自相关函数仪设计报告

自相关函数仪设计报告前言虚拟仪器是随着计算机技术、电子测量技术和通信技术发展起来的一种新型仪器。虚拟仪器(VirtualInstrument)是基于计算机的软硬件测试平台，已经在工业控制领域得到广泛的应用。它充分利用计算机系统强大的数据处理和显示能力．利用软件完成数据的采集、控制、数据分析和处理以及测试结果的显示等，通过软、硬件的配合，实现传统仪器的各种功能，真正实现了“软件即仪器”的概念，用户可以方便地对仪器进行维护和扩展。LabVIEW是由美国国家仪器公司(NationalInstrumentsCo．)推出的、主要面向计算机测控领域的虚拟仪器软件开发平台，是一种基于图形开发、调试和运行的集成化环境。LABVIEW是一种图形化的编程语言具有编程简单、直观、开发效率高的特点。相关分析是信号分析的重要组成部分，在测控系统、通信系统等领域广为应用，它主要解决信号内部联系问题，信号与信号之间的相似性问题。利用LABVIEW设计自相关函数仪对各种信号间进行分析，以了解信号间的联系或者它们间的相似性。１、自相关函数的定义当信号x（n）与y（n）均为能量信号时，相关函数定义为nmnynxmRxy)(*)()(Ｒｘｙ（ｍ），表示信号想（ｎ）与ｙ（ｎ）在延时ｍ时的相似程度，又称为互相关函数；当ｙ（ｎ）＝ｘ（ｎ）时，称为自相关函数，记作Ｒｘ，即nmnynxmRxxmRx)(*)()()(2、工作原理在前面板的正弦波的参数进行设定之后，框图程序里的正弦波模拟信号函数会产生相应的正弦波。产生正弦波之后通过自相关函数使正弦波的幅值的平方得到输出显示。图一工作流程图３、功能描述，该自相关函数仪可观察：（1）正弦波仿真信号的自相关函数。（2）正弦波仿真信号频率范围：0——10KHz；幅值：0.1——7.0V。产生信号自相关函数显示幅值的平方（3）输出正弦波的幅值的平方（A²）４、设计（１）前面板设计图二传统流程框图○1五个输入型数字控件和一个数字输出型数字控件输入型数字控件用于输入正弦波的频率ｆｘ、初始相位、幅值、总采样点数Ｎ与采样频率ｆｓ，输出型数字控件用于显示幅值Ａ²。○2两个输出显示型图形控件两个控件的横轴为时间轴，纵轴为Ｕ（ｖ）轴的显示控件用于显示生成的正弦波；纵轴为Ｒｘｘ（ｖ）轴的显示控件用于显示幅值Ａ²。这里两个显示控件都选用Ｇｒａｐｈ显示器。○3两个开关控件一个开关控件用于正弦波的相位复位，另一个用于关闭仪器。图三是信号频号：１００Ｈｚ采样频率：１０００Ｈｚ采样点数：３０幅值：７ｖ相位：３０时；仿真输出显示图。输出显示计算Rxx（0）A²=Rxx(0)Ｎ个时间序列［ｘ（０），ｘ（１，）．．．．．．．ｘ（ｋ）．．．．．．．，ｘ（Ｎ－１）］图三前面板设计窗口（２）框图程序设计在设计框图程序时主要用到了正弦波函数、自相关函数、索引数组函数、捆绑函数和加减乘除函数。把这些函数找到之后，就进行各个函数进行连线，构成完整的编程图。图四为自相关函数仪的编程图。（３）仿真完成控件间的连线之后要对各个空间的属性进行相关的设计，以便在仿真时不出现错误，如有错误可通过菜单里的查看查看错误列表查看具体的错误。通过重置相位来改变输入的相位值。通过对相关的参数设定之后的仿真情况来看这次设计基本上达到了设计的要求。图四自相关函数仪编程图总结这次设计是我第一次用ＬＡＢＶＩＥＷ进行编程，在编程的过程当中我对ＬＡＢＶＩＥＷ的一些基本操作有了认识，也会了基本的操作，但是对一些深成次的操作仍需要去学习。比方说数组的运用我就不是很熟悉，在这次编程中我需要多次向别人请教才完成相关的操作。这次的设计虽然简单但是我却了解了用ＬＡＢＶＩＥＷ设计的相关程序，以及在设计是应该注意的一些细节，比方说对控件属性的设定。这次设计我除了对ＬＡＢＶｉＥＷ有了更深成次的了解之外，我还对自相关函数有了进一步的了解。在每次的设计当中总会有一定的收获，也会发现自己的一些不好的做法。在这次设计中我发现了我的一些不好东西，比方说自相关函数仪的外观时不想去查看相关资料去做二是直接请别人教我，这说明我有依赖别人的倾向。这对我来说是十分不好的，在以后的学习当中我要努力改掉这样的坏习惯。附图为框图程序利用到的主要函数附图一正弦波生成函数附图二自相关函数