文档介绍：仪器设计实验报告m实验1仿真信号产生实验一、实验目的:熟悉LabVIEW中仿真信号的多种产生函数及参数设置。掌握常用测试仿真信号的产生。学会产生复杂的函数波形和任意波形。二、实验内容:采用ExpressVI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。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。产生任意波形信号,并显示和存盘。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:虚拟仪器中获得信号数据的3个途径: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。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。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to、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tO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=l/fs,数组Y为各个时刻的采样值。対周期信号,1个周期的采样点数等于采样频率除以信号频率。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(ExpressVI仿真信号发生器、波形发生器VI和普通信号发生器VI)。公式节点产生仿真信号1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?。五、实验步骤:设计一个简易的止弦波发生器,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ExpressVI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止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止弦波加噪声发生器程序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:ExpressVI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,止弦波、三角波、方波、锯齿波对应数值分别为0〜3o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框图程序设计:选用波形发生器VI中的BasicFunctionGenerator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signaltype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GaussianWhiteNoiseWaveform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。(b)Gaussian(a)BasicFunctionGenerator函数WhiteNoiseWaveform函数3图5仿真多波形发生器框图程序运行程序:①分别改变信号的类型、频率、幅值和直流偏值,观察输出信号的变化。②改变噪声的大小,观察输出信号的变化。如图6仿真多波形发生器程序。图6仿真多波形发生器程序在程序中添加1个指示型波形数据簇,连接到输出波形上。让噪声等于0,分别改变波形和改变采样频率和采样点数,观察输出信号波形变化,记录波形数据。注意信号