《虚拟仪器导论》ppt电子教案第6章虚拟仪器数据采集与信号处理课件

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1、第6章虚拟仪器数据采集与信号处理第6章虚拟仪器数据采集与信号处理教学重点数据采集信号产生信号的时域分析信号的频域分析数字滤波器曲线拟合6.1数据采集组建一个基于LabVIEW的虚拟仪器系统，传感器、信号调理和数据采集模块是最基本的硬件。其中，传感器是将被测试的物理量转换为电量的基本环节，数据采集则将模拟信号转换成数据信号供计算机进行分析处理，信号调理是两者之间的桥梁，负责将传感器的输出信号和数据采集模块可以接受的信号类型联系起来。6.1.1数据采集系统结构数据采集（DataAcquisition，DAQ），就是将被测对象的各种参量（物理量、化学量、生物量等）通过各种传感器作适当

2、转换后，再经信号调理、采样、量化、编码、传输等步骤送到控制器进行数据处理或记录的过程。一个典型的数据采集卡的功能有模拟输入、模拟输出、数字I/O、计数器/计时器等，这些功能分别由相应的电路来实现。数据采集卡模拟输入/输出数字输入/输出时钟输入/输出OnOff1-0ADCcntr/timerdigitalDAQBoard选用数据采集卡的基本原则（1）数据分辨率和精度（2）最高采样速度（3）通道数（4）数据总线接口类型（5）是否有隔离（6）支持的软件驱动程序及其软件平台采集卡类型NI的数据采集卡PCI总线的通用数据采集卡6.1.2LabVIEW中的数据采集VI及应用数据采集系统结构

3、基于NI的USB-6009数据采集卡的数据采集USB-6009的主要特性：8模拟通道（14位、48KS/s采样速度)2路14位模拟输出通道12个I/O通道1个32位计数器/定时器USB-6009的外型NIUSB-6009的接线端子分配模拟输入：AI0~AI7模拟输出：AO0,AO1数字I/O：P0.0~P0.7,P1.0~P1.3定时/计数器：PFI0NI数据采集卡的应用例6.1利用USB-6009数据采集卡实现单通道数据采集分析：利用LabVIEW8.2的DAQmx-DataAcquisition子选板中的数据采集函数构建一个单通道的数据采集系统。硬件-选用NIUSB-600

4、9采集卡软件-选用DAQmx-DataAcquisition子选板中的数据采集函数实现单通道数据采集VI设计前面板程序框图构建多通道数据采集例6.2多通道数据采集分析：利用LabVIEW8.2的DAQmx-DataAcquisition子选板中的数据采集函数构建一个多通道的数据采集系统。硬件-选用NIUSB-6009采集卡软件-选用DAQmx-DataAcquisition子选板中的数据采集函数实现多通道数据采集系统的前面板多通道数据采集系统的程序框图6.1.3通用数据采集卡的LabVIEW控制实现1．数据采集卡驱动程序的开发方式直接端口读写方式（I/O方式）调用C语言源代码的

5、方式（CIN方式）调用动态连接库的方式（CLF方式）（1）直接端口读写方式（I/O方式）I/O端口子选板InPort.viOutPort.vi（2）调用C语言源代码的方式LabVIEW8.2函数选板的【互连接口】→【库可执行程序】子选板中有一个CodeInterfaceNode节点，用来在LabVIEW程序框图中直接调用其他编程语言（如VC）写的代码。这样就可以通过使用CIN图标来调用由C语言编写的采集卡驱动程序方法实现虚拟仪器的数据采集。（3）调用动态连接库的方式动态链接库通常由数据采集卡生产厂商提供，通过LabVIEW的CallLibraryFunctionNode来调用。

6、2．数据采集卡驱动程序设计举例例6.3用端口读/写函数驱动数据采集卡。要求通过端口读/写函数实现数据采集卡PC-6310的数据采集PC-6310简介PC-6310适用于具有ISA总线的PC系列微机卡上的A/D转换器ADS774为12位分辨率转换速率为10μS模拟输入信号范围为0V～10V或-5V～+5V模拟输入通道为32个通道的单端或16个通道的双端控制端口的地址与功能A/D转换状态数据格式A／D转换结果数据格式数据采集VI的前面板数据采集VI的程序框图数据采集VI的程序框图6.2信号产生信号产生是仪器系统的重要组成部分，要评价任意一个网络或系统的特性，必须外加一定的测试信号，

7、其性能方能显示出来。最常用的测试信号有正弦波、三角波、方波、锯齿波、噪声波及多频波（由不同频率的正弦波叠加而形成的波形）等。6.2.1数字信号的产生与数字化频率的概念正弦波信号：u(t)=Asin(ωt+θ0)ΔT为采样间隔，T为信号周期，设一个周期内的采样点数为n，则T=nΔT采样频率：fs=1/ΔT信号频率：fx=1/T=1/(nΔT)=fS/nu(iΔT)=Asin(2πi/n+θ0)设f=fx/fS=1/n,将2π弧度用360º表示，并省略，则得数字化频率f=模拟频率/采样频率6.2