基于LabVIEW 的多功能虛擬信號發(fā)生器設(shè)計

引言如今科學(xué)技術(shù)研究隨社會的發(fā)展不斷的進步的同時，虛擬儀器也隨之快速發(fā)展，虛擬儀器的開發(fā)和利用是現(xiàn)有測量儀器領(lǐng)域的一個重大突破。它從源頭上改變了人們對傳統(tǒng)測量儀器的理解與認識，并且徹底刷新了測量儀器的模式，虛擬儀器從根本上來說是以計算機為中心的測量儀器，而當(dāng)今科技發(fā)展的重要勢頭是將計算機軟件和實驗儀器硬件完美的結(jié)合后發(fā)揮更重要的作用。在已經(jīng)實現(xiàn)采集效果較好的情況下，降低成本、簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)成為現(xiàn)在的主要研究方向。LabVIEW通過使用圖形代替編程進而很大程度的化簡了程序操作，通過這種方法可以根據(jù)我們的需求去快速設(shè)計并完成一個多功能的儀器系統(tǒng)。在通過使用LabVIEW上VI程序的控制模板和函數(shù)模板選擇相應(yīng)的控制件和顯示件以及所需要的函數(shù)的基礎(chǔ)之上，從而完成多功能虛擬信號發(fā)生器的設(shè)計。而本次設(shè)計中我們主要通過將信號發(fā)生器分成各個子模塊，最后再將各個子模塊的功能相結(jié)合后實現(xiàn)。因此，多功能虛擬信號發(fā)生器在可以快捷的顯示實驗所需波形的基礎(chǔ)上，還增添了對信號的分析功能。第一章緒論1.1研究背景與意義現(xiàn)如今信號發(fā)生器在當(dāng)代科學(xué)實驗的發(fā)展中扮演著非常重要的角色，并且在其他各領(lǐng)域中也被頻繁的使用著。然而中國一些主要的高端臺式儀器仍然得依賴外國進口，因為這些儀器的加工過程較為復(fù)雜,在制造和生產(chǎn)方面的突破要求十分高。與這些儀器相比，虛擬技術(shù)依靠虛擬軟件開發(fā)平臺，通過購買合適的通用儀器硬件來購買適當(dāng)?shù)母咝阅芎偷统杀镜膬x器系統(tǒng)[1]。通過將硬件儀器和虛擬儀器進行完美的結(jié)合后設(shè)計完成的信號發(fā)生器可以生成很多不同滿足我們需求的波形[2]。信號發(fā)生器由于所使用的硬件少而且所需的成本非常低，所以就極易實現(xiàn)。信號發(fā)生器的生成只需在電腦中安裝上虛擬開發(fā)軟件然后再配置相應(yīng)的USB采集卡。這一研究的出現(xiàn)為各高校日后的實驗教學(xué)以及研究人員的科學(xué)研究奠定了便利的研究資源基礎(chǔ)。今天，由于諸如正弦信號和可以產(chǎn)生不同頻率和幅度的方波信號的共同波形信號，信號發(fā)生器廣泛用于工業(yè)，教學(xué)和科學(xué)領(lǐng)域。傳統(tǒng)的信號發(fā)生器一般分為兩種類型：一種是通用信號發(fā)生器，另一種是專用信號發(fā)生器[3]。但是儀器的個別性能則十分影響信號發(fā)生器的使用價值以及在什么場合去應(yīng)用。通用信號經(jīng)常用于各高校實驗教學(xué)和工業(yè)測試工作中并且價格比較低廉。專用信號發(fā)生器由于通常在科學(xué)研究的過程中被使用，所以價格比較昂貴。相對于傳統(tǒng)的信號發(fā)生器功能固定、無法擴展而且電路元件較多來說，虛擬儀器在一定意義上化簡了結(jié)構(gòu)、價格低廉、使用性高、可重復(fù)開發(fā)，十分具有研究意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀虛擬儀器的研究最早是由國外的儀器開發(fā)行業(yè)提出的。90年代就有公司提出了數(shù)字與智能向虛擬過度的產(chǎn)品理念。1986年，有關(guān)虛擬儀器的概念被正式的提出，這為虛擬儀器日后的開發(fā)以及利用奠定了堅實的基礎(chǔ)。在1990年以后，很多基于虛擬儀器相關(guān)的產(chǎn)品相繼出現(xiàn)，這使得虛擬儀器的發(fā)展得到了快速提升[4]。九十年代初，我國電子和通信等領(lǐng)域的發(fā)展處于起步階段，與此同時在傳統(tǒng)儀器測控方面的技術(shù)上也很局限，虛擬儀器作為計算機與電子通信相結(jié)合后的產(chǎn)物，但是由于中國計算機和電子通信領(lǐng)域的發(fā)展不太樂觀，所以導(dǎo)致虛擬儀器的發(fā)展比較緩慢。在缺少軟硬件技術(shù)支持條件下，直到1990年才在計算機領(lǐng)域中應(yīng)用虛擬儀器的概念，因此在虛擬儀器的應(yīng)用方面還處于懵懂狀態(tài)。而近些年，為了在測量移動通信手機和基站設(shè)備的同時滿足從1G到3G移動通信設(shè)備的測量應(yīng)用，出現(xiàn)了一種成為矢量信號發(fā)生器的新儀器[5]。該矢量信號發(fā)生器采用模塊化結(jié)構(gòu)，嵌入式微電腦控制，高速總線機箱，已成為信號發(fā)生器技術(shù)發(fā)展的代表。除此之外，任意波形發(fā)生器以及各種各樣的中國生產(chǎn)的高性能信號發(fā)生器，可以滿足在不同場合下的各種需求。然而雖然中國的信號發(fā)生器起步非常晚，但自從開始發(fā)展以后，已漸漸逐步跟上國際發(fā)展的步伐，不僅可以設(shè)計出滿足中國如今技術(shù)所需的儀器，還可以設(shè)計出具有國際標(biāo)準(zhǔn)的信號發(fā)生器[6]。1.3主要研究內(nèi)容本文簡要介紹了課題研究的背景、意義以及主要研究工作，還介紹了虛擬儀器和信號發(fā)生器的基本概念、工作原理以及近些年的發(fā)展。通過虛擬開發(fā)平臺LabVIEW軟件設(shè)計一款多功能信號發(fā)生器，不僅化簡了設(shè)計時的結(jié)構(gòu)，還減少了設(shè)計成本。讓我們在學(xué)習(xí)LabVIEW軟件的功能的同時，還可以了解虛擬儀器的設(shè)計方法。最終通過選定目標(biāo)項的方法去實現(xiàn)虛擬信號發(fā)生器各子模塊的功能，從而完成一個能生成正弦波、三角波、矩形波以及其他各種波形且用戶可以自主定義參數(shù)的多功能虛擬信號發(fā)生器。第二章虛擬儀器及信號發(fā)生器概況2.1虛擬儀器的概念及結(jié)構(gòu)虛擬儀器的含義是：用戶可以使用計算機硬件平臺去設(shè)計滿足個性化需求的操作系統(tǒng)，操作過程中所需的測試功能的實現(xiàn)可以由特定的測試軟件實現(xiàn)，而計算機系統(tǒng)則作為虛擬儀器控制操作的面板，這與傳統(tǒng)電子儀器的使用模式相悖。換一句話來說，當(dāng)用戶在日常生活中使用計算機時就是在使用虛擬電子儀器[7]。圖2.1為虛擬儀器構(gòu)成方案。圖2.1虛擬儀器構(gòu)成方案虛擬儀器突破了兩個方面：虛擬控制面板和虛擬測量測試和分析。虛擬儀器就是將硬件和軟件的結(jié)合。硬件是通過使用設(shè)備完成信號的處理，而軟件是通過顯示器去完成儀器設(shè)備的主要界面，并可以通過各種方式實驗得到所需測試結(jié)果。2.1.1虛擬儀器的特點和優(yōu)勢相對于傳統(tǒng)儀器來說，虛擬儀器在一定意義上化簡了結(jié)構(gòu)、價格低廉、使用性高以及可重復(fù)開發(fā)[8]。表2.1為傳統(tǒng)儀器與虛擬儀器的對比。表2-1虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器比較虛擬儀器傳統(tǒng)儀器開發(fā)和維護費用低開發(fā)和維護費用高技術(shù)更新周期短（0.5-1年）技術(shù)更新周期長（5-10年）軟件是關(guān)鍵硬件是關(guān)鍵價格低價格昂貴開發(fā)靈活與計算機同步固定可用網(wǎng)絡(luò)周邊各儀器只可用有限的設(shè)備自動化、智能化、多功能、遠距離運輸功能單一、操作不便2.1.2虛擬儀器的結(jié)構(gòu)硬件系統(tǒng)作為虛擬儀器的最基本部分，主要用來對所需信號進行采集、回放、保存和處理工作[9]。硬件系統(tǒng)的主要組成部分是計算機和I/O接口，PC為虛擬儀器提供高時效的數(shù)據(jù)處理工作，I/O口是對采集的信號進行檢測、放大和數(shù)模轉(zhuǎn)換。結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。文本式和圖形化編輯語言在用戶進行虛擬儀器軟件的開發(fā)設(shè)計時發(fā)揮著十分重要的功能及作用。而LabVIEW軟件的開發(fā)界面在設(shè)計和使用時為用戶提供了最大的靈活性和使用環(huán)境。圖2.2虛擬儀器結(jié)構(gòu)2.1.3虛擬儀器的發(fā)展方向虛擬儀器是一種新的測量儀器，讓用戶自己定義功能和結(jié)構(gòu)并輕松地建立，還可以靈活的轉(zhuǎn)換，因此被大量的應(yīng)用于航空航天、教學(xué)和科研、生物醫(yī)療、電子測量等方面[10]。隨著當(dāng)代國內(nèi)外科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展，計算機技術(shù)，通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為大型市場中的虛擬儀器的快速發(fā)展奠定了十分重要的基礎(chǔ)。這就導(dǎo)致虛擬儀器逐步向序列化，標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的道路去發(fā)展[11]。在各高校內(nèi)，虛擬儀器成為一種新的教學(xué)手段，慢慢走進學(xué)生的日常學(xué)習(xí)中，由于現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)教學(xué)正在逐步改變傳統(tǒng)的教育方式。而且，虛擬儀器的參考不僅提高了設(shè)備的利用率，降低了教學(xué)成本，而且還滿足了電子實驗教學(xué)的需要。所以當(dāng)下我們該考慮如何將虛擬與現(xiàn)有文書進行完美的糅合，從而取代和淘汰傳統(tǒng)儀器?？偠灾?，虛擬儀器在中國日后的發(fā)展過程中還有巨大的空間，它們可以逐步取代大多數(shù)傳統(tǒng)儀器，漸漸成為國際儀器領(lǐng)域的重要核心。2.1.4虛擬儀器軟硬件平臺虛擬儀器主要結(jié)合了相應(yīng)的硬件測試功能作為輸入源和輸出接口[12]。計算機顯示器(包括顯示器、燈、旋鈕、開關(guān)、按鈕等)、鍵盤、鼠標(biāo)等成為人們操作虛擬儀器的工具，所以可以在操作面板上設(shè)置旋鈕，從而控制儀器的功能，設(shè)置各種操作參數(shù)，啟動或停止單片機。所有功能在這個虛擬接口將得到全面實施，例如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器、頻譜分析儀等,也可以實現(xiàn)在普通儀器無法實現(xiàn)這種方式允許用戶通用PC性能升級,測量系統(tǒng)的功能將是非常完美的,也是非常靈活的,人們真的很期待。該技術(shù)與計算機的相關(guān)性越來越強，其核心的計算機相關(guān)技術(shù)、虛擬儀器以及一些先進的硬件實現(xiàn)功能以及一些擴展功能。解決輸入和輸出信號,系統(tǒng)的中心是一個軟件,軟件是現(xiàn)代和傳統(tǒng)的儀表儀器。虛擬儀器更加靈活、更經(jīng)濟,測量儀能夠適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷更新,擴大計算機硬件功能的性能需求。虛擬儀器和I/0接口設(shè)備基于計算機技術(shù)和不同的總線硬件兩個部分。PCI總線卡PC-daqvi系統(tǒng):GPIB總線模式VI系統(tǒng)、VXI總線模塊系統(tǒng)、計算機串口、并行或USB端口VI系統(tǒng)、現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)五種模式[13]。2.2信號發(fā)生器簡介信號發(fā)生器被廣泛地用于當(dāng)今的生產(chǎn)實踐和技術(shù)當(dāng)中。在測量電信設(shè)備或者電信系統(tǒng)的傳輸特性、振幅特性、頻率特性以及其他電參數(shù)時用作信號源或激發(fā)源。還可用于測試各種組件的參數(shù)和特性。2.2.1信號發(fā)生器概述信號發(fā)生器是電子測量儀器的生產(chǎn)實踐和科學(xué)研究的結(jié)合。雖然模擬信號發(fā)生器體積大，功能單一，維護和升級成本高，但它具有一些擴展功能，難以在短時間內(nèi)普及。而虛擬儀器是基于計算機的硬件系統(tǒng)和LabVIEW軟件工具的基礎(chǔ)之上的產(chǎn)物。虛擬儀器的虛擬面板可以讓使用者在使用過程中自定義，而它的核心功能則是測試軟件的測試功能。在各高校的日常教學(xué)過程中，實驗操作的基礎(chǔ)課程扮演者一個非常重要的角色。所以虛擬儀器的出現(xiàn)完美的解決了由于學(xué)生數(shù)量的日漸增加，現(xiàn)代實驗教學(xué)的不斷改革，導(dǎo)致舊的實驗設(shè)備和規(guī)模難以滿足現(xiàn)代化的需求的問題。所以使用LabVIEW開發(fā)的信號發(fā)生器的優(yōu)點是不僅可以提高對信號的分析和計算能力、降低所需儀器的使用量及成本、提高儀器的實用性。還可以進行波形顯示、存儲、打印和讀取。2.2.2信號發(fā)生器的工作原理現(xiàn)如今人們使用較為頻繁的信號發(fā)生器基本上都是由集成電路和晶體管組成，而此類信號發(fā)生器普遍通過恒流充放電的方式來實現(xiàn)三角波信號以及方波信號的生成。在充電量值和放電量的值完全不相同時，三角波信號就會轉(zhuǎn)換成鋸齒波信號，在此基礎(chǔ)上，方波信號就會轉(zhuǎn)換成脈沖。除此之外，正弦波信號可以通過波形轉(zhuǎn)換電路生成。最后這些信號波形通過放大器后輸出。圖2.3為簡化原理框圖。圖2.3信號發(fā)生器簡化原理框圖第三章多功能虛擬信號發(fā)生器的設(shè)計3.1設(shè)計思路本設(shè)計通過使用LabVIEW軟件去完成多功能虛擬信號發(fā)生器，為了滿足波形選擇以及波形顯示功能，可以通過以下幾部分實現(xiàn)。第一部分：信號發(fā)生器總開關(guān)。用while循環(huán)來控制信號發(fā)生器的開與關(guān)。第二部分：波形選擇。通過使用Case條件結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)波形的選擇，將相應(yīng)波形對應(yīng)與之匹配的分支條件，在前面板通過使用鼠標(biāo)選擇相應(yīng)的波形旋鈕。第三部分：信號輸出。通過組合框來實現(xiàn)波形選擇的顯示，數(shù)值輸入控件或旋鈕可以實現(xiàn)相關(guān)參數(shù)的調(diào)節(jié)，并由數(shù)值顯示控件來顯示，輸出信號通過波形圖顯示來實現(xiàn)。3.2標(biāo)準(zhǔn)頻率模擬頻率與采樣頻率的比值被稱為數(shù)字頻率，也叫作標(biāo)準(zhǔn)頻率，它的單位是周期數(shù)/采樣點。將波形的頻率參數(shù)設(shè)置為5Hz，幅值設(shè)置為10V，采樣率以及樣本數(shù)設(shè)置為1000。設(shè)置完各參數(shù)后運行程序。這時前面板的波形圖表就會顯示波形的頻譜分析圖。可以明確的發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采樣率和樣本數(shù)完全相等時，波形的周期數(shù)就會與最初設(shè)置的頻率完全一致。也就是說，當(dāng)采樣率與樣本數(shù)一致時，波形所顯示的周期數(shù)會隨著設(shè)置頻率的改變而隨之改變。3.3主流程圖及模塊分析3.3.1主流程圖根據(jù)總體設(shè)計思路，將多功能虛擬信號發(fā)生器系統(tǒng)的軟件設(shè)計分為以下幾模塊，波形選擇主要實現(xiàn)了對波形進行選擇的功能；參數(shù)調(diào)節(jié)可以對所選波形的相關(guān)參數(shù)進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)我們所需的波形；是否加入噪聲可以清晰地觀察到加入噪聲前后波形的變化；頻譜分析可以快速對波形進行分析，最后通過波形顯示模塊將波形顯示出來。圖3.1主流程圖3.3.2主要模塊分析1、波形選擇模塊首先使用布爾控制選擇器控制輸出值，然后累加將所有選擇器的輸出，最后讓輸出結(jié)果進入Case條件結(jié)構(gòu)。程序框圖如圖3.2。圖3.2波形選擇模塊程序框圖2、Case條件結(jié)構(gòu)在LabVIEW程序框圖的編程里選擇條件結(jié)構(gòu)。并在每個分支中選擇各種波形和相關(guān)的參數(shù)以及控制設(shè)置。程序框圖如圖3.3。圖3.3Case條件結(jié)構(gòu)程序框圖3、添加噪聲模塊通過布爾控制來控制條件的分支，以確定是否添加了噪聲并且控制了噪聲的幅度。程序框圖如圖3.4。圖3.4添加噪聲模塊程序框圖3.4多功能波形設(shè)計3.4.1正弦波信號產(chǎn)生及參數(shù)設(shè)計在LabVIEW軟件中有很多方法可以生成波形，而本次設(shè)計的正弦波波形則通過“波形生成”來實現(xiàn)。在設(shè)計過程中為實現(xiàn)各參數(shù)的調(diào)節(jié)，只需將這四個參數(shù)都作為變量。設(shè)計中使用Case條件結(jié)構(gòu)，便可完成波形的選擇。為了充分利用其功能，可以添加與不同波形特征對應(yīng)的條件分支，并通過更改“選擇標(biāo)簽”數(shù)據(jù)類型來更改不同的參數(shù)。顯示控制可捕捉到更精準(zhǔn)的波形參數(shù)，所以即便在調(diào)節(jié)參數(shù)時，也可以判斷他的值是否滿足要求。正弦波的設(shè)計框圖如圖3.5所示。圖3.5正弦波設(shè)計框圖3.4.2三角波信號產(chǎn)生及參數(shù)設(shè)計在“波形生成”使用三角波形，如果要調(diào)整參數(shù)，可以將參數(shù)都設(shè)置成變量。使用Case條件結(jié)構(gòu)，改變“選擇器標(biāo)簽”的數(shù)據(jù)類型，添加所需的分支，并使每個分支對應(yīng)一個波形。“分支選擇器”必須與“選擇器標(biāo)簽”的數(shù)據(jù)類型匹配。為了方便調(diào)節(jié)參數(shù)的同時也可以觀測它的值，我們只需添加一個顯示控件即可。三角波的設(shè)計框圖如圖3.6。圖3.6三角波設(shè)計框圖3.4.3方波信號產(chǎn)生及參數(shù)設(shè)計選用“波形生成”中的方波波形，占空比必須得精準(zhǔn)的顯示它的數(shù)值，還要能調(diào)節(jié)。將頻率、幅值、相位和DC偏移這四個參數(shù)設(shè)置為變量，我們可以再滿足需求的同時調(diào)整參數(shù)。這一操作既可實現(xiàn)方波，也可隨時切換到其他波形。為了方便調(diào)節(jié)參數(shù)的同時也可以觀測它的值，我們只需添加一個顯示控件即可。方波的設(shè)計框圖如圖3.7。圖3.7方波設(shè)計框圖3.4.4鋸齒波信號產(chǎn)生及參數(shù)設(shè)計與上述方法一樣即可獲得鋸齒波信號并可對其參數(shù)進行調(diào)節(jié)。鋸齒波的設(shè)計框圖如圖3.8。圖3.8鋸齒波設(shè)計原理圖3.4.5公式波信號產(chǎn)生及參數(shù)設(shè)計選擇“波形生成”中的公式波信號，將相關(guān)參數(shù)設(shè)置為變量。公式波設(shè)計框圖如圖3.9。圖3.9公式波設(shè)計原理圖第四章系統(tǒng)仿真與結(jié)果4.1多功能虛擬信號發(fā)生器系統(tǒng)多功能虛擬信號發(fā)生器不僅可以生成實驗室中常用的波形，還可以產(chǎn)生其他各種實驗所需但是可以通過輸入公式所生成的不常見的信號。在調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)的同時，還可以選擇是否加入噪聲，最終完成不同環(huán)境下的測量要求。本次設(shè)計的前面板圖以及程序框圖如圖所示。圖4.1前面板框圖圖4.2程序框圖4.2波形顯示子VI通過使用顯示窗口、調(diào)節(jié)旋鈕、開關(guān)按鍵等部件完成多功能虛擬信號發(fā)生器的前面板，但是一些操作還是需要通過鼠標(biāo)完成。完成程序框圖的設(shè)計之后，最終實現(xiàn)設(shè)計中預(yù)定波形的顯示。正弦波信號通過在LabVIEW的VI的前面板選擇正弦波并調(diào)節(jié)正弦波的相關(guān)參數(shù)，運行后得到正弦信號的波形圖及頻譜分析圖。圖4.3正弦波信號波形圖及頻譜分析圖2、三角波信號通過在LabVIEW的VI的前面板選擇三角波并調(diào)節(jié)三角波的相關(guān)參數(shù)，運行后得到三角波信號的波形圖及頻譜分析圖。圖4.4三角波信號波形圖及頻譜分析圖3、方波信號通過在LabVIEW的VI的前面板選擇方波并調(diào)節(jié)方波的相關(guān)參數(shù)，唯一不同的是方波信號的波形顯示還與占空比相關(guān)。運行后得到方波信號的波形圖及頻譜分析圖。圖4.5方波信號波形圖及頻譜分析圖4、鋸齒波信號通過在LabVIEW的VI的前面板選擇鋸齒波并調(diào)節(jié)鋸齒波的相關(guān)參數(shù)，運行后得到鋸齒波信號的波形圖及頻譜分析圖。圖4.6鋸齒波信號波形圖及頻譜分析圖5、公式波信號通過在LabVIEW的VI的前面板選擇公式波并調(diào)節(jié)公式波的相關(guān)參數(shù)，并在公式輸入框中輸入，運行后得到公式波信號的波形圖及頻譜分析圖。圖4.7公式波信號波形及頻譜分析圖6、加入噪聲后正弦波信號通過在LabVIEW的VI的前面板選擇正弦波并調(diào)節(jié)正弦波的相關(guān)參數(shù)，添加噪聲后并更改噪聲幅度，運行后得到加入噪聲后正弦波信號的波形圖及頻譜分析圖。圖4.8加入噪聲后正弦波信號波形圖及頻譜分析圖從上述設(shè)計分析的過程中可以發(fā)現(xiàn)通過LabVIEW軟件中的“波形生成”函數(shù)模塊可以快速生成我們所需的波形，Case條件結(jié)構(gòu)可以進行信號選擇，在“頻譜分析”模塊可以實現(xiàn)對信號的分析及處理功能?？偠灾谔摂M模擬環(huán)境下，通過將計算機硬件系統(tǒng)與LabVIEW軟件系統(tǒng)的相關(guān)功能緊密結(jié)合后實現(xiàn)的多功能虛擬信號發(fā)生器，不僅可以完美替代結(jié)構(gòu)復(fù)雜的信號發(fā)生器，還可以減少設(shè)計過程中的操作。結(jié)論本文通過對虛擬儀器和信號發(fā)生器進行研究，將計算機的硬件系統(tǒng)與虛擬儀器開發(fā)平臺LabVIEW軟件的相關(guān)功能相結(jié)合，最終實現(xiàn)了多功能虛擬信號發(fā)生器的設(shè)計。在本次畢業(yè)論文的設(shè)計中，通過使用虛擬儀器來設(shè)計并完成多功能信號發(fā)生器。在某些方面來說，該儀器不僅可以生成參數(shù)可調(diào)的實驗常見波形，還可以通過輸入特定的公式從而生成其他特殊波形，并且在此基礎(chǔ)上增添了對信號的分析及處理等功能。例如，在使用Case條件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，可以通過鼠標(biāo)選擇各波形相對應(yīng)的旋鈕去實現(xiàn)波形的選擇；選用LabVIEW中的“波形生成”模塊可以快速生成設(shè)計過程中所需波形；通過使用“頻譜測量”函數(shù)可以快捷有效地實現(xiàn)對各信號的分析功能；將信號的各個參數(shù)都設(shè)置成變量的同時，選擇性的加入噪聲，可以清晰地觀察到信號改變前后波形的變化，最后通過波形顯示模塊將各信號的波形清晰地顯示出來。通過以上設(shè)計及仿真結(jié)果可知：利用虛擬儀器代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器開發(fā)軟件，不僅效率高、用時短、操作性高，而且可重復(fù)使用。虛擬儀器LabVIEW平臺結(jié)合了硬件和軟件，所以可以通過直接傳遞來自多功能虛擬信號發(fā)生器的信號來獲得設(shè)計所需的素材。參考文獻[1]周晶晶,吳文全,孫金明,章耀文.基于虛擬儀器系統(tǒng)的多功能信號發(fā)生器設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2014,37(17):120-121，124.

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