电子科技大学信号发生器和交流电压表实验报告
- 格式:doc
- 大小:616.50 KB
- 文档页数:10
1
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。
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1
2
图-1
框图程序设计如下图2所示:
图-2程序框图
(3)运行程序:改变以上参数,观察信号波形的变化如图3。
图-3 正弦波加噪声发生器程序
3
图-4相比图3改变频率
图-5相比图3改变偏移量
图-6相比图-3改变Standard deviation
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、
4
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。
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7所示。
图-7多波形发生器
(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9所
示 。
(a) Basic Function Generator函数 (b) Gaussian White Noise Waveform函数
图-8 输入参数
5
图-9 多波形发生器程序框图
(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。
正弦信号时:
6
三角波如下:
7
方波如下:
8
锯齿波如下:
9
(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。
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。
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。
参考波形如下图所示。
10
程序框图如下所示: