【正文】 述了虛擬實驗儀器的硬件構(gòu)成和軟件設(shè)計。 利用計算機和相關(guān)的硬件對虛擬示波器和虛擬信號發(fā)生器作了模擬實驗 檢測和實時實驗檢測，得到了相關(guān)的波形顯示和數(shù)據(jù)。相信未來，虛擬技術(shù)將得到更大的發(fā)展，應(yīng)用范圍也會越來越廣，具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大 的潛在經(jīng)濟效益。 (3) 在此基礎(chǔ)上進一步開發(fā)多種虛擬儀器產(chǎn)品，如電壓表、虛擬頻率計等，以求構(gòu)成完善的虛擬實驗儀器系統(tǒng)。 論文的主要工作包括以下幾個方面 : 分析討論了虛擬儀器系統(tǒng)的構(gòu)成和設(shè)計原理，指出傳統(tǒng)測試儀器存在的缺陷和不足，提出了用虛擬儀器替代傳統(tǒng)儀器是具有現(xiàn)實意義的。儀器的主要功能包括波形顯示、頻譜分析、波形存儲和讀取等。 S 不滿足采樣定律，即ω S2ω m，在每隔ω S重復(fù)出現(xiàn) X(ω )/T 譜線時均出現(xiàn)譜線的重迭。采樣信號的頻譜在幅值上比信號 x(t)的頻譜 X(? )幅值放大了 1/T 倍，并呈現(xiàn)周期性，周期為 s? ,即在頻率 ? 軸上， 18 每隔 ? S=2? /T，在 ? S， 2? S，?， m? s 處重復(fù)出現(xiàn) X(? )/T，在 m=o 處的譜線就是原信號 x(t)的頻譜 X(? )(乘以 1/T，稱為主分量 ? =? /T 到 ? /T 為主周期。 傅里葉變換是信號處理中最基本，最重要的變換之一，其本質(zhì)是建立了信號的以時間為變量的時域分析與以頻率為變量的頻譜分析之間的映射關(guān)系。 16 圖 46 存儲和回放模塊前面板 圖 47 a 存儲和回放模塊程序框 圖 圖 47 b 存儲與回放模塊程序框圖 17 頻譜分析模塊采用快速傅立葉 FFT 算法，完成頻域信號分析，可以獲得對應(yīng)的頻譜圖。 LabVIEW 中列有各種數(shù)字濾波器，這些數(shù) 字濾波器都可以直接調(diào)用而用考慮它的內(nèi)部設(shè)計。枚舉 1控制是輸入原信號還是輸入已經(jīng)存儲的波形信號。 (4) 頻譜分析 :利用 FFT 窗口對波形進行頻譜分析。頻譜分析模塊采用 FFT算法，完成頻域信號分析。正是由于計算機技術(shù)、量化采集和數(shù)字信號處理技術(shù)的引入，使其對于各類簡單信號、復(fù)雜信號、單次信號和周期信號波形的測量、記錄、存儲、分析復(fù)現(xiàn)都非常有效，在各行各業(yè)中均有廣泛的應(yīng)用。在測控系統(tǒng)中，被測量經(jīng)常是幾個或者幾十個，為了降低成本和減小面積，系統(tǒng)通常使用公共的放大器、采樣 /保持器以及 A/D 轉(zhuǎn)換器，因此需要使用多路開關(guān)輪流把各路被測信號分時的與這些公用器件連通。 。數(shù)據(jù)采集要經(jīng)過采樣和量化兩個必要步驟。數(shù)據(jù)采集技術(shù)是電子測量儀器的基礎(chǔ)，當然也是虛擬儀器的基礎(chǔ)。輸出是在輸出線上產(chǎn)生方波和脈沖。例如，某 DAQ 板的分辨率為 16 位，范圍取 0 一 1OV，增益取 100，則有 1LSB=(10/100xZ’ 6)= 協(xié) v，這樣一來，在數(shù)字化的過成中，一位的分辨率為。對于低頻信號，可以用間隔掃描辦法來產(chǎn)生同時采樣的效果，而不必增加采樣保持電路。 (5) 線性化 很多傳感器對被測量都有非線性響應(yīng)，因而需要對輸出信號進行線性化。 (1) 放大和衰減 數(shù)據(jù)采集卡接收的信號是范圍很廣的電壓信號，如果太強，就需要衰減器把被測信號減弱后再輸入給數(shù)據(jù)采集卡，這樣一方面可以保證數(shù)據(jù)采集卡可以順利采數(shù)，另一方面有利于系統(tǒng)的安全運行。數(shù)字信號又可以分為開關(guān)信號和脈沖序列信號，模擬信號則可以 分為直流信號、時域信號、頻域信號。當輸入信號被適當調(diào)理 后，即可輸給插入式數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)字化，同時它也能產(chǎn)生控制信號。 編制軟件時通過對控制和功能模塊中子模塊的靈活調(diào)用，選取相應(yīng)的功能子模塊，分別置于前后面板內(nèi)，使用連線工具即可完成虛擬儀器設(shè)計。控制 模板可以用 Wind。程序調(diào)試員可以通過控針窗口來 觀察該數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)變化狀況。 選擇工具，用于選擇、移動或改變對象的大小當它用于 改變對象的連框大小時，會變成相應(yīng)形狀。 圖 21 Labview 前面板 4 圖 22 Labview 程序框圖 labview 的模板分析 labVIEW 是一種圖形化設(shè)計語言，在一個虛擬儀器 VI的開發(fā)過程中，主要 利用模板創(chuàng)建和運行程序。圖標和連接允許將此儀器作為最高級的程序，也可以作為其它程序或子程序的子程序。若想要在數(shù)字控制中輸入或修改數(shù)值，只需要用操作工具 (見工具模板 )點擊控制部件和增減按鈕，或者用操作工具或標簽工具雙擊數(shù)值欄進行輸入數(shù)值修改。 (2)編程方式簡單、 直觀采用圖形語一言 (G 語言 )、圖標和聯(lián)機代替文本形式編寫程序，是對具體編程問題的圖形化解決方案。開發(fā)虛擬儀器不僅可以實現(xiàn)儀器的自我生產(chǎn)，而且虛擬儀器易于改進，提升性能，通過軟件和硬件的更換，還可以實現(xiàn)多方面的用途，大大提高了儀器的性價比。虛擬儀器在本世紀發(fā)展很快， 大有取代傳統(tǒng)儀器的趨勢。而虛擬儀器可以有多個控制面板，各個面板之間的切換十分方便，使每個面板變得簡單，從而提高了操作的正確性和方便性。 Abstract........................................................... II 第 1 章 緒論 ....................................................... III 虛擬儀器的基本概念 ........................................... 1 虛擬儀器的構(gòu)成 ............................................... 1 虛擬儀器的較傳統(tǒng)儀器的優(yōu)勢 ................................... 1 虛擬儀器的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 ..................................... 1 本論文的主要工作 ............................ 錯誤 !未定義書簽。美國 NI公司在這種大環(huán)境下，率先發(fā)起了對虛擬儀器的研究開發(fā)，推出了 Labview 軟件開發(fā)平臺。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 中文名稱 （字體：華文新魏 字號： 28） English Title（ 字體： Timers New Roman 字號： 四號 ） 班級 通信 111 學(xué)生姓名 王惠 學(xué)號 113221214 指導(dǎo)教師 賈偉偉 職稱 導(dǎo)師單位 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 論文提交日期 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 課題名稱 基于 Labview 虛擬示波器的設(shè)計 課題性質(zhì) 班 級 通信 111 學(xué)生姓名 王惠 學(xué) 號 1132212141 指導(dǎo)教師 賈偉偉 導(dǎo)師職稱 一．選題意義及背景 二．畢業(yè)設(shè)計（論文）主要內(nèi)容： 三．計劃進度： 四．畢業(yè)設(shè)計（論文）結(jié)束應(yīng)提交的材料： 指導(dǎo)教師 教研室主任 年 月 日 年 月 日 論文 真實 性 承諾及指導(dǎo)教師 聲明 學(xué)生 論文 真實 性 承諾 本人鄭重聲明：所提交的 作品 是本人在 指導(dǎo)教師 的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果 ，內(nèi)容真實可靠，不存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為 。 本課題 在掌握了虛擬儀器的基本結(jié)構(gòu)及信號處理的相關(guān)知識基礎(chǔ)之上，設(shè)計了一套虛擬示波器。 第 2 章 系統(tǒng)軟件的開發(fā)平臺 Labview 簡介 ............................... 2 labview 的基本概述 ........................................... 2 labview 的模板分析 ........................................... 4 工具模板 ............................................... 4 控件選板 ............................................... 5 函數(shù)選板 ............................................... 6 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ................................................. 7 數(shù)據(jù)采集技術(shù) ................................................. 7 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)信號分類 ................................... 7 基于計算機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)各部分的作用 ................... 7 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 ........................................... 9 采樣 /保持器的工作原理 ................................. 10 多路轉(zhuǎn)換模擬開關(guān) ...................................... 10 第 4 章 虛擬示波器的軟件設(shè)計 ........................................ 12 系統(tǒng)總體構(gòu)成 ................................................ 13 濾波器 ...................................................... 14 存儲與回放模塊 .............................................. 15 頻譜分析模塊 ................................................ 17 參數(shù)測量模塊 ................................................ 20 第 5 章 虛擬示波器的調(diào)試 ............................................ 22 波形顯示 .................................................... 22 頻譜分析 .................................................... 22 參數(shù)測量 .................................................... 23 第 6 章 結(jié)論和展望 .................................................. 24 參考文獻 ........................................................... 25 附錄 致謝 1 第 1 章 緒論 電子測量儀器發(fā)展到今天，總體上經(jīng)過了四個歷程，按出現(xiàn)的時間順序依次為 。 （ 2）虛擬儀器大量用應(yīng)用軟件來替代傳統(tǒng)儀器中的硬件，從而使儀器的硬件變得簡單。 近年來，世界很多公司推出了不少虛擬儀器軟件開發(fā)平臺，使儀器的使用者可以開發(fā)組建自己需要的虛擬儀器。 本論文主要介紹虛擬示波器硬件和軟件的開發(fā)過程，以及相關(guān)數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)知識。 (3)具有層次結(jié)構(gòu)和模塊化的特點每一個 VI 可以作為頂層程序，也可以作為其它程序的子程序。 (2)創(chuàng)建框 圖程 序。 運行和調(diào)試程序。這些操作模板可以隨意在屏幕上移動，并可以放置在屏幕的任意位置。 標簽工具 :用于輸入標簽文本或者創(chuàng)建自由標簽。 顏色提取工具 :使用該工具來提取顏色用于編輯其他的對象。 s菜單的 ShowControlsPalette 功能打開它，也可以在前面板的空