二階網(wǎng)絡(luò)頻響特性

1、 沈陽理工大學課程設(shè)計專用紙 noiii 成 績 評 定 表學生姓名班級學號專 業(yè)測控技術(shù)與儀器課程設(shè)計題目二階網(wǎng)絡(luò)頻響特性評語組長簽字：成績?nèi)掌?20 年 月 日課程設(shè)計任務(wù)書學 院信息學院專 業(yè)測控技術(shù)與儀器學生姓名張麗良班級學號0903020228課程設(shè)計題目網(wǎng)絡(luò)的頻響特性分析二階系統(tǒng)的頻響性分析3實踐教學要求與任務(wù):1、學習labview軟件知識及應(yīng)用2、學習并研究信號分析與處理課題有關(guān)理論3、利用labview編程，完成相應(yīng)的信號分析與處理課題4、寫出課程設(shè)計報告,打印程序，給出運行結(jié)果工作計劃與進度安排:第一周：周一：1、布置課程設(shè)計任務(wù)、要求 2、每人一題 周二-周五：利用lab

2、view編程，完成相應(yīng)的信號分析與處理課題：1、學習labview軟件知識及應(yīng)用 2、學習并研究信號分析與處理課題有關(guān)理論 3、利用labview編程，完成相應(yīng)的信號分析與處理課題第二周：周一-周四： 1、上機編程、調(diào)試 2、檢查編程、運行結(jié)果 3、撰寫課程設(shè)計報告書 周五： 答辯，上交報告。指導教師： 201 年 月 日專業(yè)負責人：201 年 月 日學院教學副院長：201 年 月 日目 錄目 錄i1 引言12 虛擬儀器開發(fā)軟件labview入門22.1 labview介紹22.2 利用labview編程完成習題設(shè)計33利用labview實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的頻響特性之二階系統(tǒng)的頻響特性分析的設(shè)計213.

3、1網(wǎng)絡(luò)的頻響特性的基本原理213.2網(wǎng)絡(luò)的頻響特性的編程設(shè)計及實現(xiàn)213.3運行結(jié)果及分析23總結(jié)25參考文獻26沈陽理工大學 沈陽理工大學課程設(shè)計專用紙 no271 引言labview是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器（ni）公司研制開發(fā)的，類似于c和basic開發(fā)環(huán)境，但是labview與其他計算機語言的顯著區(qū)別是：其他計算機語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而labview使用的是圖形化編輯語言g編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。盡可能采用了通用的硬件，各種儀器的差異主要是軟件?？沙浞职l(fā)揮計算機的能力，有強大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強的儀器。用戶可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種

4、儀器。與 c 和 basic 一樣，labview2也是通用的編程系統(tǒng)，有一個完成任何編程任務(wù)的龐大函數(shù)庫。labview2的函數(shù)庫包括數(shù)據(jù)采集、gpib、串口控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù) labview標志顯示及數(shù)據(jù)存儲，等等。labview2也有傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具，如設(shè)置斷點、以動畫方式顯示數(shù)據(jù)及其子程序（子vi）的結(jié)果、單步執(zhí)行等等，便于程序的調(diào)試。 labview2（laboratory virtual instrument engineering workbench）是一種用圖標代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語言。傳統(tǒng)文本編程語言根據(jù)語句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，而 labvie

5、w 2則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點之間的數(shù)據(jù)流向決定了vi及函數(shù)的執(zhí)行順序。vi指虛擬儀器，是 labview 2的程序模塊。沈陽理工大學2 虛擬儀器開發(fā)軟件labview入門2.1 labview介紹虛擬儀器技術(shù)是儀器技術(shù)和計算機技術(shù)深層次相結(jié)合的產(chǎn)物。從20世紀80年代起，虛擬儀器逐漸被工業(yè)界和學術(shù)界所認識。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，它已成為21 世紀測試技術(shù)和儀器技術(shù)發(fā)展的主要方向，它的出現(xiàn)，使測量儀器和計算機之間的界線消失，是儀器領(lǐng)域的一次革命 虛擬儀器系統(tǒng)是由計算機、應(yīng)用軟件和儀器硬件三大要素構(gòu)成的。軟件技術(shù)是虛擬儀器的核心技術(shù)。常用的虛擬儀器用開發(fā)軟件labview。 labvie

6、w是一個劃時代的圖形化編程系統(tǒng)，它提供了一套全新的程序編寫方法，用于測試與測量、數(shù)據(jù)采集與控制，及過程監(jiān)控等方面，可通過圖形化前面板來控制系統(tǒng)，并顯示所得結(jié)果。labview在測試、測量和自動化等領(lǐng)域具有最大的優(yōu)勢，因為labview提供了大量的工具與函數(shù)用于數(shù)據(jù)采集、分析、顯示和存儲。用戶可以在數(shù)分鐘內(nèi)完成一套完整的從儀器連接、數(shù)據(jù)采集到分析、顯示和存儲的自動化測試測量系統(tǒng)。它被廣泛地應(yīng)用于汽車、通信、航空、半導體、電子設(shè)計生產(chǎn)、過程控制和生物醫(yī)學等各個領(lǐng)域。2.2 利用labview編程完成習題設(shè)計1. 寫一個類正弦波發(fā)生器，要求頻率和幅度可調(diào)圖2.1習題1前面板圖 圖2.2習題1程序面板

7、圖2.2.2習題3.1新建一個vi，進行如下練習：任意放置幾個控件在前面板，改變它們的位置、名稱、大小、顏色等等。在vi前面板和后面板之間進行切換，并排排列前面板和后面板窗口圖2.2.2習題1前面板圖圖2.2.2習題1程序面板圖2.2.3習題3.2 編寫一個vi求三個數(shù)的平均值，如右圖所示。要求對三個輸入控件等間隔并右對齊，對應(yīng)的程序框圖控件對象也要求如此對齊。添加注釋，分別用普通方式和高亮方式運行程序，體會數(shù)據(jù)流向。單步執(zhí)行一遍圖2.2.3習題2前面板圖 圖2.2.3習題2程序面板圖 2.2.4習題4.1寫一個vi判斷兩個數(shù)的大小，如右圖所示：當ab時，指示燈亮 圖2.2.4習題1前面板圖圖

8、2.2.4習題1程序面板圖2.2.5 習題4.2寫一個vi獲取當前系統(tǒng)時間，并將其轉(zhuǎn)換為字符串和浮點數(shù)。這在實際編程中會經(jīng)常遇到。 圖2.2.5習題2前面板圖圖2.2.5習題2程序面板圖2.2.6 習題4.3寫一個溫度監(jiān)測器，如右圖所示，當溫度超過報警上限，而且開啟報警時，報警燈點亮。溫度值可以由隨即數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生。 圖2.2.6習題3前面板圖圖2.2.6習題3程序面板圖2.2.7 習題4.5給定任意x, 求如下表達式的值圖2.2.7習題5前面板圖圖2.2.7習題5程序板圖2.2.8習題5.1利用順序結(jié)構(gòu)和timing面板下的tick count vi，計算for循環(huán)產(chǎn)生一個長度為20000點的

9、隨機波形所需的時間。圖2.2.8習題1前面板圖圖2.2.8習題1程序板圖2.2.9習題5.2為第4章習題4添加一個while循環(huán)和定時器，實現(xiàn)連續(xù)的溫度采集監(jiān)測圖2.2.9習題2前面板圖圖2.2.9習題2程序板圖2.2.10習題5.3計算學生三門課（語文，數(shù)學，英語）的平均分，并根據(jù)平均分劃分成績等級。要求輸出等級a,b,c,d,e。90分以上為a，8089為b，7079為c，6069為d，60分以下為e。圖2.2.10習題3前面板圖圖2.2.10習題3程序板圖2.2.11習題6.1為第5章的習題2連續(xù)溫度采集監(jiān)測添加報警信息，如下圖所示，當報警發(fā)生時輸出報警信息，例如“溫度超限！當前溫度78

10、.23”，正常情況下輸出空字符串。圖2.2.11習題1前面板圖圖2.2.11習題1程序板圖2.2.12習題6.2將一些字符串和數(shù)值轉(zhuǎn)換成一個新的輸出字符串，輸出的字符串gpib命令字符串，他可以用來與串口儀器進行通信，如圖圖2.2.12習題2前面板圖圖2.2.12習題2程序板圖2.2.13習題6.3用for循環(huán)創(chuàng)建一個數(shù)組，并用圖形顯示輸出的數(shù)組。如下圖所示：圖2.2.13習題3前面板圖圖2.2.13習題3程序板圖2.2.14習題6.4利用簇模擬汽車控制，如右圖所示，控制面板可以對顯示面板中的參量進行控制。油門控制轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速油門*100，檔位控制時速,時速檔位*40，油量隨vi運行時間減少。圖

11、2.2.14習題4前面板圖圖2.2.14習題4程序板圖2.2.15習題7.1利用隨機數(shù)發(fā)生器仿真一個0到5v的采樣信號，每200ms采一個點，利用實時趨勢曲線實時顯示采樣結(jié)果。圖2.2.15習題1前面板圖圖2.2.15習題1程序板圖2.2.16習題7.2在習題1的基礎(chǔ)上再增加1路電壓信號采集，此路電壓信號的范圍為5到10v。圖2.2.16習題2前面板圖圖2.2.16習題2程序板圖2.2.17習題7.3利用隨機數(shù)發(fā)生器仿真一個0到5v的采樣信號，每200ms采一個點，共采集50個點，采集完后一次性顯示在waveform graph上。圖2.2.17習題3前面板圖圖2.2.17習題3程序板圖2.2

12、.18習題7.4在習題3的基礎(chǔ)上再增加1路電壓信號采集，此路電壓信號的范圍為5到10v，采樣間隔是50ms，共采100個點。采樣完成后，將兩路采樣信號顯示在同一個waveform graph中。圖2.2.18習題4前面板圖圖2.2.18習題4程序板圖3利用labview實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)頻響特性之二階系統(tǒng)頻響特性設(shè)計3.1 網(wǎng)絡(luò)的頻響特性分析的的基本原理所謂“頻響特性”是指系統(tǒng)在正弦信號激勵之下穩(wěn)態(tài)響應(yīng)隨信號頻率的變化情況。這包括幅度隨頻率的響應(yīng)以及相位隨頻率的響應(yīng)兩個方面，即幅頻特性和相頻特性。給定二階系統(tǒng)，求出系統(tǒng)函數(shù)h(s),由 ，得到幅頻特性和相頻特性，當在0之間變化時，就得到幅頻特性曲線和和相頻特性曲線。3.2 3.1網(wǎng)絡(luò)的頻響特性的編程設(shè)計及實現(xiàn)3.3 運行結(jié)果及分析圖3.1 運行結(jié)果圖圖3.2 運行結(jié)果圖結(jié)果分析：二階網(wǎng)絡(luò)特性中， 幅值和相位隨著電容和電阻的變化而變化，即隨著極點的位置變化幅值和相位呈現(xiàn)不同的效果，運行結(jié)果與設(shè)計的思路大體一致。總結(jié)在二階網(wǎng)絡(luò)特性中，低頻截止頻率和高頻截止頻率相差幾個數(shù)量級，不能在同一坐標系中顯示，因此用兩個示波器顯示。 本課設(shè)的擴展內(nèi)容就是我們可以改變r和c使其