最新基于聲卡的數(shù)字化示波器labview課程設計報告(已改無錯字)
2022-07-26 05:43:48 本頁面
【正文】 程完成之后，運行程序，聲卡開始工作，讀取的數(shù)據(jù)經(jīng)過程序框圖中的聲音采集模塊后可以直接進入波形顯示和測量模塊，信號的波形和一些相關的特征參數(shù)可以在前面板指示和圖表中顯示出來。還可以根據(jù)需要對信號進行運算和頻譜分析，然后將獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)過信號存儲程序后可以將信號儲存，按前面板上的保存按鈕就可以將所需數(shù)據(jù)保存至硬盤中，以便以后信號回放時使用。五、軟件功能介紹VI程序功能介紹本人設計的基于聲卡的數(shù)字化示波器主要分為三大功能模塊：基于聲卡的示波器、虛擬信號發(fā)生器、頻譜分析儀。基于聲卡的示波器用于實現(xiàn)聲卡信號采集、信號顯示、信號運算、信號儲存。虛擬信號發(fā)生器用于產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、鋸齒波及單次脈沖信號和對所產(chǎn)生信號進行時域運算、存儲。頻譜分析儀用于對聲卡信號和虛擬信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號進行頻域分析，如濾波、傅里葉變換、加窗等。另外還有讀取文件功能。其中數(shù)字化示波器的詳細功能圖解如圖2所示。圖2 數(shù)字化示波器的詳細功能圖解VI程序模塊說明如圖3所示為數(shù)字化示波器的前面板圖3 數(shù)字化示波器前面板由圖可知，面板分為左右兩大模塊，右邊通過選項卡控件來選擇相應的儀器，程序框圖中用條件結(jié)構(gòu)實現(xiàn)此功能，左邊對相應模塊進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)相應的功能。總的停止按鈕可用來執(zhí)行程序停止運行命令，在程序框圖中有While循環(huán)與之對應；X增益和Y增益按鈕用來調(diào)節(jié)橫軸和縱軸幅度，在程序框圖中通過對波形圖創(chuàng)建屬性節(jié)點來實現(xiàn)，如圖4所示。圖4 程序圖通過選項卡可以選擇四大功能模塊，各個功能模塊分別介紹如下：1）、信號發(fā)生器虛擬信號發(fā)生器要實現(xiàn)的功能主要包括常用的基本波形輸出(單脈沖、 正弦波、方波、鋸齒波和三角波) 以及對每種波形進行幅值調(diào)節(jié)，頻率顯示，頻率調(diào)節(jié)等。根據(jù)這些功能實現(xiàn)的需要構(gòu)建出了前面板，這個面板模擬了傳統(tǒng)信號發(fā)生器的實際操作面板，使用者可以通過操作該儀器前面板上的旋鈕來實現(xiàn)對儀器各種功能的控制。 本程序在設計時運用了子程序嵌套，信號發(fā)生器的程序框圖及子程序如圖5所示：圖51 信號發(fā)生器程序圖52 虛擬信號發(fā)生器子程序前面板圖51圖53 虛擬信號發(fā)生器子程序程序框圖由圖51可看出：用“寫入測量文件”函數(shù)實現(xiàn)文件保存。圖52為虛擬信號發(fā)生器子程序前面板，用于調(diào)節(jié)信號類型及信號處理運算。圖53為子程序程序框圖，其中指示控件放入簇中，用“按名稱解除捆綁”函數(shù)輸入函數(shù)發(fā)生器和脈沖信號函數(shù)，輸出的信號經(jīng)過條件結(jié)構(gòu)來選擇信號處理類型，如信號單獨輸出、信號相加減輸出、濾波輸出等，波形圖用于顯示輸出信號。2）、聲音采集模塊即示波器模塊虛擬示波器的信號采集、處理和輸出主要由軟件來完成的。通過模塊化的方法來實現(xiàn)的，采用了狀態(tài)機——用戶界面事件響應的設計方法，主要包括七個模塊，分別是數(shù)據(jù)采集模塊、波形顯示模塊、觸發(fā)控制模塊、參數(shù)測量模塊、數(shù)據(jù)存儲其程序框圖及子程序如圖6所示：圖61 聲卡數(shù)據(jù)采集程序圖62 聲音采集模塊子程序前面板圖63 聲音采集模塊子程序框圖由圖61可知，打印按鈕用與控制文件打印，當按鈕被摁下時，報表函數(shù)用于將文件打??；最后的波形圖放在一個條件結(jié)構(gòu)中，當暫停按鈕摁下時，圖形暫停在某一狀態(tài)，可用于仔細觀察記錄該段波形。圖62為子程序的前面板，用于調(diào)節(jié)聲卡采集信號的通道、采樣率以及信號處理等。圖63為程序框圖，前四個函數(shù)為采集聲音調(diào)節(jié)，各個函數(shù)功能即作用在前面已作介紹，不在贅述。信號經(jīng)過雙通道采集輸出后進行拆分，單頻測量函數(shù)用于測量信號的幅值、頻率、相位，調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)用于選擇信號處理類型。3）、頻譜分析儀介紹頻譜分析儀用于對信號進行頻譜分析，頻譜分析儀的程序框圖及子程序如圖7所示：圖71 頻譜分析儀程序圖72 頻譜分析儀子程序前面板圖73 頻譜分析儀子程序的程序框圖圖71中，由于好多指示控件都是由前兩模塊控制，所以在此用了創(chuàng)建局部變量的方法，局部變量用于在VI內(nèi)傳遞數(shù)據(jù)，可以使程序看著清晰有序。而且同樣的道理，也添加了暫停按鈕。圖72為子程序的前面板，用下拉列表來選擇需要進行頻譜分析的信號，用單選按鈕來選擇頻譜分析的類型傅里葉變換、加窗、功率譜、濾波。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系。一些在時域中難以解決的問題在頻域中可以一目了然的觀察出來。另外
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