虚拟信号发生器的设计

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基于Labview的虚拟信号发生器的设计(毕设)

基于Labview的虚拟信号发生器的设计(毕设)

基于Labview的虚拟信号发生器的设计(毕设)课题名称基于LabVIEW8.0的虚拟函数信号发生器的设计指导教师姓名肖俊生学生姓名刘增辉专业自动化学号 0967106205基于LabVIEW的虚拟函数信号发生器的设计摘要本文实现了基于LabVIEW8.5的虚拟正弦波、方波、三角波、锯齿波以及任意信号波形的信号发生。

操作人员可以根据需要,改变波形的频率、幅值、相位、偏移量等参数,并可保存波形的分析参数到指定文件。

本论文首先简介了虚拟函数信号发生器的开发平台,及虚拟信号发生器的设计思路,并且给出了基于LabVIEW的虚拟信号发生器的前面板和程序设计流程图,讲述了功能模块的设计步骤,提供了虚拟发生器的前面板。

本仪器系统操作简便,设计灵活,具有很强的适应性。

【关键词】:虚拟仪器,LabVIEW,信号发生器第一章虚拟仪器(Virtual Instrument)1.1 虚拟仪器概念虚拟仪器的起源可追溯到20世纪70年代。

“虚拟”的含义主要是强调了软件在这类仪器中的作用,体现了虚拟仪器与主要通过硬件实现各种功能的传统仪器的不同。

由于虚拟仪器结构形式的多样性和适用领域的广泛性,目前对于虚拟仪器的概念还没有统一的定义。

美国国家仪器公司(National Instruments Corporation,NI)认为,虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统,是一种计算机操纵的模块化仪器系统。

虚拟仪器主要由通用的计算机资源(例如微处理器、内存、消声器)、应用软件和仪器硬件(例如A/D\、D/A、数字I/O、定时器、信号调理等)等构成。

使用者利用应用软件将计算机资源和仪器硬件结合起来,通过友好的图形界面来操作计算机,完成对测试信号的采集、分析、判断、显示和数据处理等功能。

虚拟仪器中的硬件主要用于解决信号的调理以及输入、输出问题。

而软件主要用于实现对数据的提取、分析处理、显示以及对硬件的控制等功能,这些功能在传统电子仪器中往往通过硬件来实现。

双通道虚拟信号发生器设计

双通道虚拟信号发生器设计

第一章双通道虚拟信号发生器设计任务书《虚拟仪器技术》课程设计任务书(一)题目:双通道虚拟信号发生器设计一、课程设计任务对于任何测试来说,信号的生成非常重要。

例如,当现实世界中的真正信号很难得到时,可以用仿真信号对其进行模拟。

常用的测试信号包括:正弦波、三角波、方波、锯齿波、各种噪声信号以及由多种正弦波合成的多频信号。

信号发生器在测量中应用非常广泛,它可以产生不同频率的正弦信号、方波、三角波、锯齿波等,其输出的幅值和直流偏置也可以根据需要进行调节。

信号发生器种类繁多,专用信号发生器是专门为某种特殊的测量而研制的,如电视信号发生器、编码脉冲信号发生器等;通用信号发生器按输出波形可分为正弦信号发生器、脉冲信号发生器、函数发生器和噪声发生器等,其中正弦信号发生器最具普遍性和广泛性。

LabVIEW虚拟仪器技术软件开发平台提供了丰富的信号产生函数。

本题目通过编写适当的LabVIEW程序,设计与实现一个双通道虚拟信号发生器。

本课题通过虚拟仪器LabVIEW图形化软件开发平台,设计一种双通道虚拟信号发生器,要求所设计的双通道虚拟信号发生器可以产生和显示正弦信号、三角波、方波、锯齿波及公式波信号。

具体指标与要求如下:(一) 正弦信号、三角波、方波、锯齿波信号1、频率范围:0.001Hz~100KHz;2、幅值:0~10V,可选;3、直流偏置:0~2.25V,可选;4、可调整幅值、相位、频率;调整后无须重新启动(提示:用循环结构);5、在产生的信号中可以加入高斯噪声。

6、当两个通道都选择产生正弦信号时,要求可对产生的两个通道的正弦信号分别计算有效值及它们之间的相位差。

(二) 公式波信号当选择产生公式波信号时,可以通过信号发生器前面板输入相应的公式,从而得到相应的波形信号。

(三)通道1、通道2可以分别产生正弦信号、三角波、方波、锯齿波或公式波信号。

通过设置一个“退出”按钮来退出程序。

两个通道产生的信号必须在同一个示波器(Graph)中显示波形,但彼此互不干扰。

虚拟信号发生器的设计

虚拟信号发生器的设计

虚拟信号发生器的设计一、虚拟仪器概述1、虚拟仪器与传统仪器的比较与传统仪器相比,虚拟仪器有以下一些特点 :(1软件是核心仪器驱动软件的功能是实现与仪器硬件的接口和通信,应用软件则完成用户定义的测试和仪器功能,并提供人机交互界面。

Nl 公司提出的“软件即仪器”是这一特点的形象概括。

(2灵活性和可扩展性仪器用户可以根据自己不断变化的需求,方便灵活的重组系统,系统的扩展、升级随时进行,而且系统更新的周期短、见效快,能充分满足用户在不同场合的应用需求。

(3性价比高虚拟仪器可以将在传统仪器中由硬件完成的功能转为软件实现,减少了自动测试系统的硬件环节,降低了系统的开发成本和维护成本。

虚拟仪器能同时对多个参数进行实时高效的测量,信号传输大部分采用数字信号的形式,数据处理也主要依赖软件来实现,大大降低了环境干扰和系统误差的影响。

用户可以随时根据需要调整虚拟仪器的功能,实现一机多用。

因此,使用虚拟仪器比传统仪器更经济。

(4良好的人机界面虚拟仪器的操控界面是采用图形化编程技术实现的一种虚拟面板或称为软面板。

可以模拟传统仪器面板的设计风格来设计,也可以由用户根据实际需要定制设计。

测量结果可以通过计算机屏幕以曲线、图形、数据表格等形式显示。

2、虚拟仪器系统的构成虚拟仪器由硬件和软件两大部分构成。

虚拟仪器硬件通常包括通用计算机和外围硬件设备。

通用计算机可以是笔记本电脑、台式 PC 机或工作站等。

外围硬件设备可以选择 GPIB 系统、 VXI 系统、 USB 系统、数据采集系统或其他系统,也可以选择两种以上系统构成的混合系统。

其中,最简单、最廉价的形式是采用基于 ISA 或 PCI 总线的数据采集卡,或是基于 RS-232或 USB 总线的便携式数据采集模块。

虚拟仪器的软件包括操作系统、仪器驱动程序和应用软件三个层次。

操作系统可以选择 Windowsgx/NT/2000/XP、 Linux 等。

虚拟仪器驱动程序软件是直接控制各种硬件接口的驱动程序,应用软件通过仪器驱动器实现与外围硬件模块的通信连接。

虚拟信号发生器的设计

虚拟信号发生器的设计

虚拟仪器应用设计实验四虚拟信号发生器的设计姓名:班级:学号:日期:2013-9实验四虚拟信号发生器的设计一、实验目的利用LabVIEW开发环境设计信号发生器、测量算术平均值二、实验内容1、虚拟信号发生器的设计(1)打开一个新的VI。

(2)创建前面板。

①右击前面板空白处,弹出控件选板。

②在控件选板上单击【新式】/【下拉列表与枚举】/【枚举】,将其托放在前面板上。

③使用标签工具将其命名为信号源。

④在控件选板上单击【新式】/【数值】/【数值显示控件】,将数值显示控件托放在前面板上,照此拖放六个,使用标签工具将其分别命名为信号频率、采样、相位输入、幅值、采样频率、占空比。

⑤右击信号源控件,在弹出的快捷菜单中选择【编辑项】,在【编辑项】选项卡中单击“插入”,输入“正弦波”,对应的数字显示为0。

同样的方法输入“三角波”、“方波”、“锯齿波”,对应的数值显示分别为1、2、3。

如图所示。

⑥在控件选板上单击【新式】/【布尔】/【停止按钮】,将其托放在前面板上,同时隐藏其标签。

⑦在控件选板上单击【新式】/【布尔】/【垂直翘板开关】,将其托放在前面板上,并使用标签工具将其命名为重置相位。

⑧在控件选板上单击【新式】/【图形】/【波形图】,将其托放在前面板上。

(3)切换到VI的程序框图。

(4)创建程序框图。

①右击程序框图空白处,弹出函数选板。

②在函数选板上单击【编程】/【结构】/【While循环】,将其拖放在程序框图中,并包围前面板上所有控件的对应节点。

③在函数选板上单击【编程】/【结构】/【条件结构】,将其拖放在while循环结构中。

④使用连线工具将信号源节点(枚举型)连接到条件结构的选择器接线端,此时选择器标签值由“真”、“假”变为“正弦波,默认”、“三角波”。

⑤右击条件结构边框,在弹出的快捷菜单中选择【在后面添加分支】。

同样的方法重复操作一次。

此时条件结构添加了两个分支,其标签值分别为“方波”、“锯齿波”。

⑥在函数选板上单击【信号处理】/【信号生成】/【正弦波】,将其拖放在标签值为“正弦波,默认”的条件结构中。

基于LABVIEW的虚拟函数信号发生器设计

基于LABVIEW的虚拟函数信号发生器设计

2013届毕业设计说明书基于LabVIEW的多功能函数信号发生器设计院、部:电气与信息工程学院学生姓名:指导教师:职称指导教师:职称专业:电子信息工程班级:完成时间:2013年5月30日摘要随着计算机软件、硬件的发展,计算机与外部设备之间的数据通信变得越来越频繁,也越来越便利,于是虚拟仪器也就应运而生。

从本质上来说,虚拟仪器是仪器技术与计算机技术深层次相结合的产物,它强调了“软件即仪器”的概念,使用户能够根据自己的需要来定义仪器的功能,这样用户就能更好的组建自己所需要的测试系统。

它是按照信号的处理与采集,数据的分析,结果的输出及显示的结构模式来建立通用信号处理的硬件平台。

本文就是在这个通用信号处理的硬件平台,进行了基于LABVIEW的虚拟函数信号发生器的设计,本设计是基于LabWIEW软件的多功能函数信号发生器,能够产生实验室所常用的正弦波、三角波、方波、锯齿波信号及任意公式波等基本波形信号,本设计充分利用了LabVIEW软件开发平台所提供的丰富资源, 采用模块化的设计方法,并设计了一个用户的登陆系统和登录音效以及按键音效给人以视觉和听觉上美的感受,并进一步完善了虚拟信号发生器的功能, 能产生5种我们经常用到的信号以及其他的一些较复杂的信号。

关键词:虚拟仪器;Labview;函数信号发生器ABSTRACTWith computer software and hardware development, computer and data communication between external devices become more frequent, but also more convenient, so virtual instruments also emerged.In essence, the virtual instrument is the instrument technology and computer technology product of the combination of deep level, it emphasizes the "software instrument" concept that allows users to define their own needs to the instrument function, so users can better the need to establish their own testing system.It is in accordance with the signal processing and collection, data analysis, and display the output results of the structural model to create common signal processing hardware platform.This article is in this general-purpose signal processing hardware platform for a LABVIEW-based virtual function signal generator design, the design is based on the LabWIEW software multi-function signal generator can produce lab common sine wave, triangle wave, square wave, sawtooth wave signal and the arbitrary formulas and other basic waveform signal, the design takes advantage of LabVIEW software development platform provides a wealth of resources, using a modular design approach, and designed a user login system and registry keys sound and sound gives a visual and auditory experience of beauty, and further improve the functionality of the virtual signal generator, can produce five kinds of signals, and we often use some other more complex signals.Keywords: virtual instrument; Labview; function signal generator目录1 绪论 (1)1.1 课题背景及意义 (1)1.2 波形发生器的发展概况 (1)1.3 本文的主要内容 (4)2 虚拟仪器技术 (5)2.1 虚拟仪器概述 (5)2.2 虚拟仪器的系统构成 (7)2.2.1 虚拟仪器系统的硬件构成 (7)2.2.2 虚拟仪器系统的软件构成 (7)2.3 虚拟仪器软件开发平台 (8)2.4 基于虚拟仪器的自动测试系统的优点 (9)2.5 虚拟信号发生器的介绍 (10)2.5.1 信号发生器的基本原理 (10)2.5.2 虚拟信号发生器的工作原理 (10)3 LabVIEW图形化开发环境 (11)3.1 LabVIEW简介 (11)3.2 LabVIEW的优点 (12)3.3 LabVIEW中的编程方式 (13)3.4 LabVIEW程序的设计模式 (14)4 虚拟函数信号发生器的设计 (15)4.1 登录模块设计 (15)4.1.1 登录界面的设计 (15)4.1.2 用户登录系统的设计 (16)4.1.3 利用局部变量来设计“记住密码”选项 (17)4.1.4 用户加载框的设计 (17)4.1.5 播放音效VI的设计 (18)4.1.6 获取系统时间的VI设计 (18)4.1.7 利用全局变量在子VI中显示主VI中的用户登录个人信息. 194.2 虚拟函数信号发生器设计 (19)4.2.1 软件的设计方案 (19)4.2.2 多功能函数信号发生器子VI的设计 (20)4.3 基本的函数波形产生模块 (21)4.4 任意公式波产生模块 (22)4.5 虚拟函数信号发生器的设计 (23)5 函数信号发生器的仿真和调试 (25)5.1 函数信号发生器的仿真和调试 (25)5.2 调试结果分析 (28)结束语 (30)参考文献 (31)致谢 (33)1 绪论1.1 课题背景及意义现代化生产要求电子仪器品种多、功能强、精度高、自动化程度高,而且要求测试速度快、实时性好、具有良好的人机界面。

实验一虚拟信号发生器的的设计

实验一虚拟信号发生器的的设计

实验一虚拟信号发生器的的设计学号:044100116 班级:通信041 姓名:马吉炜【实验目的】1.学习和掌握基于LabVIEW开发环境的编程技术2.学习和掌握LabVIEW中信号发生节点的使用3.熟悉虚拟仪器的组成【【实验内容】设计一基于PC机的信号发生器,能够产生方波、正弦波、三角波、锯齿波以及任意函数的波形,并能满足一定的性能指标。

一、信号发生器的用途在研制、生产、使用、测试和维修各种电子元器件、部件以及整机设备时,都需要有信号源,由它产生不同频率、不同波形的电压、电流信号并加到被测器件、设备上,用其他测量仪器观察、测量被测者的输出响应,以分析确定它们的性能参数,如图所示。

这种提供测试用电信号的装置,统称为信号发生器,用在电子测量领域,也称为测试信号发生器。

和示波器、电压表、频率计等仪器一样,信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。

二、信号发生器按输出波形分类根据使用要求,信号发生器可以输出不同波形的信号。

按照输出信号的波形特性,信号发生器可分为正弦信号发生器和非正弦信号发生器。

非正弦信号发生器又可包括:脉冲信号发生器、函数信号发生器、扫频信号发生器、数字序列信号发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。

三、信号发生器的性能指标输出波形----能产生正弦波,余弦波,方波,锯齿波,三角波以及任意函数的波形,可以根据需要改变波形的频率和幅值。

频率范围----理论上全频段,但具体涉及到计算机性能。

输出电压----一般指输出电压的峰—峰值。

波形特性----不同波形有不同的表示法。

一般正弦波和三角波的特性用非线性失真系数表示;而方波的特性参数是上升时间。

如正弦信号发生器的输出在理想情况下应为单一频率的正弦波,但由于信号发生器内部放大器等元、器件的非线性,会使输出信号产生非线性失真,除了所需要的正弦波频率外, 还有其他谐波分量。

人们通常用信号频谱纯度来说明输出信号波形接近正弦波的程度,并用非线性失真系数γ表示:%100122322⨯+++=U U U U nγ1U 是基频分量的振幅,i U 是第i 次谐波分量的振幅。

基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现_翻译设计

基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现_翻译设计

基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现_翻译设计虚拟仪器是一种将传感器、仪器和设备等硬件部件替换为软件实现的测量仪器。

基于虚拟仪器的信号发生器是利用计算机软件生成各种类型的信号,以模拟实际测量中的信号源。

以下是基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现的一般步骤:1. 软件平台选择:选择适用于信号发生器设计的虚拟仪器软件平台,例如LabVIEW、MATLAB等。

2.界面设计:根据信号发生器的功能需求,设计用户界面。

用户界面应包括信号参数设置、波形展示、开始/停止等控制按钮。

3.信号生成算法实现:根据需要生成的信号类型(如正弦波、方波、三角波等),编写相应的信号生成算法。

算法可以利用基本的数学函数和算法来生成各种类型的信号。

4.参数设置与控制:在用户界面中添加对信号参数的设置和控制。

用户可以通过界面输入信号频率、幅度、相位等参数,并通过控制按钮控制信号的开始和停止。

5.波形展示:在用户界面中显示生成的信号波形。

可以使用波形绘图工具来实时绘制信号波形,或将生成的信号保存为文件进行后续处理和分析。

6.实时更新和响应:信号发生器应能实时更新生成的信号,并对用户输入的参数和控制进行及时响应。

应确保信号发生器的稳定性和准确性。

7.验证与测试:对设计的虚拟仪器信号发生器进行验证和测试。

可以通过与实际信号源进行比较,验证生成的信号是否符合预期。

8. 优化与改进:根据测试结果对虚拟仪器信号发生器进行优化和改进。

可以增加新的功能,修复潜在的bug,并提高信号发生器的性能和稳定性。

总之,基于虚拟仪器的信号发生器的设计与实现主要包括选择软件平台、设计界面、实现信号生成算法、参数设置与控制、波形展示、实时更新和响应、验证与测试以及优化与改进等步骤。

基于Labview的虚拟信号发生器设计

基于Labview的虚拟信号发生器设计
旋钮:控件→新式→数值→旋钮。
重置信号:控件→新式→布尔→垂直摇杆开关。
参数显示为:控件→新式→数值→数值显示控件。
将数值显示控件与数值输入或旋钮连在一起,使它们的数据同步。
根据用户所选择的波形参数(频率、幅值、相位、偏移量、占空比)输出相应的波形。
4.3
利用字符串显示控件提示用户其所选波形的正常输出的频率范围。利用条件结构对输入的频率进行判断,当频率过低时执行提示程序:“频率过低,失真,请重新输入”;圆形指示灯亮。当频率过高时执行提示程序:“频率过高,失真,请重新输入”;圆形指示灯亮。当频率适当时执行提示程序:“正确输出”;圆形指示灯灭。
6.
波形选择为“方波”、频率输入为“250”、幅值输入为“2”、相位输入为“0”偏移量输入为“0”、占空比输入量为“50”。重置开关置于“关”。
6.3 三角波工作过程分析
波形选择为“三角波”、频率输入为“50”、幅值输入为“2”、相位输入为“0”偏移量输入为“0”、占空比输入量为“0”。重置开关置于“关”。
5.3
利用字符串显示控件提示用户所选波形的正常输出频率的范围。利用条件结构对输入的频率进行判断,当频率过低时执行提示程序:“频率过低,失真,请重新输入”;圆形指示灯亮。当频率过高时执行提示程序:“频率过高,失真,请重新输入”;圆形指示灯亮。当频率适当时执行提示程序:“正确输出”;圆形指示灯灭。
5.3.1
4、锯齿波
波形选择与显示通过组合框来完成。波形选择后将用户所选的选项通过条件结构,根据用户所选的波形对应执行不同的程序,输出不同的波形。
将数值显示控件与数值输入或旋钮连在一起,使它们的数据同步。
根据用户所选择的波形参数(频率、幅值、相位、偏移量、占空比)输出相应的波形。频率、幅值、相位这三项参数用户可手动输入准确数值;偏移量这项参数用户可利用旋钮来调节,具体数值均可通过数值显示控件来查看。重置信号为一垂直摇杆开关,用户可在需要时使用。
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虚拟信号发生器的设计(巢湖学院物理与电子科学系王乐07037022)摘要:虚拟仪器是由一些必要的硬件获取调理信号,并以通用计算机为平台,实现不同测量软件对采集获得信号进行分析处理及显示。

它改变了传统电子测量仪器的概念和模式,用户完全可以自己定义仪器的功能和参数,即“软件既是仪器”。

计算机技术与网络技术的飞速发展,使得虚拟仪器已经成为现代电子测量仪器发展的趋势。

本文介绍了一种以LabVIEW为开发平台,能够产生正弦波、三角波、方波、锯齿波和任意波测试信号发生器,其平率、幅值、相位、电压偏置等参数可以设置,不但输出波形参数可调、而且可同步显示。

本系统通过采用TCP/IP技术来实现远程数据传输功能,当两台计算机设置好端口后,就可以进行数据传输。

与传统仪器相比,本系统具有高效、开放、使用灵活、功能强大、性价比高、可操作性好等明显优点,可用于医疗,工程等精密仪器的测试,具有较强的实用性和开发价值。

关键词:虚拟仪器,Labview,函数信号发生器,网络通信。

The design of virtual signal generator andremotereslizationAbstract:The virtual instrument which conditioning signals isgained by some essential hardware.It takes the general-purposecomputer as a platform and the signal is realized through thedifferent measurement software,such as signal’s analyze,processand display etc.The concept and mode of traditional measuringinstruments are changed,the parameters and functions can betransformed by the user,namely,"software is the instrument".Withthe rapid development of computer and network technology,thevirtual instrument has become a developing trend of modernelectronic measuring instruments.In this paper development platform LabVIEW is introduced firstly,then the test signals of Sine,triangle,square sawtooth andarbitrary waveform is described in the virtual signal generator.The functions of signal generator are set,such as frequency,amplitude,phase,voltage bias etc.Not only output parameters canbe adjusted but also the corresponding wave is acquiredsimultaneously in this system. The function of remote datatransmission is performed by TCP/IP technology.Data is transportedwhen the port parameters between two computers areset. Compared with traditional machines,advantages of the virtualinstrument are showed in efficiency,opening,easy using,strongfunction,cost-effective and operation etc.It can be used fortesting of medical and engineering precision instruments.Key words:Virtual instrument,LabVIEW,Function generator,NetworkCommunication第1章绪论在有关电参量的测量中,我们需要用到信号源,而信号发生器则为我们提供了在测量中所需的信号源,它可以产生不同频率的正弦信号、方波、三角波、锯齿波、正负脉冲信号、调幅信号、调频信号和随机信号等,其输出信号的幅值也可以按需要进行调节。

传统信号发生器种类繁多,价格昂贵,而且仪器功能固定单一,不具备用户对仪器进行定义及编程的功能,一个传统实验室很难同时拥有多类信号发生器,然而,基于虚拟仪器技术的实验室则能够实现这一要求。

随着计算机技术的迅猛发展,虚拟仪器技术在数据采集、自动测试和仪器控制领域得到了广泛的应用,促进和推动测试系统和仪器控制的设计方法与实现技术发生了深刻的变化。

“软件即是仪器”已成为测试与测量技术发展的重要标志。

虚拟信号发生器就是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的LabVIEW 软件来完成各种测试、测量和自动化应用。

本文主要是介绍了基于LabVIEW的虚拟信号发生器的研究背景和发展动态。

1.1研究背景及动态随着计算机、通信、微电子技术的日益完善,以及以Internet为代表的计算机网络时代的到来和信息化要求的不断提高,传统的通信方式突破了时空限制和地域限制,大范围通信变得越来越容易,对测控系统的组建也产生了越来越大的影响。

一个大的复杂测试系统的输入、输出、结果分析往往分布在不同的地理位置,仅用一台计算机并不能胜任测试任务,需要由分布在不同地理位置的若干计算机共同完成整个测试任务。

集成测试越来越不能满足复杂测试任务的需要,因此,“网络化仪器”的出现成为必然。

网络技术应用到虚拟信号发生器中是虚拟仪器发展的大趋势。

同传统的编程语言相比,采用LabVIEW图形化编程方式可以节省大约80%的程序开发时间,并且其运行速度几乎不受影响,其一般特征是将虚拟信号发生器、外部设备、被测点以及数据库等资源纳入网络,实现资源共享,共同完成测试任务。

使用网络化虚拟信号发生器,可在任何地点、任意时刻获取测量数据。

和以PC为核心的虚拟信号发生器相比,网络化将虚拟仪器的发展产生一次革命,网络化虚拟仪器将把单台虚拟仪器实现的三大功能(数据采集、数据分析、及图形化显示)分开处理,分别使用独立的基本硬件模块实现传统仪器的三大功能,以网线相连接,实现信息资源的共享。

“网络就是仪器”概念的确立,使人们明确了今后仪器仪表的研发战略,促进并加速了现代测量技术手段的发展与更新。

1.2Labview虚拟仪器LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument EngineeringWorkbench,实验室虚拟仪器集成环境)是一种图形化的编程语言,简称G语言,它是由美国NI公司推出的虚拟仪器开发平台应用LabVIEW开发平台编制的程序称为虚拟仪器,其核心概念就是“软件即是仪器”LabVIEW提供了测控仪器图形化编程环境,在这个环境中提供了一种像数据流一样的编程模式,用户只需连接各个逻辑框即可构成程序。

它集成了与满足GPIB、VXI、RS.232和RS.485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能,同时,它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数,利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器。

本文介绍一种自行开发的基于LabVIEW的虚拟函数信号发生器,该仪器界面设计友好,功能强大,操作方便自从1986年美国NI(National Instrument)公司提出虚拟仪器的概念以来,随着计算机技术和测量技术的发展,虚拟仪器技术也得到很快的发展。

虚拟仪器是指:利用现有的PC机。

加上特殊设计的仪器硬件和专用软件。

形成既有普通仪器的基本功能,又有一般仪器所没有的特殊功能的新型仪器。

与传统的仪器相比其特点主要有:具有更好的测量精度和可重复性:测量速度快;系统组建时间短;由用户定义仪器功能;可扩展性强;技术更新快等。

虚拟仪器以软件为核心,其软件又以美国NI公司的Labview虚拟仪器软件开发平台最为常用。

Labview是一种图形化的编程语言,主要用来开发数据采集,仪器控制及数据处理分析等软件,功能强大。

目前,该开发软件在国际测试、测控行业比较流行,在国内的测控领域也得到广泛应用。

函数信号发生器是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。

下面结合一个虚拟函数信号发生器设计开发具体介绍基于图形化编程语言Labview的虚拟仪器编程方法与实现技术。

第2章虚拟信号发生器的结构与组成3.1虚拟函数信号发生器的前面板本虚拟信号发生器主要由一块PCI总线的多功能数据采集卡和相应的软件组成。

将它们安装在一台运行Windowsxp的PC机上。

即构成一台功能强大的函数信号发生器。

本虚拟信号发生器的设计参考了SG1645功率函数信号发生器。

本函数信号发生器的前面板主要由以下几个部分构成:仪器控制按钮,输出频率控制窗口(包括频率显示单位),频率倍成控制,波形选择,频率微调按钮,直流偏置,方波占空比节,输出波形幅度控制按钮。

频率微调范围:O.1—1Hz;直流偏置:一10—10V;方波占空比:0—100%;输出波形幅度:0—10V。

此外还增加了许多修饰性的元件如面板上的压控输入、记数输入、同步输出、电压输出等。

使用这些修饰性的元件的目的是为了增加仪器的美观性,并尽量与真实仪器的使用界面相一致。

图3-1函数信号发生器的前面板3.2虚拟函数信号发生器的硬件构成本虚拟信号发生器的输入输出的硬件部分为一数据采集卡和具有一定配置要求的PC机,数据的输入输出靠对数据采集卡输出输入口的定义来实现。

本设计采用的PCI一1200数据采集卡是一块性价比较好的产品,具备数/模转换的功能。

能将产生的数字信号转换成模拟信号且数模转换精度高,而且还具备滤波功能,从而使输出波形光滑。

它支持单极和双极性模拟信号输入,信号输入范围分别为一5一+5V和0—10V。

提供l6路单端,8路差动模拟输入通道、2路独立的DA输出通道、24线的TTL型数字Ⅳ0、3个l6位的定时计数器等多种功能。

硬件接口部分用于数据输入或输出时的通道设置。

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