資源描述：
《連續(xù)時間信號的抽樣及頻譜分析-時域抽樣信號的頻譜__信號與系統(tǒng)課設(shè)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、1引言隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子設(shè)備和技術(shù)向集成化、數(shù)字化和高速化方向發(fā)展，而在學(xué)校特別是大學(xué)中，要想緊跟技術(shù)的發(fā)展，就要不斷更新教學(xué)和實驗設(shè)備。傳統(tǒng)儀器下的高校實驗教學(xué)，已嚴(yán)重滯后于信息時代和工程實際的需要。儀器設(shè)備很大部分陳舊，而先進(jìn)的數(shù)字儀器(如數(shù)字存儲示波器)價格昂貴不可能大量采購，同時其功能較為單一，與此相對應(yīng)的是大學(xué)學(xué)科分類越來越細(xì)，每一專業(yè)都需要專用的測量儀器，因此儀器設(shè)備不能實現(xiàn)資源共享，造成了浪費(fèi)。虛擬儀器正是解決這一矛盾的最佳方案?；赑C平臺的虛擬儀器，可以充分利用學(xué)校的微機(jī)資源，完成多種儀器功能，可以組合成功能強(qiáng)大的專用測試系統(tǒng)，還可以通過軟件進(jìn)行升級。在通用
2、計算機(jī)平臺上，根據(jù)測試任務(wù)的需要來定義和設(shè)計儀器的測試功能，充分利用計算機(jī)來實現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器功能，開發(fā)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、費(fèi)用低的虛擬實驗儀器，包括數(shù)字示波器、頻譜分析儀、函數(shù)發(fā)生器等，既可以減少實驗設(shè)備資金的投入，又為學(xué)生做創(chuàng)新性實驗、掌握現(xiàn)代儀器技術(shù)提供了條件。信號的時域分析主要是測量測試信號經(jīng)濾波處理后的特征值，這些特征值以一個數(shù)值表示信號的某些時域特征，是對測試信號最簡單直觀的時域描述。將測試信號采集到計算機(jī)后，在測試VI中進(jìn)行信號特征值處理，并在測試VI前面板上直觀地表示出信號的特征值，可以給測試VI的使用者提供一個了解測試信號變化的快速途徑。信號的特征值分為幅值特征值、時
3、間特征值和相位特征值。盡管測量時采集到的信號是一個時域波形，但是由于時域分析工具較少，所以往往把問題轉(zhuǎn)換到頻域來處理。信號的頻域分析就是根據(jù)信號的頻域描述來估計和分析信號的組成和特征量。頻域分析包括頻譜分析、功率譜分析、相干函數(shù)分析以及頻率響應(yīng)函數(shù)分析。信號在時域被抽樣后,他的頻譜X(j)是連續(xù)信號頻譜X(j)的形狀以抽樣頻率為間隔周期重復(fù)而得到,在重復(fù)過程中幅度被p(t)的傅里葉級數(shù)Pn加權(quán)。因為Pn只是n的函數(shù),所以X(j)在重復(fù)的過程中不會使其形狀發(fā)生變化。假定信號x(t)的頻譜限制在-m~+m的范圍內(nèi),若以間隔Ts對xa(t)進(jìn)行抽樣,可知抽樣信號X^(t)的頻譜X^(j)是以
4、s為周期重復(fù)。顯然,若在抽樣的過程中s<2m,則X^(j)將發(fā)生頻譜混疊現(xiàn)象,只有在抽樣的過程中滿足s>=2m條件,X^(j)才不會產(chǎn)生頻譜的混疊,接收端完全可以由x^(t)恢復(fù)原連續(xù)信號xa(t),這就是低通信號抽樣定理的核心內(nèi)容。292虛擬儀器開發(fā)軟件LabVIEW入門2.1LabVIEW介紹LabVIEW（LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench）是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語言。傳統(tǒng)文本編程語言根據(jù)語句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，而LabVIEW則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點之間的數(shù)據(jù)流向決定了
5、程序的執(zhí)行順序。它用圖標(biāo)表示函數(shù)，用連線表示數(shù)據(jù)流向。LabVIEW程序使用虛擬儀器（VirtualInstrument，縮寫為VI）的概念。它是指一臺計算機(jī)和連接外部的端口（計算機(jī)的COM口，LPT口或內(nèi)插板）在軟件控制下可完全模擬替代傳統(tǒng)的儀器。因VI功能完全是由軟件定義，故在硬件系統(tǒng)不變的情況下，用戶可通過軟件開發(fā)自行改變或擴(kuò)充儀器的功能，實現(xiàn)自己的特殊要求，或用一套硬件系統(tǒng)實現(xiàn)多種儀器的功能，從而使虛擬儀器VI不但比傳統(tǒng)儀器更靈活有效，而且也更經(jīng)濟(jì)。VI的核心就是LabVIEW程序，所以在LabVIEW中，所有程序均稱之為VI程序，不管它是否通過端口和外界進(jìn)行通訊。每個VI程序
6、均可作為一個功能模塊被重復(fù)使用，因而使用LabVIEW來開發(fā)和擴(kuò)展程序極為方便。LabVIEW編程語言同常規(guī)的程序語言不同，它采用更易使用和理解的圖形化程序語言－G語言（Graphicalprogramminglanguage）。G語言使用圖標(biāo)代替常規(guī)的一條或一組語句來實現(xiàn)一個功能，通過各功能圖標(biāo)間的邏輯連接實現(xiàn)程序功能。29其編程過程不是書寫一行行語句，而是連接一個個代表一定功能的圖標(biāo)，其程序編制過程簡單，不涉及復(fù)雜功能實現(xiàn)的算法，易于掌握。同時，因為其編程過程基于可重復(fù)使用的功能模塊，故可方便地使用由專業(yè)人員編制提供的專業(yè)級別的功能模塊，開發(fā)出專業(yè)水平的程序。所以，LabVIEW在
7、世界范圍內(nèi)的眾多領(lǐng)域如航空、航天、通信、汽車、半導(dǎo)體、化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等得到了廣泛的應(yīng)用，從簡單的儀器控制、數(shù)據(jù)采集到復(fù)雜的測試和數(shù)據(jù)處理，從工廠、科研院所到大學(xué)里的實驗室，到處都可以發(fā)現(xiàn)LabVIEW的應(yīng)用。在西方國家（如美國）的許多大學(xué)已將LabVIEW作為本科的教學(xué)內(nèi)容，成為工程師素質(zhì)培養(yǎng)的一個方面。由于LabVIEW虛擬儀器的強(qiáng)大功能，使得使用一套硬件系統(tǒng)就可進(jìn)行多種不同要求的研究，故而可以用更小的消耗進(jìn)行更多的研究，尤其適合在我國資金較
