多功能虚拟测试仪报告 曹明琛.docx

智能仪器与虚拟仪器课程设计 --多功能虚拟测试仪设计 学 院： 机 电 学 院 专 业： 仪器科学与技术 教 师： 宋国荣 学 号： S201301128 姓 名： 曹明琛 2014年4月 第一章 智能仪器与虚拟仪器课程设计内容及要求 学习虚拟仪器软件Labview，设计开发多功能虚拟测试仪，要求功能：任意函数发生器、双通道示波器、万用表、频谱分析仪、信号记录仪。 任意函数发生器：能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波四种基本波形，能产生任意公式波形，可以调节频率、幅值、相位、占空比、偏移量，可以选择采样频率和采样点数。 双通道示波器：能同时或者分别显示2个通道输入的信号，能调节信号的幅值偏移量，有X轴增益、Y轴增益，能够测得输入信号的频率、幅值、相位。 万用表：能测量直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻，有档位选择和调节，有超量程提示。 频谱分析仪：能够对输入信号进行频谱分析，得到幅频图和相频图，能得到平均周期和峰峰值。 信号记录仪：能够显示输入信号并保存波形，能够读取保存的波形并回放，能够显示采样间隔。 第二章 任意函数发生器设计 设计一个任意函数发生器，实现的功能：可产生正弦波、方波、三角波、锯齿波四种基本波形；每种波形都可以调节频率、幅值、相位、占空比、偏移量；可以设置采样频率和采样点数。可产生任意输入的公式波形；可以调节频率、幅值、偏移量；可以设置采样频率和采样点数。 1.前面板设计 前面板的设计如图2.1所示。左上为显示产生的波形的波形图；右上为基本函数发生器的设置区域，可以选择信号的类型，调节信号的幅值、频率、相位、偏移量、占空比，设置信号的采样频率和采样点数；左下为公式波形的设置区域，可以输入函数的公式，调节信号的幅值、频率、偏移量，设置信号的采样频率和采样点数，重置信号；右下为基本函数和公式函数的切换键以及停止按钮。 图2.1 任意函数发生器前面板 2. 程序框图设计 程序框图的设计如图2.2所示。基本函数发生器和公式波形是任意函数发生器的核心，再给它们加入频率、幅值、相位、占空比、偏移量等输入，加入波形图输出就可以产生波形，用条件结构和布尔来切换基本函数和公式函数。 图2.2 任意函数发生器程序框图 3. 运行结果 运行结果如图2.3所示。图2.3a为基本函数，产生的是正弦信号，频率为2Hz，幅值为1，占空比为50%，采样频率为1000Hz，采样点数为1000；图2.3b为公式函数，频率为10Hz，幅值为1，采样频率为1000Hz，采样点数为1000。 (a) (b) 图2.3 任意函数发生器运行结果 第三章 双通道示波器设计 设计一个双通道示波器，实现的功能：能同时和分别显示2个通道的输入信号；能分别调节2个通道输入信号的频率、幅值、相位、幅值偏移；可以测量2个通道输入信号的频率、幅值、相位；可以调节X轴增益、Y轴增益、延迟时间。 1.前面板设计 前面板的设计如图3.1所示。左上为显示产生的波形的波形图；右上为通道1和通道2输入信号的设置区域，可以同时有两个输入也可以只有一个输入，可以选择信号的类型，调节信号的幅值、频率、相位、偏移量、占空比，设置信号的采样频率和采样点数，调节输入信号的幅值偏移量；左下为测得的通道1、2的输入信号的频率、幅值、相位；右下为调节Y轴增益、X轴增益、时间延迟的转盘。 图3.1 双通道示波器前面板 2. 程序框图设计 程序框图的设计如图3.2所示。用函数发生器产生波形，加入频率、幅值等输入，输出到提取单频信息和公式；提取单频信息可得到信号的频率、幅值、相位；加法公式可以控制幅值偏移量；通过同时控制Y轴最大、最小值可产生Y轴增益，控制X轴最大值则可产生X轴增益。 图3.2 双通道示波器程序框图 3. 运行结果 运行结果如图3.3所示。图3.3a为通道1输入频率为1Hz，振幅为2，幅值偏移-2的正弦波；图3.3b通道2输入频率为1Hz，振幅为2，幅值偏移2的锯齿波。 (a) (b) 图3.3 双通道示波器运行结果 第四章 万用表设计 设计一个万用表，实现的功能：能测量直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻；能调节输入的直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻的值；每种被测量有2种量程可选，当超过量程时会亮红灯，显示测量值为0。 1.前面板设计 前面板的设计如图4.1所示。左边为量程选择旋钮和显示测量值的窗口以及超量程警示灯；右边为直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、电阻的输入值转盘。 图4.1 万用表