基于虚拟仪器的数据处理软件平台设计

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态测量和动态补偿问题。 参考文献
图１ １第一行第二列曲线放大图 在一定的范围内是可行的，因为传感器对同一 压力值的响应特性是一致的，仅是存在较小的起伏 误差。
３结论
本文就压力测试系统给出了基于动态补偿数字 滤波器和基于神经网络的测试系统非线性补偿两种 补偿修正方法，进行仿真实验，拓宽了传感器或测 试系统的通频带，减小了动态测量误差，提高数据 的准确性。这为设计瞬态检测传感器和检测系统提 供了很好的方向，本文所采用的补偿修正方法也可 应用于其他传感器和测量系统的研究，用于解决动
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参考文献
【ｌ】尚风晗．基于可编程器件的存储测试系统设计［Ｄ】． 太原：中北大学，２００９．
【２】罗志增．测试技术与传感器［Ｍ】．西安：西安电子科技 大学出版社，２００８．
【３】王玉伟．基于ＬａｂＶＩＥＷ的测试软件ｉ殳计【Ｄ】．太原： 中北大学，２００９．
５９ｆ —＿
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【４】王友功．数字滤波器与信号处理【Ｍ】．北京：科学出版 社，２００８．
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０引言
２数据滤波模块的设计
在军工生产、飞行器研制过程中都离不开先进 的测试技术。各项动态参数是这些武器测试过程中 的重要指标。随着测试精度越来越高、测试环境越 来越复杂，这就对综合测试技术及保障系统提出了 更高的要求。作为一种有效的测试手段一存储测试 技术应运而生…。存储测试是指在对被测对象无影 响或影响在容许范围的条件下，在被测体内置入微 型数据采集与存储测试仪，现场实时完成信息的快 速采集与记忆，事后回收记录仪，由计算机处理和 再现测试信息的一种动态测试技术田。本文即是针 对此种存储测试技术中的数据处理平台的设计。
【１】黄俊钦．测试系统动力学［Ｍ】．北京：国防工业出版 社，］９９６．
【２】朱明武．动压测量【Ｍ】．北京：国防工业出版社，１９８３ 【３】孟晓风，黄俊钦．压力传感器的动态补偿滤波器设计
【Ｊ】．计量学报，１９９６． 【４】刘清．传感器模糊神经网络非线性误差补偿的研究
［Ｊ】．自动化表，２００６（３）：１１一１３． 【５】 陈祥光，裴旭东．人工神经网络技术及应用【Ｍ】．北京：
中国电力出版社，２００３． 【６】石贤良，吴成富．基于ＭＡＴＬＡＢ的最小二乘法参数
辨识与仿真【Ｊ】．微处理机，２００５（６）：４４． 【７】秋原将文，山１：３亨，谷秋隆嗣．人工神经网络与模
糊信号处理【Ｍ】．北京：科学出版社，２００３：６－１ １．
作者简介： 张衍芳。硕士研究生。主要研究方向为动态测试。 Ｅ—ｍａｉｌ：ｙａｎｆａｎ９３２６＠１ ６３．ｃｏｍ
３频谱模块的设计
构成，从实验结果可以看出： ①滤波信号与原始三角波信号相比，达到了滤 除噪声干扰的目的。 ②从显示界面可以看出选用的六赫兹三角波信 号对应的出现了６个周期的三角波形。
３．１傅里叶变换的引入
尽管采集到的信号是—个时域波形，但是由于时 域分析工具较少，所以往往需要将其转换到频域来进 行分析处理。两者分别从不同侧面对同—个信号的物 理特性进行探知，两者之间必有密切的内在关系。
（２）前面板及实验结果 前面板如图４所示，图４中左侧周期平均、周 期均方根、峰峰值等参数为分析周期信号幅值特 征值，本设计中利用了Ｌａｂｖｉｅｗ库中的自带函数 ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ａｎｄ ｌｅｖｅｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ．ｖｉ．求得。 频谱分析模块实验结果分析和说明如下：① 从该前面板中可以看出，原始频谱为有噪声干扰的
图４．１频谱分Biblioteka 模块的前面板图三角波频谱，滤波频谱为无噪声干扰的三角波频谱。 ②从时域三角波信号得到频域信号，需要经过傅里 叶变换；由频域信号得到时域信号，则经过反傅里 叶变换。③此例中，三角波信号是满足一般周期信 号频谱的共同点，即频谱具有离散性。
４结束语
本文通过对ＬａｂＶＩＥＷ在数据存储技术的数据 处理方面的相关应用研究，运用虚拟仪器ＬａｂＶＩＥＷ 完成了系统平台中数据滤波和频谱分析的实现以及 相关测试的研究和开发，使得本数据处理系统具有 强大的数字信号处理能力，可以实时的接收和处理 多种信号，为多种通信平台的验证和研究所通用。
２０１１．乍２ＪＪ 第２期
电子测试
ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＴＥＳＴ
Ｆ曲。２０１１
Ｎｏ．２
基于虚拟仪器的数据处理软件平台设计
王文玺 （中北大学光电厂，中国太原０３００５１）
摘要：本论文使用虚拟仪器ＬａｂＶＩＥＷ开发编写存储测试系统中的数据处理软件平台。对系统的整体功能
提出总体设计方案，并对其中的数据滤波，频谱分析模块进行详细设计。在设计滤波模块时，主要利用了
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傅里叶变换是信号处理和数据处理中的一个 重要的分析工具，其意义在于将时域与频域信号联 系起来。频域分析将复杂的信号分解为各个单一频 率成分，因此一些在时域中难以分析的信号，在频 域中它的特征可以看得一目了然盯１。所以频域分析 对那些微弱但又有重要作用的信号提供了相应的分 析工具。计算机只能对离散序列进行处理，在数字 系统中，将采样信号由时域变化到频域的算法是著 名的离散傅里叶变换（ＤＦＴ），ＤＦＴ建立了时域中 的信号采样与其频域表示法之间的关系。但是由于 ＤＦＴ运算工作量太大，费时，在许多应用场合，普 遍应用快速傅里叶变换（ＦＦＴ ｏ ＦＦＴ是ＤＦＴ的一 种简化快速算法隅１。
ＬａｂＶＩＥＷ库中的Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ滤波器函数，对有噪声干扰的信号进行滤波处理，在设计频谱分析模块时，主
要利用ＬａｂＶＩＥＷ中的傅里叶变换函数将时域信号转化为频域信号，得到信号的频域分析图。设计完成后，采
用有噪声干扰的三角波信号，对以上两个模块进行了测试，从而验证了其功能及运行情况。结果表明，本设 计各项功能运行情况良好，能够有效地应用于各种通用的测试系统中。
关键词：虚拟仪器；数据滤波；频谱分析；傅里叶变换
中图分类号：ＴＰ３１７
文献标识码：Ａ
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ
ｐｌａｔｆｏｒｍ ｂａｓｅ ｏｎ ＬａｂＶＩＥＷ
Ｗａｎｇ Ｗｅｎｘｉ ＩＸｉｎｙｕａｎ Ｈｉｇｈ—Ｔｅｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ＯｆＮｏｒｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ＯｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ，０３００５１，Ｃｈｉｎａ）
１系统总体流程
系统整体方案工作流程图如图ｌ所示。其工 作流程为：启动程序后进入程序设计主界面，完成 数据的采集、存储后进入本设计要完成的数据分析 处理系统。本文主要完成系统数据滤波、频谱分析、 以及峰峰值、均方根、正峰值等各种参数的测试和 测量。
图１系统整体方案工作流程图
２．１数字滤波器的选用 滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定
置
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图２数据滤波和频谱分析模块的框图程序
③我们选用的６Ｈｚ三角波信号满足内奎斯特 定理：最高信号稳定频率小于等于采样频率的一半。 即：６Ｈｚ＜５００ｋＨｚ。
④我们使用的Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ滤波器的低 截至频率Ｆｌ满足不等式：０≤ＦＩ＜０．５Ｆｓ，即
０＜３０ｋＨｚ＜５００ｋＨｚ。
图３数据滤波模块的前面板图
的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。在 测试装置中，利用滤波器的这种选项作用，可以滤 除干扰噪声或进行频谱分析。同样，在测试ｖＩ中， 也可以利用Ｌ提供的滤波器ＶＩ对信号进行去噪或 提取特定频率信号。
按处理信号的性质来分，有模拟滤波器和数字 滤波器两大类，在虚拟仪器软件中使用数字滤波器。 其中，数字滤波器又分为有限冲击响应滤波器（ＦＩＲ） 和无限冲击响应滤波器（ＩＩＲ），前者有较平坦的辐 频特性，而后者可以实现相位不失真。工程上常用 的有巴特沃兹（Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ）、切比雪夫（Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ）、 贝塞尔（Ｂｅｓｓｅｌ）等数字滤波器Ｈ１。数字滤波器以数 值计算的方法来实现对离散化信号的处理，与模拟 滤波器相比，具有精度高稳定性好灵活处理功能强 的特点嘲。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｔｈｅｓｉｓ，ｗｅ ｕｓｅ ＬａｂＶＩＥＷ ｈｎｇｎａｇｅ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｔｈａｔ ｉｓ ａｐｐｆｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｍｏｒｙ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｏｆ，ａｎｄ ｏｆｗｈｉｃｈ ｄａｔａ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｏｄｕｌｅ ａｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｄｅｔａｉｌｅｄｌｙ．Ｉｎ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｔｈｅ ｄａｔａ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｍｏｄｕｌｅ，Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ ｆｉｌｔｅｒ．ｖｉ ｏｆ Ｌａｂｖｉｅｗ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｆｉｌｔｅｒ ｔｈｅ ｓｉｇｎｄ ｗｉｔｈ ｎｏｉｓｅ；ｉｎ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｔｈｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｏｄｕｌｅ，ＦＦＴ．ｖｉ ｏｆ ＬａｂＶＩＥＷ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｏｎｖｅｒｔ ｓｉｎ列ｆｒｏｍ ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｔｏ丘ｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｄｉａｇｒａｍ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｂｙ ｕ幽【ｌｇ ｔｈｅ ｔｒｉａｎｇｌｅ ｗａｖｅ ｓｉｇｎａｌ ｗｉｔｈ ｎｏｉｓｅ，ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｕｌｅｓ ａｒｅ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｍｏｄｕｌｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｅａｃｈ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｅｒｆｏｒｍｓ ｗｅｌｌ ａｎｄ ｃａｒｌ ｂｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆｃｏｍｍｏｎ ｔｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＬａｂＶＩＥＷ；ｄａｔａ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ；ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎａｌｙｓｉｓ；ＦＦＴ
【５】詹惠琴．虚拟仪器设计【Ｍ】．北京：高等教育出版 社，２００８．