設(shè)計掃頻信號發(fā)生器和數(shù)字濾波器

1、智能化測控技術(shù)課程設(shè)計 數(shù)字濾波器與掃頻信號發(fā)生器設(shè)計學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級： D0745 學(xué) 號： 設(shè)計時間： 2011年 1月3日至 2011年1月20日 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)： 新實(shí)驗(yàn)樓524 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc282435064 第一章 緒 論 PAGEREF _Toc282435064 h 1 HYPERLINK l _Toc282435065 課程設(shè)計的意義 PAGEREF _Toc282435065 h 1 HYPERLINK l _Toc282435066 設(shè)計目的與要求 PAGEREF _Toc2824

2、35066 h 1 HYPERLINK l _Toc282435067 課程設(shè)計目的 PAGEREF _Toc282435067 h 1 HYPERLINK l _Toc282435068 課程設(shè)計的要求 PAGEREF _Toc282435068 h 1 HYPERLINK l _Toc282435069 第二章虛擬測試技術(shù)簡介 PAGEREF _Toc282435069 h 2 HYPERLINK l _Toc282435070 2.1 基于虛擬儀器的虛擬測試技術(shù) PAGEREF _Toc282435070 h 2 HYPERLINK l _Toc282435071 2.2 基于虛擬現(xiàn)實(shí)的

3、虛擬測試技術(shù) PAGEREF _Toc282435071 h 3 HYPERLINK l _Toc282435072 2.3 基于軟件仿真的虛擬測試技術(shù) PAGEREF _Toc282435072 h 3 HYPERLINK l _Toc282435073 第三章數(shù)字濾波器的設(shè)計 PAGEREF _Toc282435073 h 5 HYPERLINK l _Toc282435074 數(shù)字濾波器概述 PAGEREF _Toc282435074 h 5 HYPERLINK l _Toc282435075 數(shù)字濾波器的傳統(tǒng)設(shè)計方法 PAGEREF _Toc282435075 h 6 HYPERLIN

4、K l _Toc282435076 3.3 LabVIEW 中的數(shù)字濾波器 PAGEREF _Toc282435076 h 6 HYPERLINK l _Toc282435077 第四章 掃頻信號發(fā)生器的設(shè)計 PAGEREF _Toc282435077 h 10 HYPERLINK l _Toc282435078 掃頻信號發(fā)生器總體結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc282435078 h 10 HYPERLINK l _Toc282435079 基于虛擬儀器的掃頻信號發(fā)生器設(shè)計 PAGEREF _Toc282435079 h 10 HYPERLINK l _Toc282435080 硬件組成 PA

5、GEREF _Toc282435080 h 11 HYPERLINK l _Toc282435081 編程實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc282435081 h 12 HYPERLINK l _Toc282435082 編程實(shí)例 PAGEREF _Toc282435082 h 13 HYPERLINK l _Toc282435083 結(jié)束語 PAGEREF _Toc282435083 h 14 HYPERLINK l _Toc282435084 第五章 總結(jié) PAGEREF _Toc282435084 h 15 HYPERLINK l _Toc282435085 參考文獻(xiàn) PAGEREF _To

6、c282435085 h 16第一章 緒 論課程設(shè)計的意義虛擬儀器技術(shù)在國外已經(jīng)比較成熟了，由于其很強(qiáng)的靈活性，使得該技術(shù)非常適用于現(xiàn)代復(fù)雜的測試測量系統(tǒng)中。近幾年，虛擬儀器技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展也越來越受到重視。成熟的虛擬儀器技術(shù)由三大部分組成：高效的軟件編程環(huán)境、模塊化儀器和一個支持模塊化I/O集成的開放的硬件構(gòu)架，該課程設(shè)計的意義就是，通過一些功能簡單的儀表系統(tǒng)的設(shè)計，要在這三個方面有更深一步的了解。設(shè)計目的與要求課程設(shè)計目的1.要求在掌握LabView軟件的基礎(chǔ)上，通過查閱資料，能夠獨(dú)立進(jìn)行虛擬儀器的設(shè)計。2.通過本次設(shè)計，加深對各種濾波器的認(rèn)識，并對各濾波器的濾波特性有一個更加全面的了解。

7、3.掌握LabVIEW環(huán)境下如何進(jìn)行測試以及對 LabVIEW軟件進(jìn)行G語言編程。課程設(shè)計的要求1.設(shè)計題目：設(shè)計掃頻信號發(fā)生器和數(shù)字濾波器2.前面板要求：(1)儀器操作均在前面板進(jìn)行(2)儀器操作方便，人性化設(shè)計(3)前面板美觀大方3.后面板要求：(1)設(shè)計思路簡潔(2)功能完善，達(dá)到設(shè)計要求(3)布線合理，便于查看虛擬測試技術(shù)簡介隨著“虛擬”一詞的廣泛使用，在計算機(jī)輔助測試領(lǐng)域也出現(xiàn)了“虛擬測試”這一概念，但不同的作者在使用這一概念是所指的內(nèi)容其實(shí)是大相徑庭的。本文對這一概念進(jìn)行了整理歸納，將其按性質(zhì)分為三類：基于虛擬儀器的虛擬測試技術(shù)、基于虛擬現(xiàn)實(shí)的虛擬測試技術(shù)、基于軟件仿真的虛擬測試技

8、術(shù)，并對每一類技術(shù)就其概念，組成，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景進(jìn)行了介紹，以期對該概念的使用形成比較一致的認(rèn)識。2.1 基于虛擬儀器的虛擬測試技術(shù)現(xiàn)在國內(nèi)絕大部分文獻(xiàn)資料上所說的“虛擬測試技術(shù)”是指利用虛擬儀器技術(shù)來進(jìn)行測試工作，而國外文獻(xiàn)中此類測試一般直接稱為“虛擬儀器”（Virtual Instrument,簡稱VI）。虛擬儀器是具有虛擬儀器面板的個人計算機(jī)測量儀器。它將計算機(jī)資源與儀器硬件、數(shù)字信號處理技術(shù)結(jié)合，在系統(tǒng)內(nèi)共享軟硬件資源，既有普通一起的功能，又有一般儀器所沒有的特殊功能。它把由廠家定義儀器功能的方式轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏脩糇约憾x儀器功能，用戶可根據(jù)測試功能的需要，自己設(shè)計所需要的儀器系統(tǒng)

9、，只要將具有一種或多種功能的通用模塊相組合，并且調(diào)用不同功能的軟件模塊，就能組成不同的儀器功能。當(dāng)測試要求改變時，只要增加或更換儀器軟硬件模塊，就可以構(gòu)成新的一期，而不必重新購買整臺儀器。因此VI充分發(fā)揮了計算機(jī)的作用，便于與計算機(jī)通信相結(jié)合來建立計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，組建復(fù)雜的測試系統(tǒng)。利用VI思想建立的測試系統(tǒng)提高了測量精度、測量速度，減少了開關(guān)、電纜，系統(tǒng)易擴(kuò)充、易修改，使得測試系統(tǒng)體積小、靈活方便、成本低、效率高，因而得到了廣泛的應(yīng)用。VI的基本構(gòu)成包括計算機(jī)、VI軟件、硬件接口模塊等。其中，硬件接口模塊可以包括插入式數(shù)據(jù)采集卡（DAQ）、串/并口、IEEE488接口（GPIB）卡、VXI控制器

10、以及其它接口卡。目前較為常用的VI儀器系統(tǒng)異界這三者之間的任意組合。在確定的硬件基礎(chǔ)條件下，構(gòu)造和使用VI的關(guān)鍵就是應(yīng)用不同的軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)不同的功能，美國國家儀器公司（NI）提出的“軟件即儀器”形象地描述了軟件在VI中的重要作用。VI的應(yīng)用軟件主要包括：集成的開發(fā)環(huán)境、與儀器硬件的高級接口和VI的用戶界面。VI的應(yīng)用軟件由用戶編制，可以采用各種編程軟件。在VI圖形軟件開發(fā)平臺研究方面，近年來國際上許多公司都做了大量的工作，其中最有代表性的是NI公司的LabVIEW和惠普公司的VEE虛擬儀器軟件開發(fā)平臺。2.2 基于虛擬現(xiàn)實(shí)的虛擬測試技術(shù)國內(nèi)外部分文獻(xiàn)資料上所說的“虛擬測試技術(shù)”則是指借助于虛擬

11、現(xiàn)實(shí)技術(shù)來進(jìn)行工程測試。虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality,VR）這一名詞是由美國VPL公司創(chuàng)建人Lanier在20世紀(jì)80年代初提出的，它是指綜合利用計算機(jī)圖形系統(tǒng)和各種顯示和控制等接口設(shè)備，在計算機(jī)上生成的、可交互的三位環(huán)境中提供沉浸感覺的技術(shù)。VR系統(tǒng)包含操作者及人機(jī)接口三個基本要素，其中機(jī)器是指安裝了適當(dāng)?shù)能浖绦?，用來生成用戶能與之交互的虛擬環(huán)境的計算機(jī)，人機(jī)接口則是指將虛擬環(huán)境與操作者連接起來的傳感與控制裝置。和其他的計算機(jī)系統(tǒng)相比，VR系統(tǒng)可提供實(shí)時交互性操作、三維視覺空間和多通道的人機(jī)界面。VR技術(shù)克服了傳統(tǒng)的人機(jī)接口方式的弊端，將會改變?nèi)祟惈@取信息的方式，提高人機(jī)之間的

12、和諧程度，代表了人機(jī)接口方式的最新發(fā)展方向。 VR系統(tǒng)具有沉浸、交互、構(gòu)想三個基本特征。以VR技術(shù)創(chuàng)建的虛擬環(huán)境，特別強(qiáng)調(diào)人參與其中的身臨其境的沉浸感，同時人與虛擬環(huán)境之間可以進(jìn)行多為信息的交互作用，參與者從定性和定量綜合集成的虛擬環(huán)境中可以獲得對客觀世界中建造新的構(gòu)想和創(chuàng)意，由于計算機(jī)軟件、硬件水平的飛速進(jìn)步，VR自20世紀(jì)80年代以來得到了快速發(fā)展，并迅速在軍事、醫(yī)療、建筑、娛樂等各個領(lǐng)域得到了應(yīng)用。在制造工程領(lǐng)域，研究主要集中在虛擬裝配、虛擬制造、虛擬設(shè)計等方面。 隨著計算機(jī)軟、硬件性能的不斷提高，VR傳感設(shè)備和技術(shù)的日趨實(shí)用，基于VR的虛擬測試技術(shù)在顯示出越來越大的吸引力，但是這方面的

13、研究工作還只是剛起步。限于經(jīng)費(fèi)投入、技術(shù)支持等方面的原因，基于VR的虛擬測試技術(shù)離實(shí)用還有一定距離，在其理論基礎(chǔ)、支撐技術(shù)、設(shè)計應(yīng)用等方面的研究還有待進(jìn)一步開展。2.3 基于軟件仿真的虛擬測試技術(shù)國外文獻(xiàn)上所說的“虛擬測試”一般都指的是通過軟件仿真的方法來對電子元器件尤其是集成電路（IC）芯片在早期開發(fā)階段就進(jìn)行測試。借助于虛擬測試技術(shù)，甚至在第一塊IC芯片被生產(chǎn)出來之前，即可根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格個要求對其進(jìn)行虛擬測試。其目的是盡早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品電路設(shè)計中的錯誤，減少產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。虛擬測試可以對整個測試環(huán)境進(jìn)行仿真，包括物理測試儀器、測試程序、被測器件和器件接口板。但由于不同產(chǎn)品的復(fù)雜程度

14、和測試需求可能大不相同，其效益也不能一概而論。Analog Devices公司應(yīng)用虛擬測試技術(shù)開發(fā)混合基礎(chǔ)電路，即是典型的例子。從所查閱的文獻(xiàn)來看，國內(nèi)目前尚無同類技術(shù)。此種虛擬測試的成功取決于測試軟件和配套的硬件及對被測芯片的快速、精確、全面的建模。它要求建立ATE（自動測試設(shè)備）、DUT（被測器件）和DIB（設(shè)備接口板）的模型，也要求有功能強(qiáng)大的仿真環(huán)境，這使得其應(yīng)用受到一定限制。測試模型的建立可借助于虛擬測試描述語言VTML或通用硬件描述語言VHDL，使用標(biāo)準(zhǔn)化的儀器和數(shù)據(jù)模型，對模擬、數(shù)字和混合電路的測試進(jìn)行與系統(tǒng)無關(guān)的定義。數(shù)字濾波器的設(shè)計濾波器是一種使有用頻率信號通過同時抑制（或大

15、為衰減）無用頻率信號的裝置。工程上常將它用于信號處理、數(shù)據(jù)傳送和抑制干擾等。數(shù)字濾波器是數(shù)字信號分析中的重要組成部分，它的輸入和輸出信號都是離散的，與模擬濾波器相比，它具有準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性高，系統(tǒng)函數(shù)容易改變，靈活性高等優(yōu)點(diǎn)，因而數(shù)字濾波器在工程中得到了廣泛的應(yīng)用2。數(shù)字濾波器有多種分類，按頻率特性分類可以分為：高通、低通、帶通、帶阻；按數(shù)字濾波器沖激響應(yīng)的時域特征分類可以分為：有限沖激響應(yīng)濾波器（finite impulse response, FIR）和無限沖激響應(yīng)濾波器（infinite impulse response, IIR）。FIR 濾波器的沖擊響應(yīng)h(n) 是有限序列，IIR 濾

16、波器的沖擊響應(yīng)h(n) 是無限序列的。數(shù)字濾波器的差分方程可以用下式表示：式中， x(n) 為輸入序列， y(n) 為輸出序列， k a 、k b 分別為輸出、輸入序列的系數(shù)。數(shù)字濾波器對應(yīng)的傳遞函數(shù)為：當(dāng)ka不全為0 時，為IIR 濾波器；當(dāng)k a 全為0 時，為FIR 濾波器。從性能上看，F(xiàn)IR 濾波器和IIR 濾波器各有優(yōu)點(diǎn)：FIR 濾波器可以得到嚴(yán)格的線性相位；但是需要較多的存儲器和較長的運(yùn)算，成本比較高，信號延時也較大。IIR 濾波器可以用較少的階數(shù)獲得很高的選擇特性，所用存儲單元少，運(yùn)算次數(shù)少，效率高的優(yōu)點(diǎn)；但是相位是非線性的，且選擇性越好其相位非線性越嚴(yán)重。3.2數(shù)字濾波器的傳統(tǒng)

17、設(shè)計方法數(shù)字濾波器的傳統(tǒng)設(shè)計過程可歸納為以下三個步驟：(1)按照實(shí)際需要確定濾波器的性能要求。(2)用一個因果穩(wěn)定的系統(tǒng)函數(shù)(即傳遞函數(shù))去逼近這個性能要求。此函數(shù)可以分為兩類：即IIR 傳遞函數(shù)和FIR 傳遞函數(shù)。(3)用一個有限精度的運(yùn)算去實(shí)現(xiàn)這個傳遞函數(shù)。FIR 濾波器設(shè)計實(shí)質(zhì)是確定能滿足要求的轉(zhuǎn)移序列或脈沖響應(yīng)的常數(shù)，設(shè)計方法主要有窗函數(shù)法、頻率采樣法和等波紋最佳逼近法等。目前，F(xiàn)IR 濾波器設(shè)計沒有封閉的設(shè)計公式。雖然窗函數(shù)法對窗口函數(shù)可給出計算公式，但計算通帶與阻帶衰減仍無計算公式。FIR 濾波器的設(shè)計只有計算程序可循，因此對計算工具要求較高，不用計算機(jī)編程一般很難實(shí)現(xiàn)。IIR 濾

18、波器的設(shè)計源于模擬濾波器設(shè)計，它通過對低通濾波器進(jìn)行模擬頻率變換得到。常用的IIR 濾波器有巴特沃斯濾波器、切比雪夫?yàn)V波器、切比雪夫?yàn)V波器、橢圓濾波器和貝塞爾濾波器。目前，IIR 濾波器的設(shè)計可以借助模擬濾波器的成果，有封閉形式的設(shè)計公式，對計算工具的要求不高。IIR 濾波器的設(shè)計雖然簡單，但脫離不了模擬濾波器的設(shè)計模式，主要用于設(shè)計低通、高通、帶通及帶阻濾波器。而FIR 濾波器的設(shè)計要靈活得多，尤其是頻率采樣設(shè)計法更易適應(yīng)各種幅度特性和相位特性的要求3.3 LabVIEW 中的數(shù)字濾波器利用文本軟件設(shè)計實(shí)現(xiàn)的濾波器在使用過程中往往出現(xiàn)難以調(diào)整波形系數(shù)，與硬件接口程序復(fù)雜，開發(fā)周期長等問題。而

19、使用LabVIEW 設(shè)計的濾波器不僅設(shè)計簡單，而且使用起來要比利用文本文件實(shí)現(xiàn)的濾波器方便得多。LabVIEW 為設(shè)計者提供了FIR 和IIR 濾波器VI，使用起來非常方便，只需要輸入相應(yīng)的指標(biāo)參數(shù)即可，不需進(jìn)行復(fù)雜的函數(shù)設(shè)計和大量的運(yùn)算。濾波器VI位于LabVIEW流程圖面板的FunctionAnalyzesignal ProcessingFilters。不同濾波器VI 濾波時均有各自的特點(diǎn)，因此它們用途各異。在利用LabVIEW 實(shí)現(xiàn)濾波功能時，選擇合適的濾波器是關(guān)鍵，在選擇濾波器時，可參照不同濾波器的特點(diǎn)，考慮濾波的實(shí)際要求來選擇合適的濾波器。各種濾波器的特點(diǎn)及選擇濾波器的步驟見圖3-1

20、。圖3-1 濾波器選擇步驟3 基于LabVIEW 的數(shù)字濾波器設(shè)計實(shí)例電力系統(tǒng)濾波器可以從電力信號中將所需頻段的信號提取出來并將干擾信號濾除或大大衰減。利用LabVIEW 可以設(shè)計出滿足電力系統(tǒng)需要的濾波器，圖3-2為利用LabVIEW 設(shè)計的IIR 數(shù)字濾波器前面板，前面板上有參數(shù)設(shè)置、波形顯示兩個區(qū)域。在參數(shù)設(shè)置區(qū)域有六個設(shè)置項(xiàng)：濾波器選擇、濾波器類型、下截止頻率、上截止頻率、采樣頻率、階次、紋波、衰減；選擇的濾波器不同時，需要設(shè)置的項(xiàng)也不同。波形顯示區(qū)域用于顯示濾波前后的波形，在此區(qū)域可直觀地看出濾波效果。圖3-2 數(shù)字濾波器前面板濾波器的輸入信號是從電力系統(tǒng)中采集的，信號中含有頻率為5

21、0Hz，有效值為220V 的基頻分量，和頻率為100Hz、150Hz、200Hz 的二次、三次、四次諧波?，F(xiàn)欲提取出基頻分量，濾去高次諧波，采用低通濾波方式濾波，濾波階次為8 階，紋波為0.1，衰減為60，下截止頻率為50Hz，分別采用巴特沃斯濾波器、切比雪夫?yàn)V波器、切比雪夫?yàn)V波器、橢圓濾波器和貝塞爾濾波器濾波，濾波器的輸入信號與不同濾波器的輸出波形如圖3-3 所示。由圖3-3 可以看出采用不同的濾波器濾波，濾波效果是不同的。在此實(shí)例中，巴特沃思濾波器和切比雪夫?yàn)V波器的濾波效果相對較好；而切比雪夫?yàn)V波器的濾波延遲時間較長；貝塞爾濾波器濾波的衰減較大。因此，要根據(jù)不同的工況要求來選擇合適的濾波器

22、濾波。a) 濾波器的輸入信號 b) 經(jīng)巴特沃思濾波器濾波后的波形c) 經(jīng)切比雪夫?yàn)V波器濾波后的波形 d) 經(jīng)切比雪夫?yàn)V波器濾波后的波形e) 經(jīng)橢圓濾波器濾波后的波形 f) 經(jīng)貝塞爾濾波器濾波后的波形 圖3-3 濾波器的輸入和輸出信號第四章 掃頻信號發(fā)生器的設(shè)計虛擬儀器是在計算機(jī)的顯示屏上虛擬了傳統(tǒng)儀器面板的計算機(jī)化儀器，由計算機(jī)、模塊化功能硬件和應(yīng)用軟件三大部分組成。掃頻儀總體結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。計算機(jī)A/D采集通道1被測系統(tǒng)模擬信號 軟件處理及顯示A/D采集通道2圖4-1掃頻儀測試框圖實(shí)驗(yàn)法測量系統(tǒng)頻率特性的一般原理是：系統(tǒng)在正弦信號激勵下，輸出響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時，響應(yīng)信號是與激勵信號頻率相同的

23、正弦波，響應(yīng)信號與激勵信號的幅值比即為該頻率的幅頻特性值，而兩者的相位差即為相頻特性。以一系列不同頻率的正弦信號作激勵，分別加到被測系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)（電路）上，測得其相應(yīng)的響應(yīng)信號，并將每個頻率處的響應(yīng)信號與激勵信號的幅值相比、相位相減。由這些計算結(jié)果，就可以繪制出被測系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)（電路）的幅頻特性和相頻特性曲線?？梢圆捎妙l率逐點(diǎn)步進(jìn)或頻率連續(xù)變化的方法，完成整個頻率特性的測量。在虛擬儀器環(huán)境下測量網(wǎng)絡(luò)（電路）頻率特性的方法主要有以下4種：（1）多步法；（2）使用正弦波組合的單步法；（3）使用Chirp信號的單步法；（4）使用隨機(jī)信號的單步法?；谔摂M儀器的掃頻信號發(fā)生器設(shè)計在開發(fā)某電路板自動測試系統(tǒng)

24、的過程中，由于需要檢測部分用于對信號進(jìn)行帶通濾波的電路板，所以基于多步法開發(fā)了檢測該類型電路板的掃頻信號發(fā)生器用戶程序。掃頻信號發(fā)生器是一種與手工測量原理最接近的方法，換句話說，該方法將通過常用的手工方法自動化，該法又稱多步法，其測量原理的流程圖如圖4-2所示。圖4-2 掃頻信號發(fā)生器程序流程圖硬件組成掃頻信號發(fā)生器的構(gòu)建主要基于PXI-5412任意波形發(fā)生器和PXI-6132數(shù)據(jù)采集卡。PXI-5412任意波形發(fā)生器是一個具有14位分辨率、100MS/s采樣率和高達(dá)64MB板上存儲器的1插槽PXI模塊，該模塊可以產(chǎn)生足夠精度的電路板測試激勵信號?；贚abVIEW開發(fā)平臺，利用NI公司提供的

25、設(shè)備驅(qū)動程序NI-FGEN，它含有一系列的表準(zhǔn)函數(shù)用于配置、創(chuàng)建、啟動和終止波形的發(fā)生，可以極大地簡化程序流程，縮短程序開發(fā)時間。PXI-6132數(shù)據(jù)采集卡可實(shí)現(xiàn)4路信號同步采集，A/D精度為14b，最大采樣頻率為2.5MHz。利用該數(shù)據(jù)采集卡可以很方便地實(shí)現(xiàn)相應(yīng)信號的采集，利用NI提供的驅(qū)動程序，編程開發(fā)較為簡單。編程實(shí)現(xiàn) 由圖4-2進(jìn)行具體程序的編寫，實(shí)現(xiàn)掃頻信號的發(fā)生與電路板響應(yīng)信號的采集，可以通過以下6步實(shí)現(xiàn)：（1）選取實(shí)現(xiàn)濾波功能的電路板的頻率參數(shù)指標(biāo)（左右邊頻）作為掃頻儀的頻率起始和結(jié)束頻率。為了取得較好的測試效果，在實(shí)際編程時，采用的頻率參數(shù)向兩邊作一定的擴(kuò)展。（2）頻率范圍確定

26、后，再確定激勵信號頻率點(diǎn)的分配，一般根據(jù)備件板頻率參數(shù)的誤差來確定，即頻率分辨率（步長）delt要小于誤差。頻率點(diǎn)的個數(shù)由公式得到：N=（F_h-F_l）/delt。確定頻率點(diǎn)個數(shù)后，用于產(chǎn)生信號的循環(huán)次數(shù)也確定，次數(shù)與頻率點(diǎn)個數(shù)相同。頻率點(diǎn)為Fi=F_l+idelt。參數(shù)F_l、F_h、Fi、i、N分別代表起始頻率、結(jié)束頻率、頻率點(diǎn)、For循環(huán)的中間變量、循環(huán)次數(shù)。（3）激勵信號的產(chǎn)生。由PXI-5412產(chǎn)生所需頻率的信號、頻率由上一步的Fi確定。在信號發(fā)生時，信號發(fā)生時，信號的幅值固定不變，僅頻率不同。（4）延時。目的是使得電路板加激勵后進(jìn)入工作穩(wěn)定狀態(tài)。（5）數(shù)據(jù)采集與處理。采集PXI6

27、132采集電路板的輸出，調(diào)用Extrat Signal Tone Information.vi計算被測信號的幅值，該函數(shù)功能強(qiáng)大，不僅誤差小而且可以同時計算出幅值和相位，但LabVIEW對其進(jìn)行了算法加密，Help中也沒有對其進(jìn)行任何說明。在每次循環(huán)中，將經(jīng)過Extract Signal Toner Information.vi分析后的響應(yīng)信號幅值與信號源的幅值相除，實(shí)現(xiàn)歸一化。（6）在完成N次循環(huán)測試后，將歸一化后的幅值數(shù)組與頻率點(diǎn)數(shù)組進(jìn)行打包組合成為元素為簇的數(shù)組，并將該簇數(shù)組使用X-YGraph圖形控件顯示，即可得到該備件板的特性曲線。整個程序是基于一個for循環(huán)編寫的，循環(huán)的此次數(shù)由頻

28、率分辨率、起始頻率、結(jié)束頻率共同確定，在每一次循環(huán)中，激勵信號的產(chǎn)生、數(shù)據(jù)的采集與處是與順序結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。該部分的程序包含于該類型電路板的測試子程序，是測試子程序一個重要組成部分。圖形化程序如圖4-3所示。圖4-3 掃頻信號發(fā)生器后面板編程實(shí)例對某塊用于濾波功能的電路板的測試，該電路板的左右邊頻分別是2kHz。對其進(jìn)行測試時，設(shè)置信號源開始頻率為1kHz,終止頻率為5kHz，信號源幅度保持1V不變，設(shè)置掃描100個頻率點(diǎn)。在對其測量結(jié)果進(jìn)行圖形顯示是，對圖6所示的程序進(jìn)行改進(jìn)，采用動態(tài)顯示的編程技巧，使得測試人員能夠更加直觀地了解測試的全過程。測試過程見圖4-4和圖4-5，圖4-3是被測電路板經(jīng)

29、歸一化后的幅頻響應(yīng)圖，圖4-4是當(dāng)信號源頻率為4kHz時的電路板的輸出約為0.7V，由此可證明該電路板工作正常，指標(biāo)合格。圖4-3 幅頻響應(yīng)圖圖4-4 =4kHz時的輸出響應(yīng)時域圖基于虛擬儀器技術(shù)，采用模塊化儀器硬件測試網(wǎng)絡(luò)（電路）頻率特性，方法簡潔明了，測試結(jié)果準(zhǔn)確。將文中的測試方法和程序進(jìn)行二次開發(fā)，利用LabVIEW開發(fā)儀器前面板，可以得到用于網(wǎng)絡(luò)頻率特性測試的專用掃頻信號發(fā)生器，在某自動測試系統(tǒng)的開發(fā)過程中，不僅可以大大增強(qiáng)測試系統(tǒng)的儀器使用功能。 第五章 總結(jié)兩周的課程設(shè)計結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計過程中，與同學(xué)分工設(shè)計，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會了合作，學(xué)會了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解，也學(xué)會了做人與處世。課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程”千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計，我深深體會到這句千古名言的真正含義我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實(shí)地邁開這一步，就