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《基于labview的数字信号处理实验教学系统开发研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第21卷第6期常州工学院学报Vol.21No.62008年12月JournalofChangzhouInstituteofTechnologyDec.2008基于LabVIEW的数字信号处理实验教学系统开发研究黄金林(江苏技术师范学院电气信息工程学院,江苏常州213001)摘要:针对目前数字信号处理课程实验教学中使用的MATLAB实验系统,其程序的执行速度较慢且不能生成可执行文件等缺点,提出了利用虚拟仪器LabVIEW软件开发平台,设计了基于LabVIEW的数字信号处理实验教学系统,通过PC机实际运行证明了该实验系统的可行性
2、和实用性,并有利于提高实验教学的质量。关键词:数字信号处理;虚拟仪器;LabVIEW中图分类号:TP39119文献标识码:A文章编号:1671-0436(2008)06-0047-03数字信号处理是一门以算法为核心的课并实现仪器系统时,可以大大提高工作效率。其[1]程,理论性强,同时需要实验仿真来验证算法理应用方案灵活、性能提高快、综合成本低等优点,论,因此实验教学是必不可少的教学环节。现有给电子信息领域的教学、实验和科学研究带来了的实验仿真主要以[4]MATLAB为平台,仿真实验巨大变化。时需要学生学习软件的编程方法,但由
3、于学生对以LabVIEW8120中文版为开发平台,设计了于单纯的语言学习和微机仿真实验兴趣不高,教与数字信号处理课程紧密联系的实验系统,涉及学效果不理想。而在经费不充裕的情况下,不可了信号基本运算、信号抽样恢复、信号频谱分析、能购买大量的实验仪器。所以,将虚拟仪器引入滤波器设计演示等4个实验子系统,具体包含:信实验、课堂教学和科研中,开发实验教学系统成为号叠加、信号卷积、连续信号频谱分析、离散信号课程改革的迫切需要。[5]频谱分析、麦克风输入频谱分析、FIR滤波器设LabVIEW是由美国国家仪器公司(Nationa2计、II
4、R滤波器设计、数字滤波演示等部分。系统lInstruments,NI)开发的目前国际上最为通用的编结构如图1所示。[2]译型图形化编程语言。它集成了满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能,并内置了便于应用TCP/[3]IP、ACtiveX等软件标准的库函数。使用这种语言编程时,基本上不用写程序代码,取而代之的是流程图。具有极强的灵活性,因而被工业界、学术界和研究实验室广泛接受。虚拟仪器不仅可以代替传统的测量仪器,而且具备传统仪器所没有的功能,它可以增强用户构建自己的科学和工程系统
5、的能力,提供了现实仪器编程和数据采集系统的便捷途径,使用它进行原理研究、设计、测试图1系统结构图收稿日期:200821021248常州工学院学报2008年解决这个问题应运而生的。1系统登录程序的设计滤波器的设计与应用是数字信号处理教学中与基于MATLAB设计的试验系统相比,本系的重点知识,同时也是教学中的难点。而通过软统设计了登录程序,可以通过使用者的认证来确定件设计IIR滤波器实现实验仿真,可以非常直观、使用权限,主要由case循环语句、while循环语句、形象地显示滤波器的结果。字符数组构成,认证程序的流程图如图2所示。
6、IIR数字滤波器设计的单位脉冲响应是无限长,而所有的模拟滤波器一般都具有无限单位脉冲响应,因此它与模拟滤波器相匹配。IIR数字滤波器设计的基本技术就是利用幅值映射把已知的模拟器转N换成数字滤波器,一般用N阶差分方程y(n)=∑k=0Maky(n-k)+∑bky(n-k)来描述,相应系统函数为k=0M-k∑bkzk=0Y(z)H(z)=N=图2认证程序流程图-kX(z)1-∑akzk=02连续信号抽样和恢复滤波器的设计任务就是根据预先确定的技术指标,找到一组系统ak,bk,使滤波器的性能满足连续时间信号变为离散时间信号是由“抽
7、其技术指标。在实验仿真时,只要在用户界面上样”这一过程完成的,抽样是将模拟信号数字化输入阻带衰减系数、通带波纹系数、通带边界频率的第一个环节,可分别用MATLAB和LabVIEW和阻带边界频率,点击“生成滤波器”,在ANX里来实现,其结果如图3和图4所示。出现经滤波后的模拟信号。图5、图6为具有线性相位特性的仿真结果。3IIR滤波器的设计实际工程中,在对信号进行分析、传输和处理时,常会遇到有用信号叠加了无用的噪声,如何消在实验仿真中,可以对比滤波器幅频、相频特除和抑制干扰噪声,并提取出净化的有用信号,就性的设计要求,实时调整
8、参数和滤波器类型,以便成为信号传输与处理中的重要问题,滤波就是为得到最佳效果,其他类型的IIR滤波器和FIR滤第6期黄金林:基于LabVIEW的数字信号处理实验教学系统开发研究49波器也都可以使用LabVIEW来设计。设计声卡信号的采集和频谱分析模块,使学生能快速直观地领会和理解数字信号处
