多路信号发生器 和 双通道虚拟示波器设计 (28)

内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计说明书题目：1.多路信号发生器2.双通道虚拟示波器设计2一、多路信号发生器1.设计题目:多路信号发生器2.设计目的：了解、熟悉并掌握虚拟仪器的相关知识；能够熟练使用Labview软件编写程序；将所学的知识通过设计信号发生器实验可产生各种波形如正弦波、方波、三角波、锯齿波等；来加深对虚拟仪器技术的深层理解。3.设计要求:可输出双路正弦波（方波、三角波）信号，其相位差可调。信号的频率、幅值、占空比可调4.设计思路:采用“信号处理”中的基本函数发生器做信号源，用相应的数值输入控件控制各信号的参数，然后用While循环使输出信号连续的动起来，所产生的信号通过波形图来显示，可用DAQ输入模块将信号送入数据采集卡PCI6221再用DAQ输出模块将信号采集回来用波形图显示，便可验证所产生的信号，或通过示波器来验证。5．设计实现过程（1）while循环从“程序框图”面板中点击右键，然后按照“编程”——“结构”——“while循环”的顺序，将其拖到面板中如图示：只需将编辑好的子程序嵌套在while循环中，便可实现循环显示波形的功3能。（2）前面板设置首先，在前面板中做一个“上凸盒”。在前面板中，点击右键，从“Express”中的“图形显示控件”中，选择“波形图”，将其拖入前面板中，并放到“上凸盒”上。注：“上凸盒”一般应该先放置，防止其他显示控件不能正确放置到“上凸盒”上。（3）波形发生器在函数选板中按照“信号处理”——“波形生成”——“基本函数发生器”的顺序将其找到，然后在while循环中放置两个，分别设置。将“信号类型”“偏移量”“频率”“幅值”“相位”以及“方波占空比”几个端子分别连接到相应的输入控件。设置好以后，将两个基本函数发生器的信号输出端进行信号合并，再连接到波形图输入端。值得强调的是必须在编程中选定时设置延迟时间来作缓冲，因为经过采集卡输入到输出是需要一定时间后信号才能连续输出的，这时便可将信号从数据卡中信号输出，通过波形图便可验证所产生信号的实用性。因为生成的波形频率是可变的，所以还需要实时地改变采集卡的更新率。程序框图如图所示：将各参数在前面板的显示控件整理后如图：4（4）仿真信号的采集与显示——DAQmx模拟量采集该程序数据采集的实现主要是借助于DAQ助手实现的。其中应用了各种DAQmx函数，将各函数的TaskOut和ErrorOut按逻辑结构顺次连接，并与While循环相结合，最后连接一个“简单错误处理”函数，构成整个程序。程序会自动根据波形中的信息设定采集卡合适的更新率，向外输出波形。应用到的各DAQmx函数如下图所示：5DAQmxCreateVirtualChannel.viDAQmxTiming.vi6DAQmxWrite.vi6.程序框图、前面板7整个程序框图完成后，将其整理好，使其合理整洁，整个如图示：（因截图过大，分为两部分：）第一部分：第二部分：将前面板上的所有图标合理摆放，使其合理匀称，并做些修饰，其如图示：87.程序运行及调试当用DAQ输出模块显示时将采集卡PCI6221的输入AI0与输出AO0相连，AI1与AD1相连，输入地线DGND与输出地线DGND相连。当点击运行时其采回来的信号波只有一小部分显示，无法看到整体波，此时停止运行，将采样速度与采样点均设为1000，便可看到整个波形。当改变频率、幅值、及上下平移时波形都可按照要求输出，相位的改变需等波形非运动状态时进行调节，因为波形是即时产生的，对其相位调节很难看出来。运行时前面板状态如下（图中两个通道均为正弦波）：9二、双通道虚拟示波器设计1.设计题目:双通道虚拟示波器设计2.设计目的：1.通过实验让我们更深入了解虚拟仪器的基本原理及观念，掌握利用相关的软、硬件平台完成虚拟仪器设计的方法和步骤。2.了解虚拟仪器的具体的实际应用。3.对示波器的原理有初步的了解，用Labview软件可以实现简单的示波器。3.设计要求:可实现波形显示；双通道显示；可实现信号存储回放功能。4.设计思路:在while循环内创建一个选择窗口，用开关来选择真假，只有当真时才让示波器启动，在选择框内创建一个示波器的输入通道，使用差分方式并设置采样率等等，将通道接入while循环，在循环内进行波形的统计显示，并能够对波形进行存储和回放，可调节示波器的扫描时间和分辨率。5．设计实现过程（1）条件结构的分层设计及while循环从“程序框图”面板中点击右键，然后按照“编程”——“结构”——“条件框图”的顺序，拖到面板中如图示：默认“条件结构”的基本分层设置，并在选项为“真”的图层中进行程序10设计。按上述顺序在“条件结构”并列位置找到“while循环”，如图示：将其拉大包含以上的“条件结构”，再放置一个“while循环”嵌套在上述“条件结构”中。（2）仿真信号采集与通道选择仿真信号采集部分与上一个设计相类似，同样利用DAQmx函数实现仿真信号的采集，只是部分函数的设计略有不同。DAQmxRead函数要放置在嵌套在“条件结构”的“while循环”中，用来实现信号的循环读取，波形的循环显示。通道选择的实现则是利用“条件结构”。将“条件结构”设置为包括“默认”层的5层，另外4层分别表示“单通道A”，“单通道B”，“叠加通道”以及“双通道A+B”。将DAQmxRead函数的数据输出端信号进行拆分并与“条件结构”相连，然后对“条件结构”各层分别进行设置连线，具体如下图：各通道正确设置之后，将输出信号进行统计，使用函数如下：11各控件正确连接之后，加波形图实现波形显示。（3）波形的存储、回放以及重新打开①存储部分此部分的实现是在上一步实现的基础上进行的。在“通道选择”完成后从信号输出端引出一根线再连接到一个“条件结构”上，默认其分层设置，在默认的“真”图层上添加“写入测量文件”函数，该函数作用如图：12在“条件结构”分支选择器处连接一个布尔型开关和一个指示灯，用来控制是否存储。②回放、重新打开文件部分与上部分相对应的，此处应使用“读取测量文件”函数，该函数功能如下图：其他控件的设置与连接与上部分类似，如图：（4）时间与幅值的调节这两个部分任然采用“选择结构”，在“选择结构内部”进行相关的数学运算，具体如下：136.程序框图、前面板整个程序框图完成后，将其整理好，使其合理整洁，整个如图示：片段一：片段二：14将前面板上的所有图标合理摆放，使其合理匀称，并做些修饰，运行的情况如图示：单通道A15双通道A+B叠加通道167.实习总结：通过这次的设计，我掌握了Labview软件的基本用法，了解了图形化编程的方法和步骤；同时也使我掌握了数据对象类型与操作和数据、簇的概念与使用，以及其中的一些函数及结构的用法；并可以利用它做一些基本的设计，同时配合PCI6221板卡可以实现简单的数据采集显示、波形生成等功能。让我体会更深的是虚拟仪器技术给设计者带来了极大的方便以及发展空间，使我看到了虚拟仪器技术对于测试测量行业发展具有多么重大的意义，同时也更充分的体现了它的性能高、扩展性强、开发时间少，以及出色的集成这四大优势。为此，学好虚拟仪器这门课程对我们测控技术与仪器专业的同学来说有着重要的意义，这可以使我们在以后的学习或工作中在专业方面具有更大的优势。经过短短一学期的学习，我对虚拟仪器的了解还只是处于入门阶段，要想更好的掌握这门学科，还需以后继续学习与研究。