基于虚拟仪器的信号处理仿真系统开发
基于虚拟仪器的生理信号检测与处理系统
基于虚拟 仪器 的生理信号检测与处理系统
江苏 电器 ２ ０ ０ ７增刊
基 于虚拟仪器 的生理信号检测 与处理 系统
王 洪 芳 ， 曲 波
（ 苏州大学 电子信息学院 ，江苏 苏 州 ２ ２） １０１ ５
摘 要 ： 利用虚拟仪器技术构建一台实验动物 生理信号检测与处理系统 。该系统设有八个通道 ，可 分别对 实验动物的体温 、呼吸 、血压、心电等生理信号进行检测和处理 。利用Ｌ ｂ ｉ ｄ ｗ ／ Ｖ 软件结合 ａ Ｗ ｎ ｏ ｓＣ Ｉ
地 改变 。文章 设计 了一种 基于 Ｌ ｂ ｉ ｄ ｗ ／ Ｖ 的 ａｗ ｎｏ ｓｃ Ｉ 实 验 动 物 生 理 信 号采 集 与 处 理 系 统 ， 介 绍 了系 统
的组 成 和各 部 分 的功 能 ，并 给 出 了信 号 的处 理 方
０ 引 言
实验动物 科学 是生命 科学 、药 学研 究必不 可少 的条 件 ，其 质量直 接关 系到研 究成 果 的准确 性和 重 复性 ，也关 系到 生物试剂 的 生产 、药 品检验 等 与人 类密切 相关 的生物或 化学制 品质量 。 在 国外 ，应用动 物实验 获取 重要 数据 ，是 开展 生物科 学研 究 的重 要组成 部分 。实验 动物 生理信 号
Ｄｅ ｅ ｔｎ ｎ ｏ ｅ ｓｎ ｙ ｔ ｍ ｆ ｔ ｃ ｉ ｇ ａ ｄ Ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｇ Ｓ ｓｅ ｏ ｓｏ ｏ ｉ ａ ｉ ｎａ ｓＢａ ｅ Ｐｈｙ ｉ ｌ ｇ ｃ ｌ ｇ ｌ ｓ ｄ Ｓ
ｏ ｎｔ ｌ ｎ ｔ ｕ ｅ ｔ ｎ Ｖ＇ ｕａ ｓ ｒ ｍ ｎ ＇ Ｉ
ＷＡ ＮＧ Ｈｏ ｇｆｎ ， Ｕ Ｂ ｎ・ ｇＱ ａ ｏ
（ ｏｌ ｅｆＥｅｔ ｎｃ ａ ｄＩ ｏｍａｉｎ Ｓ ｏ ｈ ｗＵ ｉｅｓ Ｃ ｌｇ ｏ ｌｃｒ ｉ ｎ ｎ ｒ ｔ ， ｏ ｃ ｏ ｎｖｒｉ ｅ ｏ ｓ ｆ ｏ
基于虚拟仪器技术的运行环境仿真系统的开发研究
运行环 境仿真 系统包 含两个部 分 ：
一
是动态案 例模型库 ，二是硬件在环 测 似 的案例 ；
试 系统 。具 体 结 构 见 图 １ 。
（） 改案例： 最类 似的案例或 案 个新 的案例 ，并重 构模型库 ，重 构的模 ｃ 修 从
动 态案 例 模 型 库 主要 包 括 几 个 模 例 组 中提取 目标解决 方案 ，通过修改 目 型库结 构如 图 ４ 示 ，以上的例 千解释 所 块 ：索 引引擎 、数学 模型库 、数据描述 标 方案满足 实际需求 ， 库 、其他数据库 、动 态辨识模块 、模型
一Байду номын сангаас
类结 构 ，可以动态 调整模 型数据库结 构
以满 足交际 系统需 求 ； ２它具 有测试 仿 （） 真模 型和 真实 系统 匹配度的功能 。 ３它 （） 具有一个 系统辨识 工具 ，可以从实 际的
个洗衣机 主控板 测试 系统 的具体例子
前言
仿 真 工具方 面 ，而 对于 现代机 电系统 ， 实验结果 中提取精 确模 型 ，并重构 动态
这项 工作变得 更加容 易。
效利 用 Ｃ Ｄ／Ｃ ／ Ａ ＡＥ ＣＡＭ技术 。 在两个 软 、 件工具 ｝于 建立测 硬 ｛ ＝ Ｉ 最困扰机 电产 品设计和开发人 员的主要 控 应用 ，为仿真 系统 和仿 问题 中 ， 一是 如何 合理 选择部件和子 真 模犁的开 发提 供了 －个 第 － － 一 系统以满 足系统需求 ，第 ■是如何在低 良好的基础 。 成本条件下测试 系统性能 。仿真技术是 运行环 境仿真系统的
运行环境仿真 系统 的结构和开发方法
解决这两个 问题 的答案 。计算 机仿真为 研 究首 先 集 中 ｔ 真 模 ＝ 仿
使用LabVIEW进行虚拟仪器设计和模拟
使用LabVIEW进行虚拟仪器设计和模拟虚拟仪器设计和模拟是一项重要的技术，能够帮助工程师和科学家们开发和测试各种设备和系统。
LabVIEW是一种功能强大的虚拟仪器平台，广泛应用于各个领域。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行虚拟仪器设计和模拟。
一、LabVIEW简介LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的一种图形化编程环境，专门用于虚拟仪器设计和模拟。
LabVIEW以图形化的方式呈现代码，使用户可以通过拖拽和连接图标来进行程序设计，而无需编写传统的文本代码。
二、LabVIEW的优势1. 图形化编程界面：LabVIEW使用图形化的编程语言G语言，使用户能够直观地设计系统。
2. 可视化开发环境：LabVIEW提供丰富的工具箱和控件，使用户可以快速建立所需的虚拟仪器界面。
3. 支持多种硬件接口：LabVIEW可以与各种仪器、传感器和设备进行连接，实现数据的采集和控制。
4. 高度可扩展：LabVIEW通过模块化的方式，用户可以轻松添加新的功能和模块，满足不同应用的需求。
三、LabVIEW在虚拟仪器设计中的应用1. 信号采集和处理：LabVIEW可以通过各种数据采集卡和传感器，实时采集和处理信号数据。
用户可以通过图形化的界面配置采集参数，并进行实时的数据分析和处理。
2. 控制系统设计：LabVIEW提供丰富的控制算法和控制器模块，可以帮助用户设计和实现各种控制系统。
用户可以通过图形化界面配置控制参数，并实时监测系统的运行状态。
3. 通信系统仿真：LabVIEW可以模拟各种通信信号的产生、传输和接收过程，帮助用户分析和设计通信系统。
用户可以通过图形化界面配置信道参数、调制解调器和误码率等参数，实现通信系统的仿真和验证。
4. 仪器仪表控制和测试：LabVIEW可以与各种仪器和设备进行连接，并实现对其的控制和测试。
自动化系统中的虚拟仪器技术
自动化系统中的虚拟仪器技术自动化系统中的虚拟仪器技术是一种通过软件仿真实现仪器功能的技术。
它可以模拟真实的物理仪器，使得实验设备的开发、测试和运行更加简便高效。
本文将介绍自动化系统中的虚拟仪器技术的原理、应用和未来发展趋势。
一、虚拟仪器技术的原理虚拟仪器技术的核心原理是将物理仪器的功能通过软件仿真实现。
它通过搭建仪器模型、添加信号处理算法和界面设计等步骤，将仪器的测量和控制功能转化为算法的处理过程。
虚拟仪器技术可以利用计算机的处理能力和灵活性，实现多种仪器功能在同一硬件平台上的集成。
虚拟仪器技术一般包括以下几个方面的内容：1. 算法建模：将真实仪器的测量和控制过程抽象为数学模型和算法实现。
2. 界面设计：通过人机交互界面，实现用户对虚拟仪器的控制和监测。
3. 数据处理：对仪器测量数据进行分析、处理和展示，以实现各种功能要求。
4. 硬件接口：将计算机与真实的物理设备连接，实现虚拟仪器对实际环境的感知和干预。
二、虚拟仪器技术的应用虚拟仪器技术在自动化系统中有着广泛的应用。
以下列举几个典型的应用领域：1. 实验教学：虚拟仪器技术可以替代传统的实验设备，使得学生能够在计算机上进行实验操作和数据分析，提高实验教学的效果和效率。
2. 自动化测试：虚拟仪器技术可以快速搭建测试平台，实现对各种设备和系统的测试和验证，大大提高了测试的灵活性和自动化水平。
3. 工业控制：虚拟仪器技术可以替代部分物理仪器，实现对生产过程的监测和控制，并且能够快速调整参数和算法，适应不同的工况需求。
4. 仪器研发：虚拟仪器技术可以用于仪器的原型开发和测试，大大节省了成本和时间，加速了新产品的上市进程。
三、虚拟仪器技术的未来发展趋势随着计算机和通信技术的不断进步，虚拟仪器技术在自动化系统中的应用前景十分广阔。
以下是一些虚拟仪器技术未来的发展趋势：1. 多模态集成：虚拟仪器技术将更多的仪器功能集成在同一平台上，使得用户可以通过一个界面进行多种任务和操作。
基于虚拟仪器的信号分析与处理系统开发
0.序言传统的测试仪器存在体积庞大、功能单一、显示不够直观、精度较低、成本较高等缺点。
虚拟仪器是以PC 计算机作为仪器统一硬件平台,将测试仪器的功能、面板及控件均以相应的软件实现,取代了示波器和频谱分析仪等传统仪器。
本文设计出一套基于虚拟仪器的信号处理和分析系统,通过PC I-6035E 采集卡来采集实际信号,然后通过数字滤波器,窗函数,进行实时的相关分析、卷积及功率谱分析,生动直观地显示出数据、图像和分析处理的结果。
而且可以修改标准信号的种类及幅值和频率,可以控制滤波器的选通开关等,很快就能得到新的结果。
1.虚拟仪器测试系统的硬件组成在以计算机为基础的虚拟仪器测试系统中信号调理电路完成对传感器输出信号应进行放大、滤波等预处理,接入数据采集卡,从而实现模拟信号转化为数字信号,最后送入计算机进行处理。
2.系统软件的设计在实际的测量中,都是通过采集卡将传感器的数据采集进计算机从而进行处理,本系统采用LABVIEW7.0软件自带的信号进行模拟实验,整个信号处理和分析的软件流程图如图1所示:图系统软件流程图F T f f y f 2.1系统软件的程序框图(后面板)设计本系统所用Functions 模板中的Sign al Generato r by Duratio n 和Unifo rm White Noise 模块作为信号发生器,然后用一个Add 节点将标准信号与白噪声叠加在一起,叠加后的信号就是模拟的实际信号。
为了进行后续处理,本系统采用了两路输入信号。
因为系统的软件程序较多,下面重点介绍滤波、相关分析、功率谱分析等软件程序的设计过程。
2.1.1滤波程序选用L abVIEW 7Express 数字滤波器模块(Functions 模板>>Analyze 子模板>>Signal Processing 子模板>>Filters)中的B utterwo rth 滤波器来滤除噪声,得到标准信号。
使用LabVIEW进行模拟和仿真
使用LabVIEW进行模拟和仿真LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种广泛应用于虚拟仪器技术的开发环境和程序设计语言。
利用LabVIEW，工程师和科学家可以利用图形化界面，快速开发出可靠的控制、测量和数据采集系统。
除了用于硬件控制和数据采集，LabVIEW还可以用于模拟和仿真，为系统设计和验证提供支持。
一、LabVIEW的基本概念LabVIEW使用基于图形的编程语言——G语言，使得用户能够通过简单地在屏幕上拖拽和连接不同的函数模块，来完成各种任务。
用户可以创建自定义的虚拟仪器界面，来模拟和仿真实际系统的行为。
LabVIEW提供了丰富的功能，包括数据采集、信号处理、控制逻辑等。
用户可以从库中选择适当的函数模块，拖拽到程序框图中，然后通过连接线将其组合在一起。
这种视觉化的方法，使得程序的开发变得直观和易于理解。
二、LabVIEW的模拟功能LabVIEW具有强大的模拟功能，用户可以通过构建合适的模型，模拟出实际系统的行为。
LabVIEW支持各种不同的模拟方法，包括数学模型、物理模型、电路模型等。
在LabVIEW中，用户可以使用数学函数和运算符，来构建数学模型。
通过输入合适的参数，用户可以模拟出各种不同的数学运算，如傅里叶变换、微分方程求解、积分等。
这使得用户能够更好地理解系统的行为，预测系统的响应。
另外，LabVIEW还提供了专门的工具箱，如信号处理、控制系统、通信等，用户可以利用这些工具箱，按照实际需求进行模拟和仿真。
这些工具箱提供了各种不同的函数模块，便于用户构建各种复杂的模型。
三、LabVIEW的仿真功能除了模拟功能，LabVIEW还具有强大的仿真能力。
用户可以根据实际系统的特性，构建相应的仿真模型，并对其进行仿真验证。
LabVIEW提供了各种不同的仿真方法，如时域仿真、频域仿真等。
在LabVIEW中，用户可以通过输入系统的物理参数和初始条件，构建相应的物理模型。
如何利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真
如何利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种集数据采集、信号处理、仪器控制和虚拟仪器设计于一身的集成开发环境，广泛应用于各个领域的工程实验和测试中。
本文将介绍如何利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真，并提供一些实际案例来说明其应用价值。
一、LabVIEW介绍LabVIEW是由美国国家仪器公司（National Instruments, NI）于1986年推出的一种图形化编程语言。
与传统的文本编程语言相比，LabVIEW通过将函数块拖拽到界面上并进行连接来组成程序，使得程序的开发更加直观、易于理解。
LabVIEW提供了丰富的工具箱和函数库，可用于数据采集、信号处理、仪器控制和用户界面设计等方面。
二、虚拟仪器设计虚拟仪器是指利用计算机软件和硬件模拟真实仪器的功能。
利用LabVIEW可以轻松地设计各种虚拟仪器，如示波器、信号发生器、频谱分析仪等，用于实现数据采集和信号处理等功能。
LabVIEW提供了众多的仪器模拟器和控件，用户只需简单地拖拽和配置这些组件，即可实现一个功能完备的虚拟仪器。
三、虚拟仪器仿真利用LabVIEW进行虚拟仪器仿真可以帮助用户在设计阶段快速验证算法和性能，并且可以方便地进行多种参数的调整和测试。
LabVIEW提供了灵活且强大的仿真工具，用户可以根据需要配置仿真场景、定义仿真信号和操作流程，并通过动态调整参数和监测仿真结果来完成虚拟仪器的性能评估。
四、LabVIEW在工程实践中的应用1. 数据采集和处理利用LabVIEW可以方便地搭建数据采集系统，并通过各种传感器和硬件设备获取实时数据。
同时，LabVIEW提供了丰富的信号处理函数和算法，可以对采集的数据进行滤波、降噪、频谱分析等处理，从而提取出有效信息。
2. 仪器控制和自动化LabVIEW支持与各类仪器设备的通讯和控制，可以通过GPIB、USB、Ethernet等接口与仪器进行连接，并通过LabVIEW编写程序来实现仪器的自动化控制。
虚拟仪器实验报告
虚拟仪器实验报告一、实验目的本次虚拟仪器实验的主要目的是深入了解和掌握虚拟仪器技术的基本原理和应用方法，通过实际操作和实验数据的分析，提高对虚拟仪器系统的设计、开发和调试能力。
二、实验设备与环境1、计算机：配置满足虚拟仪器软件运行要求的个人计算机。
2、虚拟仪器软件：LabVIEW 或其他相关软件。
3、数据采集卡：用于采集外部物理量信号。
4、传感器：如温度传感器、压力传感器等。
三、实验原理虚拟仪器是一种基于计算机的测量和控制系统，它将传统仪器的硬件功能通过软件来实现。
通过将传感器采集到的物理信号转换为电信号，再经过数据采集卡传输到计算机中，利用虚拟仪器软件进行数据处理、分析和显示。
虚拟仪器的核心是软件，通过图形化编程环境，用户可以方便地构建自己的测量和控制程序。
这种图形化编程方式类似于流程图，通过连接不同的功能模块来实现特定的功能。
四、实验内容与步骤1、搭建虚拟仪器系统安装和配置虚拟仪器软件。
连接数据采集卡和传感器。
2、设计虚拟仪器程序创建新的项目和程序框图。
选择合适的函数和控件来实现数据采集、处理和显示。
3、数据采集与处理设定采集参数，如采样频率、通道数等。
启动采集，获取传感器的实时数据。
4、数据分析与显示对采集到的数据进行滤波、平滑等处理。
以图表、数值等形式显示处理后的数据。
五、实验结果与分析1、温度测量实验采集到的温度数据呈现出一定的变化趋势。
分析数据的稳定性和准确性，发现存在一定的误差。
可能的误差原因包括传感器精度、环境干扰等。
2、压力测量实验压力数据的变化与预期相符。
通过对比不同压力下的数据，验证了系统的测量性能。
六、实验中遇到的问题及解决方法1、数据采集不稳定检查连接线路是否松动，重新连接后问题解决。
2、程序运行出错仔细检查程序框图中的逻辑错误，修改后程序正常运行。
七、实验总结与体会通过本次虚拟仪器实验，我深刻体会到了虚拟仪器技术的强大功能和灵活性。
它不仅能够大大降低仪器的成本，还能够根据实际需求快速定制测量和控制系统。
基于虚拟仪器技术的信号处理
关键 词 ：虚 拟 仪 器 ｝Ｌ ｂ Ｅ ｝Ｍ ａｌｂ 降噪 ａ ＶＩ ｗ ｔ ； ａ 中 图分 类 号 ：Ｔ ３ １ ９ Ｐ ９ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ
②作 用 阈值过程 ：对 分解 得 到 的各层 系数 选择 一个 阈 值 ，并对 细节 系数 作软 阈值 处理 ；③ 重建 过程 ：降噪
处 理后 的系数通 过 小波 重建 恢 复原始 信号 。
图 １为用 小波 分 析进行 降 噪 的流程 图 。流程 图具 体处 理过 程如 下 ：① 读入 信 号 ｎ ｉ ｏ ｐ ｏｓ ｐ ，用程 序语 言 ｄ
Ｌ ｂ Ｅ （ ｒ． ） 用 和操作 Ｍａｌｂ（ ｒ． ） ａＶＩｗ Ｖｅ７１ 调 ｔ ａ Ｖｅ６５ 方
收稿 日期 ：２ ０ —０１ ０ ５１ —９
不 能 足够衰 减 ，难 以区分信 号 与噪声 ；但 如果 分 解尺
作者 简 介 ； 张爽 （９ ９） 女 ， １ ７ 一 ， 吉林 长 春人 ， 士研 究 生 ， 要研 究 方 向是 机 器 视 觉 。 硕 主
功能 ，编程效 率高 ，几 乎在所 有 的工程计 算 领域都 提
供 了准确 、高 效 的工具箱 。但 Ｍａｌｂ也有不 足之 处 ， ｔ ａ 例如界 面开 发能力 较差 ， 且 数据输 入 、 并 网络通 信 、 硬
件控 制等方 面都 比较繁 琐 。
鉴 于 Ｌ ｂ Ｅ 和 Ｍａｌｂ 的 优 缺 点 ，通 过 在 ａ ＶＩ ｗ ｔ ａ
信 号的处理一般 用傅立 叶变换 、 时傅立 叶变 换和 短 小 波分析三种方 法 。 波分 析克服 了傅 立叶变换在 信号 小 处理上完全在频 域展开 ，不包 含任何 时域信 息 的缺点 ， 克服 了短 时傅立 叶变换 在单分辨率 上的缺 陷 ， 具有 多分
虚拟仪器技术的应用案例
虚拟仪器技术的应用案例一、引言虚拟仪器技术是指利用计算机技术和现代传感器技术，将实验仪器的硬件部分和软件部分相结合，形成一种新型的、集成化的实验仪器。
虚拟仪器技术的应用已经得到了广泛的推广和应用。
本文将介绍虚拟仪器技术在生物医学领域中的应用案例。
二、生物医学领域中虚拟仪器技术的应用1. 生物医学信号处理生物医学信号处理是指对人体生理信号进行采集、预处理、特征提取等过程，以便于进行疾病诊断和治疗。
虚拟仪器技术可以通过采集人体生理信号，并对其进行数字化处理，然后再进行特征提取和分类诊断。
例如，在心电图检测中，可以使用虚拟心电图分析系统来自动检测心电图波形，并对其进行诊断。
2. 生物医学成像生物医学成像是指利用各种成像设备来获取人体内部结构和功能信息的过程。
虚拟仪器技术可以通过将不同成像设备获取到的数据整合起来，并进行图像处理和分析，来得到更为准确的诊断结果。
例如，在核磁共振成像中，可以使用虚拟成像技术来对成像数据进行重建和处理，以便于更好地显示人体内部结构。
3. 生物医学仿真生物医学仿真是指利用计算机技术来模拟人体生理过程和疾病发展过程的过程。
虚拟仪器技术可以通过将人体生理模型与实验数据相结合，来进行生物医学仿真。
例如，在心脏病模拟中，可以使用虚拟心脏模型来模拟不同类型的心脏病发展过程，并对其进行预测和诊断。
三、案例分析以生物医学信号处理为例，介绍虚拟仪器技术在该领域中的应用案例。
1. 心电图检测系统心电图检测系统是一种基于虚拟仪器技术开发的心电图分析软件。
该系统可以自动检测心电图波形，并对其进行分类诊断。
该系统采用了多种信号处理算法和人工智能算法，能够从复杂的心电信号中提取出相关特征，并根据不同的特征进行分类诊断。
该系统还具有良好的用户界面，能够方便地进行数据的输入和输出。
2. 脑电图信号处理系统脑电图信号处理系统是一种基于虚拟仪器技术开发的脑电信号分析软件。
该系统可以自动检测脑电波形，并对其进行特征提取和分类诊断。
基于LabVIEW的数字信号处理虚拟实验系统
・
教学 研究 ・
基于 Ｌ ｂ ＩＷ 的数字信号处理虚拟实验系统 ａＶＥ
火元 莲 齐永锋 。 ， ，张 万 鹏 贾红梅 ，
（ ．西 北 师 范 大 学＾ 理 与 电 子 工 程 学 院 ，甘 肃 兰州 ７ ０ ７ ； １ 物 ３ ０ ０
２ ．西 北 师 范 大 学 数 学 与 信 息 科 学 学 院 ，甘 肃 兰州 ７ ０７ ） ３ ０ ０
Ａｂ ｔａ ｔ ｎ ｖｅ ｏ ｈ ｉ ｉ ｌｓｇ ａ ｒ ｃ ｓ ｉｇ ｃ ｒｉｕｕ Ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｎ ｈ ｂ ＥＷ ｏ ｔ ｒ ｓｒｃ ：Ｉ ｉｗ ｆ ｔ ｅ ｄｇｔ ｉ ｎ ｌｐ ｏ ｅ ｓｎ ｕ ｒｃ ｌ ｍ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ａ ｄ ｔ ｅ Ｌａ ＶＩ ａ ｃ ｓ ｆｗａ ｅ
ｆ ｕｎｃ ｉ ｎ， ａ ｔｏ ｎｅ ｗ ｋ ｎｄ ｆ ｉ ｔ ｌ ｉ ｎａ ｐ ｏ ｅ ｓ ｎ ｖ ｒ ｕ ｌ ｘｐ ｒｍｅ ｓ ｓ ｅ ｉ ｏ ｄ ｇｉａ ｓｇ ｌ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｅ ｅ ｉ ｎｔ ｙ ｔ ｍ ｂａ ｅ ｏｎ ｓｄ Ｌａ ｂＶＩ ＥＷ ｉ ｓ ａ ａ ｅ ． Ｔｗｏ ｅ ｍ ｐ ｅ ｆｔ ｉｔ ｌｅ ｐｅ ｉ ｅ ｙ ｔ ｍ ｒ ｉ ｅ ｄｖ ｎｃ ｄ ｘａ ｌ ｓ ｏ ｈｅ ｖ ｒ ｕａ ｘ ｒｍ ｎｔ ｓ ｓ ｅ ａ ｅ ｇ ｖ ｎ． Ａｔ ｌ ｓ ， Ｔｈｅ ｓｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｒ ｓ ｌ ｓｏｎ ａ ｔ ｉ ｌ ｔｏ ｅ ｕ ｔ Ｍ ＡＴＬＡＢ ｈｏ ｔ ａ ｈｅ ｖ ｒ ｕａ ｘ ｒｍｅ ｙｓｅ ｉ ｆ ｅ ｔｖｅ ａ ｄ ｆ ａ ｉ ｅ ｓ ｗ ｈ ｔ ｔ ｉｔ ｌｅ ｐｅ ｉ ｎｔ ｓ ｔ ｍ ｓ ｅ ｆ ｃ ｉ ｎ ｅ ｓｂｌ ． Ｋｅ ｒ ｓ： ｄｉ ｔ ｌｓｇ ｌｐｒ ｅ ｓｎｇ； ｖ ｒ ｕａ ｘ ｒｍ ｅ ｔ ｔｏ ｙ ｗｏ ｄ ｇｉａ ｉ ｎａ ｏｃ ｓ ｉ ｉｔ ｌｅ ｐｅ ｉ ｎ ａ ｉｎ； Ｌａ ｂＶＩ ＥＷ ； Ｍ ＡＴＬＡＢ
基于LabVIEW的数字信号处理网络实验教学系统
Ｌｂ ＩＷ 开发了数字信号处理网络实验教学 系统 ， ａＶＥ 不但让学生直观的感受到对数字信号时域和频域分
析 的过 程 ； 而且 在 Ｉｔｒｅ 上实 现 了远程 控制 。 ｎｅ ｔ ｕ
ｌ 虚 拟 实 验 室概 述
１ １ 虚 拟 实验 室模 式 ．
２０ １ ） １０ ２ （ 江 学院 电子信 息工程 学 院 ，江苏 南京 三
摘
要 ：将 虚拟仪器技术和 网络技术应用 于虚拟 实验 室的开发 ， 建 了基 于网络 的数字信 号处理 虚拟实验室 构
系统 。通 过虚拟仪器来实现数字信号处理实验 ，为学 生提供 网络化 、开 放式 的实验环境 ，实现学 生通过互联 网远程操作 实验获取信号波形和实验数据 ，有助 于实 现实验教学资源的共享 。 关键 词 ：虚拟 仪器 ；网 用 一 般 有 两种 模 式 ： 种 一 是软 件共 享 ， 仅用 于实 现虚 拟仿 真 实验共 享 ； 另一 种
第 一 种 发 布 方式 是 基 于 Ｌｂ ＩＷ 的远 程 前 面 ａＶＥ 板 （ ｅ ｏ ａｅ） 术 ， 为服 务 器 端 运 行 的 远 程 Ｒ ｍ ｔ Ｐｎ１ 技 ｅ 称 实验室： 客户 端 通过 网页 浏 览器 与 运 行 在 服务 器 上
中图分类号 ： Ｐ９ Ｔ ３ 文献标识码 ： Ａ ｄ ｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １７ — ３５ ２ １．５ ０ ４ ｏ：０ ３６ ／．ｓ ．６ ２ ４ ０ ．０ １０ ．３ ｓ
Ｅｘ ｌｒ ｔ ｎ ａ ｄ ｐ ａ ｔｃ ｆｔ ｅ ｄｇｔｌｓｇ ａ ｒｃ ｓｉｇ ｎ ｔ ｒ ｘ ｅ ｉ ｎ ｐ ｏ ａｉ ｎ ｒ ｃｉｅ ｏ ｈ ｉｉ ｉｎ ｌｐ ｏ ｅ ｓｎ ｅｗｏ ｋ ｅ ｐ ｒ ｏ ａ ｍｅ ｔ ｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ａ ＶＩ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｎ Ｌ ｂ ＥＷ
使用LabVIEW进行模拟仿真和建模
使用LabVIEW进行模拟仿真和建模LabVIEW是一种强大的虚拟仪器平台，可用于模拟仿真和建模。
它提供了一种直观且灵活的方式，使工程师和科学家能够设计和测试各种系统，从而加速产品开发和研究过程。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行模拟仿真和建模。
一、LabVIEW简介LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种基于图形化编程语言G（G语言）的开发环境。
通过将函数块拖放到工作区并连接它们，用户可以创建功能强大的虚拟仪器和应用程序。
LabVIEW提供了丰富的工具和功能，适用于各种领域，如控制系统、信号处理、数据分析等。
二、LabVIEW的模拟仿真功能LabVIEW具有强大的模拟仿真功能，可以模拟各种物理现象和系统行为。
通过构建数学模型，并将其转化为LabVIEW代码，用户可以模拟和分析从简单电路到复杂系统的各种问题。
1. 建立模型在LabVIEW中，可以使用信号生成器、函数生成器、样条插值等工具建立数学模型。
通过选择适当的工具和建模方法，可以准确地描述系统的特性和行为。
2. 设置参数LabVIEW允许用户在模拟仿真过程中灵活地设置参数。
用户可以使用调节器、控件等工具来改变模型的输入，观察系统的响应，并进行进一步的分析。
3. 进行仿真完成模型的建立和参数设置后，用户可以通过LabVIEW的仿真模块进行仿真。
仿真模块提供了多种仿真方法，如时间域仿真、频域仿真和多体动力学仿真等。
用户可以根据需要选择适当的仿真方法，并进行仿真分析。
4. 分析结果LabVIEW提供了丰富的数据分析工具，可以对仿真结果进行详细的分析。
用户可以绘制波形图、频谱图、功率谱图等，以可视化的方式展示仿真结果。
同时，LabVIEW还支持数据导出功能，可将结果导出为Excel、文本等格式，便于进一步的处理和分析。
三、LabVIEW的建模功能除了模拟仿真，LabVIEW还具有强大的建模功能。
MATLABLabVIEWSystemView仿真分析基础课程设计
MATLAB、LabVIEW、SystemView 仿真分析基础课程设计一、引言仿真是实际工程设计的重要过程。
MATLAB、LabVIEW、SystemView 是现代工程领域中广泛使用的仿真工具，具有广泛的应用和丰富的功能。
本课程将介绍这三个工具的基本特点和使用方法，并通过具体案例进行实战演练。
本文将重点讲解MATLAB、LabVIEW 和 SystemView 三个工具的使用方法和实战操作。
二、MATLAB 仿真分析MATLAB 是一种基于数值计算的高级环境，主要用于算法开发、数据可视化、数据分析和数值计算等工作。
在工程领域中，MATLAB 的应用很广泛，包括数字信号处理、自动控制、通讯系统、图像处理等。
以下是 MATLAB 的基本特点：1.数值计算和数据分析。
2.操作简单易学。
3.高质量绘图能力。
4.丰富的工具箱和开发环境。
5.独立的程序设计语言。
在仿真分析中，MATLAB 可以用于以下方面：•数学建模。
•信号处理。
•系统仿真与控制设计。
•图像处理与计算机视觉。
•工程数据分析。
在本课程中，我们将重点掌握 MATLAB 的基本操作和实战操作方法。
具体课程内容包括以下几个方面：•MATLAB 环境和基本操作。
•MATLAB 函数和变量。
•数学建模和符号计算。
•图像处理和计算机视觉。
三、LabVIEW 仿真分析LabVIEW 是一种强大的虚拟仪器软件平台，可以用于进行数据采集、信号处理、机器视觉、控制等应用。
在工程领域中，LabVIEW 的应用很广泛，包括传感器测量、机器视觉、自动化控制等。
以下是 LabVIEW 的基本特点：1.自带图形化编程语言，易于掌握。
2.操作简单、功能强大、易于扩展。
3.丰富的功能工具箱和开发环境。
4.可视化编程方式，易于调试和测试。
在仿真分析中，LabVIEW 可以用于以下方面：•数据采集和处理。
•控制系统设计和调试。
•机器视觉和图像处理。
•嵌入式系统设计。
在本课程中，我们将重点掌握 LabVIEW 的基本操作和实战操作方法。
基于虚拟仪器的信号处理仿真系统开发
时阔信号— — — — —— 誓 — 一幅度
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本 实验 根据 频谱 分析 的原理 ，
换为信号的频谱 ，并通过Ｌ ｂ ｉｗ ａ Ｖ ｅ 前
［ Ｌ ｂ Ｉ Ｗ ｕ ｃ ｏ ｎ ｅｅｅ ｃ ２ ａ Ｖ Ｅ Ｆ ｎ ｔ ｎ ａｄＶ１ ｆ ｎ ｅ ］ ｉ Ｒ ｒ
Ｍ ａ ｕａ． ａｉｎａ ｎｓｒ ｅ ｔ，９９ ． ｎ １ ｔｏ ｌ ｔｕｍ ｎ ｓ１ ８ Ｎ Ｉ
仿真信号是由Ｌｂ ｉｗ ａＶ ｅ￣序产生， 生成指定 的信 号波形。Ｌ ｂ ｉｗ ａＶ ｅ 提供
其中Ｃ＝ ・ｉ ， 输入频 率 。 Ｏ ２ｐ・ 促 ｆ
２ 虚拟信号发生器 的设计 ． 根据上述的原理而设计的Ｌｂ ｉ ａＶ ｅ ｗ
其特 点主 要有 ：① 通用 硬件平 台确 了大量 的波形 生成 节点 ，它们位 于
定后 ， 由软件取 代传统 仪器 中的硬 函数一信 号处 理一 波形生 成子选 板 程序，产生的虚拟信号发生器主要用 件来 完成和 扩展 仪器 的功能 。②仪 中 。利用 这些 波形 生成 函数可 以生 来产生正弦波 、方波 、三角波和任何 器 的功能 是 由用 户根据 需要 由软件 成 不 同类 型 的波形信 号和 合成波 形 函数波形，其前面板如图二所示 。 设计和 定义 的 ，可 以灵 活方便 的定 信 号 。这 里主 要介 绍基本 函数 发生 制仪 器 。③ 研制 周期较 传统 仪器大 器和 公式波形 。 为缩 短 。④ 虚拟 仪器 开放 、灵活 ， （ ）基本函数发生器 １ 波形 。常见 的波形 ，例如正弦波形 、 在 公 式端 子 的输入 公式 取 决于 公式选择控件 。 为 了更准 确 的描述 实 际信 号发
基于LabVlEW的虚拟信号处理系统
信 号发 生 器是 电工 电子 实 验 室经 常 用 到 的一 种 测量 仪 器 ， 主 要 用来 产 生 幅度 不 同 ， 率各 异 的 各种 信 号 ， 括 常用 的正 弦 波 、 频 包 三 角波 、 波 和锯 齿 波 等 。本 虚 拟仪 器系 统 除 了能 产 生 常用 波 形 方 外 ， 可 以根 据需 要 产 生 均匀 白噪声 、 还 高斯 白噪 声 及脉 冲 ； 能 实 并 现 噪声 或脉 冲与 常用 波形 之 间 的合 成 与分 离 。 在模 拟被 干 扰 的波 形情 况 下 ， 以通 过 各 种不 同的 滤波 器 进行 信 号 处 理 来得 到 真 实 可 的信 息 。 用 虚拟 仪 器技 术设 计 信 号 发生 器 ， 以降 低成 本 ， 省 采 可 节
无需 添 置其 它 硬件 就 可 以产生 信 号输 出 ， 其 它仪 器使 用 。另外 ， 供 在有 硬 件 支持 的条 件下 ， 利 用 Ｄ Ａ转 换 ， 可 ／ 把信 号 输 出应 用 于外
部 实际 电路 来 实现 永磁 同步 电机 位 置 的伺服 控 制 。 １ 信 号 处 理 系 统数 据 采 集 及 模拟 输 出
昂贵 ， 对这 些缺 点 ， 课 题 设 计 开发 了 一套 基 于 虚拟 仪 器技 术 的信 号 的产 生及 数 据 处 理 系统 ， 针 本 包括 信 号频 谱 分析 及 滤 波 。
文 中详 细 介 绍 了基 于 Ｌ ｂ ＩＷ 的信 号 处理 系统 的 组 建 方 法 ， 点 阐述 了 用户 界 面 及应 用程 序 的 设 计 。 ａ ＶＥ 重 关 键 词 ：ａ Ｖ Ｅ 虚 拟 仪 器 ， 号发 生 器 ， 字 滤波 Ｌｂ ｌ Ｗ， 信 数
开 发时 间 ，不 但 可 以和 其 他 虚拟 仪 器 构成 一 个 完 整 的实 验 系统 ，
基于虚拟仪器的道路模拟试验信号采集与处理系统
进和优化。在这种试验中， 关键问题就是如何获取准确的
信 号 ， 对其 进行处 理 ， 而 得 到满 足 道 路 模拟 试 验 的道 并 从 路谱 。
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｒｏ ｄ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｉ ｎｉ ｏ ｔｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙｉ ｈｅｖ ｈ ｃｅｉｄ ｓｒ ．Ｉ ｈｓｐ ｐ ｒ ｈ ｕ ｈ ｒｗｉｌ ｓ ｈｅｄ ｖ ｌ ａ ｉ ｌｔｏ ｓａ ｍｐ ｒａ ｔｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎｔ ｅ ｉｌ ｕ ｔｙ ｎｔ ｉ ａ ｅ ，ｔ ｅａ ｔ ｏ ｌ ｕ ｅｔ ｅ ｅ— ｎ
和该公 司提供 的数 据 采集 卡 为基 础 开 发 的数 据 采集 与 数 据处理模 块等 部 分 组成 。Ｌ ｂ ＩＷ 具有 编 程 简单 ， 能 ａｖＥ 功 完备 的特点 ， 就为方 便 的开发一个 满 足要求 且对 用户 友 这 好 的系统提供 了保 障口 。 一
问题 的有效途 径 Ｉ 。 １ ］
ｏ ｉ ｇｅ ｖ ｒ ｎ ｅ ｔＬａ ＶＩ ｐ ｎ ｎ ｉｏ ｍ ｎ — ｂ ＥＷ ｔ ｈ ＩＰＸＩ４ ７ ｏｄ ｖ ｌｐ ａ ｓｇ ａ ｃ ｕ ｓｔｏ ｎ ｒ ｃ ｓｉ ｇ ｓ ｓｅ ，ｗｈｃ ａ ｅ ｗｉｈ ｔ ｅＮ － ４ ２ｔ ｅ ｅｏ ｉｎ ｌａ ｑ ｉｉ ｎ ａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｙ ｔｍ ｉ ｉｈ ｃ ｎ ｂ ｕ ｅ Ｏ ｆｒ ｔ ｅｓｇ ａｓｏ ｈ ｅ ｌ ｏ ｏ ｄ ｓｍ ｕ ａｉｎ Ｉ ａ ｅｉｄ ｃ ｔｄ ｉ ｘ ｅｉ ｎ ｆｒ ａ ｉ ｌｔｏ ｈ ｔｔ ｅ ｓ ｄ ｔ ｏ ｍ ｈ ｉｎ ｌ ｆｔ ｅｗｈ ｅｓｆ ｒｒ ａ ｉ ｌｔ ． ｔｃ ｎ ｂ ｎ ｉａ ｅ ｎ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｏ ｄ ｓｍｕ ａｉｎ ｔ ａ ｈ ｏ
基于虚拟仪器LabVIEW的信号分析与处理立体化教学平台的设计
《 信号分析与处理》 电子 、 是 信息类专业承上启 下的核 心课程 。 从课 程 的地位来说 ， 通过本课程的学习 ， 以为控制理论 、 Ｐ原理与应用 、 可 ＤＳ 微机原理 与应用 、 微机接 口技 术 、 现代信号处 理 、 数字 图像处理 等后续 课程 的学习打下坚实 的理论基础 ， 其基本 原理 和分析方法广泛应用于 计算机信息处理的各个领域 。 因此 ， 教好和学好这 门课对学生建立专业 基础 、 培养专业 素质至关重要 。 《 信号分析与处理》 课程 的特点是 ： 理论性 强 ， 要求学生具有较好的 数学基础知识， 叉要有较强的系统分析 能力 ， 是一 门具有 一定 深度和学 习难度的课程 。 面对这样一门重要课 程 ， 学生普遍反映是抽象 、 难学 ， 沿 用传统的课 堂讲授 的教学方法无法适应专业发展及大众 化教 育的新要 求。因此 ， 需要改进 目前的教学思想和教学方法 ， 使学 生从被 动学习转 为主动探索 ， 培养学生获取新 知识 、 应用新知识 的能力 ， 全面提 高学 生 的素质。为达 到这一 目的 ， 在授课方法 和手段 、 验环节 等方 面需要进 实 行一些改革尝试 。 在《 信号分析与处理》 的传统教学 中， 验教学主要 以 Ｍ Ｔ Ａ 实 Ａ Ｌ Ｂ实 验仿真为平 台， 需要学生学习该软件 的编程方法 。 由于学生对于单纯的 语言 学习 和仿真 实验兴 趣不 高 ，学 习效 果并不 理想 。更重 要 的是 ： Ｍ ＴＡ Ａ Ｌ Ｂ软件在现场工程信号的复现上是 比较 困难 的 ，因此 即使学 生 通过 Ｍ Ｔ Ａ Ａ Ｌ Ｂ仿 真 ， 不易理解 什么 是信 号 、 么是 频谱 、 么是 系 也 什 什 统、 什么是滤波以及频 域分析的优点。所以我们将 虚拟 仪器软件 Ｌ ｂ ａ— ＶＥ 引入教学 。 ＩＷ 设计 了基于 Ｌｂ ｌＷ 的信号分析与处理立体化教学 ａＶＥ 平台。 该平台利用 Ｌ ｂ ｌＷ 方便易学 的图形化编程环境 ， ａＶＥ 使学生对 《 信 号分 析与处理》这门课程的内容有更直观的印象和把握 。更为重要 的 是： 利用虚拟仪器数据采集 卡可以将 现场信 号采集到上位机 中， 这样学 生就能够感受真实的工程信 号 ，通过该 平台 自己动手实现信号 的各种 变换和处理 ， 有利于掌握信号分 析与处 理方 法的实质 ， 这样也充分调动 教师和学生双方的积极性 ，特别 是激发学生的学习兴趣 ，加深对知识 点、 重点和难点 的理解 ， 而全面提高课 程教学质量 ， 从 培养学 生的 自主
基于Lab Windows-CVI平台的虚拟仪器的设计与开发共3篇
基于Lab Windows-CVI平台的虚拟仪器的设计与开发共3篇基于Lab Windows/CVI平台的虚拟仪器的设计与开发1随着电子技术的不断发展, 虚拟仪器作为一种数量庞大、功能多样的软件应用程序, 逐渐成为了各行各业进行测量、控制和测试的必备工具。
这些虚拟仪器通过计算机上的物理实验平台, 将传感器和其他实际输入设备的测量数据传输给计算机并进行处理, 最后通过软件界面来呈现出来。
在虚拟仪器的设计和开发领域中, LabWindows/CVI （Laboratory Windows/C语言 Visual Interface）平台已成为一种主流的选择。
这是由于LabWindows/CVI能够提供大量的函数库, 在实现各种测量和分析任务时具有更好的灵活性、可扩展性和稳定性。
本文将介绍如何在LabWindows/CVI平台上进行虚拟仪器的设计和开发，包括以下几个主要方面。
一、LabWindows/CVI软件环境和数据传输方式要实现LabWindows/CVI平台上的虚拟仪器设计和开发, 需要在计算机上安装LabWindows/CVI软件，然后将传感器所得的数据传入计算机。
数据的传输方式可以通过串口通信、USB接口、网口等方式进行，并对数据进行预处理，例如校准、补偿，以确保获得最准确的数据。
二、虚拟仪器的界面设计虚拟仪器的界面设计是虚拟仪器开发的关键。
理智的界面设计能够使用户快速进行各种实验，迅速了解实验结果。
在LabWindows/CVI平台上, 用户可以通过库函数来设计操作面板并实现交互。
LabWindows/CVI提供了丰富的控件（例如按钮、复选框、滑块、列表框和编辑框等），用于构建、显示和操作虚拟仪器界面。
此外，LabWindows/CVI还支持定制控件，以实现更加复杂的界面效果。
三、数据处理和分析算法的实现设计虚拟仪器的另一个重要方面是数据处理和分析算法的实现。
在LabWindows/CVI平台上，用户可以基于C语言自定义函数库来实现数据处理和分析算法，因此可以更加灵活地对接采集数据的传感器类型、样本数、采样间隔等各种参数进行调整。
基于 LabVIEW 的数字核信号处理平台的研发
发平台， 分别实现数字核信号的滤波成形 、 堆积
识别 、 幅度提 取 、 计 数 率校 正 的功能 。
１ 系统 结构
基于 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 的 数 字 核 信 号 处 理 平 台的 主要结 构如 图 １ 所 示 。探测 器输 出 的信号经 过 简单 的信 号 调 理 后 ， 送 人 后续 的 Ａ Ｄ Ｃ采 集 卡
系统 ， 在该系统中， 探测器系统输出的信号通过
模拟 滤波器 、 反混叠放大器、 Ａ Ｄ Ｃ、 数 字 滤 波 器
（ Ｆ Ｉ Ｒ ） 等功能模块处理后 ， 由Ｆ Ｉ Ｆ Ｏ缓存 ， 再送
给计算 机作进 一步 的处 理 ； ２ ０ ０ ７年 意大 利 的 Ｊ ．Ｇ ａ ｅ ｔ ａ ｎ ｏ Ｇ ｅ ｒ ａ ｒ ｄ ｉ 等人采用 高速的 Ａ Ｄ Ｃ（ １ ０ ０ ＭＨ ｚ ， １ ４ ｂ ｉ ｔ ） 对 半 导体 探 测 器 输 出 的信 号 进 行
理， 搭建 了一套数字核信号处理平 台 ， 节约了开发成本 ， 人机交换 界面友好 直观 、 操作 方便 ， 在实际研词 ： 数字核信号处理 ； Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ； 核脉 冲信号 ； 处理平 台
中图分类号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ４ 文献标 志码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ２ ５ ８ － ０ ９ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — １ １ ５ ２ － ０ ４
华理工大学博士基金项 目（ Ｄ Ｈ Ｂ Ｋ ２ ０ １ １ １ １ ） 。
作者简介 ： 张怀强 （ １ ９ ８ １一） ， 男， 讲师 ， 博士， 核技术 及应用专业 ， 从事核辐射 探测 技术 与智 能核仪 器研
究。
ｌ ｌ ５２
２ 数 字 核 信 号 处 理
Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 平 台 将 软 件 的 界 面设 计 与 功 能
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基于虚拟仪器的信号处理仿真系统开发
【摘要】传统台式仪器有性能不够稳定，升级更新周期长、成本高、种类多、操作复杂等问题。
本文利用计算机结合LabVIEW虚拟仪器技术，探讨信号处理及检测仿真系统的开发。
具有试验数据准确，试验过程稳定、形象直观、操作简单等优点。
【关键词】虚拟仪器；信号处理及检测；仿真系统
一、虚拟仪器概述
虚拟仪器（Virtual Instrument，简称VI）是现代仪器技术和计算机技术深层次结合的产物，是当今计算机辅助测试（CAT）领域的一项重要技术[1]。
虚拟仪器的出现和兴起，改变了传统仪器的概念、模式和结构，并以其特有的优势显现出强大的生命力。
与传统仪器相比，其特点主要有：①通用硬件平台确定后，由软件取代传统仪器中的硬件来完成和扩展仪器的功能。
②仪器的功能是由用户根据需要由软件设计和定义的，可以灵活方便的定制仪器。
③研制周期较传统仪器大为缩短。
④虚拟仪器开放、灵活，可与计算机同步发展，可与网络及其他周边设备互联。
二、虚拟仪器的信号处理仿真系统
本文主要针对虚拟仪器技术——Labview软件开发平台在信号处理的仿真和实验当中的应用进行研究和设计。
信号处理虚拟仿真系统主要由虚拟信号发生器模块和信号观察与分析功能模块组成。
信号发生器模块主要提供实验中所需的各种信号源。
在不同的测量应用中会需要使用不同的测试信号。
如在音频测试领域主要使用正弦波信号。
单一频率的正弦波信号常用来检测一个系统的谐波失真而多频信号主要用于系统互调失真的测量及系统的频率响应测量；信号观察与分析功能模块，可以用软件实现对于信号的实时观察与分析，例如频谱分析和示波器功能等。
以下分别从信号产生、信号频域分析方面介绍如何用虚拟仪器构建信号处理仿真系统。
三、信号的产生
1.仿真信号的产生
仿真信号是由LabView程序产生，生成指定的信号波形。
LabView提供了大量的波形生成节点，它们位于函数→信号处理→波形生成子选板中。
利用这些波形生成函数可以生成不同类型的波形信号和合成波形信号。
这里主要介绍基本函数发生器和公式波形。
（1）基本函数发生器
基本函数发生器产生指定类型的波形。
常见的波形，例如正弦波形、方波波形、三角波形、锯齿波形都可以由基本函数发生器来产生，其节点端口定义如下内容：
输入信号包括偏移量、信号类型、频率、幅值、相位、采样信息、方波占空比等。
偏移量是指信号的直流偏移量（默认为0.0）。
信号类型包括正弦波、方波、三角波、锯齿波。
频率是指产生信号的频率（默认为10HZ）。
幅值表示信号的峰值电压，默认为1.0V。
相位表示波形的初始相位，以度为单位（默认为0）。
采样信息包含采样频率（默认为1KHZ）和采样点数（默认为1000）。
方波占空比之后在信号类型为方波时才有效。
信号输出为输出的波形，相位输出为产生的信号的相位。
（2）公式波形
公式波形是按照公式输入引脚产生响应的波形输出。
公式波形发生器除公式端子外所有端子与基本函数发生器相同。
在公式端子输入的公式用于生成输出信号波形的表达式。
该端默认公式为：，其中，f是输入频率[2]。
2.虚拟信号发生器的设计
根据上述的原理而设计的LabView程序，产生的虚拟信号发生器主要用来产生正弦波、方波、三角波和任何函数波形，其前面板如图二所示。
在公式端子的输入公式取决于公式选择控件。
为了更准确的描述实际信号发生器产生信号频率的选择，信号频率的最终值是由频率档位选择和频率旋钮共同确定，即信号的频率=频率旋钮值*频率档位，例如若频率旋钮显示4.5，而频率档位为1K-10K，则信号最终频率为4.5K。
占空比旋钮只对方波有作用。
主要程序框图如图三所示。
四、信号的频域分析
1.系统的工作原理
在频谱分析中，采用了傅立叶变化计算法频谱分析，直接计算有限长序列的离散傅里叶变换DFT，即可获得信号序列的离散频谱。
有限长离散序列x(n)和它的频谱X(k)之间的DFT（离散傅里叶变换）可以表示为：
由于离散傅里叶变化具有选频性，所以对信号进行DFT就可以获得信号的频率分量[3]。
本实验根据频谱分析的原理，设计一个虚拟频谱分析仪，并通过它来观测周期信号的频谱。
系统的结构框图如图四所示。
具体工作过程如下：输入信号为外部电路或信号源产生的信号，它输入到虚拟频谱仪模块，再经过相应的放大，传送到A/D转换模块，A/D转换模块（ADC0809）在51单片机（AT89S52）的控制之下，将输入的模拟信号转换为数字信号，再将数据通过USB接口计算机，计算机对波形数据进行快速傅里叶变换，转换为信号的频谱，并通过LabView前面板显示。
ADC0809是一个8位并行接口的多模拟输入通道的ADC，其转换过程采用逐次逼近方式，+5V工作电压。
AT89S52可以通过数据总线与控制信号控制该模块，电路原理图如图五所示。
2.频谱分析节点
LabView8.20提供了丰富的时域和频域转换函数，位于函数→信号处理→谱分析中。
（1）幅度谱和相位谱的测量
测量信号幅度谱和相位谱的函数，其图标和端口定义如图六所示。
（2）功率谱的测量
测量信号功率谱的函数，其图标和端口定义如图七所示。
3.频谱分析仪的设计
运行虚拟频谱分析仪软件。
前面板如图八所示。
左边波形图显示时域波形，右边的波形图显示频谱参数，根据左上角的系统选项卡控件，可选择观测幅度谱、相位谱、功率谱和功率谱密度。
使用采样率调整旋钮来修改时域信号的采样率，保证在时域波形图显示4～8个信号周期。
可观测输入实际信号的幅度谱、相位谱、功率谱、功率谱密度等波形图。
其主要程序框图如图九所示。
五、结束语
利用Labview编程能很好的实现信号与系统的实验过程，而且直观方便，效
果比传统实验仪器更理想[4]，只需要一台电脑和一个软件程序，不需要其他任何辅助实验仪器。
例如频谱分析仪、示波器等等，大大的节省了开发成本。
因此其应用前景是广阔的。
参考文献
[1]张爱平,LabVIEW入门与虚拟仪器[M].北京:电子工业初版社,2007:1-2.
[2]LabVIEW Function and VI Reference Manual.National Instruments,1998.
[3]朱成华.基于LabView的弧焊电参数虚拟检测分析系统设计[J].电子技术应用,2008(8).
[4]杨丰萍,姜志玲.基于虚拟仪器技术的示波器的设计[J].华东交通大学学报,V ol.26(1),2009.。