基LabVIEW虚拟仪器台设计功函数信号发生器
基LabVIEW虚拟仪器台设计功函数信号发生器
摘
函数信号发生器（Function Signal Generator)种信号发生装置产生某特定周期性时间函数波形(正弦波方波三角波锯齿波等)信号频率范围少微赫兹十兆赫兹实验研究中广泛应课题务行研究设计出种基labview虚拟仪器台函数信号发生器思路LabVIEW设计程序框图里信号发生器模块通程序框图加频率周期占空等控件设计出简单美观功齐全前面板通示波器观察波形
关键词：信号发生器虚拟仪器实验台产生信号
Design of Virtual Instrument Platform Based on LabVIEW Multifunctional Function Signal Generator
Abstract
Function Signal Generator is a kind of Signal Generator which can generate some specific periodic time Function waveform (sine waveform square waveform triangular waveform sawtooth waveform etc) Signal
the frequency range can be from a few microhertz to tens of megahertzIt has been widely used in experiments and research
The task of this project is to design a Function Signal Generator based on labVIEW virtual instrument platformThe main idea is to use LabVIEW to design the signal generator module in the program block diagram through the program block diagram plus frequency period duty cycle and other controls design a simple and beautiful fully functional front panel through oscilloscope observation of the final waveform
KeywordSignal generatorThe Virtual Instrument experiment platformSignal generation
目录
1绪 6
11选题背景 6
12动测试系统概述 6
121动测试系统概念 6
122动测试系统组建 7
13测试技术发展方 8
2信号发生器系统设计 9
21方案原理特点选择 9
211 G语言 9
212虚拟仪器 10
213函数信号发生器 11
22系统总体设计 12
3详细软件功模块设计 15
31部分程序框图前面板 15
311产生正弦波信号参数设计 15
312方波信号产生参数设计 17
313锯齿波信号产生参数设计 20
314三角波信号产生参数设计 23
315波形控制设计 26
32数字波形产生模块 27
4结 36
5谢辞 37
参考文献 38
1绪
11选题背景
测试仪器出现机器作科学技术发展中缺少三组成部分促进科学技术进步发展具着重作通测试获客观事物概念掌握运动规律中特电子机器技术进步作现代科学技术极推动测试技术进步介传统测试仪器已满足时代求信号采集数处理控制操作技术求越越高特测试参数变量许复杂情况局限性非常突出
着现代电子技术飞速发展测试仪器发展提出动化智化柔性化求测试机器开展提供技术支撑虚构机器虚拟仪器计算机需硬件软件构想组成操作员通操作实际仪表盘相似虚拟钮旋钮控制整测试程收集处理信号
虚拟技术出现改变前测试仪器然测试仪器制造商制造户必须规定程序操作改变功模式户充分发挥聪明智想象力根意愿设计出仪器系统满足户种应求
虚拟仪器系统链路中控件仅信号软件成整测试仪器系统关键点测试需改变需增加更项目减少测试时户须适改变软件程序生成新测试仪器系统满足测试需
虚构仪器计算机科学技术传统仪器技术联合传统仪器概念重突破测试仪器流虚拟工具相关技术步时具生命力正计算机技术出现发展促进虚拟技术产生应时样虚拟仪器出现引起测试技术领域场革命
12动测试系统概述
121动测试系统概念
动测试系统难通实时切换测量范围具计算处理力控制器（计算机）代仪器获更宽测量范围时测量程中计算机器身进行综合分析统计判断处理校准校准甚诊断修复
122动测试系统组建
整测试程中计算机着强控制分析显示存储等力测试仪器部分集成整测试系统形成虚拟仪器思想动测试系统助计算机强功实现工作
整测试程中许环节环环相扣总体框图构成 图1
测目标
传感器
显示记录
信号处理
信号调理
传输
观察者
图1 测试系统框图
测试想获信息包括某种检测信号中包括检测信号中关者测试务包孕选择合适式刺激检测象齐全代表检测象相干信息信号便检测事实系统许特征变量系统某状态完全显示定会种状态显示明显足检测情况测量特性变量必激励系统
传感器直接作测物体表面换仪表测量子相位类型根测量值输出通常电信号
信号调节链路未传感器信号转换适合进步传输处置数状况电信号间信号转换例：振幅放阻抗变电压变化阻抗变频率变化等
信号处置链结路线接收调理链路信号执行种操作滤波分析果输出显示记载控制系统
信号显示：记载链接便察者解显现测量结果必时候存储测量结果供
切环节中必需遵根准绳链接路线输出输入保持应失真关系消干扰
13测试技术发展方
现电子测量仪器致分四代：
第代——模拟仪器表
第二代——数字仪表数字电压表数字频率计等普宣告第二代数字仪器流行适快速高精度测量
第三代俗称：智仪器置微处理器组成动测试具着定数处理力代部分脑力劳动制块硬件（固化软件）形式出现虚拟仪器较缺乏开发应灵活性
第四代虚拟仪器现代计算机教技术通讯技术测量技术结合传统仪器概念发生变化未仪器行业重方
现代虚拟技术出现原测试系统必须制造商制造没变更情况规定设备进行操作性充分发挥空间力丰富想象根宿愿设计出虚构仪器应户种应须虚构仪器系统控件解决信号输入输出软件测试仪器系统关键需适修改软件程序生成符合测试求新测试仪器系统
2信号发生器系统设计
现代电子技术计算机技术飞速开展计算机信息处置中心动测试系统科学钻研工程理畛域宽泛系统设计需方案设计思路章围绕思路展示方案原理特点软件设计重难题
章展示两重素
21方案原理特点选择
211 G语言
G编程许语言特性更清晰更直观控件连接子程序函数通整系统指示器显示数G语言促进模块化程序设计思想组复杂应程序编程简单变成子务然子务创建VI系列集子务图标控件代码够起完成项复杂务整应程序中顶层VI系列实现子功子VI
般应中相子vi会反复户构建应软件时事先开发出系列子程序子程序重程序开发程中提高编程效率实验室V IEW编程语言仅简化科学计算监控程中软件开发广泛应Lab VIEW建立基础成工业科研等领域广泛接受重原
Labview进行数字电路设计时利程序程序框图构建初步完整电路电路种功前面板面板实现通前面板8布尔元件模拟序逻辑电路组合逻辑电路数选择器译码器等LabVIEW种通图形语言编程程选择图标连接连接程
图标具功子例程相图标间连接指定数流
代码语言中assign语句相LabVIEW函数面板包孕许特殊信号处理操作图标种数学逻辑操作基VI图标图21示
图21 基布尔元件
212虚拟仪器
虚拟仪器基础数字化仪表系统通类软件存显示器微处理器等硬件ADDAIO等仪器硬件信号机结合者够更加便捷直觉图形化编程语言仪器操作完成测量数采集显示分解存储等种服务VI通计算机处理硬件测量控制等功融体减购买仪器成节约型投资外实现种测量出数分析处理功
数采集控制数处理分析结果表达三部分图22
图22 虚拟仪器部功结构
系统硬件功通硬件结构包括传感器信号调节电路数采集卡机箱D四硬件结构部图23示
模拟信号
卡件合成
传感器
输入调理
计算机总线
图23 虚拟仪器完成测试系统功通硬件结构
1传感器传感器抉择普通情况视测试系统详细畛域定般原理抉择般求传感器具灵敏度高测量范围满足动态静态信号测试构造简略求加工畛域测试系统抉择电涡流传感器系统轴跳动轴变形测量加工精度中应
2 信号调节电路传感器输出通常须通处理数采集设施精确采集前端处理称SC（信号调节）SC性网罗放滤波复隔离线性化励磁电流桥电压桥衡非电量测试系统般前端调节部分传统测试仪器性单通常够仪器详细测量求制造SC部件专PCDAQ系统须般开放信号调制满足虚拟模块设施需
3数采集卡数采集卡连接测试系统硬件虚拟仪器软件台关键
相完整虚拟仪器软件结构图24示
户界面
数处理
硬件驱动程序
图24 虚拟仪器软件结构
213函数信号发生器
函数信号发生器重测量仪器已日常生产科学技术宽泛应特控件工程动化电子通信测量仪器等技术领域常常函数信号发生器条件领域形式波形样必样需信号发生器产生样波形锯齿波脉波等然定律波形曲线函数方程中表示函数信号发生器中函数参数引作波状满足测试系统函数信号发生器需求
美国安杰伦世界领先测试测量公司该公司生产33250A型机函数生成器相先进信号生成器产生具稳定性准确率高失真率低波输出frequency range1μHz～80MHzoutput amplitude10mVpp～10Vpp该公司生产功信号生成器8648D信号生成器高频信号生成器信号生成frequency range高达9kHz～4GHz仪器国产函数信号发生器中SG1060信号发生器采DDS数字合成技术够双通道时输出种波形具波状种类周全精确率高分辨率高等优点输出frequency range1μHz～60MHzoutput amplitude1mVpp～10Vpp国产 S1000型信号生成器种数字生成器通单设备双通道时输出降低测试成更快数字处理frequency range 9kHz～3GHz功信号发生器高频准确性频率覆盖宽度样性全功方移动
信号发生器广泛户生活生产产生影响更利标准函数信号发生器标准产品然稳定性价格更贵性价低全功控件功少许功控件通常利标准函数信号发生器浪费研究身特点设计高精度高带宽频率范围样化功特征函数信号发生器非常必特广阔市场须求满足日常方方面面生产生活科学技术基求教学等领域信号发生器更加深远意义
项研究目结合课堂学专业知识专业知识积累发展课设计功信号发生器调节频率振幅功满足信号发生器基求功信号发生器设计够正确清晰理解信号产生原理更理解信号产生原理通次设计仅实现专业知识学基原理技整合工作做准备
22系统总体设计
软件作虚拟仪器系统关键谈虚拟仪器软件缺失切广泛调研较文LabVIEW2015软件开发台设计相简单动测试测试系统
软件LabVIEW层次构造分驱动层软件应层软件硬件设备驱动程序驱动层软件制连接控计算机仪表设备控制器利数采集卡驱动器提供出库函数功建构出虚拟仪器驱动层软件驱动接口应层软件根仪器服务求确定流程图解决算法文设计需完成动测试般功模态分析功
虚拟仪器动测试系统功须典型系统应软件包罗五功模块框架结构图25表示
设备选择
通道选择
数采集
数处理
数读取
数存储
结果显示
超限判断
图25 虚拟测试系统软件典型构架
部分设计虚拟动测试分析系统完成信号测试般功模态分析功设计整体结构课 图26
图出系统分析功包括7模块中模块包含功数采集文件理功分布尔钮控制信号产生功旋钮控制正旋钮控制应种分析类型包括种具体分析功旋钮位置时面显示中分析功钮
测试系统
数采集
文件理
信号发生
信号分析
波形显示
图26 测试系统总体功结构
解决四问题：
<波形抉择>：目前功信号发生器关根仪器功会产生形式波波形形状需种波形式必须够信号传递信号CASE结构佳选择情况结构中追加条件分支通特定数类型表现波形[文拉列表]追加CASE句法中条件选择端口发生波形(必须条件分支中标签应)进行输入选择波形
<信号产生>：波形方法公式模拟信号函数生成等种
<波形>：现实函数信号发生器必须开关函数信号发生器观察需发电机时运开关控制信号产生WHILE循环结构追加CASE条件结构外部
<参数显示>：知道波动参数否满意否会显示出必须程序框图增加显示控制变量
3软件功模块设计
LabVIEW开发台基层次思想调层次限常功编写子VI程序程序中子VI图标形式零碎调模块化设计程序简单易零碎阅读修改提高系统性开发效率
31部分程序框图前面板
311产生正弦波信号参数设计
产生波形措施仿真信号信号生成抉择中决定浏览波形生成然正弦波四参数频率振幅幅值相位直流±偏置仅仅四参数设变量完成参数调节样波形满足差需求完成虚拟仪器须性完成波形余波形首先涉猎波形选择CASE分支架构利点更改选择器标识表记中数类型添加需case条件分支支路应波形特点接选择差异参数步骤分支选择器数类型必需选择器标签中数类型雷波形参数更精确添加显示控件样调整参数时察值否合求够正弦波正弦波设计原理图图31
图31 正弦波信号程序框图
然频率单位string函数[format write string]添加需单元Hz示意图
图32 正弦波信号示意图
图33 正弦波信号波形图
312方波信号产生参数设计
接设计波形方波抉择出波形生成中方波形状五参数频率振幅相位直流±偏置占空余占空尤重仅仅调整精确显示价值时四参数处置变量实现参数调整满足需触波形切换采纳case条件结构充分功应分支选择器数类型定选择器标签中数类型雷够完成正弦波切换余波形添加显示控件调整参数时观察值方波设计原理图图34表示
图34 方波信号程序框图
然频率处理方法正弦波信号雷string函数[format write string]添加需单元Hz图35示
图35 方波信号示意图
图36 方波信号波形图
313锯齿波信号产生参数设计
前方法雷相似操作先波形生成中锯齿波形四参数：频率振幅幅值相位直流正负偏移量四参数处置变化量完成参数调理
case造构参数值条件结构通道充沛利结构特点支路应波形出波形特点抉择差参数决定留分支选择器数类型必需选择器标签中数类型致然锯齿波波形参数更加精确必须增加显示控件样时调节参数变化观测值设计原理图图示：
图37 锯齿波信号程序框图
然频率单位处理方法统string函数：format write string图标提醒求加入单位：Hz示意图图：
图38 锯齿波信号示意图
图39 锯齿波波形图
314三角波信号产生参数设计
抉择函数选板——信号处理子版块波形生成然三角波形总四参数：频率振幅幅值相位直流正负偏移量然四余参数设置变化量实现参数变化波形切换措施前面曽提case造构充沛动性抉择选择器标签中数类型增加须case条件分支支路应波形分支选择器数类型必需选择器标签中数类型统波形参数更加精确必须增加显示控件样时调节参数变化观测值设计原理图示：
图310 三角波信号程序框图
频率单位处理方法然string函数：format write string图标提醒求加入单位：Hz
图311 三角波信号示意图
图312 三角波波形图
315波形控制设计
完信号发生器理验必需关掉（信号发生器）果没开关话合求处理问题简单总体框图外面加while造构循环条件处连接出开关控件抉择出真时继续图示：
图313 开关控件
32数字波形产生模块
设计程序框图方便辨波形显示前面板波形添selector label写波形类型接进步调节频率幅值参数注意控制变量观察波形什变化
令波形类型变化正弦波参数零波形变化图311
图311 初始化前面板显示（频率0Hz幅值0v偏置）
频率加5000Hz观察波形变化图312保持频率5000Hz幅值分加1v3v发现信号波形显示正弦波信号波形发现幅值越波形波动越图313图314保持幅值10v频率分加5000Hz20000Hz发现频率越波形越失真图314图315
图312 正弦波波形显示（频率5000Hz幅值0v偏置）
图313 正弦波波形显示（频率5000Hz幅值10v偏置）
图314 正弦波波形显示（频率5000Hz幅值30v偏置）
图315 正弦波波形显示（频率20000Hz幅值30v偏置）
令偏置等±1v波形移动波形形状变图316317
图316 正弦波波形显示（频率5000Hz幅值30v正偏置1v）
图317 正弦波波形显示（频率5000Hz幅值30v负偏置1v）
剩方波锯齿波三角波结果原理致相利软件偶尔定误差周期选点数越误差降低正弦波信号产生接附图
图318 方波波形显示（频率5000Hz幅值10v偏置）
图319 方波波形显示（频率5000Hz幅值30v偏置）
图320 方波波形显示（频率20000Hz幅值30v偏置）
图321 三角波波形显示（频率5000Hz幅值10v偏置）
图322 三角波波形显示（频率5000Hz幅值30v偏置）
图323 三角波波形显示（频率20000Hz幅值30v偏置）
图324 锯齿波波形显示（频率5000Hz幅值10v偏置）
图325 锯齿波波形显示（频率5000Hz幅值30v偏置）
图326 锯齿波波形显示（频率20000Hz幅值30v偏置）
4结
通次设计（信号发生器）模板中函数功模块化编程方法着认识应深入学工作中取学探索更加进步
然时间关系实践测试象缺乏工夫测试许细节没深刻研究缘数处置程度较短浅简略应需进步开发展开批改良工夫频率没注意采样率半线路杂乱显总体设计气
完成文务结构设计初步简单解系统设计软件设计方面取进步缺乏软件开发验研究应时间限缺陷防止宿愿学基LabVIEW余测控系统协助
参考文献
[1]刘君华虚拟仪器编程语言LabWindowsCVI教程[M]北京电子工业出版社2018
[2]刘君华贾惠芹虚拟仪器图形化编程语言Labview教程[M]西安西安电子科技学出版社2017
[3]雷振山LabVIEW 7 Express 实技术教程[M]北京中国铁道出版社2017
[4]雷勇虚拟仪器设计实践[M]电子工业出版社2005
[5]蔡德聪工业控制计算机实时操作系统[M]第二版北京清华学出版社2017
[6]邹逢兴计算机硬件基础[M](第二版)北京高等教育出版社20174562
[7]尤晋史美林Windows操作系统原理[M](第三版)北京机械工业出版社2016 6893
[8]爱华操作系统实教程[M]北京清华学出版社20178 145167
[9]余维香图形化程序设计G语言—LabVIEW虚拟仪器[M]长沙电力学院学报（然科学版)第17卷第1期 201718－21
[10]邓众王磊LabVIEW71测试技术仪器应[M]北京机械工业出版社2017
[11]杨乐李海涛赵勇等LabVIEW高级程序设计[M]北京清华学出版社2017
[12]Gary WjohnsonRichard Jennings著武嘉澎陆劲昆译LabVIEW图形编程[M]北京北京学出版社2016
[13]吴正毅测试技术测试信号处理[M]第二版北京清华学出版社20162689
[14]汪敏生等著LabVIEW基础教程[M]北京电子土业出版社2016
[15]郑宗汉著实时系统软件基础[M]北京清华学出版社20161 126192
[16]唐寅实时操作系统应开发[M]北京中国电力出版社20167 212256
[17]张云生实时控制系统软件设计原理应[M]第二版北京国防工业出版社201712167243
[18] Andrew STanenbaum著陈群等译现代操作系统[M]第二版北京机械工业出版社2017113892
[19]吴成东孙秋夜盛科．Labview虚拟仪器程序设计应[M]民邮电出版社2008
[20]邓岩王磊磊．测试技术仪器应[M]．机械工业出版社2004
[21]杨乐李海涛杨磊．LabVIEW课程设计应[M]．电子工业出版社2005
[22]雷勇．虚拟仪器设计实践[M]．电子工业出版社2005
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基LabVIEW虚拟仪器台设计功函数信号发生器
基LabVIEW虚拟仪器台设计功函数信号发生器
摘
函数信号发生器（Function Signal Generator)种信号发生装置产生某特定周期性时间函数波形(正弦波方波三角波锯齿波等)信号频率范围少微赫兹十兆赫兹实验研究中广泛应课题务行研究设计出种基labview虚拟仪器台函数信号发生器思路LabVIEW设计程序框图里信号发生器模块通程序框图加频率周期占空等控件设计出简单美观功齐全前面板通示波器观察波形
关键词：信号发生器虚拟仪器实验台产生信号
Design of Virtual Instrument Platform Based on LabVIEW Multifunctional Function Signal Generator
Abstract
Function Signal Generator is a kind of Signal Generator which can generate some specific periodic time Function waveform (sine waveform square waveform triangular waveform sawtooth waveform etc) Signal
the frequency range can be from a few microhertz to tens of megahertzIt has been widely used in experiments and research
The task of this project is to design a Function Signal Generator based on labVIEW virtual instrument platformThe main idea is to use LabVIEW to design the signal generator module in the program block diagram through the program block diagram plus frequency period duty cycle and other controls design a simple and beautiful fully functional front panel through oscilloscope observation of the final waveform
KeywordSignal generatorThe Virtual Instrument experiment platformSignal generation
目录
1绪 6
11选题背景 6
12动测试系统概述 6
121动测试系统概念 6
122动测试系统组建 7
13测试技术发展方 8
2信号发生器系统设计 9
21方案原理特点选择 9
211 G语言 9
212虚拟仪器 10
213函数信号发生器 11
22系统总体设计 12
3详细软件功模块设计 15
31部分程序框图前面板 15
311产生正弦波信号参数设计 15
312方波信号产生参数设计 17
313锯齿波信号产生参数设计 20
314三角波信号产生参数设计 23
315波形控制设计 26
32数字波形产生模块 27
4结 36
5谢辞 37
参考文献 38
1绪
11选题背景
测试仪器出现机器作科学技术发展中缺少三组成部分促进科学技术进步发展具着重作通测试获客观事物概念掌握运动规律中特电子机器技术进步作现代科学技术极推动测试技术进步介传统测试仪器已满足时代求信号采集数处理控制操作技术求越越高特测试参数变量许复杂情况局限性非常突出
着现代电子技术飞速发展测试仪器发展提出动化智化柔性化求测试机器开展提供技术支撑虚构机器虚拟仪器计算机需硬件软件构想组成操作员通操作实际仪表盘相似虚拟钮旋钮控制整测试程收集处理信号
虚拟技术出现改变前测试仪器然测试仪器制造商制造户必须规定程序操作改变功模式户充分发挥聪明智想象力根意愿设计出仪器系统满足户种应求
虚拟仪器系统链路中控件仅信号软件成整测试仪器系统关键点测试需改变需增加更项目减少测试时户须适改变软件程序生成新测试仪器系统满足测试需
虚构仪器计算机科学技术传统仪器技术联合传统仪器概念重突破测试仪器流虚拟工具相关技术步时具生命力正计算机技术出现发展促进虚拟技术产生应时样虚拟仪器出现引起测试技术领域场革命
12动测试系统概述
121动测试系统概念
动测试系统难通实时切换测量范围具计算处理力控制器（计算机）代仪器获更宽测量范围时测量程中计算机器身进行综合分析统计判断处理校准校准甚诊断修复
122动测试系统组建
整测试程中计算机着强控制分析显示存储等力测试仪器部分集成整测试系统形成虚拟仪器思想动测试系统助计算机强功实现工作
整测试程中许环节环环相扣总体框图构成 图1
测目标
传感器
显示记录
信号处理
信号调理
传输
观察者
图1 测试系统框图
测试想获信息包括某种检测信号中包括检测信号中关者测试务包孕选择合适式刺激检测象齐全代表检测象相干信息信号便检测事实系统许特征变量系统某状态完全显示定会种状态显示明显足检测情况测量特性变量必激励系统
传感器直接作测物体表面换仪表测量子相位类型根测量值输出通常电信号
信号调节链路未传感器信号转换适合进步传输处置数状况电信号间信号转换例：振幅放阻抗变电压变化阻抗变频率变化等
信号处置链结路线接收调理链路信号执行种操作滤波分析果输出显示记载控制系统
信号显示：记载链接便察者解显现测量结果必时候存储测量结果供
切环节中必需遵根准绳链接路线输出输入保持应失真关系消干扰
13测试技术发展方
现电子测量仪器致分四代：
第代——模拟仪器表
第二代——数字仪表数字电压表数字频率计等普宣告第二代数字仪器流行适快速高精度测量
第三代俗称：智仪器置微处理器组成动测试具着定数处理力代部分脑力劳动制块硬件（固化软件）形式出现虚拟仪器较缺乏开发应灵活性
第四代虚拟仪器现代计算机教技术通讯技术测量技术结合传统仪器概念发生变化未仪器行业重方
现代虚拟技术出现原测试系统必须制造商制造没变更情况规定设备进行操作性充分发挥空间力丰富想象根宿愿设计出虚构仪器应户种应须虚构仪器系统控件解决信号输入输出软件测试仪器系统关键需适修改软件程序生成符合测试求新测试仪器系统
2信号发生器系统设计
现代电子技术计算机技术飞速开展计算机信息处置中心动测试系统科学钻研工程理畛域宽泛系统设计需方案设计思路章围绕思路展示方案原理特点软件设计重难题
章展示两重素
21方案原理特点选择
211 G语言
G编程许语言特性更清晰更直观控件连接子程序函数通整系统指示器显示数G语言促进模块化程序设计思想组复杂应程序编程简单变成子务然子务创建VI系列集子务图标控件代码够起完成项复杂务整应程序中顶层VI系列实现子功子VI
般应中相子vi会反复户构建应软件时事先开发出系列子程序子程序重程序开发程中提高编程效率实验室V IEW编程语言仅简化科学计算监控程中软件开发广泛应Lab VIEW建立基础成工业科研等领域广泛接受重原
Labview进行数字电路设计时利程序程序框图构建初步完整电路电路种功前面板面板实现通前面板8布尔元件模拟序逻辑电路组合逻辑电路数选择器译码器等LabVIEW种通图形语言编程程选择图标连接连接程
图标具功子例程相图标间连接指定数流
代码语言中assign语句相LabVIEW函数面板包孕许特殊信号处理操作图标种数学逻辑操作基VI图标图21示
图21 基布尔元件
212虚拟仪器
虚拟仪器基础数字化仪表系统通类软件存显示器微处理器等硬件ADDAIO等仪器硬件信号机结合者够更加便捷直觉图形化编程语言仪器操作完成测量数采集显示分解存储等种服务VI通计算机处理硬件测量控制等功融体减购买仪器成节约型投资外实现种测量出数分析处理功
数采集控制数处理分析结果表达三部分图22
图22 虚拟仪器部功结构
系统硬件功通硬件结构包括传感器信号调节电路数采集卡机箱D四硬件结构部图23示
模拟信号
卡件合成
传感器
输入调理
计算机总线
图23 虚拟仪器完成测试系统功通硬件结构
1传感器传感器抉择普通情况视测试系统详细畛域定般原理抉择般求传感器具灵敏度高测量范围满足动态静态信号测试构造简略求加工畛域测试系统抉择电涡流传感器系统轴跳动轴变形测量加工精度中应
2 信号调节电路传感器输出通常须通处理数采集设施精确采集前端处理称SC（信号调节）SC性网罗放滤波复隔离线性化励磁电流桥电压桥衡非电量测试系统般前端调节部分传统测试仪器性单通常够仪器详细测量求制造SC部件专PCDAQ系统须般开放信号调制满足虚拟模块设施需
3数采集卡数采集卡连接测试系统硬件虚拟仪器软件台关键
相完整虚拟仪器软件结构图24示
户界面
数处理
硬件驱动程序
图24 虚拟仪器软件结构
213函数信号发生器
函数信号发生器重测量仪器已日常生产科学技术宽泛应特控件工程动化电子通信测量仪器等技术领域常常函数信号发生器条件领域形式波形样必样需信号发生器产生样波形锯齿波脉波等然定律波形曲线函数方程中表示函数信号发生器中函数参数引作波状满足测试系统函数信号发生器需求
美国安杰伦世界领先测试测量公司该公司生产33250A型机函数生成器相先进信号生成器产生具稳定性准确率高失真率低波输出frequency range1μHz～80MHzoutput amplitude10mVpp～10Vpp该公司生产功信号生成器8648D信号生成器高频信号生成器信号生成frequency range高达9kHz～4GHz仪器国产函数信号发生器中SG1060信号发生器采DDS数字合成技术够双通道时输出种波形具波状种类周全精确率高分辨率高等优点输出frequency range1μHz～60MHzoutput amplitude1mVpp～10Vpp国产 S1000型信号生成器种数字生成器通单设备双通道时输出降低测试成更快数字处理frequency range 9kHz～3GHz功信号发生器高频准确性频率覆盖宽度样性全功方移动
信号发生器广泛户生活生产产生影响更利标准函数信号发生器标准产品然稳定性价格更贵性价低全功控件功少许功控件通常利标准函数信号发生器浪费研究身特点设计高精度高带宽频率范围样化功特征函数信号发生器非常必特广阔市场须求满足日常方方面面生产生活科学技术基求教学等领域信号发生器更加深远意义
项研究目结合课堂学专业知识专业知识积累发展课设计功信号发生器调节频率振幅功满足信号发生器基求功信号发生器设计够正确清晰理解信号产生原理更理解信号产生原理通次设计仅实现专业知识学基原理技整合工作做准备
22系统总体设计
软件作虚拟仪器系统关键谈虚拟仪器软件缺失切广泛调研较文LabVIEW2015软件开发台设计相简单动测试测试系统
软件LabVIEW层次构造分驱动层软件应层软件硬件设备驱动程序驱动层软件制连接控计算机仪表设备控制器利数采集卡驱动器提供出库函数功建构出虚拟仪器驱动层软件驱动接口应层软件根仪器服务求确定流程图解决算法文设计需完成动测试般功模态分析功
虚拟仪器动测试系统功须典型系统应软件包罗五功模块框架结构图25表示
设备选择
通道选择
数采集
数处理
数读取
数存储
结果显示
超限判断
图25 虚拟测试系统软件典型构架
部分设计虚拟动测试分析系统完成信号测试般功模态分析功设计整体结构课 图26
图出系统分析功包括7模块中模块包含功数采集文件理功分布尔钮控制信号产生功旋钮控制正旋钮控制应种分析类型包括种具体分析功旋钮位置时面显示中分析功钮
测试系统
数采集
文件理
信号发生
信号分析
波形显示
图26 测试系统总体功结构
解决四问题：
<波形抉择>：目前功信号发生器关根仪器功会产生形式波波形形状需种波形式必须够信号传递信号CASE结构佳选择情况结构中追加条件分支通特定数类型表现波形[文拉列表]追加CASE句法中条件选择端口发生波形(必须条件分支中标签应)进行输入选择波形
<信号产生>：波形方法公式模拟信号函数生成等种
<波形>：现实函数信号发生器必须开关函数信号发生器观察需发电机时运开关控制信号产生WHILE循环结构追加CASE条件结构外部
<参数显示>：知道波动参数否满意否会显示出必须程序框图增加显示控制变量
3软件功模块设计
LabVIEW开发台基层次思想调层次限常功编写子VI程序程序中子VI图标形式零碎调模块化设计程序简单易零碎阅读修改提高系统性开发效率
31部分程序框图前面板
311产生正弦波信号参数设计
产生波形措施仿真信号信号生成抉择中决定浏览波形生成然正弦波四参数频率振幅幅值相位直流±偏置仅仅四参数设变量完成参数调节样波形满足差需求完成虚拟仪器须性完成波形余波形首先涉猎波形选择CASE分支架构利点更改选择器标识表记中数类型添加需case条件分支支路应波形特点接选择差异参数步骤分支选择器数类型必需选择器标签中数类型雷波形参数更精确添加显示控件样调整参数时察值否合求够正弦波正弦波设计原理图图31
图31 正弦波信号程序框图
然频率单位string函数[format write string]添加需单元Hz示意图
图32 正弦波信号示意图
图33 正弦波信号波形图
312方波信号产生参数设计
接设计波形方波抉择出波形生成中方波形状五参数频率振幅相位直流±偏置占空余占空尤重仅仅调整精确显示价值时四参数处置变量实现参数调整满足需触波形切换采纳case条件结构充分功应分支选择器数类型定选择器标签中数类型雷够完成正弦波切换余波形添加显示控件调整参数时观察值方波设计原理图图34表示
图34 方波信号程序框图
然频率处理方法正弦波信号雷string函数[format write string]添加需单元Hz图35示
图35 方波信号示意图
图36 方波信号波形图
313锯齿波信号产生参数设计
前方法雷相似操作先波形生成中锯齿波形四参数：频率振幅幅值相位直流正负偏移量四参数处置变化量完成参数调理
case造构参数值条件结构通道充沛利结构特点支路应波形出波形特点抉择差参数决定留分支选择器数类型必需选择器标签中数类型致然锯齿波波形参数更加精确必须增加显示控件样时调节参数变化观测值设计原理图图示：
图37 锯齿波信号程序框图
然频率单位处理方法统string函数：format write string图标提醒求加入单位：Hz示意图图：
图38 锯齿波信号示意图
图39 锯齿波波形图
314三角波信号产生参数设计
抉择函数选板——信号处理子版块波形生成然三角波形总四参数：频率振幅幅值相位直流正负偏移量然四余参数设置变化量实现参数变化波形切换措施前面曽提case造构充沛动性抉择选择器标签中数类型增加须case条件分支支路应波形分支选择器数类型必需选择器标签中数类型统波形参数更加精确必须增加显示控件样时调节参数变化观测值设计原理图示：
图310 三角波信号程序框图
频率单位处理方法然string函数：format write string图标提醒求加入单位：Hz
图311 三角波信号示意图
图312 三角波波形图
315波形控制设计
完信号发生器理验必需关掉（信号发生器）果没开关话合求处理问题简单总体框图外面加while造构循环条件处连接出开关控件抉择出真时继续图示：
图313 开关控件
32数字波形产生模块
设计程序框图方便辨波形显示前面板波形添selector label写波形类型接进步调节频率幅值参数注意控制变量观察波形什变化
令波形类型变化正弦波参数零波形变化图311
图311 初始化前面板显示（频率0Hz幅值0v偏置）
频率加5000Hz观察波形变化图312保持频率5000Hz幅值分加1v3v发现信号波形显示正弦波信号波形发现幅值越波形波动越图313图314保持幅值10v频率分加5000Hz20000Hz发现频率越波形越失真图314图315
图312 正弦波波形显示（频率5000Hz幅值0v偏置）
图313 正弦波波形显示（频率5000Hz幅值10v偏置）
图314 正弦波波形显示（频率5000Hz幅值30v偏置）
图315 正弦波波形显示（频率20000Hz幅值30v偏置）
令偏置等±1v波形移动波形形状变图316317
图316 正弦波波形显示（频率5000Hz幅值30v正偏置1v）
图317 正弦波波形显示（频率5000Hz幅值30v负偏置1v）
剩方波锯齿波三角波结果原理致相利软件偶尔定误差周期选点数越误差降低正弦波信号产生接附图
图318 方波波形显示（频率5000Hz幅值10v偏置）
图319 方波波形显示（频率5000Hz幅值30v偏置）
图320 方波波形显示（频率20000Hz幅值30v偏置）
图321 三角波波形显示（频率5000Hz幅值10v偏置）
图322 三角波波形显示（频率5000Hz幅值30v偏置）
图323 三角波波形显示（频率20000Hz幅值30v偏置）
图324 锯齿波波形显示（频率5000Hz幅值10v偏置）
图325 锯齿波波形显示（频率5000Hz幅值30v偏置）
图326 锯齿波波形显示（频率20000Hz幅值30v偏置）
4结
通次设计（信号发生器）模板中函数功模块化编程方法着认识应深入学工作中取学探索更加进步
然时间关系实践测试象缺乏工夫测试许细节没深刻研究缘数处置程度较短浅简略应需进步开发展开批改良工夫频率没注意采样率半线路杂乱显总体设计气
完成文务结构设计初步简单解系统设计软件设计方面取进步缺乏软件开发验研究应时间限缺陷防止宿愿学基LabVIEW余测控系统协助
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