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基于LabVIEW的信号发生器的设计

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吉林农业大学学士学位论文论文题目：基于LabVIEW的信号发生器的设计学生姓名：***专业年级：自动化二班 2012级指导教师：朱凤武职称：教授2016年 5月31日目录摘要: (I)ABSTRACT: (I)第一章绪论 (1)1.1 论文背景 (2)1.1.1 信号发生器简介 (3)1.1.2虚拟仪器及LabVIEW (4)1.2 研究的目的与意义 (4)第二章虚拟仪器及其发展 (5)2.1概述 (6)2.2虚拟仪器概念 (6)2.3虚拟仪器的构成 (7)2.4虚拟仪器的特点及发展趋势 (7)第三章图形化编程语言LabVIEW (8)3.1LabVIEW概述 (9)3.2LabVIEW模板分析 (10)3.2.1工具模板（Tools Palette） (10)3.2.2控制模板（Control Palette） (11)3.2.3功能模板(Function Palette) (12)3.3LabVIEW的函数模块分析 (12)第四章虚拟信号发生器设计方案 (13)4.1基本函数波形产生模块 (13)4.2任意公式波产生模块 (14)4.3多频信号产生模块 (15)4.4高斯白噪发生器...................................................... `16 4.5虚拟函数信号发生器的设计 (17)4.6LabVIEW程序设计需要注意的问题 (18)第五章系统的运行结和误差的分析 (20)5.1程序运行结果 (21)5.2虚拟信号发生器的误差测量与分析 (22)5.3减少虚拟信号发生器波形误差途径 (23)5.4系统功能的不足 (23)第六章总结与展望 (24)6.1课题总结 (24)6.2相关工作展望 (24)参考文献 (26)致谢 (27)基于LabVIEW的信号发生器的设计学生：李建伟专业：自动化指导教师：朱凤武摘要：虚拟仪器，是通过仪器软件开发平台如 LabVIEW 等在计算机的屏幕上模拟出仪器的面板和相应的功能，然后通过鼠标或键盘操作的仪器，在计算机上实现对数据的显示、存储以及分析处理。

简单的说虚拟仪器技术就是用户自定义的基于PC技术的测试解决方案。

虚拟仪器的“性能高”、“可扩展性”和“完美的集成功能”使得我们可以节约资金和维护费用，用少量的时间开发出功能更强、质量更可靠的产品和系统。

本课题设计和开发了一个基于LabVIEW 的虚拟信号发生器系统。

本文首先着眼于了虚拟信号发生器的开发背景及目的意义，对信号发生器，虚拟仪器系统的软件和所需硬件进行了分析，对设计虚拟仪器系统的工作步骤进行了逐一详细的阐述；在上述的基础上，设计了几个包括正弦、方波、任意函数波、高斯白噪等信号源系统通过LabVIEW实现虚拟信号的发生，然后对该虚拟信号的产生波形进行逐一实测和分析，并与实际信号进行比较，进行了理论分析和实验验证。

关键词：信号发生器 LabVIEW 虚拟仪器Design of Signal generator based on LabVIEWStudent：Jian wei LiMajor：AutomationTutor: Feng wu ZhuABSTRACT：Virtual instrument is the instrument such as LabVIEW software development platform on the computer screen to simulate the function of the instrument panel and corresponding, and then through the mouse or keyboard instrument, to realize on a computer display, storage and analysis of the data processing. Simple said virtual instrument technology is user-defined test and measurement solutions based on PC technology.Virtual instrument of "high performance", "scalability" and "perfect integration of function" allows us to save money and maintenance cost, use a small amount of time to develop more powerful, more reliable quality products and systems. This topic is designed and developed avirtual signal generator based on LabVIEW system.This paper first introduces the development background of the virtual signal generator, the hardware structure and software of virtual instrument system are analyzed, to design a virtual instrument system involves work are expounded; On the basis of the above, there is a cosine and designed a square wave signal source system by LabVIEW virtual signal, and then on the occurrence of the virtual signal measurement and analysis, and comparing with the actual signal, theoretical analysis and experimental verification.KEYWORD: Signal generator Virtual Instruments LabVIEW第一章绪论1.1研究背景本篇论文选择设计的虚拟信号发生器选用了LabVIEW2012，主要出自以下考虑：首先，信号发生器是大学实验教学、社会生产实践和科学研究中通用电子测量仪器之一，其目的是要产生具有不同频率和幅度的各种波形，为科学研究，实验测量提供所需要产生的目的信号。

其与传统仪器相对比，虚拟仪器所需要的开发维护费用比较低，技术更新周期短，又因为是软件，系统更新升级比较方便，价格又相对便宜，互联性能相对传统仪器更为方便，图形化了的操作界面更为方便[1]。

其次，传统的信号发生器种类繁多，既有按频率范围分的信号源，也有按测量功能去分的信号源，还有的是按输出波形去分的信号源。

如果能有一台多功能的虚拟信号发生器能同时实现多种信号发生器的功能，则可达到经济实用的目的。

此外，虚拟信号发生器的开发与利用如果能与网络联合使用，则可打破时间、场地的限制，则可灵活地满足用户不同的实验需求。

从以上三个方面来看，对这个课题的分析与设计具有一定的现实意义。

1.1.1 信号发生器简介1.1.1.1 信号发生器的功能和用途在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参量如频率响应、噪声系数等，要为电路提供符合一定技术条件的电信号，以模拟待测设备在实际工作中所使用的激励信号。

信号发生器正是能产生测试信号的仪器，我们也称其为信号源。

换言之，信号源在电子实验和测试处理中，并不测量任何参数，而是根据使用者的要求，仿真各种测试信号，提供给被测电路，以达到测试的需要[2]。

信号发生器应用广泛、种类繁多，可分为通用和专用两大类。

通用信号发器按输出波形来分有：正弦信号发生器，脉冲信号发生器，函数信号发生器，高斯白噪信号发生器。

而专用信号发生器是专为某种特殊的测量目的而研制的，如：电视信号发生器，编码脉冲信号发生器，频谱信号发生器等，这类信号发生器的性与测量对象紧密相关。

每种信号发生器都有独特的优势，或多或少地适合某种特定应用。

其中使用最广泛的是正弦信号发生器。

1.1.1.2 信号发生器发展历史及趋势随着工业产品的发展,尤其是在电力、电子产品和教育教学领域的最重要的一个测试设备,信号发生器的发展历史可以追溯到1940。

1943年第一个信号发生器是发达,使人们在测试设备可以使用受控源和比较安全测试和测量。

在接下来的二十年里,信号发生器是随着电子技术的发展,计算机技术和发展,几乎成为这些技术的发展的一个缩影。

从技术的角度,信号发生器已经经历了从模拟信号发生器,数字信号发生器的发展虚拟信号发生器,从40到60年代,管技术使用的信号发生器是完全基于模拟电路结构,通常调整范围是有限的,因此分为音频、高频、超高频、射频和微波信号发生器的信号精度和可控性是不好的,并且可以产生信号的类型很少,对于更复杂的信号,电路非常复杂,造成巨大的体积,不容易移动。

六七十年代,晶体管技术的出现,质量,和超大规模集成电路的应用,数字电路已广泛应用于信号发生器,大大提高信号发生器的准确性,减少电路本身产生的噪音,体积要少得多。

在八十年代,计算机工业生活中占有重要位置,信号发生器也开始从一个纯粹的分立元件集成系统以微处理器为核心,通过这次的信号发生器已经发生重大变化,例如,它可以大大提高信号的类型,通用性大大提高;任意波信号可以手动设置在同一个信号发生器;带宽大大增加;过去的多种信号发生器是简单地分为低频和高频,低频信号带宽从0 ~ 50 MHZ,高频率可以达到超过20 GHZ,但是它仍然存在人机界面不友好,硬件和软件维护困难等缺点。

在九零年代后,虚拟仪器已经进入了人们的视野。

这个完整的计算机软件为核心,辅以相应的硬件测试系统和测试仪器的未来发展方向。

人们可以很容易地满足彼此友好的人机环境各种各样的复杂操作,信号发生器是一个完全独立的测试设备,并成为虚拟仪器系统中是一个必要的模块[3]。

1.1.1.3信号发生器结构原理框图一般传统信号发生器的接口框图[4]如图1.1所示图1.1信号发生器的结构Figure.1.1 the structure of the signal generator1.1.2虚拟仪器及LabVIEW传统仪器与计算机的组合通常有两个方式：一种是将计算机置入仪器，即所谓的智能化仪器、嵌入式系统；另一种是在计算机中仿真实现仪器，实现各种仪器功能。

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基于Labview的函数信号发生器的设计(开放性实验)

基于Labview的函数信号发生器的设计(开放性实验)

摘要本次设计基于美国国家仪器（NI）的虚拟仪器开发平台Labview，使用图形化语言编程，设计了一款虚拟函数信号发生器。

该虚拟函数信号发生器能够产生正弦波、三角波、方波、锯齿波等波形，其中输出信号的频率、幅值、相位、偏移量以及方波的占空比等都可以在较宽的范围内动态的调节，能够更好的得到满意的波形。

关键词：虚拟仪器；Labview；函数信号发生器；图形化编程目录第1章绪论 (1)第2章虚拟函数信号发生器的设计 (2)2.1 概述 (2)2.2 函数信号发生器程序框图设计 (2)2.2.1 基本函数信号发生器的配置 (2)2.2.2 while循环的设计 (3)2.2.3 程序中的延时机制 (4)2.2.4 波形显示控件的设计 (4)2.3 前面板的界面布局 (7)2.4 帮助信息 (9)第3章程序调试 (10)第4章实验设计总结 (12)参考文献 (13)附录 (14)第1章绪论在有关电参量的测量中，我们需要用到信号源，而信号发生器则为我们提供了在测量中所需的信号源，它可以产生不同频率的正弦信号、方波、三角波、锯齿波、正负脉冲信号、调幅信号、调频信号和随机信号等，其输出信号的幅值也可以按需要进行调节。

传统信号发生器种类繁多，价格昂贵，而且仪器功能固定单一，不具备用户对仪器进行定义及编程的功能，一个传统实验室很难同时拥有多类信号发生器，然而，基于虚拟仪器技术的实验室则能够实现这一要求。

随着计算机技术的迅猛发展，虚拟仪器技术在数据采集、自动测试和仪器控制领域得到了广泛的应用，促进和推动测试系统和仪器控制的设计方法与实现技术发生了深刻的变化。

“软件即是仪器”已成为测试与测量技术发展的重要标志。

虚拟信号发生器就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的LabVIEW软件来完成各种测试、测量和自动化应用。

第2章虚拟函数信号发生器的设计2.1概述在传统的测量中，为了得到测量结果我们往往需要一个信号源对测量电路进行激励，这就需要用到函数信号发生器。

基于labview常用信号发生器的设计_毕业设计论文

基于labview常用信号发生器的设计_毕业设计论文

成绩评定表课程设计任务书目录目录 (III)1 引言 (1)2 虚拟仪器开发软 LabVIEW入门 (2)2.1 LabVIEW介绍 (3)2.2利用LabVIEW编程完成习题设计 (4)3 利用 LabVIEW实现常用信号发生器的设计 (4)3.1常用信号发生器的基本原理 (21)3.2常用信号发生器的编程设计及实现 (21)3.3运行结果及分析 (23)3.3.1运行结果 (23)3.3.2结果分析 (28)总结 (29)参考文献 (30)1 引言虚拟仪器系统是由计算机、应用软件和仪器硬件三大要素构成的。

虚拟仪器技术是仪器技术和计算机技术深层次相结合的产物，其中软件技术是虚拟仪器的核心技术。

从20世纪80年代起，虚拟仪器逐渐被工业界和学术界所认识。

经过十几年的发展，它已成为21 世纪测试技术和仪器技术发展的主要方向，它的出现，使测量仪器和计算机之间的界线消失，是仪器领域的一次革命。

常用的虚拟仪器用开发软件LabVIEW。

LabVIEW是一种G语言即图形化编程语言的虚拟仪器软件开发工具。

在LabVIEW中单击加亮执行（Highlight Execution）按钮，即可以动画方式演示框图的执行过程，可以观察到数据流流动的方式，数据以有色小圆点表示，在各种不同颜色（代表不同数据类型）的连线上流动。

用编程操作简单、易于理解、可解决诸多问题，因而十分流行受欢迎。

测量用信号源是指测量用信号发生器，它可以产生不同频率的正弦信号、方波、三角波、锯齿波、调频信号以及随机信号等，期输出信号的复制也可按需要进行调节，可以说，几乎所有的电参量的测量都需要哟用到信号源。

常用信号和任意波形信号、多谐波信号和噪声信号等都是科学实验中的必用的信号，常用信号包括抽样信号、正弦信号、符号函数、单位冲激信号、矩形脉冲、单位阶跃信号、延时的单位阶跃、三角形脉冲信号、截平的斜变信号、单位斜变信号、延迟的斜变信号、单边指数衰减信号、指数信号。

基于某Labview的虚拟信号发生器设计

基于某Labview的虚拟信号发生器设计

1.设计主要内容及要求；1.设计主要内容及要求；基于DAQ的虚拟信号发生器1）产生任意信号2）通过DAQ将此信号输出，可以在示波器上进行显示3）用示波器测量产生的信号，调节信号的相关参数，观察示波器的变化。

注意：信号的幅值和频率，与DAQ的关系。

4）讨论信号失真的原因，并在程序中加以限制，当用户的参数选择受限时，报警（提示用户，该参数会造成信号发生器输出与要求不符，并要求重新输入。

）2.对设计论文撰写内容、格式、字数的要求；（1）.课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。

（2）.学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。

课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。

应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。

（3）.论文要求打印，打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。

（4）. 课程设计论文装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。

3.时间进度安排；一设计任务描述1.1 设计题目：基于Labview的虚拟信号发生器设计1.2 设计要求1.2.1 基本要求：基于DAQ的虚拟信号发生器1）产生任意信号。

2）通过DAQ将此信号输出，可以在示波器上进行显示。

3）用示波器测量产生的信号，调节信号的相关参数，观察示波器的变化。

注意：信号的幅度和频率，与DAQ的关系。

4）讨论信号失真的原因，并在程序中加以限制，当用户的参数选择受限时，报警（提示用户，该参数会造成信号发生器输出与要求不符，并要求重新输入。

）二设计思路我所设计的虚拟信号发生器主要由四部分组成。

第一部分：信号发生器总开关。

用于控制信号发生器的开与关。

总开关的控制通过while 循环来实现。

第二部分：信号输出。

信号发生器输出波形的选择及其相关参数（频率、幅度、相位、偏移量、方波占空比）的调节，并输出信号。

基于LabVIEW的信号发生器的设计

基于LabVIEW的信号发生器的设计

版社，２００２． ［１０］邓焱，王磊．ＬａｂＶＩＥＷ ７．１测试技术与仪器应用［Ｍ］．北
京：机械工业出版社，２００４．
作者简介：屈尔庆 男，１９７１年出生，河北唐山人。硕士，工程师。研究方向为冶金电气自动化。
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万方数据
基于LabVIEW的信号发生器的设计：
收稿日期：２００９—１２—２９ １０６
万方数据
１信号发生器的软件设计思路
设计一个虚拟信号发生器首先要进行前面板的设 计，前面板的设计主要需要考虑到所设计的信号发生器 实现什么功能，再根据这些功能，在控件选板中选择相 应的控件，放在前面板相应的位置上，摆放也有一定的 讲究，使前面板看起来比较协调。再者是后面板的设 计。后面板的设计要用到函数模板，根据本程序需要实 现的功能，在函数选板中选择相应的函数，由于程序不 是只执行一次，所以要涉及到循环结构，本文的程序用 到的循环结构有ｗｈｉｌｅ循环结构、条件结构。程序调试 成功后就产生一个虚拟信号发生器。
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图１信号发生器的前面板
３信号发生器的后面板设计
由于本文设计的信号发生器可以显示信号的功率 频谱，所以需在程序框图中添加一个快速傅里叶变换控 件。由于需要加窗和滤波器，因此必须在程序框图中添 加两个循环结构，这两个循环结构分别用于加窗的控制 和滤波器的选择控制。由于有两路信号，所以在ｗｈｉｌｅ 循环中，添加两个窗和两个滤波器，可供选择的窗有 ｕｎｉｆｏｒｍ，Ｈａｎｎｉｎｇ窗，Ｈａｍｍｉｎｇ窗，Ｂｌａｃｋｍａｎ－Ｈａｒｒｉｓ， Ｅｘａｃｔ—Ｂｌａｃｋｍａｎ，Ｂｌａｃｋｍａｎ，Ｆｌａｔｔｏｐ和４ Ｔｅｒｍ Ｂｌａｃｋ— Ｈａｒｒｉｓ。可供选择的滤波器有Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ和Ｃｈｅｂｙ— ｓｈｅｖ。两个循环结构的输出分别接至ＦＦＴ功率谱模 块，ＦＦＴ功率谱模块的主要作用是计算时间信号的平 均自功率谱。连接至时间信号输入端的数据类型决定 使用哪个多态实例。ＦＦＴ功率谱模块的输出，用数组 模块连接至波形显示窗口中，这样，就可以在第三个窗 口中显示信号的功率频谱。为了方便记录数据，可以在 程序框中添加一个字符串函数，可以在前面板中，显示 一个空白的框，用于记录实验时需要记录的数据。