三角波运行结果61.4.3方波运行结果71.4.4锯齿波运行结果71.5性能分析7第二章虚拟双踪示波器设计92.1虚拟双踪示波器设计要求92.2虚拟双踪示波器设计思路与预期功能92.3虚拟双踪示波器系统设计介绍102.4测试与结果132.5性能分析17第三章虚拟数字频率计设计183.1虚拟数字频率计设计要求183.2虚拟数字频率计设计思路与预期功能183.3虚拟数字频率计系统设计介绍183.4测试与结果203.4.1.正弦波测试结果203.4.2.三角波测试结果203.4.3.方波测试结果213.4.4.锯齿

3、波测试结果21总结22参考文献23前言传统的信号发生器其功能完全靠硬件实现，功能单一而且用户的购置、维护费用高。更重要的是，对于传统的信号发生器，其功能一旦确定便不能更改，用户要想使用新的功能则必须重新购买新的仪器，传统信号发生器的不足是显而易见的。虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起，利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能，打破了传统仪器的框架，形成的一种新的仪器模式。本次课题共三个。课题一要求设计虚拟信号发生器，需编写LABVIEW仿真信号发生器实验程序，要求可以产生方波（

4、占空比可调）、正弦波、三角波、锯齿波等多种波形，而且要求各种波形的参数可调、可控。频率调节范围不小于20Hz～300KHz。课题二是虚拟双踪示波器，编写LABVIEW虚拟示波器实验程序，可以对两路信号进行观察与测量。课题三是虚拟数字频率计，编写LABVIEW虚拟数字频率计实验程序，可以对方波、正弦波、三角波、锯齿波等多种周期信号进行频率的测量且频率调节范围可调。虚拟仪器作为教学的新手段，已慢慢地走进了电子技术的课堂和实验室，正逐渐改变着电子技术教学的传统模式，这也是现代教育技术发展的必然。总之，虚拟仪器有很广阔的发展空

5、间，并最终要取代大量的传统仪器成为仪器领域的主流产品，成为测量、分析、控制、自动化仪表的核心。第22页共23页第一章虚拟信号发生器设计1.1虚拟信号发生器设计要求：虚拟信号发生器在设计时有以下5点要求（1）编写LABVIEW仿真信号发生器实验程序，要求可以产生方波（占空比可调）、正弦波、三角波、锯齿波等多种波形，而且要求各种波形的参数可调、可控。频率调节范围不小于10Hz--1MHz。（2）编写程序对各种波形的有效值、全波平均值、峰值等进行测量，在全波平均值测量时要注意程序编写过程。同时记录各种关键的实验程序和实验波形

6、并说明。（3）界面要求：参数控制、控制按钮、波形显示。（4）观察仿真结果并进行分析。（5）对该虚拟信号源进行性能评价。1.2虚拟信号发生器设计思路与预期功能本实验内容主要是阐述虚拟信号发生器的前面板和程序框图的设计。设计完的信号发生器的功能包括能够产生正弦波、矩形波、三角波、锯齿波四种信号波形；波形的频率、幅值、相位、偏移量及占空比等参数由前面板控件实时可调。虚拟信号发生器是基于LabVIEW软件进行编程的，它使用的是图形化编程语言。要完成一个虚拟信号发生器首先要进行前面板的设计，根据信号发生器所要实现的功能，在控件选

7、板中选择相应的控件，放在前面板相应的位置上，摆放要使前面板看起来比较协调。最为关键的是程序框图的设计。程序框图的设计主要用到函数选板，根据本程序要实现的功能，在函数选板中选择相应的函数，由于程序是多次执行，所以需要用到循环结构。调试程序即可得到一个信号发生器。1.3虚拟信号发生器系统设计介绍1.3.1虚拟信号发生器的前面板设计第22页共23页首先在前面板需要添加两个波形显示窗口，用于显示产生的信号，由于产生信号的频率、频率档选择、幅值、相位、偏移量以及当波形为矩形波时的占空比可调，所以要在前面板添加四个旋钮控件。为了更

8、准确的输入并实时显示这四个旋钮控件的具体数值，需要打开控件的数字显示项。信号波形均为可调，因此要添加一个枚举来选择不同的信号类型，信号类型包括正弦波、矩形波、三角波、锯齿波。因为程序还需要调占空比，所以前面板上还需要输入控件并且加上信号重置开关。由此得到信号发生器的前面板如图1-1所示：图1-1信号发生器的前面板通过信号选择，虚拟