函数信号发生器设计

基于labview的信号发生器的设计

设计目标：

1）产生的正弦波、三角波、锯齿波能够调节频率、幅值、相位；方波能够调节占空比。

2）在调节的基础上能够将频率、幅值和相位的值显示出来。

设计思路：

<波形选择>：选用case条件结构。我可以在case结构中添加多个条件分支，并用特定的数据类型表示不同的波形。在case结构中的条件选择端口加一个【文本下拉列表】，输入各个可以产生的波形（必须与条件分支中的标签一一对应），这样就可以实现波形的选择了。

<信号产生>：使用【函数选板】中的【信号处理】的子选板中的【波形生成】中的【正弦波形】、【方波】、【三角波】、【锯齿波】。

<波形控制>在case条件结构的外面再加一个while循环结构。

<参数显示>：只需在程序框图中加一个显示控件或局部

<信号输出>：由于没有DAQ，所以输出只用波形图表显示控件代替。

程序框图及前面板的设计

1．正弦波信号的产生及参数的设计

选择【波形生成】，即正弦波形（），它一共有四个参数：频率、幅值、相位、直流偏移量。只要我把四个参数都设置为变量，就能实现各个参数的调节，进而产生能满足不同要求的波形。

这只实现了一种波形，还有其它波形。所以就涉及到了波形的选择。因此，我用了case条件结构。改变【选择器标签】中的数据类型，并添加所需要的条件分支。这样就可以实现正弦波。为了使我们所得到的波形的参数更加准确，可以再添加一个显示控件；这样，调节参数的同时，也可以观测它的值，看是否达到要求。

正弦波的原理图如下所示：

“频率”加入了单位：“Hz”。

2．方波信号的产生及参数的设计

选择【波形生成】中的方波波形（），它一共有五个参数：频率、幅值、相位、直流偏移量、占空比。其中，占空比尤其重要，不仅要能调节，而且要准确的显示它的数值。同样，把其它四个参数都设置为变量。

涉及到的波形切换，用case条件结构

方波的原理图如下所示：

3锯齿波信号的产生及参数的设计

选择【波形生成】中的锯齿波形（），一共有四个参数：频率、幅值、相位、直流偏移量。把四个参数都设置为变量，就能实现各个参数的调节。

再用一个case条件结构

锯齿波的设计原理图如下所示：

4.三角波信号的产生及参数的设计

选择【波形生成】，三角波形（），它一共有四个参数：频率、幅值、相位、直流偏移量。同时，把四个参数都设置为变量，就能实现各个参数的调节。

用case条件结构

三角波的设计原理图如下所示：

5.波形控制的设计

当我们在使用完信号发生器以后，必须把它关掉。所以在总的框图外面加一个while循环结构，【循环条件】处连接一个【开关】控件，并且选择【真时继续】。设计如下图所示：

6.前面板的设计

下面是设计的前面板，如图所示：

7．程序框图

信号发生器工作验证

1．正弦波的工作过程及波形验证

一切准备就绪以后，点【连续运行】，此时【开关】为“开”的状态，否则没有任何波形的输出。程序正常运行后，转动“频率”、“幅值”等参数的旋钮，此时会发现显示的波形也随着改变。

验证波形图如下所示：

2．方波的工作过程及波形验证

准备就绪以后，点【连续运行】，此时【开关】为“开”的状态，否则没有任何波形的输出。程序正常运行后，转动“频率”、“幅值”等参数的旋钮，此时会发现显示的波形也随着改变。

验证波形图如下所示：

3．三角波的工作过程及波形验证

确定程序无误后，点【连续运行】，此时【开关】为“开”的状态，否则没有任何波形的输出。程序正常运行后，转动“频率”、“幅值”等参数的旋钮，此时会发现显示的波形也随着改变。

验证波形图如下所示：

4．锯齿波的工作过程及波形验证

设计完成并确定没错以后，点【连续运行】，此时【开关】为“开”的状态，否则没有任何波形的输出。程序正常运行后，转动“频率”、“幅值”等参数的旋钮，此时会发现显示的波形也随着改变。

验证波形图如下所示：