基于LabVIEW的波形发生与显示_曹会国

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1、第27卷第3期临沂师范学院学报2005年6月Vol.27No.3JournalofLinyiTeacherspCollegeJun.2005基于LabVIEW的波形发生与显示12曹会国,陈宏圣(1.泰山学院物理系;2.泰山学院应用科学系,山东泰安271000)摘要:介绍了基于LabVIEW的波形产生与显示的实现方法.利用LabVIEW及相应的虚拟仪器可以轻松、快捷地产生并显示波形,为理工科学习和测试技术实践提供了一条捷径.关键词:LabVIEW;虚拟仪器;波形发生与显示+中图分类号:TP206.1文献标识码:A文章编号:1009-6051(2005)03-0024-03在理

2、工科各门功课的学习及测试技术实践中,经常涉及有关波形产生的与显示问题.一般都是通过购买各种相应硬件设备来实现,需要大量的信号发生器和各种测量分析设备.购买这些设备不但需要花费大量经费,而且以后设备的维护和维修也要花费大量的人力物力,显然对于我们这个正处在发展中的国家是特别困难的.基于LabVIEW的虚拟仪器的出现为我们很好地解决了这一难题.LabVIEW是LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench(实验室虚拟仪器集成环境)的简称,是美国国家仪器公司NI(NationalInstruments)的创新软件产品,被誉为“科学家

3、与工程师”的语言.虚拟仪器是LabVIEW的精髓,通过虚拟仪器的延伸与扩展,使LabVIEW的应用更加广泛.虚拟仪器是计算机技术与电子仪器相结合而产生的一种新的仪器模式,它通常是由个人计算机、模块化的功能硬件与用于数据分析、过程通信及图形用户界面的应用软件有机结合构成,使计算机成为一个具有各种测量功能的数字化测量平台.它利用软件在屏幕上生成各种仪器面板,完成对数据的处理、表达、传送、存储、显示等功能.通过LabVIEW即G语言设计相应虚拟仪器,可以很容易实现波形的发生与显示.1利用LabVIEW语言设计虚拟仪器实现波形的发生与显示当只需要一定信号波形发生和显示时,可以利用G

4、语言编程得到虚拟仪器,即用软件实现硬件的功能.1.1利用公式节点实现波形的发生与显示LabVIEW公式运算节点(formulanode)是一种传统的基于文字输入的节点,用于BlockDiagram里.用户进行数学运算时,就像在验算纸上写字一样输入函数公式,再加上显示部分即可实现函数波形显示.这里以正弦函数和余弦函数为例进行说明.图1为相应流程图,即用公式实现的正弦函数和余弦函数波形发生与显示的程序.其中内部粗框为公式节点,在公式节点边框上单击鼠标右键分别添加输入变量和输出变量.这里输入变量分别为a(振幅)、f(频率)、t(采样序列);输出变量为正弦函数和余弦函数y1和y2.

5、在前面板输入振幅变量a和频率f的具体数值,通过图形显示WaveformGraph控件来显示波形.对应程序前面板即虚拟仪器前面板如图2所示.输入a=3;f=2,运行可得到图中波形.因此,用公式节点来产生波形非常方便,一些不易获得的被测数据都可以用此法进行测量和显示,比如李沙育图形的演示等.1.2利用波形发生模板实现波形的发生与显示波形发生模板能够产生正弦波、方波、三角波、锯齿波、多频波、均匀分布白噪声、高斯分布白噪声、收稿日期:2005204220作者简介:曹会国(1970─),男,山东泰安人,泰山学院讲师,山东科技大学研究生,主要从事电子技术、微机原理等课程的教学与研究.2

6、4第3期曹会国:基于LabVIEW的波形发生与显示周期随机噪声等多种常用波形,还可以根据函数表达式生成函数波形.该模板位于Functions模板>>Analyze子模板>>WaveformGeneration子模板.比较常用的波形发生子模板的Vis有基本函数发生器BasicFunctionDenerator.vi、多频波形发生器BasicMultitione.vi和函数波形发生器FormulaWaveform.vi.其图标和功能:图1正弦函数和余弦函数发生显示流程图2正弦函数和余弦函数发生显示前面板:基本函数发生器,可产生4种基本函数波形:正弦波(默认值)、三角波、方波、锯

7、齿波等,函数波形的幅度、频率、相位可以从仪器前面板调节,从而可以得到学习和实践所需要的波形.:多频波形发生器,可产生由若干不同频率正弦波组成的多频波形.:函数波形发生器,端口formula的默认值为sin(w3t)3sin(23pi(1)310),其中w=2π3frequency,函数pi(x)的定义为pi(x)=x3π.使用函数波形发生器,可根据需要产生任意函数波形.这里以多频波形发生器来实现波形发生与显示,图3为多频波形发生器程序,图4为多频波形显示前面板,能显示多频波形及其功率谱.2利用声卡采集外来数据实现波