labview信號(hào)分析與處理

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1、虛擬儀器與Labview浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院蔣煥煜第六章信號(hào)分析與處理數(shù)字信號(hào)在我們周圍無(wú)所不在。因?yàn)閿?shù)字信號(hào)具有高保真、低噪聲和便于信號(hào)處理的優(yōu)點(diǎn)，所以得到了廣泛的應(yīng)用，例如電話公司使用數(shù)字信號(hào)傳輸語(yǔ)音，廣播、電視和高保真音響系統(tǒng)也都在逐漸數(shù)字化。太空中的衛(wèi)星將測(cè)得數(shù)據(jù)以數(shù)字信號(hào)的形式發(fā)送到地面接收站。對(duì)遙遠(yuǎn)星球和外部空間拍攝的照片也是采用數(shù)字方法處理，去除干擾，獲得有用的信息。經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、人口普查結(jié)果、股票市場(chǎng)價(jià)格都可以采用數(shù)字信號(hào)的形式獲得。因?yàn)閿?shù)字信號(hào)處理具有這么多優(yōu)點(diǎn)，在用計(jì)算機(jī)對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理之前也常把它們先轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。第六章信號(hào)分析與處理數(shù)據(jù)分析的重要性在于

2、，無(wú)法從剛剛采集的數(shù)據(jù)立刻得到有用的信息。必須消除噪音干擾、糾正設(shè)備故障而破壞的數(shù)據(jù)，或者補(bǔ)償環(huán)境影響，如溫度和濕度等。通過(guò)分析和處理數(shù)字信號(hào)，可以從噪聲中分離出有用的信息，并用比原始數(shù)據(jù)更全面的表格顯示這些信息。第六章信號(hào)分析與處理用于測(cè)量的虛擬儀器(VI)執(zhí)行的典型的測(cè)量任務(wù)有：計(jì)算信號(hào)中存在的總的諧波失真。決定系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)或傳遞函數(shù)。估計(jì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)參數(shù)，例如上升時(shí)間、超調(diào)量等等。計(jì)算信號(hào)的幅頻特性和相頻特性。估計(jì)信號(hào)中含有的交流成分和直流成分。第六章信號(hào)分析與處理函數(shù)模板》信號(hào)處理子模板①．SignalGeneration（信號(hào)生成）：用于產(chǎn)生數(shù)字特性曲線和波形。②．TimeD

3、omain（時(shí)域分析）：用于進(jìn)行頻域轉(zhuǎn)換、頻域分析等。③．FrequencyDomain（頻域分析）：④．Measurement（測(cè)量函數(shù)）：用于執(zhí)行各種測(cè)量功能，例如單邊FFT、頻譜、比例加窗以及泄漏頻譜、能量的估算。⑤．DigitalFilters（數(shù)字濾波器）：用于執(zhí)行IIR、FIR和非線性濾波功能。⑥．Windowing（窗函數(shù)）：用于對(duì)數(shù)據(jù)加窗。第六章信號(hào)分析與處理信號(hào)的產(chǎn)生1.當(dāng)無(wú)法獲得實(shí)際信號(hào)時(shí)，（例如沒(méi)有DAQ板卡來(lái)獲得實(shí)際信號(hào)或者受限制無(wú)法訪問(wèn)實(shí)際信號(hào)），信號(hào)發(fā)生功能可以產(chǎn)生模擬信號(hào)測(cè)試程序。2.產(chǎn)生用于D/A轉(zhuǎn)換的信號(hào)第六章信號(hào)分析與處理函數(shù)-信號(hào)處理-波形生成中的基本

4、函數(shù)發(fā)生器其功能是建立一個(gè)輸出波形，該波形類型有：正弦波、三角波、鋸齒波和方波。第六章信號(hào)分析與處理偏移量：波形的直流偏移量，缺省值為0.0。數(shù)據(jù)類型DBL重置信號(hào)：將波形相位重置為相位控制值且將時(shí)間標(biāo)志置為0。缺省值為FALSE.信號(hào)類型：產(chǎn)生的波形的類型，缺省值為正弦波。頻率：波形頻率（單位Hz），缺省值為10。幅值：波形幅值，也稱為峰值電壓，缺省值為1.0。相位：波形的初始相位（單位度）缺省值為0.0.錯(cuò)誤輸入：在該VI運(yùn)行之前描述錯(cuò)誤環(huán)境。缺省值為noerror.如果一個(gè)錯(cuò)誤已經(jīng)發(fā)生，該VI在errorout端返回錯(cuò)誤代碼。該VI僅在無(wú)錯(cuò)誤時(shí)正常運(yùn)行。采樣信息：一個(gè)包括采樣信息的簇

5、。共有Fs和#s兩個(gè)參數(shù)。Fs：采樣率，單位是樣本數(shù)/秒，缺省值為1000。#s：波形的樣本數(shù)，缺省值為1000。占空比(%)：對(duì)方波信號(hào)是反映一個(gè)周期內(nèi)高低電平所占的比例。信號(hào)輸出：信號(hào)輸出端相位輸出：波形的相位，單位：度。錯(cuò)誤輸出：錯(cuò)誤信息。如果errorin指示一個(gè)錯(cuò)誤，errorout包含同樣的錯(cuò)誤信息。第六章信號(hào)分析與處理練習(xí)6.1直接在流程圖中生成（鼠標(biāo)左鍵，創(chuàng)建——輸入控件）第六章信號(hào)分析與處理標(biāo)準(zhǔn)頻率在模擬狀態(tài)下，信號(hào)頻率用Hz或者每秒周期數(shù)為單位。但是在數(shù)字系統(tǒng)中，通常使用數(shù)字頻率，它是模擬頻率和采樣頻率的比值，表達(dá)式如下：數(shù)字頻率＝模擬頻率/采樣頻率數(shù)字頻率的倒數(shù)1/f

6、表示一個(gè)周期內(nèi)采樣的次數(shù)。第六章信號(hào)分析與處理數(shù)字信號(hào)處理FFT變換:信號(hào)的時(shí)域顯示（采樣點(diǎn)的幅值）可以通過(guò)離散傅立葉變換（DFT）的方法轉(zhuǎn)換為頻域顯示。練習(xí)6.2選擇頻率（Hz）=10，采樣率=100，樣本數(shù)=100。因?yàn)椴蓸勇?樣本數(shù)=100，所以時(shí)域圖中的正弦波的周期數(shù)與選擇的頻率相等，即可以顯示10個(gè)周期第六章信號(hào)分析與處理函數(shù)-信號(hào)處理-變換-FFt編程-波形-獲取波形成分函數(shù)-編程-數(shù)值-復(fù)數(shù)-復(fù)數(shù)至極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換數(shù)組-數(shù)組大小第六章信號(hào)分析與處理可采用自相關(guān)函數(shù)求取信號(hào)的幅值A(chǔ)。練習(xí)6.3第六章信號(hào)分析與處理數(shù)字頻率＝模擬頻率/采樣頻率數(shù)字頻率的倒數(shù)1/f表示一個(gè)周期內(nèi)采樣的次數(shù)

7、。每周期采樣10個(gè)點(diǎn)A2/2第六章信號(hào)分析與處理編程-數(shù)組-索引數(shù)組函數(shù)-信號(hào)處理-信號(hào)運(yùn)算-自相關(guān)編程-信號(hào)處理-波形生成-正弦波形自相關(guān)函數(shù)=自相關(guān)/采樣點(diǎn)數(shù)第六章信號(hào)分析與處理可采用互相關(guān)函數(shù)求取兩個(gè)同頻信號(hào)的相位差φ練習(xí)6.4第六章信號(hào)分析與處理第六章信號(hào)分析與處理數(shù)組-創(chuàng)建數(shù)組函數(shù)-數(shù)學(xué)-基本與特殊函數(shù)-三角函數(shù)-反余弦函數(shù)-信號(hào)處理-信號(hào)運(yùn)算-互相關(guān)編程-數(shù)組-索引數(shù)組編程-信號(hào)處理-波形生成-正弦波形互相關(guān)