基于labview的虚拟信号发生器的设计(2010-1...
基于Labview的虚拟信号发生器的设计(毕设)
基于Labview的虚拟信号发生器的设计(毕设)课题名称基于LabVIEW8.0的虚拟函数信号发生器的设计指导教师姓名肖俊生学生姓名刘增辉专业自动化学号 0967106205基于LabVIEW的虚拟函数信号发生器的设计摘要本文实现了基于LabVIEW8.5的虚拟正弦波、方波、三角波、锯齿波以及任意信号波形的信号发生。
操作人员可以根据需要,改变波形的频率、幅值、相位、偏移量等参数,并可保存波形的分析参数到指定文件。
本论文首先简介了虚拟函数信号发生器的开发平台,及虚拟信号发生器的设计思路,并且给出了基于LabVIEW的虚拟信号发生器的前面板和程序设计流程图,讲述了功能模块的设计步骤,提供了虚拟发生器的前面板。
本仪器系统操作简便,设计灵活,具有很强的适应性。
【关键词】:虚拟仪器,LabVIEW,信号发生器第一章虚拟仪器(Virtual Instrument)1.1 虚拟仪器概念虚拟仪器的起源可追溯到20世纪70年代。
“虚拟”的含义主要是强调了软件在这类仪器中的作用,体现了虚拟仪器与主要通过硬件实现各种功能的传统仪器的不同。
由于虚拟仪器结构形式的多样性和适用领域的广泛性,目前对于虚拟仪器的概念还没有统一的定义。
美国国家仪器公司(National Instruments Corporation,NI)认为,虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统,是一种计算机操纵的模块化仪器系统。
虚拟仪器主要由通用的计算机资源(例如微处理器、内存、消声器)、应用软件和仪器硬件(例如A/D\、D/A、数字I/O、定时器、信号调理等)等构成。
使用者利用应用软件将计算机资源和仪器硬件结合起来,通过友好的图形界面来操作计算机,完成对测试信号的采集、分析、判断、显示和数据处理等功能。
虚拟仪器中的硬件主要用于解决信号的调理以及输入、输出问题。
而软件主要用于实现对数据的提取、分析处理、显示以及对硬件的控制等功能,这些功能在传统电子仪器中往往通过硬件来实现。
基于Labview的仿真信号发生器设计
基于Labview的仿真信号发生器设计【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。
本设计采用虚拟仪器技术进行信号发生器的设计。
该系统具有生成正弦波、方波、三角波、锯齿波的功能。
幅度为0~5V可调,频率0~1KHz可调,并且该系统具有显示、存储、波形回放、打印等功能。
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,并给出了信号发生器的基本原理框图【关键词】虚拟仪器,信号发生器,LABVIEW一、虚拟仪器的发展趋势现代仪器仪表技术是计算机技术和多种基础学科紧密结合的产物。
随着微电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术的飞速发展,新的测试理论、测试方法、测试领域以及新的仪器结构不断出现,在许多方面已经冲破了传统仪器的概念,电子测量仪器的功能和作用发生了质的变化。
在此背景下,1986年美国国家仪器公司(National Instruments,NI)提出了虚拟仪器(Virtual Instrument,VI)的概念。
尽管迄今为止虚拟仪器还没有一个统一的定义,但是一般认为:虚拟仪器是在PC基础上通过增加相关硬件和软件构建而成的、具有可视化界面的可重用测试仪器系统。
作为一种以计算机软件为核心的新型仪器系统,虚拟仪器具有功能强、测试精度高、测试速度快、自动化程度高、人机界面优异、灵活性强等优点,通常被认为是第三代自动测试系统的同义语。
使用虚拟仪器系统可以避免仪器编程过程中的大量重复性劳动,从而大大缩短复杂程序的开发时间,并且客户可以用不同的模块来构造自己的虚拟仪器系统,选择统一的测试策略。
由于虚拟仪器的功能和性能已被不断提高,如今在许多应用中它已成为传统仪器的主要替代方式。
而虚拟仪器的各种优点让用户可放心地舍弃旧的传统测量设备,接受更新型、以计算机为基础的虚拟仪器系统。
基于LabVIEW的虚拟网络化信号发生器设计
[] 1张屹, 闫寒冰 , 祝智庭 . 中国网络教 育技术标准体 系架构和 体系框架研 究 [ ]/ c / 第六 届全球华 人计算机 教育应用 大会论文集 ,
2 0 7 - 2 0 2: 21 7 7
[] 2郑莉 . 中国网络 教育技术 标准 (ET )体 系介绍 []清 华大学 ,06 1—4 C LS D. 20 :3 1 [] 3教育 部教 育信 息化 技术标准委 员会 . 育信息 化技术标 准CL S4 . []20 教 ET一 1 1S .0 2 [] 4 李玉林 . iu lB s c V s a a i 毕业 设计指 南与项 目实 践 [] 北 京 : M. 北京科 海 电子 出版 社, 0 8 2 0 [] 5 徐素 霞, 林清 丽, 宗凯 , 基 于C L S 准的基础 教 育资源库 的设计 与实现 [] 教育信 息化, 0 6 1) 3 — 0 杨 等. E T标 J. 2 0 (o :8 4
文章 编号: 6149( 1) —020 17—8X2 02 09—2 0 4
D sg f V ru N t a e Sg a G n r t r b s d o a VE ,L L, Y n e jn , 2 n h e n o itaJ e w r in e e a o a e n L b w/ i i a g W ni g e g Z i J J J /
Ab t a A c r ng o he e i n f h vi u l et ar s g l e r t r as o t e ab E . I s r ct c o di t t d s g o t e rt a N w e i na g ne a o b ed n h L VI W t
re i e t e u t o h t h “s r e : c c n r l h al z d h f nc i n t a t e e v r: an o t o t e “ l e t c i n
基于labvIEW的虚拟仪器信号发生器的设计
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第1章 绪 论1.1 课题背景及意义目前,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。
其结构如图1.1所示:图1.1 直接模拟频率合成框图1.3 本文主要论文本文主要阐述虚拟仪器技术的概念和基本设计思路,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。
基于Labview的函数信号发生器的设计(开放性实验)
摘要本次设计基于美国国家仪器(NI)的虚拟仪器开发平台Labview,使用图形化语言编程,设计了一款虚拟函数信号发生器。
该虚拟函数信号发生器能够产生正弦波、三角波、方波、锯齿波等波形,其中输出信号的频率、幅值、相位、偏移量以及方波的占空比等都可以在较宽的范围内动态的调节,能够更好的得到满意的波形。
关键词:虚拟仪器;Labview;函数信号发生器;图形化编程目录第1章绪论 (1)第2章虚拟函数信号发生器的设计 (2)2.1 概述 (2)2.2 函数信号发生器程序框图设计 (2)2.2.1 基本函数信号发生器的配置 (2)2.2.2 while循环的设计 (3)2.2.3 程序中的延时机制 (4)2.2.4 波形显示控件的设计 (4)2.3 前面板的界面布局 (7)2.4 帮助信息 (9)第3章程序调试 (10)第4章实验设计总结 (12)参考文献 (13)附录 (14)第1章绪论在有关电参量的测量中,我们需要用到信号源,而信号发生器则为我们提供了在测量中所需的信号源,它可以产生不同频率的正弦信号、方波、三角波、锯齿波、正负脉冲信号、调幅信号、调频信号和随机信号等,其输出信号的幅值也可以按需要进行调节。
传统信号发生器种类繁多,价格昂贵,而且仪器功能固定单一,不具备用户对仪器进行定义及编程的功能,一个传统实验室很难同时拥有多类信号发生器,然而,基于虚拟仪器技术的实验室则能够实现这一要求。
随着计算机技术的迅猛发展,虚拟仪器技术在数据采集、自动测试和仪器控制领域得到了广泛的应用,促进和推动测试系统和仪器控制的设计方法与实现技术发生了深刻的变化。
“软件即是仪器”已成为测试与测量技术发展的重要标志。
虚拟信号发生器就是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的LabVIEW软件来完成各种测试、测量和自动化应用。
第2章虚拟函数信号发生器的设计2.1概述在传统的测量中,为了得到测量结果我们往往需要一个信号源对测量电路进行激励,这就需要用到函数信号发生器。
基于LabVIEW的多功能虚拟信号发生器设计
基于LabVIEW的多功能虚拟信号发生器设计摘要随着微型计算机和软件技术的发展,虚拟仪器在智能化程序、处理能力、性能价格比、可操作性等方面与传统仪器相比都具有明显的技术优势,将虚拟仪器引入高校的实验教学不但可以提高测试效率和教学的质量,而且为降低实验仪器成本提供了有效的途径和方法。
本文选用LabVIEW图形化编程语言为开发软件,主要开发虚拟实验仪器:虚拟信号发生器,同时提出了虚拟实验室的建设方案。
基于专业虚拟仪器开发工具Labview,设计一虚拟函数信号发生器。
该虚拟信号发生器能够产生正弦波、三角波、方波、锯齿波等波形,频率动态范围较宽且可微调。
关键字:虚拟仪器labVIEW信号发器Abstrack:Along with the development of the microcomputer, compared with traditional instrument, the virtual instrument has the obvious technical advantage in knowledge ware, processing capability, the ratio between function and price, and Maneuver ability. The introduction of the virtual instrument to the university can not only increase the efficiency and quality of testing, teaching, but also provide the effective method to reduce the cost of the experiment instrument.In this paper, selected LabVIEW graphical programming language for software development, mainly the development of virtual experiment equipment, virtual signal generator, virtual laboratory also made the building program. A Virtual Function Signal Generator is designed Based on Labview, The Virtual Function Signal Generator can generate Sine wave, triangle wave, square wave, teeth of a saw wave...etc。
基于LabVIEW的虚拟信号发生器的设计与实现_张黎
图 4 正 弦 波 产 生 部 分 程 序
5.2 锯 齿 波 的 实 现 锯齿波函数的调用路径:函数→信号处理 → 信 号 生 成
→ 锯 齿 波 。 执 行 上 述 操 作 后 ,出 现 如 图 5 所 示 函 数 。
图 7 正 弦 波 产 生 前 面 板
图 5 锯 齿 波 生 成 函 数
Abstract:LabVIEW is a graphical programming language developed by National Instruments.The software is simple to use and convenient which provides a large number of data acquisition and processing library functions.Based on the plat- form of LabVIEW,the virtual signal generator is designed using virtual instrument technology.It can communicate with hardware by calling DLL,complete data processing according to algorithm and output signals by data acquisition card. This system can generates sine wave,square wave,triangle wave and sawtooth wave.Parameters of this system,such as frequency and amplitude,can be changed.The system is stable and flexible. Keywords:virtual instrument;signal generator;LabVIEW
基于Labview的虚拟信号发生器设计
重置信号:控件→新式→布尔→垂直摇杆开关。
参数显示为:控件→新式→数值→数值显示控件。
将数值显示控件与数值输入或旋钮连在一起,使它们的数据同步。
根据用户所选择的波形参数(频率、幅值、相位、偏移量、占空比)输出相应的波形。
4.3
利用字符串显示控件提示用户其所选波形的正常输出的频率范围。利用条件结构对输入的频率进行判断,当频率过低时执行提示程序:“频率过低,失真,请重新输入”;圆形指示灯亮。当频率过高时执行提示程序:“频率过高,失真,请重新输入”;圆形指示灯亮。当频率适当时执行提示程序:“正确输出”;圆形指示灯灭。
6.
波形选择为“方波”、频率输入为“250”、幅值输入为“2”、相位输入为“0”偏移量输入为“0”、占空比输入量为“50”。重置开关置于“关”。
6.3 三角波工作过程分析
波形选择为“三角波”、频率输入为“50”、幅值输入为“2”、相位输入为“0”偏移量输入为“0”、占空比输入量为“0”。重置开关置于“关”。
5.3
利用字符串显示控件提示用户所选波形的正常输出频率的范围。利用条件结构对输入的频率进行判断,当频率过低时执行提示程序:“频率过低,失真,请重新输入”;圆形指示灯亮。当频率过高时执行提示程序:“频率过高,失真,请重新输入”;圆形指示灯亮。当频率适当时执行提示程序:“正确输出”;圆形指示灯灭。
5.3.1
4、锯齿波
波形选择与显示通过组合框来完成。波形选择后将用户所选的选项通过条件结构,根据用户所选的波形对应执行不同的程序,输出不同的波形。
将数值显示控件与数值输入或旋钮连在一起,使它们的数据同步。
根据用户所选择的波形参数(频率、幅值、相位、偏移量、占空比)输出相应的波形。频率、幅值、相位这三项参数用户可手动输入准确数值;偏移量这项参数用户可利用旋钮来调节,具体数值均可通过数值显示控件来查看。重置信号为一垂直摇杆开关,用户可在需要时使用。
基于Labview的虚拟信号发生器的设计
第 1 原 工 学 院 学 报
J OURNAL OF Z HONGYUAN NS I UT ECHNOLOGY I T T E OF T
Vo . 7 No 4 I1 .
Au g.. 00 2 6
的前 面板 如 图 3 示 . 所
调制僵 号并差 设 备号  ̄i - l tR
根据 传统 信号 发生 器 面板 控 键 的功 能 , 用 L b 利 a—
ve 中的控 制模 板 , iw 分别 在 设 计 面 板上 放 入 模 拟 实 际 信号 发生 器控 键 的数据 输入 控键 、 示器 、 据输 出控 显 数 件、 开关 、 选择 器. 显示器 用 于显示 输 出 的信号 波形 , 数
集、 控制 、 数据分 析 和处 理 以及 测 试 结 果 的 显示 等 , 通
图 1 虚 拟 信 号 发 生 器 框 图
过软、 硬件 的配合 实 现传统 仪器 的各种 功 能 , 正实现 真 了“ 软件 即仪器 ” 概念 , 户 可 以方 便 地 对 仪 器进 行 的 用
维护、 扩展 和 升 级.L b i 图形 化 虚 拟 仪 器编 程 语 a ve w
序框 图) 计 . 设
2 1 前 面板 的设计 .
2 1 4 开 关 控 件 . .
此 开关 用于 结束 运行 . 执 行 Al c nr l> > B oen> > S o utn l o tos ol a tp B t o 操作 , 入 开 关 按钮 , 记 为 “ TO . 上 所 述 设 计 调 标 S P” 如
据输 入控 键用 于输 出信 号 的信号 频率 、 样频 率 、 采 采样
数 、 幅和相位 , 据输 出控 键则 用 于选 择信号 类 型. 振 数 打开 L b i 前 面 板 编 辑 窗 口, 击 鼠标 右 键 , a ve w 点 显示 控制 模板 , 择 Grp ) )W a eo mg a h 作 为 选 ah v {v rp , 信 号发生 器 的显示 器. 显 示器 模板 上点 击 鼠标右 键 , 在 对其 进行 属性 设置 , 如根 据 被 显 示 波 形 的频 率 与 幅度 值 的变 化 , 用工 具 模 板 中 的文 字 工 具 , 显 示 器 横 利 对 ( 时间 ) 纵 ( 、 幅度 ) 标 的 刻 度 重 新 设 置. Grp 坐 用 a h控
基于LabVIEW的虚拟任意信号发生器设计
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 3 — 6 2 9 X. 2 0 1 3 . 0 7 . 0 5 6
Vi r t ua l Ar b i t r a r y W a v e f o r m Ge n e r a t o r De s i g n Ba s e d o n La bVI EW
赵 华 , 张代 远 , ' 。
( 1 . 南京 邮 电大学 计 算机 学院 , 江 苏 南京 2 1 0 0 0 3 ;
2 . 江 苏省无线 传感 网 高技 术研 究重 点 实验 室 , 江 苏 南京 2 1 0 0 0 3 ;
3 . 南京 邮电大 学 计 算机技 术研 究所 , 江 苏 南京 2 1 0 0 0 3 )
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 L a b V I E W 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
Ab s t r a c t : T h e d e v e l o p me n t o f t r a d i i t o n a l d e d i c a t e d i n s t r u me n t i s d i ic f u l t , l o n g c y c l e a n d h i g h c o s t .I n o r d e r t O s o l v e t h e p r o b l e m p r o —
基于labview的虚拟信号发生器的设计
基于labview的虚拟信号发生器的设计信息工程学院自动化2班王孟哲0967106209基于labview的虚拟信号发生器的设计Labview虚拟仪器LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument EngineeringWorkbench,实验室虚拟仪器集成环境)是一种图形化的编程语言,简称G语言,它是由美国NI公司推出的虚拟仪器开发平台应用LabVIEW 开发平台编制的程序称为虚拟仪器,其核心概念就是“软件即是仪器” LabVIEW 提供了测控仪器图形化编程环境,在这个环境中提供了一种像数据流一样的编程模式,用户只需连接各个逻辑框即可构成程序。
它集成了与满足GPIB、VXI、RS.232和RS.485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能,同时,它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数,利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器。
本文介绍一种自行开发的基于LabVIEW 的虚拟函数信号发生器,该仪器界面设计友好,功能强大,操作方便自从1986年美国NI(National Instrument)公司提出虚拟仪器的概念以来,随着计算机技术和测量技术的发展,虚拟仪器技术也得到很快的发展。
虚拟仪器是指:利用现有的PC机。
加上特殊设计的仪器硬件和专用软件。
形成既有普通仪器的基本功能,又有一般仪器所没有的特殊功能的新型仪器。
与传统的仪器相比其特点主要有:具有更好的测量精度和可重复性:测量速度快;系统组建时间短;由用户定义仪器功能;可扩展性强;技术更新快等。
虚拟仪器以软件为核心,其软件又以美国NI公司的Labview虚拟仪器软件开发平台最为常用。
Labview是一种图形化的编程语言,主要用来开发数据采集,仪器控制及数据处理分析等软件,功能强大。
目前,该开发软件在国际测试、测控行业比较流行,在国内的测控领域也得到广泛应用。
函数信号发生器是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。
基于LabVIEW的虚拟信号发生器和示波器设计
( D e p a r t n m n t o f Ge n e r a l C o u r s e s ,A c a d e m y o f M i l i t a r y T r a n s p o r t a t i o n ,T i a n j i n 3 0 0 1 6 1 ,C h i n a )
虚拟仪 器是 基于计 算机 的仪器 ,它 的实质 是一
形 化编 程 G 语 言 。G 语 言 产 生 的是 框 图 的 形 式 , 它 采用简 单 的连 线方 法将各 种功 能 图标 的功 能连接
个 完 整 的计 算机 测试 系统 。首先 ,利 用 I / O接 口设
备可 以完成 被测信 号 的数据 采集 、整形 、调理 、 A / D转换 等 ;其 次 ,它 可 以 利 用 计 算 机 本 身 强 大
的计算 功能 来完 成信号 的运算 、分 析 、处 理 、存 储
等 ;最后 ,它利 用计算 机显 示器 的显示 功能来 模拟
实 际仪器 的 操作 面 板 ,可 以 以 图形 图表 、指 示 灯 、
起来 实 现 任 务 。L a b V I E W 拥 有 一 个 能 完 成 任 何 编 程 任务 的 庞 大 函数 库 ,有 丰 富 的 图形 生 成 界 面模 板 ,能进 行数据 采集 、分 析 、存储 等功 能 ,并提供
Ab s t r a c t :Ai mi n g a t t he i n s u f f i c i e n t c o n t r o l o f ba s i c a pp a r a t u s f o r mi l i t a r y s t u d e n t s ’c h a r a c t e r i s t i c, t h i s p a pe r i n t r o du c e d a d e s i g n e x —
基于LabVIEW的虚拟信号发生器
目录前言 (2)第一章绪论 (3)第一节选题的目的和意义 (3)第二节虚拟仪器概述 (6)一、虚拟仪器与传统仪器的比较 (7)二、虚拟仪器系统的构成 (7)第三节课题研究目标 (8)第二章虚拟信号发生器的基本原理 (10)第一节信号发生器的基本原理 (10)第二节虚拟信号发生器的基本组成 (10)第三节虚拟信号发生器的工作原理 (10)第三章数据采集硬件平台的设计 (12)第一节数据采集理论基础 (12)第二节数据采集卡结构 (13)一、采集卡外观 (13)一、采集卡内部结构................................ 错误!未定义书签。
三、采集卡功能 (14)第三节数据采集卡的驱动 (15)一、CIN方式驱动................................... 错误!未定义书签。
二、CLF方式驱动................................... 错误!未定义书签。
三、基于CLF方式的采集卡软件设计.................. 错误!未定义书签。
第四章数据采集的软件实. (21)第一节虚拟仪器创建过程............................... 错误!未定义书签。
一、软、硬件的选择................................ 错误!未定义书签。
二、设计用户界面 (21)三、程序设计 (21)四、程序测试 (21)第二节系统设计基本要求与工作流程 (22)一、系统设计基本要求 (22)二、系统设计思想 (22)三、系统工作流程 (22)第三节系统软件程序设计 (24)一、程序主要结构介绍.............................. 错误!未定义书签。
二、软件总体构成.................................. 错误!未定义书签。
设计总结及心得.. (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (29)摘要信号发生器是各种科研实践中最重要的仪器之一。
基于LabVIEW的虚拟信号发生器的设计与实现
参数 的设置 , 由仪器 的核 心部分产 生 , 再经过 放大 、 衰 减等信
号调理环节, 最后向
路实验和设 备检测 中具 有 十分广 泛 的用 途 。传统 信 号发生 器价格 昂贵 、 体积较大 、 功能 固定 , 应用场合受到一定限制[ 2 I 。 2 O 世纪 8 O 年 代 末 美 国研 制 成 功 了 虚 拟 仪 器 。虚 拟 仪 器是 以通用 计算 机 为硬件 平 台 , 由测试 软件 实现 测量 功 能 的一 种计算 机 仪 器 系 统 3 ] 。当前 虚 拟 仪 器 的 构成 主要
1 引 言
信号发生器又称 信号 源 , 可 以根据 用 户对波 形 、 频 率等
2 开发平台 L a b V I E W 介 绍
L a b VI E W 是 美 国 NI 公 司推 出 的基 于 图 形化 编 程 的 虚 拟仪器 开发 平 台。该软 件功 能强 大且灵 活 , 利 用 它 可 以
De s i g n a n d r e a l i z a t i o n o f v i r t u a l s i g n a l g e ne r a t o r b a s e d o n La b VI EW
Zh a n g Li Ca i Li a n g
Th i s s y s t e m c a n g e n e r a t e s s i n e wa v e , s q u a r e wa v e , t r i a n g l e wa v e a n d s a wt o o t h wa v e . Pa r a me t e r s o f t h i s s y s t e m, s u c h a s
介绍在 L a b VI E W 开 发平 台下 , 以数据采集 卡为硬件 基础 , 采用虚拟仪器技术 , 完成信号发生器 的设计 。系统采用调 用动态链 接 库的方式与数据采集卡进行通信 , 实现数据的输 出, 并按照算法进行 数据处理 。该 系统可 以产生指定 的正弦 波 、 方波、 角
基于Labview的虚拟信号发生器的设计(毕设)
基于Labview的虚拟信号发生器的设计(毕设)课题名称基于LabVIEW8.0的虚拟函数信号发生器的设计指导教师姓名肖俊生学生姓名刘增辉专业自动化学号 0967106205基于LabVIEW的虚拟函数信号发生器的设计摘要本文实现了基于LabVIEW8.5的虚拟正弦波、方波、三角波、锯齿波以及任意信号波形的信号发生。
操作人员可以根据需要,改变波形的频率、幅值、相位、偏移量等参数,并可保存波形的分析参数到指定文件。
本论文首先简介了虚拟函数信号发生器的开发平台,及虚拟信号发生器的设计思路,并且给出了基于LabVIEW的虚拟信号发生器的前面板和程序设计流程图,讲述了功能模块的设计步骤,提供了虚拟发生器的前面板。
本仪器系统操作简便,设计灵活,具有很强的适应性。
【关键词】:虚拟仪器,LabVIEW,信号发生器第一章虚拟仪器(Virtual Instrument)1.1 虚拟仪器概念虚拟仪器的起源可追溯到20世纪70年代。
“虚拟”的含义主要是强调了软件在这类仪器中的作用,体现了虚拟仪器与主要通过硬件实现各种功能的传统仪器的不同。
由于虚拟仪器结构形式的多样性和适用领域的广泛性,目前对于虚拟仪器的概念还没有统一的定义。
美国国家仪器公司(National Instruments Corporation,NI)认为,虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统,是一种计算机操纵的模块化仪器系统。
虚拟仪器主要由通用的计算机资源(例如微处理器、内存、消声器)、应用软件和仪器硬件(例如A/D\、D/A、数字I/O、定时器、信号调理等)等构成。
使用者利用应用软件将计算机资源和仪器硬件结合起来,通过友好的图形界面来操作计算机,完成对测试信号的采集、分析、判断、显示和数据处理等功能。
虚拟仪器中的硬件主要用于解决信号的调理以及输入、输出问题。
而软件主要总线,是PCI总线计算机在仪器领域的扩展,由它形成了具有性能价格比优势的最新虚拟仪器测试系统,但由于技术新、成本高,目前使用还不普及。
基于LabVIEW的虚拟信号发生器的设计
基于LabVIEW的虚拟信号发生器的设计作者:王小魏何乾伟刘治彬来源:《科技视界》2015年第23期【摘要】传统的信号发生器的功能完全靠硬件实现,其功能单一,一旦确定就不能更改,而且用户的购置和维修费用多。
于是根据虚拟仪器的特点,利用LabVIEW开发工具,设计了一种虚拟信号发生器。
该信号发生器能够产生三角波、正弦波、锯齿波、方波和噪音波等信号,以及任意函数的公式波信号。
该信号发生器具有界面美观友好、操作简单、响应速度快等特点,并且设置了登录系统,大大增加了其安全性。
【关键词】虚拟仪器;LabVIEW;信号发生器【Abstract】The functions of traditional signal generators are realized completely on hardware. Its functions can not be changed once they are fixed.And the cost of the generator for purchasing and repairing is so high.Therefore,according to the characteristics of virtual instruments, a virtual signal generator is designed with LabVIEW. The virtual signal generator can generate some waveforms such as triangle wave,sinewave,saw tooth wave, square wave, noise waveform and arbitrary formula signal .The signal generator has a friendly and beautiful interface, simple operation and quick response,etc.The security of the generator is greatly improved on account of the login system.【Key words】Virtual instrument;LabVIEW;Signal generator0 引言在工业生产和实验教学中,信号发生器经常被用到。
基于LabVIEW 的虚拟信号发生器的设计
基于LabVIEW的虚拟信号发生器的设计简介信号发生器在电子测量中具有很重要的作用,它能产生一定频率、波形和幅度的信号,用于测试电路的响应和性能。
LabVIEW是一款非常适合信号发生器设计的软件,它通过编程语言G语言来构建虚拟仪器,可以模拟实际的信号发生器。
本文将介绍如何使用LabVIEW设计实现一个简单的虚拟信号发生器。
设计需求我们需要实现如下功能:1.可以产生多种类型的信号,包括正弦波、方波、三角波和锯齿波。
2.可以调节信号的频率和幅度。
3.可以选择单一频率的信号或多频率的混合信号。
4.可以保存产生的信号到文件中。
设计思路我们可以按照如下思路实现该虚拟信号发生器。
1.实现信号类型选择功能,包括正弦波、方波、三角波和锯齿波。
2.实现信号频率和幅度的调节。
3.实现多频率的混合信号产生。
4.实现保存信号功能。
LabVIEW应用界面设计首先,我们需要在LabVIEW中构建虚拟信号发生器的界面。
我们可以通过“Front Panel”的控制引入模块,选择控件,例如“Waveform Graph”、“Waveform Chart”、“Numeric Control”、“String Indicator”、“Combo Box”、“Radio Buttons”、“File I/O”等等。
LabVIEW界面示意图LabVIEW界面示意图如图所示,我们可以选择用“Combo Box”控件选择信号波形类型,“Numeric Control”控件调整信号频率和幅度,并且使用“File I/O”控件将产生的信号保存到本地文件中。
信号产生我们需要使用LabVIEW中的函数模块来实现信号的产生。
下面以正弦波为例子,介绍如何实现。
1.选择“Function Palette”中的“Waveform”选项,拖动“Sine Waveform”到空白“Block Diagram”区域中。
2.在信号输出端插入“Waveform Graph”,并将其连接到“Sine Waveform”的输入端口。
基于LabVIEW的虚拟信号发生器的设计
基于LabVIEW的虚拟信号发生器的设计杨凤霞【摘要】本文选用LabVIEW图形化编程语言为开发软件,设计了一个用于日常教学的虚拟信号发生器。
该仪器可以模拟产生正弦波、锯齿波、方波、三角波、等4种基本波形和任意的公式波形,并且各波形均可以调整其参数值的大小,其中频率范围还具有档位可调功能。
该仪器所产生的波形可以以LabVIEW测试文件形式存储进行存储。
%This paper introduces a design method of virtual signal generator based on LabVIEW.This signal generator could be used in daily teaching.The instrument can generate and display four basic waveforms, such as sine,square,triangle,sawtooth waveform and so on.Arbitrarily formula waveform could be generated too.All of parameter values of these waveforms could be regulated. The adjusting function of frequency gear is designed too. The waveforms generated by this instrumnent could be saved as LabVIEW measurement files.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2014(000)021【总页数】2页(P110-111)【关键词】信号发生器;虚拟仪器;LabVIEW【作者】杨凤霞【作者单位】西安航空职业技术学院,西安,710089【正文语种】中文【中图分类】TM935.37信号发生器又称信号源,是常用的电子仪器之一,它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
基于LabVIEW虚拟信号发生器的设计与实现
基于LabVIEW虚拟信号发生器的设计与实现
周瑛
【期刊名称】《牡丹江师范学院学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2011(000)003
【摘要】设计和实现了一种基于LabVIEW的虚拟信号发生器,它利用基于LabVIEW编写的程序,根据输入参数生成虚拟信号,利用基于USB接口的MSP~010501数据采集卡把虚拟信号转换为实际信号输出.虚拟信号发生器的主要功能如下:可产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等基本波形;可根据公式输入来产生波形;可向任意信号添加噪声.此虚拟信号发生器具有价格便宜、容易开发、可维护性好等优点.
【总页数】2页(P13-14)
【作者】周瑛
【作者单位】福建师范大学福清分校电子与信息工程系,福建福清350300
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于LabVIEW的虚拟信号发生器的设计 [J], 杨凤霞
2.基于LabVIEW9.0的虚拟信号发生器的设计 [J], 武一;戎向向
3.基于LabVIEW的虚拟任意信号发生器设计 [J], 赵华;张代远
4.基于LabVIEW的虚拟信号发生器的设计 [J], 王小魏;何乾伟;刘治彬
5.基于LabVIEW的虚拟信号发生器的设计与实现 [J], 张黎;蔡亮
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
基于labview的虚拟信号发生器的设计
第1章虚拟信号发生器的结构与组成
1.1虚拟函数信号发生器的前面板
本虚拟信号发生器主要由一块PCI总线的多功能数据采集卡和相应的软件组成。
将它们安装在一台运行Windowsxp的PC机上。
即构成一台功能强大的函数信号发生器。
本虚拟信号发生器的设计参考了SG 1645功率函数信号发生器。
本函数信号发生器的前面板主要由以下几个部分构成:仪器控制按钮,输出频率控制窗口(包括频率显示单位),频率倍成控制,波形选择,频率微调按钮,直流偏置,方波占空比节,输出波形幅度控制按钮。
频率微调范围:O.1—1 Hz;直流偏置:一10—10V;方波占空比:0—100%;输出波形幅度:0—10V。
此外还增加了许多修饰性的元件如面板上的压控输入、记数输入、同步输出、电压输出等。
使用这些修饰性的元件的目的是为了增加仪器的美观性,并尽量与真实仪器的使用界面相一致。
图1-1 函数信号发生器的前面板
1.2虚拟函数信号发生器的硬件构成
本虚拟信号发生器的输入输出的硬件部分为一数据采集卡和具有一定配置要求的PC机,数据的输入输出靠对数据采集卡输出输入口的定义来实现。
本设计采用的PCI一1200数据采集卡是一块性价比较好的产品,具备数/模转换的功能。
能将产生的数字信号转换成模拟信号且数模转换精度高,而且还具备滤波功能,从而使输出波形光滑。
它支持单极和双极性模拟信号输入,信号输入范围分别为一5一+5V和0—10V。
提供l6路单端,8路差动模拟输入通道、2路独立的DA输出通道、24线的TTL型数字Ⅳ0、3个l6位的定时计数器等多种功能。
硬件接口部分用于数据输入或输出时的通道设置。
硬件接口部分程序框图如图1-2所示:
图1-2硬件接口程序图
Device用于指定所用的设备号.该设备号通过Measurment and Automation Exptorer 工具配置。
Waveform Length用于设定数据采集卡的缓冲区的大小。
Channel用于指定使用的设备的通道号(一般的数据采集卡具备多个输人输出通道)。
1.3仪器功能描述
本仪器功能主要包括四类函数信号一正弦波、方波、三角波、锯齿波的输出,频率的倍乘与微调相结合,以及实现输出波形的直流偏置、电压幅度的控制等功能。
具体指标如如表1所示
表1 函数信号发生器性能指标
输出波形四种波形正弦波、方波、三角波、锯齿波任
意选择
输出频率范围0.1~1KHZ
直流偏置-10V~10V
方波占空比0~100%
输出波形幅度0~10V
1.4 虚拟函数信号发生器的软件设计与实现
软件部分采用专业的LabVIEW6i图形化虚拟仪器开发工具。
虚拟函数信号发生器主要由软件完成输出波形信号的产生和输出信号频率的显示。
输出波形频率的变化的具体实现是将波形数据写入数据采集卡的缓冲区当中.通过设置缓冲区的更新频率(改变内部的时钟频率)
来实现输出数据频率的变化。
该过程主要运用了Labview中的数据采集子模块中的AO START 功能模块从实现功能的角度来说.本次设计的虚拟函数信号发生器的功能结构主要包括两大功能模块:波形产生模块(FG模块)和频率单位变化控制(DISPLAY)模块。
波形产生模块又调用FGEN模块。
FGEN模块为数字波形产生模块。
1.5 数字波形产生模块
波形产生模块是虚拟函数信号发生器软件的核心。
利用该模块可实现正弦波、方波、锯齿波、三角波等波形。
正弦波的产生原理是通过调用sinfx1函数来实现。
在本次设计,设计每一正弦波周期由1000点组成,利用类似C语言中的For循环为x赋值,这样执行一次For循环,便可以产生生成一个周期正弦波所需的数据,然后利用While循环,使程序反复执行,就可以连续输出正弦波形。
方波、锯齿波、三角波的产生原理与正弦波产生原理相近,都是通过数学运算来实现代表波形的数字序列。
与模拟信号相比,利用软件的方法产生的波形数字序列虽然存在着一定的误差,但只要一个周期内选的点数足够的多。
就可以使误差降到最低,对结果的影响最小。
利用软件产生波形的一个最大的优点是使仪器的成本大大降低,而且使仪器小型化,智能化。
其正弦波源程序如下图1-3所示正
图1-3正弦波源程序
可以通过界面的频率选型修改频率大小,通过幅值修改输出幅值大小,加入了停止按钮,其运行程序如图1-4所示可以通过Knob调整频率。
图1-4正弦波显示程序
其调整界面的如下图1-5所示,可以通过信号调整输种类,可以通过频率设定频率大小,同时,可以设计噪声等等项。
1-6 调整界面
其方波源程序如图1-7所示
图1-8方波源程序其方波显示程序如下图1-9所示
图1-9 方波显示程序其三角波源程序如图1-10所示
图1-11三角波源程序
其三角波显示程序如下图1-11所示
图1-12三角波显示程序其锯齿波源程序如图1-13所示
图1-13 锯齿波源程序
其三角波显示程序如下图1-14所示
图1-14 锯齿波显示程序
当输出频率动态范围较大时,用单个旋转按钮控制时,由于旋转一个很小的角度就会产生较大的频率变动,给频率的准确设置带来了较大困难,通过使用一个旋钮和频率倍乘相结合,可大大提高频率的输出控制精度。
为了提高频率的输出控制精度,在本次的设计当中,通过使用频率单位变化控制模块,使输出控制精度可达到0.001Hz。
该在该框图程序当中,实现了输出频率单位的变化。
其设计思路为:通过判断代表1000倍乘的按钮是否按下。
如按下.则其状态为“真”,即布尔值⋯1’,否则为⋯0’,通过判断条件查询所返回的值就可控制一个用于显示频率单位的显示型控件。
在频率单位变化控制模块中,使用了三个全局变量:frequencv Base、Signal Typ和Number of cyctes,用于向主程序传送产生的频率数据、频率倍乘控制信息和循环次数。
对于电子线路中所标称的噪声,可以概括地认为,它是对目的信号以外的所有信号的一个总称。
最初人们把造成收音机这类音响设备所发出噪声的那些电子信号,称为噪声。
但是,一些非目的的电子信号对电子线路造成的后果并非都和声音有关,因而,后来人们逐步扩大了噪声概念。
例如,把造成视屏幕有白班呀条纹的那些电子信号也称为噪声。
可能以说,电路中除目的的信号以外的一切信号,不管它对电路是否造成影响,都可称为噪声。
例如,电源电压中的纹波或自激振荡,可对电路造成不良影响,使音响装置发出交流声或导致电路误动作,但有时也许并不导致上述后果。
对于这种纹波或振荡,都应称为电路的一种噪声。
又有某一频率的无线电波信号,对需要接收这种信号的接收机来讲,它是正常的目的信号,而对另一接收机它就是一种非目的信号,即是噪声。
在电子学中常使用干扰这个术语,有时会与噪声的概念相混淆,其实,是有区别的。
噪声是一种电子信号,而干扰是指的某种效应,是由于噪声原因对电路造成的一种不良反应。
而电路中存在着噪声,却不一定就有干扰。
在数字电路中。
往往可以用示波器观察到在正常的脉冲信号上混有一些小的尖峰脉冲是所不期望的,而是一种噪声。
但由于电路特性关系,这些小尖峰脉冲还不致于使数字电路的逻
辑受到影响而发生混乱,所以可以认为是没有干扰。
当一个噪声电压大到足以使电路受到干扰时,该噪声电压就称为干扰电压。
而一个电路或一个器件,当它还能保持正常工作时所加的最大噪声电压,称为该电路或器件的抗干扰容限或抗扰度。
一般说来,噪声很难消除,但可以设法降低噪声的强度或提高电路的抗扰度,以使噪声不致于形成干扰。
第2 章总结
本文作者虚拟信号发生器通过LabVIEW图形化语言将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融合为一体,从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在仪器,大大缩小了仪器硬件的成本和体积,并通过LabVIEW实现对数据的显示、存储以及分析处理。
因为虚拟信号发生器可与计算机同步发展,与网络及其他周边设备互联,用户只需改变软件程序就可以不断赋予它或扩展增强它的测量功能。
这就是说,一起的设计制造不再是厂家的专利。
虚拟信号发生器开创了仪器使用者可以成为一起设计者的时代,这将给虚拟信号发生器使用者带来无尽的利益。
Labview作为一个图形化编程软件,是开发测试系统的一种功能强大、方便快捷的编程工具。
其良好的相通性、开放性、专用性,使测试系统的开发周期短、成本低、质量高。
基于Labview的虚拟函数信号发生器具有机交互性好、易于操作等特点,能够广泛的应用与于科研、生产等领域.。