《仿真信号与波形数据实验.docVIP

实 验 报 告 学生姓名： 学 号： 指导教师： 一、实验项目名称：仿真信号与波形数据 二、实验目的： 1、了解仿真信号和实际信号概念； 2、了解仿真信号在虚拟仪器设计、数据分析中等的应用； 3、学习波形数据类型及其使用方法； 4、学习三种正弦信号发生器的使用。 三、实验要求： 1、完成类似图4、图5程序设计，当采样点数(samples)为1024，周期数(cycles)为2时得到的整周期正弦波序列，使用创建波形函数产生频率为10Hz的正弦波形并显示。 2、完成类似图9、图10的程序设计，产生频率1000Hz的正弦波形； 3、完成图11、图12程序设计； 四、实验器材（设备、元器件）： 每组：安装LabVIEW软件的PC机一台。 五、实验内容及步骤： 1、LabVIEW的仿真信号 仿真信号：指的是用等时间间隔取函数值得到的用离散时间序列(值)表示的信号。如图1，f(t)是连续函数，取等间隔的时刻t0,t1,t2,t3....tn处的函数值得到f(t0)，f(t1)，f(t2)，f(t3)......f(tn)这样的离散时间序列(值)。 图1 函数的等间隔离散采样 实际信号：由数据采集卡(DAQ)对真实信号采样获得的离散时间序列。 那么在仿真分析时，可以用仿真信号模拟实际信号，这时仿真信号不涉及数据采集卡，对设计分析非常方便。 在“Singal Processing信号处理”函数选板下的“Singal Generation信号生成”子模板里有许多能生成仿真信号波形的功能函数。 图2“Singal Processing”函数选板 2、正弦波序列发生器(Sine Pattern.vi正弦信号) 图3 Sine Pattern.vi正弦信号 其中： 采样表示正弦信号序列由多少个点组成的； 周期表示这么多个点组成几个周期的正弦信号序列； 所以同样的点数表示周期越少，图形越光滑；或者说同样周期数，点数越多图形越光滑。 图4 正弦波序列的生成与正弦波形生成前面板 图5 正弦波序列的生成与正弦波形生成框图程序 3、正弦波发生器(Sine Wave.vi正弦波) 图6 Sine Wave.vi正弦波 频率使用的是归一化频率；在给定周期数（cycles）的情况下，周期数除以采样数就得到归一化频率；在给定以Hz（周期数/每秒）为单位的频率的情况下，如果用以Hz为单位的频率除以以Hz为单位的采样率，就可以得到归一化频率。 在内部记录了相位，允许用户控制初始相位的取值。phase?in相位输入指明了首次采样生成波形时的初始相位（以度为单位），而phase?out相位输出则指明了下一次采样生成波形时的相位。 图7 Sine Wave.vi和Sine Pattern.vi的使用比较 4、正弦波形（Sine Waveform.vi） Sine Wave正弦波和Sine Pattern正弦信号在Signal Generation信号生成模板中，这两个VI是不包括时间信息的。只有Sine Waveform正弦波形在Waveform Generation波形生成模板中，包含了信号的时间信息。 图8 Sine Waveform.vi 正弦波形 其中，采样信息包含采样信息Sine Waveform.vi是含有时间信息的。对Sine Waveform.vi输出端创建显示控件——“信号输出”，可以看出是一个特殊的簇结构，这个特殊的簇结构就是波形数据类型。从图6的波形数据可以看到4个元素： t0：时间 dt：一个有时间单位的数值 Y：一维数组 属性：空的 图9 简单正弦波形函数分析前面板 图10 简单正弦波形函数分析框图程序 由图7“获取波形成分”可知，波形数据包含4个元素，他们的类型如下： t0：时间类型 dt：浮点数类型 Y：浮点型一维数组类型 attributes：属性：变体类型 6、为波形数据添加属性 变体是LabVIEW中一种特殊的数据类型，任何数据类型都可以转化为变体类型，然后为其添加属性，并在需要时转换回原来的数据类型。 图11 为波形数据添加属性程序框图 图12 为波形数据添加属性显示图 六、实验数据及结果分析： 前面板： 程序框图： 七、对本实验过程及方法、手段的改进建议： 报告评分： 指导教师签字：