【正文】 a0 + sin n?t + 2 ∑ An ?n n 1 式中各參量有 23 基于譜分析技術(shù)的虛擬相位差計的設(shè)計 2 t+T a0 ――直流分 量， a0 T ∫ t x t dt 2 t+T ― ― 余 弦 分 量 的 幅 值 ， cos ? an an T ∫ t x t n tdt 2 t+T ― ― 正 弦 分 量 的 幅 值 ， sin ? bn bn T ∫ t x t n tdt 2 2 ― ―各頻率分量的幅值， a +b An An n n an ― ―各頻率分量的相位， arctan ?n ?n bn 2π ?― ―角頻率， ? T 以角頻率 n?為橫軸，幅。 周期信號與離散頻譜 在有限區(qū)間上，滿足狄里赫利條件的周期函數(shù) x t 可以展開為傅里葉級數(shù)。例如，評定電動機(jī)振動強(qiáng) 度，需用振動速度的均方值做判據(jù)。該窗口總是被顯示在前面板窗口或框圖窗口的上面。用戶也可以點擊暫停按鈕，這樣程序 將連續(xù)執(zhí)行直到下一個斷點。使 用斷點工具時，點擊希望設(shè)置或者清除斷點的地方。點擊這個按鈕使該按鈕圖標(biāo)變成高亮形式，再點擊運行按鈕， VI 程序就以較 慢的速度運行，沒有被執(zhí)行的代碼灰色顯示，執(zhí)行后的代碼高亮顯示，并顯示數(shù)據(jù) 流線上的數(shù)據(jù)值。 圖 214 程序 1 圖 215 程序 2 程序調(diào)試技術(shù) 語法錯誤 如果一個 VI 程序存在語法錯誤，則在面板工具條上的運行按鈕將會變成一個 折斷的箭頭，表示程序不能被執(zhí)行。請記住，一個節(jié)點（函數(shù)）只有當(dāng)它 所有的輸入端的數(shù)據(jù)都成為有效數(shù)據(jù)后才能被執(zhí)行，而且只有當(dāng)它執(zhí)行完成后，它 的所有輸出端口上的數(shù)據(jù)才成為有效。對一個節(jié)點而言，只有當(dāng)它的所有 輸入端口上的數(shù)據(jù)都有效時，它才能被執(zhí)行。接線頭還有一個黃色小標(biāo)識框，顯示該端口的名字。 當(dāng)把連線工具從一個端口接到另一個端口時，不需要按住鼠標(biāo)鍵。 如圖 213 所示是一些常用數(shù)據(jù)類型所對應(yīng)的線型和顏色。它們類似于普通程序中的變量。 圖框是 LabVIEW 實現(xiàn)程序結(jié)構(gòu)控制命令的圖形表示。當(dāng)在前面板創(chuàng)建或刪除面板對象時，可以 自動創(chuàng)建或刪除相應(yīng)的對象端點。 端點是只有一路輸入 /輸出且方向固定的節(jié)點。 LabVIEW 有二種節(jié)點類型 ――函數(shù)節(jié)點和子 VI 節(jié)點。 兩種最常用的前面板對象是數(shù)字控制和數(shù)字顯示。這種創(chuàng)建和調(diào)用子程序的 方法，使程序結(jié)構(gòu)模塊化，易于調(diào)試、理解和維護(hù)。其 中，端口被用來同程序前面板的控制和顯示傳遞數(shù)據(jù)，節(jié)點被用來實現(xiàn)函數(shù)和功能 調(diào)用，圖框被用來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化程序控制命令，而連線代表程序執(zhí)行過程中的數(shù)據(jù)流， 定義了框圖內(nèi)的數(shù)據(jù)流動方向；圖標(biāo) /連接器是子 VI 被其它 VI 調(diào)用的接口。 ● ：“ Butterworth ” 圖標(biāo)，通過設(shè)置該圖標(biāo)的采樣頻率 （ Sampling fre）、濾波器階次（ Order）、低截止頻率（ Low cutoff 16 基于譜分析技術(shù)的虛擬相位差計的設(shè)計 fre）、高截止頻率 （ High Cutoff fre）、濾波類型（ Filter Type） 等參數(shù)來產(chǎn)生一個數(shù)字式巴特沃斯濾波器 ● ：“ Chebyshev ”圖標(biāo)，該圖標(biāo)通過設(shè)置采樣頻率、濾波器階 次，低截止頻率、高截止頻率、濾波器類型等參數(shù)來產(chǎn)生一個數(shù)字式 切比雪夫 I 型濾波器 [8] 圖 28 結(jié)構(gòu)子模板 圖 29 Filter 子模板 17 基于譜分析技術(shù)的虛擬相位差計的設(shè)計 創(chuàng)建一個 VI 程序 VI 程序具有三個要素：前面板、框圖程序和圖標(biāo) /連接器。 2. Signal Generation 子模板簡介（主要介紹正弦、三角、鋸齒和方波等） ● ：任意波形發(fā)生器圖標(biāo)（ Signal Generation by Duration），用該圖標(biāo) 可以選擇 7 種波形。 圖 26 Signal Processing 子模板簡介 14 基于譜分析技術(shù)的虛擬相位差計的設(shè)計 ● ：仿真信號產(chǎn)生（ Signal Generation）子模板，用來產(chǎn)生正弦波、三 角波、方波等 15 種仿真波形 ● ：時域分析（ Time Domain）子模板，可以對信號進(jìn)行卷積、相關(guān)等 11 種時域運算 ● ：頻域分析（ Frequency Domain）子模板，可以求出時域信號對應(yīng)的 頻譜圖、互功率譜、 FFT 等 19 種頻域運算 ● ：加窗（ Windows）子模板，可以對信號進(jìn)行加窗處理，窗函數(shù)有矩形 窗、漢寧窗、海明窗等 12 種窗函數(shù) ● ：濾波器（ Filters）子模板，有巴特沃斯濾波器、切比雪夫濾波器、 有限沖擊響應(yīng)濾波器、無限沖擊響應(yīng)濾波器等多種濾波器 ● ：測量（ Measurement）子模板，有波峰檢測器、傳遞函數(shù)儀、幅值與 相位測試儀等 14 種虛擬測試儀 1. Signal Generation 子模板 LabVIEW 已將多種常用的信號函數(shù)做成了可以生成正弦波形、脈沖波形、隨機(jī) 噪聲波形等各種仿真波形生成功能模塊，存放在 Signal Processing 模板的下一 級 Signal Generation 子模板中，供使用者方便地的調(diào)用。 信號處理子模板：包括信號發(fā)生、時域及頻域分析功能模塊。 比較子模板：包括各種比較運算函數(shù)，如大于、小于、等于等。 圖 25 功能模板 數(shù)值運算子模板：包括各種常用的數(shù)值運算符，如 +、 等；以及各種常見的 數(shù)值運算式，如 +1 運算；還包括數(shù)制 轉(zhuǎn)換、三角函數(shù)、對數(shù)、復(fù)數(shù)等運算， 以及各種數(shù)值常數(shù)。若功能模板不出現(xiàn)， 則可以用 Windows 菜單下的 Show Functions Palette 功能打開它，也可以在框圖程序窗口的空白處點擊鼠 標(biāo)右鍵以彈出功能模板。 數(shù)組和群子模板：復(fù)合型 數(shù)據(jù)類型的控制和顯 示。 數(shù)值子模板：包含數(shù)值的控制和 顯示。 （ 2）控制模板 Controls Palette 使用控制模板可以給前面板添加輸入 控制和輸出顯示圖標(biāo)，每個圖標(biāo)代表一個 子模板。 與上述工具模板不同，控制和功能模板只顯示頂層子模板的圖標(biāo)。 探針工具：可以在框圖程序內(nèi)的數(shù)據(jù)流線上設(shè)置探針。如果聯(lián)機(jī)幫助的窗口被打開時，把 11 基于譜分析技術(shù)的虛擬相位差計的設(shè)計 該工具放在 任一條連線上，就會顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)類型。當(dāng)它 用于改變對象的連框大小時，會變成相應(yīng)形狀。如圖 23 所示為工具模板。 10 基于譜分析技術(shù)的虛擬相位差計的設(shè)計 圖 22 流程圖編輯窗口 （ 1）工具模板（ Tools Palette） 工具模板為編程者提供了各種用于創(chuàng)建、修改和調(diào)試 VI 程序的工具。 框圖中可以包括 LabVIEW 內(nèi)部的虛擬儀器庫函數(shù) function 、結(jié)構(gòu) structure ， 還可以包括與前面板上的控件、指示器有關(guān)的接線端子 terminal 。各個控件、指示器是 LabVIEW 與用戶的接口，它們的外觀和實際儀器對應(yīng) 元件的外觀幾乎一樣，因此計算機(jī)屏幕所顯示的就像一臺實際儀器的前面板，既直 觀又美觀。得益于這一新特性，工程師們可以 使用 LabVIEW 開發(fā) FPGA 代碼，其執(zhí)行速度可以和手寫編碼的 VHDL 一樣。全新的定時循環(huán) timed loop 是 LabVIEW 中一個經(jīng)改進(jìn)的while 循環(huán)， 有了它，工程師們可以設(shè)定精確的代碼定時、協(xié)調(diào)多個 timecritical 對時間要 求嚴(yán)格 的測量任務(wù)，并定義不同優(yōu)先級的循環(huán)，以創(chuàng)建多采樣率的應(yīng)用程序為了 進(jìn)一步優(yōu)化應(yīng)用系統(tǒng)的性能，工程師們還可以使用全新的 LabVIEW 執(zhí)行追蹤工具包 （ LabVIEW Execution Trace Toolkit），配合 LabVIEW Real