基于LabVIEW85的信号幅值特征值求取系统设计

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1、基于LabVIEW5的信号幅值特征值求取系统设计时间：2009-09-2811:34:28来源:现代电子技术作者：赵丽维0引言LabVIEW是基于图形编译(Graphics,G)语言的虚拟仪器软件开发平台，具冇数据采集、数据分析、信号生成、信号处理、输入/输出控制等功能。与传统编程采取的文木语言相比，LabVIEW使用G语言编程，界面更加友好直观，是一种直觉式图形程序语言。它冇两个基木窗口，前面板窗口和流程图窗口，前面板窗口用于设置控制对象和显示对象，相当于常规仪器的显示屏幕或指针；流程图窗口用于编写和显

2、示程序的图形源代码，相当于语言编程中的语句，它由各种能够完成一定功能的模块通过连接线连接而成。信号特征值以一个数值表示信号的某些时域特征，是对测试信号授简单直观的时域描述。在测试系统屮往往用一些模拟仪器表来指示信号的特征值。将测试信号采集到计算机后,可以在测试虚拟仪器中进行信号特征值处理，并在其前面板上直观地表示出信号的特征值,可以给虚拟仪器的使用者提供一个了解测试信号变化的快速途径。现就基于LabVIEW对周期信号及随机信号幅值特征值求取系统进行设计。1信号幅值特征值分析1.1周期信号的幅值特征值周期信

3、号的幅值特征值常以峰值、峰•峰值、均值、均方值和侑效值表示。(1)峰值xp和峰■峰值xp-p峰值xp指在一个周期内信号x(t)可能出现的最大绝对瞬时值,即：xp=

4、x(t)

5、maxo峰■峰值xp・p是指在一个周期内信号最大瞬时值xmax与最小瞬时值xminZ差的绝对值，xp-p=

6、xmax-xmin

7、o信号的峰值和峰一峰值给出了信号变化的极限范围，是选择测试装置的量程和动态范围的依据。(2)均值px=1/Tjr(z)dz周期信号的均值J°表示信号变化的中心趋势，是信号的常值分量。(3)均方值pav和冇效值

8、xrmspav=1/TJC2(Odi,周期信号属于功率信号，其能蜃无限，平均功率J°它反映了信号功率的大小。平均功率的平方根就是信号的有效值xrms,即：rms1/TX2(Odz1.2随机信号的幅值(1)均值

9、JX是指各态历经随即信号的样本函数x(t)在观测吋间T上的平均值，即:=lim7'->oo1L,不T（z）dz1J0它表示随机信号的常值分量，是随机信号波动的中心值，描述了随机信号的静态分量。(1)方差ox2描述随机信号的幅值波动程度。用样本函数x(t)偏离均值(JX的平方均值表示，W：昇=lim［

10、乂(/)一/厶了山它是分析随机信号的重耍参数。信号波动的范圉愈大，则OX电愈大。町见，标准差OX描述了随机信号的动态分量。(2)均方值屮x2描述随机信号的强度，它是样本函数x(t)的平均值，即：1「丁昭=lim耳DdzTf81JQ它代表信号的平均功率。2LabVIEW实现信号幅值特征值求取1.1LabVIEW实现周期信号幅值特征值求取用ExpressVI中的幅值和电平测量VI最为简单有效。它的达到路径是函数一信号分析一幅值和电平测量腫‘如图1所示。图1参数设置对话框参数对话框中共划分4个区域，分别是要求进

11、行的幅值特征值求取的项H、当前信号幅值特征值求取的结果、输入信号预览窗口和加窗后信号预览窗口。其中，最重要的是幅值特征值求取的项目设置。用Express信号发生器产生一个仿真信号，其参数设置如图2所示。这是个具有氏流偏置和泊松噪声丁扰的二角波信号°用幅值和电平测量检测其能够检测的所冇幅值特征值的测试VI的前后面板示图，如图3所示。时间：2009-09-2811:34:28來源：现代电子技术作者：赵丽维图2仿真信号参数设置(a)ExpressVI前浙板仿真偵号權值和电平iM*■■■—■■周H月平均•均伯(a

12、曲)•戈厨7■«w■■■■■■周期均方平均均値均方值正峻(b)ExpressVIjh1佃板图3周期信号幅值特征值测试图前后面板1.2LabVIEW实现随机信号幅值特征值求取幅值和电平测量主要针对周期信号进行处理，因此，它可以求取的参数中没冇包括随机它与信号幅值和电平测量位于信号和标准差。但可以引入ExpressVI中的配置统计同一个模板上，如图4所示。图4配置统计参数设置现在用Express信号发生器产生一个仿真信号，其参数设置如图2所示。这是个具有直流偏置和泊松噪声干扰的三角波信号。配置统计检测其能够检

13、测的所有幅值特征值的测试VI的前后面板示意图，如图5所示。讥;■■91604网$嘛聽魏:加潮綢(a)ExpressVIl"j

14、何板图5随机信号幅值特征值求取演示前后面板参数对话框共划分了五个区域，分别是要求进行的幅值特征值统计的项冃、当前信号幅值特征值统计的结果、输入信号窗口和统计极值以及统计采样特征。其屮，最重要的是幅值特征值统计项FI的设置。现求取随机信号幅值特征值，则选取均方根，标准差，方差即可。3信号的测量分析通过信号