LabVIEW中的波形數(shù)據(jù)

1、LabVIEW中的波形數(shù)據(jù)與其他基于文本模式的編程語言不同，在LabVIEW中有一類被稱為波形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型，這種數(shù)據(jù)類型更類似于“簇”的結(jié)構(gòu)，由一系列不同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)構(gòu)成。但是波形數(shù)據(jù)又具有與“簇”不同的特點(diǎn)，例如它可以由一些波形發(fā)生函數(shù)產(chǎn)生，可以作為數(shù)據(jù)采集后的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。這一節(jié)將主要介紹創(chuàng)建波形數(shù)據(jù)以及處理波形數(shù)據(jù)的方法。1 波形數(shù)據(jù)的創(chuàng)建 LabVIEW中的波形數(shù)據(jù)既可以由一些用于產(chǎn)生波形的函數(shù)、VIs以及Express VIs生成，也可以由數(shù)據(jù)采集函數(shù)從數(shù)據(jù)采集卡中采集數(shù)據(jù)而得到。下面主要介紹用函數(shù)、VIs以及Express VIs生成波形數(shù)據(jù)的方法。在LabVIEW中，與

2、創(chuàng)建波形數(shù)據(jù)相關(guān)的函數(shù)、VIs以及Express VIs主要位于函數(shù)選板中的波形（Waveform）子選板以及信號(hào)處理（Signal Processing）子選板中，兩個(gè)選板分別如圖6-19以及圖6-20所示。圖6-19 波形子選板圖6-20 信號(hào)處理子選板下面介紹一些常用的用于產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)的函數(shù)、VIs以及Express VIs的使用方法。1基本函數(shù)發(fā)生器函數(shù)（Basic Function Generation.vi）基本函數(shù)發(fā)生器函數(shù)可以產(chǎn)生正弦波、鋸齒波、方波和三角波四種波形，并可以任意設(shè)定波形的頻率、幅值、相位以及偏移量（疊加的直流分量）等屬性。圖6-21所示的程序演示了基本函數(shù)發(fā)生器

3、函數(shù)產(chǎn)生多種波形的方法，在例程中，用戶可以指定波形的類型（正弦波、鋸齒波、方波或三角波）、幅值、頻率、相位以及疊加的直流分量的幅值等屬性，根據(jù)這些屬性生成相應(yīng)的波形。 程序的后面板如圖6-22所示。圖6-21 基本函數(shù)發(fā)生器函數(shù)演示程序的前面板圖6-22 基本函數(shù)發(fā)生器函數(shù)演示程序的后面板2調(diào)諧與噪聲波形發(fā)生函數(shù)（Tones and Noise Waveform.vi）調(diào)諧與噪聲波形發(fā)生函數(shù)用以產(chǎn)生多個(gè)一定頻率、幅值、相位的正弦信號(hào)疊加的波形數(shù)據(jù)，同時(shí)可以模擬噪聲和直流分量，并疊加到已有的波形數(shù)據(jù)上面。圖6-23與圖6-24所示的程序演示了調(diào)諧與噪聲波形發(fā)生函數(shù)的使用方法。程序中用一個(gè)頻率10

4、Hz和一個(gè)頻率為1Hz，幅值均為10V，相位均為0度的兩路正弦波疊加，并將疊加后的波形展示于波形圖形（Waveform Graph）控件中加以顯示。圖6-23 調(diào)諧與噪聲波形發(fā)生函數(shù)演示程序的前面板圖6-24 調(diào)諧與噪聲波形發(fā)生函數(shù)演示程序的后面板3公式波形發(fā)生器函數(shù)（Formula Waveform.vi）公式波形發(fā)生器函數(shù)可以按照用戶編輯的公式產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)。在圖6-25和圖6-26所示的程序中，按照公式Y(jié)=sin（wt）*sin（2*pi（1）*t）產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)，并交給波形圖形控件（Waveform Graph）實(shí)時(shí)顯示。圖6-25 公式波形發(fā)生器函數(shù)演示程序的前面板圖6-26 公式波形發(fā)

5、生器函數(shù)演示程序的后面板4正弦波發(fā)生器函數(shù)（Sine Waveform .vi）正弦波發(fā)生器是一種十分常用的函數(shù)，可以用來產(chǎn)生頻率、幅值和相位可控的正弦波波形數(shù)據(jù)。圖6-27和圖6-28分別是正弦波發(fā)生器函數(shù)演示程序的前面板和后面板。圖6-27 正弦波發(fā)生器函數(shù)演示程序的前面板圖5-28 正弦波發(fā)生器函數(shù)演示程序的后面板5方波發(fā)生器函數(shù)（Square Waveform.vi） 方波發(fā)生器也是一種十分常用的函數(shù)，可以用來產(chǎn)生頻率、幅值和相位可控的方波波形數(shù)據(jù)。圖6-29和圖6-30是方波發(fā)生器函數(shù)演示程序的前面板和后面板。圖6-29 方波發(fā)生器函數(shù)演示程序的前面板圖6-30 方波發(fā)生器函數(shù)演示程

6、序的后面板圖6-49 正弦波發(fā)生器VI演示程序的后面板6信號(hào)仿真函數(shù)（Simulate Signa） 信號(hào)仿真函數(shù)是LabVIEW中具有代表性的Express VIs，它具備Express VIs功能強(qiáng)大、使用方便的一般特點(diǎn)。只要在該Express VI的屬性窗口中對(duì)其屬性作簡(jiǎn)單的設(shè)置就可以生成正弦波、方波、三角波、鋸齒波以及直流信號(hào)，并且可以設(shè)置波形的幅值、頻率等多種屬性。 利用信號(hào)仿真函數(shù)編寫的例程的前面板和后面板分別如圖6-31和圖6-32所示。圖6-31 信號(hào)仿真函數(shù)演示程序的后面板圖6-32 信號(hào)仿真函數(shù)演示程序的后面板2 波形數(shù)據(jù)的使用LabVIEW中用于處理波形數(shù)據(jù)的函數(shù)、VIs

7、、以及Express VIs主要位于函數(shù)選板中的信號(hào)分析（Analyze）子選板和波形（Waveform）子選板中，下面對(duì)其中比較常用的幾個(gè)函數(shù)、VIs和Express VIs作簡(jiǎn)要的介紹。 1獲取波形數(shù)據(jù)中的成員函數(shù)（Get Waveform Components.vi） 獲取波形數(shù)據(jù)中的成員函數(shù)可以將波形數(shù)據(jù)中的波形觸發(fā)的時(shí)刻、波形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔以及波形數(shù)據(jù)值等信息提取出來，便于后續(xù)分析和處理。在圖6-33所示的獲取波形數(shù)據(jù)中的成員函數(shù)演示程序中，用基本函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)正弦信號(hào)，并獲得這個(gè)正弦信號(hào)的波形的起始時(shí)刻t0，波形采樣時(shí)間間隔dt以及波形數(shù)據(jù)Y。圖6-33 獲取波形數(shù)

8、據(jù)中的成員函數(shù)演示程序的前、后面板2脈沖測(cè)量函數(shù)（Pulse Measurements.vi）脈沖測(cè)量函數(shù)可以用來測(cè)量波形數(shù)據(jù)的周期、脈沖持續(xù)時(shí)間等波形數(shù)據(jù)的屬性。圖6-34所示的程序演示了該VI的使用方法。圖6-34 脈沖測(cè)量函數(shù)演示程序的前、后面板3測(cè)量波形的幅值及其最大值、最小值函數(shù)（Amplitude and Levels.vi）該函數(shù)用來測(cè)量波形數(shù)據(jù)的幅值、最大值以及最小值。圖6-35所示的程序測(cè)量了一個(gè)正弦波發(fā)生器函數(shù)產(chǎn)生的波形數(shù)據(jù)的幅值、最大值以及最小值。圖6-35 測(cè)量波形的幅值及其最大值、最小值函數(shù)演示程序的前、后面板4波形的頻譜測(cè)量函數(shù)（Spectral Measureme

9、nts.vi）波形的頻譜測(cè)量函數(shù)可以對(duì)波形數(shù)據(jù)作頻譜分析，測(cè)量數(shù)據(jù)的幅值譜和相位譜，該函數(shù)的屬性對(duì)話框如圖6-36所示，只要在屬性對(duì)話框中對(duì)該函數(shù)的屬性作設(shè)置就可以簡(jiǎn)單地對(duì)該VI進(jìn)行頻譜分析。圖6-36 波形的頻譜測(cè)量函數(shù)的屬性對(duì)話框圖6-37所示的程序分析了正弦波發(fā)生器產(chǎn)生的正弦數(shù)據(jù)的頻譜。圖6-37 波形的頻譜測(cè)量含糊演示程序的前、后面板5波形的幅值與極值測(cè)量（Amplitude and Level Measurements）波形的幅值與極值測(cè)量函數(shù)可以測(cè)量波形數(shù)據(jù)的幅值、最大值、最小值、平均值、均方差值等數(shù)值。它的屬性窗口如圖6-38所示。圖6-38 波形的幅值與最值測(cè)量函數(shù)的屬性窗口圖6-39和圖6-40所示的程序演示了波形的幅值與最值測(cè)量函數(shù)的使用方法。圖6-39 波形的幅值與最值測(cè)量函數(shù)演示程序的前面板圖6-40 波形的幅值與最值測(cè)量函數(shù)演示程序的后面板6波形的時(shí)間以及過渡態(tài)測(cè)量函數(shù)（Timing and Transition Measurements）這個(gè)函數(shù)可以用來測(cè)量波形數(shù)據(jù)的周期、脈沖寬度、占空比、超調(diào)等多種時(shí)域以及過渡態(tài)的性質(zhì)、圖6-41展示了這個(gè)函