多路信号发生器 和 双通道虚拟示波器设计 1.docx

多路信号发生器 和 双通道虚拟示波器设计 1.docx

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多路信号发生器和双通道虚拟示波器设计1

内蒙古科技大学

虚拟仪器课程设计说明书

一、多路信号发生器

1.设计题目:

多路信号发生器

2设计目的：

了解、熟悉并掌握虚拟仪器的相关知识；完成所要求的实验内容。

3.设计要求:

①可以输出任意一种以下的信号：

正弦波信号、方波信号、锯齿波信号或三角波信号，且可输出双路信号。

②信号频率、幅值、占空比、相位和偏移量可调。

4.设计思路:

采用“信号处理-波形生成-基本函数发生器”做信号源，用相应的数值输入控件控制以上信号的参数，编辑相应程序将其用波形图显示，同时将信号用DAQ输出到数据板卡，板卡就会将输入到当中的信号从相应的端口输出。

5．设计实现过程

（1）建立DAQ信号输出通道的建立与配置

依次将DAQmxCreateVirtualChannel.vi、DAQmxTiming.vi、DAQmxWrite.vi、DAQmxStartTask.vi、DAQmxStopTask.vi、DAQmxClearTask.vi等所需vi放置到程序框图中，并连接成如图样式。

并将参数配置成配置成图中的形式。

由于需要实现连续波形输出，还要实现采样率实时可调，因此还需要用到DAQmxWrite和DAQmxTiming的属性节点。

要连续输出信号，就需要不断的向板卡中输出波形数据，因而将DAQmxWrite.vi和DAQmxStartTask.vi放在while循环中。

又因为DAQmxStartTask.vi只需要执行一次，所以把DAQmxStartTask.vi放在条件结构中，并判断while循环是否第一次执行，从而决定是否运行DAQmxStartTask.vi。

至此，信号输出通道建立完成。

（2）建立信号源

由于是双通道信号发生器，因而需要两个基本函数发生器。

再用“Express-信号操作-合并信号”将产生的信号合并到一起，用于输出给DAQmxWrite.vi和用来给波形图显示信号的形状。

再在所需要调节的参数上分别创建输入控件，本设计需要用到的调节端子有：

信号类型、信号频率、幅值、占空比、相位和偏移量。

由于相位调节要求“重置信号”端子输入必须为“真”，因此需要在此端子上连接一个为真的布尔常量，这样才能够调节相位值。

将两路信号合并，既可以用“Express-信号操作-合并信号”，也可以用“编程-簇，类与变体”中的“捆绑”将两个信号捆绑到一起，再用“簇至数组转换”将其转换后输出。

设计中，两种方法都有采用，并将一路用于波形图显示，一路用于DAQmxWrite.vi的输入。

信号源总体连线如上图所示。

（3）前面板的设计

将波形图调整到需要的大小，右键选择属性、标尺，去掉显示标尺标签。

信号类型比较少，可以用垂直滑动杆做输入来选择信号类型。

由于滑动杆是连续型输入控件，需要进行配置。

首先右键单击滑动杆，勾选文本标签。

在选择属性，在文本标签选项卡中编辑，设置“正弦波”值为0，“三角波”值为1，“方波”值为2，“锯齿波”值为3。

因为基本函数发生器“信号类型”端子直接识别数字，可以直接用滑动杆输出做输入。

再分别更改两个通道的调节旋钮属性，由于基本函数发生器频率输入必须大于零，所以设置最小值为1，并设置最大值为100。

幅值设置为从0到10V。

相位从-180°到180°。

方波占空比从0％到100％，最终效果如图。

最终效果图。

（4）整体美化

功能都实现后，对程序和前面板都进行排版，使整个程序看起来更美观。

下图为美化后效果。

下图为程序美化后效果。

二、双通道示波器

1.设计题目:

双通道示波器

2设计目的：

了解、熟悉并掌握虚拟仪器的相关知识；完成所要求的实验内容。

3.设计要求:

①能同时查看两个通道的波形。

②数据可存储回放。

4.设计思路:

利用DAQ创建通道，并采集数据，用于波形图显示。

用TDMS保存波形数据，用于数据回放。

波形的查看，可以用属性节点改变波形图X和Y标尺的范围，这样就可以实现波形沿X轴放大和沿Y轴放大。

5．设计实现过程

（1）建立DAQ信号输出通道的建立与配置

依次将DAQmxCreateVirtualChannel.vi、DAQmxTiming.vi、DAQmxRead.vi、DAQmxStartTask.vi、DAQmxStopTask.vi、DAQmxClearTask.vi等所需vi放置到程序框图中，并连接成如图样式。

因为是连续采集，所以将DAQmxRead.vi放在while循环中，用于连续的读取数据。

（2）通道选择的实现

测回的数据就可以直接给波形图显示控件显示。

但为了实现通道切换，先用“拆分信号”将信号进行分离。

再用条件结构控制流向波形显示控件的信号数量。

这样就可以实现通道切换了。

（3）波形调节的实现

本设计要实现波形沿X轴与Y轴的放大缩小，由于不能改变波形的实际数据，因而通过更改“波形图”X轴坐标与Y轴坐标的范围来实现波形的放大。

这就需要使用“波形图”属性节点来实时改变X轴坐标与Y轴坐标的范围。

设计还实现了波形的垂直移动，也是通过波形图属性节点来调节Y轴坐标范围来实现。

如图，是通过滑动杆输出改变Y轴坐标的起始值与最大值，从而实现波形的上下移动。

（4）波形数据的存储

设计采用TDMS存放波形数据。

TDMS高速数据流文件，存储速度快，适合用于快速存储大量的数据。

因此很适合用来存储采集的波形数据。

（5）波形数据的回放

同样采用TDMS相关空件来实现数据的回放。

因为读取时，默认的数据存储文件可能不见了，因此设计了一个条件结构，用于判断文件是否存在，如果不存在，则要求用户指定文件位置。

（7）前面板的实现

将控件都拖放到面板上，设置为文本标签，再设置数据，最后设置成如图形状。

并利用属性节点设置TimeBase和查看范围两个控件。

使测量时隐藏“查看范围”，回放时隐藏“TimeBase”。

设置了一个滚动条，在查看数据时，可以利用滚动条查看记录的所有数据。

另外一个滚动条，用于上下滚动波形。

用两个滑杆控制通道选择和功能选择。

（8）整体美化

功能都实现后，对程序和前面板都进行排版，使整个程序看起来更美观。

下图为美化后效果。

程序框图。