基于某Labview的虚拟信号发生器设计

基于labview的虚拟信号发生器的设计第1章虚拟信号发生器的结构与组成1．1虚拟函数信号发生器的前面板本虚拟信号发生器主要由一块PCI总线的多功能数据采集卡和相应的软件组成。

将它们安装在一台运行Windowsxp的PC机上。

即构成一台功能强大的函数信号发生器。

本虚拟信号发生器的设计参考了SG 1645功率函数信号发生器。

本函数信号发生器的前面板主要由以下几个部分构成：仪器控制按钮，输出频率控制窗口(包括频率显示单位)，频率倍成控制，波形选择，频率微调按钮，直流偏置，方波占空比节，输出波形幅度控制按钮。

频率微调范围：O．1—1 Hz；直流偏置：一10—10V；方波占空比：0—100％；输出波形幅度：0—10V。

此外还增加了许多修饰性的元件如面板上的压控输入、记数输入、同步输出、电压输出等。

使用这些修饰性的元件的目的是为了增加仪器的美观性，并尽量与真实仪器的使用界面相一致。

图1-1 函数信号发生器的前面板1．2虚拟函数信号发生器的硬件构成本虚拟信号发生器的输入输出的硬件部分为一数据采集卡和具有一定配置要求的PC机，数据的输入输出靠对数据采集卡输出输入口的定义来实现。

本设计采用的PCI一1200数据采集卡是一块性价比较好的产品，具备数／模转换的功能。

能将产生的数字信号转换成模拟信号且数模转换精度高，而且还具备滤波功能，从而使输出波形光滑。

它支持单极和双极性模拟信号输入，信号输入范围分别为一5一+5V和0—10V。

提供l6路单端，8路差动模拟输入通道、2路独立的DA输出通道、24线的TTL型数字Ⅳ0、3个l6位的定时计数器等多种功能。

硬件接口部分用于数据输入或输出时的通道设置。

硬件接口部分程序框图如图1-2所示：图1-2硬件接口程序图Device用于指定所用的设备号．该设备号通过Measurment and Automation Exptorer 工具配置。

Waveform Length用于设定数据采集卡的缓冲区的大小。

2013届毕业设计说明书基于LabVIEW的多功能函数信号发生器设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：职称指导教师：职称专业：电子信息工程班级：完成时间：2013年5月30日摘要随着计算机软件、硬件的发展，计算机与外部设备之间的数据通信变得越来越频繁，也越来越便利，于是虚拟仪器也就应运而生。

从本质上来说，虚拟仪器是仪器技术与计算机技术深层次相结合的产物，它强调了“软件即仪器”的概念，使用户能够根据自己的需要来定义仪器的功能，这样用户就能更好的组建自己所需要的测试系统。

它是按照信号的处理与采集，数据的分析，结果的输出及显示的结构模式来建立通用信号处理的硬件平台。

本文就是在这个通用信号处理的硬件平台，进行了基于LABVIEW的虚拟函数信号发生器的设计，本设计是基于LabWIEW软件的多功能函数信号发生器，能够产生实验室所常用的正弦波、三角波、方波、锯齿波信号及任意公式波等基本波形信号，本设计充分利用了LabVIEW软件开发平台所提供的丰富资源, 采用模块化的设计方法，并设计了一个用户的登陆系统和登录音效以及按键音效给人以视觉和听觉上美的感受，并进一步完善了虚拟信号发生器的功能, 能产生5种我们经常用到的信号以及其他的一些较复杂的信号。

关键词：虚拟仪器；Labview；函数信号发生器ABSTRACTWith computer software and hardware development, computer and data communication between external devices become more frequent, but also more convenient, so virtual instruments also emerged.In essence, the virtual instrument is the instrument technology and computer technology product of the combination of deep level, it emphasizes the "software instrument" concept that allows users to define their own needs to the instrument function, so users can better the need to establish their own testing system.It is in accordance with the signal processing and collection, data analysis, and display the output results of the structural model to create common signal processing hardware platform.This article is in this general-purpose signal processing hardware platform for a LABVIEW-based virtual function signal generator design, the design is based on the LabWIEW software multi-function signal generator can produce lab common sine wave, triangle wave, square wave, sawtooth wave signal and the arbitrary formulas and other basic waveform signal, the design takes advantage of LabVIEW software development platform provides a wealth of resources, using a modular design approach, and designed a user login system and registry keys sound and sound gives a visual and auditory experience of beauty, and further improve the functionality of the virtual signal generator, can produce five kinds of signals, and we often use some other more complex signals.Keywords: virtual instrument; Labview; function signal generator目录1 绪论 (1)1.1 课题背景及意义 (1)1.2 波形发生器的发展概况 (1)1.3 本文的主要内容 (4)2 虚拟仪器技术 (5)2.1 虚拟仪器概述 (5)2.2 虚拟仪器的系统构成 (7)2.2.1 虚拟仪器系统的硬件构成 (7)2.2.2 虚拟仪器系统的软件构成 (7)2.3 虚拟仪器软件开发平台 (8)2.4 基于虚拟仪器的自动测试系统的优点 (9)2.5 虚拟信号发生器的介绍 (10)2.5.1 信号发生器的基本原理 (10)2.5.2 虚拟信号发生器的工作原理 (10)3 LabVIEW图形化开发环境 (11)3.1 LabVIEW简介 (11)3.2 LabVIEW的优点 (12)3.3 LabVIEW中的编程方式 (13)3.4 LabVIEW程序的设计模式 (14)4 虚拟函数信号发生器的设计 (15)4.1 登录模块设计 (15)4.1.1 登录界面的设计 (15)4.1.2 用户登录系统的设计 (16)4.1.3 利用局部变量来设计“记住密码”选项 (17)4.1.4 用户加载框的设计 (17)4.1.5 播放音效VI的设计 (18)4.1.6 获取系统时间的VI设计 (18)4.1.7 利用全局变量在子VI中显示主VI中的用户登录个人信息. 194.2 虚拟函数信号发生器设计 (19)4.2.1 软件的设计方案 (19)4.2.2 多功能函数信号发生器子VI的设计 (20)4.3 基本的函数波形产生模块 (21)4.4 任意公式波产生模块 (22)4.5 虚拟函数信号发生器的设计 (23)5 函数信号发生器的仿真和调试 (25)5.1 函数信号发生器的仿真和调试 (25)5.2 调试结果分析 (28)结束语 (30)参考文献 (31)致谢 (33)1 绪论1.1 课题背景及意义现代化生产要求电子仪器品种多、功能强、精度高、自动化程度高，而且要求测试速度快、实时性好、具有良好的人机界面。

摘要随着计算机软、硬件的发展，计算机与外设之间的数据通信越来越频繁，也越来越便利，虚拟仪器应运而生。

从本质上来说，虚拟仪器是仪器技术与计算机技术深层次结合的产物，它强调“软件是仪器”的概念，使用户能够根据自己的需要定义仪器功能，更好的组建自己所需要的测试系统。

它是按照信号的处理与采集，数据的分析，结果的输出及显示的结构模式来建立通用信号处理硬件平台。

本文就是在这个通用信号处理硬件平台，进行了基于LABVIEW的虚拟函数信号发生器的设计，设计基于LabWIEW软件的虚拟函数信号发生器（能够产生实验室常用的正弦波、三角波、方波、锯齿波信号及白噪声和多频波，任意公式波），并在以设计好的虚拟信号发生器的基础上对所产生的信号做自相关分析，积分，微分分析及相应的频谱分析。

关键词：虚拟仪器；Labview；虚拟函数信号发生器第1章 绪 论1.1 课题背景及意义目前，我国正处于科学技术蓬勃发展的新时期，对仪器设备的需求将更加强劲。

虚拟仪器赖以生存的计算机近几年正以迅猛的势头席卷全国，这为虚拟仪器的发展莫定了基础。

虚拟仪器作为传统仪器的替代品，市场容量巨大。

据专家预测，到本世纪初我国将有的仪器为虚拟仪器。

发达国家虽然在此领域比我国起步较早，但差距并不是很大，我们应当充分把握时机，取长补短，学习国外先进经验，将我国的虚拟仪器产业水平逐渐向先进国家靠拢。

1.2 波形发生器的发展概况波形发生器是应用在测试设备、信号接收设备等装置中的一种信号源。

早在二十年代，当电子设备刚开始出现的时候，信号发生器就出现了。

随着电子技术的巨大进步，波形发生器根据其关键技术—频率合成技术的角度，大致可以划分成三代。

第一代的波形发生器采用的是直接模拟频率合成。

其结构如图1.1所示：图1.1 直接模拟频率合成框图 1.3 本文主要论文本文主要阐述虚拟仪器技术的概念和基本设计思路，设计基于LabWIEW 软件的虚拟函数信号发生器（能够产生实验室常用的正弦波、三角波、方波、锯齿波信号及白噪声和多频波，任意公式波），并在以设计好的虚拟信号发生器的基础上对所产生的信号做自相关分析，积分，微分分析及相应的频谱分析。

基于LabVIEW的多功能虚拟信号发生器设计摘要随着微型计算机和软件技术的发展，虚拟仪器在智能化程序、处理能力、性能价格比、可操作性等方面与传统仪器相比都具有明显的技术优势，将虚拟仪器引入高校的实验教学不但可以提高测试效率和教学的质量，而且为降低实验仪器成本提供了有效的途径和方法。

本文选用LabVIEW图形化编程语言为开发软件，主要开发虚拟实验仪器：虚拟信号发生器，同时提出了虚拟实验室的建设方案。

基于专业虚拟仪器开发工具Labview，设计一虚拟函数信号发生器。

该虚拟信号发生器能够产生正弦波、三角波、方波、锯齿波等波形，频率动态范围较宽且可微调。

关键字：虚拟仪器labVIEW信号发器Abstrack：Along with the development of the microcomputer, compared with traditional instrument, the virtual instrument has the obvious technical advantage in knowledge ware, processing capability, the ratio between function and price, and Maneuver ability. The introduction of the virtual instrument to the university can not only increase the efficiency and quality of testing, teaching, but also provide the effective method to reduce the cost of the experiment instrument.In this paper, selected LabVIEW graphical programming language for software development, mainly the development of virtual experiment equipment, virtual signal generator, virtual laboratory also made the building program. A Virtual Function Signal Generator is designed Based on Labview, The Virtual Function Signal Generator can generate Sine wave, triangle wave, square wave, teeth of a saw wave...etc。

《虚拟仪器》设计说明书基于LabVIEW的虚拟信号发生器设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：罗万里指导教师：夏鑫职称讲师专业：自动化班级：自本1001班完成时间：2013年12月24日目录第1章虚拟仪器技术 (1)1.1 虚拟仪器的概念 (1)1.2 虚拟仪器的优势 (1)1.3 虚拟仪器的发展方向 (2)1.4 图形化虚拟仪器开发平台——Labview 简介 (2)1.5 本章小结 (3)第2章基于声卡的虚拟信号发生器的设计 (4)2.1 设计思路 (4)2.2 函数信号发生器程序的设计 (4)2.2.1 前面板 (4)2.2.2 全部程序框图 (5)2.2.3 波形选择和指示灯显示的程序 (5)2.2.4 频率选择的程序 (6)2.2.5 输出衰减程序 (6)2.2.6 信号产生程序 (7)2.2.7 基于声卡的子VI的使用 (7)2.3 测试情况和结果分析 (7)结论与展望 (10)参考文献 (11)致谢 (12)第1章虚拟仪器技术1.1 虚拟仪器的概念虚拟仪器(Virtual Instrument，简称VI)的概念是由美国国家仪器公司(NI)在20世纪80年代最早提出的。

虚拟仪器就是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义、具有虚拟前面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。

其核心的思想是利用计算机的强大资源使本来需要硬件实现的技术软件化，以便最大限度地降低系统成本，增强系统功能与灵活性。

虚拟仪器代表着从传统硬件为主的测试系统到以软件为中心的测试系统的根本性转变。

虚拟仪器的出现是仪器发展史上的一场革命，代表着仪器发展的最新方向和潮流，对科学技术的发展和工业生产的进步将产生不可估量的影响。

虚拟仪器利用个人计算机强大的图形环境和在线帮助功能，建立虚拟仪器面板，完成对仪器的控制，数据分析与显示，代替传统仪器，改变传统仪器的使用方式，提高仪器的功能和使用效率，大幅度降低仪器价格，使用户可以根据自己的需要定义仪器的功能。