基于labview的虛擬信號(hào)分析儀器的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-閱讀頁(yè)
2025-07-03 16:43本頁(yè)面
【正文】 位為0的正弦信號(hào)； 中，更改信號(hào)的類型為三角波，頻率改為5Hz，幅值調(diào)整為3V，相位更改為90176?；旌蠁晤l信號(hào)發(fā)生器簡(jiǎn)介：生成波形，它是整數(shù)個(gè)周期的單頻正弦之和。默認(rèn)值為1。如硬件可輸出的最大值為5伏，可設(shè)置幅值為5。重置信號(hào)如值為TRUE，相位可重置為相位控件的值，時(shí)間標(biāo)識(shí)可重置為0。單頻頻率是由單頻頻率組成的數(shù)組。單頻幅值該數(shù)組的元素為單頻的幅值。單頻相位是由單頻相位組成的數(shù)組，以度為單位。錯(cuò)誤輸入（無錯(cuò)誤）表明節(jié)點(diǎn)運(yùn)行前發(fā)生的錯(cuò)誤。采樣信息包含采樣信息。默認(rèn)值為1000。默認(rèn)值為1000。信號(hào)輸出是生成的波形。實(shí)際單頻信號(hào)頻率如強(qiáng)制轉(zhuǎn)換頻率？的值為TRUE，則值為執(zhí)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換和Nyquist標(biāo)準(zhǔn)后的單頻頻率。該輸出將提供標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出功能。單頻的數(shù)量由單頻頻率、單頻幅值和單頻相位數(shù)組輸入端的大小確定。然后縮放該原始數(shù)組，使其最大絕對(duì)值等于幅值。波形的X0元素總是為0，delta X元素為Fs的倒數(shù)。如需使余弦函數(shù)引用單頻相位，可加90度。下列代碼可使余弦函數(shù)引用單頻相位：混合單頻信號(hào)發(fā)生器程序設(shè)計(jì)： 基本混合單頻信號(hào)發(fā)生器前面板： 白噪聲發(fā)生器VI——Uniform White Noise Waveform. vi能夠產(chǎn)生一定幅值的白噪聲信號(hào)，下面設(shè)計(jì)了產(chǎn)生白噪聲的Uniform White Noise Waveform. Vi, 程序的后面板和前面板分別如下圖: Uniform White Noise Waveform程序框圖 Uniform White Noise Waveform程序前面板 通過公式字符串指定要使用的時(shí)間函數(shù)，創(chuàng)建輸出波形。 用于信號(hào)時(shí)域分析的函數(shù)、VIs、Express VIs主要位于函數(shù)模板中的信號(hào)處理子模板中，其中多數(shù)對(duì)象位于waveform measurements子模板。計(jì)算方法是在信號(hào)上加窗，將原有信號(hào)乘以一個(gè)窗函數(shù)，窗函數(shù)的類型可以選擇矩形窗、Hanning窗以及l(fā)ow side lobe窗，然后計(jì)算加窗后信號(hào)的均值以及均方差值。 編寫程序amplitude and ，程序的后面板和前面板： Amplitude and levels程序后面板 Amplitude and levels程序前面板 用于信號(hào)頻域分析的函數(shù)、VIs、Express VIs同樣主要位于函數(shù)模板中的Analyze子模板中，其中多數(shù)對(duì)象位于信號(hào)處理子模板中的waveform measurement和Spectral Analysis子模板中。 編寫的程序如下圖所示。 （幅度相位）VI的使用 使用計(jì)算機(jī)完成信號(hào)處理工作的要求導(dǎo)致了離散傅里葉變換的產(chǎn)生。實(shí)際信號(hào)可能是有限長(zhǎng)的,也可能是無限長(zhǎng)的。若x (n) 是無限長(zhǎng)的,可用矩形窗將其截成N 點(diǎn),然后將這N ( n) 的一個(gè)周期, ( n) 是有x (n) 作周期延拓而得的。每次復(fù)數(shù)乘法需要做四次實(shí)數(shù)乘法,兩次實(shí)數(shù)加法。濾波是一個(gè)“去偽存真”的過程。主要位于函數(shù)模塊中的信號(hào)處理子模塊中，在信號(hào)處理子模塊中有專門的濾波器子模塊。下面是運(yùn)用巴特沃斯濾波設(shè)計(jì)的濾波器： 巴特沃斯濾波器設(shè)計(jì)前面板 巴特沃斯濾波器設(shè)計(jì)程序框圖FIR是具有有限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器，在滿足同樣的系數(shù)要求時(shí)，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器的劫數(shù)比IIR數(shù)字濾波器的階數(shù)高、延遲大，但FIR數(shù)字濾波器具有嚴(yán)格線性相位特性。FIR數(shù)字濾波器就是用沖激函數(shù)h(n)的Z變換得到的多項(xiàng)式表示，使其在單位圓上的特性逼近要求的頻率特性。 設(shè)FIR的單位脈沖響應(yīng)h（n）為實(shí)數(shù)，其長(zhǎng)度為N（0nN1）,則它的Z變換為H（z）是z的負(fù)N1階多項(xiàng)式，在z平面上有N1個(gè)零點(diǎn)，在遠(yuǎn)點(diǎn)有N1個(gè)重極點(diǎn)。 通常FIR濾波器設(shè)計(jì)方法有三種：窗函數(shù)加權(quán)法、頻率采樣設(shè)計(jì)和切比雪夫等波紋逼近法。常用的窗函數(shù)有矩形窗，三角窗，漢寧窗，海明窗，布拉克曼窗，凱塞窗。濾波器Express VI的設(shè)計(jì)：首先從函數(shù)選板中的signal analysis子模塊中選取濾波器Express VI，并放置在程序的后面板中，打開其【屬性】對(duì)話框，配置濾波器Express VI的屬性，：高通、低通、帶通或是帶阻以及其截止頻率。在對(duì)話框的右邊是濾波前后的信號(hào)波形預(yù)覽，可以切換信號(hào)、頻率以及傳遞函數(shù)三種視圖模式。 。 濾波器Express VI程序的后面板 濾波器Express VI程序的前面板第五章 虛擬信號(hào)分析儀器的綜合設(shè)計(jì)虛擬信號(hào)分析儀器綜合設(shè)計(jì)前面板設(shè)計(jì)圖如下： 虛擬信號(hào)分析儀器前面板設(shè)計(jì) 虛擬信號(hào)分析儀器綜合設(shè)計(jì)程序框圖： 虛擬信號(hào)分析儀器綜合設(shè)計(jì)程序框圖程序說明： 程序的設(shè)計(jì)采用了2個(gè)基本函數(shù)發(fā)生器，通過加函數(shù)疊加復(fù)合起來形成一個(gè)新的虛擬信號(hào)，采用FFT頻譜對(duì)新虛擬信號(hào)進(jìn)行傅里葉頻譜和相位分析；并且本程序?qū)π绿摂M信號(hào)添加了高斯白噪聲，然后通過巴特沃斯濾波器對(duì)其進(jìn)行濾波處理。 第二行是對(duì)第一行產(chǎn)生的信號(hào)的處理和分析顯示，其中時(shí)間信號(hào)顯示的是2種信號(hào)疊加產(chǎn)生的一種疊加信號(hào)，剩下的2個(gè)表顯示的是疊加信號(hào)的快速傅里葉變換的幅值譜表圖和相位譜表圖。原始信號(hào)圖表顯示的是虛擬信號(hào)增添白噪聲后的虛擬噪波信號(hào)圖。左邊的按鍵可以調(diào)試濾波類型，有高通、低通、帶通和帶阻，其它按鍵可以分別調(diào)試濾波器的采樣頻率、高截至頻率、低截至頻率和標(biāo)準(zhǔn)偏差。前面板應(yīng)提供良好的人機(jī)交互界面，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室里幾種常見的信號(hào)波形，并且可以對(duì)產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行分析和處理。它不僅操作方便，界面友好，功能強(qiáng)大。虛擬儀器具有組態(tài)靈活、功能擴(kuò)展性強(qiáng)、信息交換方便、維護(hù)費(fèi)用低和開發(fā)周期短等眾多優(yōu)點(diǎn)。通過本設(shè)計(jì)，也深刻地認(rèn)識(shí)到了虛擬儀器技術(shù)是當(dāng)代儀器發(fā)展的重要發(fā)展方向。 齊魯工業(yè)大學(xué)2014本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）參考文獻(xiàn)[1] 黃松嶺 吳靜.《虛擬儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程》 北京：清華大學(xué)出版社，2008：244248[2] 王霞，虛擬儀器的發(fā)展過程及應(yīng)用[J]．機(jī)械研究與應(yīng)用，2009（5）：1214．[3] 賴欣. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用[J ] . 四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2003 (2) :50252.[4] 劉萍，曹慧，[J].山東科學(xué)，2009，22（1）：2325.[5] 張凱,郭棟. LabVIEW 虛擬儀器工程設(shè)計(jì)與開發(fā)[M] . 北京:國(guó)防工業(yè)出版社, 2006.[6] 師黎. 虛擬儀器技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的應(yīng)用研究[J ] . 鄭州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 1999 (2) :30232.[7] 侯國(guó)屏,葉齊鑫. LabVIEW 編程與虛擬儀器設(shè)計(jì)[M] . 北京:清華大學(xué)出版社, 2005.[8] 蔡國(guó)英,張宏群. 基于LabVIEW 的信號(hào)產(chǎn)生與分析系統(tǒng)[9] 國(guó)外電子測(cè)量技術(shù),2007 (6) :12214.[10] 袁淵,古軍. 虛擬儀器基礎(chǔ)教程[M] . 成都:電子科技大學(xué)出版社, 2002.致 謝在此感謝齊魯工業(yè)大學(xué)教過我們的所有老師，你們無私的教誨使我在大學(xué)四年學(xué)到了許多，不僅是知識(shí)，還有做人的道理，你們的護(hù)航使我能更好的適應(yīng)社會(huì)，再次感謝你們。特別感謝我畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師孫濤老師。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。 還有，我們的輔導(dǎo)員王子強(qiáng)老師和班主任趙菁、陳慶春老師也十分關(guān)心我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)度和畢業(yè)后的打算，四年來一直伴我們成長(zhǎng)，教導(dǎo)我們?nèi)绾巫鋈?，感謝他們對(duì)我們無私的關(guān)懷愛護(hù)！非常感謝我敬愛的父母和家人，你們給予我太多的關(guān)心和鼓勵(lì)，我感謝你們！ 愿所有我身邊的老師，同學(xué)，親人，朋友身體健康，萬事如意！
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