基于LabVIEW的信号发生器的设计

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：李建伟专业年级：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:.....................................................................IABSTRACT:.................................................................I第一章绪论................................................................11.1论文背景..............................................................21.1.1信号发生器简介......................................................31.1.2虚拟仪器及LabVIEW...................................................41.2研究的目的与意义......................................................4第二章虚拟仪器及其发展....................................................52.1概述..................................................................62.2虚拟仪器概念..........................................................62.3虚拟仪器的构成........................................................72.4虚拟仪器的特点及发展趋势..............................................7第三章图形化编程语言LabVIEW..............................................83.1LabVIEW概述...........................................................93.2LabVIEW模板分析......................................................103.2.1工具模板（ToolsPalette）..........................................103.2.2控制模板（ControlPalette）........................................113.2.3功能模板(FunctionPalette).........................................123.3LabVIEW的函数模块分析................................................12第四章虚拟信号发生器设计方案.............................................134.1基本函数波形产生模块.................................................134.2任意公式波产生模块...................................................144.3多频信号产生模块.....................................................154.4高斯白噪发生器......................................................`164.5虚拟函数信号发生器的设计.............................................174.6LabVIEW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...........................................205.1程序运行结果.........................................................215.2虚拟信号发生器的误差测量与分析.......................................225.3减少虚拟信号发生器波形误差途径.......................................235.4系统功能的不足.......................................................23第六章总结与展望........................................................246.1课题总结.............................................................246.2相关工作展望.........................................................24参考文献...............................................................26致谢...................................................................27I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DesignofSignalgeneratorbasedonLabVIEWStudent：JianweiLiMajor：AutomationTutor:FengwuZhuABSTRACT：VirtualinstrumentistheinstrumentsuchasLabVIEWsoftwaredevelopmentplatformonthecomputerscreentosimulatethefunctionoftheinstrumentpanelandcorresponding,andthenthroughthemouseorkeyboardinstrument,torealizeonacomputerdisplay,storageandanalysisofthedataprocessing.Simplesaidvirtualinstrumenttechnologyisuser-definedtestandmeasurementsolutionsbasedonPCtechnology.Virtualinstrumentofhighperformance,scalabilityandperfectintegrationoffunctionallowsustosavemoneyandmaintenancecost,useasmallamountoftimetodevelopmorepowerful,morereliablequalityproductsandsystems.ThistopicisdesignedanddevelopedaIIvirtualsignalgeneratorbasedonLabVIEWsystem.Thispaperfirstintroducesthedevelopmentbackgroundofthevirtualsignalgenerator,thehardwarestructureandsoftwareofvirtualinstrumentsystemareanalyzed,todesignavirtualinstrumentsysteminvolvesworkareexpounded;Onthebasisoftheabove,thereisacosineanddesignedasquarewavesignalsourcesystembyLabVIEWvirtualsignal,andthenontheoccurrenceofthevirtualsignalmeasurementandanalysis,andcomparingwiththeactualsignal,theoreticalanalysisandexperimentalverification.KEYWORD:SignalgeneratorVirtualInstrumentsLabVIEW1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。21.1.1.2信号发生器发