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1、精通LabVIEW 程序设计 一书随书课件,清华大学 张桐 2009.1,9.1 概述 9.2 基于声卡的常用虚拟仪器 9.3 元件伏安特性的测量 9.4 电路频率响应的测量,第9章 LabVIEW在模拟电子中的应用,内容提要,主要讲述LabVIEW在模拟电子技术中的应用 主要内容 在模拟电子中常见实验的设计以及分析方面，结合实例对LabVIEW在模拟电子中的应用方法进行介绍。主要包括基于声卡的常用虚拟仪器、元件伏安特性的测量、电路频率响应的测量等内容。 通过本章的学习， 学习目的 读者应能够自行独立设计基于LabVIEW的常见模拟电子实验，并能够结合理论对实验结果做出分析。,9.1 概述,电
2、路实验装置：实验所需的硬件电路，可制作成为通用实验台形式。 多功能数据采集卡：具有模拟输入输出、数字输入输出等功能。 PC机：其中的软件部分可以使用各种虚拟仪器工具开发，其中LabVIEW最为常用和易用，特别是LabVIEW配合NI-DAQ驱动程序，能够支持大部分的主流数据采集卡，并提供封装良好的VI支持数据采集过程。,图9-1 模拟电子实验平台,9.2 基于声卡的常用虚拟仪器,为了便于实现，这一节中的数据采集卡都是使用PC机中的普通声卡代替的。 声卡是在外界模拟信号量（多为电压）与计算机内部数字信号量之间进行互相转换的一种板卡，信号处理频率范围在音频范围内。,9.2.1 与声卡有关的子VI库
3、,在函数选板“编程图形与声音声音”下，分别有三个子VI库。 输入：集中了与声音采集相关的VI； 输出：集中了与声音播放相关的VI； 文件：集中了与声音文件读写相关的VI。,图9-2 声音输入VI库,图9-3 声音输出VI库,图9-4 声音文件VI库,9.2.2 基于声卡构造的实验举例,例9-1 构造多功能信号发生器实例 可产生如下类型的信号。 正弦波：可设定频率、幅度、偏移量等； 方波：可设定频率、幅度、偏移量等； 锯齿波：可设定频率、幅度、偏移量等； 三角波：可设定频率、幅度、偏移量等； 高斯白噪声：可设定噪声的标准差； 叠加的正弦波（即多个正弦波的叠加）：可设定每个正弦波的频率、幅度、相位
4、等； 自定义公式的波形：自由编写波形表达式，产生任意形式的波形。,实验举例（续）,构造单通道示波器实例 能够从声卡输入通道实时采集波形，并显示在波形图上，且要求波形的常用显示参数可调，包括横轴精度、纵轴精度等。,9.3 元件伏安特性的测量,对元件伏安特性进行测量，最直接的传统测量方法是用电压表测量元件电压，用电流表测量元件电流。 然后根据数据，以电压为横轴，以电流为纵轴，绘出伏安特性曲线，这种测量方法也叫伏安法，是电子电路实验中研究元件特性的最常用方法之一。 实际上使用基于LabVIEW和数据采集的虚拟仪器技术也可以代替传统的伏安特性测量方法，而且具有速度快、准确度高、便于分析和保存数据等突出
5、优点。,普通二极管伏安特性的测量实例,在LabVIEW中编写数据采集和计算程序，具体步骤为： 新建空白VI，使用DAQ Assistant创建一个模拟输出任务，包含一个虚拟通道，使用数据采集卡的第一个模拟输出通道Dev1/ai0为物理通道。 使用三角波形VI（Triangle Waveform.vi）经过适当的参数配置生成激励信号，并连接。 再使用DAQ Assistant创建一个模拟输入任务，包含两个虚拟通道，分别为电压采集和电流采集。 对采集任务DAQ Express VI的输出参数“data”作处理，将采集到的电流和电压数据用XY图显示。,图9-14 “普通二极管伏安特性的测量.vi”的
6、程序框图,图9-15 “普通二极管伏安特性的测量.vi”的程序前面板,9.4 电路频率响应的测量,扫频仪设计实例 ： 基于虚拟仪器的扫频仪的基本原理和工作步骤为： 按照指定参数（如扫频方式、时长、起止频率等），计算出扫频信号数据； 从模拟输出通道输出扫频信号波形，加载在电路激励点上； 同时从模拟输入通道采集电路输出点的信号波形； 将采集所得信号与输出信号作分析，计算并绘制出频率响应曲线。,扫频仪设计实例（续）,具体步骤： 1、 搭建前面板界面 使用一个选项卡控件的两页分别作为“扫频参数设置”和“数据采集与分析”的交互界面。 2、扫频信号参数配置及生成 专门新建一个子VI“生成扫频信号.vi”来实现计算并生成扫频信号的过程。 3、声卡的播放和采集（模拟输出和模拟输入） 用户单击了“测试”按钮后系统应使用声卡播放扫频信号，加载到待测电路的输入端，同时在待测电路的输出端采集信号。 4、数据分析 成功采集到待测电路的响应信号波形数据后，下面的工作是对其进行处理和分析，最终目的是绘出正确的频率响应曲线。这部分的数据分析工作可以分为如下几步进行： 信号头识别 截取有效信号 计算频率响应 实验结果,图9-19 扫频参数配置页面,图9-20 数据采集与分析页面,习题与思考,选择=结果,汇报结束 谢谢观看！ 欢迎提出您的宝贵意见！,
