基于LabVIEW的波形發(fā)生與顯示_曹會國

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1、第27卷第3期臨沂師范學院學報2005年6月Vol.27No.3JournalofLinyiTeacherspCollegeJun.2005基于LabVIEW的波形發(fā)生與顯示12曹會國,陳宏圣(1.泰山學院物理系;2.泰山學院應用科學系,山東泰安271000)摘要:介紹了基于LabVIEW的波形產(chǎn)生與顯示的實現(xiàn)方法.利用LabVIEW及相應的虛擬儀器可以輕松、快捷地產(chǎn)生并顯示波形,為理工科學習和測試技術實踐提供了一條捷徑.關鍵詞:LabVIEW;虛擬儀器;波形發(fā)生與顯示+中圖分類號:TP206.1文獻標識碼:A文章編號:1009-6051(2005)03-0024-03在理

2、工科各門功課的學習及測試技術實踐中,經(jīng)常涉及有關波形產(chǎn)生的與顯示問題.一般都是通過購買各種相應硬件設備來實現(xiàn),需要大量的信號發(fā)生器和各種測量分析設備.購買這些設備不但需要花費大量經(jīng)費,而且以后設備的維護和維修也要花費大量的人力物力,顯然對于我們這個正處在發(fā)展中的國家是特別困難的.基于LabVIEW的虛擬儀器的出現(xiàn)為我們很好地解決了這一難題.LabVIEW是LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench(實驗室虛擬儀器集成環(huán)境)的簡稱,是美國國家儀器公司NI(NationalInstruments)的創(chuàng)新軟件產(chǎn)品,被譽為“科學家

3、與工程師”的語言.虛擬儀器是LabVIEW的精髓,通過虛擬儀器的延伸與擴展,使LabVIEW的應用更加廣泛.虛擬儀器是計算機技術與電子儀器相結合而產(chǎn)生的一種新的儀器模式,它通常是由個人計算機、模塊化的功能硬件與用于數(shù)據(jù)分析、過程通信及圖形用戶界面的應用軟件有機結合構成,使計算機成為一個具有各種測量功能的數(shù)字化測量平臺.它利用軟件在屏幕上生成各種儀器面板,完成對數(shù)據(jù)的處理、表達、傳送、存儲、顯示等功能.通過LabVIEW即G語言設計相應虛擬儀器,可以很容易實現(xiàn)波形的發(fā)生與顯示.1利用LabVIEW語言設計虛擬儀器實現(xiàn)波形的發(fā)生與顯示當只需要一定信號波形發(fā)生和顯示時,可以利用G

4、語言編程得到虛擬儀器,即用軟件實現(xiàn)硬件的功能.1.1利用公式節(jié)點實現(xiàn)波形的發(fā)生與顯示LabVIEW公式運算節(jié)點(formulanode)是一種傳統(tǒng)的基于文字輸入的節(jié)點,用于BlockDiagram里.用戶進行數(shù)學運算時,就像在驗算紙上寫字一樣輸入函數(shù)公式,再加上顯示部分即可實現(xiàn)函數(shù)波形顯示.這里以正弦函數(shù)和余弦函數(shù)為例進行說明.圖1為相應流程圖,即用公式實現(xiàn)的正弦函數(shù)和余弦函數(shù)波形發(fā)生與顯示的程序.其中內(nèi)部粗框為公式節(jié)點,在公式節(jié)點邊框上單擊鼠標右鍵分別添加輸入變量和輸出變量.這里輸入變量分別為a(振幅)、f(頻率)、t(采樣序列);輸出變量為正弦函數(shù)和余弦函數(shù)y1和y2.

5、在前面板輸入振幅變量a和頻率f的具體數(shù)值,通過圖形顯示W(wǎng)aveformGraph控件來顯示波形.對應程序前面板即虛擬儀器前面板如圖2所示.輸入a=3;f=2,運行可得到圖中波形.因此,用公式節(jié)點來產(chǎn)生波形非常方便,一些不易獲得的被測數(shù)據(jù)都可以用此法進行測量和顯示,比如李沙育圖形的演示等.1.2利用波形發(fā)生模板實現(xiàn)波形的發(fā)生與顯示波形發(fā)生模板能夠產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、鋸齒波、多頻波、均勻分布白噪聲、高斯分布白噪聲、收稿日期:2005204220作者簡介:曹會國(1970─),男,山東泰安人,泰山學院講師,山東科技大學研究生,主要從事電子技術、微機原理等課程的教學與研究.2

6、4第3期曹會國:基于LabVIEW的波形發(fā)生與顯示周期隨機噪聲等多種常用波形,還可以根據(jù)函數(shù)表達式生成函數(shù)波形.該模板位于Functions模板>>Analyze子模板>>WaveformGeneration子模板.比較常用的波形發(fā)生子模板的Vis有基本函數(shù)發(fā)生器BasicFunctionDenerator.vi、多頻波形發(fā)生器BasicMultitione.vi和函數(shù)波形發(fā)生器FormulaWaveform.vi.其圖標和功能:圖1正弦函數(shù)和余弦函數(shù)發(fā)生顯示流程圖2正弦函數(shù)和余弦函數(shù)發(fā)生顯示前面板:基本函數(shù)發(fā)生器,可產(chǎn)生4種基本函數(shù)波形:正弦波(默認值)、三角波、方波、鋸

7、齒波等,函數(shù)波形的幅度、頻率、相位可以從儀器前面板調(diào)節(jié),從而可以得到學習和實踐所需要的波形.:多頻波形發(fā)生器,可產(chǎn)生由若干不同頻率正弦波組成的多頻波形.:函數(shù)波形發(fā)生器,端口formula的默認值為sin(w3t)3sin(23pi(1)310),其中w=2π3frequency,函數(shù)pi(x)的定義為pi(x)=x3π.使用函數(shù)波形發(fā)生器,可根據(jù)需要產(chǎn)生任意函數(shù)波形.這里以多頻波形發(fā)生器來實現(xiàn)波形發(fā)生與顯示,圖3為多頻波形發(fā)生器程序,圖4為多頻波形顯示前面板,能顯示多頻波形及其功率譜.2利用聲卡采集外來數(shù)據(jù)實現(xiàn)波