虚拟仪器课程设计报告--基于虚拟仪器的信号发生器设计

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1、基于虚拟仪器的信号发生器 1 虚拟仪器课程设计报告虚拟仪器课程设计报告 基于虚拟仪器的信号发生器设计基于虚拟仪器的信号发生器设计 组组 员：员：XXXXXX 班班 级：级：XXXXXXXXXXXXXX 专专 业：测控技术与仪器业：测控技术与仪器 学学 院：机电学院院：机电学院 指导老师：指导老师：XXXXXXXXXXXX 基于虚拟仪器的信号发生器 2 目录目录 一、一、 设计要求设计要求 3 3 二、二、 设计思路设计思路 3 3 三、三、 前面板设计前面板设计 . . 3 3 四、四、 后面板的程序框图设计后面板的程序框图设计 5 5 五、五、 设计结果设计结果 8 8 六、六、 结果分析结

2、果分析 1111 七、七、 发现问题及解决方案发现问题及解决方案 1111 八、八、 设计总结设计总结 1212 基于虚拟仪器的信号发生器 3 基于虚拟仪器的信号发生器设计基于虚拟仪器的信号发生器设计 一、设计要求设计要求 （1）能产生正弦、方波（占空比可调） 、锯齿波、三角波， 幅度、相位、频绿可调； （2）最大输出频率：100KHz，最大幅度 10V; (3) 幅度、相位、频率均连续可调； （4）界面美观，操作方便； （5）模拟输出通过示波器观察以上功能； 二、二、设计思路设计思路 （1）总体设计思路 根据设计要求，先做出一个单通道的信号发生器，在 LabVIEW 界面上运行， 实现基本

3、的要求，即可以显示各种波形而且幅度频率等连续可调，然后再加上一个信号发生器，将它 们进行捆绑，实现两个信号同时显示的双通道信号发生器功能，最后利用数据采集卡和 DAQ 助手连接到示波器，检验结果是否和 LabVIEW 界面上运行的结果吻合。 （2）要求分析 对于要求 1：可以采用基本函数信号发生器，就可以产生相应的波形。 对于要求 2：由于采集卡的限制，当达到 100KHz 的时候，波形会有所失真，这个时候需要 调节相应的采样频率可以使波形得到相应改善。 对于要求 3：设置一个旋钮按键就可以实现连续调节。 对于要求 4：可以在修饰中根据自己的需要做相应的装饰。 对于要求 5：可以使用 DAQ

4、助手和数据采集卡来实现输出，在示波器上显示。 三、三、前面板设计前面板设计 前面板是用户接口即交互式界面用于用户输入各种控制参数观察输出量和显示输出信 号波形，在前面板中使用了各种仿真图标、旋钮开关等，并以数字显示或实时波形图等控件 模拟真实仪器的面板， 在使用中直接通过鼠标和键盘设定信号的相关参数。 我们设计的双通 道信号发生器的前面板如下图所示： 主要由以下几部分组成： 基于虚拟仪器的信号发生器 4 （1）信号类型选择部分：包括四种波形的选择（正弦波、三角波、方波、锯齿波） 。 （2）频率调节部分：包括一个频率调节数值旋钮控件，一个频率显示的数值显示控件，频 率档位选择控件以及两个频率单位

5、显示的布尔控件。 （3）幅度、相位、占空比调节部分：分别包括一个幅度、相位、占空比调节数值旋钮控件 以及数值显示控件。 （4）波形显示部分：包含一个输出波形的波形图控件。 基于虚拟仪器的信号发生器 5 四、四、后面板的程序框图设计后面板的程序框图设计 系统的程序设计应与前面板功能相对应，我们设计的双通道信号发生器程序框图如下： 仪器的各功能实现子程序如下： （1）仪器的启动和停止采用 while 循环结构。 （2）频率调节与现实的设计： 频率调节主要是进行频率档位选择和频率微调， 其设计思路 为当频率档位选择枚举控件的值满足条件结构中的某一条件时， 与该条件对应的程序开始执 行，依据“频率=频

6、率微调值频率档位”的规律生成频率，因为要满足最大输出频率为 100KHz，而微调控件为 0-10，所以设置五个频率档位，分别为：x1，x10，x100，x1000， x10000。频率显示不仅显示程序生成的频率值而且能够根据频率的单位是 hz 还是 khz 进 行自动调整，其设计思路为若频率值大于 1000hz 则将频率值除以 1000 后输送到频率显示 控件， 同时代表 khz 单位的布尔指示控件置于 true 如图 4.1 所示， 反之则将频率值直接输 送到频率显示控件，并将代表 hz 单位的布尔指示控件置于 true 如图 4.2 所示 ： 基于虚拟仪器的信号发生器 6 图 4.1 频率档位为 100，频率值大于 1000Hz 时的程序框图 图 4.2 频率档位为 100，频率值小于 1000Hz 时的程序框图 （3）信号的生成与显示设计：信号生成利用了基本函数发生器可产生正弦波、方波、三角 波、锯齿波 4 种信号。这 4 种信号的生成分别由信号选择控件完成。生成信号所需的参数 包括信号类型、信号