labview虚拟波形发生器讲解
利用Labview实现任意波形发生器的设计
沈阳理工大学课程设计专用纸No I1 引言波形发生器是一种常用的信号源，广泛应用于通信、雷达、测控、电子对抗以及现代化仪器仪表等领域，是一种为电子测量工作提供符合严格技术要求的电信号设备。
随着现代电子技术的飞速发展，现代电子测量工作对波形发生器的性能提出了更高的要求，不仅要求能产生正弦波、方波等标准波形，还能根据需要产生任意波形，且操作方便，输出波形质量好，输出频率范围宽，输出频率稳定度、准确度及分辨率高，频率转换速度快且频率转换时输出波形相位连续等。
可见，为适应现代电子技术的不断发展和市场需求，研究制作高性能的任意波形发生器十分有必要，而且意义重大。
波形发生器的核心技术是频率合成技术，主要方法有：直接模拟频率合成、锁相环频率合成(PLL)，直接数字合成技术(DDS)。
传统的波形发生器一般基于模拟技术。
它首先生成一定频率的正弦信号，然后再对这个正弦信号进行处理，从而输出其他波形信号。
早期的信号发生器大都采用谐振法，后来出现采用锁相环等频率合成技术的波形发生器。
但基于模拟技术的传统波形发生器能生成的信号类型比较有限，一般只能生成正弦波、方波、三角波等少数的规则波形信号。
随着待测设备的种类越来越丰富，测试用的激励信号也越来越复杂，传统波形发生器已经不能满足这些测试需要，任意波形发生器（AWG)就是在这种情况下，为满足众多领域对于复杂的、可由用户自定义波形的测试信号的日益增长的需要而诞生的。
随着微处理器性能的提高，出现了由微处理器、D／A以及相关硬件、软件构成的波形发生器。
它扩展了波形发生器的功能，产生的波形也比以往复杂。
实质上它采用了软件控制，利用微处理器控制D／A，就可以得到各种简单波形。
但由于微处理器的速度限制，这种方式的波形发生器输出频率较低。
目前的任意波形发生器普遍采用DDS(直接数字频率合成)技术。
基于DDS技术的任意波形发生器(AWG)利用高速存储器作为查找表，通过高速D／A转换器对存储器的波形进行合成。
LabVIEW-波形发生器精讲
驱动程序
WDM VXD
系统软件设计
控件
LABVIEW编程
用户态
核心态
调用
DLL
访问
Hale Waihona Puke 驱 动LabVIEW
CLF接口
设备
系统软件设计
• • • • 函数波形数据生成 任意波形数据生成 频率控制 数据传输
函数波形数据生成
• • • • • 正弦波 方波 三角波 锯齿波 直流
－正弦波数据生成
NI-5401 16MHz函数发生器
• 16MHz正弦波 • 1MHz方波,三角波,斜波 产生 • 9.13mHz频率分辨率 • 40MS/s更新速率 • 12位幅值分辨率
NI-PCI 6024E 多功能数据采集卡
• 基于PCI总线 • 16个模拟输入的程控放大器 • 1个12位的A/D转换器 (200KS/s) • 2个12位的D/A转换器(10KS/s) • 2个24位的定时/计数器 • 8个TTL电平的数字I/O端口.
n sin(2 ) 1 N Y 2
－方波波数据生成
NI-5421 40MS/s 任意波形发生器
• • • • • 40MS/s更新速率 12位分辨率/60dB SFDR 16MHz正弦波输出 波形连接与循环 4或16MB板载内存
NI-5404 100MS/s 时钟和频率发生器
• 可生成9KHz~100M正弦波 • 生成直流~100MHz采样时 钟频率 • 1.07uHz的频率分辨率 • 12位幅值分辨率
系统设计方案
• 扫描发生技术
可变 时钟 波形 存储器 D/A 转换器
低通 滤波器
信号输出
将一个任意波形信号取样、量化、编码，形成数字量， 存于存储器中，通过系统时钟按地址逐个扫描，改变 扫描频率就可以得到不同频率的输出，再通过Ｄ/Ａ转 换器及滤波器即可得到任意波形的信号。
「基于LABVIEW的虚拟示波器设计—虚拟示波器」
「基于LABVIEW的虚拟示波器设计—虚拟示波器」虚拟示波器是一种通过计算机软件来模拟传统示波器的工作原理和功能的设备。
它可以用于信号的检测和分析，具有方便、灵活、实时性强等优点。
本文将介绍基于LABVIEW的虚拟示波器设计。
LABVIEW是由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的一种基于图形化编程的开发环境。
它可以实现快速的数据采集和处理，适用于各种工程应用。
借助LABVIEW的强大功能，我们可以设计出一个功能完善的虚拟示波器。
首先，我们需要从外部设备中获取信号。
LABVIEW支持多种类型的数据采集设备，如数据采集卡、传感器等。
我们可以通过连接这些设备，将信号输入到LABVIEW中。
LABVIEW提供了丰富的数据采集和处理函数，能够方便地获取并处理输入信号。
接着，我们需要设计一个用户界面，用于显示信号和调节示波器的各个参数。
LABVIEW中提供了多种界面控件，如图表、调节器等。
我们可以根据需要，在用户界面中添加这些控件，并设置相应的属性。
通过LABVIEW的可视化编程方式，我们可以直观地完成用户界面的设计。
在信号显示方面，虚拟示波器需要能够实时地显示输入信号的波形。
LABVIEW提供了图表控件，可以用于显示波形图。
我们可以将获取到的信号数据传递给图表控件，然后设置相应的显示参数，如坐标轴范围、背景颜色等。
这样，用户就能够清晰地看到输入信号的变化。
除了实时显示信号波形外，虚拟示波器还应具备其他功能，如调节触发电平、选择触发方式等。
LABVIEW中提供了丰富的函数库，可以方便地实现这些功能。
我们可以通过在用户界面中添加调节器、开关等控件，并将其与相应的函数进行关联，从而实现示波器的各个参数的调节。
总之，基于LABVIEW的虚拟示波器设计具有很大的灵活性和可扩展性。
我们可以根据需求进行定制，实现更多功能，如频谱分析、数据存储等。
同时，LABVIEW提供了强大的数据处理和可视化功能，能够让我们更加方便地进行数据分析和结果展示。
LabVIEW虚拟信号发生器和虚拟示波器
LabVIEW虚拟信号发生器和虚拟示波器在实际的实验室，在学习电子、电机、通讯等领域时，人们通常需要借助工具设备来生成模拟信号，或者通过示波器等设备来观察电路中的电信号波形。
然而，在虚拟仪器技术兴起之后，我们也可以通过使用LabVIEW虚拟信号发生器和虚拟示波器来完成工作。
虚拟信号发生器LabVIEW虚拟信号发生器通过计算机内部算法，可以生成模拟信号。
用户可以通过设定周期、频率、振幅、相位等参数，来生成不同类型的波形信号，例如：正弦波、方波、三角波、锯齿波、随机噪声信号等。
在实验中，我们可以通过将生成的信号与被测信号进行比较，从而评估被测信号的特性。
生成信号的步骤1.打开LabVIEW软件，并新建VI（Virtual Instrument）。
2.在Block Diagram中画出模拟信号发生器模块。
3.设置发生器的参数，包括周期、频率、振幅、相位等。
4.连接发生器的输出端口并将信号输出。
5.通过插入示波器，来观察生成的信号波形。
实际应用虚拟信号发生器可以使用在电子、电路、通讯等实验中。
例如，在音频处理领域，可以使用虚拟信号发生器来输出不同频率和振幅的信号，来评估音频处理器的特性。
虚拟示波器LabVIEW虚拟示波器是一款可视化的工具，通过计算机屏幕显示出电路信号波形。
用户可以通过插入虚拟示波器，观察被测对象的电路波形，并对信号特性进行分析和评估。
虚拟示波器与实际示波器不同的是，它不需要物理电路来实现，而是通过LabVIEW的软件模拟来实现。
使用方法1.打开LabVIEW软件，并新建VI。
2.在Front Panel中选择示波器工具，将示波器放置在界面中。
3.将被测对象的信号接入示波器的输入端口。
4.在Block Diagram中编写代码，以获取输入信号并通过示波器显示出来。
5.在Front Panel中观察示波器的波形图。
实际应用虚拟示波器可以应用于任何需要观察、评估电路信号的场合。
例如，在研究和开发新型电路时，虚拟示波器可以用来显示被测对象的信号波形，有效地进行信号特性评估和对比分析。
基于LabVIEW的波形发生器
虚拟仪器技术电 子 测 量 技 术EL ECT RO NIC M EA SU REM EN T T ECHN O LO GY第29卷第5期2006年10月基于LabVIEW 的波形发生器陈永明 王红超 李继芳 黄元庆(厦门大学机电系厦门361005)摘 要:传统信号发生器只能产生正弦波、方波、三角波和锯齿波4种基本波形,虚拟波形发生器不仅能产生这些基本波形,还可以输出任意波形且价格低廉,可以满足高校实验室教学的需要。
文中详细介绍了基于L abV IEW 的虚拟波形发生器的组建方法,重点阐述了虚拟波形发生器的软面板和应用程序的设计。
关键词:波形发生器;虚拟仪器;LabV IEWVirtual function generator based on LabVIEWChen Y ongm ing Wang Ho ng chao L i Jifang H uang Yuanqing(T he M echanic and E lectr on ic Engineering of Xiam en University,Xiamen 361005)Abstract:T he traditional sig na l g enerat or device can only output the sine wav e,the squarewav e,the tr iang le w ave and t he saw -toot h w ave.T he v ir tual functio n g enerat or can not o nly have these basic pr ofiles,but also may output r andom w aves w ith inex pensive prices,can satisfy the need o f univer sity labo rato ry teaching.T his paper thor oughly intro duces t he method of building v ir tual functio n g ener ator based on L abV IEW,and mainly sets for th o n the desig n o f so ft panel and application.Keywords:funct ion generato r;v irt ual inst rument;L abVI EW*基金项目:厦门大学创新团体发展计划(IR T XM U 200606)资助项目0 引 言信号发生器作为科学实验所必不可缺少的装置,被广泛地应用到教学、科研等各个实验领域。
labview 虚拟波形发生器
电子测量设计实验报告
实验题目：虚拟波形发生器班级：09--2
姓名：
学号：
一、LabVIEW设计目标
1.虚拟波形发生器可以产生方波，正弦波和三角波
2.产生的波形可以调节幅度，相位，幅度
二、LabVIEW设计原理
虚拟波形发生器模块的信号生成是利用系统函数生成包括方波，正弦波，三角波等各种规则波形以及频率或者幅值变化的复杂波形，从而为信号的分析和处理提供条件和基础，这些信号经过多功能数据采集卡转换为模拟信号（D/A转换），其实现过程是，首先通过检查面板上用户选择的波形类型，频率及幅值，跳转到相应的程序执行语句中，生成所需波形的数字量，然后调用LabVIEW中的数据采集部分的库函数进行D/A转换，转换后的模拟量通过D型连接器CN,输出到示波器上来观察所得到的波形。
用图形化编程语言LabVIEW来设计波形发生器，主要依靠LabVIEW库函数中提供的Basic Function Generation 子VI。
通过在前面板上信号选择按钮来实现选择各种波形。
同时可以调节幅度，相位，频率，然后把信号发生器产生的信号从数据采集卡的D/A通道送出。
三、LabVIEW设计过程
1.前面板设计
波形发生器的前面板主要由以下几个部分构成：波形选择，幅度选择，相位选择，频率选择。
2.程序框图构成
四、LabVIEW设计结论与问题讨论。
基于LabVIEW的虚拟信号发生器和虚拟示波器
毕业论文基于LabVIEW的虚拟信号发生器和虚拟示波器学院：测控技术与仪器专指导教师：2015 年 6 月基于LabVIEW的虚拟信号发生器和虚拟示波器摘要随着电子计算机技术和软件开发技术的日新月异，电子计算机在数据的实时分析和处理，显示，存储等方面的优势与传统的仪器相比越来越明显。
与此同时，随着计算机性价比的不断提升，传统仪器的价格又长期居高不下，再加上传统仪器的功能单一，发展虚拟仪器已经成为一个不可阻挡的历史潮流。
本课题在掌握了虚拟仪器的基本结构及信号处理的相关知识基础之上，设计了虚拟信号发生器和虚拟示波器。
对虚拟仪器的概念，结构，发展趋势进行了相关分析。
虚拟仪器主要由硬件和软件两个部分构成。
本文对虚拟示波器的硬件即数据采集卡进行了介绍，对其软件部分进行了详细研究。
在此基础上完成了数据采集模块、滤波模块、测量模块、显示模块的设计。
关键词：虚拟仪器，虚拟示波器，数据采集，虚拟信号发生器The virtual signal generator and the virtual oscilloscope signal based on LabVIEWAbstractAlong with the computer technology and software development technology changes with each new day, the electronic computer in real-time data analysis and processing,display,storage,and other aspects of the advantages and the traditional instruments is more and more obvious than.At the same time,along with the computer cost-effective rising, traditional instruments and high prices for a long time,plus the traditional instruments single function,the development of virtual instrument has become an irreversible historical trend.This topic in the master the basic structure of virtual instrument and signal processing knowledge foundation,designed a set of virtual oscilloscope and function signal generator.On the concept of virtual instrument,structure, development trend for the correlation analysis. Virtual instrument mainly by the hardware and software two parts.In this paper,the virtual oscilloscope hardware data acquisition card namely initial,introduces the software of are studied.Based on the analysis of spectrum finished module,storage module,display module.Key words: virtual instrument,virtual oscilloscope,data collection, function signal generator.目录1 绪论 (1)1.1 课题研究的概述 (1)1.1.1 虚拟仪器的产生背景 (1)1.1.2 虚拟仪器的研究意义 (1)1.1.3 虚拟仪器的构成 (2)1.1.4 虚拟仪器的优点 (5)1.2 国内外的研究现状及发展趋势 (6)1.2.1 虚拟仪器的研究现状 (6)1.2.2 虚拟仪器的发展趋势 (7)1.3 本课题的主要研究内容 (8)2 LabVIEW简介 (9)2.1 LabVIEW的简介 (9)2.2 LabVIEW应用程序的构成 (9)2.2.1 前面板 (10)2.2.2 流程图 (10)2.3 LabVIEW中的操作模版 (10)2.3.1 工具选板 (10)2.3.2 控制选板 (11)2.3.3 函数选板 (11)2.4 LabVIEW中的程序调试 (11)2.4.1 找出语法错误 (11)2.4.2 高亮模式 (11)2.4.3 断点与单步执行 (12)2.4.4 探针 (12)3 数据采集及数据采集卡简介 (13)3.1 数据采集 (13)3.1.1 数据采集的概念 (13)3.1.2 数据采集的目的 (13)3.2 数据采集卡 (13)3.2.1 数据采集卡的外观 (13)3.2.2 数据采集卡功能 (14)3.3 数据采集卡驱动的安装与设置 (15)4 LabVIEW的软件设计 (17)4.1 虚拟仪器的创建 (17)4.2 虚拟仪器的创建步骤 (17)4.3 设计用户界面 (17)4.4 设计程序 (17)4.5 程序测试 (18)5 虚拟信号发生器的设计 (19)5.1 前面板的设计 (19)5.1.1 前面板的外观 (19)5.1.2 前面板的设置步骤 (19)5.2 程序框图的设计 (20)5.2.1 程序框图 (20)5.2.2 程序框图的设计步骤 (22)5.3 配置的设计 (25)5.3.1 配置的前面板 (25)5.3.2 配置的程序设计 (26)5.3.3 程序框图的设计步骤 (26)5.4 设备的连接与调试 (27)5.5 波形的显示 (28)5.5.1 正弦波 (28)5.5.2 锯齿波 (28)5.5.3 方波 (29)5.5.4 三角波 (29)6 虚拟示波器的设计 (30)6.1 前面板的设计 (30)6.1.1 前面板的外观 (30)6.1.2 前面板的设置步骤 (30)6.2 程序框图的设计 (31)6.2.1 程序框图 (31)6.2.2 程序框图的设计步骤 (32)6.3 设备的连接与调试 (32)6.4 波形的显示 (34)6.4.1 正弦波 (34)6.4.2 三角波 (35)6.4.3 方波 (35)结论 (36)参考文献 (37)致谢 (39)1 绪论1.1 课题研究的概述1.1.1 虚拟仪器的产生背景随着电子技术及计算机技术的快速发展,测试仪器正由传统的硬件仪器向以计算机为平台的测控仪器方向发展。
利用Labview实现任意波形发生器的设计
沈阳理工大学课程设计专用纸No I1 引言波形发生器是一种常用的信号源，广泛应用于通信、雷达、测控、电子对抗以及现代化仪器仪表等领域，是一种为电子测量工作提供符合严格技术要求的电信号设备。
随着现代电子技术的飞速发展，现代电子测量工作对波形发生器的性能提出了更高的要求，不仅要求能产生正弦波、方波等标准波形，还能根据需要产生任意波形，且操作方便，输出波形质量好，输出频率范围宽，输出频率稳定度、准确度及分辨率高，频率转换速度快且频率转换时输出波形相位连续等。
可见，为适应现代电子技术的不断发展和市场需求，研究制作高性能的任意波形发生器十分有必要，而且意义重大。
波形发生器的核心技术是频率合成技术，主要方法有：直接模拟频率合成、锁相环频率合成(PLL)，直接数字合成技术(DDS)。
传统的波形发生器一般基于模拟技术。
它首先生成一定频率的正弦信号，然后再对这个正弦信号进行处理，从而输出其他波形信号。
早期的信号发生器大都采用谐振法，后来出现采用锁相环等频率合成技术的波形发生器。
但基于模拟技术的传统波形发生器能生成的信号类型比较有限，一般只能生成正弦波、方波、三角波等少数的规则波形信号。
随着待测设备的种类越来越丰富，测试用的激励信号也越来越复杂，传统波形发生器已经不能满足这些测试需要，任意波形发生器（AWG)就是在这种情况下，为满足众多领域对于复杂的、可由用户自定义波形的测试信号的日益增长的需要而诞生的。
随着微处理器性能的提高，出现了由微处理器、D／A以及相关硬件、软件构成的波形发生器。
它扩展了波形发生器的功能，产生的波形也比以往复杂。
实质上它采用了软件控制，利用微处理器控制D／A，就可以得到各种简单波形。
但由于微处理器的速度限制，这种方式的波形发生器输出频率较低。
目前的任意波形发生器普遍采用DDS(直接数字频率合成)技术。
基于DDS技术的任意波形发生器(AWG)利用高速存储器作为查找表，通过高速D／A转换器对存储器的波形进行合成。
基于labview的任意波形发生器(含vi下载地址)
一、前言虚拟仪器是一种新型的测试仪器，由于其硬件结构简单，主要依靠软件来实现各种测试功能，使用起来更加方便、功能更加强大，所以应用越来越广泛。
虚拟仪器彻底改变了传统仪器由生产厂家定义功能的模式，而是在少量附加硬件的基础上，由用户定义仪器功能。
因为它的运行主要依赖软件，所以修改或增加功能、改善性能都非常灵活，也便于利用PC的软硬件资源和直接使用PC的外设和网络功能。
虚拟仪器不但造价低，而且通过修改软件可增加它的适应性，进而延长它的生命周期，是一种具有很好发展前景的仪器。
与传统仪器相比，虚拟仪器具有高效、开放、易用灵活、功能强大、性价比高、可操作性好等明显优点。
传统的台式任意函数发生器价格高昂, 仪器面板单调、繁杂,单台使用, 以致数据存储、处理不方便, 以 LabVIEW为代表的软件的出现, 轻松的用虚拟仪器技术解决了这些问题, 虚拟仪器技术是以计算机为核心, 由用户设计仪器面板, 通过软件实现仪器功能, 实现信号数据的运算、分析和处理, 并可利用I/O 接口设备完成信号的采集、测量与调试, 用户可随意设计需要的仪器, 并随时根据需要, 通过更新相关软件设置来改进和扩充仪器的性能。
因此在LabVIEW平台上设计了一套任意函数发生器，是很有意义的。
二﹑总体方案设计2.1方案比较、方案论证方案一:直接数字合成图2.1 数字合成任意波形发生器方框图它的工作过程是：振荡器产生高频脉冲波形，经分频器得地址计数器的计数频率，若地址计数器为Ⅳ位(模值=2 )，则把波形的一个周期分为2 个等间隔数据点(抽样点)存入数据存储器，地址计数器不断地循环计数，存储器内数据被逐个读出，经D／A转换器和低通滤波器，可得所需波形。
该方法的特点是每一周期波形的点数是固定的，每一周期内点与点的相位间隔相同。
但两个相邻周期波形之间的两个点的时间间隔与其他点之间的相位间隔有可能不同。
当计数器的位数增加时，这种相邻间隔的误差可以忽略。
用该方法产生波形，其波形频率由两方面决定：(1)波形的频率由地址计数器的计数时钟决定，当波形存储的点数一定时，计数器的计数时钟频率越快，读出一周期波形数据的时间就越短，输出波形的频率就越高，反之则波形频率低； (2)波形的频率也由组成一周期波形的点数来确定，当地址计数器的时钟频率一定时，一周期波形的点数越多，读完一周期波形所需的时间越长，波形频率就低，反之则高。
基于labview的任意波形发生器
基于LabVIEW的任意波形发生器摘要该系统硬件包括PC机、DAQ采集卡，该波形发生器在上述硬件的基础上，利用图形化编程软件LabVIEW编制了用户控制软面板。
系统主要功能包括：产生各种标准波形，利用鼠标绘制任意波形，波形编辑，任意波形输出1引言计算机技术的发展，使传统仪器发生了革命性的变化，虚拟仪器应运而生。
虚拟仪器是90年代提出的新概念，短短的几年间，获得了突飞猛进的发展，说明虚拟仪器大势所趋，是21世纪自动测试与电子测量仪器领域技术发展的重要方向。
何为虚拟仪器?所谓虚拟仪器就是基于计算机平台，利用其强大的软件和硬件资源，实现传统仪器的全部功能。
从表现形式上看，虚拟仪器没有传统仪器那样具体的物理结构，取而代之的是用计算机的软件系统实现的虚拟面板和插在计算机插槽内的电路板插卡。
因为软件是虚拟仪器的真正核心，通过软件设计可以实现和改变仪器的功能，故使得虚拟仪器在性能、易用性、用户可定制性等方面具有很多优点。
在一些大的测控场合，组成以计算机为核心的虚拟测控系统，更体现了虚拟仪器无与伦比的优越性：体积小、功能强、易组合，便于对多元信息系统的处理，使测控系统向小型化、测量功能多样化、信息处理多元化的方向发展。
开发和设计虚拟仪器，可使用LabWindows／CVI，LabVIEW，ⅥsualBasic等语言[1J。
采用图形化编程语言kbⅧW7．0，设计出了任意波形发生器。
在现代电子测量仪器中，任意波形发生器(arbitrary waveform generator，AwG)作为当代最新的一类信号源，正日益引起人们的重视。
它不仅能产生传统函数发生器所有的正弦、余弦、方波、三角波、斜波等常见波形以及衰减振荡正弦、指数形脉冲等复杂波形，而且能根据实际测试需要产生用户想要的任意波形。
通常在靶场测试中，评价测试设备性能的方法是进行大量重复性的射击实验来获取数据，然后利用这些数据对设备进行检验。
但在某些特殊场合，例如弹丸造价昂贵，不适合进行大量的重复实验。
LabVIEW-虚拟仪器函数发生器
虚拟仪器函数发生器一，实验目的（1）熟悉Labview的软件操作环境；（2）了解VI设计的方法和步骤，学会简单的虚拟仪器的设计；（3）利用Labview制作一个信号发生器，能够生成至少三种波形，并且频率、幅值、占空比(方波)可调;（4）学会子vi的建立与调用,感受图形化编程的便利.二，实验要求利用Labview设计一个波形发生器并能产生可调的正弦波、方波、锯齿波、三角波等信号。
三，实验内容1.首先建立子VI的程序即：锯齿波、方波、三角波、正弦波的程序并编辑图标再保存。
各个子VI程序框图如下图所示:图1 锯齿波程序框图图2 方波程序框图图3 三角波程序框图图4 正弦波程序框图2.设计总程序，调用各个子VI使其能按要求显示各种波形。
主程序程序框图如图5所示。
图5 主程序框图本部分由于有四个波形需要显示,所以我采用了case结构进行编程,由于case程序各分支的连线是分别在各case选定的情况下连接的,所以在此不一一列出了!注明:各子vi的图标是采取对其显示波形的截图所做成,从上到下依次是锯齿波,方波,三角波,正弦波.3.实验结果选定好前面板各控件参数，信号类型中选中锯齿波，示波器输出显示波形如6所示。
通过调节幅值，频率等输入控件参数可得相应参数条件下的不同锯齿波形信号。
图6 锯齿波波形保持个控件参数不变，信号类型选定方波，示波器输出显示如图7方波信号。
修改各控件参数可调节波形形状。
图7 方波波形信号类型选定三角波，可得输出波形如图8所示的三角波信号，修改各控件参数可调节波形形状。
图8 三角波波形信号类型选定正弦波，可得输出波形如图9所示的正弦波信号，修改各控件参数可调节波形形状。
图9 正弦波波形四，实验小结及体会通过此次实验，我对labview 的使用有了初步的了解，同时学会了使用labview进行波形发生器的设计。
Labview的图形话语言确实让我在编程方便感觉到了软件的进步,同时感受到了labview软件的便利,比起别的开发软件,好用很多!此次设计是对我们理论知识一次全面的检查,让我从实际中巩固了书本上所学到知识,受益匪浅!。
基于LabVIEW的任意波形发生器
虚拟仪器课程设计报告一、综述任意波形发生器是一种常用的信号源, 广泛用于科学研究生产实践和教学实践等领域。
不论是在生产上还是在科研与教学上, 任意波形发生器都是电子工程师信号仿真实验的最佳工具。
一般来讲任意波形发生器，是一种特殊的信号源，综合具有其它信号源波形生成能力，因而适合各种仿真实验的需要。
1、信号发生器的发展历史自上世纪20年代，首台信号发生器诞生以来，信号发生器经历了一个漫长的发展期，特别是前四十年，由于早期机械结构比较复杂，功率比较大，电路比较简单，因此发展速度比较慢。
而之后的一二十年间，由于分析元件和模拟集成电路的应用，信号发生器开始可以产生正弦波、方波、锯齿波、三角波等几种简单波形，但同时也存在着稳定性差、尺寸大、价格贵、功耗大等诸多问题。
随着70年代微处理器的出现，利用微处理器、模数转换器和数模转换器，信号发生器的功能被大大地开发，能够通过硬件和软件产生较复杂的波形，这类的信号发生器多以软件为主，随着我国经济和科技的发展, 对相应的测试仪器和测试手段也提出了更高的要求。
基于LabVIEW的任意波形发生器就是在这个基础上发展而来。
2、基于LabVIEW的信号发生器的特点LabVIEW作为虚拟仪器技术的主要代表，在信号发生器方面，有着许多不可超越的优点，如虚拟仪器成本低、功能多、灵活性强、人机界面友好并且拥有不输传统台式发生器的性能等等。
其最大的优点就在于用户可根据自己的需求自己修改程序，来达到输出所需波形的目的，这是传统的台式发生器无法比拟的。
3、课程要求以及可行性分析在本课程中，我们需要通过使用LabVIEW2012这款软件，配合实验室配置的数据采集卡和电路实验箱，完成一款简易的任意波形信号发生器的程序开发。
由于实验室的配置齐全，硬件方面可以轻松达到程序最终所需的要求。
而在软件方面，由于LabVIEW内置强大的拓展包和程序库，我们可以通过调用许多其自身已有的子VI如正弦信号发生、公式信号发生、一维插值等，轻松达到输出波形的目的。
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。
labview虚拟波形发生器讲解
1．前言1．1课题的研究背景信号源有很多种，包括正弦波信号源、函数发生器、脉冲发生器、扫描发生器、任意波形发生器、合成信号源等。
随着电子技术的迅速发展和科研，生产对信号源的广泛需求，信号发生器发展迅速，性能日益提高，功能也越来越丰富。
早期的信号发生器主要是由模拟振荡电路构成，这种信号发生器输出的信号稳定度小高，用电位器调节给定的参数误差较大，小能担当复杂系统的调试与测试工作。
1980年代出现了单片机，信号发生器逐渐向数字化发展，发展趋势是以单片机、DSP, CPLD,FPGA等可编程器件为平台，结合直接数字合成(DDS)技术，将合成后的信号通过D/A转换为模拟信号，再加上滤波电路而形成的数字信号发生器，它具有高精度、稳定性好、输出灵活的特点。
信号发生器是一种最悠久的测量仪器，早在1920年代电子设备刚出现时它就产生了。
随着通讯和雷达技术的发展1940年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器，使信号发生器从定性分析的测试仪器发展成定量分析的测量仪器。
同时还出现了可用来测量脉冲电路或用作脉冲调制器的脉冲信号发生器。
由于早期的信号发生器机械结构比较复杂，功率比较大，电路比较简单，因此发展速度比较慢。
直到1964年才出现第一台全晶体管的信号发生器。
自1960年代以来信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器，这个时期的波形发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，且仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种简单波形，由于模拟电路的漂移较大，使其输出的波形的幅度稳定性差，而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点，并且要产生较为复杂的信号波形则电路结构非常复杂。
自从1970年代微处理器的出现以后，利用微处理器、模数转换器和数模转换器、硬件和软件使信号发生器的功能扩大，产生比较复杂的波形。
这时期的信号发生器多以软件为主，实质是采用微处理器对DAC的程序控制，就可以得到各种简单的波形。
基于LabVIEW的波形发生器
（ 门大 学机 电 系 厦 门 ３ １ ０ ） 厦 ６ ０ ５
摘
要 ：传 统 信 号 发 生器 只能 产 生 正 弦波 、 波 、 角 波 和锯 齿 波 ４种 基 本 波 形 ， 拟 波 形 发 生 器 不 仅 能 产 生 这 些 基 方 三 虚
本 波形 ， 还可 以输 出任意波形且价格低廉 ， 可以满足高校实 验室教学的需要 。文 中详细介绍 了基于 Ｉ ｂ Ｅ 的虚 拟 ． ＶＩＷ ａ
Ｃｈ ｎ Ｙｏ ｇ ｎ Ｗ ａ ｇ Ｈｏ ｇ ｈ ｏ Ｌｉ ｉ ｎ Ｈｕ ｎ ａ ｑｎ ｅ ｎ ｍｉｇ ｎ ｎ ｃａ ｆ ｇ Ｊ ａ ａ ｇ Ｙｕ ｎ ｉｇ
（ ｅ Ｍ ｅ ｈ ｎ ｃ ａ ｅ ｔ ｏ ｉ ｇ ｎｅ ｒｎ ｆＸｉ ｍｅ ｎ ｖ ｒ ｉｙ， ａ ｎ ３ ０ ５ Ｔｈ ｃ ａ ｉ ｎｄ Ｅｌ ｃ ｒ ｎ ｃ Ｅｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ｏ ａ ｎ Ｕ ｉ ｅ ｓｔ Ｘｉ ｍｅ ６１ ０ ）
波形发生器 的组 建方 法 ， 重点阐述了虚拟波形发生器的软面板和应用程序 的设计 。
关键词 ：波形发生器 ；虚拟仪 器；Ｌ ｂ Ｅ ａ ＶＩＷ
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的任意波形发生器(含全部程序截图)
虚拟仪器课程设计报告一、综述1、信号发生器的发展信号发生器是一种能够提供一定波形、频率和输出电平的信号源设备。
40年代开始出现用于测试各种接收机的标准信号发生器。
60年代出现了函数发生器，其多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，一般仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种比较简单的波形。
由于模拟电路漂移问题的存在，其输出稳定性较差，同时要产生较为复杂的信号也比较困难。
70年代以后开始出现微处理器，利用微处理器、模数转换器等，使得较复杂波形的产生容易了很多。
信号发生器的种类繁多，按输出波形可分为正弦信号发生器、脉冲波信号发生器、函数发生器等等。
按产生频率的方法又可以分为谐振法和合成法。
2、基于虚拟仪器的信号发生器虚拟仪器与传统仪器相比有很多优势。
就信号发生器而言，利用虚拟仪器可以很轻易地实现对信号的处理，仪器的功能能够根据需要随时进行适当调整，容易进行调试，而避免了传统仪器面临的不断更新换代的问题。
同时，虚拟仪器的前面板与传统仪器相比对用户更加友好，使用起来更加清晰。
就信号发生器而言，利用虚拟仪器进行设计可以更加轻易获得所需信号，例如不具有明显周期规律的任意波形。
同时，在硬件采集信号设备完好的情况下，很有效的避免了传统信号发生器的波动不稳定性。
3、任务描述本次课程设计利用Labview8.5以及实验室的信号采集设备，实现任意波形发生器的功能。
该信号发生器除了能够产生正弦波、方波、三角波和锯齿波四种典型波形，还能根据输入的公式产生公式波形，幅值、频率等均可以调节。
同时，还实现了通过手绘实现任意波形的输出。
输出的信号均可以与幅值可调的均匀白噪声进行迭加。
二、程序说明1、整体流程该任意波形信号发生器的整体流程如下：2、程序具体说明1、外层条件结构该程序最外层用条件结构实现波形类型的选择。
共有正弦波、方波、三角波、锯齿波、公式波形和手绘任意波形六种波形类型，用一个文本下拉列表选择，将选择结果传给条件结构的分支选择器，选择与所选波形类型相对应的条件分支进行执行。
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1．前言1．1课题的研究背景信号源有很多种，包括正弦波信号源、函数发生器、脉冲发生器、扫描发生器、任意波形发生器、合成信号源等。
随着电子技术的迅速发展和科研，生产对信号源的广泛需求，信号发生器发展迅速，性能日益提高，功能也越来越丰富。
早期的信号发生器主要是由模拟振荡电路构成，这种信号发生器输出的信号稳定度小高，用电位器调节给定的参数误差较大，小能担当复杂系统的调试与测试工作。
1980年代出现了单片机，信号发生器逐渐向数字化发展，发展趋势是以单片机、DSP, CPLD,FPGA等可编程器件为平台，结合直接数字合成(DDS)技术，将合成后的信号通过D/A转换为模拟信号，再加上滤波电路而形成的数字信号发生器，它具有高精度、稳定性好、输出灵活的特点。
信号发生器是一种最悠久的测量仪器，早在1920年代电子设备刚出现时它就产生了。
随着通讯和雷达技术的发展1940年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器，使信号发生器从定性分析的测试仪器发展成定量分析的测量仪器。
同时还出现了可用来测量脉冲电路或用作脉冲调制器的脉冲信号发生器。
由于早期的信号发生器机械结构比较复杂，功率比较大，电路比较简单，因此发展速度比较慢。
直到1964年才出现第一台全晶体管的信号发生器。
自1960年代以来信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器，这个时期的波形发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，且仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种简单波形，由于模拟电路的漂移较大，使其输出的波形的幅度稳定性差，而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点，并且要产生较为复杂的信号波形则电路结构非常复杂。
自从1970年代微处理器的出现以后，利用微处理器、模数转换器和数模转换器、硬件和软件使信号发生器的功能扩大，产生比较复杂的波形。
这时期的信号发生器多以软件为主，实质是采用微处理器对DAC的程序控制，就可以得到各种简单的波形。
软件控制波形的一个最大缺点就是输出波形的频率低，这主要是由CPU的上作速度决定的，如果想提高频率可以改进软件程序减少其执行周期时间或提高CPU的时钟周期，但这些办法是有限度的，根本的办法还是要改进硬件电路。
随着现代电子、计算机和信号处理等技术的发展，极大促进了数字化技术在电子测量仪器中的应用，使原有的模拟信号处理逐步被数字信号处理所代替，从而扩充了仪器信号的处理能力，提高了信号测量的准确度、精度和变换速度，克服了模拟信号处理的诸多缺点，数字信号发生器随之发展起来。
目前信号发生器的基础就是直接数字合成技术，用高速存储器做查询表，通过数字形式存入的波形，由高速数/模转换器产生所需要的波形。
2．方案要充分合理而又有效的利用资源，来完成一个功能较为完善的虚拟波形显示器，经过考虑，查阅资料，提出以下方案：本虚拟波形信号发生器的开发，基于LABVIEW这个软件开发平台。
根据LABVIEW的特点结合实际波形的需求，确定总体设计思想:实现多功能，将常规波形信号发生器的四种波形信号、多频波信号等功能集成到一起实现输出波形种类的多样化；2创建友好界面，实现输出波形相关参数的调整与同步显小及幅度频谱分析:摄实现输出波形的采样点数据的存储。
软件设计是虚拟波形信号发生器设计的核心。
根据上述总体设计思想，将该系统软件设计分成属性设置信号产生、波形显示和数据存储四大模块。
在虚拟仪器的软件开发平台---LABVIEW上，根据设计要求，在VI程序的控制模板和波形模板上选择相应的控制件和显示件以及所涉及到的波形，利用所选定的目标项分别实现各子模块的功能，最终实现虚拟波形显示器。
3.软件设计3.1 LabVIEW开发平台LabV1EW(laboratory virtual instrument engineering workbench)是一种图形化的编程语言和开发环境，被公认为是标准的数据采集和仪器控制软件。
它为设计者提供了一个便捷、轻松的设计环境，利用它设计者可以象搭积木一样，轻松组建个测量系统或数据采集系统，并任意构造自己的仪器面板，而无需进行任何繁琐的计算机程序代码的编写，从而可以大大简化程序的设计。
Lab VIEW与VC++, VisualBasic, LabWindows/CVI等编程语言不同，后者采用的是基于文本语言的程序代码，而LabVIEW则是使用图形化程序设计语台-G，用对话框代替了传统的程序代码。
LabVIEW所运用的设备图标与科学家、工程师们习惯的大部分图标基本一致，这使得编程过程和思维过程非常相似。
用Lab VIEW设计的虚拟仪器可以脱离LabVIEW开发环境，最终用户看见的是和实际的硬件仪器相似的操作面板。
LabVIEW包含有专门用于设计数据采集程序和仪器控制程序的功能库和开发工具库。
LabVIEW的程序设计实质上就是设计个个的“虚拟仪器”，“VIs(VirtualInstruments)"。
在计算机显示屏幕上利用功能库和开发工具库产生一个前面板(frontpanel),在后台则利用图形化编程语言编制用于控制前面板的程序。
程序的前面板具有与传统仪器类似的界面，可接受用户的鼠标指令。
一般来说，每一个VI都可以作为其它VI的调用对象，其功能类似于文本语言的子程序。
LabVIEW是带有可扩展功能库和子程序库的通用程序设计系统。
它提供了用于GPIB设备控制、VXI总线控制、串行口设备控制、以及数据分析、显示和存储的应用程序模块。
LabVIEW可调用Windows动态链接库和用户自定义的动态链接库中的函数。
LabVIEW的C1N节点使用户可以使用由其它语言，如ANSIC，编译的程序模块，使LabVIEW成为一个开放的开发平台。
LabVIEW 还直接支持动态数据交换(DDE)、结构化查询语言((SQL)、TCP和UDP网络协议等。
此外，LabVIEW还提供了专门用十程序开发的工具箱，使得用户能够设置断点，动态执行程序来观察数据的传输过程，以及进行方便的调试。
LabVIEW的运行机制就宏观上讲已经不再是传统上的冯·诺依曼计算机体系结构的执行方式。
传统的计算机语言(如C)中的顺序执行结构在LabVIEW 中被并行机制所代替:从本质上讲，它是一种带有图形控制流结构的数据流模式，这种方式确保程序中的节点只有在获得它的全部数据后才能执行。
也就是说，在这种数据流程序的概念中，程序的执行是数据驱动的，它不受操作系统、计算机等因素的影响LabVIEW程序是数据流驱动的。
数据流程序设计规定，一个目标只有当它的所有输入有效时才能执行;而目标的输出，只有当它的功能完全时刁是有效的。
这样，LabVIEW中被连接的对话框之间的数据流控制着程序的执行次序，而小象文本程序受到行顺序执行的约束。
从而可以通过相互连接功能对话框快速简洁地开发应用程序，甚至还可以有多个数据通道同步运行。
LabVIEW的核心是VI} VI有一个人机对话的用户界面一前面板((front panel)以及类似于源代码功能的对话框(diagram)。
前面板接受来自对话框的指令。
在VI的前面板中，控制器(controls)模拟了仪器的输入装置并把数据提供给VI的对话框;而指T器(indicators)则模拟了仪器的输出装置并显T由对话框获得或产生的数据。
当把一个控件或指示器放置到前面板上时，Lab VIEW在对话框中相应地放置了一个端口(terminals)，这个从属于控件或指示器的端口不能随意删除，只有删除它对应的控件或指示器时它才随之一起被删除。
用LabVIEW编制对话框程序时，不必受常规程序设计语法细节的限制。
首先，从功能菜单中选择需要的功能方框，将之置于面板上适当的位置;然后用导线(初res)连接各功能方框在对话框中的端口，用来在功能方框之间传输数据。
这些方框包括了简单的算术功能，高级的采集和分析VI以及用来存储和检索数据的文件输入输出功能和网络功能。
用LabV1EW编制出的图形化V1是分层次和模块化的「4]。
我们可以将之用于顶层((top level)程序，也可用作其它程序或子程序的子程序。
一个VI用在其它V工中，称之为sub VI } sub VI在调用它的程序中同样是以一个图标的形式出现的。
LabVIEW依附并发展了模块化程序设计的概念。
用户可以把一个应用题目分解为一系列的子任务，每个子任务还可以进一步分解成许多更低一级的子任务，直到把一个复杂的题日分解为许多子任务的组合。
首先设计subVI完成每个子仟务，然后将之逐步组合成能够解决最终问题的Vlo归纳起来LabVIEW软件开发平台具有以下优点:①图形化的编程方式，设计者无需写仟何文本格式的代码，是真正的工程师的语台‘。
②提供了丰富的数据采集、分析及存储的库函数。
③既提供了传统的程序调试手段，如设置断点、单步运行，同时提供有独到的高亮执行工具，使程序动画式运行，利于设计者观察程序运行的细节，使程序的调试和开发更为便捷。
④32bit的编译器编译生成32bit的编译程序，保证用户数据采集、测试和测量力案的高速执行。
⑤囊括了DAQ, GPIB, PXI, VXI, RS-232/485在内的各种仪器通信总线标准3.2 Labview的主要功能和特点；虚拟仪器的概念是美国N1公司(National 1nstrument)在20世纪80年代中期提出来的。
最有代表性的是其推出的Labview (Laboratory Virtuallnstrument Engineering Workhench)一实验室虚拟仪器工程平台。
它是世界上第一个采用图形化编程技术的而向仪器的32位编译型程序开发系统，它的目标就是简化程序的开发工作，提高编程效率。
虚拟仪器与传统仪器相比具有许多优点:对测试量的处理和计算可史复杂日‘处理速度史快，测试结果的表达方式史加丰富多样，可以方便地存储和交换测试数据，价格低，技术史新快。
它的最大特点就是把山仪器生产厂家定义仪器功能的方式转变为山用户自己定义仪器功能，满足多种多样的应用需求。
山于虚拟仪器的测试功能、而板控件都实现了软件化，任何使用者都可通过修改虚拟仪器的软件来改变它的功能和规模，这充分体现了软件就是仪器的设计思想。
Labview使用可视化技术建立人机界而，提供了许多仪器而板中的控制对象，如表头、旋钮、开关及坐标平而图等。
用户可以通过使用编辑器将控制对象改变为适合自己工作领域的控制对象。
Labview的高级软件库具有强大的数据处理能力，包括信号的产生、数据信号处理、测量、数据滤波、概率统计、线性代数、曲线拟合、数值分析等多种软件分析功能。
应用Labview 直观的图形化开发环境和功能强大的数据分析库函数，可以非常灵活地为教学中的测量原理设计各种虚拟仪器，进行直观的演示，教学效果明显改善，使理论教学与实践史好的紧密结合，教学史生动、史形象、史直观，达到事半功倍的效果。