【正文】 理，從而實現(xiàn)虛擬頻譜儀的功能。在程序框圖中各個控件接口之間的連線即數(shù)據(jù) 圖24 LabVIEW程序面板 線或者數(shù)據(jù)流。其功能還包含文本語言里的子函數(shù)調用，而且這種函數(shù)嵌套不受限制的[2]。硬件資源是虛擬儀器軟件資源的基礎。操作面板有開關、旋鈕、刻度值、選擇按鍵等。
3, 虛擬儀器可以直接對數(shù)據(jù)進行編輯，利用計算機足夠的數(shù)據(jù)存取容量把數(shù)據(jù)通過計算機總線傳輸給存儲器或者打印機，能夠對數(shù)據(jù)進行實時傳輸和存儲。
虛擬儀器是通過LabVIEW軟件(可安裝在計算機上的應用軟件)開發(fā)平臺將計算機的硬件資源與傳統(tǒng)電子儀器儀表的設計理念整合起來，在計算機硬件平臺的支持下，通過軟件來實現(xiàn)信號的產生、分析和處理，并能在軟件窗口內顯示結果，達到方便人們測試產品、實時掌握被控對象的效果。用LabVIEW軟件自身產生的仿真信號模塊發(fā)出信號，并通過LabVIEW軟件內的其他模塊來實現(xiàn)信號的采集、濾波、傅里葉變換和頻譜分析。signal generated。在操作時，用戶可通過鼠標或者鍵盤來操作軟件窗口，來完成用戶想要的虛擬儀器軟件設計。
本設計的結構 本設計的核心任務是利用LabVIEW軟件來設計虛擬頻譜儀，來實現(xiàn)測試信號的產生、采集、濾波、傅里葉變換和頻譜分析。人們在利用虛擬儀器設計軟件在計算機上運行時也就是在操作一臺具有特定作用的測量控制儀表儀器。
圖21 虛擬軟件體系結構 LabVIEW 簡介 LabVIEW知識簡介 LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是由美國國家儀器（NI）公司編寫開發(fā)的。我們可以利用軟件具備的各種功能和控件來設計我們的前面板。前面板提供了信號生成模塊，可以通過其屬性內容選擇輸入的仿真信號[5]，例如方波信號，正弦波信號，三角波信號等，類似的選擇還有濾波器的選擇，而且在前面板可以對信號的頻率和幅值進行調節(jié)。對任何一個事物的描述都需要從多個方面進行描述才能把該事物與其他事物區(qū)分開來。
信號頻譜分析的方法 在工作中我們用頻譜分析儀來分析信號的頻譜，頻譜儀有模擬式和數(shù)字式[8]兩種工作模式。
每條譜線只會出現(xiàn)在基波頻率的諧波頻率處。于是處在離散譜之間信號頻譜就被丟掉，用這種方法只能算出信號連續(xù)頻譜中N個抽樣點處的值，而漏掉一些頻譜，所以它不能完全代表頻譜的分布，像個柵欄一樣，所以把這種現(xiàn)象稱為柵欄效應。用戶可以通過該模塊來設置所需要輸入的仿真信號，例如，加噪聲的正弦波、方波、三角波等。
控制仿真信號的幅值和頻率以及濾波器的采樣頻率、幅值的功能。濾波器模塊可以輸入設定濾波器的采樣頻率、幅值、周期和濾波類型。
圖42 程序框圖 仿真信號生成模塊 LabVIEW的函數(shù)庫中有豐富的仿真信號，如方波、正弦波、三角波等。濾波器實質上就是一個允許特定頻率的信號通過而阻斷其他頻率的信號的選頻電路，在設計中可以應用它的這種特性[13]來處理其他各種干擾信號的干擾。同樣的我們還可以顯示波形的電平，這里的電平顯示用到了電平顯示模塊和數(shù)組顯示模塊，因為我們可以多次對波形進行測量所以用到的是數(shù)組顯示模塊，如圖47所示。要做成本次畢業(yè)設計，我首先要對虛擬儀器有一個較深刻的理解，虛擬儀器的核心思想、背景和發(fā)展都是要知道的，其次是我做本畢業(yè)設計所要用到的知識，比如上面有很多控件，是需要我有一些硬件基礎的，還有里面的編程思維和其他文本語言有相似之處，把這些結合起來，我就可以做虛擬頻譜儀了，做虛擬頻譜儀首先要做的是軟件功能的實現(xiàn)，在軟件功能實現(xiàn)的過程中還出現(xiàn)了一些問題，比如波形參數(shù)控制不合理，有些控件用的方法不對，考慮問題不周到等等，這些都在我查資料和分析程序框圖的情況下逐步解決了，在軟件功能初步實現(xiàn)以后，我所要做的就是寫畢業(yè)論文了，我在寫畢業(yè)論文過程中，結合所學知識，盡量把論文寫得合理規(guī)范，并且也加深了我對這次畢業(yè)設計的認識，同時也可以再次完善我的軟件設計，從而讓整個畢業(yè)設計更加完美。虛擬儀器頻譜儀界面容易控制，操作方便，還降低了成本，方便用戶的修改與保存。資料共分享，我們負責傳遞知識。這就對信號的測量和控制技術提供了良好的設計理念和發(fā)展機會，只要運用LabVIEW簡單的軟件開發(fā)環(huán)境，即可實現(xiàn)虛擬儀器的開發(fā)，充分展示了“軟件即儀器”的新概念。需要指出的是，信號是用LabVIEW中的仿真信號模塊設置以后產生的。
圖48 幅值譜和功率譜顯示模塊 現(xiàn)在以仿真信號方波為例，簡要說明分析信號的頻譜分析[14]。低通濾波器的程序框圖如圖44所示： 圖44 低通濾波器的程序框圖 低通濾波器是指濾波器以增加低頻信號成分為目的允許低于截止頻率的信號通過而阻斷高于截止頻率信號的通過。也可利用聲卡采集到的聲音進行信號處理分析。
程序框圖的設計 每一個程序的前面板設計都有相應的一個程序框圖設計。這樣就可以直接改變仿真信號的頻率、幅值等以方便適應不同的情況，我們還可以直接改變?yōu)V波器的幅值、采樣頻率來實現(xiàn)在不同情況下各種濾波的波形，從而使波形不受仿真信號頻率的限制。
波形顯示功能。它可以對仿真信號模塊生成的信號進行時域分析和頻譜分析，通過計算機軟件模塊和數(shù)據(jù)處理以后，把結果顯示在前面板上。
快速傅里葉變換（FFT） 快速傅里葉變換是在DFT(離散傅里葉變換)的算法的基礎上進行改進的可用它來減少計算次數(shù)，縮短計算時間獲得的新算法，簡稱FFT。傅立葉變換用于信號的頻譜分析[9][10]的重要工具，時域信號x（t）的傅立葉變換： (31) 式中f為頻率，X(t)為時域信號表示，X(f)為頻域信號表示[11]。同理，對于信號我們也要研究它多方面的特性。
虛擬頻譜儀的主要功能有：(1)信號生成類型選擇的控制；(2)動態(tài)顯示選擇控制信號的波形；（3）調節(jié)信號的頻率和幅值；（4）測量顯示信號處理過的幅值譜和頻率譜。如圖25所示，程序框圖除了能顯示前面板上的控件外(二者圖標不同，意義相同)，還可以顯示前面板上各個控件的端子并把各個端子連接起來。而且LabVIEW還提供很多具有特定功能的控件可供用戶使用。
表21 傳統(tǒng)儀器與虛擬儀器的比較 傳統(tǒng)儀器 虛擬儀器 硬件是關鍵 軟