【正文】 生器為例介紹 LabVIEW編程的基本過程。 虛擬正弦波仿真信號生成器功能描述 該正弦波仿真信號發(fā)生器可產(chǎn)生正弦信號，指標(biāo)如 下： 頻率范圍： 1 Hz～ 10 kHz, 可調(diào)。 初始相位： 0176。 ～ 180176。 ，可調(diào)。 幅值： ～ V，可調(diào)。 生成波形的總點(diǎn)數(shù)： N = 8～ 512，可選。 創(chuàng)建一個(gè)新的 VI 設(shè)計(jì) VI前面板 設(shè)計(jì)框圖程序 運(yùn)行和調(diào)試 VI程序 創(chuàng)建 VI圖標(biāo)、保存 VI 編輯 VI 創(chuàng)建一個(gè)新的 VI 設(shè)計(jì) VI前面板 前面板應(yīng)設(shè)計(jì) 五個(gè)輸入型數(shù)字控件 。由使 用者鍵入生成正弦波的頻率 fx、初始相位、幅值、總采樣點(diǎn)數(shù) N與采樣頻率 fs。 一個(gè)輸出顯示型圖形控件 。 設(shè)計(jì)框圖程序 （ 1）創(chuàng)建正弦信號產(chǎn)生器各節(jié)點(diǎn) 在功能模板上按下列操作依次進(jìn)入各子菜單可找到相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)。 Functions→All Functions→Analyze→Signal Procassing→Signal Generation →Sine （正弦波節(jié)點(diǎn)） Functions→All Functions → Cluster→Bundle （打包節(jié)點(diǎn)） → Numeric→Divide （除法節(jié)點(diǎn)） → Reciprocal（倒數(shù)節(jié)點(diǎn)） Functions→All Functions→Time amp。 Dialog →Wait(ms) （延時(shí)節(jié)點(diǎn)） Functions→All Functions→Structures → Wile Loop （ Wile循環(huán)結(jié)構(gòu)） （ 2）編程原理 本 VI基本功能是生成正弦波，在 LabVIEW中，有多種方法可以產(chǎn)生正弦波，如 Sine 、 Sine 、 Simulate 。本例采用 Sine 。 圖標(biāo)左側(cè)一列為輸入端口，即該函數(shù)調(diào)用前的參數(shù)設(shè)置端口，其各自的含義是： samples：生成波形的總點(diǎn)數(shù) N(默認(rèn)值為 128)。 amplitude：生成波形的幅值 (默認(rèn)值為 )。 f：生成信號的數(shù)字頻率 (默認(rèn)值為 / )。 phase in：生成波形的初始相位，單位為度 (默認(rèn)值為 )。 reset phase：默認(rèn)值為 True。當(dāng)為 True時(shí)，函數(shù)以 phase in的值作為初始相位。如果該值為 False，函數(shù)以上一次調(diào)用后的 phase out輸出值為此次波形的初始相位，顯然，此時(shí)產(chǎn)生的信號波形是連續(xù)光滑的。 函數(shù)圖標(biāo)的右側(cè)一列為輸出端口 (即函數(shù)調(diào)用后的輸出參數(shù) )，其各自的含義是： Sine Wave：數(shù)組名。該數(shù)組內(nèi)存放所生成的波形數(shù)據(jù)。 phase out：當(dāng) reset phase為 True時(shí)，該參數(shù)無效；當(dāng) reset phase為 False時(shí)，該參數(shù)作為下一次生成正弦波的初始相位。 error：錯(cuò)誤代碼。若有錯(cuò)誤，則輸出錯(cuò)誤代碼。根據(jù)錯(cuò)誤代碼，查找 LabVIEW幫助文件，可以找到與錯(cuò)誤代碼對應(yīng)的錯(cuò)誤含義。 此 VI輸入頻率參數(shù)為數(shù)字頻率， 數(shù)字頻率（ f） =模擬頻率 (fx)/采樣頻率 (fs)，為 此，用一個(gè)除法器完成 fx/fs的運(yùn)算。 波形 VI的輸出加到打包節(jié)點(diǎn)的一個(gè)輸入端，打包節(jié) 點(diǎn)的另外兩個(gè)輸入一個(gè)是時(shí)間起點(diǎn)，另一個(gè)是采樣 間隔，采樣間隔由倒數(shù)節(jié)點(diǎn)對采樣頻率取倒數(shù)得 到。打包節(jié)點(diǎn)輸出的正弦波序列已包含時(shí)間起點(diǎn)和 采樣間隔信息。此信號序列送到 Waveform Graph顯 示信號波形。 將上述節(jié)點(diǎn)置于 Wile Loop框架內(nèi)，可以形成連續(xù)的正 弦波形。 Wait是一個(gè)以毫秒為單位的延時(shí)節(jié)點(diǎn)，適當(dāng) 的延遲可以放慢信號的刷新速度。通過 Stop按鈕可退 出循環(huán)，停止運(yùn)行程序。 （ 3）連線 按上述原理，用連線工具對各端口和節(jié)點(diǎn)正確連線， 編制好的框圖程序如圖 。 運(yùn)行和調(diào)試 VI程序 編輯 VI 保存 VI 說明：此信號源還不能從計(jì)算機(jī)輸出，若要真正輸出信號，必須加數(shù)據(jù)采集卡（該采集卡帶模擬輸出功能。在框圖程序中加入模擬輸出節(jié)點(diǎn)，設(shè)置相關(guān)參數(shù)后，可由采集卡的相應(yīng)端口得到真正 模擬信號。 信號分析與測量 時(shí)域測量 時(shí)域分析 讀測電壓 幅度測量 調(diào)幅與解調(diào) 自相關(guān)分析 電子電壓表 頻域測量 頻率、相位差測量 頻譜分析 頻譜分析與測量 頻譜分析 數(shù)據(jù)采集與模擬輸出 數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ) 一、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)成 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（ DAQ） ?傳感器和變換器； ?信號調(diào)理設(shè)備； ?數(shù)據(jù)采集卡或裝置； ?驅(qū)動(dòng)程序； ?硬件配置管理軟件； ?應(yīng)用軟件和計(jì)算機(jī) 放大、隔離、濾波、激勵(lì)、線性化、 數(shù)字信號處理 二、信號調(diào)理 三、測量系統(tǒng)的連接方式 電壓信號可分為：接地、浮動(dòng)兩種 測量系統(tǒng)可分為： 差分； 參考地單端； 無參考地單端。 接地信號和浮動(dòng)信號 （ 1）接地信號 （ 2）浮動(dòng)信號 將信號一端與系統(tǒng)地連接（大地、建筑物地線） 信號發(fā)生器、電源等，接地信號與數(shù)據(jù)采集卡是共地的。 一個(gè)不與任何地連接的電壓信號為浮動(dòng)信號， 電池、熱電偶、變壓器、隔離放大器等 （ 1）差分測量系統(tǒng) 測量系統(tǒng)分類 MUX MUX CH0+ CH1+ CH7+ CH1 CH0 CH7 AIGND Vm （ 2）參考地單端測量系統(tǒng) MUX CH0 CH1 CH15 AIGND Vm （ 3）無參考地單端測量系統(tǒng) MUX CH0 CH1 CH15 AIGND AISENSE 測量系統(tǒng)選擇 測量系統(tǒng) 接地信號 浮動(dòng)信號 差分測量 系統(tǒng) 參考地單端測量系統(tǒng) 無參考地單端測量系統(tǒng) √ √ √ √ √ （ 1）差分測量系統(tǒng)是最好的選擇 （ 1）差分測量系統(tǒng)是最好的選擇 （ 2）當(dāng)滿足下列條件時(shí)，可選擇 參考地單端測 量系統(tǒng) ?輸入信號大于 1V ?連線較短（小于 5米） ?所有輸入信號都與電源共地。 采樣頻率 fs必須至少是被測信號所包含的最高頻 率 fm的兩倍，即： 四、采集定理及應(yīng)用 fs ≥2fm 當(dāng)采樣頻率過低時(shí)，所采樣的數(shù)據(jù)不能爭確還原原始信號，發(fā)生畸變（混疊）。為避免此情況的發(fā)生，通常在模數(shù)轉(zhuǎn)換前加抗混疊濾波器。 通常取 fs=(510)fm，樣本數(shù) S=510個(gè)信號周期。 五、數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)置與測試 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 模擬輸入 模擬輸出 習(xí)題 1．什么是虛擬儀器？ 2．虛擬儀器有哪些特點(diǎn)？ 3．一個(gè) VI有哪幾部分組成？各部分的功能是什么？ 4．前面板有哪幾部分組成？各部分的功能是什么？ 5．框圖程序有哪幾部分組成？各部分的功能是什么？ 6．在 LabVIEW中有哪幾種節(jié)點(diǎn)？ 7． LabVIEW中有幾種模板？各模板的功能是什么？ 8． LabVIEW中數(shù)組和簇的功能是什么？兩者有什么區(qū)別？ 9． 創(chuàng)建一個(gè) 20個(gè)元素的一維隨機(jī)數(shù)數(shù)組。 10． 創(chuàng)建一個(gè) 20個(gè)元素（ 0、 ...19）的二維（ 4行 5列）數(shù)組。 11． LabVIEW中有幾種數(shù)據(jù)類型？ 12．基本 For循環(huán)有哪幾部分組成？ 13． 用 For循環(huán)生成已連續(xù)鋸齒波（ T=5s,分辨率為： 1/50）。 14．基本 While循環(huán)有哪幾部分組成？ 15．事后記錄波形控件（ Waveform Graph）是以什么方式顯示波形數(shù)據(jù)的？ 16．實(shí)時(shí)趨勢圖控件（ Waveform Chart）是以什么方式顯示波形數(shù)據(jù)的？ 17. Waveform Graph 和 Waveform Chart的主要區(qū)別是什么？ 18． 用 For循環(huán)和 Waveform Graph控件編制一個(gè)正弦波產(chǎn)生程序，要求： T=,每周期 100點(diǎn)，顯示一個(gè)周期。 19． 用 XY波形記錄控件編制一個(gè)李沙育圖形演示儀，要求： X信號、 Y信號同頻率，同幅度；初相能分別調(diào)整，調(diào)整范圍 03600。 習(xí)題答案： 9． 9 9． 10 9． 13 9． 18 9． 1