基于labview的虚拟仪器信号发生器的设计

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1、摘要随着计算机软、硬件的发展，计算机与外设之间的数据通信越来越频繁，也越来越便利，虚拟仪器应运而生。从本质上来说，虚拟仪器是仪器技术与计算机技术深层次结合的产物，它强调“软件是仪器”的概念，使用户能够根据自己的需要定义仪器功能，更好的组建自己所需要的测试系统。它是按照信号的处理与采集，数据的分析，结果的输出及显示的结构模式来建立通用信号处理硬件平台。本文就是在这个通用信号处理硬件平台，进行了基于LABVIEW的虚拟函数信号发生器的设计，设计基于LabWIEW软件的虚拟函数信号发生器（能够产生实验室常用的正

2、弦波、三角波、方波、锯齿波信号及白噪声和多频波，任意公式波），并在以设计好的虚拟信号发生器的基础上对所产生的信号做自相关分析，积分，微分分析及相应的频谱分析。关键词：虚拟仪器；Labview；虚拟函数信号发生器30目录第1章绪论11.1课题背景及意义11.2波形发生器的发展概况21.3本文主要论文4第2章虚拟仪器技术52.1虚拟仪器概述52.2虚拟仪器的硬件系统构成方案62.3虚拟仪器的软件开发平台72.4基于虚拟仪器构建的自动测试系统的优点92.5本章小结9第3章LabVIEW图形化开发环境113.1L

3、abVIEW简介113.2LabVIEW的优点123.3LabVIEW中的编程方式133.4LabVIEW程序的设计模式143.5本章小结14第4章虚拟函数信号发生器的设计154.1基本函数波形产生模块154.2多频信号产生模块164.3任意公式波形产生模块174.4正弦波仿真信号发生器模块214.5自相关函数演示模块234.6虚拟正弦波频谱分析仪模块254.7虚拟积分器与微分器模块274.8虚拟函数信号发生器的设计30第5章结论32参考文献33致谢34附录………………………………………………………………

4、…………….…..35附件附件1开题报告(文献综述)附件2译文及原文影印件30第1章绪论1.1课题背景及意义虚拟仪器在许多企业、科研单位被用于产品测试和测控系统，另外，包括一些著名高校在内的许多学校不仅建立了基于虚拟仪器的实验室，而且还开设了LabVIEW编程的课程。例如清华大学汽车系利用虚拟仪器技术构建的汽车发动机检测系统，用于汽车发动机的出厂检验，主要检测发动机的功率特性、负荷特性等华中理工大学机械学院工程测试实验室将其虚拟实验室成果在网上公开展示，供远程教育使用四川联合大学基于虚拟仪器的设计思路，研

5、制了“航空电台二线综合测试仪”，将台仪器集成于一体，组成虚拟仪器系统复旦大学、上海交通大学、广州暨南大学等一批高校，也开发了一批新的虚拟仪器系统用于教学和科研。国内专家预测未来的几年内，我国将有的仪器为虚拟仪器。国内将有大批企业使用虚拟仪器系统对生产设备的运行状况进行实时检测。随着微型计算机的发展，虚拟仪器将会逐步取代传统的测试仪器而成为测试仪器的主流。虚拟仪器技术的提出与发展，标志着二十一世纪自动测试与电子测量仪器领域技术发展的一个重要方向。虚拟仪器技术为教学双方都提供了很好的舞台。其内容新，反映了当前

6、测量技术的发展方向；涉及面广，包括数学、物理、电工电子技术、计算机软硬件、信号处理及相关专业的测试技术。它要求学生在理论与实际结合的基础上解决一两个测试问题，同时为学生的创造性学习提供充分的空间[1]。目前，我国正处于科学技术蓬勃发展的新时期，对仪器设备的需求将更加强劲。虚拟仪器赖以生存的计算机近几年正以迅猛的势头席卷全国，这为虚拟仪器的发展莫定了基础。虚拟仪器作为传统仪器的替代品，市场容量巨大。据专家预测，到本世纪初我国将有的仪器为虚拟仪器。发达国家虽然在此领域比我国起步较早，但差距并不是很大，我们应当

7、充分把握时机，取长补短，学习国外先进经验，将我国的虚拟仪器产业水平逐渐向先进国家靠拢。1.2波形发生器的发展概况波形发生器是应用在测试设备、信号接收设备等装置中的一种信号源。早在二十年代，当电子设备刚开始出现的时候，信号发生器就出现了。随着电子技术的巨大进步，波形发生器根据其关键技术—频率合成技术的角度，大致可以划分成三代。第一代的波形发生器采用的是直接模拟频率合成(DireetAnalogFrequeneysynthesis，简称DAFs)技术[2]30。该技术原理简单，易于实现。它由模拟振荡器产生参考

8、频率源，经谐波发生器产生一系列谐波，再经混频、分频和滤波等处理产生大量的离散频率。其结构如图1.1所示：可调衰减器输出放大器正弦波整形器放大器三角波发生器OSC图1.1直接模拟频率合成框图根据所使用的参考频率的数目不同可分为非相关合成方法和相关合成方法两种类型。非相关合成方法使用多个晶体参考频率源，所需的各种频率分别由这些参考源提供;相关合成方法只是用一个晶体参考频率源，所需的各种频率都由它经过分频、混频和倍频后得到，因而合成