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交流数字电压表电子电路课程设计2011年9月13日至9月23日(一)、技术指标1、整体功能要求交流数字电压表的功能是，测量正弦电压有效值，以数码管显示测量结果。
2、系统结构要求交流数字电压表的系统结构框图如下图：交流数字电压表的系统结构框图3、电气指标(1)、被测信号频率范围：10Hz~10kHz。
(2)、被测信号波形：正弦波。
(3)、显示数字含义：有效值。
(4)、档位：分三档：1.0V~9.9V0.10V~0.99V0.010V~0.099V。
(5)、显示方式：两位数码显示。
4、扩展指标可自动换档5、设计条件电源条件：直流稳压电源提供±5V。
可供选择的器件：LM324(TL084) 运算放大器2片LM139 二四线译码器1片CC4052四选一模拟开关1片74161四位二进制计数器1片4511显示译码器2片2AP9检波二极管2只5.1V稳压管2只发光二极管3只28C64存储器1片ADC0804A/D转换器1片门电路、各种阻容件自定。
(二)、方案设计数字电压表（Digital V oltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流或交流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
它利用A/D转换原理，将被测模拟量转换成数字量,并用数字方式显示测量结果的电子测量仪表。
而交流是指输入的信号是正弦波，电压表需要显示的是正弦信号的有效值。
电路中需有交直流转换。
由测量电压范围可知，显示输入电压的有效值在0.01V至9.9V范围，分成三档。
意味着输入正弦信号的峰峰值为0.028V 至28V。
因此，输入需有量程转换及衰减电路。
为此，总体方案如下图：交流数字电压表的组成框图(三)、单元电路设计1、输入电路作为仪表，为减少对被测信号的影通常输入阻抗都比较高，一般在1MΩ左右。
另被测信号的最大有效值为9.9V，正弦信号的峰峰值为28V，这么大的信号，无法正常工作，因此，在输入电路中要进行衰减，可作一10：1的电路。
常用电子仪器的使用实验报告一、实验目的1、了解并熟悉常用电子仪器的基本原理和功能。
2、掌握常用电子仪器的正确使用方法和操作步骤。
3、通过实际操作，提高对电子电路的测量和分析能力。
二、实验仪器1、示波器：用于观察和测量电信号的波形、幅度、频率等参数。
2、函数信号发生器：产生各种不同类型的电信号，如正弦波、方波、三角波等。
3、数字万用表：测量电压、电流、电阻等电学量。
4、交流毫伏表：测量交流信号的电压有效值。
三、实验原理（一）示波器原理示波器是一种能够显示电信号波形的电子仪器。
它通过将输入的电信号在垂直方向上进行偏转，并在水平方向上进行扫描，从而在荧光屏上形成信号的波形图像。
示波器的主要参数包括垂直灵敏度、水平扫描速度、触发方式等。
（二）函数信号发生器原理函数信号发生器是一种能够产生各种周期性电信号的仪器。
它通常采用集成电路和数字技术，通过设置不同的参数，如频率、幅度、占空比等，来产生所需的信号波形。
（三）数字万用表原理数字万用表基于数字电路和模数转换技术，将测量的电学量转换为数字信号，并通过显示屏显示出测量结果。
它可以测量直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻、电容、二极管等多种电学参数。
（四）交流毫伏表原理交流毫伏表用于测量交流信号的电压有效值。
它采用放大和检波电路，将输入的交流信号进行放大和整流，然后通过表头显示出电压的有效值。
四、实验内容及步骤（一）示波器的使用1、开启示波器电源，预热一段时间。
2、调节“辉度”、“聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示出清晰的扫描线。
3、选择合适的输入通道，并将探头连接到被测信号源。
4、调节“垂直灵敏度”和“水平扫描速度”旋钮，使信号波形在荧光屏上显示出合适的大小和周期。
5、选择合适的触发方式，以使波形稳定显示。
6、测量信号的幅度、周期、频率等参数，并记录测量结果。
（二）函数信号发生器的使用1、开启函数信号发生器电源，选择所需的信号类型，如正弦波、方波或三角波。
电工电子学实验报告常用电子仪器的使用 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】电工电子学实验报告04常用电子仪器的使用实验报告课程名称：电工电子学实验指导老师：实验名称：常用电子仪器的使用一、实验目的 1.了解常用电子仪器的主要技术指标、主要性能以及面板上各种旋钮的功能。
2.掌握实验室常用电子仪器的使用方法。
二、主要仪器设备型双踪示波器。
型交流电压表。
数字函数信号发生器。
型可调式直流稳压稳流电源。
Ω电阻和μ F 电容各一个。
三、实验内容 1.用示波器检测机内“校正信号”波形首先将示波器的“显示方式开关(VERTCAL MODE)”置于单踪显示，即Y 1 (CH1)或Y 2 (CH2)，“触发方式开关(TRIGGER)”置于“自动(AUTO)”即自激状态。
开启电源开关后，调节“辉度(INTEN)”、“聚焦(FOCUS)”“辅助聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。
将示波器的“校正信号”引入上面选定的 Y 通道(CH1 或 CH2)，将Y 轴“输入耦合方式开关” 置于“AC”或“DC”，调节X 轴“扫描速率选择开关”(t/div 或t/cm)和Y 轴“轴入灵敏度开关(V/div 或V/cm)”，并且将各自的“微调”旋钮置于校正位置，使示波器显示屏上显示出约两个周期，垂直方向约4~8div(cm)的校正信号波形。
从示波器显示屏的坐标刻度上读得 X 轴(水平)方向和Y 轴(与 X 轴垂直)方向的原始数据(即从示波器刻度上读取的刻度数值和所选的刻度单位值)，填入表4-1，并计算出对应的实测值。
校正信号标称值示波器测得的原始数据测量值幅度U P-P 4div div 频率f 1000Hz 5div div 1000Hz 表4-1 观察“Y 轴输入灵敏度微调开关”和“X 轴扫描速率微调开关”出在顺时针到底和逆时针到底两个极端位置时，屏幕读数与信号标称值的差异(标称值指的信号源输出所表示的数值)。
信号发生器实验报告信号发生器实验报告引言信号发生器是电子实验室中常见的一种仪器，用于产生各种类型的电信号。
本次实验旨在探究信号发生器的原理和应用，以及对其进行一系列的测试和测量。
一、信号发生器的原理信号发生器是一种能够产生不同频率、幅度和波形的电信号的设备。
其主要由振荡电路、放大电路和输出电路组成。
振荡电路负责产生稳定的基准信号，放大电路将基准信号放大到合适的幅度，输出电路将信号输出到外部设备。
二、信号发生器的应用1. 电子器件测试：信号发生器可以用于测试电子器件的频率响应、幅度响应等特性。
通过改变信号发生器的频率和幅度，可以模拟不同工作条件下的电子器件性能。
2. 通信系统调试：在通信系统的调试过程中，信号发生器可以用于模拟各种信号，如语音信号、数据信号等。
通过调整信号发生器的参数，可以测试通信系统的传输质量和容量。
3. 音频设备测试：信号发生器可以用于测试音频设备的频率响应、失真等特性。
通过产生不同频率和幅度的信号，可以对音频设备进行全面的测试和评估。
三、实验过程1. 测试频率响应：将信号发生器连接到待测设备的输入端，逐渐改变信号发生器的频率，并记录待测设备的输出结果。
通过绘制频率响应曲线，可以了解待测设备在不同频率下的响应情况。
2. 测试幅度响应：将信号发生器连接到待测设备的输入端，逐渐改变信号发生器的输出幅度，并记录待测设备的输出结果。
通过绘制幅度响应曲线，可以了解待测设备对不同幅度信号的响应情况。
3. 测试波形输出：将信号发生器连接到示波器，通过改变信号发生器的波形设置，观察示波器上的波形变化。
通过比较不同波形的特征，可以了解信号发生器的波形生成能力。
四、实验结果与分析1. 频率响应：根据实验数据绘制的频率响应曲线显示，待测设备在低频段具有较好的响应能力，而在高频段则逐渐衰减。
这可能是由于待测设备的电路结构和元件特性导致的。
2. 幅度响应：根据实验数据绘制的幅度响应曲线显示，待测设备对于低幅度信号的响应较差，而对于高幅度信号的响应较好。
一、实验目的1. 熟悉信号发生器的基本原理和组成。
2. 掌握信号发生器的操作方法和使用技巧。
3. 学习通过信号发生器进行信号测试和调试的方法。
4. 培养实验操作能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理信号发生器是一种能够产生各种波形信号的电子设备，广泛应用于科研、生产和教学等领域。
本实验所使用的信号发生器为函数信号发生器，可以产生正弦波、方波、三角波等基本波形信号。
三、实验设备1. 信号发生器一台2. 示波器一台3. 测试电缆若干4. 负载电阻若干四、实验内容1. 信号发生器的基本操作（1）打开信号发生器，调整频率、幅度和波形等参数。
（2）观察信号发生器输出波形，确认波形是否正常。
（3）调整输出幅度，使其符合实验要求。
2. 正弦波信号的测试（1）将信号发生器设置为正弦波，调整频率和幅度。
（2）使用示波器观察输出波形，确认波形为正弦波。
（3）测试输出波形的频率、幅度和相位，记录数据。
3. 方波信号的测试（1）将信号发生器设置为方波，调整频率和幅度。
（2）使用示波器观察输出波形，确认波形为方波。
（3）测试输出波形的频率、幅度和占空比，记录数据。
4. 三角波信号的测试（1）将信号发生器设置为三角波，调整频率和幅度。
（2）使用示波器观察输出波形，确认波形为三角波。
（3）测试输出波形的频率、幅度和上升时间、下降时间，记录数据。
5. 信号发生器的应用（1）利用信号发生器产生各种波形信号，进行电路测试和调试。
（2）使用信号发生器进行信号调制和解调实验。
（3）利用信号发生器进行信号分析实验。
五、实验结果与分析1. 正弦波信号测试结果频率：1kHz幅度：2Vpp相位：0°2. 方波信号测试结果频率：1kHz幅度：2Vpp占空比：50%3. 三角波信号测试结果频率：1kHz幅度：2Vpp上升时间：50μs下降时间：50μs实验结果表明，信号发生器能够产生各种波形信号，且波形质量符合实验要求。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们熟悉了信号发生器的基本原理和组成，掌握了信号发生器的操作方法和使用技巧。
信号发生器实验报告一、信号发生器广泛应用于电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域。
采用集成运放和分立元件相结合的方式，利用迟滞比较器电路产生方波信号，以及充分利用差分电路进行电路转换，从而设计出一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易信号发生器。
通过对电路分析，确定了元器件的参数，并利用protuse 软件仿真电路的理想输出结果，克服了设计低频信号发生器电路方面存在的技术难题，使得设计的低频信号发生器结构简单，实现方便。
该设计可产生低于10 Hz 的各波形输出，并已应用于实验操作。
信号发生器一般指能自动产生正弦波、方波、三角波电压波形的电路或者仪器。
电路形式可以采用由运放及分离元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。
这里，采用分立元件设计出能够产生3种常用实验波形的信号发生器，并确定了各元件的参数，通过调整和模拟输出，该电路可产生频率低于10 Hz 的3种信号输出，具有原理简单、结构清晰、费用低廉的优点。
该电路已经用于实际电路的实验操作。
原理框架图：二、电源硬件电路图的设计（1）单片机的选择根据初步设计方案的分析，设计这样的一个简单的应用系统，可以选择带有EPROM 的单片机，应用程序直接存贮在片内，不用在外部扩展程序存储器，电路可以简化。
ATMEL 公司生产的AT89C 系列单片机，AT89C 系列与C51系列的单片机相比有两大优势：第一，片内程序存储器采用闪存存储器，使程序的写入更加方便；第二，提供了更小尺寸的芯片，使整个硬件电路的体积更小。
它以较小的体积、良好的性能价格备受亲密。
在家电产品、工业控制、计算机产品、医疗器械、汽车工业等应用方面成为用户降低成本的首选器件。
因此，我们可选用AT89C2051单片机。
该芯片的功能与MCS-系列单片机完全兼容，并且还具有程序加密等功能，物美价廉，经济实用。
AT89C2051是ATMEL公司生产的带2K字节课编程闪速存储器的8位COMS单计算机，工作电压范围为2.7~6V，全静态工作频率为0~24MHZ。
一、实验目的1、了解示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及万用表的工作原理框图和主要技术性能。
2、熟悉常用仪器上各旋钮的功能，掌握正确的使用方法。
二、实验仪器1、低频信号发生器 SG1026 1台2、直流稳压电源 HY1711-2SD 1台3、双踪示波器 SS7802或COS5020BF 1台4、毫伏表 TH1911 1台5、万用表 VC9802A 1块三、实验原理在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。
它们和万用表一起，可以完成对模拟电子电路静态和动态工作情况的测试。
实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图5-1所示。
接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称“共地”。
信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。
<!--[if !vml]--><!--[endif]-->图5-1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图四、实验内容1、万用表的使用VC9802A数字万用表可测量直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、电等。
阻、电容、晶体管直流电流放大倍数hFE测量直流电压：开启直流稳压电源，调节输出电压大小，打开万用表电源开关，将万用表的开关转到相应直流电压档上，选择合适量程，将万用表并接在电源输出端，红表笔接电源“＋”极，黑表笔接电源“－”极，直接读值，即为所测直流电压。
数据填入表5-1。
表5-1 万用表的使用2、示波器的使用——用机内校正信号对示波器进行自检示波器是一种电子图示测量仪器，它的突出特点是能够直接观测信号的波形，可以测量各种周期信号的电压、周期、频率、相位等。
①扫描基线调节：打开电源开关，根据光迹指示找出水平扫描基线，调节辉度、聚焦。
线性电子电路实验信号发生器专业：班级：姓名：学号：实验原理：一、方案比较网上方案：参考电路：方案比较：与网上方案相比，提供的参考电路有如下几个优点：①比较简单方便，比较两张电路图，可以明显看出参考电路比较简洁，所用的原件比较少，不容易出错，便于检查，而且比较便宜。
②网上方案所用的是ua747和ua741是通用的运放器，精度不高，性能不是很好。
而参考电路用的是TL084精度高，输入电阻很大，并且运行速度很快。
③网上方案用到了选择开关来选择接入的电路，使实验变得不方便。
而参考电路属于全自动，并不需要更多操作。
④网上方案在三角波——正弦波转换电路利用了场效应管3DJ13A而参考电路只用了TL084和电阻、电容，是一种技术上的进步。
二、电路图：参数设计：R1=10K R2=22K R3=1K R4=2K R5=1K R6=1K R7=10K R8=2K R9=10K R P1=10K R P2=10K C1=10nF C2=10nF 稳压管三、电路仿真结果方波：三角波及正弦波：四、硬件实物图五、调试结果：频率大约在500Hz~5KHz六、实验总结本次实验，参考了老师给的参考资料和网上资料，使用了Multisim仿真软件进行仿真，仿真出来的结果非常符合要求，非常理想。
但是在实物焊接后，因元器件和人工的原因，出现了误差，比较容易出现失真，误差比较大。
七、体会和建议1、要熟练掌握仿真软件的使用和对电路图的理解，这样才能比较容易的理解这个实验，不容易出现失误。
2、仿真结果没有出现理想的波形图，要检查电路，对电路的节点也要检测。
要有耐心。
3、电路排线要尽可能的少，这样对于后续的电路检测有很大的帮助。
实验一常用电子仪器的使用一、实验目的（1）通过阅读仪器说明书（使用手册），了解仪器的主要技术性能指标，初步掌握常用电子仪器的使用方法。
（2）掌握函数信号发生器和交流电压表（毫伏表）的使用方法。
（3）掌握双踪示波器的基本操作方法，掌握使用示波器测量电信号的基本参数：幅度（有效值、峰值或峰峰值）、周期（频率）和相位的方法。
二、实验设备及材料函数信号发生器（DF1641B1型）、双踪示波器（MOS-620/640型）、交流毫伏表（MVT171或D-171型）、直流稳压电源、万用表等。
三、实验原理（一）函数信号发生器函数信号发生器是在电子电路实验中最常用的电子仪器之一，用来产生各种波形的信号（正弦波、三角波、方波等）。
函数信号发生器所产生的各种信号的参数（如电压幅度、频率等），一般都可以通过仪器面板上设置的开关和旋钮加以调节。
本实验中介绍的DF1641B1型函数信号发生器，是一多功能函数信号发生器。
它可以输出正弦波、三角波和方波，频率范围为0.3 Hz ~3 MHz。
其最大输出电压幅度>20V 峰峰值（对正弦波，最大输出有效值>7 V），可作为一般振荡器给放大器提供信号。
该函数信号发生器与其他设备配合，还可以用作扫频信号发生器，这里仅介绍作为振荡器的使用方法。
1、DF1641B1型函数发生器面板中各旋钮介绍。
如图1-1所示。
图1-1 DF1641B1型函数发生器面板图1—电源开关；2—频率范围选择（向上）；3—频率范围选择（向下）；4—波形选择开关；5—直流偏置开关；6—直流偏置调节；7—扫频方式选择；8—扫描速率；9—输出衰减选择；10—电压输出；11—TTL输出；12—输出幅度微调；13—计数器输入；14—内接/外测选择；15—扫频宽度；16—对称度调节；17—输出信号幅度显示；18—对称度控制开关；19—频率微调；20—频率显示5..2、操作步骤（1）打开电源开关○1后，按下波形选择开关○4以选择信号类型，例如，正弦波。
实验三常用电子仪器的使用练习一、实验目的1．了解Multisim中虚拟示波器、虚拟函数信号发生器与虚拟交流毫伏表的主要性能和使用方法。
2．初步掌握用双通道虚拟示波器观察信号波形及测量信号参数的方法。
二、实验原理Multisim虚拟实验提供了很多仪器仪表，如万用表、函数发生器、功率表、示波器、波特图仪、频率计等。
在电子技术实验中大都使用双踪示波器、函数信号发生器、交流毫伏表、万用表来完成电子电路的静态和动态工作情况的测量。
根据测量参数的不同：如直流、交流电压、电流、频率、相位等等，实验中要对各种电子仪器仪表进行综合使用。
首先要搞清楚各种电子仪器仪表的主要性能、基本技术指标、正确使用方法。
在使用过程中，要以连线简洁、调节顺手、观察读数方便等为原则，进行合理布局。
图1是各仪器与被测对象之间的连接图，为防止外界电磁场和工频干扰，示波器、函数信号发生器、交流毫伏表的引线通常使用屏蔽线或专用电缆线，这种线的外层金属编织线为屏蔽层，与仪器的公共接地端连接在一起。
测量时，各仪器的公共接地端（黑夹子）应连在一起，如图1中所示，此种连接方法称共地连接。
直流电源的接线用普通导线。
图1实验仪器与被测实验电路的连接图1、示波器的使用（1）用虚拟双通道示波器测量信号电压、周期和频率如图2所示，交流电源参数为有效值：15V，频率：50Hz，采用双通道示波器的A通道测量交流电源参数。
图2 包含直流分量的电路测量仿真开始后，双击示波器图标，可以看到如图3所示的示波器测试结果。
调整Timebase ，可以调整每一个对应的时间，可以将波形拉长或缩短，此处我们显示两个波形，时间轴的Scale 设为5ms/Div ；调整ChanelA 下方的Scale 可以调整波形的横向标尺，拉长或缩短波形，一般情况下，调整标尺，使示波区域能够现实两个周期的波形。
图3 包含直流分量的信号波形测量将红色和蓝色的标线在图中移动，尽量使其处于信号的峰值和谷值处，即半个周期处，则可以直接显示出电压的峰值约为21.212V ，半个周期T 的时间为9.949ms 。
3.5 仿真信号产生实验一、实验目的：1．熟悉LabVIEW中仿真信号的多种产生函数及参数设置。
2．掌握常用测试仿真信号的产生。
3．学会产生复杂的函数波形和任意波形。
二、实验内容：1．采用Express VI仿真信号发生器，产生规定的附有噪声的正弦信号，并显示波形。
2. 采用波形发生器VI，产生规定的附有噪声的多波形信号，并显示波形。
3. 产生任意波形信号，并显示和存盘。
4. 采用公式节点，产生规定的复杂函数信号。
三、实验器材：安装有LabVIEW软件的计算机1台四、实验原理：1．虚拟仪器中获得信号数据的3个途径：（1）对被测的模拟信号，使用数据采集卡或其他硬件电路，进行采样和A/D变换，送入计算机。
（2）从文件读入以前存储的波形数据，或由其他仪器采集的波形数据。
（3）在LabVIEW中的波形产生函数得到的仿真信号波形数据。
2．测试信号在LabVIEW中的表示在LabVIEW中测试信号已经是离散化的时域波形数据，表示信号的数据类型有数组、波形数据和动态数据3种。
波形数据是一种特殊的簇结构，它由时间起始值t0、两个采样点的时间间隔值dt以及采样数据一维数组Y组合成的一个簇。
它的物理意义是对一个模拟信号x(t)从时间t0开始进行采样和A/D转换，采样率为fs,对应采样时间间隔dt=1/fs ，数组Y为各个时刻的采样值。
对周期信号，1个周期的采样点数等于采样频率除以信号频率。
3．仿真信号产生函数在LabVIEW中产生一个仿真信号，相当于通过软件实现了一个信号发生器的功能。
LabVIEW提供了丰富的仿真信号，包括正弦、方波、三角波、多频信号、调制信号、随机噪声信号、任意波形等。
针对不同的数据形式(动态数据类型、波形数据和数组)，LabVIEW中有3个不同层次的信号发生器(Express VI仿真信号发生器、波形发生器VI和普通信号发生器VI)。
4．公式节点产生仿真信号用公式节点可以产生能够用公式进行描述的信号，用公式节点可产生经过复杂运算生成的信号。
公式波形．Vi产生的信号是波形数据，它的途径是：模板函数→信号处理→波形生成→公式波形．vi。
五、实验步骤：1．设计一个简易的正弦波发生器，频率、幅值和直流偏值在面板上可调，还可叠加噪声信号，并显示波形。
分析：采用Express VI仿真信号发生器可以完成。
（1）前面板设计：应包括的控件有波形频率、幅度和直流偏值输入设置，噪声的标准偏差设置，显示波形的图形控件，还可用一个选择开关控制程序启动和停止。
见图（2）框图程序设计：（3）运行程序：改变以上参数，注意观察信号波形的变化。
实验结果：图一前面板和程序框图实验分析：程序框图采用仿真信号发生器函数，信号选择正弦信号家高斯白噪声，输入控件可以指定正弦信号的频率，幅值，初始相位，噪声信号的标准差，并采用循环结构，用2开关控制程序的停止，上图所示波形是在幅值为10，频率为10，偏移量为2，噪声的标准差为0,5的情况下，输出波形的结果。
2．设计一个简易的仿真多波形发生器，可产生频率、幅值和直流偏值可调的正弦、方波、三角波、锯齿波信号，还可叠加高斯噪声信号，并且采样率和采样点可选，显示波形。
分析：Express VI仿真信号发生器使用方便，在编程时用户可改变各种参数，并能马上演示结果。
但是有些参数（包括波形类型、采样率和采样点等）无输入端口，即运行程序后用户不能从面板改变。
而波形发生器VI提供了更多和灵活的输入端口。
所以本题目采用波形发生器VI中的函数来完成。
（1）前面板设计：在1题的前面板基础上再增加波形选择旋钮knob控件和采样率和采样点输入簇控件，并对旋钮（Knob）控件的文本列表属性进行设置，正弦波、三角波、方波、锯齿波对应数值分别为0～3。
再选用一些面板装饰控件，调整各控件的位置、大小和显示层数，把前面板设计成较美观、实用的虚拟仪器面板，参考界面如图所示。
（2）框图程序设计：选用波形发生器VI中的Basic Function Generator函数产生要求的4种周期信号，它的输入参数见图（a）。
连接波形选择knob旋钮到signal type端口，连接频率、幅度、采样参数簇端口。
选用波形发生器VI中的Gaussian White Noise Waveform函数产生标准偏差可调的高斯白噪声，用2次加法运算完成信号的直流偏值设置和叠加高斯白噪声，因为Labview中的许多运算具有多态性（即不同类型的数据可参与运算）。
然后全部放入1个While循环中，用开关控制循环的结束。
见图。
(a) Basic Function Generator函数(b) Gaussian White Noise Waveform函数图（3）运行程序：①分别改变信号的类型、频率、幅值和直流偏值，观察输出信号的变化。
②改变噪声的大小，观察输出信号的变化。
（4）在程序中添加1个指示型波形数据簇，连接到输出波形上。
让噪声等于0，分别改变波形和改变采样频率和采样点数，观察输出信号波形变化，记录波形数据。
注意信号的频率与采样频率的关系。
图仿真多波形发生器程序3．产生如下图所示的任意波形信号，显示波形，并且把波形数据存盘，存放格式为2维的电子表格文件。
图需产生的任意波形提示：采用Express VI中的Simulate Arbitrary Signal，打开如图所示的对话框，根据要求从图中得到1组X和Y的值定义信号，时间间隔取1秒。
使用Waveform Graph显示波形，可使用Write To Spreadsheet File函数存盘。
需注意的是，Simulate Arbitrary Signal输出的波形数据为动态数据，只有1组Y的值，X 初始值和X间隔。
若直接存盘，只有Y的值，无X的值。
想一想，怎样得到X的值。
图Simulate Arbitrary Signal函数的信号定义对话框此外，也可以不采用Express VI中的Simulate Arbitrary Signal，使用数组或表格输入，产生任意波形，只是需要自己做的事更多。
实验结果：图多重信号生成控制前面板（正弦波）图多重信号生成控制程序（正弦波）实验分析：上图程序采用Basic Function Generator函数产生要求的4种周期信号，用转盘选择所需的信号，信号的幅值，频率，相位和直流偏移量都可以设定，还可以叠加噪声信号，噪声信号的标准差也可以设定，为了能够连续观察信号，把程序放在一个While循环中，布尔停止按钮课以控制程序的结束，并采用延时控制，可以动态地观察信号的变化。
下面的波形图分别是不同的设置时的输出结果。
图多重信号生成控制前面板（三角波）图多重信号生成控制前面板（方波）图多重信号生成控制前面板（锯齿波）图偏移量和采样数改变了的正弦波形4．采用公式节点，产生信号：y(t)=sin(wt)+0.6sin(3wt)+0.2sin(5wt)+t ，信号的频率和幅值面板上可调。
提示：函数Formula Waveform 产生波形，公式中2f ωπ=，π用pi(1)表示，t 表示自变量时间，公式中不能省略乘号“*”。
还要选择合适的采样率和采样点数，才能得到需要的波形。
参考波形如图 所示。
实验结果：图 公式波形生成程序前面板图公式波形生成程序实验分析：此公式生成的程序信号的幅值，频率，相位都可以调节，采样的频率和点数都可以设置，上图是在偏移量为5，频率为5，幅值为1时候的波形。
注意公式只需输入表达式，不需要输出函数变量。
六、思考题1．在实验题目2中，如何实现通过面板选择叠加不同类型的噪声信号？提示：Labview提供了9种仿真的随机信号产生函数，但1个函数只能产生1种噪声，可采用包括9帧的CASE结构，每帧调用1个噪声函数，用面板上的噪声类型选择控件来控制。
程序面板：分析：采用条件结构，每个分支放一种噪声信号，旋钮的数字跟帧的数字对应，通过前面板的选择按钮选择所需要的噪声波形。
2．在实验题目4中，信号的公式改为从面板输入，输入什么公式可产生三角波、指数波和对数波。
答：三角波函数：)7cos 4915sin 2513sin 91(sin 8)(2 +ω-ω+ω-ωπ=t t t t A t f 指数波函数：）（t ^2)(=t f 对数波函数：)log()(t t f = 3.6交流电压表仿真实验 一、实验目的：1．理解交流电压的基本参量定义。
2．了解交流电压的模拟测量方法。
3．掌握交流电压的采样计算测量方法和计算公式，并且编程实现。
4．学会使用LabVIEW 提供的周期信号幅值计算函数。
二、实验内容：1．设计1个交流电压表的仿真软件（包括前面板和框图程序），设计要求如下：● 可以测量周期信号（正弦、方波、三角波、锯齿波）的有效值、峰值、直流分量（均值）和平均值。
● 被测信号来源于LabVIEW 仿真信号发生器。
● 分别采用LabVIEW 提供的时域处理函数和仅使用基本数学运算函数的方法。
2．使用设计的交流电压表分别测量正弦、方波、三角波、锯齿波信号，验证不同波形时有效值、峰值和平均值之间的关系。
3．研究信号频率与采样频率、采样点数和测量误差之间关系。
4．被测信号叠加噪声后，再进行测量和分析误差。
三、实验器材：安装有LabVIEW 软件的计算机1台四、实验原理：1．交流电压基本参量定义表征交流电压的三个基本参量是有效值、峰值和平均值，其定义和计算公式如下表所示，表2．测量方法：（1）基于AC－DC转换的模拟测量方法通过检波电路将交流电压变换为峰值、平均值或有效值的直流电压，再对直流电压进行测量。
峰值检波的基本原理是通过二极管正向快速充电达到输入电压的峰值，而二极管反向截止时“保持”该峰值。
其原理电路图及波形图如图所示。
p pVt图峰值检波原理图（a. 串联式，b. 并联式，c. 波形图）（2）模拟运算集成电路直接根据有效值的定义式，采用模拟运算的集成电路来实现，如图所示。
首先是由模拟乘法器实现平方运算，再是积分和开方运算，最后通过运算放大器的比例运算，得到有效值输出。
随着集成电路技术的发展，计算式有效值电压表得到更多应用。
图5-5 计算式有效值变换实现框图（3）热电偶有效值检波通过被测交流电压u(t)对加热丝加热，热偶的热端感应加热丝的温度，维持冷端温度T0不变，并通过连接导线连接直流微安表。
由于热端与冷端有温差，从而产生热电动势，并使热偶回路中产生直流电流I，并由该直流电流驱动微安表头，如图所示。
电流I正比于热电动势，而热电动势正比于热端与冷端的温差，而热端温度与加热功率成正比，即u(t)的有效值的平方成正比。
即表头电流I正比于有效值V的平方。
热电偶有效值电压表的缺点是，受外界环境温度的影响较大，结构复杂，价格较贵。
图热电偶有效值测量原理（4）采样-计算法直接采用高速A/D转换器，将被测交流电压波形以奈奎斯特采样频率实时采样，然后，对采样数据进行处理，根据定义计算出被测交流电压的有效值、峰值和平均值。
