基于labview71多功能信号发生器的设计

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1、万方数据第39卷第6期2008年11月太原理工大学学报joURNAI。OFTAIYUANUNIVERSITYoFTECHNoI，oGYV01．39No．6Nov．2008文章编号：1007—9432(2008)06—0599—04基于LabVIEW7．1多功能信号发生器的设计马艳艳，王莉莉，白凤娥(太原理工大学计算机与软件学院，山西太原030024)摘要：采用LabVIEW7．1环境下开发的程序，组建了多功能虚拟信号发生器。该发生器不仅能产生正弦波、方波、三角波和锯齿波这4种基本波形，还可以榆出其它4-／：意波形，并可模拟实际工作环境中添加了噪声后的波形

2、信号，同时还可轻松、快捷地将这些信号波形显示出来。解决了传统信号发生器只能产生基本波形的局限性，为学习和实践测试提供了一条捷径。关键词：信号发生器；虚拟仪器，LabVIEW7．1中图分类号：TP391文献标识码：A虚拟仪器是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户自己设计定义，具有虚拟面板，测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统[1’2]。信号发生器作为科学实验中比较重要的装置，被广泛地应用到教学、科研等各个实验领域。传统的模拟信号发生器一般只能产生几种常规的波形，而在一些复杂和特殊的应用中，要求输出任意波形且要易于程控。目前，我国高档台式仪器，如数

3、字示波器、频谱分析仪等还主要依赖进口。这些仪器加工工艺复杂，对制造水平要求高，生产突破有困难，而采用虚拟技术后，就可通过只采购适合自己应用情况的通用仪器硬件，依靠虚拟仪器软件开发平台，设计出所需的高性能价格比的仪器系统[3’4]。1基于LabVIEW7．1的虚拟仪器组成在LabVIEW环境下开发的程序称之为VI(VirtualInstrument)。VI是LabVIEW的核心，由人机交互的界面一前面板(FrontPanel)和相当于源代码功能的框图程序一后面板(Diagram)组成。前面板是程序的界面，在该界面上有控制量(Controls)和显示量(In

4、dicators)两类对象。在前面板中，控制量(Controls)模拟了仪器的输入装置并把数据提供给VI的框图程序，例如开关，旋钮；而显示量(Indictors)则是模拟了仪器的输出装置并显示由框图程序获得或产生的数据，例如用于显示波形的窗口等。后面板又称代码窗口或流程图，是VI图形化的源程序，在流程图中对VI编程，以控制和操纵定义在前面板上的输人和输出等功能。流程图中包括前面板上对象的连线端子，还有一些前面板上没有但编程必须有的对象，如函数、结构和连线等‰4’5]。2多功能信号发生器软件设计思路2．I多功能信号发生器的基本功能信号发生器实现8个功能：1

5、)产生标准波形(如正弦波、方波、三角波和锯齿波)，还有任意波形的产生(如公式波)；2)对波形幅度、频率、相位、方波占空比(O～100％)、偏置(一5～5V)等参数进行调节；3)对波形添加噪声信号(高斯白噪声、泊松波形、反幂律波形、Binomial噪声、Gamma噪声和周期性随机噪声)；4)通过运算实现幅度衰减(输出波形幅度范围：一5～5V；衰减范围：20dB、40dB、60dB)；5)通过输入公式产生不同的波形(表达式中只能包含a、叫、竹、t、，这五个参数)；6)能够对频率进行微调及倍乘(微调范围：0．000l～lHz，频率选择范围0．0000～4．99

6、99Hz)；7)能够实现TTL电平信号的简单输出；8)能够存储和读取波形数据，为分析数据提供方便。收稿日期：2008-03—15作者简介：马艳艳(1984一)，女，山西省临县人，硕士生，主要从事计算机监控系统研究，(Tel)13485305271通讯联系人：白凤娥，女，教授，(Tel)13835102363万方数据600太原理工大学学报第39卷2．2多功能信号发生器的前面板设计‘多功能信号发生器的前面板主要由4部分构成：波形选择模块、频率控制模块、波形相关参数输入和添加噪声信号模块i此外，还设计了TTL电平信号输出控制和波形的存储与读取功能，如图1所示。

7、通过调节波形选择旋钮，该多功能信号发生器能够实现正弦波、方波、三角波、锯齿波和公式波5种波形的输出。通过“选择噪声”下拉列表给波形添加噪声信号，输出波形窗口显示为添加噪声后的波形图。通过频率选择旋钮实现频率的倍乘(即只要拨动很小的范围就能实现很大范围的频率调节)，还可以通过点击幅值衰减按钮改变幅度范围(幅度衰减公式为dB一20109X)。TTL电平输出的作用是控制“波形输出”中只能输出方波，即在前面板中，当“TTL输出”按钮被按下时，“波形输出”窗口只能显示方波，此时调节波形选择旋钮对波形的输出不起作用。“波形存储”按钮提供存储波形数据的功能，为将来分析

8、数据做准备；“读波形数据”按钮主要是为查看已存储的波形数据而设计的，通过读取历史