双通道虚拟信号发生器设计

虚拟仪器课程设计报告
题目：双通道虚拟信号发生器设计
双通道虚拟信号发生器设计
一、课程设计说明：
对于任何测试来说，信号的生成非常重要。

例如，当现实世界中的真正信号很难得到时，可以用仿真信号对其进行模拟。

常用的测试信号包括：正弦波、三角波、方波、锯齿波、各种噪声信号以及由多种正弦波合成的多频信号。

信号发生器在测量中应用非常广泛，它可以产生不同频率的正弦信号、方波、三角波、锯齿波等，
其输出的幅值和直流偏置也可以根据需要进行调节。

信号发生器种类繁多，专用信号发生器是专门为某种特殊的测量而研制的，如电视信号发生器、编码脉冲信号发生器等；通用信号发生器按输出波形可分为正弦信号发生器、脉冲信号发生器、函数发生器和噪声发生器等，其中正弦信号发生器最具普遍性和广泛性。

LabVIEW虚拟仪器技术软件开发平台提供了丰富的信号产生函数。

通过编写适当的LabVIEW程序，设计与实现一个双通道虚拟信号发生器。

本课题基于虚拟仪器LabVIEW图形化软件开发平台，设计一种双通道虚拟信号发生器，要求所设计的双通道虚拟信号发生器可以产生和显示正弦信号、三角波、方波、锯齿波、公式波及是否加噪声信号。

具体指标与要求如下：
(一) 正弦信号、三角波、方波、锯齿波信号
1、频率及幅值可调；
2、偏置量及方波的占空比可调；
3、可调整幅值、相位、频率；调整后无须重新启动（但是有组合按键）；
4、在产生的信号中可以加入高斯白噪声。

5、可以设置通道选项，可以选一个通道，也可以选两通道。

6、公式波信号：当选择产生公式波信号时，可以通过信号发生器前面板输入
相应的公式，从而得到相应的波形信号。

7、通道1、通道2可以分别产生正弦信号、三角波、方波、锯齿波或公式波信
号。

通过设置一个“退出”按钮来退出程序。

两个通道产生的信号必须在
同一个示波器(Graph)中显示波形，但彼此互不干扰。

每个通道可以对波形
进行单独控制，分别可以选择产生输出正弦信号、方波信号、三角波信号、锯齿波信号或公式波信号。

并可以对采样信息，频率，幅值以及相位参数
进行调节控制，方波还可以控制占空比。

8、采样频率和采样数课设置。

9、波形颜色可以控制，可以显示出：红色，黄色，蓝色等三种颜色。

这里采
用了事件结构来编写，在下面会介绍的。

二、课程设计目的
通过本次课程设计使学生具备：
（1）了解现代仪器科学与技术的发展前沿；（2）学习和掌握虚拟仪器系统组成和工作原理；(3）掌握虚拟仪器LabVIEW图形化软件设计方法与调试技巧；（4）培养学生查阅资料的能力和运用知识能力。

三、课程设计要求
1、了解和掌握整个虚拟仪器平台的系统组成、工作原理、各单元功能和应用背景；
2、根据设计任务进行文献资料的检索，根据各种独立测量仪器的功能和工作原理，确定虚拟仪器功能，制定设计方案和设计虚拟仪器面板；
3、利用虚拟仪器LabVIEW软件，编写与调试虚拟仪器的图形化程序；
四、课程设计内容
1、双通道虚拟信号发生器前面板设计；
2、双通道虚拟信号发生器框图程序设计。

五、双通道虚拟信号发生器的函数发生部分组成框架如下所示：
六、系统登录模块如下所示：
七、双通道虚拟信号发生器的实现：
7.1：双通道虚拟信号发生器的前面板如下所示：
图3-1 程序设计前面板
通道1,通道2框图:
图3-2 通道1框图图3-3 通道2框图
由图可知,由此产生正弦信号、三角波、方波、锯齿波及公式波信号。

通过选择其中一波形即可在波形显示器里输出。

通过框图可设置波形的幅值，频率，相位，偏置量等参数，从而产生所需要的波形。

注:两个通道生成的波形之间不受影响，可独立操作。

当波形为方波时，框图用来改变方波的占空比。

框图里显示波形的数学公式。

波形图中可通过改变框图中的设置来加入高斯白噪声，以实现对波形的干扰。

框图用来设置信号的采样平率以及波形中的采样点数。

通过框图
可以设置波形的颜色及公式的颜色。

框图用来结束程序的运行。

八、双通道虚拟信号发生器的程序设计。

双通道虚拟信号发生器是利用两个通道的独立性分别产生正弦信号、三角波、方波、锯齿波或公式波信号。

两个通道产生的信号在同一个示波器(Graph)中显示波形，但彼此互不干扰。

另外，每个通道可以对波形进行单独控制，分别可以选择产生输出正弦信号、方波信号、三角波信号、锯齿波信号或公式波信号。

并可以对采样信息，频率，幅值以及相位参数进行调节控制，方波还可以控制占空比。

8.1：通道1及通道2设计如下所示。

设计的思路：采用一个簇常量，将幅值，频率，相位，采样率，偏置量，波形选择，公式等放进簇常量，在采用条件结构即可。

8.2：通道选择模块如下所示：
设计思路：采用条件结构。

8.3：颜色改变模块如下所示。

设计思路：此结构采用事件结构。

8.4：是否加噪声模块。

设计思路：采用事件结构。

8.5：登录模块设计如下所示。

设计思路：采用事件结构和消息对话框。

8.6:整体结构设计：
锯齿波信号发生设计框图如下:
公式波信号发生设计框图如下:
正弦波信号发生的设计图如下:
三角波信号发生的设计图如下:
方波信号发生的设计图如下:
九、测试模块。

9.1：登录测试。

9.2:通道选择测试。

9.3：是否加噪声。

9．4：颜色改变。

9.5：为两通道的信号以及参数分别设置及运行结果: 通道1:偏置1,频率10Hz,幅度1V,相位10;
通道2:偏置0,频率1Hz,幅度2V,相位0.
9.6：为原信号及参数加入高斯噪声后的运行结果:通道1:偏置0,频率10Hz,幅度1V,相位10;
通道2:偏置0,频率1Hz,幅度2V,相位0;
加入1.00的高斯白噪声.
十：心得与体会。

LABVIEW有很多优点：第一，在测量方面：用户也可以十分方便地找到各种适用于测试测量领域的LabVIEW工具包。

这些工具包几乎覆盖了用户所需的所有功能，用户在这些工具包的基础上再开发程序就容易多了。

第二，在控制与测试方面LabVIEW拥有专门用于控制领域的模块----LabVIEWDSC。

除此之外，工业控制领域常用的设备、数据线等通常也都带有相应的LabVIEW驱动程序。

第三，除了以上两种应用领域，LabVIEW还包含了多种多样的数学运算函数，特别适合进行模拟、仿真、原型设计等工作。

在设计机电设备之前，可以现在计算机上用LabVIEW搭建仿真原型，验证设计的合理性，找到潜在的问题。

在高等教育领域，有时如果使用LabVIEW进行软件模拟，就可以达到同样的效果，使学生不致失去实践的机会。

这是一门实践性很强的课，很多知识是从书上看来的，觉得自己已经掌握的一些理论知识，但真到实际做东西的时候，就会觉得困难重重，这时再去查书，便有了对知识的更深层次的理解，其次遇到问题可以上网搜索，很多问题都可以迎刃而解，而且很多网友都有自己独特的见解，在他们的讨论中看到了很多有用的东西。

在我们以后的工作中，我们要尽量运用labview这门工具，因为它能给我们带来很大的方便，而且节约很多成本。

在以后的工作和学习中，我要更深入的了解这门工具。

争取在这方面有更大的进步，因为这门工具对我们来说是很重要的，我们必须掌握好这门工具。

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