基于虚拟仪器的信号发生器设计 课程设计

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1、 基于 LabVIEW 的虚拟仪器信号发生器设计 摘 要 虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起，利 用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能，打破了传统仪器的框架，形成的 一种新的仪器模式。 本文首先概述了信号发生器及虚拟仪器技术在国内外的发展及趋势，然后介绍了信 号发生器的相关理论，给出了信号发生器的基本原理框图，并探讨了虚拟仪器的总线及 其标准、框架结构、LABVIEW 开发平台。在分析本系统功能需求的基础上，介绍了数 据采集卡、LABVIEW 的编程模式等设计中所涉及到的技术。 本设计是虚拟仪器模拟真实仪器的尝试。实践证明虚拟仪器是一种优秀的解决方案

2、， 能够实现各种硬件可以完成的任务。 关键词： 虚拟仪器，数据采集卡，信号发生器，LABVIEW 目 录 1 绪论 1 1.1 引言 . 1 1.2 信号发生器的发展 . 1 1. 3 虚拟仪器的发展趋势 . 2 1.4 课题的主要任务 3 2 虚拟仪器 3 2.1 虚拟仪器的概述 3 2.1.1 虚拟仪器的特点及优势 . 4 2.1.2 虚拟仪器与传统仪器的比较 . 5 2.2 虚拟仪器的开发软件 8 2.2.1 虚拟仪器的开发语言 . 8 2.2.2 图形化虚拟仪器开发平台LABVIEW 9 2.2.3 基于 LABVIEW 平台的虚拟仪器程序设计 9 2.3 虚拟仪器的发展方向 . 10

3、 3 虚拟信号发生器的设计 . 11 3.1 虚拟波形发生器前面板 . 12 3.2 信号源为正弦波 . 14 3.3 信号源为三角波 . 16 3.4 信号源为方波 . 18 3.5 信号源为锯齿波 . 20 总结 22 致谢 23 参考文献 23 1 绪论 1.1 引言 信号发生器作为科学实验必不可少的装置， 被广泛地应用到教学、 科研等各个领域。 高等学校特别是理工科的教学、科研需要大量的仪器设备，例如信号源、示波器等，常 用仪器都必须配置多套，但是有些仪器设备价格昂贵，如果按照传统模式新建或者改造 实验室投资巨大，造成许多学校仪器设备缺乏或过时陈旧，严重影响教学科研。如果运 用虚拟仪器

4、技术构建系统，代替常规仪器、仪表，不但可以满足实验教学的需要、节约 大量的经费、降低实验室建设的成本，而且能够提高教学科研的质量与效率1。 1.2 信号发生器的发展 信号发生器是一种悠久的测量仪器，早在 20 年代电子设备刚出现时它就产生了。 随着通信和雷达技术的发展， 40 年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器， 使信号发生器从定性分析的测试仪器发展成定量分析的测量仪器。同时还出现了可用来 测量脉冲电路或用作脉冲调制器的脉冲信号发生器。由于早期的信号发生器机械结构比 较复杂，功率比较大，电路比较简单，因此发展速度比较慢。直到 1964 年才出现第一 台全晶体管的信号发生器。 自 60 年代以来信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器，这个时期的信号 发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，且仅 能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种简单波形，由于模拟电路的漂移较大，使 其输出的波形的幅度稳定性差，而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗 大等缺点，并且要产生较为复杂的信号波形则电路结构非常复杂。自从 70 年代微处理