基于Labview虚拟示波器的设计_毕业设计 徐州工业职业技术学院.doc

徐州工业职业技术学院 毕业设计（论文）任务书 课题名称基于Labview虚拟示波器的设计　　　　　　　　　 课题性质　　　　　　　　　　 班 级 通信111 论文性声明 论文性本人郑重声明：所提交的是本人在的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。 生签名： 日 期： 指导教师关于学生论文真实性审核的声明 本人郑重声明：。 指导师签名： 日 期： （4-1） 余弦分量的幅度 an= （4-2） 正弦分量的幅度 bn= （4-3） 其中n=1,2,.....。 以上为三角函数的形式，或者转换成复指数形式： x(t)= （4-4） 使用计算机完成信号处理工作的需求导致了离散傅里叶变换的产生。计算机只能处理离散且有限长度的数据，要用计算机完成频谱分析和其它方面的工作，通常的处理方法是模拟信号x(t)进入数字计算机前先经过数据采集卡(DAQ)中的采样器，将连续时间信号变为离散时间信号，成为采样信号而后再经A/D转换器在幅值上量化变为离散的数字信号。这样，将出现一系列的问题。现将在频域中分析其频谱的变化。 (l) 信号XS(i)及其频谱XS() 若连续时间信号x(t)被数据采集卡(DAQ)中的采样器以等时间间隔T采样，则采样时刻0，T，ZT….，所得信号x(t)的瞬时值，就构成了连续信号的x(t)的离散时间序列xs(i)，(i==0，1，2，…)。采样信号的频谱在幅值上比信号x(t)的频谱X()幅值放大了1/T倍，并呈现周期性，周期为,即在频率轴上，每隔S=2/T，在S，2S，…，ms处重复出现X()/T，在m=o处的谱线就是原信号x(t)的频谱X()(乘以1/T，称为主分量=-/T到/T为主周期。m多1各处出现的谱线称为高频分量，将s/2=/T称为折迭频率或奈奎斯特频率。 (2) 采样定理 信号采样是把连续时间信号变为离散时间序列的过程。这个过程相当于在连续时间信号上“抽取”许多离散时刻iT(i=0，1，2，…)上的信号瞬时值。其中T是采样间隔，ωS=2π/T为采样角频率，它们的取值是一个很重要的问题。 采样定律: 采样频率S与信号最高频率分量m，必须满足关系ωS≥2ωm,当ωm＜/T时，ωS=2π/T≥2ωm时，可以通过加一理想低通滤波器提取主分量，滤除全部m≥1的高频分量X(ω)，从而由X(ω)恢复原信号x(t)在理论上无误差。实际工程中的低通滤波器不可能有理想的低通特性，故采样频率需要更高，通常为ωS=(4~20) ωm。但是当采样频率。S不满足采样定律，即ω S2ωm，在每隔ωS重复出现X(ω)/T谱线时均出现谱线的重迭。影响最大的是m=1的高频分量“混迭”进入主周期内被认为是低频主分量，这是m=0的谱线X()/T增加了混入的谱线，即使采用理想低通滤波器也不可能将混入的高频分量从主分量中除掉，因而由混入了高频分量的主分量重现原信号在理论上存在误差。 (3)离散傅立叶变换(DFT) 离散傅里叶变换是指用计算机实现对式 （4-5） （4-6） 所表示的傅立叶正反变换的数值计算 离散傅里叶变换定义式: 当采样点i=0,1,2…n,时，共有N个，即无限长信号截断后变为周期信号，频谱由连续谱变为离散谱，即ω=k﹡2π/NT,于是有离散傅里叶变换的定义如下： 正变换： （4-7） 反变换： （4-8） 算是式中的 （4-9） 为复数因子。 (4)Labview中的频域分析 LabVIEw高级分析库中的频域分析模板提供了丰富的信号频域分析函数，包括傅里叶变换、 Hilbert变换、小波变换、Hartley变换、功率谱分析、联合时频分析、谐波分析、系统辨识等。下面简要介绍频域分析模板中的主要模块。 表4-1 频域分析模块中主要模块 名称 图示和端口 功能 说明 Real FFT.vi 实数快速傅里叶变换 输入为实数数组，输出结果为复数数组，如果输入数组长度为2的整数次幂，则调用FFT算法，否则将调用DFT算法 Inv