《labwindowscvi4 信号的产生、分析和处理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《labwindowscvi4 信号的产生、分析和处理（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、自动化测试与控制研究所LabWindowsLabWindows/CVI/CVI教程教程(4)(4)信号仿真与分析信号仿真与分析主讲：乔立岩主讲：乔立岩主讲：乔立岩主讲：乔立岩Email: Email: ( (交作业）交作业）交作业）交作业） MSN: MSN: （在线交流）（在线交流）（在线交流）（在线交流）Tel: 86413532 ext. 8611 Tel: 86413532 ext. 8611 （逸夫楼（逸夫楼（逸夫楼（逸夫楼611611）2/15数据采集的功能 ADCDACcntr/timerdigital数据采集卡数据采集卡模拟输入模拟输入/输出输出数字输入数字输入/输出输出On
2、Off时钟输入时钟输入/输出输出1-07/22/20247/22/20243/15信号分类信号根据其所传递的有用信息进行分类信号信号模拟量模拟量数字量数字量开关量开关量脉冲串脉冲串时域时域频域频域直流直流信息信息状态状态onofft速率速率1-0-t幅值幅值0.985t形状形状tf频率频率7/22/20247/22/20244/15采样定理Nyquist 原理原理 采样率采样率 2倍的最高频率倍的最高频率需要考虑的参数：需要考虑的参数：AD或或DA的精度、采样率、通道数等的精度、采样率、通道数等Adequately sampledAliased due to undersampling7/22
3、/20247/22/20245/151.信号产生正弦波正弦波 SineWave, SinePatternAnalysisLibErrType SineWave (int Number_of_Elements double Amplitude, double Frequency, double *Phase, double Sine_Wave);SineWave (128, 1.0, 1.0/128.0, &phase, sineWave);AnalysisLibErrType SinePattern (int Number_of_Elements, double Amplitude, doub
4、le Phase_(Degrees), double Number_of_Cycles, double Sine_Pattern);SinePattern (128, 1.0, 90.0, 1.0, sineWave);三角波三角波 Triangle, TiangleWaveAnalysisLibErrType Triangle (int Number_of_Elements, double Amplitude, double Triangle);Triangle (128, 1.0, dWave);AnalysisLibErrType TriangleWave (int Number_of_
5、Elements, double Amplitude, double Frequency, double *Phase, double Triangle_Wave);TriangleWave (128, 1.0, 1.0/128.0, &phase, dWave);7/22/20247/22/20246/15锯齿波锯齿波 SawtoothWaveAnalysisLibErrType SawtoothWave (int Number_of_Elements, double Amplitude, double Frequency, double *Phase, double Sawtooth_Wa
6、ve);SawtoothWave (128, 1.0, 1.0/128, &phase, dWave);脉冲脉冲 Impulse, PulseAnalysisLibErrType Impulse (int Number_of_Elements, double Amplitude, int Delay, double Impulse);Impulse (128, 1.0, 10, dWave);AnalysisLibErrType Pulse (int Number_of_Elements, double Amplitude, int Delay, int Width, double Pulse
7、);Pulse (128, 1.0, 10, 1, dWave);7/22/20247/22/20247/15噪声噪声 GaussNoise, WhiteNoiseAnalysisLibErrType GaussNoise (int Number_of_Elements, double Standard_Deviation, int Seed, double Gaussian_Noise);GaussNoise (128, 1.0, 0, noiseData);AnalysisLibErrType WhiteNoise (int Number_of_Elements, double Ampli
8、tude, int Seed, double Noise);WhiteNoise (128, 1.0, 0, noiseData);方波方波 SquareWaveAnalysisLibErrType SquareWave (int Number_of_Elements, double Amplitude, double Frequency, double *Phase, double Duty_Cycle, double Square_Wave)SquareWave (128, 1.0, 1.0/128.0, &phase, 50.0, dWave); 7/22/20247/22/20248/
9、152.信号处理频域 频谱分析AnalysisLibErrType FFT (double Array_X_(Real), double Array_X_(Imaginary), int Number_of_Elements);FFT (data_r, data_i, 1024);AnalysisLibErrType Spectrum (double Array, int Number_of_Elements);Power Spectrum = FFTX*2/n*2Spectrum (data, 1024);时域卷积：Convolve差分：Difference积分：Integrate7/22/
10、20247/22/20249/15数字滤波数字滤波器用于改变或消除不需要的波形。它是应用最广泛的信号处理工具之一。两种数字滤波器分别是：FIR（有限脉冲响应）和IIR（无限脉冲响应）滤波器。FIR滤波器可以被设计成线性相位滤波器。IIR滤波器有很好的幅值响应，但是无线性相位响应。滤波器种类：低通、带通、带阻、高通 IIR数字滤波: Bessel, Butterworth, Chebyshev, Elliptic AnalysisLibErrType Bw_BPF (const double Input_Array, int Number_of_Elements, double _Samplin
11、g_Frequency, double Lower_Cutoff_Freq, double Upper_Cutoff_Freq, int Order, double Output_Array);Bw_BPF (data, 1024, 10000, 100, 300, 5, data);FIR数字滤波7/22/20247/22/202410/15窗函数窗的类型: Blackman, Hamming, Hanning, Kaiser, 矩形 AnalysisLibErrType BkmanWin (double Array_X, int Number_of_Elements);BkmanWin (
12、data, 128);AnalysisLibErrType HamWin (double Array_X, int Number_of_Elements);HamWin (data, 128);7/22/20247/22/202411/153.统计分析直方图AnalysisLibErrType Histogram (const double Input_Array, int Number_of_Elements, double Base, double Top, int Histogram_Array, double Axis_Array, int Intervals);Histogram (
13、data, 128, 0.0, 1.0, hist_array, axis_array, 5);平均值AnalysisLibErrType Mean (const double Input_Array, int Number_of_Elements, double *Mean);Mean (data, 128, &mean);标准偏差AnalysisLibErrType StdDev (const double Input_Array, int Number_of_Elements, double *Mean, double *Standard_Deviation);StdDev (data,
14、 1024, &mean, &std_dev);有效值AnalysisLibErrType RMS (const double Input_Array, int Number_of_Elements, double *Root_Mean_Squared);RMS (data, 1024, *rms);7/22/20247/22/202412/154.数组操作1维：排序，数组和，绝对值，线性运算 AnalysisLibErrType MaxMin1D (const double Input_Array, int Number_of_Elements, double *Maximum_Value,
15、 int *Maximum_Index, double *Minimum_Value, int *Minimum_Index);MaxMin1D (data, 128, &max_val, &max_ind, &min_val, &min_ind);AnalysisLibErrType Sort (const double Input_Array, int Number_of_Elements, int Direction, double Output_Array);Sort (data, 1024, 0, sort_array);2维：极值，线性运算 5.矢量和矩阵实数矩阵复数矩阵7/22/
16、20247/22/202413/156.波形拟合线性拟合 把实验数据拟合为一条直线yi=a0+a1*Xi指数拟合 把数据拟合为指数曲线yi=a0*exp(al*Xi)多项式拟合 把数据拟合为多项式函数： yi=a0+a1*XI+a2*Xi2通用多项式拟合 与多项式拟合相同，但可以选择不同的算法，以获得更好的精度和准确性。通用线性拟合 公式为yi=a0+a1*f1(Xi)+a2*f2(Xi),这里yi是参数a0, a1, a2等的线性组合。通用线性拟合也可以选择不同的算法来提高精度和准确度。例如：y=a0+a1*sin(X)是一个线性拟合。因为y与参数a0, a1有着线性关系。同样道理，多项式拟合也总是属于线性拟合，但是它可以采用一些特殊算法以提高拟合处理的速度和精度。7/22/20247/22/202414/157.插值多项式插值样条插值8.测量自动功率谱谐波失真冲击响应网络函数传递函数7/22/20247/22/202415/15第二次上机作业1. 编写一个函数发生器，要求能够通过用户界面选择产生正弦波、三角波、锯齿波、方波等函数波形用曲线图控件绘制用户选择的波形波形的频率幅度可调（选作）2. 用曲线图控件绘制作业1的频谱（选作）7/22/20247/22/2024
