基于Matlab的虚拟信号发生器设计
基于matlab 信号发生器设计
三．信号发生器设计
1.信号发生器程序框图设计
首先先在程序面板上找出基本信号发生器，在分别标添加输入为、幅值、预设频率、占空比、输出频率；然后再添加输出为波形图
2.信号发生器的前面板设计
第一步，先把程序版所设计的在前面版上排版整理；第二步，用控件里面的修饰选择上凹凸选项；第三步，在波形显示上面添加一个标签（信号发生器）。
运行结果：
三角波
正选波
方波
锯齿波
3.结束语
设计的信号发生器可以实现在波形显示波形信号, 信号的相位和幅值还有频率均可自己调试。
适合于科研分析。
基于MATLAB和FPGA的DDS发生器的设计与实现
敬件打农与狡用信I ■与足1B China Computer & Communication 2021年第2期基于MATLAB 和FPGA 的DDS 发生器的设计与实现李奇黄大胜李倩缪露露(南京工业大学浦江学院计算机与通信工程学院，江苏南京211800)摘 要：针对专用DDS 芯片存在功能单一等缺点，本文提出基于MATLAB 和FPGA 的DDS 发生器的设计方案.该方案 利用MATLAB 强大的计算能力对信号波形相位点对应的幅值进行预先计算，调用Usart 接收模块功能将MATLAB 接收的数 据固化到FPGA 的RAM 中，再通过相位在波表中查找幅值，可通过虚拟仪器ADALM2000查看输出的任意周期波形。
关键词：MATLAB; FPGA; DAC; DDS; RAM中图分类号：TM935 文献标识码：A 文章编号：4003-9767 (2021) 02-080-03Design and Implementation of DDS Generator Based on MATLAB and FPGALI Qi, HUANG Dasheng, LI Qian, MIAO Lulu(School of Computer and Communication Engineering, Nanjing Tech University Pujiang Institute, Nanjing Jiangsu 211800, China)Abstract ： Aiming at the shortcomings of the dedicated DDS chip such as single function, this paper proposes a design scheme of DDS generator based on MATLAB and FPGA. This solution uses MATLAB's powerful calculation capabilities to pre-calculate the amplitude corresponding to the phase point of the signal waveform, call the Usart receiving module function to solidify the data received by MATLAB into the RAM of the FPGA, and then look up the amplitude in the wavetable through the phase. View the output arbitrary cycle waveform through the virtual instrument ADALM2000.Keywords: MATLAB; FPGA; DAC; DDS; RAM0引言信号发生器是指能提供各种频率、波形和输出电平信号 的设备叫在教学实验中常用于测试或检修各种电子仪器设 备中的低频放大器的频率特性，也可用信号发生器产生一些经典的信号波形，如锯齿波、正弦波和方波等。
基于LabWindows_CVI的虚拟信号发生器设计
硬件接口模块等。在这里,硬件仅是为了解决信号的输入输出,
软件才是整个系统的关键。当基本硬件确定了以后,就可以通过
不同的软件实现不同的功能。虚拟仪器应用软件集成了仪器的
所有采集、控制、数据分析、结果输出和用户界面等功能,使传统
仪器的某些硬件甚至整个仪器都被计算机软件所代替。虚拟仪
器系统的设计与实现已成为仪器产业发展的一个重要方向,代
传感器与仪器仪表
《微计算机信息》(测控自动化 )2010 年第 26 卷第 8-1 期
当点击用户界面上的波形选择时, 程序将自动执行 Wave－ FormChooseCB 函数,实现函数波形和频谱的产生并显示。
断出现, 突破了传统仪器的概念, 继而开创了仪器仪表的新时
代—— —虚拟仪器。虚拟仪器技术最核心的思想就是利用计算机
的硬/软件资源,使本来需要硬件实现的技术软件化(虚拟化),以
便最大限度的降低系统成本,增强系统的功能和灵活性。
虚拟仪器技术的实质是利用最新的计算机技术来实现和
扩展传统仪器的功能。其基本构成包括计算机、虚拟仪器软件、
仪器的广阔应用前景。 利用其软件开发平台,按步骤阐述了虚拟信号发生器设计和实现过程,最终实现了信号发生器的设
计,该信号发生器可以选择波形以及幅值和频率,功能可以由用户根据需要自行设计或扩展,人机界面友好。
关键词: 信号发生器; 虚拟仪器; LabWindows/CVI
中图分类号: TH878
文献标识码: A
结论本文通过以labwindowsvi为虚拟仪器的开发工具进行虚拟信号发生器的设计充分利用了计算机的强大信息处理能力和labwindowsvi强大的开发功能与灵活的编程手段最终实现了虚拟信号发生器的设计可以看出虚拟仪器给用户提供了一个充分发挥自己才能和想象力的空间可根据用户自己的设想及要求通过编程来设计组建自己的仪器系统它的灵活开放技术更新周期短可随着计算机技术的发展和用户的需求进行仪器与系统的升级在性能维护和灵活组态等多个方面有着传统仪器无法比拟的优点
基于Matlab的虚拟信号发生器设计
基于Matlab的虚拟信号发生器设计
车子萍
【期刊名称】《智能计算机与应用》
【年(卷),期】2010(000)001
【摘要】Matlab是一个敦据分析和处理功能十分强大的工程实用软件,为输出提供了十分方便的函教和命令并且Matlab简单直观的图形用户接口易于掌握和使用.本文介绍了一种使用GUI工具箱,用Matlab实现虚拟信号发生器的设计.文章设计的信号发生器可以加深对信号处理概念的理解,具有一定的借鉴应用价值.
【总页数】2页(P3-4)
【作者】车子萍
【作者单位】武汉大学动力与机械学院,湖北,武汉,430072
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于声卡的虚拟示波器和虚拟信号发生器的设计与测试 [J], 李娜
2.基于Matlab/DSP Builder任意波形信号发生器的两种设计 [J], 王康佳;刘诗伟;孙番典
3.基于声卡和Matlab的虚拟信号发生器 [J], 张桂林;张烈平
4.基于MATLAB的可控DDS正交信号发生器的设计与实现 [J], 杨军
5.基于Matlab/DSP Builder多波形信号发生器的设计 [J], 杨守良;程正富
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基于MATLAB的信号发生器设计
因为 PCI-6024E 只有 2 路 DAC，所以输出通道的选择只有这 2 路，或者只输出其 中的一路。运行、停止则是开始和停止计算波形、输出波形的过程。编写 M 文件 来处理 GUI 界面的事件的响应。
本设计的独特之处在于输出通道的可选择性，可选择 NI-DAQ（PCI-6024E）， 声卡，或者并行等。考虑到信号幅度范围对于不同硬件也是不同的（PCI-6024E 是-10～10v），超出范围的部分是无效的，程序同样会报错并停止运行。
幅度 amplitude
文件名 filename
默认值
500
1
自定义波参数如表 8 所示。设采样率：samp
说明：本选项是信号发生器的扩展功能之一，通过菜单区操作可以读取保存
为图像和数据的文件，输出信号到输出板卡上。
①读取图像文件（*.bmp）
源程序段:
h1=imread(filename);
h2=rgb2gray(h1)
《MatLab 信号处理》
-----基于 MATLAB 的信号发生器设计
姓名： 学号： 班级： 2010.12
基于 MATLAB 的信号发生器设计
虚拟仪器能充分利用现有计算机资源，通过配以独特设计的软硬件，实现普 通仪器的全部功能以及一些在普通仪器上无法实现的功能的软件或程序。本设计 的主要内容就是基于 MATLAB 来实现一个信号发生器，除具有信号发生器一般功 能外，还应能通过文件或图形获取波形数据，以实现任意波形的生成，并以 PCI-6024 DAQ 卡作为硬件平台输出。
[m,n]=size(h2);
for i=1:n
x(i)=0;
end
for i=1:n
for j=1:m
if (h2(j,i)~=255)
基于matlab的信号发生器设计
基于matlab的信号发⽣器设计Digital Signal GeneratorYangXiao M2013705103HuaZhong University of Science and TechnologySchool of Mechanical Science and Engineering Abstract: Matlab Is a numerical analysis, matrix calculation, scientific data visualization and nonlinear dynamic state system modeling and simulation, and other functions of practical software engineering.It’s easy to use the windows environment and cast off a tradition on the interactive programming language (such as C, Fortran) Edit mode In large range. In this report,The task is to design a digital signal generator bu using matlab.It could help us to understand the signal processing by designing the digital signal generator. Which has a certain application value of reference.Keyword:digital signal generator;Matlab1.PrefaceMATLAB is called Matrix Laboratory，which is designed by the United States MathWorks company.It’s a commercial mathematical software. Matlab can be use for Matrix operations, mapping functions and data, algorithm, creating the user interface, connect to other programming languages procedures, mainly used in engineering calculations, control design, signal processing and communications, image processing, signal detection, design and financial modeling analysis and other fields. GUI (Graphical User Interface, referred to as GUI, known Graphical User Interface) is displayed using the graphical user interface of computer operations.. Matlab has a powerful GUl tool. In this report, by using matlab GUI tool we could a designed digital signal generator .2. IntroduceProgram reference implementation of MATLAB Data Acquisition Toolbox. In MATLAB design, there are two designs: the GUI editor and M-file write. This design use GUI editor . The GUI is user interface, which is to select the waveform, set and modify the waveform parameters, set the sampling rate, select the output channel and run. This program GUI interface provided: sin, square, triangle, sawtooth, while noise, to choice. Also we could change waveform parameters to change waveform’s shape. As frequency amplitude phase and sample haveprovided gave us to change.The interface is that:2.1 Interface3. Design PrinciplesThe task is to design the digital signal generator which can generate sine wave, square wave, triangle wave, sawtooth wave, and white noise. All the waveform can use MATLAB function, and could be adjusted by inputting information such as the amplitude, phase and frequency .3.1 Achieve sin signalThe mathematical function of sin wave signal is that:()sin 2y A ft πφ=+A: amplitude; f: frequency;φ: phase;t: 0:1/s:1;(s is sample); The M-program is:A=get(handles.Amplitude,'Value'); f=get(handles.Frequency,'Value'); p=get(handles.Phase,'Value');s=get(handles.Sample,'Value'); x=0:1/s:1;y=A*sin(2*pi*f*x+p); plot(handles.screen,x,y,'r'); legend('sin(x)'); wavplay(y); grid on;axis([0,0.1,-20,20]);We could run the program by setting the parameters:3.1 Image of sin signal3.2 Achieve square signalThe mathematical function of square wave signal is that:(2)y Asquare ft b π=+A: amplitude; f: frequency; b: phase;t: 0:1/s:1;(s is sample); The M-program is:A=get(handles.Amplitude,'Value'); f=get(handles.Frequency,'Value');p=get(handles.Phase,'Value');s=get(handles.Sample,'Value');x=0:1/s:10;y=A*square(2*pi*f*x+p);plot(handles.screen,x,y,'b');legend('square');wavplay(y);grid on;axis([0,0.1,-20,20]);We could run the program by setting the parameters:3.2 Image of square signal3.3 Achieve triangular signalThe mathematical function of triangular wave signal is that:(2,0.5)y Asawtooth ft b π=+A: amplitude; f: frequency; b: phase;t: 0:1/s:1;(s is sample); The M-program is:A=get(handles.Amplitude,'Value'); f=get(handles.Frequency,'Value'); p=get(handles.Phase,'Value'); s=get(handles.Sample,'Value'); x=0:1/s:10;y=A*sawtooth(2*pi*f*x+p,0.5); plot(handles.screen,x,y,'b'); legend(‘triangle ’); wavplay(y); grid on; axis([0,0.1,-20,20]);We could run the program by setting the parameters:3.3 Image of triangular signal3.4 Achieve sawtooth signalThe mathematical function of sawtooth wave signal is that:(2)y Asawtooth ft b π=+A: amplitude; f: frequency; b: phase;t: 0:1/s:1;(s is sample); The M-program is:A=get(handles.Amplitude,'Value'); f=get(handles.Frequency,'Value'); p=get(handles.Phase,'Value');s=get(handles.Sample,'Value');x=0:1/s:10;y=A*sawtooth(2*pi*f*x+p);plot(handles.screen,x,y,'b');legend(‘tooth’);wavplay(y);grid on;axis([0,0.1,-20,20]);We could run the program by setting the parameters:3.4 Image of sawtooth signal3.5 Achieve white noise signalThe mathematical function of white noise wave signal is that:y A rand length x=-2((1,())0.5)A: amplitude;f: frequency;b: phase;t: 0:1/s:1;(s is sample);The M-program is:A=get(handles.Amplitude,'Value');f=get(handles.Frequency,'Value');p=get(handles.Phase,'Value');s=get(handles.Sample,'Value');x=0:1/s:10;y=2* A*(rand(1,length(x))-0.5);plot(handles.screen,x,y,'b');legend('white noise');wavplay(y);grid on;axis([0,0.1,-20,20]);We could run the program by setting the parameters:3.5 Image of white noise signal4 Exist problemThere are many problems in the design because I didn’t use matlab and the GUI modules ever.(1) I am not familiar to the interface and operator of matlab,which lead toI program without efficiency.(2) Without systematic studying of matlab，I could not express my ideas by using succinct matlab language.(3)In the beginning, I don’t understand the handle deep, and don,t have aclear idea.5. ConclusionIn the latter study, I will be more systematic learning MATLAB this powerful engineering software, has a fight on his understanding of the macro, on the basis of multi-programming exercises to strengthen the commonly used functions and concepts of memory, and finally, contact practical, try to solve some common engineering problems.References[1] 薛⼭. MATLAB基础教程. [M] 北京：清华⼤学出版社，2011.3。
自动化毕业论文基于虚拟仪器的虚拟信号发生器和示波器的实现
基于虚拟仪器的虚拟信号发生器和示波器的实现基于虚拟仪器的虚拟信号发生器和示波器的实现摘要：本文介绍了虚拟仪器的基本框架和总体设计思想。
在此基础上，利用虚拟仪器开发平台LabVIEW和数据采集卡PCI-6024E设计了1种基于虚拟仪器的函数信号发生器和虚拟多功能示波器。
为了弥补常规函数信号发生器无任意波输出的不足，虚拟函数信号发生器以数据采集卡为输出设备，采用虚拟仪器技术，设计并实现了基于虚拟仪器的函数信号发生器。
该函数信号发生器除了能产生常规的信号外，还能产生根据用户输入函数表达式的信号，实现了对现用常规信号源功能的扩展。
虚拟示波器它不但具有传统示波器波形显示控制的功能，而且还对传统示波器的功能进行了扩展，实现了参数自动测量显示、波形读写等传统示波器无法实现的新功能，并将波形显示、电压测量、频谱分析等功能融入仪器设计中，构成了全新的多功能示波器。
最后，利用数据采集卡PCI-6024E采集信号发生器的数据，对其各项功能分别进行了测试和分析，测试结果表明该虚拟多功能示波器达到了相应的技术指标。
关键词虚拟仪器；函数信号发生器；虚拟多功能示波器；PCI-6024E采集卡；LabVIEW Realization of Virtual signal generator and Oscilloscopebased on Virtualinstrument Abstract: This thesis introduced the basic framework and design ideas of virtual machines. On this basis, based on the software LabVIEW of virtualinstrument and data acquisition card PCI-6024E,based on avirtual functional signal generators of virtual instrument and a kind of virtual mutil-functions Oscilloscope is introduced in this thesis.In order to compensate the defect of normal functional signal generators without arbitrary waveforms output a virtual functional signal generator was designed and realized using data acquisition card as output device．The virtual functional signal generator can generate not only standard waveforms，but also various user-defined waveforms，so the functions of normal signal source have been expanded． This virtual scope not only has the functions achieved in traditional scope such as waveform display and control,but also achieves some expanded functions which cant be achieved in traditional scope. For example, the parametern can be measured and displayed autorn aticly, the waveform can be saved and readedfreely and so on. There are the other new functions such as waveform display, voltage correlation analysis digital filter, frequency response analysis etc. So this is a fresh multi-functions scope. The all functions of the virtual multi-functions DSO are tested and analyzed with the data acquisition card PCI-6024E.The testing results prove that the virtual multi-functions DSO attains the relevant technical target.Key Words virtual instrument；functional signal generators；virtual mutil-functions Oscilloscope；data acquisition card PCI-6024E；LabVIEW基于虚拟仪器的虚拟信号发生器和示波器的实现摘要：本文介绍了虚拟仪器的基本框架和总体设计思想。
基于虚拟仪器的信号发生器的设计
目录一、设计要求 (1)一、设计要求 (1)二、设计思路与预期实现功能： (1)1、设计思路： (1)2、预期实现功能： (1)三、函数发生器的设计 (2)1、登陆界面： (2)2、函数信号发生器子VI（数码管显示）的设计 (3)3、频率输入与显示： (3)4、倍率选择： (4)5、波形选择： (5)6、波形对称、方波占空比和信号幅度： (5)7、扫描速率和扫描宽度： (6)8、局部变量： (6)9、调用子程序： (6)10、未加入噪声时的波形显示波形显示： (6)11、加噪声信号后的函数信号波形 (7)12、此次函数信号发生器整体程序框图 (7)四、测试和结果 (9)五、性能分析 (9)六、虚拟函数信号发生器具体操作方法 (10)1、关于登录： (10)2、关于频率调节与倍率选择： (10)3、关于波形选择: (10)4、波形的其他基本参数调节： (10)5、停止按钮： (10)七、个人心得与体会 (10)八、参考文献 (11)一、设计要求题目：基于虚拟仪器的信号发生器的设计初始条件：查询现有信号发生器产品，找到参考设计的仪器参数及前面控制界面，用虚拟仪器软件完成相近大部分功能，并适当说明操作和设计思想。
输入信号可用软件模拟，或用函数发生。
要求完成的主要任务：至少完成设计内容中各部分基本内容，可添加适当相关内容。
1）用户认证入口。
2）能运用设计前面板中字体、颜色、修饰功能。
3）载入指定公司图标图片到前面板(信号发生器参考原形图片)。
4）设计中运用弹出对话框操作至少2处。
5）结构设计至少用到3种以上，（for循环，while循环，公式节点，事件结构，局部变量，全局变量等）6）最少完成3种信号的输出。
7）VI层次结构包含主程序－子程序调用，子程序图标修改（非默认形式即可）8）论述说明各环节分析及设计原理。
9）完成正文8-18页的报告。
二、设计思路与预期实现功能：1、设计思路：首先设计一个函数信号发生器的数码管显示子VI，然后设计一个登录界面，函数发生器程序放在登陆程序后面。
虚拟仪器课程设计报告--基于虚拟仪器的信号发生器设计
虚拟仪器课程设计报告——基于虚拟仪器的信号发生器设计组员：XXX班级：XXXXXXX专业：测控技术与仪器学院：机电学院指导老师：XXXXXX目录一、设计要求 (3)二、设计思路 (3)三、前面板设计 (3)四、后面板的程序框图设计 (5)五、设计结果 (8)六、结果分析 (11)七、发现问题及解决方案 (11)八、设计总结 (12)基于虚拟仪器的信号发生器设计一、设计要求（1）能产生正弦、方波（占空比可调）、锯齿波、三角波，幅度、相位、频绿可调；（2）最大输出频率：100KHz，最大幅度10V;(3) 幅度、相位、频率均连续可调；（4）界面美观，操作方便；（5）模拟输出通过示波器观察以上功能；二、设计思路（1）总体设计思路根据设计要求，先做出一个单通道的信号发生器，在LabVIEW界面上运行，实现基本的要求，即可以显示各种波形而且幅度频率等连续可调，然后再加上一个信号发生器，将它们进行捆绑，实现两个信号同时显示的双通道信号发生器功能，最后利用数据采集卡和DAQ 助手连接到示波器，检验结果是否和LabVIEW界面上运行的结果吻合。
（2）要求分析对于要求1：可以采用基本函数信号发生器，就可以产生相应的波形。
对于要求2：由于采集卡的限制，当达到100KHz的时候，波形会有所失真，这个时候需要调节相应的采样频率可以使波形得到相应改善。
对于要求3：设置一个旋钮按键就可以实现连续调节。
对于要求4：可以在修饰中根据自己的需要做相应的装饰。
对于要求5：可以使用DAQ助手和数据采集卡来实现输出，在示波器上显示。
三、前面板设计前面板是用户接口即交互式界面用于用户输入各种控制参数观察输出量和显示输出信号波形，在前面板中使用了各种仿真图标、旋钮开关等，并以数字显示或实时波形图等控件模拟真实仪器的面板，在使用中直接通过鼠标和键盘设定信号的相关参数。
我们设计的双通道信号发生器的前面板如下图所示：主要由以下几部分组成：（1）信号类型选择部分：包括四种波形的选择（正弦波、三角波、方波、锯齿波）。
基于MATLAB的信号发生器设计 共20页PPT资料共22页
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
基于MATLAB的信号发生器设计 共20 页PPT资料
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
基于MATLAB的数字信号发生器及简易电子琴设计
基于MATLAB的数字信号发生器及简易电子琴设计摘要数字信号发生器是一种基于软硬件结合实现的函数波形产生仪器。
在工程实践中需要检测和分析的各种复杂信号均可分解成各种简单信号之和，而这些简单信号皆可由数字信号发生器模拟产生，因此它在工程分析和实验教学中有着广泛的应用。
MATLAB是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件，它的数据采集工具箱为实现数据的输入和输出提供了十分方便的函数和命令，在数字信号处理方面方便实用。
本文介绍了一种使用MATLAB建立一个简单数字信号发生器的基本流程，并详细叙述了简单波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波、白噪声、脉冲、阶跃、斜坡）信号的具体实现方法。
最后，利用简单的正弦波信号和PC的声卡设计了一个简易电子琴。
关键字：MATLAB，数字信号发生器，简易电子琴1概述随着计算机技术和测试技术的不断发展，传统的测试仪器正向虚拟化方向发展，特别是在试验教学领域。
虚拟仪器作为现代仪器技术和计算机技术深层次结合的产物，更是得到了广泛应用。
信号发生器原本是模拟电子技术发展的产物，但本文设计出的数字信号发生器是基于计算机软硬件实现的数字信号发生器，是一种虚拟仪器。
2 设计原理常用的数字信号发生器一般可产生正弦信号、方波信号、三角波信号、锯齿波信号、白噪声信号、脉冲信号、阶跃信号、斜坡信号等。
此时的数字信号又可称为离散信号，即时间为离散变量的信号。
它只在离散时间上给出函数值，是时间上不连续的“序列”。
离散时间的间隔是均匀的，以t ∆表示。
t ∆的值由信号的采样频率fs 决定。
为保证采样后信号能真实地保留原始模拟信号信息，信号采样频率必须至少为原信号中最高频率成分的2倍。
这是采样的基本法则，称为采样定理。
本文为了使产生的数字信号更接近原始的模拟信号，采用的采样频率为原始信号频率的30倍。
MATLAB 程序提供了常用的各种基本信号的生成函数。
本设计需模拟的八种信号大部分都直接使用了MATLAB 提供的函数，只有少数几个信号没有调用函数，直接编写的。
基于虚拟仪器的信号发生器设计 课程设计
基于LabVIEW的虚拟仪器信号发生器设计摘要虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起，利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能，打破了传统仪器的框架，形成的一种新的仪器模式。
本文首先概述了信号发生器及虚拟仪器技术在国内外的发展及趋势，然后介绍了信号发生器的相关理论，给出了信号发生器的基本原理框图，并探讨了虚拟仪器的总线及其标准、框架结构、LABVIEW开发平台。
在分析本系统功能需求的基础上，介绍了数据采集卡、LABVIEW的编程模式等设计中所涉及到的技术。
本设计是虚拟仪器模拟真实仪器的尝试。
实践证明虚拟仪器是一种优秀的解决方案，能够实现各种硬件可以完成的任务。
关键词：虚拟仪器，数据采集卡，信号发生器，LABVIEW目录1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2信号发生器的发展 (1)1.3虚拟仪器的发展趋势 (2)1.4课题的主要任务 (3)2 虚拟仪器 (3)2.1虚拟仪器的概述 (3)2.1.1 虚拟仪器的特点及优势 (4)2.1.2 虚拟仪器与传统仪器的比较 (5)2.2虚拟仪器的开发软件 (8)2.2.1 虚拟仪器的开发语言 (8)2.2.2图形化虚拟仪器开发平台——LABVIEW (9)2.2.3基于LABVIEW平台的虚拟仪器程序设计 (9)2.3虚拟仪器的发展方向 (10)3虚拟信号发生器的设计 (11)3.1虚拟波形发生器前面板 (12)3.2信号源为正弦波 (14)3.3信号源为三角波 (16)3.4信号源为方波 (18)3.5信号源为锯齿波 (20)总结 (22)致谢 (23)参考文献 (23)1 绪论1.1引言信号发生器作为科学实验必不可少的装置，被广泛地应用到教学、科研等各个领域。
高等学校特别是理工科的教学、科研需要大量的仪器设备，例如信号源、示波器等，常用仪器都必须配置多套，但是有些仪器设备价格昂贵，如果按照传统模式新建或者改造实验室投资巨大，造成许多学校仪器设备缺乏或过时陈旧，严重影响教学科研。
实验5 虚拟信号发生器设计
实验5 虚拟信号发生器设计实验目的：综合使用Labview 编程技术，结合实际应用设计一款虚拟信号发生器。
设计要求：能产生常用信号、公式波形，可选择是否添加噪声；可设置波形的频率、幅值、直流偏移量、占空比。
设计过程：虚拟信号发生器就是利用采集卡的模拟输出功能来连续产生一些设定好的信号，相对于传统信号发生器，它具有更加丰富的功能。
图5-1即为一个虚拟信号发生器的实例。
前面板右边的几个控件用于设置信号的频率、幅值等基本参数。
下边的控件用于设置信号的类型，除了能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等基本函数波外，还能选择生成公式波形，只要在公式框中输入需要的波形公式代码，单击“更新”按钮即可。
另外还可以在输出信号中添加噪声，并可以自定义噪声的类型和幅度。
图5-1 虚拟信号发生器前面板在Labview中要实现这样的一虚拟信号发生器，看是困难，其实并不复杂，其程序代码分为“初始化”、“主体程序”和“退出”3个模块，使用一个顺序结构将它们组合在一起就能完成整个软件的构架，下面是具体设计过程。
5.1 初始化初始化就是为一些控件或变量赋初值，以便程序具有合理的初始参数和严格的逻辑性，减少程序出错的几率。
虚拟信号发生器的“初始化”代码如图5-2所示，它们位于层叠式顺序结构的第0帧，这里主要进行了两项设置：通过属性节点来设置波形图显示控件的显示区域背景色以及清空显示波形；将“退出系统”按钮值设置为假（即非按下状态）。
图5-2 虚拟信号发生器的“初始化”代码初始化并不是必须的，设置的内容也不是固定的，用户可以根据程序的实际情况来决定具体的初始化内容，初始化只是为了使程序更加完善，逻辑性更强。
5.2 主体程序初始化完成后，进入层叠式顺序结构的第一帧，这里是虚拟信号发生器的主体程序，实际上就是一个连续模拟信号输出。
这里给出一种虚拟信号发生器的信号生成机制，如图5-3所示，当然，我们也可以根据实际情况，给出其它方案。
创建任务并配置通道后，首先将函数节点生成的信号模板写入到输出缓存中，然后，启动任务开始模拟输出，接下来进入循环，在循环中继续生成信号模板并写入输出缓存。
实验一虚拟信号发生器的的设计
实验一虚拟信号发生器的的设计学号：044100116 班级：通信041 姓名：马吉炜【实验目的】1.学习和掌握基于LabVIEW开发环境的编程技术2.学习和掌握LabVIEW中信号发生节点的使用3.熟悉虚拟仪器的组成【【实验内容】设计一基于PC机的信号发生器，能够产生方波、正弦波、三角波、锯齿波以及任意函数的波形，并能满足一定的性能指标。
一、信号发生器的用途在研制、生产、使用、测试和维修各种电子元器件、部件以及整机设备时，都需要有信号源，由它产生不同频率、不同波形的电压、电流信号并加到被测器件、设备上，用其他测量仪器观察、测量被测者的输出响应，以分析确定它们的性能参数，如图所示。
这种提供测试用电信号的装置，统称为信号发生器，用在电子测量领域，也称为测试信号发生器。
和示波器、电压表、频率计等仪器一样，信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。
二、信号发生器按输出波形分类根据使用要求，信号发生器可以输出不同波形的信号。
按照输出信号的波形特性，信号发生器可分为正弦信号发生器和非正弦信号发生器。
非正弦信号发生器又可包括：脉冲信号发生器、函数信号发生器、扫频信号发生器、数字序列信号发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。
三、信号发生器的性能指标输出波形----能产生正弦波，余弦波，方波，锯齿波，三角波以及任意函数的波形，可以根据需要改变波形的频率和幅值。
频率范围----理论上全频段，但具体涉及到计算机性能。
输出电压----一般指输出电压的峰—峰值。
波形特性----不同波形有不同的表示法。
一般正弦波和三角波的特性用非线性失真系数表示；而方波的特性参数是上升时间。
如正弦信号发生器的输出在理想情况下应为单一频率的正弦波，但由于信号发生器内部放大器等元、器件的非线性，会使输出信号产生非线性失真，除了所需要的正弦波频率外， 还有其他谐波分量。
人们通常用信号频谱纯度来说明输出信号波形接近正弦波的程度，并用非线性失真系数γ表示：%100122322⨯+++=U U U U nγ1U 是基频分量的振幅，i U 是第i 次谐波分量的振幅。
基于LabVIEW的虚拟任意信号发生器设计
基于LabVIEW的虚拟任意信号发生器设计赵华;张代远【摘要】为了解决传统的专用仪器开发难度大、周期长、成本高的问题,提出并实现了采用虚拟仪器技术实现的任意信号发生器,不但降低了开发成本,节省了开发时间,并且可以和其他虚拟仪器构成一个完整的实验系统而无需添加其他硬件产生信号输出供其他仪器使用.主要利用LabVIEW编程,在计算机内产生信号的数据,通过D/A模块将产生的数据按照一定的速率输出,从而得到连续的模拟信号波形.用户可以通过此虚拟任意信号发生器自己编辑波形,从而在真正意义上实现任意波形发生器功能.%The development of traditional dedicated instrument is difficult,long cycle and high cost.In order to solve the problem,proposed and implemented the development of arbitrary waveform generator using the virtual instrument technology.It not only reduces development costs and saves development time,but also constitutes a complete experimental system combined with other virtual instruments without adding additional hardware to produce the signal output for use by other instruments.The project is mainly programmed using the LabVIEW.Signal data is created in the computer and then it could acquire continuous analog signal waveform through the D/A module by certain data output rate.Virtual arbitrary waveform generator designed to allow users to edit the waveform,achieving a true sense of the arbitrary waveform generator capability.【期刊名称】《计算机技术与发展》【年(卷),期】2013(023)007【总页数】5页(P218-221,229)【关键词】虚拟仪器;任意信号发生器;LabVIEW【作者】赵华;张代远【作者单位】南京邮电大学计算机学院,江苏南京210003;南京邮电大学计算机学院,江苏南京210003;江苏省无线传感网高技术研究重点实验室,江苏南京210003;南京邮电大学计算机技术研究所,江苏南京210003【正文语种】中文【中图分类】TP390 引言计算机技术与测量仪器技术的结合促使了虚拟仪器的出现。
基于LabWindows／CVI的虚拟函数信号发生器的设计
基于LabWindows／CVI的虚拟函数信号发生器的设计基于LabWindows／CVI的虚拟函数信号发生器的设计1 虚拟仪器和LabWindows/CVI 简介虚拟仪器是1986 年美国国家仪器公司(NI)提出的一种新型仪器概念。
他是计算机技术介入仪器领域所形成的一种新型的、富有生命力的仪器种类。
在虚拟仪器中计算机处于核心地位，计算机软件技术和测试系统更紧密地地结合成一个有机整体，仪器的结构概念和设计观点都发生了根本变化。
虚拟仪器技术的实质是利用最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能。
其基本构成包括计算机、虚拟仪器软件、硬件接口模块等。
在这里，硬件仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个系统的关键。
当基本硬件确定了以后，就可以通过不同的软件实现不同的功能。
虚拟仪器应用软件集成了仪器的所有采集、控制、数据分析、结果输出和用户界面等功能，使传统仪器的某些硬件甚至整个仪器都被计算机软件所代替。
因此从某种意义上说，计算机即是仪器，软件即是仪器。
虚拟仪器的软件是其最核心、最关键的部分，其主要功能是对硬件执行通信和控制，对信号进行分析和处理，以及对结果进行恰当的表达和输出等。
虚拟仪器的软件开发平台目前主要有两类：第一类是基于传统语言的TurboC，Microsoft 公司的Visual Basic 与Visual C++，Borland 公司的Delphi，Sybase 公司的PowerBuilder，这类语言具有适应面广、开发灵活的特点，但开发人员需有较多的编程经验和较强的调试能力;第二类用专业图形化编程软件进行开发。
如HP 公司的VEE，NI 公司的Lab-VIEW 和LabWindows/CVI 等。
NI 公司的LabVIEW 软件开发平台是一种专业图形化编程软件，采用图形化编程方式，结构流程清晰，但缺点是对硬件的要求较高，比较依赖NI 的专用产品，对信号控制方式不够灵活。
而Lab-Windows/CVI 以ANSI。
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MATLAB 是矩阵实验室（Matrix Laboratory ）的简称，是美国MathWorks 公司出品的商业数学软件。
MATLAB 可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
图形用户界面（Graphical User Interface ，简称GUI ，又称图形用户接口）是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。
与早期计算机使用的命令行界面相比，图形界面对于用户来说在视觉上更易于接受。
Matlab 自带了强大的GUI 工具[1]。
信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛地应用。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。
函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。
本文设计了一种可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波、白噪声、脉冲信号、阶跃信号和斜坡信号的虚拟信号发生器。
1设计目的虚拟信号发生器设计要达到这样的目的：通过选择信号类型，虚拟信号发生器能够实现正弦、方波、三角波、锯齿波等信号的输出，而且，通过调节滚动条可以改变所选输出波形的参数。
例如，选择正弦信号，可以通过滚动条来调节正弦幅值，并且相应的幅值可以显示；频率和相位也可以类似地调节。
输出的波形可以显示出来。
同样的操作，可以实现虚拟方波、三角波、锯齿波、白噪声、脉冲信号、阶跃信号和斜坡信号，同时也可以调节相应的参数，可以画出波形。
通过在GUI 设计窗口中添加控件和为控件添加相应的回调函数就可以实现。
2设计步骤可优化人员配置，各分属煤矿与集团公司之间的协作更通畅；通过业务流程重组，加强业务监控机制，减少劳动定额的无计划性业务操作以及错误信息数据等现象。
（2）劳动定额的信息化，实现集团公司机关和下属煤矿的网络化、无纸化操作；实现了输入、审核、统计等工作的网络化、信息化管理；实现对领导实时生产决策的信息支持。
（3）减少繁重劳动，提高定额工作效率。
由于定额涉及多方面煤炭行业知识，需要对煤矿的实际生产熟悉了解，并应对生产条件的变化做出实时调整，定额工作量巨大。
定额的信息化，可以极大地减轻定额工作量，只需输入条件数值，即可生成报表。
（4）定额工作的标准化，由于煤矿企业以前各自为政，标准不统一，工序名称与定额系数各不相同。
采用定额软件系统后，可以促使劳动定额的规范化和标准化。
参考文献[1]劳动定额的解释http:／／tieba．baidu．com／f芽kz＝478777786[O／L]．[2][美]Robert C．Martin．Agile Software Development:Principles,Patterns,and Practices[M]．Pearson Education．[3]张海藩，等．软件工程导论（第4版）[M]．北京：清华大学出版社．[4][美]Federov ，Alex ，Natalia Elmanova．Advanced Delphi Develo－per＇s Guide to ADO[5]Ray Liscbner．Delphi 技术手册[M]．北京：中国电力出版社．收稿日期：2009－12－15*车子萍武汉大学动力与机械学院本科生（湖北，武汉430072）。
2010年2月第1期电脑学习摘要：Matlab 是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件，为输出提供了十分方便的函数和命令并且Matlab 简单关键词：中图分类号：TP391．9文献标识码：A 文章编号：1002－2422（2010）01－0003－02A Virtual Signal Generator Based on MatlabChe ZipingAbstract :Matlab is a practical software with very strong function for data analysis and process．Data acquisition toolbox ofKeyword:直观的图形用户接口易于掌握和使用。
本文介绍了一种使用GUI 工具箱，用Matlab 实现虚拟信号发生器的设计。
文基于Matlab 的虚拟信号发生器设计paper could enrich the understanding of the signal processing and also have some merit．章设计的信号发生器可以加深对信号处理概念的理解，具有一定的借鉴应用价值。
Matlab offers very convenient function and order for realizing the input＆output of data．The paper introduces the design of a virtual signal generator by using GUI toolbox based on Matlab．The signal generator designed in this 车子萍*Matlab信号发生器虚拟仪器MatlabSignal Generator Virtual Instrument．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．·3·图1数字信号发生器设计效果图限于篇幅，这里主要介绍正弦信号发生器的实现，其他信号发生器的实现可以参考本文的附录。
最终设计效果如图1所示。
下面介绍正弦信号发生器的设计过程。
首先，在GUI 窗口中添加控件。
修改各个控件的Tag ：将正弦波选择按钮改为radioZHENGXIAN ；示波器为ax－es2；频率、幅值和相位的滚动条依次为sliderPINLV 、slider－FUZHI 、sliderXIANGWEI ；频率、幅值和相位的显示框分别为editPINLV 、editFUZHI 、editXIANGWEI 。
接下来为各个控件添加回调函数。
其中正弦波选择框的回调函数如下：function radioZHENGXIAN＿Callback （hObject,eventdata,handles ）set （hObject,＇value＇,1）％将正弦波选择框的值修改为1set（handles．radioFANGBO,＇value＇,0）％将其他选择框的值修改为0set （handles．radioSANJIAOBO,＇value＇,0）set （handles．radioJUCHIBO,＇value＇,0）set （handles．radioBAIZAOSHENG,＇value＇,0）set （handles．radioMAICHONG,＇value＇,0）set （handles．radioJIEYUE,＇value＇,0）set （handles．radioXIEPO,＇value＇,0）set （handles．sliderPINLV,＇enable＇,＇on＇）％将频率滚动条打开set （handles．sliderFUZHI,＇enable＇,＇on＇）％将幅值滚动条打开set （handles．sliderXIANGWEI,＇enable＇,＇on＇）％将相位滚动条打开set （handles．sliderK,＇enable＇,＇off＇）t＝0:pi／360:8觹pi;y＝sin （0．2觹pi觹t ）;cla;axes （handles．axes2）;plot （t,y ）;grid;axis （[0,8觹pi,－1．2,1．2]）;[－1．2,1．2]频率滚动条的回调函数如下：function sliderPINLV＿Callback （hObject,eventdata,handles ）f＝get （hObject,＇value＇）;％获取频率滚动条的值，并且赋给f set（handles．editPINLVS,＇string＇,num2str （f ））;％修改editPINLVS 的值为滚动条当前的值A＝str2num （get （handles．editFUZHI,＇string＇））;％获取幅值滚动条的值，并且赋给A P＝str2num （get （handles．editXIANGWEI,＇string＇））;％获取相位滚动条的值，并且赋给PZHENGXIAN＝get（handles．radioZHENGXIAN,＇value＇）;％获取正弦波选择框的值，并且赋给ZHENGXIAN FANGBO＝get （handles．radioFANGBO,＇value＇）;％获取方波选择框的值，并且赋给FANGBO SANJIAOBO＝get（handles．radioSANJIAOBO,＇value＇）;％获取三角波选择框的值，并且赋给SANGJIAOBO JUCHIBO＝get （handles．radioJUCHIBO,＇value＇）;％获取锯齿波选择框的值，并且赋给JUCHIBO ％因为其他的波形不用调整频率值，所以就不用获取它们对应的选择框的值。
if ZHENGXIAN＝＝1％如果选择了正弦波t＝0:pi／360:8觹pi;y＝A觹sin（2觹pi觹f觹t＋P觹2觹pi ）;axes （handles．axes2）;plot （t,y ）;grid;axis （[0,8觹pi,－1．2,1．2]）;elseif FANGBO＝＝1％如果选择了方波t＝0:0．001:6;y＝A觹square （2觹pi觹f觹t＋4觹P／f,50）;axes （handles．axes2）;plot （t,y ）;axis （[0,6,－1．2,1．2]）;elseif JUCHIBO＝＝1％如果选择了锯齿波t＝0:0．01:20;y＝A觹sawtooth （pi觹f觹t＋4觹P／f,1）;axes （handles．axes2）;plot （t,y ）;grid;axis （[0,20,－1．2,1．2]）;elseSANJIAOBO＝＝1％如果选择了三角波t＝0:0．01:20;y＝A觹sawtooth （pi觹f觹t＋4觹P／f,0．5）;axes （handles．axes2）;plot （t,y ）;grid;axis （[0,20,－1．2,1．2]）;end ％结束3结束语使用matlab 软件产生信号波形，并且通过声卡输出，实现了虚拟数字信号发生器、数字电子琴、手机和弦铃音以及DTMF 信号的设计。