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1、基于 LabVIEW 的电信号分析采集系统 I摘 要随着计算机技术的迅速发展，虚拟仪器正逐渐成为测控领域的发展方向。本设计以个人计算机和数据采集卡为主要硬件,以 LabVIEW 软件为开发平台,创建了实现信号采集与信号分析的多功能的虚拟仪器系统,该系统能够对采集后的信号进行一些时域分析和频域分析。此外，由于数据采集卡一般都有多个模入通道，所以通过数据采集卡驱动程序控制采集卡可以实现多通道的数据采集。因此使用 LabVIEW 进行数据采集十分简单、方便。通常只要使用 NI 公司提供的 NI- DAQmx 数据采集卡驱动程序，再结合数据采集设备可方便地实现数据采集。关键词：LabVIEW，数据采集
2、卡，信号分析，NI- DAQmx基于 LabVIEW 的电信号分析采集系统 IIABSTRACTWith the rapid development of computer technology，Virtual instrument is becoming the direction of developments in the field of measurement and control. The design of the personal computer, and data acquisition card as the main hardware，LabVIEW software
3、 development platform, Create a multi-function virtual instrument system for signal acquisition and signal analysis, The system is capable of the post-acquisition signal analysis of time domain and frequency domain analysis. In addition, data acquisition cards generally have more than one mode into
4、the channel, So through data acquisition card driver control acquisition card can realize multi-channel data acquisition. Using LabVIEW data acquisition is very simple and convenient. Usually as long as the use of NI - DAQmx data collection driver provided by the NI company, combined with the data a
5、cquisition equipment can easily achieve data collection. Key word: LabVIEW，Data acquisition card，Signal analysis，NI- DAQmx基于 LabVIEW 的电信号分析采集系统 III目 录1 绪论-11.1 数据采集分析系统的研究-11.2 系统主要特点-42 系统的设计及原理-112.1 系统实现的主要功能-112.2 系统的结构及其原理-113 系统硬件设计-133.1 传感检测模块-133.2 信号调理模块-163.3 数据采集模块-183.4 计算机模块选择-204 系统软件
6、设计-214.1 系统程序设计-214.2 信号采集程序设计-244.3 信号分析程序设计-255 结论-30参考文献-31致谢-33附录一-34附录二-35基于 LabVIEW 的电信号分析采集系统 11 绪论随着计算机技术、现场总线技术、软件技术的快速发展,自动测试系统发生了巨大的变化。虚拟仪器利用计算机来控制相应的与计算机连接的、具有仪器功能的硬件,完成对输入、输出信号的采集、控制、数据分析和显示,实现传统仪器的功能。与传统的测量仪器的设计方法相比,它具有成本低、功能强大、集成度高、质量可靠、维护方便等优点,可以很方便地组建测试系统,满足多种测量要求。系统中,信号经数据采集卡,由计算机上
7、的虚拟仪器控制采集、分析及显示。因此该系统的硬件完成信号输入功能,软件则是整个系统的关键 1。虚拟仪器完全是一种新概念的，与以往测量仪器大不相同,因为虚拟仪器是现代化的信息技术和仪器硬件技术相互结合的产物、对今天的计算机辅助测量测试领域而言是一项重要的，必不可缺的技术,是在各种计算机平台上,用户根据自己的要求来定义和设计具有测试测量功能的先进的仪器系统 2。与以往一般的以硬件为主的传统仪器相比较,虚拟仪器在自身的智能化、处理数据的能力、性能的价格比、可操作的特性等方面都具有非常明显的挂术领先优势 3。对虚拟仪器而言，最关键的核心技术就是软件开发环境。享誉全球的美国 NI 公司生产的 LabVI
8、EW 软件是一种基于图形化的编程语言(G 语言)的软件开发环境,它主要通过使用各种图标、图形符号、连线等来进行编程。其完美的图形化人机界面(GUI)使用的都是一般测量测试工程师所熟悉的旋钮、开关、波形图等,所以非常直观形象 4。鉴于虚拟仪器拥有上述诸多优点，所以本设计主要以虚拟仪器编程软件 LabVIEW为核心并且结合数据采集卡及相关硬件，完成一个具有数据采集功能和信号分析功能的虚拟仪器系统。1.1 数据采集分析系统的研究由于 LabVIEW 是有史以来，唯一通过使用虚拟面板用户界面和方框图来建立虚拟仪器系统的图形化程序设计系统，所以它广泛地被工业领域、学术领域和研究所、实验室所接受，同时被视
9、为一个标准的数据采集仪器和仪器控制软件 5。本文是以LabVIEW 软件为开发工具，在研究的基础上，设计了一套数据采集分析系统，能方便地实现包括数据采集、数据分析与数据处理，并通过一系列的仿真验证了系统的各种功能 6。所设计的 LabVIEW 数据采集系统，如图 1-1 所示，主要由硬件部分和软件部分组成。由于一般数据采集硬件具有多种形式，所以可根据具体的使用场合选择相应的硬件资源 7。数据采集硬件的驱动程序为 LabVIEW 软件中的数据采集卡驱动程序，可以通过其中的操作命令来完成与硬件之间的数据传输。一般情况下，用户可以通过硬件驱动程序中的用户接口 Measurement&Automntion 基于 LabVIEW 的电信号分析采集系统 2Explorer 来完成对硬件进行各种必要的设置与测试。LabVIEW 的数据采集 VI 是按照Measurement&Automntion Explore 中的设置来进行数据的采集，并且同时能进行相应的数据分析与处理。信号采集部分主要是利用 LabVIEW 中 Acquisition 这个子模板 8。此外，由于 LabVIEW 提供了各种图形化的驱动程序，所以使用者即使不了解 PCI 计算机总线也可以驱动上述各种总线的 I/O 接口设备，从而就实现了对各种被测信号的输入、采集、放大、模/数转换，进而可供计算机作进
