虛擬儀器與電子測量實(shí)驗(yàn)

1、YANGTZE NORMAL UNIVERSITY1虛擬儀器與電子測量實(shí)驗(yàn)電子信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心電子信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心YANGTZE NORMAL UNIVERSITY實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)一 創(chuàng)建和編輯VI程序、建立和調(diào)用子VI實(shí)驗(yàn)二 循環(huán)和圖表實(shí)驗(yàn)三 分支結(jié)構(gòu)、順序結(jié)構(gòu)和公式節(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)四 數(shù)組和圖形實(shí)驗(yàn)五 字符串和文件I/O操作實(shí)驗(yàn)六 測試信號(hào)的產(chǎn)生和分析實(shí)驗(yàn)七 計(jì)數(shù)器的使用實(shí)驗(yàn)八 虛擬儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)九 示波器技術(shù)性能的測試實(shí)驗(yàn)十 電壓表波形響應(yīng)和頻率響應(yīng)的研究實(shí)驗(yàn)十一 頻率合成信號(hào)源實(shí)驗(yàn)十二 掃頻儀的使用實(shí)驗(yàn)十三 用李沙育圖形測量頻率YANGTZE NORMAL UNIVERSITY實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)

2、一 創(chuàng)建和編輯創(chuàng)建和編輯VI程序、建立和調(diào)用子程序、建立和調(diào)用子VIu 熟悉熟悉LabVIEW的運(yùn)行環(huán)境的運(yùn)行環(huán)境u 學(xué)會(huì)創(chuàng)建學(xué)會(huì)創(chuàng)建VI程序程序 u 掌握編輯掌握編輯VI程序的方法程序的方法u 學(xué)習(xí)使用調(diào)試工具調(diào)試學(xué)習(xí)使用調(diào)試工具調(diào)試VI程序程序u 學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)VI子程序的建立和調(diào)用子程序的建立和調(diào)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模?YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu VI（虛擬儀器）有三個(gè)主要部分：（虛擬儀器）有三個(gè)主要部分： 前面板、程序框圖和圖標(biāo)前面板、程序框圖和圖標(biāo)/連接口。連接口。u 模板：提供各種常用的工具和函數(shù)模板：提供各種常用的工具和函數(shù) 模板分為工具模板、控制模板、功能模

3、板。模板分為工具模板、控制模板、功能模板。實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理：YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu程序調(diào)試的常用方法：程序調(diào)試的常用方法： 當(dāng)當(dāng)Run按鈕上出現(xiàn)折斷的箭頭則表示程序不能執(zhí)行，按鈕上出現(xiàn)折斷的箭頭則表示程序不能執(zhí)行，可以點(diǎn)擊該按鈕找到出錯(cuò)的對(duì)象?？梢渣c(diǎn)擊該按鈕找到出錯(cuò)的對(duì)象。 使用高亮執(zhí)行、單步執(zhí)行的方式和斷點(diǎn)工具、探針使用高亮執(zhí)行、單步執(zhí)行的方式和斷點(diǎn)工具、探針工具來跟蹤數(shù)據(jù)在工具來跟蹤數(shù)據(jù)在VI程序中的流動(dòng)，這樣可方便的調(diào)試程序中的流動(dòng)，這樣可方便的調(diào)試VI程序。程序。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu VI子程序的兩個(gè)組成部分：子程序的兩個(gè)

4、組成部分： 圖標(biāo)和連接口。圖標(biāo)和連接口。 用圖標(biāo)編輯器（用圖標(biāo)編輯器（Icon Editor）來創(chuàng)建）來創(chuàng)建VI的圖標(biāo)的圖標(biāo) VI子程序的連接口是子程序和主程序之間傳遞數(shù)據(jù)子程序的連接口是子程序和主程序之間傳遞數(shù)據(jù)的端口。定義連接口時(shí)，先選擇的端口。定義連接口時(shí)，先選擇VI需要的端口數(shù)，然后使需要的端口數(shù)，然后使用連線工具將前面板的指示器和控制器分配給每一個(gè)端口。用連線工具將前面板的指示器和控制器分配給每一個(gè)端口。調(diào)用子調(diào)用子VI的方法：的方法： 在在Function模板中選擇模板中選擇Select a VI選項(xiàng)選項(xiàng) YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu 打開打開Bouncin

5、g Cube VI （在（在BASCLASS.LLB庫內(nèi)）。庫內(nèi)）。u 創(chuàng)建一個(gè)創(chuàng)建一個(gè)VI程序：程序： 比較兩個(gè)數(shù)，如果兩數(shù)相等則燈亮。比較兩個(gè)數(shù)，如果兩數(shù)相等則燈亮。u 掌握掌握LabVIEW編輯技術(shù)和調(diào)試方法。編輯技術(shù)和調(diào)試方法。u 創(chuàng)建一個(gè)將作為創(chuàng)建一個(gè)將作為VI子程序的一個(gè)測量溫度的子程序的一個(gè)測量溫度的VI程序。程序。u 選擇程序框圖的部分節(jié)點(diǎn)，用選擇程序框圖的部分節(jié)點(diǎn)，用Creat SubVI選項(xiàng)創(chuàng)建選項(xiàng)創(chuàng)建VI子程序。子程序。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu 學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)使用WhileWhile循環(huán)和循環(huán)和ForFor循環(huán)。循環(huán)。u 學(xué)

6、習(xí)使用圖表繪制循環(huán)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)曲線。學(xué)習(xí)使用圖表繪制循環(huán)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)曲線。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 循環(huán)和圖表循環(huán)和圖表 YANGTZE NORMAL UNIVERSITYuWhileWhile循環(huán)和循環(huán)和ForFor循環(huán)是兩種可以用來重復(fù)執(zhí)行子框圖的結(jié)構(gòu)。循環(huán)是兩種可以用來重復(fù)執(zhí)行子框圖的結(jié)構(gòu)。 WhileWhile循環(huán)只要與其相連的循環(huán)只要與其相連的conditionalconditional端口值為端口值為TrueTrue就執(zhí)行，就執(zhí)行，為為FalseFalse則停止循環(huán)。則停止循環(huán)。 ForFor循環(huán)執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的循環(huán)執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的countcount端口的次數(shù)。端口的次數(shù)。實(shí)驗(yàn)

7、原理：實(shí)驗(yàn)原理：YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu循環(huán)時(shí)間的設(shè)定。循環(huán)時(shí)間的設(shè)定。 使用使用Wait Until Next ms MultipleWait Until Next ms Multiple函數(shù)，設(shè)定每次循函數(shù)，設(shè)定每次循環(huán)的時(shí)間為指定的毫秒數(shù)（環(huán)的時(shí)間為指定的毫秒數(shù)（1s=1000ms1s=1000ms）u使用移位寄存器保存每次循環(huán)數(shù)據(jù)。使用移位寄存器保存每次循環(huán)數(shù)據(jù)。u圖表是一種顯示一條或多條曲線的數(shù)值指示器。圖表是一種顯示一條或多條曲線的數(shù)值指示器。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu創(chuàng)建一個(gè)創(chuàng)建一個(gè)VIVI程序隨機(jī)產(chǎn)生數(shù)據(jù)并在圖表上用程序隨機(jī)

8、產(chǎn)生數(shù)據(jù)并在圖表上用Scope UpdateScope Update方方式顯示數(shù)據(jù)，該程序在前面板有一個(gè)旋鈕控制器可以在式顯示數(shù)據(jù)，該程序在前面板有一個(gè)旋鈕控制器可以在0 02 2秒秒之間調(diào)節(jié)循環(huán)速率，使用一開關(guān)控制之間調(diào)節(jié)循環(huán)速率，使用一開關(guān)控制VIVI程序運(yùn)行。程序運(yùn)行。 u使用移位寄存器求平均值。使用移位寄存器求平均值。 u創(chuàng)建一個(gè)創(chuàng)建一個(gè)VIVI程序，每秒測量一次溫度，并顯示在波形程序，每秒測量一次溫度，并顯示在波形ChartChart指指示器上。如果溫度高出或低于設(shè)定范圍，示器上。如果溫度高出或低于設(shè)定范圍，VIVI程序點(diǎn)亮前面板的程序點(diǎn)亮前面板的2 2個(gè)個(gè)LED LED 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

9、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：YANGTZE NORMAL UNIVERSITY)()(kxxkest)1()()()()(1kekeKkeKkeKKADIkip控制量：控制量：思考和練習(xí)：思考和練習(xí)：1 1、創(chuàng)建一個(gè)、創(chuàng)建一個(gè)VIVI程序，產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)直到該數(shù)與指定值相匹配，程序，產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)直到該數(shù)與指定值相匹配，循環(huán)計(jì)數(shù)端口記錄在匹配數(shù)出現(xiàn)前循環(huán)重復(fù)的次數(shù)。循環(huán)計(jì)數(shù)端口記錄在匹配數(shù)出現(xiàn)前循環(huán)重復(fù)的次數(shù)。 2 2、設(shè)計(jì)自動(dòng)控制中的數(shù)字、設(shè)計(jì)自動(dòng)控制中的數(shù)字PIDPID計(jì)算程序，并且在一個(gè)圖上同計(jì)算程序，并且在一個(gè)圖上同時(shí)顯示設(shè)定值、實(shí)測值（調(diào)用溫度模擬仿真時(shí)顯示設(shè)定值、實(shí)測值（調(diào)用溫度模擬仿真VIVI產(chǎn)生）和控制

10、產(chǎn)生）和控制量的曲線和數(shù)值。其中，量的曲線和數(shù)值。其中，PIDPID系數(shù)分別為系數(shù)分別為1 1，0.010.01，1 1，設(shè)定值，設(shè)定值取取75758585可調(diào)。計(jì)算公式為：可調(diào)。計(jì)算公式為：偏差：偏差：YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)CASECASE結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)和SEQUENCESEQUENCE結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)u掌握公式節(jié)點(diǎn)的使用掌握公式節(jié)點(diǎn)的使用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 分支結(jié)構(gòu)、順序結(jié)構(gòu)和公式節(jié)點(diǎn)分支結(jié)構(gòu)、順序結(jié)構(gòu)和公式節(jié)點(diǎn) YANGTZE NORMAL UNIVERSITYuCaseCase結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)和SequenceSequence結(jié)構(gòu)是兩種控制數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)

11、。結(jié)構(gòu)是兩種控制數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)。 根據(jù)根據(jù)CaseCase結(jié)構(gòu)選擇端口的輸入，可以將結(jié)構(gòu)選擇端口的輸入，可以將CaseCase結(jié)構(gòu)分支到不結(jié)構(gòu)分支到不同的程序框圖。在同的程序框圖。在CaseCase結(jié)構(gòu)的每個(gè)結(jié)構(gòu)的每個(gè)CaseCase邊界以內(nèi)都可以設(shè)置子邊界以內(nèi)都可以設(shè)置子程序框圖。條件選擇可以是布爾的（程序框圖。條件選擇可以是布爾的（2 2種條件）或者是數(shù)字的種條件）或者是數(shù)字的（2312311 1種條件）種條件） 使用使用SequenceSequence結(jié)構(gòu)，可以按一定順序執(zhí)行程序框圖。最先結(jié)構(gòu)，可以按一定順序執(zhí)行程序框圖。最先執(zhí)行的程序框圖部分被置于結(jié)構(gòu)的第一幀，第二個(gè)要執(zhí)行的部執(zhí)行的程序

12、框圖部分被置于結(jié)構(gòu)的第一幀，第二個(gè)要執(zhí)行的部分置于結(jié)構(gòu)的第二幀，以此類推。分置于結(jié)構(gòu)的第二幀，以此類推。實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理： YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu公式節(jié)點(diǎn)可用于運(yùn)算各種公式。公式節(jié)點(diǎn)可用于運(yùn)算各種公式。 使用使用Formula NodeFormula Node，可以直接把很多公式輸入到程序框，可以直接把很多公式輸入到程序框圖，當(dāng)一個(gè)函數(shù)方程有很多變量或很復(fù)雜時(shí)，此特性尤其有圖，當(dāng)一個(gè)函數(shù)方程有很多變量或很復(fù)雜時(shí)，此特性尤其有用。用。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu 設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)VIVI，計(jì)算產(chǎn)生一個(gè)與指定的數(shù)字相等的隨機(jī)數(shù)所需，計(jì)算產(chǎn)生一

13、個(gè)與指定的數(shù)字相等的隨機(jī)數(shù)所需花費(fèi)的時(shí)間?；ㄙM(fèi)的時(shí)間。u 設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)VIVI能夠像計(jì)算器一樣進(jìn)行運(yùn)算。前面板上有兩個(gè)數(shù)能夠像計(jì)算器一樣進(jìn)行運(yùn)算。前面板上有兩個(gè)數(shù)字控制器，用來輸入兩個(gè)數(shù)字，另有一個(gè)指示器，用來顯示字控制器，用來輸入兩個(gè)數(shù)字，另有一個(gè)指示器，用來顯示VIVI對(duì)輸入數(shù)字進(jìn)行運(yùn)算的結(jié)果。用一個(gè)滑動(dòng)條控制器來選擇加、對(duì)輸入數(shù)字進(jìn)行運(yùn)算的結(jié)果。用一個(gè)滑動(dòng)條控制器來選擇加、減、乘、除運(yùn)算。減、乘、除運(yùn)算。u 設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)VIVI，用公式節(jié)點(diǎn)來計(jì)算下列方程，并畫出，用公式節(jié)點(diǎn)來計(jì)算下列方程，并畫出y1y1和和y2y2的的曲線。曲線。y1=x3+x2+5y1=x3+x2+5， y2=

14、mx+b y2=mx+b 。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu 熟悉數(shù)組的創(chuàng)建和數(shù)組函數(shù)的功能和應(yīng)用。熟悉數(shù)組的創(chuàng)建和數(shù)組函數(shù)的功能和應(yīng)用。u 掌握二維圖形的繪制。掌握二維圖形的繪制。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 數(shù)組和圖形數(shù)組和圖形YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu數(shù)組的概念。數(shù)組的概念。 數(shù)組是相同類型的數(shù)據(jù)元素的集合，指針在數(shù)組是相同類型的數(shù)據(jù)元素的集合，指針在0 0到到N N1 1的范圍內(nèi)變化，可以使用多維數(shù)組。的范圍內(nèi)變化，可以使用多維數(shù)組。u圖形是以曲線來顯示數(shù)組中的數(shù)據(jù)，常用的二維圖形控件圖形是以曲線來顯示數(shù)組中的數(shù)據(jù)，

15、常用的二維圖形控件有波形有波形ChartChart和波形和波形GraphGraph和和XY GraphXY Graph，可用顯示多條曲線。，可用顯示多條曲線。圖形控件有很多特性可以用來改變曲線顯示的格式圖形控件有很多特性可以用來改變曲線顯示的格式實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理：YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu數(shù)組函數(shù)的主要功能有：數(shù)組函數(shù)的主要功能有： 求數(shù)組大小求數(shù)組大小 Array SizeArray Size、數(shù)組檢索、數(shù)組檢索 Index Array Index Array 、替換數(shù)組元素替換數(shù)組元素Replace Array SubsetReplace Array Subse

16、t、插入數(shù)組元素、插入數(shù)組元素 Insert Into ArrayInsert Into Array、刪除元素、刪除元素 Delete From ArrayDelete From Array、初、初始化數(shù)組始化數(shù)組Initialize ArrayInitialize Array、創(chuàng)建數(shù)組、創(chuàng)建數(shù)組 Build Array Build Array 、子數(shù)組子數(shù)組 Array SubsetArray Subset、數(shù)組最大值和最小值、數(shù)組最大值和最小值 Array Max Array Max &Min&Min、二維數(shù)組轉(zhuǎn)置、二維數(shù)組轉(zhuǎn)置 Transpose 2D ArrayTran

17、spose 2D Array等，專門對(duì)一等，專門對(duì)一維數(shù)組的操作有循環(huán)移位、倒置維數(shù)組的操作有循環(huán)移位、倒置 、搜索、分離、搜索、分離 、排序、排序、插值、閾值、接插、拆分插值、閾值、接插、拆分YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu 設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)VIVI，產(chǎn)生一個(gè)二維的隨機(jī)數(shù)數(shù)組（，產(chǎn)生一個(gè)二維的隨機(jī)數(shù)數(shù)組（3 3行行1010列），列），數(shù)組產(chǎn)生后，對(duì)每一行進(jìn)行索引并將每一行繪制在它自己的數(shù)組產(chǎn)生后，對(duì)每一行進(jìn)行索引并將每一行繪制在它自己的GraphGraph上（前面板中應(yīng)包括三個(gè)上（前面板中應(yīng)包括三個(gè)GraphGraph指示器）指示器）u 設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)VIVI，產(chǎn)生一維

18、數(shù)組，然后將相鄰的一對(duì)元素相，產(chǎn)生一維數(shù)組，然后將相鄰的一對(duì)元素相乘（從元素乘（從元素0 0和元素和元素1 1開始），最后輸出結(jié)果數(shù)值。開始），最后輸出結(jié)果數(shù)值。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu 設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)VIVI來測量溫度，每隔來測量溫度，每隔0.250.25秒測一次，共測定秒測一次，共測定1010秒。在數(shù)據(jù)采集過程中，秒。在數(shù)據(jù)采集過程中，VIVI將在波形將在波形chatchat上實(shí)時(shí)地顯示測上實(shí)時(shí)地顯示測量結(jié)果。在采集過程結(jié)束后，在量結(jié)果。在采集過程結(jié)束后，在GRAPHGRAPH上畫出數(shù)據(jù)波形曲線，上畫出數(shù)據(jù)波形曲線，并算出溫度的最大值，最

19、小值和平均值。并算出溫度的最大值，最小值和平均值。VIVI將顯示出最佳將顯示出最佳擬合的溫度圖形。擬合的溫度圖形。 u 設(shè)計(jì)一設(shè)計(jì)一VIVI，用獨(dú)立的，用獨(dú)立的X YX Y數(shù)組形成一個(gè)圓環(huán)。數(shù)組形成一個(gè)圓環(huán)。YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu 熟悉字符串函數(shù)的使用熟悉字符串函數(shù)的使用u 學(xué)習(xí)文件學(xué)習(xí)文件I/OI/O操作。操作。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 字符串和文件字符串和文件I/OI/O操作操作YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu 字符串是字符串是ASCIIASCII字符的集合，字符的集合，LabVIEWLabVIEW有很多函數(shù)來處理各種類有很多函數(shù)

20、來處理各種類型的字符串。這些函數(shù)位于型的字符串。這些函數(shù)位于FunctionFunction模板上的模板上的StringString子模板中子模板中 String LengthString Length函數(shù)返回字符串中字符的個(gè)數(shù)。函數(shù)返回字符串中字符的個(gè)數(shù)。 Concatenate StringConcatenate String函數(shù)把所有的輸入字符和字符串連接成函數(shù)把所有的輸入字符和字符串連接成一個(gè)輸出字符串。一個(gè)輸出字符串。 Match PatternMatch Pattern函數(shù)返回匹配的子串，如果沒查找到匹配字符函數(shù)返回匹配的子串，如果沒查找到匹配字符串則返回字符串為空。串則返回字符串

21、為空。 字符串格式化函數(shù)字符串格式化函數(shù)Format Into StringFormat Into String把數(shù)值型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成把數(shù)值型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ASCIIASCII字符串格式。字符串格式。實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理： YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu 文件的文件的I/OI/O操作是指向文件中寫入數(shù)據(jù)以及從文件中讀取數(shù)操作是指向文件中寫入數(shù)據(jù)以及從文件中讀取數(shù)的操作，所有的文件的操作，所有的文件I/OI/O函數(shù)都在函數(shù)都在FunctionsFunctions模板的模板的File I/OFile I/O子子模板中。模板中。 Open/Create/Replace FileOpen/

22、Create/Replace File函數(shù)用來打開、更換一個(gè)已函數(shù)用來打開、更換一個(gè)已存在的文件，或者創(chuàng)建一個(gè)新文件。存在的文件，或者創(chuàng)建一個(gè)新文件。 Read File Read File函數(shù)從指定的文件讀取指定字節(jié)的數(shù)據(jù)。函數(shù)從指定的文件讀取指定字節(jié)的數(shù)據(jù)。 Write FileWrite File函數(shù)往指定的文件中寫入數(shù)據(jù)。函數(shù)往指定的文件中寫入數(shù)據(jù)。 Close FileClose File函數(shù)關(guān)閉指定的文件函數(shù)關(guān)閉指定的文件YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu 設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)VIVI，把一個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)換成字符串，并將此字符串與，把一個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)換成字符串，并將此字符串與其它

23、字符串相連，形成一個(gè)輸出字符串。同時(shí)，該其它字符串相連，形成一個(gè)輸出字符串。同時(shí)，該VIVI要定義要定義輸出字符串的長度。當(dāng)密碼匹配時(shí)，該輸出字符串的長度。當(dāng)密碼匹配時(shí)，該VIVI也要能檢測出。也要能檢測出。u 設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)VIVI，采集溫度值并保存到文件中，該，采集溫度值并保存到文件中，該VIVI也給每個(gè)也給每個(gè)讀數(shù)做時(shí)間標(biāo)識(shí)。讀數(shù)做時(shí)間標(biāo)識(shí)。u 設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)VIVI，產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)二維數(shù)組（，產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)二維數(shù)組（ 100100行行3 3 列），列），把此數(shù)據(jù)寫入到電子表格文件。把此數(shù)據(jù)寫入到電子表格文件。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu

24、理解波形的采樣、波形數(shù)據(jù)熟悉產(chǎn)生仿真信號(hào)理解波形的采樣、波形數(shù)據(jù)熟悉產(chǎn)生仿真信號(hào)的函數(shù)。的函數(shù)。u 學(xué)會(huì)主要信號(hào)處理函數(shù)。學(xué)會(huì)主要信號(hào)處理函數(shù)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六 測試信號(hào)的產(chǎn)生和分析測試信號(hào)的產(chǎn)生和分析YANGTZE NORMAL UNIVERSITYNKKNVU121電壓有效值：電壓有效值： 電壓平均值：電壓平均值：實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理：1 1、波形數(shù)據(jù)：對(duì)被測的模擬信號(hào)，進(jìn)行采樣，、波形數(shù)據(jù)：對(duì)被測的模擬信號(hào)，進(jìn)行采樣，A/DA/D變換，采變換，采樣率為樣率為fs,fs,由時(shí)間起始值由時(shí)間起始值t0t0，采樣時(shí)間間隔，采樣時(shí)間間隔t=1/fst=1/fs，數(shù)組，數(shù)組Y Y為各

25、個(gè)時(shí)刻的采樣值。為各個(gè)時(shí)刻的采樣值。2 2、離散信號(hào)的電壓平均值及峰值的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下所示：、離散信號(hào)的電壓平均值及峰值的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下所示：NKKVNU11YANGTZE NORMAL UNIVERSITY3 3、信號(hào)的離散傅立葉變換（、信號(hào)的離散傅立葉變換（DFTDFT），），F(xiàn)FTFFT是是DFTDFT的快速算法。的快速算法。 x(t)x(t)經(jīng)采樣后變?yōu)榻?jīng)采樣后變?yōu)閤(nT)x(nT)，TT為采樣周期，采樣頻率為采樣周期，采樣頻率fs=1/Tfs=1/T。離散信號(hào)。離散信號(hào)x(nT)x(nT)的傅里葉變換可以表示為的傅里葉變換可以表示為 ： X(k) X(k)是復(fù)數(shù)，信號(hào)的頻譜是它的模

26、，為了方便顯示，是復(fù)數(shù)，信號(hào)的頻譜是它的模，為了方便顯示，做歸一化處理，用做歸一化處理，用10/2)()(NnNnkjenxkX110N，nNkfkffNffsks/,/頻率分辨率為：頻率分辨率為：來表示頻譜。來表示頻譜。NkX/)(YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu 產(chǎn)生和顯示正弦波、三角波、方波和鋸齒波產(chǎn)生和顯示正弦波、三角波、方波和鋸齒波4 4種離散波形，種離散波形，直流偏置、初相位、頻率和幅度可變，并且在產(chǎn)生的信號(hào)中直流偏置、初相位、頻率和幅度可變，并且在產(chǎn)生的信號(hào)中加入高斯噪聲，改變采集率和采樣點(diǎn)數(shù)。加入高斯噪聲，改變采集率和采樣點(diǎn)數(shù)。u 求產(chǎn)生的信號(hào)的平均值、有效

27、值，頻率。求產(chǎn)生的信號(hào)的平均值、有效值，頻率。u 分別求峰值為分別求峰值為1V1V，頻率為，頻率為100Hz100Hz的正弦波、三角波、方波的正弦波、三角波、方波和鋸齒波的各次諧波的幅度譜，說明誤差產(chǎn)生的原因。（確和鋸齒波的各次諧波的幅度譜，說明誤差產(chǎn)生的原因。（確定采樣頻率、采樣點(diǎn)數(shù)）。定采樣頻率、采樣點(diǎn)數(shù)）。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu熟悉熟悉DAQ卡上計(jì)數(shù)器的原理與應(yīng)用方法?？ㄉ嫌?jì)數(shù)器的原理與應(yīng)用方法。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)七 計(jì)數(shù)器的使用計(jì)數(shù)器的使用YANGTZE NORMAL UNIVERSITY實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理： 計(jì)數(shù)器信號(hào)

28、的特性參數(shù)計(jì)數(shù)器信號(hào)的特性參數(shù) YANGTZE NORMAL UNIVERSITY計(jì)數(shù)器的簡化模型計(jì)數(shù)器的簡化模型 YANGTZE NORMAL UNIVERSITY 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容YANGTZE NORMAL UNIVERSITYu 熟悉虛擬儀器設(shè)計(jì)的方法、步驟熟悉虛擬儀器設(shè)計(jì)的方法、步驟u 掌握虛擬儀器的面板設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)掌握虛擬儀器的面板設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)u 掌握虛擬儀器軟硬件的調(diào)試、測試方法掌握虛擬儀器軟硬件的調(diào)試、測試方法實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)八實(shí)驗(yàn)八 虛擬儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)虛擬儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)YANGTZE NORMAL UNIVERSITY1 1、基本原理：、基本原理： 采用高速采用高速A/DA/

29、D轉(zhuǎn)換器，采集信號(hào)的多個(gè)周期的波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，采集信號(hào)的多個(gè)周期的波形數(shù)據(jù)并顯示，使用并顯示，使用LabVIEWLabVIEW提供的波形測量函數(shù)，計(jì)算出信號(hào)的提供的波形測量函數(shù)，計(jì)算出信號(hào)的峰峰值、有效值、平均值、頻率和周期。峰峰值、有效值、平均值、頻率和周期。2 2、PCIPCI卡是基于卡是基于PCIPCI總線多功能的數(shù)據(jù)采集卡?？偩€多功能的數(shù)據(jù)采集卡。 它有它有8 8個(gè)單端輸入或個(gè)單端輸入或4 4個(gè)差分模擬輸入，個(gè)差分模擬輸入，1 1個(gè)個(gè)1212位的逐次位的逐次逼近式逼近式ADCADC，2 2個(gè)個(gè)1212位位DACDAC，2424條數(shù)字條數(shù)字I/OI/O，3 3個(gè)個(gè)16 16 位計(jì)數(shù)位計(jì)數(shù)

30、/ /定時(shí)器。定時(shí)器。實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理： YANGTZE NORMAL UNIVERSITY3 3、使用模擬輸入采集函數(shù)：（學(xué)生自選）、使用模擬輸入采集函數(shù)：（學(xué)生自選）4 4、使用波形測量、數(shù)據(jù)處理函數(shù)：（學(xué)生自選）、使用波形測量、數(shù)據(jù)處理函數(shù)：（學(xué)生自選） 5 5、實(shí)驗(yàn)連線圖、實(shí)驗(yàn)連線圖YANGTZE NORMAL UNIVERSITY 使用提供的硬件，設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬數(shù)字多用表，并且進(jìn)行調(diào)試、使用提供的硬件，設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬數(shù)字多用表，并且進(jìn)行調(diào)試、修改，給出測試結(jié)果和誤差分析。修改，給出測試結(jié)果和誤差分析。 設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：（1 1）輸入信號(hào)：）輸入信號(hào)：0 05V,5V,頻率頻率1Hz

31、1Hz10KHz10KHz的正弦波、方波、三角波的正弦波、方波、三角波（2 2）測量信號(hào)的峰峰值、有效值、平均值）測量信號(hào)的峰峰值、有效值、平均值（3 3）測量信號(hào)的頻率、周期）測量信號(hào)的頻率、周期（4 4）顯示信號(hào)的波形）顯示信號(hào)的波形（5 5）采用）采用PCIPCI數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)采集卡實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： YANGTZE NORMAL UNIVERSITY 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?1 1、熟悉示波器主要技術(shù)性能和功能。、熟悉示波器主要技術(shù)性能和功能。 2 2、掌握示波器主要技術(shù)性能的測試方法。、掌握示波器主要技術(shù)性能的測試方法。 3 3、建立校正測量儀器的概念。、建立校正測量儀器的概念。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

32、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 測試示波器的偏轉(zhuǎn)靈敏度、掃描速度、頻帶寬度測試示波器的偏轉(zhuǎn)靈敏度、掃描速度、頻帶寬度和探頭衰減比，體會(huì)示波器中同步和觸發(fā)的作用，和探頭衰減比，體會(huì)示波器中同步和觸發(fā)的作用，學(xué)會(huì)用外同步觀察波形。學(xué)會(huì)用外同步觀察波形。實(shí)驗(yàn)九實(shí)驗(yàn)九 示波器技術(shù)性能的測試示波器技術(shù)性能的測試YANGTZE NORMAL UNIVERSITY 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 1 1、偏轉(zhuǎn)靈敏度的定義、偏轉(zhuǎn)靈敏度的定義 2、掃描速度或時(shí)基因數(shù)掃描速度或時(shí)基因數(shù) 3、頻帶寬度頻帶寬度YANGTZE NORMAL UNIVERSITY 輸 入輸 出清零時(shí)鐘A BQAQB QHL LL LHL QAOQBO QHOHH HHQA

33、n QGnHL LQA n QGnH LLQAn QGnYANGTZE NORMAL UNIVERSITY 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1 1、了解高頻信號(hào)發(fā)生器的性能與使用方法：、了解高頻信號(hào)發(fā)生器的性能與使用方法：2 2、熟悉觸發(fā)器正負(fù)極性及觸發(fā)電平的功能：、熟悉觸發(fā)器正負(fù)極性及觸發(fā)電平的功能：3 3、測試偏轉(zhuǎn)靈敏度：、測試偏轉(zhuǎn)靈敏度：4 4、測試掃描速度、測試掃描速度 5 5、測試通頻帶、測試通頻帶 6 6、用外同步方式和內(nèi)同步方式觀察移位寄存器的輸出波形、用外同步方式和內(nèi)同步方式觀察移位寄存器的輸出波形 YANGTZE NORMAL UNIVERSITY思考題思考題1 1、如何用示波器測量直流電源

34、的電壓？、如何用示波器測量直流電源的電壓？實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格，用通頻帶的測量數(shù)據(jù)在方格紙、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格，用通頻帶的測量數(shù)據(jù)在方格紙 上畫出頻率特性曲線。上畫出頻率特性曲線。2 2、將外同步測量時(shí)的幾種波形畫出，對(duì)此作出分析。、將外同步測量時(shí)的幾種波形畫出，對(duì)此作出分析。3 3、在實(shí)驗(yàn)中，你對(duì)思考題中的問題是如何解決的。、在實(shí)驗(yàn)中，你對(duì)思考題中的問題是如何解決的。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?1 1、研究不同檢波方式的電子電壓表在測量各種波形交、研究不同檢波方式的電子電壓表在測量各種波形交流電壓時(shí)的響應(yīng)。流電壓時(shí)的響應(yīng)。 2 2、研

35、究交流電壓表的頻率響應(yīng)。、研究交流電壓表的頻率響應(yīng)。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 分別用平均值、峰值，有效值檢波的三種電壓表測分別用平均值、峰值，有效值檢波的三種電壓表測量函數(shù)發(fā)生器輸出的正弦波，方波、三角波電壓，判斷量函數(shù)發(fā)生器輸出的正弦波，方波、三角波電壓，判斷各表的檢波類型。測量其中一只電壓表響應(yīng)于正弦波時(shí)各表的檢波類型。測量其中一只電壓表響應(yīng)于正弦波時(shí)的幅頻特性。的幅頻特性。實(shí)驗(yàn)十實(shí)驗(yàn)十 電壓表波形響應(yīng)和頻率響應(yīng)的研究電壓表波形響應(yīng)和頻率響應(yīng)的研究YANGTZE NORMAL UNIVERSITY實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理1 1、電壓表的波形響應(yīng)、電壓表的波形響應(yīng)2 2、峰值電壓表、峰值電壓表 3 3、均

36、值電壓表、均值電壓表4 4、有效值電壓表、有效值電壓表實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1 1、調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器，使輸出、調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器，使輸出100KHz100KHz，VP-P =5.66V ( VP-P =5.66V ( 值用值用示波器測試示波器測試) )，分別用三只電壓表對(duì)該輸出信號(hào)進(jìn)行測，分別用三只電壓表對(duì)該輸出信號(hào)進(jìn)行測試，將讀數(shù)記錄進(jìn)數(shù)據(jù)表。試，將讀數(shù)記錄進(jìn)數(shù)據(jù)表。2 2、將函數(shù)發(fā)生器改為三角波輸出，頻率、幅度與上述相同、將函數(shù)發(fā)生器改為三角波輸出，頻率、幅度與上述相同，重復(fù)上述的測量。，重復(fù)上述的測量。3 3、將函數(shù)發(fā)生器改為方波輸出、頻率、幅度與上述相同，、將函數(shù)發(fā)生器改為方波輸出、頻率、幅度與上

37、述相同，重復(fù)上述的測量。重復(fù)上述的測量。ppKVVappKVVaYANGTZE NORMAL UNIVERSITY4 4、根據(jù)測得數(shù)據(jù)判斷各電壓表的檢波類型。、根據(jù)測得數(shù)據(jù)判斷各電壓表的檢波類型。5 5、測量電壓表表、測量電壓表表1 1的幅頻特性的幅頻特性( (只測量低頻段只測量低頻段) )。 思考題思考題1 1、為什么當(dāng)測量信號(hào)頻率發(fā)生變化時(shí)，電壓表的測量值會(huì)、為什么當(dāng)測量信號(hào)頻率發(fā)生變化時(shí)，電壓表的測量值會(huì)發(fā)生變化？發(fā)生變化？2 2、三種電壓表各有什么樣的優(yōu)缺點(diǎn)。、三種電壓表各有什么樣的優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)將電壓表判別方法和判別結(jié)果寫明。對(duì)于、實(shí)驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)將電壓表判

38、別方法和判別結(jié)果寫明。對(duì)于電壓表表電壓表表1 1，應(yīng)用方格紙將其頻率響應(yīng)曲線畫出，找出頻，應(yīng)用方格紙將其頻率響應(yīng)曲線畫出，找出頻帶下限。帶下限。2 2、在實(shí)驗(yàn)中，你對(duì)思考題中問題的分析。、在實(shí)驗(yàn)中，你對(duì)思考題中問題的分析。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、理解倍頻式鎖相環(huán)和頻率合成信號(hào)源的基本原理。、理解倍頻式鎖相環(huán)和頻率合成信號(hào)源的基本原理。2 2、了解鎖相環(huán)和計(jì)數(shù)器電路的使用方法。、了解鎖相環(huán)和計(jì)數(shù)器電路的使用方法。3 3、鍛煉學(xué)生整理數(shù)據(jù)的能力。、鍛煉學(xué)生整理數(shù)據(jù)的能力。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 觀測壓控振蕩器的頻率變化和鎖相環(huán)的頻率鎖定狀態(tài)。觀測壓控振

39、蕩器的頻率變化和鎖相環(huán)的頻率鎖定狀態(tài)。用鎖相環(huán)集成電路和分頻器集成電路組成一個(gè)輸出頻率可變用鎖相環(huán)集成電路和分頻器集成電路組成一個(gè)輸出頻率可變的信號(hào)源。的信號(hào)源。實(shí)驗(yàn)十一實(shí)驗(yàn)十一 頻率合成信號(hào)源頻率合成信號(hào)源YANGTZE NORMAL UNIVERSITY PDLPFVCOif0fN實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理1、倍頻式鎖相環(huán)倍頻式鎖相環(huán) iNff0iNff 0 鎖相環(huán)電路鎖相環(huán)電路 YANGTZE NORMAL UNIVERSITY實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1 1、 鎖相環(huán)的觀測鎖相環(huán)的觀測2 2、計(jì)數(shù)器分頻的實(shí)現(xiàn)、計(jì)數(shù)器分頻的實(shí)現(xiàn) 3 3、頻率合成信號(hào)源的實(shí)現(xiàn)、頻率合成信號(hào)源的實(shí)現(xiàn) YANGTZE NORMA

40、L UNIVERSITY思考題思考題1 1、選用、選用50KHz50KHz作為作為fifi是什么道理？結(jié)合實(shí)驗(yàn)中具體數(shù)據(jù)給予是什么道理？結(jié)合實(shí)驗(yàn)中具體數(shù)據(jù)給予說明。說明。實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 1、報(bào)告中包含實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況，包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟等。、報(bào)告中包含實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況，包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟等。2 2、自行設(shè)計(jì)頻率合成實(shí)驗(yàn)中開關(guān)狀態(tài)和輸出頻率的表格，并、自行設(shè)計(jì)頻率合成實(shí)驗(yàn)中開關(guān)狀態(tài)和輸出頻率的表格，并 記錄數(shù)據(jù)。記錄數(shù)據(jù)。3 3、在實(shí)驗(yàn)中，你對(duì)思考題中問題的分析。、在實(shí)驗(yàn)中，你對(duì)思考題中問題的分析。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、了解掃頻儀的原理和

41、使用，加深對(duì)系統(tǒng)頻率特性曲線的、了解掃頻儀的原理和使用，加深對(duì)系統(tǒng)頻率特性曲線的感性認(rèn)識(shí)。感性認(rèn)識(shí)。2 2、了解濾波器的頻率特性、了解濾波器的頻率特性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 學(xué)習(xí)掃頻儀的使用，觀測掃頻儀的掃頻范圍，用掃頻學(xué)習(xí)掃頻儀的使用，觀測掃頻儀的掃頻范圍，用掃頻儀測量濾波器的頻率特性。儀測量濾波器的頻率特性。 實(shí)驗(yàn)十二實(shí)驗(yàn)十二 掃頻儀的使用掃頻儀的使用YANGTZE NORMAL UNIVERSITY實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 掃頻測量技術(shù)掃頻測量技術(shù) 在現(xiàn)代測量中，為了測量系統(tǒng)的全面表征，需要從以在現(xiàn)代測量中，為了測量系統(tǒng)的全面表征，需要從以往的靜態(tài)測量轉(zhuǎn)變到動(dòng)態(tài)測量。掃頻測量就是一種動(dòng)往的靜態(tài)測量轉(zhuǎn)變

42、到動(dòng)態(tài)測量。掃頻測量就是一種動(dòng)態(tài)測量。所謂掃頻，就是利用某種方法，使正弦信號(hào)態(tài)測量。所謂掃頻，就是利用某種方法，使正弦信號(hào)的頻率隨時(shí)間按一定規(guī)律，在一定范圍內(nèi)反復(fù)掃動(dòng)，的頻率隨時(shí)間按一定規(guī)律，在一定范圍內(nèi)反復(fù)掃動(dòng)，這種頻率掃動(dòng)的正弦信號(hào)，稱為掃頻信號(hào)。這種頻率掃動(dòng)的正弦信號(hào)，稱為掃頻信號(hào)。 利用掃頻信號(hào)，可以在頻域內(nèi)對(duì)元器件或系統(tǒng)的頻率利用掃頻信號(hào)，可以在頻域內(nèi)對(duì)元器件或系統(tǒng)的頻率特性進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量特性進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量 。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 1 1、掃頻儀開機(jī)后將掃頻信號(hào)直接輸入檢波器，檢波器、掃頻儀開機(jī)后將掃頻信號(hào)直接輸入檢波器，檢波器的輸出信號(hào)送入的輸出信號(hào)送入“垂直輸入垂直輸入”端；調(diào)節(jié)輸出衰減到最小端；調(diào)節(jié)輸出衰減到最小，適當(dāng)調(diào)節(jié)，適當(dāng)調(diào)節(jié)“垂直增益垂直增益”，“頻標(biāo)選擇頻標(biāo)選擇”、“掃頻寬度掃頻寬度”、“中心頻率中心頻率”等旋鈕，在顯示屏上觀察零拍標(biāo)記，等旋鈕，在顯示屏上觀察零拍標(biāo)記，練習(xí)頻標(biāo)的讀出，檢查掃頻儀的掃頻范圍練習(xí)頻標(biāo)的讀出，檢查掃頻儀的掃頻范圍 2 2、 測量濾波器的頻率特性。測量濾波器的頻率特性。 濾波器的頻率在濾波器的頻率在6.5M6.5M左右，利用儀器顯示器上的左右，利用儀器顯示器上的10M10M、1M1M組合頻標(biāo)讀出濾波