《labview虚拟仪器的信号产生与测试系统设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《labview虚拟仪器的信号产生与测试系统设计.doc（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、-范文最新推荐- Labview虚拟仪器的信号产生与测试系统设计 摘要LabVIEW是一种图形化编程软件,使用灵活方便,在该环境中,用户能够根据实际需要构造各种虚拟仪器。虚拟仪器技术是在计算机、测量仪器技术、软件技术快速发展的基础上发展起来的一项新技术。虚拟仪器的核心技术是使用计算机强大的资源,最大限度来降低系统成本，增强系统功能与灵活性。本设计正是顺应仪器发展的趋势，利用LabVIEW软件来实现一个功能较为完备的信号发生与测试系统，并可以进行各项功能的演示。其中包括一个可以产生正弦波、方波、锯齿波等波形，可以调整幅值、频率、直流偏置等功能的虚拟信号发生器和一个可调量程，可显示光标的数字示波器
2、。关键词虚拟信号发生器数字示波器Labview虚拟仪器11458毕业设计说明书（论文）外文摘要TitleThe design of Signals Generator and testing systemBased on LabVIEWAbstractLabVIEW is a kind of graphization software and easy to use.Operator can formate kinds of virtual instrument to meet practical require in LabVIEW.The virtual instrument techno
3、logy is a new kind of technology that based on the rapid development of computer, measuring instrument technology and software technology. The core technology of virtual instrument is to use formidable computer resources to minimize the system cost and to enhance the system functions in flexibility.
4、This design conforms to the development tendency of the instruments, using graphical programming software LabVIEW to realize a complete functional signal generation and testing system,which can demonstrate the various functions.It includes a virtual signal generator,which can produce sine, square, s
5、awtooth waveform and so on. You can adjust the amplitude, frequency, DC bias, and other functions of the virtual signal generator. And an adjustable range of the digital oscilloscope to display the cursor. 虚拟仪器就是在通用计算机上加上软件和（或）硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就像是在操作一台他自己设计的专用的传统电子仪器。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整
6、个仪器系统的关键，任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模，所以有“软件就是仪器”之说【1】。虚拟仪器技术的出现，彻底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的模式，虚拟仪器技术给用户一个充分发挥自己的才能、想象力的空间。用户（而不是厂家）可以随心所欲地根据自己的需求，设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用需求。虚拟仪器系统概念是对传统仪器概念的重大突破，是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物。它利用计算机系统的强大功能，结合相应的硬件，大大突破传统仪器在数据处理、显示、传送、处理等方面的限制，使用户可以方便地对其进行维护、扩展、升级
7、等。本文设计的虚拟信号发生器和虚拟数字示波器正是在这个背景下确立的。1.2课题的意义本课题中的虚拟信号发生器和数字示波器是通过LabVIEW图形化语言，将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融合为一体，从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在仪器，大大缩小了仪器硬件的成本和体积，并通过LabVIEW实现对信号的显示、存储以及分析处理。因为虚拟仪器可与计算机同步发展，与网络及其他周边设备互联，用户只需改变软件程序就可以不断赋予它或扩展增强它的测量功能。这就是说，仪器的设计制造不再是厂家的专利。虚拟信号发生和测试系统开创了仪器使用者可以成为仪器设计者的时代，这将给虚拟信号发生和测试
8、系统的使用者带来无尽的利益。 第六章介绍了虚拟信号发生器与数字示波器之间的连接，即二者之间的信号传送，并对系统整体的运行结果进行显示。2虚拟仪器简介2.1虚拟仪器的产生背景当今我们处于一个正在高度发展的信息社会，要求在有限的时空上实现大量信息的交换，必然带来信息密度的急剧增大，要求电子系统对于信息的处理速度越来越高，功能越来越强，这使得系统结构日趋复杂。对体积、耗电和价格的要求使得系统及IC的集成度越来越高，同时激烈的市场竞争使得产品价格及研制生产周期缩短，传统的测试仪器已经越来越不能满足时代的要求，主要表现在以下几个方面：1、要求测试仪器不仅能单独测量某个电量，而且测试仪器之间必须具备控制通
9、道和数据交换通道，以便完成对各个被测量同时进行自动分析、信息综合及准确判断，传统的测试仪器在这方面受到极大的限制。2、微处理器和DSP技术的飞速发展及它们价格的不断降低，改变了传统的电子设计概念，原来许多由硬件完成的功能现在逐步由运行在微处理器和DSP芯片上的软件来完成，这样给产品带来了巨大的好处：自动化、程序高、可靠性高、价格低、容易升级、系统具有宽适应范围的柔性结构、可维护性好等等。硬件软化的设计方法对当今测试仪器的设计产生了深刻的影响。3、良好的人机界面的要求促进了传统测试仪器的改造。对于越来越复杂的被测系统，如果仍然使用传统的测试仪器必然会需要众多的仪器设备，面对各个生产厂家的不同设备
10、，使用者需要学习不同设备的使用方法后方可使用。这样的测试仪器不仅使用效率及利用效率都很低，而且硬件存在巨大的冗余。4、微计算机的广泛使用，给基于微计算机的测试仪器提供了巨大的市场，人们在使用计算机及测试仪器时越来越明显的感觉到测试仪器的许多功能不仅可以由已有的计算机来完成，而且需要增加某种测试功能时，只增加少量的模块化功能硬件即可，同时基于微计算机的测试仪器具有更多的优点。 2.3虚拟仪器的概念所谓虚拟仪器，就是在通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义、具有虚拟面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。使用者用鼠标点击虚拟面板，就可操作这台计算机系统硬件平台，就如同使用一台专用测
11、量仪器一样。虚拟仪器的“虚拟”二字主要包含以下两个方面的含义：第一， 虚拟仪器的面板是虚拟的。虚拟仪器面板上的各种“控件”与传统仪器面板上的各种“器件”所完成的功能是相同的。如由各种开关、按键、显示器等实现仪器电源的：“通”、“断”；被测信号的“输入通道”、“放大倍数”等参数的设置；测量结果的“数值显示”、“波形显示”等。传统仪器面板上的器件都是“实物”，而
12、且是由“手动”、“触摸”、来进行操作的，而虚拟仪器面板控件是外形与实物相象的“图标”，每个图标的“通”、“断”、“放大”等，对应着相应的软件程序。这些软件已经设计好，我们只需选用代表该种软件程序的图形“控件”即可。因此，设计虚拟仪器前面板,就是在前面板设计窗口中摆放所需的图标，然后对图标的属性进行设置。第二,虚拟仪器测量功能是通过对图形化软件流程图的编程来实现的。以PC计算机为核心组成的硬件平台支持下，通过软件编程来实现仪器的功
13、能的。因为可以通过不同测试功能软件模块的组合来实现多种测试功能，所以，在硬件平台确定后，就有“软件就是仪器”的说法。2.4虚拟仪器的构成虚拟仪器从构成要素上讲，由计算机、应用软件和仪器硬件等构成；从构成分式上讲则由以DAQ板和信号调理为仪器硬件而组成的PC-DAQ测试系统，或已GPIB，VXI，Serial和Field bus等标准总线仪器为硬件组成的GPIB系统、VXI系统、串口系统和现场总线系统等多种形式。虚拟仪器的构成如图2.4.1所示。 无论上述哪种形式的虚拟仪器，都是通过应用软件将仪器的模块化功能硬件与各类计算机相 结合的,其中基于GPIB、VXI、PXI的方
14、案主要适合构成大型高精度集成测试系统；PCI-DAQ / PCI、串行口方案主要适合构成普及型的廉价测试系统；现场总线方案主要适合构成大规模 的网络测试系统【5】。如测试任务需要,也可将上述几种方案结合构成混合测试系统。2.5虚拟仪器的优势1、性能高虚拟仪器技术是在PC技术的基础上发展起来的，所以完全“继承”了以现成即用的PC技术为主导的最新商业技术的优点，包括功能超卓的处理器和文件I/O，使您在数据高速导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的分析。此外，不断发展的因特网和越来越快的计算机网络使得虚拟仪器技术展现其更强大的优势。2、扩展性强NI的软硬件工具使得我们不再受限于当
15、前的技术中。这得益于NI软件的灵活性，只需更新计算机或测量硬件，就能以最少的硬件投资和极少的、甚至无需软件上的升级即可改进整个系统。在利用最新科技的时候，我们可以把它们集成到现有的测量设备，最终以较少的成本加速产品上市的时间。3、开发时间少在驱动和应用两个层面上，NI高效的软件构架能与计算机、仪器传统仪器与虚拟仪器构成比较仪表和通讯方面的最新技术结合在一起。NI设计这一软件构架的初衷就是为了方便用户的操作，同时还提供了灵活性和强大的功能，使我们轻松地配置、创建、发布、维护和修改高性能、低成本的测量和控制解决方案。4、无缝集成虚拟仪器技术从本质上说是一个集成的软硬件概念。随着产品在功能上不断地趋于复杂，工程师们通常需要集成多个测量设备来满足完整的测试需求，而连接和集成这些不同设备总是要耗费大量的时间。NI的虚拟仪器软件平台为所有的I/O设备提供了标准的接口，帮助我们轻松地将多个测量设备集成到单个系统，减少了任务的复杂性。 2.7虚拟仪器的发展趋势虚拟仪器作为新兴的仪器仪表，其优势在于用户可自行定义仪器的功能和结构等，且构建容易、转换灵活，它已广泛应用于电子测量、声学分
