LabVIEW-波形发生器
利用Labview实现任意波形发生器的设计
沈阳理工大学课程设计专用纸No I1 引言波形发生器是一种常用的信号源，广泛应用于通信、雷达、测控、电子对抗以及现代化仪器仪表等领域，是一种为电子测量工作提供符合严格技术要求的电信号设备。
随着现代电子技术的飞速发展，现代电子测量工作对波形发生器的性能提出了更高的要求，不仅要求能产生正弦波、方波等标准波形，还能根据需要产生任意波形，且操作方便，输出波形质量好，输出频率范围宽，输出频率稳定度、准确度及分辨率高，频率转换速度快且频率转换时输出波形相位连续等。
可见，为适应现代电子技术的不断发展和市场需求，研究制作高性能的任意波形发生器十分有必要，而且意义重大。
波形发生器的核心技术是频率合成技术，主要方法有：直接模拟频率合成、锁相环频率合成(PLL)，直接数字合成技术(DDS)。
传统的波形发生器一般基于模拟技术。
它首先生成一定频率的正弦信号，然后再对这个正弦信号进行处理，从而输出其他波形信号。
早期的信号发生器大都采用谐振法，后来出现采用锁相环等频率合成技术的波形发生器。
但基于模拟技术的传统波形发生器能生成的信号类型比较有限，一般只能生成正弦波、方波、三角波等少数的规则波形信号。
随着待测设备的种类越来越丰富，测试用的激励信号也越来越复杂，传统波形发生器已经不能满足这些测试需要，任意波形发生器（AWG)就是在这种情况下，为满足众多领域对于复杂的、可由用户自定义波形的测试信号的日益增长的需要而诞生的。
随着微处理器性能的提高，出现了由微处理器、D／A以及相关硬件、软件构成的波形发生器。
它扩展了波形发生器的功能，产生的波形也比以往复杂。
实质上它采用了软件控制，利用微处理器控制D／A，就可以得到各种简单波形。
但由于微处理器的速度限制，这种方式的波形发生器输出频率较低。
目前的任意波形发生器普遍采用DDS(直接数字频率合成)技术。
基于DDS技术的任意波形发生器(AWG)利用高速存储器作为查找表，通过高速D／A转换器对存储器的波形进行合成。
基于FPGA和LabVIEW任意波形发生器设计
1 绪论波形发生器是一种常用的信号源，广泛应用于通信、雷达、测控、电子对抗以及现代化仪器仪表等领域，是一种为电子测量工作提供符合严格技术要求的电信号设备。
随着现代电子技术的飞速发展，现代电子测量工作对波形发生器的性能提出了更高的要求，不仅要求能产生正弦波、方波等标准波形，还能根据需要产生任意波形，且操作方便，输出波形质量好，输出频率范围宽，输出频率稳定度、准确度及分辨率高，频率转换速度快且频率转换时输出波形相位连续等。
可见，为适应现代电子技术的不断发展和市场需求，研究制作高性能的任意波形发生器十分有必要，而且意义重大。
1．1 波形发生器的发展及现状波形发生器的核心技术是频率合成技术，主要方法有：直接模拟频率合成、锁相环频率合成(PLL)，直接数字合成技术(DDS)。
传统的波形发生器一般基于模拟技术。
它首先生成一定频率的正弦信号，然后再对这个正弦信号进行处理，从而输出其他波形信号。
早期的信号发生器大都采用谐振法，后来出现采用锁相环等频率合成技术的波形发生器。
但基于模拟技术的传统波形发生器能生成的信号类型比较有限，一般只能生成正弦波、方波、三角波等少数的规则波形信号。
随着待测设备的种类越来越丰富，测试用的激励信号也越来越复杂，传统波形发生器已经不能满足这些测试需要，任意波形发生器（AWG)就是在这种情况下，为满足众多领域对于复杂的、可由用户自定义波形的测试信号的日益增长的需要而诞生的。
随着微处理器性能的提高，出现了由微处理器、D／A以及相关硬件、软件构成的波形发生器。
它扩展了波形发生器的功能，产生的波形也比以往复杂。
实质上它采用了软件控制，利用微处理器控制D／A，就可以得到各种简单波形。
但由于微处理器的速度限制，这种方式的波形发生器输出频率较低。
目前的任意波形发生器普遍采用DDS(直接数字频率合成)技术。
基于DDS技术的任意波形发生器(AWG)利用高速存储器作为查找表，通过高速D／A转换器对存储器的波形进行合成。
LabVIEW-波形发生器精讲
驱动程序
WDM VXD
系统软件设计
控件
LABVIEW编程
用户态
核心态
调用
DLL
访问
Hale Waihona Puke 驱 动LabVIEW
CLF接口
设备
系统软件设计
• • • • 函数波形数据生成 任意波形数据生成 频率控制 数据传输
函数波形数据生成
• • • • • 正弦波 方波 三角波 锯齿波 直流
－正弦波数据生成
NI-5401 16MHz函数发生器
• 16MHz正弦波 • 1MHz方波,三角波,斜波 产生 • 9.13mHz频率分辨率 • 40MS/s更新速率 • 12位幅值分辨率
NI-PCI 6024E 多功能数据采集卡
• 基于PCI总线 • 16个模拟输入的程控放大器 • 1个12位的A/D转换器 (200KS/s) • 2个12位的D/A转换器(10KS/s) • 2个24位的定时/计数器 • 8个TTL电平的数字I/O端口.
n sin(2 ) 1 N Y 2
－方波波数据生成
NI-5421 40MS/s 任意波形发生器
• • • • • 40MS/s更新速率 12位分辨率/60dB SFDR 16MHz正弦波输出 波形连接与循环 4或16MB板载内存
NI-5404 100MS/s 时钟和频率发生器
• 可生成9KHz~100M正弦波 • 生成直流~100MHz采样时 钟频率 • 1.07uHz的频率分辨率 • 12位幅值分辨率
系统设计方案
• 扫描发生技术
可变 时钟 波形 存储器 D/A 转换器
低通 滤波器
信号输出
将一个任意波形信号取样、量化、编码，形成数字量， 存于存储器中，通过系统时钟按地址逐个扫描，改变 扫描频率就可以得到不同频率的输出，再通过Ｄ/Ａ转 换器及滤波器即可得到任意波形的信号。
基于LabVIEW的波形发生器
虚拟仪器技术电 子 测 量 技 术EL ECT RO NIC M EA SU REM EN T T ECHN O LO GY第29卷第5期2006年10月基于LabVIEW 的波形发生器陈永明 王红超 李继芳 黄元庆(厦门大学机电系厦门361005)摘 要:传统信号发生器只能产生正弦波、方波、三角波和锯齿波4种基本波形,虚拟波形发生器不仅能产生这些基本波形,还可以输出任意波形且价格低廉,可以满足高校实验室教学的需要。
文中详细介绍了基于L abV IEW 的虚拟波形发生器的组建方法,重点阐述了虚拟波形发生器的软面板和应用程序的设计。
关键词:波形发生器;虚拟仪器;LabV IEWVirtual function generator based on LabVIEWChen Y ongm ing Wang Ho ng chao L i Jifang H uang Yuanqing(T he M echanic and E lectr on ic Engineering of Xiam en University,Xiamen 361005)Abstract:T he traditional sig na l g enerat or device can only output the sine wav e,the squarewav e,the tr iang le w ave and t he saw -toot h w ave.T he v ir tual functio n g enerat or can not o nly have these basic pr ofiles,but also may output r andom w aves w ith inex pensive prices,can satisfy the need o f univer sity labo rato ry teaching.T his paper thor oughly intro duces t he method of building v ir tual functio n g ener ator based on L abV IEW,and mainly sets for th o n the desig n o f so ft panel and application.Keywords:funct ion generato r;v irt ual inst rument;L abVI EW*基金项目:厦门大学创新团体发展计划(IR T XM U 200606)资助项目0 引 言信号发生器作为科学实验所必不可缺少的装置,被广泛地应用到教学、科研等各个实验领域。
基于labVIEW的任意波形发生器设计余洪伟详解
沈阳航空航天大学课程设计（论文）题目基于labVIEW的任意波形发生器设计班级 34070102学号 *************学生姓名余洪伟指导教师于明月沈阳航空航天大学课程设计任务书课程名称虚拟仪器课程设计院（系）自动化学院专业测控技术与仪器班级34070102 学号2013040701060 姓名余洪伟课程设计题目基于LabVIEW的任意波形发生器设计课程设计时间: 2016 年7 月4 日至2016 年7 月15 日课程设计的内容及要求：1. 内容任意波形发生器是仿真实验的最佳仪器，任意波形发生器是信号源的一种，它具有信号源所有的特点。
基于此，利用LabVIEW 设计一个任意波形发生器。
2. 要求（1）可以产生三种以上波形（如正弦、锯齿、方波、三角波等），波形的幅值及频率可以调节；（2）可以实现不同波形的转换并显示；（3）可以实现波形数据的存储及回放；（4）虚拟仪器前面板的设计美观大方、操作方便。
指导教师年月日负责教师年月日学生签字年月日目录0. 前言 (1)1. 总体方案设计 (1)2.程序流程图 (2)3. 程序框图设计 (3)3.1波形的产生及参数的设计 (3)3.1.1 正弦波 (3)3.1.2方波 (4)3.1.3锯齿波 (4)3.1.4三角波 (5)3.1.5公式波形 (6)3.2波行转换设计 (6)3.3噪声波形实现 (7)3.4波形的存储与回放 (8)4. 前面板的设计 (9)5.调试过程与结果显示 (10)5.1波形的调试 (10)5.1.1 正弦波的工作过程及波形验证 (10)5.1.2 方波的工作过程及波形验证 (11)5.1.3 三角波的工作过程及波形验证 (12)5.1.4 锯齿波的工作过程及波形验证 (12)5.1.5 公式波形的工作过程及波形验证 (13)5.2 波形的存储与回放 (14)5.3噪声波形的显示 (15)t6 结论 (15)参考文献 (16)附录 (17)课设体会 (18)基于LabVIEW的任意波形发生器设计余洪伟沈阳航空航天大学自动化学院摘要：随着电子技术、计算技术和网络技术的高速发展，传统的电子测量仪器的功能和作用已发生了质的变化，新型的虚拟仪器应运而生。
LABVIEW波形发生器制作心得
LABVIEW 波形发生器制作心得一，制作概述通过几周的学习，对LABVIEW 这款软件有了基本了解后，我开始对照视频做起了一个自己想象中的波形发生器，并且结合自己的想法，做了起来，刚开始十分有难度，怎么连线，怎么设置，都不太清楚，然后一步步的慢慢来，途中遇到很多困难，不过每周都去，有研究生的答疑解惑，使我对波形发生器的制作有了进一步的了解。
最后做成了我想要的那个波形发生器的装置。
二，制作原理这个是我设计的基本思路，由于我设计的只是软件触发，生成波形图，所以不牵扯到前面的部分，只和LA VIEW 于硬件显示有关系。
这里，我来介绍一下LABVIEW 。
虚拟仪器（virtual instrumention ）是基于计算机的仪器。
计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。
粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。
随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。
另一种方式是将仪器装入计算机。
以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。
虚拟仪器主要是指这种方式。
下面的框图反映了常见的虚拟仪器方案。
虚拟仪器的主要特点有：1.尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件。
2.可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。
3.用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。
被测对象信号调理数据采集卡虚拟仪器面板数据处理三，成果展示1，控制界面控制旋钮分别是控制波形的1,频率F 2,幅值A 3，偏移σ4，起始角ω还有一个是波形类型的选择，包括三角波，正弦波，锯齿波，方波有一个控制按钮，是控制波形是否被触发的基本按钮。
还有一个是错误输出。
这个我后期基本没有用到。
下面是波形图四，感受其实这次制作没有话费很大的功夫，我觉得有以下几个1，有师哥师姐的帮助。
2，平时自己爱捣腾一些软件。
labview 虚拟波形发生器
电子测量设计实验报告
实验题目：虚拟波形发生器班级：09--2
姓名：
学号：
一、LabVIEW设计目标
1.虚拟波形发生器可以产生方波，正弦波和三角波
2.产生的波形可以调节幅度，相位，幅度
二、LabVIEW设计原理
虚拟波形发生器模块的信号生成是利用系统函数生成包括方波，正弦波，三角波等各种规则波形以及频率或者幅值变化的复杂波形，从而为信号的分析和处理提供条件和基础，这些信号经过多功能数据采集卡转换为模拟信号（D/A转换），其实现过程是，首先通过检查面板上用户选择的波形类型，频率及幅值，跳转到相应的程序执行语句中，生成所需波形的数字量，然后调用LabVIEW中的数据采集部分的库函数进行D/A转换，转换后的模拟量通过D型连接器CN,输出到示波器上来观察所得到的波形。
用图形化编程语言LabVIEW来设计波形发生器，主要依靠LabVIEW库函数中提供的Basic Function Generation 子VI。
通过在前面板上信号选择按钮来实现选择各种波形。
同时可以调节幅度，相位，频率，然后把信号发生器产生的信号从数据采集卡的D/A通道送出。
三、LabVIEW设计过程
1.前面板设计
波形发生器的前面板主要由以下几个部分构成：波形选择，幅度选择，相位选择，频率选择。
2.程序框图构成
四、LabVIEW设计结论与问题讨论。
超低频任意波形信号发生器设计(LabVIEW)
超低频任意波形信号发生器设计(LabVIEW)摘要本文介绍了广泛应用于虚拟仪器程序设计的LabVIEW图形化集成开发平台，指出了它相对于传统程序设计语言的优点。
探讨了在LabVIEW环境下,基于LabJackU12数据采集卡的任意波形发生器的设计,描述了LabJackU12的功能、特性、驱动及软硬件开发环境。
并给出了该波形发生器在上述硬件的基础上,利用LabVIEW来编写驱动程序和软面板的方法。
系统主要功能包括产生各种标准波形, 利用鼠标绘制任意波形, 波形编辑, 波形的模拟输出等, 具有操作简单、人机界面友好、软件可读性、可维护性好和系统易于升级等特点,能满足实际测试的各种需要。
基于虚拟仪器技术的测量仪器设计方法,是设计虚拟仪器系统以替代传统仪器,实现仪器快速开发的有效途径，有效地解决了在超低频率情况下信号发生的问题。
关键词:超低频任意波形LabVIEW LabJackU12 数据采集卡Design ofUltra-low Frequency Arbitrary Waveform SignalGenerator（LabVIEW）ABSTRACTIt combined computer hardware, measurement and its hardware, and software of virtual instrument. LabVIEW, a graphics integrated development environment widely used in virtual instruments design, is introduced. Its advantages relative to the traditional program languages are presented. In this paper , The Design of Arbitrary Waveform Generator was analyzed base on LabJack DAQ card, with LabVIEW. LabJackU12’s function, peculiarity, drivers and condition of soft - hardware was written. Based on these hardware, the method that The arbitrary waveform generator applies graph programming language LabVIEW to program drive and soft - panel was introduced. The main functions of the system includes generating conventional waves, using mouse to draw arbitrary waves, editing waveform and waveform analog out, and so on. And it has advantages of simple operation, kind interface between computer and users, readable and maintainable block program, and easily upgrade. The system can satisfy the requirements of many pratical testing. Finally, The design method of analyzed instruments based on Virtual instrument technology is the availability way of celerity development instruments , this paper helps the instruments instead, To effectively solve the ultra low frequency signal in the case of the problem.Key Words：U ltra-low Frequency Arbitrary Waveform Generator LabVIEW LabJack U12 DAQ(Data acquisition) Card目录第一章概述 (1)1.1 课题设计的意义及要求 (1)1.1.1 意义 (1)1.1.2 要求 (1)1.2 虚拟仪器的概念及特点 (2)1.2.1虚拟仪器的概念 (2)1.2.2虚拟仪器的特点 (2)1.3 超低频的概况和实现方法 (3)1.3.1 超低频概念 (3)1.3.2 超低频实现方案和推到公式 (3)1.3.3 超低频在程序中的应用 (3)第二章LabVIEW和LabJack (4)2.1 LabVIEW简介 (4)2.1.1 LabVIEW概念 (4)2.1.2 LabVIEW编程语言的特点 (4)2.2 LabJack数据采集卡 (5)2.2.1 硬件安装 (5)2.2.2 软件安装 (5)2.2.3 硬件说明 (5)第三章方案的选择与设计 (6)3.1 方案的选择 (6)3.1.1 任意波形发生器简介 (6)3.1.2 非虚拟的任意波形发生器 (8)3.1.3 虚拟的任意波形发生器 (8)3.2 设计的原理以及模块的划分 (8)3.2.1 硬件部分 (8)3.2.2 软件部分 (9)3.2.3 仪器总体设计思想 (10)3.2.4 设计模块的划分 (10)第四章任意波形发生器的软件设计 (12)4.1 任意波形发生器前面板的设计 (12)4.1.1 波形图指示器的创建以及属性的设置 (12)4.1.2 功能按钮的创建以及属性的设置 (13)4.1.3 数字控件和指示器的创建以及属性的设置 (13)4.1.4 通道编辑菜单的创建以及属性的设置 (14)4. 2 任意波形发生器框图程序的设计 (15)4.2.1 while循环 (15)4.2.2 本地变量 (16)4.2.3 case结构 (17)4.2.4 创建波形 (17)4. 7 任意波形绘制VI前面板的设计 (22)4.7.1 输入控件的创建以及属性的设置 (22)4.7.2 输出指示器的创建以及相应功能的实现 (23)4.7.3 用来绘制并显示波形的簇的创建以及相关的注意事项 (23)4. 8 任意波形绘制VI框图程序的设计 (24)4.8.1 初始波形簇通道的创建 (24)4.8.2 不同通道波形颜色的分配 (25)4.8.3 初始化波形图的属性 (25)4.8.4 判断波形图中的鼠标位置是否移动 (26)4.8.5 记忆鼠标的前一次位置值 (27)4.8.6 波形的显示和输出 (27)4. 9绘制新点子VI前面板的设计 (28)4. 10绘制新点子VI框图程序的设计 (28)4.10.1 判断数组中是否存在波形数据 (29)4.10.2 数组中不存在波形数据的情况 (30)4.10.3绘制新点方向的确定 (30)4.10.4 数组中存在波形数据的情况 (31)第五章系统的运行与调试 (32)5.1 调试中遇到的错误 (32)第六章结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)天津理工大学2012届本科毕业设计说明书第一章概述1.1 课题设计的意义及要求1.1.1 意义仪器设计是电信专业的一个主要分支，而虚拟仪器技术是仪器技术和计算机技术深层次相结合的产物，已经成为21世纪测试技术和仪器技术发展的主要方向。
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系统设计方案
• 扫描发生技术
可变 时钟 波形 存储器 D/A 转换器
低通 滤波器
信号输出
将一个任意波形信号取样、量化、编码，形成数字量， 存于存储器中，通过系统时钟按地址逐个扫描，改变 扫描频率就可以得到不同频率的输出，再通过Ｄ/Ａ转 换器及滤波器即可得到任意波形的信号。
输出频率fout fclkin / N fclkin 可变时钟；N-波形数据点数
波形数据
控制字＝２
控制字＝４
输出频率f out Wcon f clkin / 2 N Wcon -频率控制字；f clkin 系统时钟；N-控制字位数
直接数字合成芯片ＡＤ９８５０正是采用了这种方案，产生正弦波． 该方法的缺点是：由于是抽点，难免会丢失波形的某些细节，很难做到 任意波形发生． 该方法的优点是：可以产生频率很高的规则波形，而且相位连续．
系统设计方案
• 直接频率合成技术（DDS）
参考 频率源 频率 控制字 频率 累加器
波形 存储器
信号
D/A 转换器 低通 滤波器 输出
将一个正弦信号取样、量化、编码，形成一个正弦函数表存于存储器中， 通过改变相位累加器的频率控制字来改变相位增量，并将变化的相位/幅值 量化的数字信号通过Ｄ/Ａ转换器及低通滤波器即可得到合成的模拟信号。
• AD9850是AD公司生产的DDS芯片 ，32bits频率控制 字,5bit相位调制,具有简化的控制接口（并行或串行输 入）。32位相位累加器，截断成14位，输入正弦查询表， 查询表输出截断成10位，输入到１０位DAC。 并集成了 高速比较器，能实现全数字编程控制的频率合成器和时钟 发生器，其最高输出可达４０M．
n sin(2 ) 1 N Y 2
－方波波数据生成
1 ,n N 占空比 Y 0 ,n N 占空比
５０％
２０％
－三角波数据生成
x N 占空比 y 1 x 1 占空比 N 1 占空比
x N 占 N 占>x N
５０％
２０％
－锯齿波数据生成
1 y x N
－直流数据生成
－任意波形数据生成
手写板 波形数据
2.5 0 0 500 1000
最大 值
最小 值
频率控制
• 由于扫描时钟频率，D/A转换速率和一个周期波 形数据的点数，这３个因数是相互制约的．为了 使输出波形达到最高指标，这３者要协调考虑． • 对于任意波形发生，用户需要指定一个周期波形 的点数，再结合输出频率计算出扫描频率
MAX5541转换控制时序 每次输入16位数据，CS低电平有效，SCLK上升沿锁 存每位数据，CS上升沿将全部数据锁存，启动一次数 据转换
USB通信接口设计
• • • • USB接口介绍 USB硬件开发 USB固件程序开发 特点：
价格低廉 即插即用 低功耗 总线供电 多种 设备类
多种速度 模式
PC驱动程序开发
NI-5401 16MHz函数发生器
• 16MHz正弦波 • 1MHz方波,三角波,斜波 产生 • 9.13mHz频率分辨率 • 40MS/s更新速率 • 12位幅值分辨率
NI-PCI 6024E 多功能数据采集卡
• 基于PCI总线 • 16个模拟输入的程控放大器 • 1个12位的A/D转换器 (200KS/s) • 2个12位的D/A转换器(10KS/s) • 2个24位的定时/计数器 • 8个TTL电平的数字I/O端口.
本系统采用该方案实现任意波形发生器 该方案的缺点是：输出频率不够高．
系统设计框图
应用程序 (LabVIEW/ LabScene)
USB接口 通信模块
可变时钟生成 (AD9850)
out
微控制器 89S52
放大 滤波
D/A变换 MAX5541
CPLD 逻辑控制模块 波形存储器 (62256)
扫描时钟发生－AD9850
AD9850管脚图
AD9850功能框图
W_CLK、FQ_UD控制信号由CPLD内部产生； 总线DATA在W_CLK上升沿将数据装入寄存器，40位需重复5次。最后 在FQ_UD上升沿把40位数据从输入寄存器装入到频率、相位及控制数 据寄存器。
AD9850控制时序
D/A转换－MAX5541
• D/A转换器的选择 D/A转换器是整个系统的核心器件，波形信号的质量取决 于其分辨率和数据输出速率。其制约关系为： 1. D/A的分辨率越高，则高次谐波的分量越小； 2. 一周期的数据点数越多，模拟信号越平滑； 3. 一周期数据点数多，则信号所能达到的最高频率降低； 4. D/A的输出速率越高，波形平滑度越好，一般情况下并 行D/A的输出速率高，控制方便，但是价格高，占用的I/O 也多； 综合上述因素，本设计采用了MAXIM公司的MAX5541， 它是16位D/A，2.5V外部基准，0~2.5V电压输出，10MHz 三线式串行总线接口，1us的信号建立时间。
系统设计指标
• • • • • • • • • USB通信接口，实现即插即用 具有函数发生器和任意波形发生的功能 输出波形频率:0.01Hz~100KHz 频率分辨率:0.01Hz 垂直分辨率:16位 波形幅度：0~5 Vpp 波形存贮容量:32K 采用LabVIEW或LabScene作为上层软件 微型,低功耗,无需外部电源，工作电流<500mA
NI-5421 40MS/s 任意波形发生器
• • • • • 40MS/s更新速率 12位分辨率/60dB SFDR 16MHz正弦波输出 波形连接与循环 4或16MB板载内存
NI-5404 100MS/s 时钟和频率发生器
• 可生成9KHz~100M正弦波 • 生成直流~100MHz采样时 钟频率 • 1.07uHz的频率分辨率 • 12位幅值分辨率
• 对于函数波形发生，用户只要选择波形种类和输 出频率，幅度，偏置，占空比等参数，不必要输 入一个周期的点数，由软件确定最佳点数．具体 过程是：先根据系统允许的最高扫描频率除以用 户设置的输出频率，计算出一个周期的点数，但 结果可能是小数，所以要将其四舍五入，所得的 结果是最佳点数．在重新根据这个最佳点数和用 户设置的输出频率，算出扫描频率． • 比如系统允许的最高扫描频率在500K左右，现要 输出1.5KHz的正弦信号，计算得一个周期需要 ８Ｍ／1.5K＝333.33个点，那么取一个周期333 个点是最佳点数．则扫描频率＝ 1.5KHz×333＝ 499.5K
应用软件
驱动程序
WDM VXD
系统软件设计
控件
LABVIEW编程
用户态
核心态
调用
DLL
访问
驱 动
LabVIEW
CLF接口
设备
系统软件设计
• • • • 函数波形数据生成 任意波形数据生成 频率控制 数据传输
函数波形数据生成
• • • • • 正弦波 方波 三角波 锯齿波 直流
－正弦波数据生成
• • • • • • •
• 综合了其他信号源产生波形的能力 • 产生波形可编程控制 • 适用于各种仿真试验、教学实验等
NI-5421 100MS/s 16位任意波形发生器
• 利用插值可达400MS/s有效采 样率 • SFDR接近91db • 8、32或256MB的板载内存 • 16位LVDS数字模拟输出 • 具有波形连接与循环的功能
虚拟仪器系统 —
基于USB的任意波形发生器
提纲
• • • • • 研究意义及现状 系统指标及设计方案 系统硬件设计 系统软件设计 任意信号发生器测试效果
研究意义及现状
• 传统信号发生器
正弦波信号源 函数发生器 脉冲发生器 扫描发生器 针对特定应用,产 生波形种类有限, 波形不可编程
虚拟任意波形发生器
数据传输
• 上层应用程序通过往底层送数据包与板卡建立通信 . 每个数据包最多64个字节 ．
LabVIEW面板
LabScece面板
Hale Waihona Puke －测试效果任意波形发生器板卡实物图
实测指标
• 波形频率： 函数波形：0.01Hz~100KHz 任意波形：0.01Hz~10KHz 频率分辨率：0.01HZ 通道数：单通道 波形存贮容量 ：32KB 垂直分辨率：16位 频率稳定度：<10ppm 波形幅度：0~5 Vpp 输出阻抗：20Ω