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基于LabVIEW的虚拟信号分析仪的软件设计
2008-9-1 9:08:00 来源:中国自动化网 浏览:589 网友评论 条 点击查看
摘??要:介绍了用LabVIEW6.1和NI6024E采集卡实现虚拟信号分析仪基本功能的方法,并重点阐述了波形采集、波形存储、波形读取等程序的编程方法、框图程序和关键技术。本文设计的系统实现了信号分析仪的基本功能,成功地用于教学实验中,具有造价低、操作方便等特点。
关键词:虚拟仪器;LabVIEW;数据采集;波形存储;波形读取
1?引言
虚拟仪器(VI)概念的提出是测控技术领域的一次革命。由于虚拟仪器可借助PC机强大的计算及处理能力,可由用户定义和扩展功能,且价格低廉,深受广大用户青睐。目前,虚拟仪器已经逐渐走进大学实验室,开始为实验教学和科研服务。本文介绍一种虚拟信号分析仪的软件设计方法,以美国NI公司的Labview6.1为开发平台,配合NI公司的6024E采集卡,实现虚拟信号分析仪设计。
2?分析仪功能介绍
信号分析仪是用来对电信号进行测量、显示、波形存储、时域和频域分析的仪器。虚拟信号分析仪主要由参数设置、功能选择、信号一、信号二和互相关分析五个模块构成:
(1)?参数设置模块。完成通道配置,设置扫描率、扫描数和缓冲区大小。
(2)?功能选择模块。实现波形显示、波形存储、读取波形数据、更新信号和退出。
(3)?信号一。对应采集通道一,可实现滤波及加窗、自相关分析、自功率谱分析、统计分析和幅值分析。
(4)?信号二。对应采集通道二,功能与信号一类似。
(5)?互相关分析。对信号一和信号二进行互相关分析和功率谱分析。
程序运行时,首先通过往通道控件中输入通道号,来控制数据采集时的通道数,同时对扫描数、扫描率和缓冲大小进行配置。配置完成以后,可以点击波形采集,先观察信号的具体波形,如果不满足要求,则可以重新进行参数配置。当所要采集的波形满足要求后,可以点击波形存储,把波形数据保存到指定的文件当中。点击读取波形数据,把以前存储到文件中的数据读出来,并把相应的信号输送到信号一和信号二。此时通过点击滤波及加窗,对信号进行滤波及加窗函数处理,同时把处理之后的数据输出到相关分析单元,对输出信号进行相关分析。
3?波形采集
波形采集的框图程序如图1所示。框图程序中用到的子函数功能如下。
图1?波形采集框图程序
AI?Config?VI:设置采样前的各种参数。
DAQ?Occurrence?Config?VI:设置一个数据采集事件。
AI?Start?VI:指定程序中用于开始采集的参数,如设置扫描次数、采样率等。
AI?Read?VI:设定从采样缓存区读取数据的那些参数,如设定每次读取的数量。
Clear?VI:把task?ID废除,从而将采样所用的内存缓存区和其它资源释放。
Simple?Error?Handler?VI:将出错信息通知用户。
Wait?On?Occurrence?VI:处理事件等待。
在波形采集程序中,用上述函数,根据数据流将它们组合起来,再对其进行一些必要的处理。第一个DAQ?Occurrence?Config?VI设置一个数据采集事件。在While循环中,Wait?On?Occurrence函数在后台休眠,也就有效地把While循环设置于休眠状态。在设定的数据采集事件发生后,即采集到事先指定数量的数据,LabVIEW通知Wait?On?Occurrence函数停止等待。由于Wait?On?Occurrence函数的time?out(超时)输出参数连接到包含有AI?Read?VI的选择结构的选择端口上,就一定在?Wait?On?Occurrence函数停止等待后,才会用AI?Read?VI。
4?波形存储
图2波形存储框图程序
波形存储的框图程序如图2所示。框图程序中用到的子函数功能如下。
Open/Creat/Replace?File?VI:提示数据是以BIN(二进制)为后缀的形式存储在文件中。
AI?Config?VI:设置采样前的各种参数。
AI?Start?VI:指定程序中用于开始采集的参数,如设置扫描次数、采样率等。
AI?Read?VI:设定从采样缓存区读取数据的那些参数,如设定每次读取的数据点数。
AI?Clear?VI:把task?ID作废,从而将采样所用的内存缓存区和其它资源释放。
Simple?Error?Handler?VI:将出错信息告诉用户。
时间日期子VI:显示数据存储时的具体时间和日期。
Match?Pattern?VI:把输入的字符串分成3段来表示,如年、月、日。
Scan?Form?String?VI:把输入的字符串转换为相关格式
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