基于labview的多功能信号分析处理系统

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1、数采与监测中文核心期刊‘微计算机信息>(测控自动化)2008年第24卷第8·1期文章编号：1008--0570(2008)08--1-0100-02，，基于LabVlEW的多功能信号分析处理系统Multi-functionSignalAnalysisandProcessingSystemBasedonLabVIEW(武汉科技大学)陈东方张有清CHENDong-fangZHANGYou-qing摘要：针对传统仪器功能单一、只能连接有限的独立设备以及价格昂贵等不足，以LabVIEW为开发工具，采用虚拟仪器技术及信号处理技术等．开发多功能信号分析与处理系统。该系统主要具

2、有数据采集模块和信号分析与处理模块。该系统有良好的人机界面，且便于对之维护和功能扩充，具有很强的实用性。关键词：LabVIEW；虚拟仪器；数据采集；信号分析与处理中图分类号：Tlr311；TP274文献标识码：AAbstract：Consideringthesinglefunctionofthetraditionalinstrument，connectionoflimitedindependentequipmentsandhighprice，MuhifunctionalSignalAnalysisandProcessingSystemisdevelopedbyme

3、ansofthesoftwareLabVIEWandthetechnologyofvirtualinstrumentandsignalprocessing．Thesystemconsistsofmodulardataacquisition、signalanalysisandprocessingmodule．Inaddition，thesystemcanprovideafriendlyman-machineinterfaceanditisalsoconvenienttomaintainandexpand，withaverystrongsenseofpractical

4、ity．Keywords：LabVIEW；virtualinstrument；dataacquisition；signalanalysisandprocessing引言LabVIEW是一个工业标准的图形化开发环境，提供实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径．它结合了图形化编程方式的高性能与灵活性以及专为测试、测量与自动化控制应用设计的高端性能与配置功能。能为仪器控制、测量分析与数据显示等各种应用提供必要的开发工具，被广泛应用于各种行业中。开发人员都可以通过LabVIEW创建功能强大的测试、测量与自动化控制系统。1系统设计1．1系统总体结构系统由如图1测试前端(测试信

5、号)；虚拟仪器硬件部分(数据采集卡、接线板、数据线)；虚拟仪器软件(数据采集与信号处理系统)3部分构成。图l1．2系统原理美国国家仪器(NI)公司开发生产的专用数据采集设备能够实现高性能、高精度、高速的数据采集要求，并且美国国家仪器公司开发的LabVIEW语言是一种基于图形程序的编程语陈东方：副教授博士基金项目：省教育厅重点项目(Z枷51伽回言．故本系统采用NI公司推出的多功能数据采集卡来实现数据采集功能，保证采集模块的可靠性，如低价位的PEl-6221。数据采集模块是将信号送到采集卡上。并控制卡进行D／A转换。由于NI公司的数据采集卡都提供了配套的(DAQ)驱动

6、软件。实现采集卡的连接、操作管理和资源管理，同时驱动软件提供交互性良好的界面，因此便于虚拟仪器功能的开发。1．3系统功能介绍作为著名的虚拟仪器开发平台。LabVIEW在信号的发生、分析和处理上有着非常明显的优势。而本文设计的基于LabVIEW构建的数据采集和信号处理系统在此基础上，完成对信号显示、测量、波形存储、时域分析、频域分析以及信号的滤波处理功能。如图2所示。图22信号的时域分析2．1平均值与均方差平均值与均方差用于测量信号的平均值以及均方差。计算方法是在信号上加窗，即将原有信号乘以—个窗函数，窗函数的类型一100—360元，年邮局订阅号：82-946I露的

7、论文得到两院院士关国数采与监测圣警釜慧篓誓鬻蠹絮喜絮。擞奠耋煮感黝唷4信号的滤波处理后信号的均值以及均方差值。平均值与均方差模块如图3。“7“”””‘7‘—‘在对信号处理的众多方式中，滤波是最常用的一种，可以将用户需要频率范围的目标信号从噪声中提取出来，并将无用的信号去处。在该模块中主要有巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、反切比雪夫滤波器和贝塞尔滤波器。都可以设置为高通、低通、带通、和带阻四种模式，并且可以为每一种模式设置其截止频率。其中反切比雪夫滤波器对带白噪声的正弦信号进行滤波后的效果如图6所示。图32。2时域和过渡态测量时域和过渡态测量用以测量信号的时域参数以

8、及过渡态参