基于LabVIEW的数字信号处理虚拟实验平台实现

基于LabVIEW的数字信号处理虚拟实验的构建全晓莉;周南权;李双;余永辉【摘要】In view of the digital signal processing's problems in learning and teaching, a set of virtual demonstration experiment system for digital signal processing teaching is designed based on LabVIEW programming environment, and two virtual demonstration experiments which are Nyquist sampling theorem and the relation between circular convolution and linear convolution are introduced. Teachers could dynamically demonstrate that the variable signal parameters have an effect on experiment phenomenon in these teaching programs. Practical application shows that the application of LabVIEW in the digital signal processing teaching has greatly diversified the teaching methods and means, improved the quality of instruction and strengthened the interest and initiative of students' study. The virtual instrument design is used in the course of theoretic teaching to develop a new teaching platform, which has great positive role to improve the diathesis of students.%运用LabVIEW 开发环境设计出一套用于数字信号处理教学的虚拟演示实验系统,介绍了其中的奈奎斯特抽样定理和圆周卷积与线性卷积关系的虚拟演示实验.该实验可以动态地演示信号参数的改变对实验现象的影响.基于LabVIEW的数字信号处理虚拟实验应用于课程教学中,既丰富了教学方法和手段,又提高了教学质量,开拓了一个全新的教学平台.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2011(028)010【总页数】3页(P82-84)【关键词】虚拟实验;数字信号处理;奈奎斯特抽样定理;圆周卷积;线性卷积【作者】全晓莉;周南权;李双;余永辉【作者单位】重庆理工大学电子信息与自动化学院,重庆400054;重庆航天职业技术学院电子工程系,重庆400021;重庆理工大学电子信息与自动化学院,重庆400054;重庆理工大学电子信息与自动化学院,重庆400054【正文语种】中文【中图分类】TP391.9;G434Abstract：In view of the digital signal processing’s problems in learning and teaching，a set of virtual demonstration experiment system for digital signal processing teaching is designed based on LabVIEW programming environment，and two virtual demonstration experiments which are Nyquist sampling theorem and the relation between circular convolution and linear convolution are introduced.Teachers could dynamically demonstrate that the variable signal parameters have an effect on experiment phenomenon in these teaching programs.Practical application shows that the application of LabVIEW in the digital signal processing teaching has greatly diversified the teaching methods and means，improved the quality of instruction and strengthened the interest and initiative of students’study.The virtual instrument design is used in thecourse of theoretic teaching to develop a new teaching platform，which has great positive role to improve the diathesis of students.Key words：virtual instrument；digital signal processing；Nyquist sampling theorem；circular convolution；linear convolution数字信号处理课程是广大理工科院校电子、通信等专业的一门重要的专业课，它是一门以算法为核心的理论性很强的课程[1]。

第４２卷　第６期２０２０年１２月电气电子教学学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＥＥＶｏｌ．４２　Ｎｏ．６Ｄｅｃ．２０２０收稿日期：２０１９ ０８ ２８；修回日期：２０２０ ０６ ２７基金项目：国家自然科学基金（项目编号：６１６０１４９６）作者简介：马月红（１９７９ ），女，博士，讲师，主要从事信号与系统理论教学、无线电探测技术研究工作，Ｅ ｍａｉｌ：ｓｕｎｍｙｈ＠１６３．ｃｏｍ基于ＬａｂＶＩＥＷ的信号与系统虚拟实验平台的设计马月红（石家庄铁道大学电气与电子工程学院，河北石家庄０５０００１）摘要：“信号与系统”是电子信息类专业的一门重要课程，其理论严谨、系统性强，难于理解。

为了方便学生更好地学习这门重要课程，提高实验动手能力，设计一个信号与系统虚拟实验操作平台具有十分重要的现实意义。

ＬａｂＶＩＥＷ不同于平时常用的文字编程语言，采用的是图形编程语言，其功能主要是对信号的采集，处理，变换。

相对传统的书面教学而言，实验教学更为形象、直观，学生在学习过程中更加印象深刻，易于理解。

关键词：信号与系统；ＬａｂＶＩＥＷ；虚拟实验操作平台中图分类号：Ｇ６４２；ＴＮ９１１．６ ４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８ ０６８６（２０２０）０６ ０１４５ ０４ＤｅｓｉｇｎｏｆＳｉｇｎａｌａｎｄＳｙｓｔｅｍＶｉｒｔｕａｌＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＰｌａｔｆｏｒｍＢａｓｅｄｏｎＬａｂＶＩＥＷＭａＹｕｅ ｈｏｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇＴｉｅｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｉｇｎａｌａｎｄＳｙｓｔｅｍｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｕｒｓｅｉｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｉｔｓｔｈｅｏｒｙｉｓｒｉｇｏｒｏｕｓａｎｄｓｙｓ ｔｅｍａｔｉｃ，ａｎｄｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ．ＬａｂＶＩＥＷｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｔｈｅｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｔｅｘｔｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｌａｎｇｕａｇｅ．Ｉｔｕｓｅｓａｇｒａｐｈｉｃａｌｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｌａｎｇｕａｇｅ．Ｉｔｓｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｍａｉｎｌｙｔｏｃｏｌｌｅｃｔ，ｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｓｉｇｎａｌｓ．Ｃｏｍ ｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｗｒｉｔｔｅｎｔｅａｃｈｉｎｇ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇｉｓｍｏｒｅｖｉｖｉｄａｎｄｉｎｔｕｉｔｉｖｅ，ａｎｄｓｔｕｄｅｎｔｓａｒｅｍｏｒｅｉｍ ｐｒｅｓｓｉｖｅａｎｄｅａｓｙｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｌｅａｒｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇｆｕｌｌｙｓａｔｉｓｆｉｅｓｔｈｅｔｅａｃｈｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｓｉｇｎａｌｓａｎｄｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄｉｓｃｕｒｒｅｎｔｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｔｅａｃｈｉｎｇｏｆＳｉｇｎａｌａｎｄＳｙｓｔｅｍｃｏｕｒｓｅｉｎｍａｎｙｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓｉｎＣｈｉｎａ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｆａｃｉｌｉｔａｔｅｓｔｕｄｅｎｔｓｔｏｌｅａｒｎｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｕｒｓｅｏｆＳｉｇｎａｌａｎｄＳｙｓｔｅｍ，ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｂｉｌｉｔｙ，ｉｔｉｓｏｆｇｒｅａｔｐｒａｃｔｉｃａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｄｅｓｉｇｎａｓｉｇｎａｌａｎｄｓｙｓｔｅｍｖｉｒｔｕａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｇｎａｌａｎｄｓｙｓｔｅｍ；ＬａｂＶＩＥＷ；ｖｉｒｔｕａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍ０　引言“信号与系统”是通信工程专业的一门重要课程，其理论严谨抽象、系统性很强，难于理解［１～２］。

基于LabVIEW的数字信号处理虚拟实验系统
火元莲;齐永锋;张万鹏;贾红梅
【期刊名称】《西北师范大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2008(044)004
【摘要】针对数字信号处理课程的特点和LabVIEW软件的功能,提出了基于LabVIEW的数字信号处理虚拟实验系统的设计与开发方案,并给出了两个虚拟实验子系统.通过与MATLAB仿真结果的对比分析,说明了实验系统的可行性.
【总页数】4页(P114-117)
【作者】火元莲;齐永锋;张万鹏;贾红梅
【作者单位】西北师范大学,物理与电子工程学院,甘肃,兰州,730070;西北师范大学,数学与信息科学学院,甘肃,兰州,730070;西北师范大学,物理与电子工程学院,甘肃,兰州,730070;西北师范大学,物理与电子工程学院,甘肃,兰州,730070
【正文语种】中文
【中图分类】TP302.1
【相关文献】
1.基于labview的自动控制原理虚拟实验系统 [J], 邢玲玲
2.基于LabVIEW的传感器虚拟实验系统设计 [J], 王丽;王学明;苗凤娟;朱磊;惠鹏飞;张劲松
3.基于LabVIEW的电位差计虚拟实验系统 [J], 李文韬;孙茜茜;陆辰凌;余茗舟;张红光;王增旭
4.基于LabVIEW与Access的A320飞机引气监控虚拟实验系统设计 [J], 徐飞
5.基于labview的通信原理虚拟实验系统设计 [J], 刘叶锋;周楚婷;朱海荣
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基于LabVIEW的数字信号处理虚拟实验室研究杨雷;刘畅;伍星【摘要】数字信号处理被广泛地应用于通信、电子、故障诊断等多个领域.本文使用LabVIEW开发出一种"数字信号处理虚拟实验室"系统,在该系统中实现多种信号处理方法和基本理论,基于模块化思想设计并实现该系统.应用表明,该系统对于数字信号处理中的各种分析方法和基本原理描述清楚、表达直观,对信号处理的学习和教学具有很好的指导和借鉴意义.【期刊名称】《机电产品开发与创新》【年(卷),期】2011(024)001【总页数】2页(P111-112)【关键词】LabVIEW;数字信号处理;虚拟实验室【作者】杨雷;刘畅;伍星【作者单位】昆明理工大学机电工程学院,云南昆明,650093;云南交通职业技术学校,云南昆明,650093;昆明理工大学机电工程学院,云南昆明,650093;昆明理工大学机电工程学院,云南昆明,650093【正文语种】中文【中图分类】TP392数字信号处理已经被广泛地应用于通信工程、电子信息工程、雷达、遥感、生物工程等许多领域，在当今高新技术领域具有有极为重要的地位和广泛的用途。

然而数字信号处理的基础教学却处于教难、难学的境况中，主要是因为数字信号处理相关的理论具有较强的抽象性，学生在学习过程中得不到形象化的结果，使得对理论的理解难以透彻，因此需要一个既能系统展示相关理论知识，又能够以直观、形象的方式将相关理论展现的、具有友好人机交互界面的演示和学习系统，消除教与学的隔阂，改变学生的学习态度，提高其学习积极性。

本文使用LabVIEW开发出一种“数字信号处理实验室”系统，在该系统中实现多种信号处理方法和基本理论，并以模块化为设计思路设计与实现系统。

数字信号处理虚拟实验室核心技术是虚拟仪器技术，即用软件代替硬件对理论和实验进行模拟，它为用户提供了一种不受时间、地点、实验设备限制的实验环境[1]。

该系统具有良好的人机交互界面，简单、易学。

2012年第05期吉林省教育学院学报No.05，2012第28卷JOURNAL OF EDUCATIONAL INSTITUTE OF JILIN PROVINCEVol .28（总305期）Total No .305收稿日期：2012—03—01作者简介：满江红（1971—），男，吉林长春人。

中国网通集团有限公司长春分公司网络建设部，技术主管，研究方向：综合通信技术。

基于LabVIEW 的信号与系统实验平台的设计满江红（中国网通集团有限公司长春分公司，吉林长春130000）摘要：近年来，随着电子、计算机和网络技术的发展及其在测量仪器上的应用，产生了一种新的测试理论和方法———虚拟仪器（VirtualInstrument ，VI ）。

所谓虚拟仪器，就是指用户通过计算机平台，根据自己的需求设计仪器的测试功能。

虚拟仪器的出现打破了人们对仪器的传统观念，在测试系统和仪器设计中用户可以尽量用软件代替硬件，而无需购买大量的、昂贵的实验仪器设备。

关键词：LabVIEW ；信号与系统实验平台；设计中图分类号：TN911．6文献标识码：A文章编号：1671—1580（2012）05—0153—02基于Lab VIEW 构建虚拟实验室正逐渐被越来越多的高校所采用，本课题能避开硬件系统的不足，巧妙地运用软件来仿真硬件才能实现的实验结果，大大降低了实验设备要求，节约了人力和财力，而且有很多的库函数可以在实验时直接调用，避免了用硬件做实验的局限性，可以更方便地做信号系统实验。

一、LabVIEW 简介LabVIEW 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，采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了程序的执行顺序。

LabVIEW 提供很多外观与传统仪器（如示波器、信号发生器等）类似的控件，可以方便地创建用户界面。

通过使用图标和连线编程对前面板上的对象进行控制，这就是图形化源代码，又称“G 代码”或“程序框图代码”。

基于LabVlEW的数字信号处理虚拟实验平台实现
岳洪伟
【期刊名称】《实验技术与管理》
【年(卷),期】2011(028)008
【摘要】根据数字信号处理课程教学现状,提出了利用LabVIEW软件实现数字信号处理的虚拟实验,给出了软件实施方案.实践证明,利用该实验系统,既能丰富教学手段,又能提高学生的学习质量.
【总页数】3页(P70-72)
【作者】岳洪伟
【作者单位】仲恺农业工程学院信息学院,广东广州 510225;广东工业大学自动化学院,广东广州 510090
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9;TN79
【相关文献】
1.基于AD73311和TMS320VC5402实现的通用数字信号处理硬件平台 [J], 丁翠媚;刘春晖
2.基于组态技术的PLC虚拟实验平台设计与实现 [J], 于洪国
3.基于Flash技术的学校生物虚拟实验平台设计与实现 [J], 周孟玥;黎云祥;周玲
4.基于Web技术的虚拟实验平台开发与实现 [J], 孙澄宇;于军;鲁志海
5.基于Web技术的虚拟实验平台开发与实现 [J], 孙澄宇;于军;鲁志海
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基于 Labview 的信号处理虚拟实验平台吴湖青;李秀梅;孙晨林【期刊名称】《杭州师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(13)6【摘要】In order to help students better understand the abstract concepts ,the theorems and the analysis methods in the signal processing courses ,this paper presents a Labview‐based virtual experimental system for signal processing ,mainly including the experiments such as the basic signal generation ,signal calculation ,sampling theorem ,image processing ,sound gathering and filter design .Taking the sampling theorem and DCT image compression as the examples ,the paper explains the method of realizing signal processing experiments with Labview .%为便于学生更好地理解信号处理类课程中抽象的概念、原理及分析方法，基于Labview 构建了信号处理虚拟实验平台，包含基本信号的产生、信号的运算、采样定理、图像处理、声音采集以及滤波器设计等相关实验，并以采样定理和DCT 图像压缩为例，阐明了利用Labview实现信号处理的方法。

【总页数】4页(P669-672)【作者】吴湖青;李秀梅;孙晨林【作者单位】杭州师范大学杭州国际服务工程学院，浙江杭州 311121;杭州师范大学杭州国际服务工程学院，浙江杭州 311121;杭州师范大学杭州国际服务工程学院，浙江杭州 311121【正文语种】中文【中图分类】TP317.4【相关文献】1.基于LabVIEW的数字信号处理虚拟实验的构建 [J], 全晓莉;周南权;李双;余永辉2.基于LabVIEW的数字信号处理虚拟实验室研究 [J], 杨雷;刘畅;伍星3.基于LabVIEW的数字信号处理虚拟实验系统 [J], 火元莲;齐永锋;张万鹏;贾红梅4.基于LabVIEW的测试技术与信号处理虚拟实验平台设计 [J], 侯鹏亮;田晓峰;段文锐;梁振宇;何宇杰5.基于LabVIEW的数字信号处理虚拟实验室构建 [J], 陈媛媛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

应用天地2008年4月第27卷 第4期中国科技核心期刊基于LabVIEW 的数字信号处理虚拟实验室构建陈媛媛(中北大学信息与通信工程学院 太原 030051)摘 要:本文首先简要介绍了当前数字信号处理教学的现状,并针对目前实验室的具体情况,分析了研究虚拟实验室的必要性及意义。

并在此基础上使用L abVIEW 构建了数字信号处理虚拟实验室。

该系统界面友好,维护简单等优点。

此外,用户可以根据需要对典型的数字信号处理实验参数进行设置。

实验证明该系统具有很好的教学实验效果。

关键词:数字信号处理;虚拟实验室;L abVI EW 中图分类号:T P273 文献标识码:AVirtual laboratory building of digital signal processingbased on virtual instrumentsChen Yuanyuan(School of Inform ation and Communication Engineering,North University of China,T aiyuan 030051)Abstract:Actuality of teaching of t he digit al signal processing is introduced.And then the necessit y and significance ac cording to the circum stances of lab are present ed.Based on this,LabVIEW is used to develop the virtual digital signal processing laborat ory.T he system has better interface w h ich can be m aintained easily.T he character of the digit al signal processing experim ent can also been modified for the need of t he user.It has been indicated in t he application t hat the syst em has great sense in teac h ing and experim ent.K eywords:digital signal processing;virt ual laborat ory;LabV IEW作者简介:陈媛媛(1980 ),女,山西交城县人,硕士研究生,主要研究方向为虚拟仪器技术、无线传感器网络。

现代信号处理实验报告题目：小波降噪学号：学生姓名：专业：学院：2019 年05月15日1、实验目的（1）掌握小波降噪的原理，比较不同滤波方式处理效果；（2）熟练掌握Labview 编程，实现小波降噪；2、实验器材及软件环境（1）实验器材：PC（2）软件环境：Labview3、实验原理、程序框图（一）实验原理：小波去噪是小波变换较为成功的一类应用，是一个信号滤波的问题，而且尽管在很大程度上小波去噪可以看成是低通滤波，但是由于在去噪后还能成功地保留信号特征，所以在这一点上又优于传统的低通滤波器。

由此可见，小波去噪实际上是特征提取和低通滤波功能的综合。

其去噪的基本思路可概括为：首先对含噪信号进行预处理，其次再使用小波变换把信号分解到各个尺度；然后在每一个尺度下把归属于噪声的小波系数去除并且保留及适当增强属于信号的小波系数；最后再使用小波逆变换恢复信号。

含有噪声的一维信号可以表示成如下形式：s(i)= f (i)+ e(i)式中f (i)为真实的低频缓变信号；e(i)为高斯白噪声或其他高频变化信号；s(i)中同时含有待提取的有用低频信号及高频信号。

对信号s(i)进行提取的目的简而言之就是要将有用的缓变低频信号从含有噪声信号中提取出来，从而s(i)在中恢复真实有用的缓变信号f (i)。

在实际的工程中有用的信号通常以一些平稳信号及频率较低的信号的形式表现而表现为频率较高的信号就可确定为噪声信号或其他类型的高频信号。

（二）程序框图：4、实验步骤、程序调试方法（一）创建新VI，命名为 test1.vi。

（二）在前面板上，选择“控件新式图形波形图”，放置 3 个波形图控件，分别改名为“移动平均降噪”、“低通滤波降噪”和“小波分析降噪”。

（三）在程序框图中，在设计区放置 1 个“WA Online Samples.vi” 函数节点，1 个“高斯白噪声vi”、“小波滤波vi”、“DFD Filtering.vi”、“Mean PtPy.vi” 和“Elliptic Lowpass Filter.vi”，移动光标至“WA Online Samples.vi”函数节点的信号输出, 单机鼠标右键，从弹出的快捷菜单中执行“波形获取波形成分”命令，创建与其端口相连的“获取波形成分”函数。

收稿日期:2007205229;修改稿收到日期:2007209218基金项目:西北师范大学青年教师科研基金资助项目作者简介:火元莲(1973—),女,甘肃兰州人,讲师,硕士.主要研究方向为数字信号与图像处理.E 2mail :huoyuanlian @1631com・教学研究・基于LabVIEW 的数字信号处理虚拟实验系统火元莲1,齐永锋2,张万鹏1,贾红梅1(11西北师范大学物理与电子工程学院,甘肃兰州　730070;21西北师范大学数学与信息科学学院,甘肃兰州　730070)摘　要:针对数字信号处理课程的特点和LabV IEW 软件的功能,提出了基于LabV IEW 的数字信号处理虚拟实验系统的设计与开发方案,并给出了两个虚拟实验子系统.通过与MA TL AB 仿真结果的对比分析,说明了实验系统的可行性.关键词:数字信号处理;虚拟实验;LabV IEW ;MA TL AB 中图分类号:TP 30211 文献标识码:A 文章编号:10012988Ⅹ(2008)0420114204Digital signal processing virt ual experiment systembased on LabV IEWHUO Yuan 2lian 1,Q I Y ong 2feng 2,ZHAN G Wan 2peng 1,J IA Hong 2mei 1(11College of Physics and Electronic Engineering ,Northwest Normal University ,Lanzhou 730070,G ansu ,China ;21College of Mathematics and Information Science ,Northwest Normal University ,Lanzhou 730070,G ansu ,China )Abstract :In view of t he digital signal p rocessing curriculum characteristic and t he LabV IEW software f unction ,a new kind of digital signal processing virt ual experiment system based on LabV IEW is advanced.Two examples of t he virt ual experiment system are given.At last ,The simulation result s on MA TL AB show t hat t he virt ual experiment system is effective and feasible.K ey w ords :digital signal processing ;virt ual experimentation ;LabV IEW ;MA TL AB 数字信号处理课程以算法为基础,理论性和实践性都较强,因此实验是必不可少的教学环节.从教学实践来看,学生对于单纯的微机仿真实验兴趣不大,教学效果也不理想.而在经费不充裕的情况下,不可能购买大量的实验仪器.所以,将虚拟仪器引入实验以及课堂教学成为课程改革的一大趋势.虚拟仪器是基于计算机的软硬件测试平台,它不仅可以代替传统的测量仪器,而且具备传统仪器所没有的功能.其应用方案灵活、性能提高快、更低的综合成本等优点给电子信息领域的教学、实验和科学研究带来了巨大变化[1].依托LabV IEW 的强大功能,笔者开发设计了数字信号处理中涉及的频谱分析、FF T 变换、调制解调等10个虚拟实验子系统.由于篇幅有限,本文重点介绍其中具有代表性的2个虚拟实验子系统.1　虚拟实验系统设计111　LabVIEW 简介LabV IEW 是美国国家仪器公司(National Inst rument s ,N I )推出的一种基于“图形”方式的集成化程序开发环境,是目前国际上唯一的编译型图形化编程语言[2,3].使用这种语言编程时,基本　2008　No 14 Digital signal processing virtual experiment system based on LabV IEW 上不写程序代码,取而代之的是流程图或程序框图,从而具有极强的灵活性,因而被工业界、学术界和研究实验室广泛接受,视其为标准的数据采集和仪器控制软件.LabV IEW 集成了满足GPIB 、VXI 、RS 2232和RS 2485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能,并内置了便于应用TCP/IP 、ActiveX 等软件标准的库函数.利用LabV IEW 可以方便地建立自己的虚拟仪器,其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣.112　采样与恢复的实现采样定理是数字信号处理中的一个基本且非常重要的定理.为保证采样后信号能真实地保留原始模拟信号的信息,信号采样频率必须至少为原信号中最高频率成分的2倍.这就是采样的基本法则,即采样定理.根据对信号采样和恢复功能的实现要求,笔者所设计的前面板和后程序框图如图1和图2所示.其中前面板设计分为基本参数设置区和显示区.11211　参数设置　涉及采样信号的频率、幅值、相位、采样频率、采样数;低通滤波器的采样频率、低截止频率;信号重采样时的窗函数选择、插值模式.用户可以通过对这些参数的设置观察采样信号及频谱.11212　显示　包括采样信号、采样后信号、功率谱及频谱的显示;恢复后信号及其频谱的显示.通过调节基本参数,可以清楚地观察到采样信号、采样后的信号及其功率谱、频谱的变化.而且,可以将恢复后的信号以及其频谱与原信号进行对比,更深一步理解采样定理.图1　前面板图形(The f ront panel)图2　后程序框图(The block diagram )511113　数字滤波器的设计滤波器的设计与应用是数字信号处理教学中的重点知识,同时也是教学中的难点.下面以具有线性相位特性的FIR 数字滤波器的设计为例来说明此实验子系统的实现.笔者设计的FIR 数字滤波器的前面板和后程序框图如图3和图4所示.在设计过程中,可以对比滤波器幅频、相频特性的设计要求,随时调整参数和滤波器类型,以便得到最佳效果.其他类型的FIR 滤波器和IIR 滤波器也都可以使用LabV IEW 来设计.图3　前面板图形(The f ront panel)图4　后程序框图(The block diagram )2　实验子系统与MA TL AB 仿真结果比较在设计虚拟实验系统时,为了对设计好的实验子系统进行验证,采用MA TL AB 软件进行仿真,对部分实验结果和波形进行对比分析.笔者利用MA TL AB 中的图形用户界面工具FDA Tool 设计的FIR 数字滤波器,参数同LabV IEW 中的设计参数相同:带通滤波器通带的上、下限截止频率分别为150Hz 和350Hz ,抽头系数为33,采样频率为1000Hz.其幅频和相频特性如图5所示.由图5看出,二者幅频和相频特性基本吻合,说明LabVIEW 和MATLAB 的仿真精度基本一致.　2008　No 14 Digital signal processing virtual experiment system based on LabV IEW图5　带通滤波器的频响特性(The frequency response of bandpass filter )3　结语本实验系统基于LabV IEW 软件,充分利用该软件灵活、开放、用软件代替仪器功能,人机界面友好,使用方便的特点,将其应用于数字信号处理教学,使学生能直观地领会和理解数字信号处理课程的分析方法和处理结果,对调动学生的学习积极性,激发学生的实验兴趣,提高实验课的教学质量起到了积极的作用.参考文献:[1]　张易知,肖　啸,张喜斌,等.虚拟仪器的设计与实现[M ].西安:西安电子科技大学出版社,2002.[2]　NI.N I DA Q User M anual f or PC Com patibles[M ].USA :NationalInstrumentCorporation ,2001.[3]　谢　启,温晓行,高琴妹,等.LabV IEW 软件中菜单形式的用户界面设计与实现[J ].微计算机信息,2005,21(921):88290.(责任编辑　孙晓玲)(上接第113页)还有很多.例如,在初等数学运算中,有加与减、乘与除、乘方与开方、指数运算与对数运算等;在数的概念方面,有零与非零、正数与负数、有理数与无理数、实数与虚数、奇数与偶数、素数与合数等;在几何学中,有直线与曲线、相交与平行等.另外,不仅不同的数学概念对立统一的表现形式不同,而且同一数学概念也常常包含着多种对立统一的关系.例如,极限概念既有有限与无限的对立统一,又有量变与质变的对立统一,还有动与静的对立统一,近似与精确的对立统一,等等.3　结语“大直若曲”的命题体现出老子对客观世界深邃的观察与缜密的思考,其中所蕴含的对立统一的哲学思想,在2500年后的今天依然闪烁着耀眼的智慧光芒,启迪着我们的思维和认识.它既是老子留给我们的宝贵精神财富,也是一把打开真理之门的万能钥匙.在数学科学研究和数学教学实践中解读老子的哲学思想,必将极大地推动数学教学的不断发展与创新.参考文献:[1]　老子.道德经[M ].南京:江苏古籍出版社,2001:1252126.[2]　数学教研室.微积分[M ].北京:中国人民大学出版社,1982:1842185.[3]　匡继昌.现代数学的哲学思考[J ].数学教育学报,2005,14(2):29232.(责任编辑　马宇鸿)711。