LABVIEW在_信號(hào)處理_教學(xué)中的應(yīng)用_圖文

1、第 24卷第 2期V ol 124 N o 12長春師范學(xué)院學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 Journal of Chang Chun T eachers C ollege (Natural Science 2005年 6月 Jun 2005LABVIEW 在信號(hào)處理教學(xué)中的應(yīng)用魏 燕 1, 馬偉順 2(1. 山東萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系 , 山東萊蕪 271100; 2. , 湖南武漢 430070摘 要 ,提出了一種基于 LABVIEW 。關(guān)鍵詞 數(shù)字信號(hào)處理 ; LABVIEW中圖分類號(hào) TP33 A 1008-178X (2005 02-0012203收稿日期 2005-04-11作者簡介 魏 燕

2、(1972- , 女 , 山東萊蕪人 , 山東萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系講師 , 從事物理教學(xué)研究 。1、 LABVIEW LabVIEW (Instrument Engineering W orkbench , 實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺(tái) 是一個(gè)基 于 G 語言 (G Language , 圖形化編程語言 的具有革命性的圖形化開發(fā)環(huán)境 , 它內(nèi)置信號(hào)采集 、 測量分析與數(shù)據(jù)顯示功能 , 摒棄了傳統(tǒng)開發(fā)工具的復(fù)雜性 , 為您提供強(qiáng)大功能的同時(shí)還保證了系統(tǒng)靈 活性 。 LabVIEW 將廣泛的數(shù)據(jù)采集 、 分析與顯示功能集中在同一個(gè)環(huán)境中 , 讓您可以在自己的平臺(tái)上 無縫地集成一套完整的應(yīng)用方案 。所謂

3、“ 虛擬儀器” , 就是借助于計(jì)算機(jī)的軟硬件平臺(tái) , 配以少量的輔助設(shè)備 (或器件 , 構(gòu)成功能 適合用戶要求的儀器 。 利用虛擬儀器軟件開發(fā)平臺(tái)在計(jì)算機(jī)屏幕上虛擬出儀器的面板 , 用戶通過鼠標(biāo) 或鍵盤操作虛擬儀器面板上的旋鈕 、 開關(guān)和按鍵 , 設(shè)置各種工作參數(shù) , 啟動(dòng)或停止儀器 。 測量結(jié)果可 以從虛擬儀器面板讀出 。 用戶在屏幕上通過虛擬儀器面板對(duì)儀器的操作如同在真實(shí)儀器上的操作一樣 直觀 、 方便 、 靈活 。 另外 , 個(gè)人計(jì)算機(jī)的參與大大提高儀器的數(shù)據(jù)處理能力 。2、 問題的提出數(shù)字信號(hào)處理 (Digital Signal Processing , 簡稱 DSP 是一門涉及許多學(xué)

4、科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng) 域的新興學(xué)科 。 20世紀(jì) 60年代以來 , 隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展 , 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到 了迅速的發(fā)展 。 在過去的二十多年時(shí)間里 , 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng) 用 。數(shù)字信號(hào)處理是利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備 , 以數(shù)字形式對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集 、變換 、濾波 、估值 、 增強(qiáng) 、 壓縮 、 識(shí)別等處理 , 以得到符合人們所需要的信號(hào)形式 。數(shù)字信號(hào)處理是一門以算法為核心的理論性很強(qiáng)的學(xué)科 。現(xiàn)有關(guān)于 DSP 方面的書籍大多數(shù)都是 講解算法 、 推導(dǎo)和證明算法的教科書 。 由于數(shù)字信號(hào)處理的概念比較抽象 , 學(xué)生很難把數(shù)學(xué)函數(shù)和實(shí) 際的波

5、形聯(lián)系在一起 , 使學(xué)生的課后實(shí)踐受到相當(dāng)?shù)南拗?, 在很大程度上影響本課的教學(xué)效果 。 3、 問題的解決國外在若干年前 , 就開始把交互式軟件 MAT LAB 用于數(shù)字信號(hào)處理的教學(xué)過程中 , 其成功之處 , 便是采用了易學(xué)易用 、 功能強(qiáng)大的系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)作為計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件 。 在高等職業(yè)院校 , 信號(hào)處 理主要是學(xué)習(xí)基于一般信號(hào)分析處理技術(shù) , labview 在一般信號(hào)處理時(shí)基本上不需要 c 語言程序的編 程 , 在教學(xué)中 , 教師可以通過 labview 的界面把數(shù)學(xué)函數(shù)和波形聯(lián)系起來 , 教學(xué)過程直觀易懂 。 4、 教學(xué)實(shí)例應(yīng)用411 調(diào)幅波解調(diào)原理調(diào)幅波表達(dá)式 :(t =E m

6、 Z (t sin 0tEm 常量 0高頻載波角頻率 Z (t 低頻緩變信號(hào) 解調(diào)后信號(hào)表達(dá)式 :f (t =2cos Z (t =k Z (t 式中 , k =2cos 為比例常量 , 圖 1和圖 2分別是前面板和流程圖 。21 圖 1前面板 圖 1 流程圖412 正弦波信號(hào)頻譜分析 (FFT 正弦波表達(dá)式 y =A sin 0t 經(jīng)過 FFT 變換后函數(shù)的波形如圖 2所示 。5、 結(jié)束語圖形化程序設(shè)計(jì)編程簡單 、直觀 、開發(fā)效率高 。隨著 LABVIEW 作為一種測控領(lǐng)域的開發(fā)平臺(tái) , 在儀表測控行業(yè)將有廣泛的應(yīng)用 。 它對(duì)于提高編程效率 , 縮短程序開發(fā)周期是極其有效的 。 將之作為 已

7、有一定計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的儀表測控專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是可行的 , 既可以解決教學(xué)上 的實(shí)踐問題 , 又能鞏固學(xué)生的程序設(shè)計(jì)知識(shí) 。31 圖 2 FFT 變換的前面板和流程圖參 考 文 獻(xiàn) 1劉君華 . 基于 LABVIEW 的虛擬儀器設(shè)計(jì) M.電子工業(yè)出版社 .2程佩青 . 數(shù)字信號(hào)處理教程 M.清華大學(xué)出版 .The Application of LabVIEW in the T eaching of ” Principles of Signal Processing ” WEI Y an 1, MA Wei -shun 2(1. E lectromechanics Departme

8、nt , Laiwu V ocational C olleg ShanD ong 271100, China ;2. School of E lectromechanics Engineering WuHan University of T echnology 430070, China Abstract :The platform of s oftware development is a new type of C om puter Measurement and C ontrol System. An assistant method of teaching for the experiment of digital processing has been put forward based on LabVIEW with the character of its G