下载文档原格式
LabVIEW中的信号发生器与波形分析在LabVIEW中，信号发生器和波形分析是两个非常重要的功能模块。
信号发生器可以帮助我们生成各种类型的信号波形，而波形分析则可以对实时采集到的波形进行分析和处理。
本文将介绍LabVIEW中信号发生器和波形分析的基本原理及使用方法，并结合具体案例进行说明。
一、信号发生器在LabVIEW中，信号发生器可以帮助我们生成各种类型的信号波形，比如正弦波、方波、三角波等。
使用信号发生器，我们可以通过调节参数来调整信号的频率、幅度、相位等属性。
下面将以生成正弦波为例，介绍LabVIEW中信号发生器的使用方法。
1. 创建信号发生器 VI首先，在LabVIEW中创建一个新的VI，将信号发生器模块拖拽到VI的面板上，然后双击打开该模块进行配置。
2. 设置信号参数在信号发生器模块的属性窗口中，可以设置信号的频率、幅度、相位等参数。
以生成正弦波为例，我们可以设置频率为1000Hz，幅度为1V，相位为0度。
3. 运行信号发生器将信号发生器模块与输出设备（如声卡）连接起来，然后点击运行按钮即可生成对应的信号波形。
二、波形分析在LabVIEW中，波形分析是对实时采集到的波形进行分析和处理的功能模块。
通过波形分析，我们可以获取波形的幅值、频率、相位等参数，并进行进一步的数据处理。
下面将以频谱分析为例，介绍LabVIEW中波形分析的使用方法。
1. 创建波形分析 VI同样地，在LabVIEW中创建一个新的VI，将波形分析模块拖拽到VI的面板上，然后双击打开该模块进行配置。
2. 设置分析参数在波形分析模块的属性窗口中，可以设置分析的类型、窗口函数、采样率等参数。
以频谱分析为例，我们可以选择FFT算法作为分析类型，并设置采样率为1000Hz。
3. 运行波形分析将波形分析模块与输入设备（如声卡）连接起来，然后点击运行按钮即可进行波形的实时分析。
三、应用案例为了更好地理解LabVIEW中信号发生器和波形分析的使用方法，下面将结合一个实际应用案例进行说明。
一、实验目的
1.学习RealFFT.vi图标的使用方法。
2.观察正弦波通过FFT法后的幅值谱。
二、实验内容：信号频谱分析演示仪
1.功能描述
可观察正弦波产生的正弦信号和经过FFT后的幅值谱。
2.设计过程
（1）前面板设计
①五个输入型数字控件。
键入生成正弦波的频率ƒx、初始相位、幅值、总采样点数Ｎ与采样频率ƒs。
②两个输出显示型图形控件和一个布尔控件。
第一个图形控件为正弦波信号显示控件，横轴为时间t（s），Y轴为U（v）。
第二个图形控件为正弦波经过FFT后的幅值谱。
（2）流程图设计
在一个真时继续的Whlie循环循环结构中放置两个簇捆绑控件、一个自动FFT 控件、一个复数至极坐标转换控件、三个数值除和一个倒数控件、一个正弦波控件、一个1000毫秒计数器控件，以及通过前面板放置的两个图形显示控件，作为While循环结构中的所需功能控件。
加上通过前面板放置的五个输入型数字控件和一个布尔控件，得到最终信号频谱分析演示仪的流程图。
三、结果
（一）流程图编辑窗口
（二）前面板设计窗口
1、采样频率272Hz，采样点数为16时的各谱线幅值。
2、采样频率544Hz，采样点数为16时的各谱线幅值。
3、采样频率544，采样频率为17、34时的各谱线幅值。
收稿日期:2007-09 作者简介:付连锐(1986—),男,本科生,研究方向为信号检测与控制。
基于L a b V I E W 的正弦信号检测仪的设计付连锐,王兆仲(北京航空航天大学宇航学院,北京100083) 摘要:介绍基于L a b V I E W 的虚拟信号检测仪的工作原理、系统组成、设计步骤以及系统调试与仿真方法。
运用F F T 的选频特性及相位校正实现对正弦信号中的直流分量、幅值、频率和相位(差)的精确测量。
结果表明,系统测量精度高、抗干扰能力强。
关键词:虚拟仪器;L a b V I E W;正弦信号;F F T中图分类号:T M 935.2 文献标识码:B 文章编号:1006-2394(2008)04-0016-03D e s i g n o f S i n e -w a v e Me a s u r e m e n t I n s t r u m e n t a t i o nB a s e d o nL a b V IE WF UL i a n -r u i ,W A N GZ h a o -z h o n g(S c h o o l o f A s t r o n a u t i c s ,B e i j i n g U n i v e r s i t y o f A e r o n a u t i c s a n dA s t r o n a u t i c s ,B e i j i n g 100083,C h i n a )A b s t r a c t :T h e s i n e -w a v e m e a s u r e m e n t i n s t r u m e n t a t i o n i s d e v e l o p p e d b a s e d o n L a b V I E W .A n d i t s w o r k i n g p r i n c i p l e ,c o m p o n e n t s ,d e s i g n i n g s t e p s a n d d e b u g g i n g m e t h o d s a r e p r e s e n t e d i n t h i s p a p e r .B y u s i n g t h e f r e q u e n c y -s e l e c t i n g f e a t u r e o f F F T a n d t h e p h a s e a d j u s t m e n t m e t h o d ,t h e p a r a m e t e r s o f s i n -w a v e s i g n a l s u c h a s DC c o m p o n e n t ,a m p l i t u d e ,f r e q u e n c y a n d p h a s e c a n b e a c c u r a t e l y m e a s u r e d .T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e s y s t e mh a s h i g h p r e c i s i o n a n d a n t i -j a m m i n g c a p b i l i t y .K e y w o r d s :v i r t u a l i n s t r u m e n t s ;L a b V I E W ;s i n e -w a v e ;F F T 1 系统原理系统采用数据采集卡将模拟的正弦信号采集成为数字信号,通过U S B 接口将数据送入计算机,利用L a b V I E W 8.0图形化虚拟仪器开发平台,对正弦信号进行频谱分析和精细的相位校正处理,精确测量正弦信号的四个参数,同时将信号波形、频谱图以及测量结果通过显示器输出。
#include <reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define BN 16uchar tr[16]="hello!";#define LCDPORT P2 //LCD数据线sbit lcdrs=P1^0;sbit lcden=P1^1;sbit QW=P1^7;uchar start=0;uchar flag='0';uchar extentFactor=5;uchar freqFactor=0;uint OUTPUT;uint time=1;uint tab[5]={1,2,5,10,35};uint code sin[256]={0x80,0x83,0x86,0x89,0x8d,0x90,0x93,0x96,0x99,0x9c,0x9f,0xa2, 0xa5,0xa8,0xab,0xae,0xb1,0xb4,0xb7,0xba,0xbc,0xbf,0xc2,0xc5, 0xc7,0xca,0xcc,0xcf,0xd1,0xd4,0xd6,0xd8,0xda,0xdd,0xdf,0xe1, 0xe3,0xe5,0xe7,0xe9,0xea,0xec,0xee,0xef,0xf1,0xf2,0xf4,0xf5, 0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfd,0xfd,0xfe,0xff,0xff, 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfd, 0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,0xf5,0xf4,0xf2,0xf1, 0xef,0xee,0xec,0xea,0xe9,0xe7,0xe5,0xe3,0xe1,0xde,0xdd,0xda, 0xd8,0xd6,0xd4,0xd1,0xcf,0xcc,0xca,0xc7,0xc5,0xc2,0xbf,0xbc, 0xba,0xb7,0xb4,0xb1,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99, 0x96,0x93,0x90,0x8d,0x89,0x86,0x83,0x80,0x80,0x7c,0x79,0x76, 0x72,0x6f,0x6c,0x69,0x66,0x63,0x60,0x5d,0x5a,0x57,0x55,0x51, 0x4e,0x4c,0x48,0x45,0x43,0x40,0x3d,0x3a,0x38,0x35,0x33,0x30, 0x2e,0x2b,0x29,0x27,0x25,0x22,0x20,0x1e,0x1c,0x1a,0x18,0x16, 0x15,0x13,0x11,0x10,0x0e,0x0d,0x0b,0x0a,0x09,0x08,0x07,0x06, 0x05,0x04,0x03,0x02,0x02,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02,0x02,0x03,0x04,0x05, 0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0d,0x0e,0x10,0x11,0x13,0x15, 0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20,0x22,0x25,0x27,0x29,0x2b,0x2e, 0x30,0x33,0x35,0x38,0x3a,0x3d,0x40,0x43,0x45,0x48,0x4c,0x4e, 0x51,0x55,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66 ,0x69,0x6c,0x6f,0x72, 0x76,0x79,0x7c,0x80 };/*正弦波码 */void delay(uint z){uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--) ;}void write_com(uchar com){lcdrs=0;P2=com;delay(1);lcden=1;delay(1);lcden=0;}void write_data(uchar date){lcdrs=1;P2=date;delay(1);lcden=1;delay(1);lcden=0;}/*******液晶初始化 ********/void lcd_init(){lcden=0;write_com(0x38) ; //初始化write_com(0x0c) ; //打开光标 0x0c不显示光标 0x0e光标不闪，0x0f光标闪write_com(0x01) ; //清显示write_com(0x80) ;}/********串口中断初始化 *****/void UART_init(){TMOD = 0x21; //定时器1工作于工作方式2 自动重载数据TH1 = 0xfd;TL1 = 0xfd; //波特率为9600TR1 = 1; //开启定时器1ET1=1;EA = 1; //开启总中断SCON = 0x50; // 串口工作于方式1（10位为一帧 1个起始位 8个数据位 1个停止位）ES = 1; //允许串口中断TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;ET0=1;TR0=1;}/*****发送数据*****/void send_data(uchar c){SBUF = c;while(TI == 0);TI = 0;}/*******串口中断服务程序******/void com_int(void) interrupt 4{if(RI){flag = SBUF;RI = 0;QW=0;write_data(flag);switch(flag){case '0':break;case '1': start=1; // 开始生产波形break;case '2':++extentFactor; //改变幅度if(extentFactor>5) extentFactor=0;break;case '3': //改变频率++freqFactor;if(freqFactor>4){freqFactor=0;}time=tab[freqFactor];break;case '4':start=0; //关闭break;}}}sbit key_fudu=P3^2;sbit key_freq=P3^3;sbit test=P1^7;void key_scan(){if(key_fudu==0){delay(5);if(key_fudu==0){test=!test;++extentFactor; //改变幅度if(extentFactor>5) extentFactor=0;}}if(key_freq==0){delay(5);if(key_freq==0){test=!test;++freqFactor;if(freqFactor>=4){freqFactor=0;}time=tab[freqFactor];}}}unsigned int aa;void Timer0InterruptService(void) interrupt 1 using 0 {TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;aa++;if(aa>=4){key_scan();aa=0;}}void main(void){uint i;lcd_init(); //液晶初始化UART_init(); //串口中断初始化while(1){key_scan();if(start==0){for(i=0;i<256;i++){OUTPUT=sin[i]*extentFactor/5;send_data(OUTPUT);delay(time);}}// while(1);}}。
摘要采用虚拟仪器技术对高精度的频率源进行测量，具有简单、易行、精度高的特点。
这与以往利用实际仪器仪表对频率进行测量在方法上有着很大的不同。
LabVIEW就是基于虚拟仪器的开发环境，本文阐述了基于虚拟仪器技术在频率测量中的实际应用，根据电子测量的基本原理、计算方法和流程，实验利用了LabVIEW的特有语言—G语言—对被测对象进行程序编译、运行、修改并最终显示运行结果。
在实现频率测量的过程中，利用声卡代替了数据采集卡，把声音数据采集上来作为信号源，通过测量声音的频率，对外界声音信号进行仿真实验，最后给出了被测信号频率的仿真结果。
实验结果以图形显示和数据显示的方式，对被测对象进行了准确地测量。
通过实验，实现了虚拟仪器对信号频率的测量。
虚拟仪器是电子测量中的新技术，有着广阔的发展前景，是实验、教学及检测领域的重要技术。
关键词: 虚拟仪器；电子测量；频率测量ABSTRACTAdopting virtual instrument technique in the frequency source that high accuracy has characteristics of simplify、easy operation and high accuracy .This has the very big difference with the former frequency measurement method.LabVIEW was based on the virtual instrument development environment, and this article elaborates the practical application of virtual instrument technology in the frequency measurement. According to the basic theories、the computational method and the flow of electronic measurement, the experiment used the LabVIEW unique language (G language) to compile, run, correct the measured subject and eventually display the result. During the process of realizing the frequency measurement, there are some steps including using the sound card instead of data acquisition card as the signal source, measuring the frequency of sound, carrying out simulation experiment for outside voice acquisition and finally giving out the simulation results of the frequency of the measured signals. The result of experiment has measured the subject accurately by the means of displaying graph and data. The experiment has realized the measurement of signal frequency in the virtual instrument.Virtual instrument is a new technique in electronic measurement, having vast development foreground, and is the important technique of experiment, teaching and in the field of detection.Keywords: Virtual instrument; Electronic measurement; Frequency measurement目录引言 (1)1 电子测量 (2)1.1 测量概述 (2)1.1.1 测量的基本概念 (2)1.1.2 测量的重要意义 (2)1.2 电子测量的特点和应用 (3)2 虚拟仪器及LabVIEW基础 (6)2.1 虚拟仪器概述 (6)2.1.1 定义 (6)2.1.2 比较与差异 (6)2.1.3 虚拟仪器对电子测量的影响 (8)2.2 LabVIEW概述 (8)2.1.1 LabVIEW简介 (8)2.1.2 LabVIEW的体系结构 (9)3 时间与频率的测量 (11)3.1 概述 (11)3.1.1 时间、频率的基本概念 (11)3.2 数据采集 (11)3.2.1 数据采集系统的构成 (11)3.2.2 数据采集卡简介 (12)4 设计方法 (15)4.1 可行性研究及需求分析 (15)4.1.1 开发背景 (15)4.1.2 需求分析 (15)4.1.3 设计思想 (22)4.2 设计方法在Labview中的实现 (22)4.2.1 总设计的程序图 (22)4.2.2 程序框图分解分析 (24)4.2.3 设计图的前面板演示及结果 (29)4.2.4 程序中一些模块的功能 (35)5 虚拟仪器的发展前景 (37)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录A 英文原文 (42)附录B 汉语翻译 (51)引 言现代科学技术的发展是建立在精密测量基础上的，目前人们所涉及到的物理量和物理常数中，频率时间是最精密、准确的计量单位，其他许多测量可以转化为频率时间的测量。
基于LabVIEW的相位差测量研究与实现作者：***来源：《科技风》2022年第20期摘要：随着科学技术的飞速发展，相位差在工业控制、仪器仪表、汽车技术等诸多领域中都有着广泛应用，测量相位差在科學研究中变得越来越重要，文章阐述了相位差的概念、测量相位差的作用和意义。
在分析对比各种测量方法的特点之后，选择了利用相关分析原理来对相位差进行测量。
首先在软件中模拟了两路同频的正弦信号来测量相位差，然后通过NI公司提供的NI-PCI-6036E数据采集卡搭建了一个平台来对实际的两路信号进行测量，该方法是在LabVIEW平台上通过图形化编程语言来实现，和传统的相位差测量方法相比，相关分析法具有抗干扰能力强、测量精度高的特点，利用LabVIEW软件搭建的测量平台使用起来方便、编程容易，最终的用户界面较好，具有操作简便、实用等优点。
关键词：相位差;测量;虚拟仪器（LabVIEW）;相关分析1 常见的相位差测量方法1.1 直接测量法相位差可以通过在双踪示波器中显示的两路波形来确定，如图1所示，在相同的时间周期内，两个波形与横坐标的两个交点（正斜率过零点或负斜率过零点）之间的坐标值即为两者的相位差所对应的时间，先到达零点的为超前波，图1中所示，i2滞后u2。
相位差与过零点的选取没有关系。
该方法适用于信号幅值较大的场合，要预先对被测量信号进行滤波处理来去掉被测信号中的杂质信号，为了使测量的结果更加精确可靠，应该对过零点附近的测量值进行最小二乘法（残差平方和最小）直线拟合处理。
因此，通过该方法测量相位差会有很大的误差，其原因有：第一，在确定过零点的时间时，如果没有精度较高的仪器，就会出现很大的时间误差;第二，在进行滤波和去噪处理时，有可能造成原始信号的失真;第三，使用最小二乘法对数据进行拟合时，也有可能产生一定的误差。
1.2 脉冲响应法1.3 相敏检波法2 基于虚拟仪器的相位差相关法测量3 基于虚拟仪器相位差相关法的硬件实现通过以上的分析可知，在电类学科中用相关分析原理来进行相位差的测量具有很大的实用价值，并且利用图形化编程语言来编程实现具有很大的发展前景。
基于labview的虚拟正弦波发生器的设计2008-06-14 13:26我的网上查了一下关于虚拟仪器或labview的文章，发现很少．有同学在做这方便的毕业设计，苦于找不到参考资料．我也经历了这样的一个过程，很气愤有人在拿着这方面的资料牟利，所以我决定把我的毕业设计拿出来分享，希望对有些人有些帮助，虽然分享的晚了点．（请尊重我的劳动成果）4.2虚拟正弦波发生器的设计4.2.1功能描述该虚拟正弦信号发生器可产生正弦信号。
指标为:频率范围:01Hz～100 Hz ,可选;初始相位:0°～180°,可选;幅值:01V～510V,可选;生成波形的总点数:N =8～512 ,可选。
4.2.2设计步骤1.前面板设计（1）五个输入型数字控件。
五个输入型数子控件提供使用者键入生成正弦波的频率、初始相位、幅值、总采样点数N与采样频率。
执行Controls>>Numeric>>DigitalControl控件五次，得到五个输入型数子控件，分别标记为“信号频率”、“采样频率”、“采样点数”、“信号幅值”和“初始相位”。
（2）一个输出显示型图形控件。
输出显示型图形控件用来显示所产生的正弦波波形。
执行Controuls>>Graph>>Waveform Graph操作，调入图形控件Graph。
其横轴为时间轴。
应考虑到生成信号频率跨度大，在0.1Hz～10KHz范围内，其周期跨度也大，在10s～0.1ms范围内；行成信号幅值的范围应充满整个显示画面，故选用“Graph”显示器。
（3）两个开关控件。
执行Controls>>Boolean>>VerticalSwitch操作，调入开关按钮控件，标记为“复位相位”。
执行Controls>>Boolean>>LabeledRoundButton操作，调入开关按钮控件，标记为“OFF”。
基于LabVIEW的相位差测量——过零鉴相法基于LabVIEW的相位差测量——过零鉴相法刘倩1，方卫红1，司良群1，吴刚1，沈小东2（1．后勤工程学院后勤信息工程系，重庆 400016；2．后勤工程学院营房管理与环境工程系，重庆 400016）摘要：利用LabVIEW软件工作平台和NI公司的Lab-PC-1200型数据采集卡完成了虚拟相位差计的软面板设计、程序框图设计和总体调试工作。
具体包括：信号的采集、信号的处理和结果的显示。
本文采用了过零鉴相法测量相位差的基本原理实现了对两列同频正弦信号相位差的测量，并对实验数据进行了结果分析。
所有的理论研究都通过数字化仿真实验进行了验证，由此证明了结果的正确性和合理性。
关键词：LabVIEW；虚拟仪器；相位差1 系统结构本虚拟仪器采用美国NI公司的Lab-PC-1200型数据采集卡，将其直接插入到计算机的总线扩展插槽内构成PC-DAQ(Data Acquisition)插卡式虚拟仪器。
主要测量两个同频正弦信号的幅值、频率、相位差等。
并且具有波形显示、波形调整和数据存储的功能。
系统的软面板如图1所示。
本文主要介绍相位差的测量方法。
图1 虚拟相位差计软面板2 过零鉴相法原理过零鉴相法的依据是：两列正弦信号间存在相位差，因而其正向或负向过零点会存在时间差。
如能测得这个时间差，就可计算出相位差。
设两列输入信号分别为1,，如图2所示，图中T 为被测信号的周期，2sT为信号的采样周期，tΔ为信号1,过零时间差，n为信号1,零点之间的采样点数。
信号1,经数据采集A/D转换后得两个离散序列：222()()()()(){}111110,1,2,1v n v v v v N=−L…（1）()()()()(){}222220,1,2,1v n v v v v N=−L (2)图2 过零鉴相的原理设()1v n的第一个正向过零的采样点个数为，而1n()2v n的第一个正向过零点的采样点个数为，则2n()1v n、的相位差为：()2v n(12360360st T nT Tφ°°Δ=⋅Δ=⋅⋅−)n（3）3 过零鉴相法的实现实现过零鉴相法测相位差的程序框图如图3所示。
