文档介绍：基于 LabVIEW 的信号分析
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1 虚拟仪器的概述 - 1 -
虚拟仪器的产生 - 1 -
虚拟仪器的构成 - 2 -
虚拟仪器的发展趋势 - 3 -
2 设计方案 - 4 -
总体设计方案 - 6 -
具体设计方案 - 7-
- 7-
2 .FFT转换 - 9-
3时域分析的方法 - 10-
4电压、电流的检测 - 11-
3 信号分析结果 -13 -
4 课程设计总结 - 15
附录参考文献 - 16-
1 虚拟仪器的概述
虚拟仪器的产生
虚拟仪器技术是现在计算机系统和仪器系统相结合的产物,是当今计算机辅助测试领域的一项重要技术。它推动着传统仪器朝着数字化,智能化,模块化,网络化的方向发展。电子测量仪器发展至今,大体上可以分为四代:模拟仪器、数字化仪器、智能一起和虚拟仪器。第一代模拟仪器,这类仪器在某些实验室里还能看到,它是以电磁感应基本定律为基础的指针式仪器,如指针式万用表、晶体管电压表、指针式电流表等。第二代数字化仪器,这类仪器现在相当普遍,这类仪器将模拟信号的测量值转化为数字信号,并以数字方式输出最终结果,适用于快速响应和较高准确度的测量,如数字万用表、数字频率计等。第三代智能仪器,这类仪器内置微处理器,可以进行自动测试和数据处理功能,可能代替部分脑力老公****惯上称为智能仪器。它的功能模块全部都是以硬件或固定软件的形式存在,无论是开发还是应用,都缺乏灵活性。第四代虚拟仪器,它是现在计算机软件技术、通信技术和测试技术高速发展孕育出的一项革命性技术,其导致了传统仪器的结构、概念和设计观点都发生了巨大的变革,它的出现使得人类的测试技术进入了一个新的发展纪元。
虚拟仪器(Virtual )的概念,是美国国家仪器公司(National Instruments )于1986年提出的。NI公司同时也提出了“软件即仪器”的口号,彻底打破了传统仪器只能由厂家定义,用户无法改变的局面,从而引起了仪器和自动化工业的一场革命。随着现在硬件和软件技术的飞速发展,仪器的智能化和虚拟化成为各级实验室以及研究机构发展的方向。虚拟仪器,它既具有传统仪器的功能,又有别于其他传统仪器。它能够充分利用和发挥现有计算机的先进技术,使仪器的测试和测量及自动化工业的系统测试和监控变得异常方便和快捷。
虚拟仪器是指通过应用程序将计算机、软件的功能模块和仪器硬件结合起来,用户可以通过友好的图形界面(通常叫做虚拟前面板,简称前面板)来操作这台计算机就像在操作自己定义、自己设计的一台个人仪器一样,从而完成对被测信号的采集、分析、判断、显示、数字存储等。虚拟仪器以透明的方式,通过软件对数据的分析处理、表达以及图形化用户接口,把计算机资源(如微处理器、显示器等)和仪器硬件(如
A/D、D/A、数字I/O、定时器、信号调理等)的测试能力和控制能力结合起来。虚拟一起突破了传统仪器以硬件为主体的模式,实际上使用者是在操作具有测试软件的电子计算机进行测量,犹如操作一台虚设的电子仪器。
虚拟仪器的构成
虚拟仪器从构成要素上讲,由计算机、应用软件和仪器硬件等构成;从构成分式上讲则由以DAQ板和信号调理为仪器硬件而组成的PC-DAQ测试系统,或已GPIB,VXI,Serial和Field bus等标准总线仪器为硬件组成的GPIB系统、VXI系统、串口系统和现场总线系统等多种形式。虚拟仪器的构成如图1-1所示。
显示器
信号分析及处理器
入机接口
各类接口
A/D转换器
数据发生器
信号调理器
信号调理器
输入
信号
D/A转换器
信号调理器
信号
输出
图1-1 虚拟仪器的结构
目前,虚拟仪器的构成方式有以下几种:
PC-DAQ插卡式的VI
并行口式的VI
GPIB总线方式的VI
VXI总线方式的VI
PXI总线形式的VI
无论哪种VI系统,都是将仪器硬件搭载到笔记本电脑,台式微机和工作站等各种计算机平台加上应用软件而构成的。
虚拟仪器的发展趋势
虚拟仪器正在继续迅速发展。它可以取代测量技术在传统领域的各类仪器。虚拟仪器在组成和改变仪器的功能和技术性能方面具有灵活性和经济性,因而特别适应于当代科学技术迅速发展和科学研究不断深化所提出的更高跟新的测量课题和测量需要。“没有测量就没有鉴别,科学技术就不能前进。”虚拟仪器将会在科学技术的各个领域得到广泛的应用。
图形化编程平台的进一步发展和完善是虚拟仪器发展的一个重要方向。如何使用户进行少量的学****甚至不需要学****就可使用功