虚拟信号发生器设计01

虚拟器作业

专业：电子信息

班级：6109080120

姓名：吴成兵

指导教师：李明利

2011/11/11

1作业要求

1、 虚拟信号发生器设计。

要求与方法：（1）仪器可以产生连续的正弦波、方波和三角波；

（2）波形的振幅、频率等参数在一定范围内可以调节；

（3）前面板整洁美观，有波形选择开关，各种调节波形参数的旋钮，波形指示器。波形指示器用以验证产生的波形是否满足要求；

（4）程序框图紧凑整齐；

（5）不需考虑通过数据采集卡进行信号输出。 2、高频放大器频率特性测试仪设计。

要求与方法：（1）不需考虑通过数据采集卡进行信号输出和输入，仪器仿真测量并显示高频

放大器频率特性；

（2）仿真测量根据公式采用逐点发进行，0

2

000

1[(

)]

u u A A f f Q f f =

+-，其中0

u A 是谐振增益，可设为常数；0Q 为LC 回路品质因数，也可设为常数；0f 为LC 回路谐振频率，设定为合适的常数；f 为信号频率；

（3）前面板整洁美观，有0u A 、0Q 和0f 设定旋钮，显示频率特性的波形指示器；

（4）程序框图紧凑整齐。

注意事项：（1）独立设计，严禁抄袭；

（2）提交所有必要的设计图，运行图，及相应的文字说明； （3）完成后用A4纸打印。

2虚拟信号发生器的设计思路

本章内容主要是阐述虚拟信号发生器的前面板和程序框图的设计。设计完的信号发生器的功能包括能够产生正弦波、矩形波、三角波、锯齿波四种信号波形；波形的频率、幅值、相位、偏移量及占空比等参数由前面板控件实时可调；

虚拟信号发生器是基于LabVIEW软件进行编程的，它使用的是图形化编程语言。要完一个虚拟信号发生器首先要进行前面板的设计，根据信号发生器所要实现的功能，在控件选板中选择相应的控件，放在前面板相应的位置上，摆放要使前面板看起来比较协调。最为关键的是程序框图的设计。程序框图的设计主要用到函数选板，根据本程序要实现的功能，在函数选板中选择相应的函数，由于程序是多次执行，所以需要用到循环结构。调试程序即可得到一个信号发生器。

2.1 信号发生器制作过程

启动LabVIEW

下面开始创建一个VI，该VI产生一个信号并将信号在图形中显示。启动LabVIEW后会出现启动窗口如下图所示。这个窗口可创建新VI、浏览最近打开的LabVIEW文件及寻求帮助等，

新建VI既可以进行虚拟仪器的编辑。

2..1.1虚拟信号发生器的前面板设计

首先在前面板需要添加一个波形显示窗口，用于显示产生的信号，由于生产信号的频率、频率档选择、幅值、相位、偏移量以及当波形为矩形波时的占空比可调，所以要在前面板添加四个旋钮控件。为了更准确的输入并实时显示这四个旋钮控件的具体数值，需要打开控件的数字显示项。信号波形均为可调，因此要添加一个枚举来选择不同的信号类型，信号类型包括正弦波、矩形波、三角波、锯齿波。因为程序还需要调占空比，所以前面板上还需要输入控件并且加上信号重置开关。由此得到信号发生器的前面板如图下图所示。

通过选择信号选择，虚拟信号发生器可以实现正弦波、矩形波、三角波、锯齿波信号的输

出，调节旋钮可以改变所选输出波形的幅值、频率、相位，控制输入控件可调偏移量和占空比

（只有当选择矩形波时可调），由此可见，虚拟信号发生器很容易地实现了信号的调节。

2.1.2虚拟信号发生器的程序框图设计

LabVIEW软件中包括很多种函数，用户可以从软件中调用任意的函数供用户使用。本章涉

及到正弦波形、方波波形、三角波形、锯齿波形、循环结构、条件结构、延时等函数。以下是

信号发生器的程序框图设计。

首先需要对前面板上的“信号类型”输入控件的属性进行一下设置，使其在控件下拉列表里可以选择“正弦波”、“矩形波”、“三角波”、“锯齿波”在程序面板上添加一个条件结构，将“信号选择”控件与其相连。按照属性的设置，条件结构值为0时，在条件结构里加入一个正弦波形函数；条件结构值为1时加入一个三角波形函数；条件结构值为2时加入一个方波形函数；条件结构值为3时加入一个锯齿波形函数将频率、幅值、相位、偏移量、占空比输入控件分别和这五个波形函数连起来。为了方便观察波形变化，添加一个时间延时函数。为了实现程序的连续运行，添加一个while循环结构。最终，所设计的信号发生器的程序框图如图下图所示。

2.2 虚拟信号发生器的各子模块设计

2.2.1波形选择模块

该信号发生器的波形选择功能由前面板上的“文本下拉列表”输入控件实现，现将其命名为“信号选择”。首先需要设置一下它的属性，其设置情况如下图所示。

设置好属性后，该模块

在前面板上显示如下图所示。

2.2.2波形生模块

本设计中用到的波形生模块包括正弦波形、方波波形、三角波形、锯齿波形、这几个函数，其使用方法基本一致，下面以正弦波形函数为例，简单介绍一下它的使用。正弦波形函数如下图所示。

2.2.3频率控制模块

频率控制模块包括两部分，一部分是“频率”旋钮输入控件，另一部分是“频段档”旋钮

信号选择输入控件的属性设置

正弦波形函数

波形选择模块在前面板的显示

输入控件。该模块在前面板上的显示如下图所示。将这两部分产生的数值相乘做为信号发生器的输入频率。

3高频放大器频率特性测试仪设计

如前所述新建一个新建VI ，并在前面板上在前面板需要添加一个expressXY 图显示窗口用来显示Au-f 图，添加三个输入控件分别面名为Auo,Qo,fo 再添加三个显示控件分别显示某点Au ，f 和N

的值如下图前面板

则后面的程序面板添加公式节点并加上For 循环即可实现题目要求功能，如程序下图：

频率控制模块在前面板的显示及程序