LabVIEW实验四.docx
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LabVIEW实验四.docx
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LabVIEW实验四
实验四:
制作一个信号发生及分析仪
一、实验目的和实验要求
1、制作一个信号发生及分析仪。
2、实现的功能有:
生成信号、过滤信号、表明信号是否超出特定范围,以及记录数据。
二、实验准备
1、计算机
2、LlabView2009软件
三、实验内容
操作步骤:
修改基于模板创建的VI
按照下列步骤,创建用于生成、分析和显示信号的VI。
1.单击启动窗口中的新建,显示新建对话框。
2.在新建列表中选择VI»基于模板»使用指南(入门)»生成、分析和显示。
该VI模板用于仿真信号并分析信号的均方根(RMS)值。
3.单击确定按钮或双击模板名称,可创建基于模板的VI。
4.如即时帮助窗口未显示,按
(MacOS)按
5.按
6.移动光标至“幅值和电平测量”ExpressVI。
如下图所示。
即时帮助窗口可显示该ExpressVI的信息。
保持即时帮助窗口处于打开状态。
该窗口可在完成练习的过程中提供有用信息。
7在前面板上,删除RMS显示控件,在程序框图上,删除与该显示控件连接的所有断线。
如上图所示。
按
本练习不使用“幅值和电平测量”ExpressVI的均方根功能。
在实际应用中,使用生成、分析和显示VI模板的均方根功能可减少开发时间。
8.在前面板上,右键单击波形图显示控件,在快捷菜单中选择属性。
显示图形属性对话框。
9.在外观页,勾选标签区域的可见复选框,在文本框中输入未滤波信号。
10.单击确定按钮,保存当前配置并关闭图形属性对话框。
11.运行VI。
图形中可显示信号。
12.单击停止按钮,中止VI运行。
添加信号
默认状态下,“仿真信号”ExpressVI可仿真正弦波。
更改配置仿真信号对话框的选项,按照要求自定义信号。
按照下列步骤,创建另一个仿真信号,并在正弦波中加入均匀白噪声。
1.在程序框图上,通过定位工具选定“仿真信号”ExpressVI。
按
另一个“仿真信号”ExpressVI。
(MacOS)按键并拖曳。
(Linux)也可住鼠标中键并拖曳。
2.释放鼠标,在原有ExpressVI的下方放置复制的“仿真信号”ExpressVI。
LabVIEW自动将该ExpressVI副本命名为“仿真信号2”。
3.双击“仿真信号2”ExpressVI,可显示配置仿真信号对话框。
4.在信号类型下拉菜单中选择正弦。
5.在频率(Hz)文本框中输入60。
6.在幅值文本框中输入0.1。
7勾选添加噪声复选框,为正弦信号添加噪声。
8.在噪声类型下列菜单中选择均匀白噪声。
9.在噪声幅值文本框中输入0.1。
10.在种子值文本框中输入-1。
11.在定时区域,选择以可达到的最快速度运行选项。
12.在信号名区域,取消勾选使用信号类型名复选框。
13.在信号名文本框中输入60Hz有噪声。
LabVIEW依据配置仿真信号对话框中修改的信号名更新程序框图中信号输出的名称。
修改信号名便于在程序框图中确认该ExpressVI各个信号的类型。
结果预览区域可显示随机信号。
图3-2为配置仿真信号对话框。
图3-2配置仿真信号对话框
14.单击确定按钮,保存当前配置并关闭配置仿真信号对话框。
添加两个信号
如需使两个信号相加,生成一个信号,可使用“公式”ExpressVI。
“公式”ExpressVI并不是将两个信号合并在一个图形中,而是使两个信号相加成为新的信号并在图形中显示。
通过“公式”ExpressVI可为信号添加噪声。
按照下列步骤,正弦信号中添加60Hz有噪声信号。
1.在程序框图上,三击“仿真信号”ExpressVI的正弦输出端与“幅值和电平测量”ExpressVI的信号输入端,以及未滤波信号显示控件之间的连线,删除该连线。
2.单击函数选板上的搜索按钮,搜索“公式”ExpressVI。
在“仿真信号”ExpressVI和“幅值和电平测量”ExpressVI之间放置“公式”ExpressVI。
如下图所示。
显示配置公式对话框。
注如搜索结果为子选板,则左侧显示文件夹符号;如搜索结果为ExpressVI,则左侧显示淡蓝色符号。
3.在标签列中,更改标签X1为正弦,更改标签X2为60Hz有噪声。
输入第一个新标签时,“公式”ExpressVI可自动在公式文本框中输入正弦。
4.分别单击+按钮和X2按钮,在公式文本框中添加正弦和60Hz有噪声。
5.单击确定按钮,保存当前配置并关闭配置公式对话框。
6.通过连线工具连线“仿真信号”ExpressVI的正弦输出端至“公式”ExpressVI的正弦输入端。
7连线“仿真信号2”ExpressVI的60Hz有噪声输出端至“公式”ExpressVI的60Hz有噪声输入端。
8.连线“公式”ExpressVI的结果输出端至未滤波信号显示控件和“幅值和电平测量”ExpressVI的信号输入端。
9.按
10.运行VI。
图形中可显示具有噪声的信号。
11.单击停止按钮,中止VI运行。
12.选择文件»另存为,将VI命名为Analysis.vi,保存在易于访问的位置。
信号滤波
通过“滤波器”ExpressVI可使用滤波器和窗处理信号。
按照下列步骤,配置“滤波器”ExpressVI,通过无限长冲激响应(IIR)滤波器对信号进行滤波。
1.在程序框图上,删除“公式”ExpressVI的结果输出端和“幅值和电平测量”ExpressVI的信号输入端之间的连线。
2.删除断线。
3.搜索“滤波器”ExpressVI,放置在程序框图中的“仿真信号2”ExpressVI和“幅值和电平测量”ExpressVI之间。
如下图所示。
显示配置滤波器对话框。
4.在滤波器规范栏,更改截止频率(Hz)为25。
5.单击确定按钮,保存当前配置并关闭配置滤波器对话框。
6.显示前面板。
7在前面板上单击未滤波信号波形图显示控件,按
8.在未滤波信号波形图的下方放置波形图显示控件的副本。
9.三击新建的未滤波信号2波形图显示控件的标签,输入滤波后的信号,更改显示控件的标签。
也可在图形属性对话框的外观选项卡中更改标签。
10.在程序框图中,连线“公式”ExpressVI的结果输出端至“滤波器”ExpressVI的信号输入端。
11.连线“滤波器”ExpressVI的滤波后的信号输出端至“幅值和电平测量”ExpressVI的信号输入端,以及滤波后的信号波形图显示控件。
12.选择文件»保存。
图3-3为“分析”VI的程序框图。
图3-3分析VI的程序框图
修改图形外观
在图形属性对话框的显示格式页可指定图形中X轴和Y轴标尺的格式。
按照下列步骤,修改未滤波信号和滤波后的信号图形的X轴和Y轴的格式。
1.在前面板上,右键单击未滤波信号波形图显示控件,在快捷菜单中选择属性。
显示图形属性对话框。
2.在显示格式页,在下拉菜单中选择时间(X轴)。
3.选择默认编辑模式选项按钮。
4.在类型列表中选择自动格式。
5.在位数栏中输入6,在精度类型下列菜单中选择有效数字。
6.勾选隐藏无效零复选框。
7在下拉菜单中选择幅值(Y轴),重复步骤3-6,使Y轴与X轴的配置一致。
8.在标尺页上,选择幅值(Y轴)。
9.取消勾选自动调整标尺复选框。
10.在最小值文本框中输入–2.5,在最大值文本框中输入2.5。
11.单击确定按钮,保存当前配置并关闭图形属性对话框。
12.重复步骤1–11,配置滤波后的信号图形显示控件。
未滤波信号和滤波后的信号图形显示控件的x轴和y轴可依据新配置更新。
分析信号幅值
“幅值和电平测量”ExpressVI用于分析信号的电压。
按照下列步骤,重新配置该ExpressVI,测量信号的峰峰值。
1.在程序框图上,双击“幅值和电平测量”ExpressVI,显示配置幅值和电平测量对话框。
2.在幅值测量栏,取消勾选均方根复选框。
3.勾选峰峰值复选框。
结果栏可显示峰峰值的测量结果。
4.单击确定按钮,保存当前配置并关闭配置幅值和电平测量对话框。
“幅值和电平测量”ExpressVI的均方根输出端可依据峰峰值的新配置更新。
如下图所示。
随后的练习中将使用峰峰值输出。
控制执行速度
如需降低波形图中数据点的绘制速度,可在程序框图中添加时间延迟。
按照下列步骤,控制VI的运行速度。
1.在程序框图上,搜索“时间延迟”ExpressVI。
2.在While循环内的左下角放置“时间延迟”ExpressVI。
显示配置时间延迟对话框。
3.在延迟时间(s)文本框中输入0.1,单击确定按钮。
4.打开前面板,运行VI。
循环每隔0.1秒运行一次。
5.停止VI。
添加报警指示灯
如需通过视觉提示表明值超过特定界限,可使用报警指示灯。
按照下列步骤,为VI添加报警指示灯。
1.右键单击前面板上的任意空白,显示控件选板。
2.在Express选板上,选择指示灯选板。
如图3-4所示。
图3-4指示灯选板
3.选择圆形指示灯显示控件,放置在前面板上波形图的左侧。
4.双击指示灯上方的布尔标签,输入报警,更改指示灯的标签。
随后的练习中将使用该指示灯表明值超出界限。
5.选择文件»另存为,可显示另存为对话框。
6.查看对话框的各个选项。
选择副本和原文件的替换副本按钮,创建原有
VI的副本,并立即编辑副本。
7选择继续按钮,将VI命名为WarningLight.vi,保存
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