電子科大LabVIEW課件第十一章

1、補(bǔ)充 信號(hào)的產(chǎn)生和處理、分析 一個(gè)儀器系統(tǒng)通常由三大部分組成：信號(hào)的獲取與采集、信號(hào)的分析與處理、結(jié)果的輸出與顯示，其中信號(hào)分析與處理是構(gòu)成測(cè)量?jī)x器必不可少重要部分。 虛擬儀器最核心的思想，硬件實(shí)現(xiàn)的功能軟件化，從而降低系統(tǒng)成本，增強(qiáng)系統(tǒng)功能與靈活性。 在同一硬件平臺(tái)上，調(diào)用不同的測(cè)試軟件就可構(gòu)成不同功能的虛擬儀器。例如： 對(duì)采集的數(shù)據(jù)通過測(cè)試軟件進(jìn)行標(biāo)定，并在時(shí)間軸上把對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)顯示出來，就構(gòu)成了一臺(tái)數(shù)字示波器； 對(duì)采集的數(shù)據(jù)利用軟件進(jìn)行FFT變換，并把各頻率分量幅值在頻率軸上顯示出來，則構(gòu)成一臺(tái)頻譜分析儀等。 通過信號(hào)分析與處理可求取信號(hào)的各種特征值，如峰值、真有效值、均值、均方值、方差

2、、標(biāo)準(zhǔn)差及頻譜函數(shù)、相關(guān)函數(shù)、概率密度函數(shù)等，可構(gòu)成各種測(cè)試儀器。 若用硬件電路來進(jìn)行分析與處理，其電路是復(fù)雜的、昂貴的，甚至是不易實(shí)現(xiàn)的。 任何信號(hào)與系統(tǒng)的特征都可以用一組數(shù)據(jù)描述，這種能描述信號(hào)與系統(tǒng)特征的數(shù)據(jù)被稱為信號(hào)與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)特征。 通常，對(duì)作為時(shí)間函數(shù)的動(dòng)態(tài)信號(hào)來說，要完整地描述其特征至少要從幅值域、時(shí)（間）域、頻（率）域、時(shí)延域4個(gè)域進(jìn)行分析。 LabVIEW提供了從信號(hào)的產(chǎn)生、信號(hào)的運(yùn)算、信號(hào)處理：包括時(shí)域分析、頻域分析、相關(guān)函數(shù)、統(tǒng)計(jì)分析等功能。 定義:由時(shí)間起始值t0、t值（兩個(gè)點(diǎn)的刻度間隔）以及一維數(shù)組Y組合成的一個(gè)簇。 物理意義： （1）對(duì)被測(cè)的模擬信號(hào)，進(jìn)行采樣，A/

3、D變換，采樣率為fs,由時(shí)間起始值t0，采樣時(shí)間間隔t=1/fs，數(shù)組Y為各個(gè)時(shí)刻的采樣值。（2）輸出信號(hào)的波形數(shù)據(jù)：對(duì)一個(gè)要輸出信號(hào)的波形理論值，以采樣率為fs進(jìn)行采樣，得到時(shí)間起始值t0，采樣時(shí)間間隔t=1/fs，數(shù)組Y為各個(gè)時(shí)刻的采樣數(shù)據(jù)，送給D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成符合波形要求的信號(hào)輸出。 以可用數(shù)值型數(shù)組Y表示波形，相當(dāng)于默認(rèn)t0=0, t=1秒 1.對(duì)被測(cè)的模擬信號(hào)，進(jìn)行采樣，A/D變換，采樣率為fs,由時(shí)間起始值t0，采樣時(shí)間間隔t=1/fs，數(shù)組Y為各個(gè)時(shí)刻的采樣值。 2.在LabVIEW中的波形產(chǎn)生函數(shù)得到的仿真波形數(shù)據(jù)。 Get Waveform Components Build

4、 Waveform Set Waveform Attribute Get Waveform Attribute Waveform Operations Waveform File I/O Waveform Measurements Waveform Generation Basic Function GeneratorFormula Waveform Sine WaveformSquare WaveformTriangle Waveform Sawtooth WaveformBasic MultitoneBasic Multitone with Amplitudes Multitone Gen

5、eratorUniform White Noise Waveform Gaussian White Noise Waveform Periodic Random Noise Waveform 兩個(gè)波形的加、減、乘、除運(yùn)算 波形修整、規(guī)一化、定標(biāo)、偏置、添加或截取部分 得到波形的部分參數(shù)等 Export Waveform To Spreadsheet Read Waveform from File File Write Waveform to File Basic Averaged DC-RMS 平均值和有效值A(chǔ)veraged DC-RMSExtract Single Tone Informat

6、ion Harmonic Distortion Analyzer 諧波失真 SINAD AnalyzerFFT Power Spectrum 功率譜FFT Power Spectral Density功率密度譜 FFT Spectrum (Mag-Phase) 頻譜FFT Spectrum (Real-Im)頻譜頻率響應(yīng)函數(shù) Frequency Response Function (Mag-Phase)Frequency Response Function (Real-Im)互譜Cross Spectrum (Mag-Phase)互譜Cross Spectrum (Real-Im) 離散信號(hào)的電壓平均值及峰值的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下所示： 電壓有效值： 電壓平均值：在LABVIEW中計(jì)算 211NKNKUV11NKKUVN11NKKUVN 例：FFT分析 df=10k/40=250Hz 1. 產(chǎn)生和顯示正弦波、三角波、方波和鋸齒波4種離散波形，直流偏置、初相位、頻率和幅度可變，并且在產(chǎn)生的信號(hào)中加入高斯噪聲