基于labview的虛擬信號發(fā)生分析儀的設(shè)計(jì)

1、第1頁共40頁基于基于LABVIEW的虛擬信號發(fā)生分析儀的設(shè)計(jì)的虛擬信號發(fā)生分析儀的設(shè)計(jì)摘要摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電子技術(shù)也受到了越來越多的關(guān)注，而它的發(fā)展離不開測試技術(shù)，信號分析作為測試技術(shù)中一個重要的組成部分，就需要我們更多的關(guān)注。在不同的應(yīng)用環(huán)境下采用不同的信號分析儀來進(jìn)行測試具有重要的意義。本文設(shè)計(jì)的虛擬信號發(fā)生分析儀主要是針對一些機(jī)械、噪聲、音頻等方面的信號，對于這種指標(biāo)要求不是太高、成本較低的分析儀作為教學(xué)儀器是非常

2、合適的。本文正是基于這種目的設(shè)計(jì)此虛擬信號發(fā)生分析儀。本文中設(shè)計(jì)的虛擬信號發(fā)生分析儀主要是在LABVIEW平臺的基礎(chǔ)上，以硬件平臺的采集模塊為前提，LABVIEW軟件平臺為編程工具來實(shí)現(xiàn)的。文中首先介紹了虛擬儀器LABVIEW的總體概況，發(fā)展歷程以及研究意義，隨后詳細(xì)介紹了設(shè)計(jì)的軟硬件情況，具體內(nèi)容主要包括了數(shù)據(jù)采集模塊和信號發(fā)生分析模塊。硬件的采集模塊中，為了適應(yīng)更高的信號分析需求，將此模塊原來8位的采集芯片AD9288更換成了12位

3、的AD9224，并重新排版布局，以此提高測量精度；對于通信模塊來說，此模塊主要進(jìn)行電腦與平臺的通信，將原來EPP并行模式通信方式轉(zhuǎn)換為USB串口轉(zhuǎn)EPP并行模式。在存儲控制模塊中，此模塊通過FPGA與S口實(shí)現(xiàn)對采集模塊的控制以及對采集數(shù)據(jù)的存儲等功能。在軟件方面，采用模塊化的軟件設(shè)計(jì)方式，詳細(xì)闡述了編程思想和設(shè)計(jì)流程圖，并通過LABVIEW軟件平臺進(jìn)行虛擬信號發(fā)生分析儀的控制面板、數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)以及運(yùn)用FFT算法進(jìn)行頻譜分析的設(shè)計(jì)，

4、實(shí)現(xiàn)信號發(fā)生、信號采集、信號時域分析與信號頻域分析的功能。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：信號分析儀數(shù)據(jù)采集LABVIEW時域分析頻域分析第3頁共40頁1緒論緒論1.11.1引言引言近年來，由于電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通及家庭中的應(yīng)用日益廣泛，信號發(fā)生分析儀也得到了廣泛的應(yīng)用。信號分析儀是一種信號分析儀器，它用來觀察、測量、記錄各種物理現(xiàn)象并以圖形方式顯示信號與時間關(guān)系。信號分析儀直觀的效果有助于對被測對象的理解，因此

5、它得到了廣泛的應(yīng)用，成為目前電子測量中重要工具之一【1】。在過去的一個世紀(jì)里，儀器技術(shù)得到了不斷的發(fā)展，大致經(jīng)歷了模擬儀器、數(shù)字儀器和智能儀器三個階段。其共同特點(diǎn)是“信號采集與控制、信號分析與處理、結(jié)果的表達(dá)與輸出“三大功能模塊，而這些模塊只能由廠家來定義、制造，那樣就使得儀器功能固定、靈活性差。在當(dāng)今的技術(shù)發(fā)展條件下，將計(jì)算機(jī)與儀器結(jié)合進(jìn)行測試操作，如將儀器的信號分析與處理、結(jié)果表達(dá)與輸出放到計(jì)算機(jī)上完成，或?qū)x器的三大功能模塊全部放

6、到計(jì)算機(jī)上來完成，是完全可能的，在這種需求的背景條件下誕生了虛擬儀器。虛擬儀器這不僅增強(qiáng)了傳統(tǒng)儀器的功能，而且還大大地降低了成本，方便了我們的測試人員【2】。虛擬信號發(fā)生分析儀是在當(dāng)今電子科學(xué)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的大背景下，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能，使軟件發(fā)揮更加重要的作用，促進(jìn)了虛擬分析儀的快速發(fā)展。在這樣的情況下，頻譜分析儀向著高效、高速、高精度和高可靠性以及自動化、智能化、模塊化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，并且越來越能突顯其靈活性和方

7、便性，并滿足多數(shù)用戶的需求。虛擬分析儀技術(shù)兼顧了虛擬儀器的優(yōu)勢，因此它具有虛擬儀器的靈活性和便捷性，因此在構(gòu)建虛擬頻譜儀的時候就顯得十分方便。如果相關(guān)硬件平臺結(jié)合軟件開發(fā)的虛擬頻譜儀與實(shí)驗(yàn)室的物理環(huán)境結(jié)合起來，就能更好的提高教學(xué)質(zhì)量，并增強(qiáng)學(xué)生的動手能力與工程實(shí)踐能力【3】。因此，正式基于此種目的而開發(fā)虛擬分析儀的。本課題研究的虛擬信號分析儀隸屬于教育部立項(xiàng)的教學(xué)研究項(xiàng)目中一個重要組成部分。該項(xiàng)目的目的是為了研制和開發(fā)一個通用的測試平臺