文档介绍：1 实验 1 仿真信号产生实验一、实验目的: 1 .熟悉 LabVIEW 中仿真信号的多种产生函数及参数设置。 2 .掌握常用测试仿真信号的产生。 3 .学会产生复杂的函数波形和任意波形。二、实验内容: 1 .采用 Express VI 仿真信号发生器,产生规定的附有噪声的正弦信号,并显示波形。 2. 采用波形发生器 VI ,产生规定的附有噪声的多波形信号,并显示波形。 3. 产生任意波形信号,并显示和存盘。 4. 采用公式节点,产生规定的复杂函数信号。三、实验器材: 安装有 LabVIEW 软件的计算机 1台四、实验原理: 1 .虚拟仪器中获得信号数据的 3 个途径: (1 )对被测的模拟信号,使用数据采集卡或其他硬件电路,进行采样和 A/D 变换,送入计算机。(2 )从文件读入以前存储的波形数据,或由其他仪器采集的波形数据。(3 )在 LabVIEW 中的波形产生函数得到的仿真信号波形数据。 2 .测试信号在 LabVIEW 中的表示在 LabVIEW 中测试信号已经是离散化的时域波形数据, 表示信号的数据类型有数组、波形数据和动态数据3 种。波形数据是一种特殊的簇结构,它由时间起始值 t 0 、两个采样点的时间间隔值 dt 以及采样数据一维数组Y 组合成的一个簇。它的物理意义是对一个模拟信号 x(t) 从时间 t 0 开始进行采样和 A/D 转换, 采样率为 fs, 对应采样时间间隔 dt=1/fs , 数组 Y 为各个时刻的采样值。对周期信号, 1 个周期的采样点数等于采样频率除以信号频率。 3 .仿真信号产生函数在 LabVIEW 中产生一个仿真信号, 相当于通过软件实现了一个信号发生器的功能。 LabVIEW 提供了丰富的仿真信号, 包括正弦、方波、三角波、多频信号、调制信号、随机噪声信号、任意波形等。针对不同的数据形式( 动态数据类型、波形数据和数组), LabVIEW 中有 3 个不同层次的信号发生器(Express VI 仿真信号发生器、波形发生器 VI 和普通信号发生器 VI) 。 4 .公式节点产生仿真信号 2 用公式节点可以产生能够用公式进行描述的信号,用公式节点可产生经过复杂运算生成的信号。公式波形. Vi 产生的信号是波形数据,它的途径是:模板函数?信号处理?波形生成?公式波形. vi。五、实验步骤: 1. 设计一个简易的正弦波发生器, 频率、幅值和直流偏值在面板上可调, 还可叠加噪声信号, 并显示波形。分析: 采用 Express VI 仿真信号发生器可以完成。(1 )前面板设计:应包括的控件有波形频率、幅度和直流偏值输入设置,噪声的标准偏差设置, 显示波形的图形控件,还可用一个选择开关控制程序启动和停止。见图 1 正弦波加噪声发生器前面板。图1 正弦波加噪声发生器前面板(2 )框图程序设计: 图2正弦波加噪声发生器框图程序(3 )运行程序:改变以上参数,注意观察信号波形的变化。图3正弦波加噪声发生器程序 3 2 .设计一个简易的仿真多波形发生器,可产生频率、幅值和直流偏值可调的正弦、方波、三角波、锯齿波信号,还可叠加高斯噪声信号,并且采样率和采样点可选,显示波形。分析: Express VI 仿真信号发生器使用方便,在编程时用户可改变各种参数,并能马上演示结果。但是有些参数( 包括波形类型、采样率和采样点等) 无输入端口, 即运行程序后用户不能从面板改变。而波形发生器 VI 提供了更多和灵活的输入端口。所以本题目采用波形发生器 VI 中的函数来完成。(1) 前面板设计:在1 题的前面板基础上再增加波形选择旋钮 knob 控件和采样率和采样点输入簇控件, 并对旋钮( Knob ) 控件的文本列表属性进行设置, 正弦波、三角波、方波、锯齿波对应数值分别为 0~ 3 。再选用一些面板装饰控件,调整各控件的位置、大小和显示层数,把前面板设计成较美观、实用的虚拟仪器面板,参考界面如图 4 仿真多波形发生器程序所示。图4仿真多波形发生器程序(2) 框图程序设计: 选用波形发生器 VI 中的 Basic Function Generator 函数产生要求的 4 种周期信号, 它的输入参数见图 5(a)。连接波形选择 knob 旋钮到 signal type 端口, 连接频率、幅度、采样参数簇端口。选用波形发生器 VI 中的 Gaussian White Noise Waveform 函数产生标准偏差可调的高斯白噪声,用 2 次加法运算完成信号的直流偏值设置和叠加高斯白噪声, 因为 Labview 中的许多运算具有多态性( 即不同类型的数据可参与运算) 。然后全部放入 1个 While 循环中,用开关控制循环的结束。见图 5 仿真多波形发生器框图程序。(a) Basic Function Generator 函