基于LabVIEW的频谱分析仪
机电学院测控技术与仪器系晋芳
摘要：以LabVIEW为平台，设计了一个简单的频谱分析仪，该仪器能实时显示采集到的信号的波形和FFT变换的图形，并将该信号的各参数测量出来。
关键字：LabVIEW FFT 频谱分析
一、设计任务
基于目前智能仪器实验室的硬件系统通过LabVIEW编程实现简易频谱分析仪，要求能采集－10－10V、频率2Hz－25KHz的各种信号并能显示采集到信号的幅度频谱。
二、设计要求
1、基本功能
（1）能够采集幅值范围在-10V~10V，频率在25KHz以下的信号并显示出来；
（2）能够将所采集信号的频谱计算出来并显示出来。
（3）编写友好的人机界面；
2、发挥部分
（1）能够对采样信号波形失真度进行测量；
（2）能够存储频谱波形；
三、频谱分析原理
频谱分析最常用的方法就是离散傅立叶变换（DFT），为了快速计算DFT，通常采用一种快速傅立叶变换(FFT)的方法。当信号的采样点数是2的幂时，就可以采用这种方法。
FFT的输出都是双边的，它同时显示了正负频率的信息。通过只使用一半FFT输出采样点转换成单边FFT。FFT的采样点之间的频率间隔是fs/N，这里fs是采样频率。
FFT和能量频谱可以用于测量静止或者动态信号的频率信息。FFT提供了信号在整个采样期间的平均频率信息。因此，FFT主要用于固定信号的分析（即信号在采样期间的频率变化不大）或者只需要求取每个频率分量的平均能量。
计算机只能处理有限长度的信号，原信号x(t)要以T(采样时间或采样长度)截断，即有限化。有限化也称为加“矩形窗”或“不加窗”。矩形窗将信号突然截断，这在频域造成很宽的附加频率成分，这些附加频率成分在原信号x(t)中其实是不存在的。一般将这一问题称为有限化带来的泄露问题。泄露使得原来集中在f0上的能量分散到全部频率轴上。泄露带来许多问题：如①使频率曲线产生许多“皱纹”（Ripple），较大的皱纹可能与小的共振峰值混淆；②如信号为两幅值一大一小频率很接近的正弦波合成，幅值较小的一个信号可能被淹没。③f0附近曲线过于平缓，无法准确确定f0的值。
为了减少泄露，人们尝试用过渡较为缓慢的、非矩形的窗口函数。常用的窗函数如下
在实际应用中如何选择窗函数一般说来是要仔细分析信号的特征以及最终希望达到的目的，并经反复调试。窗函数有利有弊，使用不当还会带来坏处。使用窗函数的原因很多，例如：
1、规定测量的持续时间；
2、减少频谱泄漏；
3、从频率接近的信号中分离出幅值不同的信号。
这里为了对比，采用了无窗，即矩形窗、海宁窗两种窗函数对波形数据做FFT变换。
四、设计过程
1、LabVIEW简介
LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。Labview程序又称为虚拟仪器（Virtual Instrument，简称VI）。VI是由图像、连线以及框图构成的应用程序，由Front Panel（前面板）和Block Diagram（后面板）两部分构成。它的表现形式和功能类似于实际的仪器，而它同时又很容易改变设置和功能。因此，Labview特别适用于实验室、多品种小批量的生产线等需要改变仪器和设备参数和功能的场合，以及对信号进行分析、研究、传输等场合。
2、数据采集（DAQ）
数据采集与仪器控制是LabVIEW最具竞争力的核心技术之一。NI公司提供了种类丰富的硬件设备以满足不同的测量与控制需求，其中包括数据采集（DAQ）硬件、实时测量与控制、PXI与Compact PCI、信号调理、开关、分布式I/O、机器视觉、运动控制、GPIB、串口和仪器控制等。
数据采集（Data AcQuisition，DAQ）是指从传感器和其他待测设备等模拟或数字被测单元中自动采集信息的过程。数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。一个完整的DAQ系统包括传感器或变换器、信号调理设备、数据采集和分析硬件、计算机、驱动程序和应用软件等。
3、功能介绍
函数信号发生器提供波形，模拟波形从板卡上输入，然后经过采样得到波形数据，再将波形图实时显示出来，同时进行FFT变换，并将FFT变换结果以线性和和对数显示出来，并且把信号的频率、幅度、有效值、峰峰值、正峰值、负峰值、直流偏置电压，谐波失真、信噪比测量出来。另外，设置了一个按钮，当按钮按下的时候就会暂停，所有波形都保持在某一时刻的情况。
4、VI介绍
（1）数据采集控件（DAQ Assistant）
选择Measurement I/O ?NI-DAQmx?DAQ Assist，进行初始化：
因为波形从板卡输入，且采集的是电压信号，所以在Create New选项卡中选择Analog Input—V oltage，然后在Dev1（PCI-6221）下的树形结构中选择ai0，点击finish，
然后在Task Timing中选择Continuous，单击OK，这样就创建了一个数据采集VI，系统会自动创建一个While循环，如图：
真正用到的只有data、number of sample和rate。
（2）Tone Ｍeasurements
选择Signal Processing——Wavform Meament——Tone Ｍeasurements，然后设置需要测量的量：Amplitude、Frequency，单击OK，如图：
可以测量幅度和频率。
（3）Spectral Measurements
选择signal Processing——Wavform Meament——Spectral Measurements，然后设置VI参数：Spectral Measurement组合框选Magnitude（Peak），Result组合框选Linear，然后就是窗函数的选取了，这里选了一种窗函数：汉宁窗（Hanning Window），对比了无窗和有窗两种情况的图形，如图：
最后将两种FFT变换结果显示在Graph图表显示屏上。
（4）波形分析控件Distortion Measurements
选择Express——Signal Analysis——Distortion Measurements，然后设置需要测量的量：SINAD(dB)和Total harmonic distortion，Highest harmonic 10，其他窗口用默认值，单击OK 键。如图：
（5）图形显示控件（Graph）
共有两个图表显示控件：第一个将实时采样的波形数据显示出来，第二个将FFT变换结果以线性形式显示。
5、仪器界面及操作说明
整个仪器界面如下图：
如界面所示，程序运行后同时在界面上显示时域信号和频域信号。显示采样信息的参数控制板卡A/D转换器的采样频率和采样点数，输入信号的频率和幅度，以及失真率和THD等。
程序流程图如下：
五、结果分析
将函数信号发生器的两个输出端连到板卡上模拟输入通道的CH0-和CH0+端，并将
CH0-端与板卡上的模拟地（AIGND）用导线连接在一起，防止因为信号发生器的地与板卡的地不一致而引起较大的干扰。下面是当输入信号频率分别为2Hz，10Hz，100Hz，
1kHz，10kHz和25kHz时，波形为正弦波时测得的结果。
频率f=2Hz时，
频率f=10Hz时，
频率f=100Hz时，
频率f=1kHz时，
频率f=10kHz时，
频率f=25kHz时，
六、小结
本设计根据要求完成了频谱分析仪的基本功能，并作了一些扩充，在现有条件下应该是完成了应该达到的或可以达到的功能。当然，本设计可以进一步丰富功能，但扩充需要根据需求来添加。
还是说说本设计需要改进的地方。
首先是程序流水线式设计运行不够人性化，其次是没有存储功能。由于时间有限，只能
留下这些遗憾了，希望以后有时间继续完善。
参考资料
1.邓焱，王磊邓编著. LabVIEW7.1测试技术与仪器应用. 北京:机械工业出版社, 2005.08
2.戴鹏飞, 王胜开, 王格芳邓编著. 测试工程与LabVIEW应用. 北京:电子工业出版社, 2006.05
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频谱分析仪的使用方法（第一页） 13MHz信号。一般情况下，可以用示波器判断13MHz电路信号的存在与否，以及信号的幅度是否正常，然而，却无法利用示波器确定13MHz电路信号的频率是否正常，用频率计可以确定13MHz电路信号的有无，以及信号的频率是否准确，但却无法用频率计判断信号的幅度是否正常。然而，使用频谱分析仪可迎刃而解，因为频谱分析仪既可检查信号的有无，又可判断信号的频率是否准确，还可以判断信号的幅度是否正常。同时它还可以判断信号，特别是VCO信号是否纯净。可见频谱分析仪在手机维修过程中是十分重要的。 另外，数字手机的接收机、发射机电路在待机状态下是间隙工作的，所以在待机状态下，频率计很难测到射频电路中的信号，对于这一点，应用频谱分析仪不难做到。 一、使用前须知 在使用频谱分析仪之前，有必要了解一下分贝(dB)和分贝毫瓦(dBm)的基本概念，下面作一简要介绍。 1．分贝(dB) 分贝是增益的一种电量单位，常用来表示放大器的放大能力、衰减量等，表示的是一个相对量，分贝对功率、电压、电流的定义如下： 分贝数：101g(dB) 分贝数=201g(dB) 分贝数=201g(dB) 例如：A功率比B功率大一倍，那么，101gA／B=10182’3dB，也就是说，A功率比B功率大3dB， 2．分贝毫瓦(dBm) 分贝毫瓦(dBm)是一个表示功率绝对值的单位，计算公式为： 分贝毫瓦=101g(dBm) 例如，如果发射功率为lmw，则按dBm进行折算后应为：101glmw／1mw=0dBm。如果发射功率为40mw，则10g40w／1mw--46dBm。 二、频谱分析仪介绍 生产频谱分析仪的厂家不多。我们通常所知的频谱分析仪有惠普(现在惠普的测试设备分离出来，为安捷伦)、马可尼、惠美以及国产的安泰信。相比之下，惠普的频谱分析仪性能最好，但其价格也相当可观，早期惠美的5010频谱分析仪比较便宜，国产的安泰5010频谱分析仪的功能与惠美的5010差不多，其价格却便宜得多。 下面以国产安泰5010频谱分析仪为例进行介绍。 1．性能特点 AT5010最低能测到2.24uv，即是-100dBm。一般示波器在lmv，频率计要在20mv以上，跟频谱仪比相差10000倍。如用频率计测频率时，有的频率点测量很难，有的频率点测最不准，频率数字显示不
LABVIEW专题实验报告 *** 04054035 自动化 42 班 2007-6-22
一、实验任务： 1.虚拟信号发生器设计。设计一个虚拟信号发生器，能够产生正弦波、三角波、锯齿波、 直流、随机白噪声等信号，且可以调整波形参数。通过示波器可以观察虚拟信号发生器 的输出信号。 2.利用第一次做的信号发生器做一个双踪示波器，使它能够模拟真实的示波器。 二、实验目的： 学生能够独立进行编程，熟悉LabVIEW的基本模块，掌握LabVIEW的基本使用方法。 三．设计过程与结果： 1.设计虚拟信号发生器。 分析：根据要求，由于需要选择产生产生正弦波、三角波、锯齿波、直流、随机白噪声等信号，所以使用了case 结构，在面板上使用一个数字控制器-Pointer Slide来选择信号发生器发生一个需要的信号，同时也可使白噪声叠加在每个波形之上，它的幅值也可以在前 面板中设置一个数字控制器-Pointer Slide来控制。每一个case 就可以产生一个信号，而 用来产生信号的则是一个可以现成调用的子VI ，可以用三个数字控制器（旋钮）来分别控 制每个信号的偏移量，频率以及幅值。 产生正弦信号 产生三角波信号
直流信号 方波信号 锯齿波信号前面板如下所示：
前面板中的偏移量、频率和幅值旋钮分别用来调节信号的偏移量、频率和幅值。而信号选择控制器则用来选择产生的信号。噪声大小控制器用来调节加在信号上的噪声大小。 2.双踪示波器的设计： 分析：要模拟真实的示波器，那么就要实现两个独立的通道 A 和 B，并且能够同时显示两个通道中的信号波形（ A&B），以及两个通道波形的叠加情况（ A+B）。同时给每个通道的波 形配备上各自独立的调节控制器，这些控制器（旋钮）包括垂直灵敏度，水平灵敏度，水平 位移，垂直位移。为了更好的模拟现实的示波器，给每个通道配备一个信号发生器，用来给 每个通道送来所需要的信号，现在主要分析一下示波器部分的功能如何实现。 设计示波器部分时，先利用 1 中的方法产生信号，然后再将所产生的信号的有关参数， 如频率和幅值信息提取出来，然后利用提取出来的信息通过Waveform Generation函数来产生波形。之所以要通过这种方式来产生波形，主要是想在将提取的波形信息后，通过垂直灵敏度和水平灵敏度两个旋钮来调节波形，进而达到模拟现实示波器能够改变垂直灵敏度和水 平灵敏度的目的。 下面将流程图分解成三个模块进行解释。 模块 1. 信号发生器模块：
实验报告一 课程名称虚拟仪器 实验项目熟悉编程环境与基本编程操作 实验仪器计算机 系别： guangdian 专业： 班级/学号： 学生姓名： 实验日期：2011年3月 成绩： _____________________ 指导教师： ____________________
实验一熟悉编程环境与基本编程操作 一、实验目的 1.理解LabVIEW的运行机制，熟悉LabVIEW编程环境。 2.掌握基本编程操作，包括VI程序的创建、编辑、运行与调试。 3.理解LabVIEW模块化编程思想，掌握子VI的创建、编辑及调用。 二、实验仪器及材料 主要设备有计算机， LabVIEW8.5软件。 三、实验内容及步骤 教材第82—83页练习4.2，创建VI后保存为Thermometer.vi。 1.打开一个新的前面板 2.从控件菜单选择一个温度计放到前面板 3.在温度计上用右键单击设定一个精确的温度值，选择Visible》Digital Display 4.将VI保存为Thermometer.vi 教材第107—108页练习5.2，打开练习4.2所创建的VI，将其转变成一个子VI。 1打开4.2创建的Thermometer.vi 2.为该VI创建一个图标，从VI图标窗格选择Edit Icon…，单击OK返回主VI
3从图标弹出菜单中选择Show Connector创建连接器。 4将端子指派给温度指示器，使用Writing工具单击连接器端子，端子就会变成黑色，然后单击温度计指示器。 5在温度计指示器的弹出菜单选择Description and Tip…为温度指示器编制文档 6选择File》Save将修改保存。 四、收获与体会
频谱分析仪的使用方法 13MHz信号。一般情况下，可以用示波器判断13MHz电路信号的存在与否，以及信号的幅度是否正常，然而，却无法利用示波器确定13MHz电路信号的频率是否正常，用频率计可以确定13MHz电路信号的有无，以及信号的频率是否准确，但却无法用频率计判断信号的幅度是否正常。然而，使用频谱分析仪可迎刃而解，因为频谱分析仪既可检查信号的有无，又可判断信号的频率是否准确，还可以判断信号的幅度是否正常。同时它还可以判断信号，特别是VCO信号是否纯净。可见频谱分析仪在手机维修过程中是十分重要的。 另外，数字手机的接收机、发射机电路在待机状态下是间隙工作的，所以在待机状态下，频率计很难测到射频电路中的信号，对于这一点，应用频谱分析仪不难做到。 一、使用前须知 在使用频谱分析仪之前，有必要了解一下分贝(dB)和分贝毫瓦(dBm)的基本概念，下面作一简要介绍。 1．分贝(dB) 分贝是增益的一种电量单位，常用来表示放大器的放大能力、衰减量等，表示的是一个相对量，分贝对功率、电压、电流的定义如下： 分贝数：101g(dB) 分贝数=201g(dB) 分贝数=201g(dB) 例如：A功率比B功率大一倍，那么，101gA／B=10182’3dB，也就是说，A功率比B功率大3dB， 2．分贝毫瓦(dBm) 分贝毫瓦(dBm)是一个表示功率绝对值的单位，计算公式为： 分贝毫瓦=101g(dBm) 例如，如果发射功率为lmw，则按dBm进行折算后应为：101glmw／1mw=0dBm。如果发射功率为40mw，则10g40w／1mw--46dBm。 二、频谱分析仪介绍 生产频谱分析仪的厂家不多。我们通常所知的频谱分析仪有惠普(现在惠普的测试设备分离出来，为安捷伦)、马可尼、惠美以及国产的安泰信。相比之下，惠普的频谱分析仪性能最好，但其价格也相当可观，早期惠美的5010频谱分析仪比较便宜，国产的安泰5010频谱分析仪的功能与惠美的5010差不多，其价格却便宜得多。 下面以国产安泰5010频谱分析仪为例进行介绍。 1．性能特点 AT5010最低能测到2.24uv，即是-100dBm。一般示波器在lmv，频率计要在20mv以上，跟频谱仪比相差10000倍。如用频率计测频率时，有的频率点测量很难，有的频率点测最不准，频率数字显示不稳定，甚至测不出来。这主要足频率计灵敏度问题，即信号低于20mv频率计就无能为力了，如用示波器测量时，信号5％失真示波器看不出来，在频谱仪上万分之一的失真都能看出来。
Spectrum Analyzer Basics 频谱分析仪是通用的多功能测量仪器。例如：频谱分析仪可以对普通发射机进行多项测量，如频率、功率、失真、增益和噪声特性。 功能范围(Functional Areas ) 频谱分析仪的前面板控制分成几组，包含下列功能：频率扫描宽度和幅度(FREQUENCY,SPAN&LITUDE)键以及与此有关的软件菜单可设置频谱仪的三个基本功能。 仪器状态(INSTRUMENT STATE )：功能通常影响整个频谱仪的状态，而不仅是一个功能。 标记(MARKER)功能：根据频谱仪的显示迹线读出频率和幅度 提供信号分析的能力。 控制(CONTRIL)功能：允许调节频谱分析的带宽，扫描时间和 显示。 数字(DATA)键：允许变更激活功能的数值。 窗口(WINDOWS)键：打开窗口显示模式，允许窗口转换，控 制区域扫宽和区域位置。 基本功能(Fundamental Function) 频谱分析仪上有三种基本功能。通过设置中心频率，频率扫宽或者起始和终止频率，操作者可控制信号在频幕上的水平位置。信号的垂直位置由参考电平控制。一旦按下某个键，其
功能就变成了激活功能。与这些功能有关的量值可通过数据输入控制进行改变。 Sets the Center Frequency Adjusts the Span Peaks Signal Amplitude to 频率键(FREQUENCY) 按下频率( FREQUENCY)键，在频幕左侧显示CENTER 表示中心频率功能有效。中心频率(CENTERFREQ)软键标记发亮表示中心频率功能有效。激活功能框为荧屏上的长方形空间，其内部显示中心频率信息。出现在功能框中的数值可通过旋钮，步进键或数字/单位键改变。 频率扫宽键(SPAN) 按下频率扫宽 (SPAN)键， (SPAN)显示在活动功能框中，(SPAN)软键标记发亮，表明频率扫宽功能有效。频率扫宽的大小可通过旋钮，步进键或数字键/单位键改变。 幅度键(AMPLITUDE)按下 按下幅度键(AMPLITUDE)参考电平(REFLEVEL)0dbm显示在 激活功能框中，( REFLEVEL)软键标记发亮，表明参考电平功
LabVIEW课程设计 报告书 班级 学号 姓名 一、基础题
1、用labview的基本运算函数编写以下算式的程序代码： 首先在前面板创建一个数值输出控件，然后在程序框图中按照上图连接线路，点击运行，程序结果。 2、利用摄氏温度与华氏温度的关系C = 5(F ?32) / 9编写一个程序，求华氏温度 （F）为32, 64, 4, 98.6 , 104, 212时的摄氏温度。
在程序前面板创建一个数值输入控件和一个数值显示控件，在程序框图中添加一个公式节点，添加一个输出和一个输入分别输入和显示控件项链，在公式节点框图中输入温度转换公式，然后在面前扮输入相应的温度点击运行，得到相应的结果。 3、创建一个2行3列的二维数组控制件，为数组成员赋值如下： 00 .600.500.400.300.200.1 在前面板创建一个数组显示控件，然后将1、2、3创建成数组第一行，4、5、6创建成数组第二行，再将两行创建成一个两行三列的二位数组，点击运行显示输 出结果。 4、用数组创建函数创建一个二维数组显示件，成员为：
1 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 1 3 4 5 6 1 2 4 5 6 1 2 3 编程将上述创建的数组转置为： 1 2 3 4 2 3 4 5 3 4 5 6 4 5 6 1 5 6 1 2 6 1 2 3 先在面前板上创建一个上图这样的数组。再创建两个显示数组（一个为显示数组，另一个为转换后数组），在程序框图上面按照下图连线，在原数组和转换后数组之间接一个“二维数组转制”， 点击运行后显示为：
5、创建一个簇控制件，成员分别为字符型控制件姓名，数值型控制件学号，布 尔型控制件注册。从这个簇控制件中提取出簇成员注册，显示在前面板上。 在面板上添加一个簇，在族里分别添加一字符显示控件，数值显示控件，布尔型 显示控件，程序框图连接如图： 先解除捆绑然后再捆绑，输入姓名、学号点击运行在输出簇里显示。 6、创建一个字符串显示件，程序运行后显示当前系统日期、时间和自己的班级、姓名。
成都理工大学工程技术学院 虚拟仪器技术实验报告 专业: 学号: 姓名: 2015年11月30日
1 正弦信号的发生及频率、相位的测量实验内容： ●设计一个双路正弦波发生器，其相位差可调。 ●设计一个频率计 ●设计一个相位计 分两种情况测量频率和相位： ●不经过数据采集的仿真 ●经过数据采集〔数据采集卡为PCI9112〕 频率和相位的测量至少有两种方法 ●FFT及其他信号处理方法 ●直接方法 实验过程： 1、正弦波发生器，相位差可调 双路正弦波发生器设计程序：
相位差的设计方法：可以令正弦2的相位为0，正弦1的相位可调，这样调节正弦1的相位，即为两正弦波的相位差。 2设计频率计、相位计 方法一：直接读取 从调节旋钮处直接读取数值，再显示出来。 方法二：直接测量 使用单频测量模块进行频率、相位的测量。方法为将模块直接接到输出信号的端子，即可读取测量值。 方法三：利用FFT进行频率和相位的测量 在频率谱和相位谱上可以直接读取正弦信号的主频和相位。 也可通过FFT求得两正弦波的相位差。即对信号进行频谱分析，获得信号的想频特性，两信号的相位差即主频率处的相位差值，所以这一方法是针对单一频率信号的相位差。 前面板如下：
程序框图： 2幅频特性的扫频测量 一、实验目的 1、掌握BT3 D扫频仪的使用方法。 2、学会用扫频法测量放大电路的幅频特性、增益及带宽。 二、工作原理 放大电路的幅频特性，一般在中频段Ｋ中最大，而且基本上不随频率而变化。在中频段以外随着频率的升高或降低，放大倍数都将随之下降。一般规定放大电路的频率响应指标为3dB，即放大倍数下降到中频放大倍数的70.7%，相应的频率分别叫作下限频率和上限频率。上下限频率之间的频率范围称为放大电路的通频带，它是表征放大电路频率特性的主要指标之一。如果放大电路的性能很差，在放大电路工作频带内的放大倍数变化很大，则会产生严重的频率失真，相应的
虚拟仪器实验报告 姓名：肖阿德班级：测控0801 学号：118 时间：地点：电气院楼305 实验一VI程序的创建、编辑和调试 1.熟悉LabVIEW环境。 新建一个VI，进行如下练习： ?任意放置几个控件在前面板，改变它们的位置、名称、大小、颜色等等。 ?在VI前面板和后面板之间进行切换 ?并排排列前面板和后面板窗口 2.创建一个VI。 发生一个值为0.0～1.0的随机数a，放大10倍后与某一常数b比较，若a>b，则指示灯亮。要求：①编程实现；②单步调试程序；③应用探针观察各数据流。 3.创建和调用子VI。 创建一个子VI，子VI功能：输入3个参数后，求其和，再开方。 编一个VI调用上述子VI。 4.编写一个VI求三个数的平均值。 要求： ?对三个输入控件等间隔并右对齐。 ?添加注释。 ?分别用普通方式和高亮方式运行程序，体会数据流向。 ?单步执行一遍。 5.实验个人总结： 前面板中控件的颜色、大小、名称等都可以在控件的属性中设置； 其中颜色可以使用工具选版的”设置颜色”来设置，并且比在属性中设置更灵活、简便； 探针设置后配合单步调试能清楚的展示程序运行的具体过程，便于明白程序和差错； 创建子VI时，图标的选择最好有针对性和个性，如可以自行绘制图标，便于在调用图标时快速了解子VI的功能作用；
虚拟仪器实验报告 姓名：肖阿德班级：测控0801 学号：118 时间：地点：电气院楼305 实验二数据操作 1、写一个VI判断两个数的大小，如右图所示：当A>B时，指示灯亮。 2. 写一个VI获取当前系统时间，并将其转换为字符串和浮点数。这在实际编程中会经常遇到。 3. 写一个温度监测器，如右图所示，当温度超过报警上限，而且开启报警时，报警灯点亮。温度值可以由随即数发生器产生。 4.给定任意x, 求如下表达式的值 5.实验个人总结： 在获取系统时间的VI中，通过对格式化日期/时间字符串中的格式字符串的设置可选择需要输出的日期/时间的格式 当一些控件要求的数据格式与当前的输入/输出数据格式不相符时，可通过相应的转换函数进行强制转换； 在输入一些数学表达式时，注意一些特定的数学符号在LabVIEW中的规定表示法；
LAB # 1 – ANALYZING SIGNALS IN THE FREQUENCY DOMAIN INTRODUCTION You have probably connected various equipment to an oscilloscope in order to test various characteristics; if so, you know that the oscilloscope display shows the user a graph of amplitude (voltage) vs. time. Amplitude is on the vertical axis and time is on the horizontal axis. In telecommunications, when dealing with radio frequency (RF) waves, it is often beneficial to view signals in the frequency domain, rather than in the time domain. In the frequency domain, the vertical axis is still amplitude (usually power), but the horizontal axis is frequency instead of time. TIME DOMAIN: Amplitude vs. Time FREQUENCY DOMAIN: Amplitude vs. Frequency In this experiment, we will look at the characteristics of an RF signal using an oscilloscope (time domain) and using a spectrum analyzer (frequency domain). This will prepare you for future labs that deal with frequency-domain signals. MATERIALS & SETUP ? 1 MHz Signal Generator ? Oscilloscope ?HP Spectrum Analyzer ?BNC T-Connector ? Coaxial Cables ?RF adapters Fig. 1-1
课程名称丿 ▲ 专业测控技术与仪器 班级1301 学号20 姓名郭鹏 实验一LabVIEW虚拟温度检测系统 一、实验目的 1?了解LabVIEW 的编程环境。 2?掌握LabVIEW 的基本操作方法，并编制简单的程序。 3 ?学习建立子程序的过程 二、实验内容 1.建立一个测量温度的VI。 a.实验步骤 1）选择File?New，打开一个新的前面板窗口。 2）从Controls?Numeric 中选择Tank放到前面板中。 3）从“结构”里选择一个for循环，用一个随机数乘与100输岀到温度计 b.实验结果 前面板图： 程序框图： 三、实验总结 1 ?总结VI基本编程的快捷操作。 答：显示程序框图或前面板ctrl+E 框图中，对象的移动：shift+鼠标选择移动；对象的复制：ctrl+鼠标选择移动; 对象的删除：鼠标选择，按<退格 >;前面板与框图并排：ctrl+T 工具（Tools ）模板：在前面板或框图中按住
实验报告 课程名称虚拟仪器技术分析与设计 专业测控技术与仪器 班级1301 学号20 姓名郭鹏 实验一 LabVIEW虚拟温度检测系统 一、实验目的 1．了解LabVIEW的编程环境。
2．掌握LabVIEW的基本操作方法，并编制简单的程序。 3．学习建立子程序的过程 二、实验内容 1.建立一个测量温度的VI。 a.实验步骤 1)选择File?New，打开一个新的前面板窗口。 2)从Controls?Numeric中选择Tank放到前面板中。 3)从“结构”里选择一个for循环，用一个随机数乘与100输出到温度计 b.实验结果 前面板图： 程序框图： 三、实验总结 1．总结VI基本编程的快捷操作。 答：显示程序框图或前面板ctrl+E 框图中，对象的移动：shift+鼠标选择移动；对象的复制：ctrl+鼠标选择移动； 对象的删除：鼠标选择，按<退格>；前面板与框图并排：ctrl+T 工具（Tools）模板：在前面板或框图中按住
2021年频谱分析仪行业分析报告 2021年1月
目录 2行业概况及市场分析........................................................................................................................ 2.1中国行业市场驱动因素分析............................................................................................... 2.2行业结构分析........................................................................................................................ 2.3行业PEST分析...................................................................................................................... 2.3.1政策因素................................................................................................................... 2.3.2经济因素................................................................................................................... 2.3.3社会因素................................................................................................................... 2.3.4技术因素................................................................................................................... 2.4行业市场规模分析................................................................................................................ 2.5行业特征分析........................................................................................................................ 3行业政策环境.................................................................................................................................... 3.1政策将会持续利好行业发展............................................................................................... 3.2行业政策体系趋千完善....................................................................................................... 3.3一级市场火热,国内专利不断攀升..................................................................................... 3.4宏观环境下行业的定位....................................................................................................... 3.5“十三五”期间取得显著业绩............................................................................................ 4产业发展前景.................................................................................................................................... 4.1行业市场规模前景预测....................................................................................................... 4.2行业发展进入大面积推广应用阶段................................................................................... 4.3行业市场增长点.................................................................................................................... 4.4细分化产品将会最具优势................................................................................................... 4.5产业与互联网等产业融合发展机遇................................................................................... 4.6人才培养市场大、国际合作前景广阔............................................................................... 4.7巨头合纵连横,行业集中趋势将更加显著......................................................................... 4.8建设上升空间较大,需不断注入活力................................................................................. 4.9行业发展需突破创新瓶颈................................................................................................... 5行业竞争分析.................................................................................................................................... 5.1本行业国内外对比分析....................................................................................................... 5.2中国行业品牌竞争格局分析............................................................................................... 5.3中国行业竞争强度分析....................................................................................................... 5.3.1行业现有企业竞争情况........................................................................................... 5.3.2行业上游议价能力分析........................................................................................... 5.3.3行业下游议价能力分析...........................................................................................
Agilent E4402B ESA-E Series Spectrum Analyzer 使用方法简介 宁波之猫 2009-6-17
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1简介 Agilent ESA-E系列是能适应未来需要的Agilent中性能频谱分析仪解决方案。该系列在测量速度、动态范围、精度和功率分辨能力上，都为类似价位的产品建立了性能标准。它灵活的平台设计使研发、制造和现场服务工程师能自定义产品，以满足特定测试要求，和在需要时用新的特性升级产品。该产品
采用单键测量解决方案，并具有易于浏览的用户界面和高速测量的性能，使工程师能把较少的时间用于测试，而把更多的时间用在元件和产品的设计、制作和查错上。 2.面板 操作区 1.观察角度键，用于调节显示，以适于使用者的观察角度。 2.Esc键，可以取消输入，终止打印。 3.无标识键，实现左边屏幕上紧挨的右边栏菜单的功能。 4.Frequency Channel（频率通道）、Span X Scale（扫宽X刻度）和Amplitude Y scale（幅度Y 刻度）三个键，可以激活主要的调节功能（频率、X轴、Y轴）并在右边栏显示相应的菜单。 5.Control（控制）功能区。 6.Measure（测量）功能区。 7.System（系统）功能区。 8.Marker（标记）功能区。 9.软驱和耳机插孔。 10.步进键和旋钮，用于改变所选中有效功能的数值。 11.音量调节。 12.外接键盘插口。 13.探头电源，为高阻抗交流探头或其它附件提供电源。 14.Return键，用于返回先前选择过的一级菜单。 15.Amptd Ref Out，可提供－20dBm的50MHz幅度参考信号。 16.Tab（制表）键，用于在界限编辑器和修正编辑器中四处移动，也用于在有File菜单键所访问对话 框的域中移动。 17.信号输入口（50Ω）。在使用中，接50ΩBNC电缆，探头上必须串联一隔直电容（30PF左右，陶瓷 封装）。探头实物：
实验二十九虚拟仪器在物理实验中的应用 物理学院130061311 二下六组3号 2015.4.9 一．实验目的 1.了解虚拟仪器的概念 2.了解图形化编程语言LabVIEW，学习简单的LabVIEW编程 3.完成伏安法测电阻的虚拟仪器设计 二．仪器用具 计算机(含操作系统)，LabVIEW软件，数据采集卡，电阻箱(用作标准电阻)，导线，开关，待测电阻，二极管。 三．实验原理 虚拟仪器的硬件系统由PC机和数据采集卡(DAQ卡)组成.数据采集卡(DAQ卡)包括多路开关、放大器、采样/保持器、习D转换器以及其他有关电路组成.这些部分共同配合完成对信号数据的采集、放大以及模/数转换任务。 本实验中利用接口卡的一个通道为整个测量电路供电，利用两个输人通道分别测量总电压和标准电阻上的电压;利用测量得到的电压数值和标准电阻数值就可以得到电路中的电流以及待测电阻上的电压.在程序控制下，电路电压由OV开始逐渐增加到5V，电压每改变一次测量获得一组电压电流值，最后得到一个数组，经过线性拟合后就可以得到待测电阻值。 测量原理如图： 四．实验内容 1.初步熟悉LabVIEW 整个软件分为前面板和程序框图两部分。 前面板可以加入开关，旋钮各种控件和各种显示元件；在前面板添加的元件相应的子端
和图标会出现在程序框图上，可以在程序框图进实验编辑，另外，在程序框图内还有可控选择的大量函数模块以及各种实现程序的功能，例如循环，数字运算，比较，以及各种公式等。 2.创建一个模拟温度测量程序 前面板：开关（用于控制显示摄氏度/华氏度），温度计，温度值 程序框图：放入Demo V oltage Read 子程序，设计用开关切换摄氏/华氏度的逻辑程序，使温度计和温度值按需显示。 3.用虚拟仪器测量伏安特性 1）编写程序 前面板： 放入一个用于设置设备号的控制数、一个设定标准电阻值的控制数、一个用于设定测量间隔的控制数和一个显示测量电阻值的显示数。放人三个控制字符串，将名字分别改成“供电电压通道”、“测量总电压通道”、“测量电流通道”.分别用于设置输出输人的通道。 放上一个Express XY Graph，将名字改成“电阻的伏安曲线图”，并将纵坐标和横坐标分别改成“电压(V)”和“电流(A); 加人一个二维数组，把名字改成“数据”，用于显示测量的电压和电流。放人一个开关，用于控制程序进程. 程序框图： 设计一个循环程序，让程序不断改变电压，每次改变0.25V测20组电流电压数据，每次改变之后都使程序等待1s后测量，测量20组后循环停止，并画出电阻的伏安特性曲线图，计算出电阻R（斜率）。 2）连接口卡和外部电路 3）运行程序，记录结果，保存并退出 五．思考题 1.虚拟仪器与传统仪器有什么区别 传统仪器：数据显示形式单一，数据处理功能比较简单，不容易按需改装，不能共享数
实验一 实验要求： 一、熟悉LabVIEW环境 二、创建一个VI,发生一个值为0~1的随机数a，放大十倍后与某一常数b比较，若a>b，则指示灯亮。要求： 1、编程实现； 2、单步调试程序； 3、应用探针观察各数据流。 三、创建和调用子VI 1、创建一个字VI，子VI功能；输入3个参数后，求其和，再开方。 2、编一个VI调用子VI。 程序框图：
1、 2、子VI调用： 实验现象：
实验小结： 实验一主要熟悉了软件的使用，用了一些计算以及子VI的调用，为后面的实验打下基础。 实验二 实验要求： 一、在程序的前面板上创建一个数值型控件，为它输入一个数值；把这个数值乘以一个比例系数，再由该控件显示出来。 二、创建一个3行4列的数组，（1）求数组的最大于最小值；（2）求出创建数组的大小；（3）将数组转置；（4）将该2二维数组改为一个一维数组。 三、创建一个簇软件，成员为字符型姓名，数值型学号，布尔型注册。从该控件中提取簇成员注册，并显示在前面板上。 程序框图： 一、 二、
创建数组。三、 创建一个簇。实验现象：一、
二、 三、
实验三 实验要求： 一、产生100个0.0~100.0的随机数，求其最小值，最大值、平均值，并将数据在Graph 中显示。 An=An-1+1/n（An-An-1）An是前n个数据的平均值。 二、产生100个0.0~100.0的随机数序列，求其最小值、最大值、平均值，并将随机数序列和平均值序列显示在Chart波形图中，直到人为停止。 三、程序开始运行后，要求用户输入一个口令，口令正确时，滑键显示一个0~100的随机数，否则程序立即停止。 四、编写一个程序测试自己在前面板输入一下字符串用的时间：A virtual instrument is a program in the graphical programming luanguage. 程序框图： 一、
1．实验目的： 熟悉LabVIEW软件的基本编程环境。 2．实验内容： 创建一个VI程序，并将此程序保存为子VI。此VI要实现的功能是：当输入发动转速时，经过一定运算过程，输出发动机温度和汽车速度值。 3．实验步骤 （1）启动LabVIEW，创建一个VI。 （2）在前面板中放置一个温度计控件，并修改控件标签名为发动机温度和设置最大值为100。该控件从“控件—经典—经典数值”子选项板中获得。 （3）按同样的方法在前面板中放置一个仪表控件，并修改仪表控件的标签名为汽车速度，标尺刻度范围为0～150。 （4）按同样的方法在前面板中放置一个数值输入控件，并修改控件标签名为发动机转速。 （5）从“窗口”下拉菜单中选择“显示程序窗口”切换到程序框图窗口。 （6）在程序窗口中创建乘法函数，该函数中函数选项板中的“函数—编程—数值”子选项板中选择，并和发动机转速输入控件连线，为乘法函数创建一个常量，修改为图中所示值。 （7）按同样的方法创建加法函数、平方根函数和除法函数，并按图中所示修改常量值和连好线。 （8）切换至前面板，在发动机转速控件中输入数值，点击运行按钮，运行VI程序。 （9）修改图标为T/V以表示该子VI输出量为发动机温度和汽车速度，并保存为vi.vi。 前面板： 程序框图：
1．实验目的： 熟悉子VI的调用。 2．实验内容： 创建一个VI程序，并在编写程序过程中调用实验一中创建的子VI。此VI要实现的功能是：通过旋钮控件来控件输入的发动机转速值，中间调用实验一中创建的子VI作为计算过程，从子VI输出的值分别输出至不同的数值显示发动机的温度以及当前汽车速度，同时判断当汽车速度超过100时，系统将产生蜂鸣声，报警提示。 3．实验步骤： （1）启动LabVIEW，创建一个VI。 （2）在前面板中创建一个旋钮控件，修改标签名为发动机转速，设置数值范围为0～5000，从旋钮控件中调出一个数字显示控件来同步显示旋钮控件当前值。 （3）在前面板创建两个数值显示控件，并修改标签名为汽车速度和发动机温度。 （4）切换至程序框图窗口。 （5）在程序框图中创建一个大于或等于函数。 （6）在程序框图中调用实验一的子函数，从函数选板中的“函数—选择VI”选在实验一创建的子vi.vi。 （7）在程序框图中创建一个蜂鸣器函数，并按图示连线情况连线。 （8）切换至前面板，在发动机转速中输入数值，点击运行按钮运行。 前面板： 程序框图：