信号处理实验平台频域分析模块毕业论文

3.倒谱实验，介绍了由基本信号发生器发出的4种常规信号的原始信号、功率谱、对数功率谱及倒谱的波形图。通过观察波形的变化，加深对这一定义的理解。
4.谐振电路实验，介绍了RLC串联电路的频率特性。通过改变串联电路的电阻值，电容值或T实验，介绍了二维脉冲经过二维FFT变换后得到的频谱图。这个实验的频谱图和原始脉冲图，都是二维图形，因此，又可以观察二维FFT和普通一维FFT实验的区别。
与信号有关的物理、化学和数学的过程有：信号的发生、信号的传送、信号的接收、信号的分析（即研究某种信号的特征与变化的过程）、信号的处理（即把某一种信号转变为与其相关的另一种信号，比如滤掉噪声和干扰，这样就把信号转变成容易分析或识别的信号形式）、信号的存储、信号的控制和检测等等。我们可以将这些与信号有关的过程统称之为信号处理。在计算机科学、药物的分析、电子科学等众多学科中，信号处理（signal processing）是指对信号的显示、变换及运算等进行处理的过程。在处理信号的过程中抽取特征信号，用过去干扰、分析、综合、变换和运算等过程的处理，得到了反映信号变化的本质，或者是处理者感兴趣的信息容的过程都可以从信号处理中获得。信号处理分模拟信号处理和数字信号处理。
与传统实验室相比，虚拟的实验室有着很大的优势，具体体现在如下几点：（1）实验的效率很高；（2）可以充分利用软件的资源来节约开支；（3）实验的时间和地点不再受环境限制；（4）实验过程简单直观，功能齐全；（5）易做到技术的更新换代；（6）实验的精度高，可以避免实验的一些环境误差；（7）自动化和智能化程度高。基于以上优点，可以为传统实验室弥补不足，为教学实验增加新的方法。
本文不仅介绍了各个实验的原理和制作过程，还详细的介绍了LabVIEW软件的基本功能和使用方法，对LabVIEW的初学者具有一定借鉴的作用，具体容分为四个章节：
第一章主要讲解了选题的研究背景、国外的研究情况、建立信号处理实验室的意义及其主要研究容；
第二章介绍了虚拟仪器和LabVIEW软件的概念、特点、使用工具和操作方法；
第三章分别介绍了十个独立实验台的原理和前后面板的制作方法及相关LabVIEW知识：
1.FFT实验介绍了基本信号发生器发出的4种常规信号，经过FFT变换之后，得出信号的和幅值图和相位图。
2.功率谱和振幅谱的实验，介绍了由基本信号发生器发出的4种常规信号的功率谱和振幅谱。通过调节信号的频率和幅值等参数，来观察功率谱和振幅谱的变化。
1.3 建立信号处理实验室的意义
信号处理实验平台是依据《数字信号处理》和《信号与系统》等相关课程知识而搭建的。数字信号处理的课程容以算法为基础，它的理论性很强，因此实验是必不可少的环节。从教学的实践来看，大部分学生对于单纯的理论学习和公式推导很难提起兴趣，授课效果很不理想，而且学校的实验仪器老旧，修理费用高昂，重新购置一批设备又是一笔不小的经费。所以，将虚拟仪器技术引入教学平台是课程改革一个大的趋势。
运用虚拟仪器技术建立信号处理实验平台，可以通过虚拟仪器系统来完成《数字信号处理》和《信号与系统》课程中所涉及到的实验，通过对波形的观察，可以验证公式、定理以及实验现象，更好的吸收与掌握这两门课程所学知识，能够更加形象化的理解其中的定义。
1.4 研究容
本毕业设计是用虚拟仪器LabVIEW软件设计的一个信号处理实验平台，详细描述了系统的开发流程，介绍了基本的奈奎斯特图、伯德图、振幅谱和功率谱、倒谱、谐振、频闪仪、2D FFT、频域平均、频移、傅立叶级数等十个实验的虚拟仪器的前面板和程序框图的设计过程，对于改善信号处理实验教学具有积极作用。
6.频移实验，介绍了一个由基本信号发生器发出的信号，通过叠加信号的方法增强了信号的频率而产生的频谱图的变化。操作者可以通过调节初始信号和叠加信号的频率来改变信号的频谱图。
7.频域平均实验，介绍了加入均匀白噪声的基本信号的FFT变换，以及变换后经过3种可选的平均模式和2种加权模式后的频谱图。
在国，交通大学的韩九强等一系列科研人员运用了面向对象的技术，研究出了可生成不同虚拟仪器的可视化虚拟仪器开发平台，大学的秦树人等学者提出了虚拟仪器产品的网络化开发方向。
现今，在发达国家的高等院校，教学中实验的环节已经广泛采用虚拟仪器和图形化编程软件平台，来代替传统仪器进行相关的实验。理工科的学生们也能大量学习关于虚拟仪器方面的知识。近几年，国的测试技术和虚拟仪器技术也在迅猛的发展并迅速的普及，虚拟仪器的开发、制造、使用也开始进入了正轨阶段。研发虚拟仪器的相关企业不断涌现，研制出的虚拟仪器产品也是日新月异。部分高校开始使用图形化编程平台来对学生进行实验教学，效果显著。
使用虚拟仪器搭建信号处理实验平台，可以实现在信号的测量和测试环节中，应用多种信号处理的方法，并且可以为测试的网络控制和自动控制过程创造条件，同时很节约成本，更高效率的利用开发性人才。
1.2
1986年美国国家仪器公司(NationalInstruments,NI)提出了虚拟仪器(VirtualInstrument,VI)概念，同时定义了虚拟仪器的概念，虚拟仪器是在PC技术的基础上，通过增加相应的硬件和软件，而构建成的一个具有可视化和可操控界面，并且可以重复使用的测试仪器系统.与传统仪器相比较,虚拟仪器具有巨大的优势。美国NI公司在提出虚拟仪器的概念以后,又开发了图形化的虚拟仪器专用开发软件LabVIEW。这种平台软件采用了独特的图形化编程方式,编程的过程十分简单方便,因此是当前最受欢迎最主流的虚拟仪器开发软件平台。
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第1
1.1
为了有效的传播和利用消息，我们常常需要把信息转变成利于传输和处理的信号。信号是传递消息的载体，它一般表现为一个随着时间变化的物理量。根据这个物理量的不同，我们可把信号分为声音信号、光学信号、电信号等不同类型的信号。在各种类型的信号中，最易于控制处理和信息传输的便是电信号。同时，在实际应用中，许多非电信号可以通过适当的传感器来转变成电信号。所以电信号的研究是具有十分重要的意义。