虚拟信号发生器设计

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1、昆明理工大学综合设计实验报告信息工程与自动化学院自动化系题目：虚拟信号发生器设计姓名:学号：专业：设计时间：2013.6.11.题目要求设计基于Labview的函数信号发生器。能够熟悉利用Labview软件，并用此软件编写程序框图和构造前面板。使设计的面板更直观，漂亮。达到虚拟仪器的功能。LabVIEW是一种图形化编程语言，作为数据采集和仪器控制软件的标准被广泛应用于工业界、学术界和研究性实验室。LabVIEW是功能强大、灵活的多平台仪器和分析软件系统。通过采用虚拟仪器开发语言LabVIEW开发一个积分微分器，阐述基于LabVIEW的虚拟仪器在模拟电路实验中应用的实践性，并完成系统的仿真调试，

2、让学生能够真正地的理解并完全地掌握LabVIEW技术。要求：1）掌握虚拟仪器系统软件开发工具2）掌握labview的图形编程方法3）掌握NI-DAQ使用方法。4）了解函数信号产生方法。5）输出一路占空比可调的方波信号，一路函数信号（输出信号类型可选择）。2.方案设计与论证经过仔细思考之后，我去查阅了很多相关资料。最后确定了设计的总体思路。用Labview软件设计的过程是先进行程序框图的设计，然后再设计前面板。首先是确定函数信号发生器可以产生哪些波形，然后是各个波形怎样实现相互切换，最后是怎样控制波形的产生。我从一些资料中受到启发，知道了我需要解决四个大问题：<波形选择>：与我们常用的函数信号发

3、生器相联系，根据仪器的功能，可以产生多种波形；但是我们需要的是一种波形，所以必须做好信号相互切换的功能。因此用case条件结构是最好的选择。在case结构中添加多个条件分支，并用特定的数据类型表示不同的波形。在case结构中的条件选择端口加一个【文本下拉列表】，输入各个可以产生的波形（必须与条件分支中的标签一一对应），这样就可以实现波形的选择了。<信号产生>：产生各个波形的方法有很多。比如用公式编写、有仿真信号生成、还有函数生成。但是最简单的是用【函数选板】中的【信号处理】的子选板中的【波形生成】中的【正弦波形】、【方波】、【三角波】、【锯齿波】。但是这些控件必须自己输入各种参数值。<波形控制

4、>：一个理想的函数信号发生器必须有一个开关，如我们所用到的函数信号发生器一样。在不需要发生器的时候就利用【开关】来控制信号的产生与否。因此，只需要在case条件结构的外面再加一个while循环结构就可以了。<参数显示>：产生的波形的各个参数是否满足我们的要求，如果没有显示这些参数的话，我们是不能知道的。所以只需在程序框图中加一个显示控件或局部变量都可以。以上就是整个虚拟函数发生器的设计思路。10主程序流程图开关波形选择参数调节产生波形频率相位占空比偏移量锯齿波幅值三角波方波开始正弦波103．程序的前面板和程序框图3.1正弦波信号的产生及参数的设计产生波形的方法有很多，可以用【仿真信号】、【信号

5、生成】等。我选择的是【波形生成】，即正弦波形（），它一共有四个参数：频率、幅值、相位、直流偏移量。只要我把四个参数都设置为变量，就能实现各个参数的调节，进而产生能满足不同要求的波形。达到一个虚拟仪器的功能。这只实现了一种波形，还有其它波形。所以就涉及到了波形的选择。因此，我用了case条件结构。充分利用它的功能，我改变【选择器标签】中的数据类型，并添加所需要的条件分支。每一个分支就对应一个波形。并根据这个波形的特点，选择不同的参数。同样，【分支选择器】的数据类型必须与【选择器标签】中的数据类型一致。这样就可以实现正弦波。为了使我们所得到的波形的参数更加准确，可以再添加一个显示控件；这样，调节参

6、数的同时，也可以观测它的值，看是否达到要求。正弦波的设计原理图如下所示：因为“频率”是有单位的。所以，我用了一个字符串函数：【格式化写入字符串】，根据要求加入了单位：“Hz”。103.2方波信号的产生及参数的设计接下来选择【波形生成】中的方波波形（），它一共有五个参数：频率、幅值、相位、直流偏移量、占空比。其中，占空比尤其重要，不仅要能调节，而且要准确的显示它的数值。同样，把其它四个参数都设置为变量，就能实现各个参数的调节，进而能满足我们的需要。涉及到的波形切换，用case条件结构，充分利用它的功能，【分支选择器】的数据类型必须与【选择器标签】中的数据类型一致。这样既可以实现正弦波，也可以切换

7、到其它的波形。再添加一个显示控件，调节参数的同时，也可以观测它的值。方波的设计原理图如下所示：同理因为“频率”是有单位的。所以，我用了一个字符串函数：【格式化写入字符串】，根据要求加入了单位：“Hz”。3.3锯齿波信号的产生及参数的设计与上面的方法一样，选择【波形生成】中的锯齿波形（），一共有四个参数：频率、幅值、相位、直流偏移量。把四个参数都设置为变量，就能实现各个参数的调节。10再用一个cas