【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(jì)的設(shè)計(jì) 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。 22 基于譜分析技術(shù)的虛擬相位差計(jì)的設(shè)計(jì) 第三章 信號分析與處理 頻域分析介紹 LabVIEW 在頻域分析（ Frequency Domain）子模板中提供了與信號譜分析有關(guān) 的函數(shù)供設(shè)計(jì)者調(diào)用，如快速傅里葉變換（ FFT）及其反變換（ InvFFT）、功率譜分 析和互功率譜分析，還有希爾泊特變換及其反變換等 [10] 。當(dāng) VI 程序運(yùn)行到斷點(diǎn)被設(shè)置處，程序被暫停 在將要執(zhí)行的節(jié)點(diǎn)，以閃爍表示。點(diǎn)擊它，則 LabVIEW 彈出錯誤清單窗口，點(diǎn)擊其中任何一個(gè)所列出的錯誤，選用 Find 功能， 則出錯的對象或端口就會變成高亮。 如圖 214 所示，這個(gè) VI 程序把兩個(gè)輸入數(shù)值相乘，再把乘積減去 。 提示：接線頭是為了幫助正確連接端口的連線。不同的線型代表不同的數(shù)據(jù)類型。它們都只能在 VI 程序框圖中作為數(shù)據(jù)流終點(diǎn)。用戶可以訪 問和修改任一子 VI 節(jié)點(diǎn)的代碼，但無法對函數(shù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修改?？刂剖怯脩糨斎霐?shù)據(jù)到程序的接口， 而顯示是輸出程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)接口。在前面板上，輸入量被稱為控 制 Controls ，輸出量被稱為顯示 Indicators 。例如，將兩種不同頻率正弦波相乘可以得到調(diào)幅波。 13 基于譜分析技術(shù)的虛擬相位差計(jì)的設(shè)計(jì) 儀器驅(qū)動程序庫：用于裝入各種儀器驅(qū)動程序。 功能模板如圖 25 所示。 字符串子模板：字符串和表格的 控制和顯示。通過這些控制或功能子模板可以找到 創(chuàng)建程序所需的面板對象和框圖對象。 漫游工具：使用該工具就可以不需要使用滾動條而在窗口中漫游。 使用它向數(shù)字或字符串控制中鍵入值時(shí)，工具會變 成標(biāo)簽工具的形狀。這些操作模板可 以隨意地在屏幕上移動，并可以放置在屏幕的任意位置，但是它們不會同時(shí)出現(xiàn)在 一個(gè)窗口內(nèi)。此外， NI 還為它們推出了 3 款全新的 FPGA 運(yùn)載硬件，其中包括用于創(chuàng)建高性能自定義機(jī) 器視覺應(yīng)用的 NI Compact Vision System（ NI 緊湊型視覺系統(tǒng)）。工程師們可以使用 這一模塊來創(chuàng)建自定義的手持 DMM（數(shù)字萬用表）應(yīng)用系統(tǒng)，并可以與藍(lán)牙 Bluetooth 設(shè)備通訊。 7 基于譜分析技術(shù)的虛擬相位差計(jì)的設(shè)計(jì) 第二章 圖形化編程語言 LabVIEW LabVIEW 簡介 LabVIEW Laboratory of Virtual Instruments Engineering Workbench 是美 國國家儀器公司 NI National Instruments 推出的 32 位、為 VXI 即插即用聯(lián)盟 VXIplug amp。點(diǎn)擊斷箭的運(yùn)行按鈕則會列出錯誤清單，雙擊列 表中的錯誤清單，則出錯的對象或端口就會高亮顯示。前面 板中主要由輸入控制器和輸出指示器組成。使用網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器，可在任何地點(diǎn)、任意時(shí)刻 獲 取測量數(shù)據(jù)信息的愿望成為現(xiàn)實(shí)。在設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮硬件部分和虛擬儀器的設(shè)計(jì)方法， 其中包括 I/O 接口儀器驅(qū)動程序的設(shè)計(jì)、儀器面板的設(shè)計(jì)與儀器功能算法的設(shè)計(jì)三 部分。 串口系統(tǒng) 串口系統(tǒng)是以串口系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)總線儀器與計(jì)算機(jī)為儀器硬件平臺組成的虛擬儀 器測試系統(tǒng)。 （ 2） I/O 接口設(shè)備 I/O 接口設(shè)備主要完成被測輸入信號的采集、放大、模 /數(shù)轉(zhuǎn)換。 6 智能程度高，具有自學(xué)習(xí)和決策能力。虛擬儀器一般由系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件 以及為進(jìn)一步擴(kuò)展功能所留出的軟硬件接口等組成。基于相關(guān)時(shí)域分析、頻 域頻譜分析、數(shù)字濾波、統(tǒng)計(jì)分析等常用信號分析與處理技術(shù)，已建造了相關(guān)分析 1 基于 譜分析技術(shù)的虛擬相位差計(jì)的設(shè)計(jì) 儀、頻譜分析儀、傳遞函數(shù)分析儀、數(shù)字濾波器等各種商用虛擬儀器。它將傳統(tǒng)儀器由硬件電路實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)分 析處理與顯示功能，改由功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)來執(zhí) 行，所以計(jì)算機(jī)是其核心；當(dāng)計(jì)算 機(jī)與適當(dāng)?shù)?I/O 接口設(shè)備配置完畢，虛擬儀器的硬件平臺就被確定，此后軟件就成 為儀器的關(guān)鍵部分。由于在 電子測試中，所需的測試儀器繁多復(fù)雜，導(dǎo)致對一些簡單的測試工作也需要大量的 人力、物力?！菊撐摹炕谧V分析技術(shù)的虛擬相位差計(jì)的設(shè)計(jì) 基于譜分析技術(shù)的虛擬相位差計(jì)的設(shè)計(jì) 摘 要 相位差測量在電工技術(shù)、工業(yè)自動化、智能控制、通訊及電子技術(shù)等許多領(lǐng)域 有著廣泛的應(yīng)用。學(xué)生只 有通過足夠的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 和一定數(shù)量的綜合性實(shí)驗(yàn)，才能真正理解和掌握該學(xué)科的 理論知識，獲得一定的綜合測試技能，初步具有處理實(shí)際測試工作的能力。這是因?yàn)橛?jì)算機(jī)是虛擬儀器的核心設(shè) 備，該儀器的功能是通過軟件仿真實(shí)現(xiàn)的。 信號分析與處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)測量功能軟件編程的基石。此外，如果現(xiàn)有傳統(tǒng)儀 器帶有 RS― 23 RS― 42 RS― 48 GPIB 等接口，那么與計(jì)算機(jī)連接起來后， 通過編程就可構(gòu)建用戶自己的自動測試系統(tǒng)。 5 測量精度高、測量范圍寬且性能穩(wěn)定、可靠性高。 1．虛擬儀器的硬件平臺 構(gòu)成虛擬儀器的硬件平臺有兩部分： （ 1） 計(jì)算機(jī) 它一般為一臺 PC 和工作站，是 硬件平臺的核心。 PXI 系統(tǒng) PXI系統(tǒng)是以 PXI標(biāo)準(zhǔn)總線儀器與計(jì)算機(jī)為儀器硬件平臺組成的虛擬儀器測試 系統(tǒng)。 前面板的功能等效于傳統(tǒng)測試儀器的前面板；流程圖的功能等效于傳統(tǒng)測試儀 器與前面板相聯(lián)系的硬件電路。網(wǎng)絡(luò)化 的一般特征是將虛擬儀器、外部設(shè)備、被測試點(diǎn)以及數(shù)據(jù)庫等資源納入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn) 資源共享，共同完成測試任務(wù)。應(yīng)根據(jù)實(shí)際中的儀器面板以及該虛擬儀器所要實(shí)現(xiàn)的功能來設(shè)計(jì)前面板。首先查找錯誤，如果一個(gè)程序不能執(zhí)行， 運(yùn)行按鈕會出現(xiàn)一個(gè)折斷的箭頭。 其中包括該設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)的相位差計(jì)有何優(yōu)缺點(diǎn)，并作誤差分析。此外，全新的 LabVIEW PDA 模塊還提供更多 的數(shù)據(jù)采集功能，包括更快速的多通道采集、模擬和數(shù)字觸發(fā)。同時(shí)，通過一個(gè)新的 HDL 接口節(jié)點(diǎn)，工程師還能重復(fù)使用 LabVIEW FPGA 應(yīng)用中現(xiàn)有的 VHDL 代碼。 操作模板 LabVIEW 具有多個(gè)圖形化的操作模板，用于創(chuàng)建和運(yùn)行程序。 操作工具：使用該工具來操作前面板的控制和顯示。 對象彈出菜單工具：用鼠標(biāo)左鍵可以彈出對象的彈出式菜單。在這些頂層 子模板中包含許多不同的控制或功能子模板。 布爾值子模塊：邏輯數(shù)值的控制 和 顯示。 注：只有打開了框圖程序窗口，才能出現(xiàn)功能模 板。 儀器控制子模板：包括 GPIB 48 、串行、 VXI 儀器控制的程序和 函數(shù)，以及 VISA 的操作功能函數(shù)。而且它還可以與數(shù)學(xué)運(yùn) 算相配合生成更復(fù)雜的波形。前面板用于設(shè)置輸 入數(shù)值和觀察輸出量，用于模擬真實(shí)儀表的前面板。 面板 使用輸入控制和輸出顯示來構(gòu)成前面板。兩者的區(qū)別在于：函數(shù)節(jié)點(diǎn)是 LabVIEW 已編譯好的機(jī) 器代碼供用戶使用的，而子 VI 節(jié)點(diǎn)是以圖形語言形式提供給用戶的?？刂茖ο髮?yīng)的端點(diǎn)在框圖中是用粗框框住的， 如例子中的 A 和 B 端點(diǎn)；顯示對象對應(yīng)的端點(diǎn)在框圖中是用細(xì)框框住的，如例子中 的 A+B 和 AB 端點(diǎn)。數(shù)據(jù)是單向流動的， 從源端口向一個(gè)或多個(gè)目的端口流動。當(dāng)需要連線轉(zhuǎn)彎 時(shí)，點(diǎn)擊一次鼠標(biāo)鍵，即可以正交垂直方向地彎曲連線，按空格鍵可以改變轉(zhuǎn)角的 方向。當(dāng)節(jié)點(diǎn)程序運(yùn)行完畢后，它把結(jié)果數(shù) 據(jù)送給所有的輸出端口，使之成為有效數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)很快從源端口送到目的端口。這時(shí) 這個(gè)按鈕被稱作錯誤列表。斷點(diǎn)的顯示對于節(jié)點(diǎn)或者圖框 表示為紅框，對于連線表示為紅點(diǎn)。在框圖中使 用選擇工具或連線工具，在連線上點(diǎn) 擊鼠標(biāo)右鍵，在連線的彈出式菜單中選擇“探