虛擬儀器數(shù)據(jù)采集與信號處理(編輯修改稿)
2025-06-18 06:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。 事件計數(shù) VI的前面板和程序框圖 信號產(chǎn)生 ? 信號產(chǎn)生 是儀器系統(tǒng)的重要組成部分 ， 要評價任意一個網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)的特性 ， 必須外加一定的測試信號 ， 其性能方能顯示出來 。 最常用的測試信號有正弦波 、 三角波 、方波 、 鋸齒波 、 噪聲波及多頻波 （ 由不同頻率的正弦波疊加而形成的波形 ） 等 。 ? 在 LabVIEW中用信號發(fā)生器產(chǎn)生了一個信號實際上相當(dāng)于通過軟件實現(xiàn)了一個 信號發(fā)生器 的功能 。 在LabVIEW中利用信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號可以進(jìn)行測試系統(tǒng)模型的分析或進(jìn)行信號處理方法的研究 ， 也可以將仿真信號通過 D/A轉(zhuǎn)換硬件輸出 ， 驅(qū)動實際執(zhí)行單元動作 。 正弦波信號： 為采樣間隔 ， 為信號周期 ， 設(shè)一個周期內(nèi)的采樣點數(shù)為 n ， 則 采樣頻率 ： 信號頻率 ： 設(shè) ,將 2π 弧度用 360186。表示 ， 并省略 ， 則得 數(shù)字化頻率 f = 模擬頻率 /采樣頻率 0 0( ) si n( 360 / )u i A i n ?? ? ?? ?x 11 sf T n T f n? ? ? ? ?? ?0( ) si nu t A t????T?T n T? ??s 1fT?? ? ?0( ) si n 2u i T A i n??? ? ?T? 1xsf f f n?? 信號生成 信號生成子選板 1. 正弦波生成 Sine 正弦波函數(shù)的等效數(shù)學(xué)運算式如下 ： Sine Wave[i]=amplitude sin（ 360 f i+ phase0） Sine Wave .vi應(yīng)用舉例 例 利用 Sine 前面板 程序框圖 2. 均勻白噪聲的生成 例 利用 Unifom White 分布的白噪聲 。 前面板 程序框圖 3. 函數(shù)發(fā)生器 例 創(chuàng)建一個可以產(chǎn)生正弦波 、 三角波 、 方波和鋸齒波的函數(shù)發(fā)生器 。 波形生成 在波形生成子選板中的所有函數(shù)不僅輸出包含指定波形圖形的數(shù)字型數(shù)組，而且包含時間參數(shù)，這種數(shù)據(jù)類型在LabVIEW中稱為波形數(shù)據(jù) 波形生成函數(shù)的應(yīng)用舉例 例 使用基本函數(shù)發(fā)生器創(chuàng)建函數(shù)發(fā)生器 前面板 程序框圖 多頻信號的產(chǎn)生與應(yīng)用 ? 多頻信號是指一個離散頻率的正弦波集合 ，其模擬信號數(shù)學(xué)表達(dá)式為： ? ??ihiiii thAtX )sin()( ??式中， Ai：第 i個正弦波的幅值 ωi：基頻角頻率 hi：第 i個正弦波的角頻倍數(shù) θi：第 i個正弦波的初相角 例 多頻信號發(fā)生器 前面板 程序框圖 例 信號合成 信號合成的前面板和程序框圖 信號的時域分析 ? 時域分析 是指在 時間域 內(nèi)研究系統(tǒng)在一定輸入信號的作用下 ， 其輸出信號隨時間的變化情況 。 ? 由于時域分析是直接在時間域中對系統(tǒng)進(jìn)行分析的方法 ， 所以時域分析具有直觀和準(zhǔn)確的優(yōu)點 。 卷積運算 ? 卷積是電路分析的一個重要概念 。 它可以求線性系統(tǒng)對任何激勵信號的 零狀態(tài)響應(yīng) 。 卷積的物理概念及運算在測試信號處理中占有重要地位 。 （ 反卷積 ） ? 對離散時間信號的卷積稱為卷積和 ， 定義為 ????????iikfifkfkfkf )(*)()(*)()( 2121 (1) Direct (2) Frequency domain 例 求卷積運算 卷積運算的前面板和程序框圖 相關(guān)分析 ? 所謂 “ 相關(guān) ” 是指變量之間的線性關(guān)系 。 ? 相關(guān)分析利用 相關(guān)系數(shù)或相關(guān)函數(shù) 來描述兩個信號間的相互關(guān)系或其相似程度 ， 還可以用來描述同一信號的現(xiàn)在值與過去值的關(guān)系 ， 或者根據(jù)過去值 、現(xiàn)在值來估計未來值 。 ? 相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)使它在工程應(yīng)用中具有重要價值 ，尤其是 互相關(guān)函數(shù)的同頻相關(guān) 、 不同頻不相關(guān)的性質(zhì) 在噪聲背景下提取有用信息提供了可靠的途徑 。 ? 相關(guān)函數(shù)的應(yīng)用舉例：地下輸油管漏損位置的探測 LabVIEW中的相關(guān)分析
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