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ate virtual instruments. Instead of topdown execution, LabVIEW operates on the concept of data flow.Learning LabVIEW with Activities: A collection of exercises to help you learn LabVIEW concepts. Open and Run a VI Familiarize yourself with the LabVIEW environment. Front PanelThis VI simulates a temperature acquisition and analysis application. The VI pares the temperature value to a high and low value and displays the value on the chart, and plots a histogram of the data on another chart.(1) Run the VI by clicking the Run button. The button changes appearance to indicate that the VI is running.(2) Select Window show Tools Palette to display the Tools palette. (3) Use the Operating tool to change the value of the slider in the System Controls section. Notice the speed of the simulated acquisition changes as you change the value.You operate LabVIEW controls just as you would similar real controls. Other ways to operate knob controls using the Operating tool include:.Clicking the slider and dragging it to a new location..Clicking the black region of the slider to move the slider to the value at the point you clicked..Clicking the digital display and entering a number. If you use this method, the Enter buttonappears on the toolbar. LabVIEW does not pass the value to the control until you click this button or press Enter. Block Diagram(1) View the block diagram for the Temperature System Demo VI by selecting Windowshow Diagram. This block diagram contains several basic elements of LabVIEW programming, including structures, functions, and subVIs.(2) Use the Operating tool to doubleclick the Temperature Status icon to open the front panel of this subVI.(3) Adjust the value of the High Limit and Low Limit knobs and run the Temperature Status VI several times. Notice the Temperature Status VI is a fully functional VI that performs basic parisons between the Temperature and the High Limit and Low Limit values. When the temperature is greater than the High Limit, the Over Limit indicator turns red. When the temperature is less than the Low Limit, the Under Limit indicator turns blue.When you run the Temperature System Demo VI, it calls the Temperature Status subVI to perform this basic parison.(4) Close the front panel for the Temperature Status VI by selecting Close from the File menu.(5) Do not close the Temperature System Demo VI, because you will use it in the next activity. Build a Function Generator Using Waveform Data Combine several LabVIEW concepts to create a basic Function Generator VI that uses LabVIEW39。虛擬儀器充分利用計算機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力,用戶可以自行開發(fā)軟件。信號分析與處理技術(shù)是實現(xiàn)測量功能軟件編程的基石。同時,隨著虛擬儀器技術(shù)在科研、生產(chǎn)產(chǎn)品的自動檢測、測控系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用。 47 結(jié)論虛擬儀器設(shè)計己經(jīng)成為測試和儀器技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。正弦波如圖54所示:圖54 正弦波信號方波信號顯示如圖55所示:圖55 方波信號三角波信號顯示如圖56所示:圖56 三角波信號千萬不要刪除行尾的分節(jié)符,此行不會被打印。并且運(yùn)用節(jié)點(diǎn)開關(guān)和邏輯vi和“unbundle by ”來對程序的進(jìn)程進(jìn)行控制,既能自注的對程序進(jìn)行關(guān)閉,也能在程序運(yùn)行有錯誤時,程序自動關(guān)閉并提示錯誤。 虛擬示波器總程序框圖虛擬示波器的總程序框圖如圖52所示:圖52 虛擬示波器后版面程序圖虛擬示波器后版面總程序圖說明:后版面程序框圖中,選擇LabVIEW中自帶的“Sound Input ”和“Sound Input Read .VI”來對聲卡信號進(jìn)行采集,通過“Sound Input ”的接線端,連接數(shù)字控件,對聲卡采集進(jìn)行控制。2 采樣精度系統(tǒng)采樣精度與電路所選器件的位數(shù)有關(guān),設(shè)計中選用16位采樣的聲卡,采樣精度為,%,實時帶寬:2KHz。其中對vi函數(shù)的顯示屬性設(shè)置如圖415所示圖415 數(shù)據(jù)測量VI顯示屬性的設(shè)置第5章 系統(tǒng)調(diào)試與程序顯示 虛擬示波器性能1 采樣頻率系統(tǒng)能測試到的最高頻率與電路所選器件的性能有關(guān),根據(jù)采樣定理,所能測試模擬信號的最高頻率為22KHz。參數(shù)中包括周期平均,峰峰值,正峰值,負(fù)峰值,周期均方根,直流,均方根。主要操作說明:在block diagram:Functions → Signal Processing → Wfm Measure → FFT Spectrum 選擇FFT Spectrum 函數(shù)。FFT Spectrum 函數(shù)的功能為計算一個時間信號的平均FFT Spectrum 。實現(xiàn)一個FFT運(yùn)算。 Sound → Sound → Input → Clear選擇clear函數(shù)。例如關(guān)閉聲卡采樣通道,釋放請求的一系列系統(tǒng)資源(包括MDA,緩沖區(qū)內(nèi)存,聲卡端口等)。主要操作說明:在block diagram: Functions → Graphics amp。若計算機(jī)的速度不夠快,使得緩沖區(qū)內(nèi)容被覆蓋,則會產(chǎn)生一個錯誤信息?!癝ound Input ”前版面如圖43所示圖43 Sound Input ”前版面“Sound Input ”后版面如圖44所示 圖44 Sound Input ”后面板“Sound Input Read .VI”:如圖45所示 圖45 Sound Input Read .VI該函數(shù)用于等待采樣數(shù)據(jù)緩沖區(qū)滿的消息。主要操作說明:在block diagram: Functions → Graphics amp。聲卡的采樣率由內(nèi)部時鐘控制,只有34種固定頻率可選,一般將采樣頻率設(shè)置為44100HZ,數(shù)據(jù)格式設(shè)置為16bit。 該實驗虛擬示波器的構(gòu)成圖如圖41所示圖41 示波器的結(jié)構(gòu)框圖 數(shù)據(jù)采集模塊 在該實驗設(shè)計中,數(shù)據(jù)采集是利用聲卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,LabVIEW中,有針對聲卡數(shù)據(jù)采集的函數(shù),如 “Sound Input Configure .VI”、“ Sound Input Read .VI”、“ Sound Input Clear .VI”、“sound Input star .VI”、“Sound Input ”等,本實驗設(shè)計中用到的VI將在以下小節(jié)中一一介紹。第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 該虛擬示波器設(shè)計中的軟件設(shè)計是基于NI公司生產(chǎn)的LabVIEW專業(yè)開發(fā)軟件設(shè)計的,設(shè)計中用到了LabVIEW中的聲音模塊,信號處理與分析模塊,循環(huán)函數(shù),及數(shù)組處理等模塊函數(shù)。故采用比例運(yùn)算電路,在同相和反相兩種比例運(yùn)算電路中,同相比例運(yùn)算電路只能將電壓信號放大,而反相比例運(yùn)算電路可將電壓信號縮小,但反相比例運(yùn)算電路的輸入阻抗較小,不符合示波器的基本原則,而同相比例運(yùn)算電路又正好具有高輸入阻抗,故采用兩種比例運(yùn)算電路混合的電路。值得注意的是,輸入端口有隔離電容,直流信號將不能被聲卡識別,且聲卡的輸入多數(shù)為雙通道輸入,但是接入插頭線往往是將這連個通道短接成一個通道。 硬件設(shè)置 實驗中聲卡的參數(shù)設(shè)置 一般PC機(jī)上的聲卡輸入處于靜音狀態(tài),首先在“我的電腦”中的控制版面上,選擇“聲音”,確保聲音的輸出和錄入處于正常工作狀態(tài),不能靜音,如圖31所示: 圖 31 計算機(jī)聲卡的設(shè)置 將以上參數(shù)設(shè)置完成后,插上麥克,選擇聲音輸入的“硬件檢測”,當(dāng)檢測到有聲音信號錄入時,才能進(jìn)行試驗。 (SPDIF-EXT):接到數(shù)字I/O子卡,實現(xiàn)數(shù)字信號的輸入和輸出,并可輸出AC3信號等。 (AUX-IN):用于將電視卡,解壓卡等設(shè)備的聲音信號輸入聲卡并通過音箱播放。Device):用來提供標(biāo)準(zhǔn)語音MODEM的連接并向MODEM傳送話筒信號,所以配合MODEM卡和軟件,可使電腦具備電話自動應(yīng)答功能。(TAD,Telephone (LINEIN):用于連接話筒,主要用來語音輸入。OUT):將音頻信號輸出到有源音箱/耳機(jī)或功率放大器。 :將音頻信號輸出到有源音箱或功率放大器。 聲卡上有很多接口,下面我們就對其進(jìn)行一下簡單介紹。耦合電容容量過小,電腦開機(jī)時音箱中常會有爆破聲出現(xiàn),而且一些耐壓系統(tǒng)低的耦合電容還可能自身出現(xiàn)爆裂造成聲卡的損壞。 電容是聲卡上的重要部件,而且電容質(zhì)量的優(yōu)劣也會直接關(guān)系到整塊聲卡品質(zhì)的優(yōu)劣。 聲卡上還有很多集成電路塊,主要有穩(wěn)壓電路塊及主芯片外圍控制芯片等。128系列;FortemediaQsoundWaveVibes系列;CMI8338/8738系列;TridentAU8830系列;S3197OS)系列;YMF724和YMF740/YMF744系列;Aureal的VortexMAESTROII(1968),ESS10K1系列;ESS 聲卡上都有一塊主音效處理芯片,它主要用來完成WAVE波形的采樣與合成,MIDI音樂的合成,同時混音器/效果器也在其內(nèi)部實現(xiàn)。另外在線路板上我們可以看見聲卡的“金手指”,它為聲卡和主板連接提供了總線接口,如今主流的聲卡接口為PCI接口,另外市面上還可見少量的ISA接口或AMR等接口的聲卡。聲卡的線路板多為四層板也有少數(shù)六層板的。從結(jié)構(gòu)上分,聲卡可分為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路兩部分,模數(shù)轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將麥克風(fēng)等聲音輸入設(shè)備采到的模擬聲音信號轉(zhuǎn)換為電腦能處理的數(shù)字信號;而數(shù)模轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將電腦使用的數(shù)字聲音信號轉(zhuǎn)換為喇叭等設(shè)備能使用的模擬信號。 圖28 聲卡數(shù)據(jù)采集流程圖該實驗中設(shè)計的虛擬示波器是基于美國國家儀器公司(NI)生產(chǎn)的labVIEW軟件,在PC機(jī)上,將聲卡作為數(shù)據(jù)采集卡,利用LabVIEW中的聲音處理函數(shù)和信號處理和分析函數(shù),對聲卡中的輸入信號進(jìn)行采集,波形顯示,參數(shù)測量和頻譜分析,實現(xiàn)示波器的基本功能。其支持軟件通過PC機(jī)的PCI總線接口控制模擬通道的阻抗匹配、放大器的增益選擇、啟動A/D轉(zhuǎn)換及轉(zhuǎn)換結(jié)束的識別,并將采集數(shù)據(jù)以DMA的方式傳輸?shù)接嬎銠C(jī)內(nèi)存,同時對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行分析處理、顯示、存儲及打印傳輸?shù)取?0 采樣示波器的安全輸入電壓大約只有3V,相對而言,其他示波器可以高達(dá)500V錄。因此,大多數(shù)采樣示波器的動態(tài)范圍都限制在1V 的峰值 峰值。9 采樣示波器在采