多路信号发生器 和 双通道虚拟示波器设计 (9)

内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计说明书题 目：1.多路信号发生器2. 双通道虚拟示波器设计2一、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；能够熟练使用 Labview软件编写程序；将所学的知识通过设计信号发生器实验可产生各种波形如正弦波、方波、三角波、锯齿波等；来加深对虚拟仪器技术的深层理解。3.设计要求: 可输出双路正弦波（方波、三角波）信号，其相位差可调。 信号的频率、幅值、占空比可调4.设计思路:采用“信号处理”中的基本函数发生器做信号源，用相应的数值输入控件控制各信号的参数，然后用 While 循环使输出信号连续的动起来，所产生的信号通过波形图来显示，可用 DAQ 输入模块将信号送入数据采集卡 PCI6221 再用DAQ 输出模块将信号采集回来用波形图显示，便可验证所产生的信号，或通过示波器来验证。5设计实现过程（1）while 循环从“程序框图”面板中点击右键，然后按照“编程”“结构”“while 循环 ”的顺序，将其拖到面板中如图示：只需将编辑好的子程序嵌套在 while 循环中，便可实现循环显示波形的功3能。（2）前面板设置首先，在前面板中做一个“上凸盒” 。在前面板中，点击右键，从“Express”中的“图形显示控件”中，选择“波形图” ，将其拖入前面板中，并放到“上凸盒”上。注：“上凸盒”一般应该先放置，防止其他显示控件不能正确放置到“上凸盒”上。（3）波形发生器 在函数选板中按照“信号处理”“波形生成”“基本函数发生器”的顺序将其找到，然后在 while 循环中放置两个，分别设置。将“信号类型”“偏移量” “频率” “幅值” “相位”以及“方波占空比”几个端子分别连接到相应的输入控件。设置好以后，将两个基本函数发生器的信号输出端进行信号合并，再连接到波形图输入端。值得强调的是必须在编程中选定时设置延迟时间来作缓冲，因为经过采集卡输入到输出是需要一定时间后信号才能连续输出的，这时便可将信号从数据卡中信号输出，通过波形图便可验证所产生信号的实用性。因为生成的波形频率是可变的，所以还需要实时地改变采集卡的更新率 。程序框图如图所示：将各参数在前面板的显示控件整理后如图：4（4）仿真信号的采集与显示DAQmx 模拟量采集该程序数据采集的实现主要是借助于 DAQ 助手实现的。其中应用了各种DAQmx 函数，将各函数的 Task Out 和 Error Out 按逻辑结构顺次连接，并与While 循环相结合，最后连接一个“简单错误处理”函数，构成整个程序。程序会自动根据波形中的信息设定采集卡合适的更新率，向外输出波形 。应用到的各 DAQmx 函数如下图所示：5DAQmx Create Virtual Channel.vi DAQmx Timing.vi 6DAQmx Write.vi 6.程序框图、前面板7整个程序框图完成后，将其整理好，使其合理整洁，整个如图示：（因截图过大，分为两部分：）第一部分：第二部分：将前面板上的所有图标合理摆放，使其合理匀称，并做些修饰，其如图示：87.程序运行及调试当用 DAQ 输出模块显示时将采集卡 PCI6221 的输入 AI0 与输出 AO0 相连，AI1 与 AD1 相连，输入地线 DGND 与输出地线 DGND 相连。当点击运行时其采回来的信号波只有一小部分显示，无法看到整体波，此时停止运行，将采样速度与采样点均设为 1000，便可看到整个波形。当改变频率、幅值、及上下平移时波形都可按照要求输出，相位的改变需等波形非运动状态时进行调节，因为波形是即时产生的，对其相位调节很难看出来。运行时前面板状态如下（图中两个通道均为正弦波）：9二、双通道虚拟示波器设计1. 设计题目: 双通道虚拟示波器设计2. 设计目的：1. 通过实验让我们更深入了解虚拟仪器的基本原理及观念，掌握利用相关的软、硬件平台完成虚拟仪器设计的方法和步骤。2. 了解虚拟仪器的具体的实际应用。3. 对示波器的原理有初步的了解，用 Labview 软件可以实现简单的示波器。3.设计要求: 可实现波形显示；双通道显示；可实现信号存储回放功能。 4.设计思路:在 while 循环内创建一个选择窗口，用开关来选择真假，只有当真时才让示波器启动，在选择框内创建一个示波器的输入通道，使用差分方式并设置采样率等等，将通道接入 while 循环，在循环内进行波形的统计显示，并能够对波形进行存储和回放，可调节示波器的扫描时间和分辨率。5设计实现过程（1）条件结构的分层设计及 while循环从“程序框图”面板中点击右键，然后按照“编程”“结构”“条件框图”的顺序，拖到面板中如图示：默认“条件结构”的基本分层设置，并在选项为“真”的图层中进行程序10设计。按上述顺序在“条件结构”并列位置找到“while 循环” ，如图示：将其拉大包含以上的“条件结构” ，再放置一个“while 循环”嵌套在上述“条件结构”中。 （2）仿真信号采集与通道选择仿真信号采集部分与上一个设计相类似，同样利用 DAQmx 函数实现仿真信号的采集，只是部分函数的设计略有不同。DAQmx Read 函数要放置在嵌套在“条件结构”的“while 循环”中，用来实现信号的循环读取，波形的循环显示。通道选择的实现则是利用“条件结构” 。将“条件结构”设置为包括“默认”层的 5 层，另外 4 层分别表示“单通道 A”， “单通道 B”， “叠加通道”以及“双通道 A+B”。将 DAQmx Read 函数的数据输出端信号进行拆分并与 “条件结构”相连，然后对“条件结构”各层分别进行设置连线，具体如下图：各通道正确设置之后，将输出信号进行统计，使用函数如下：11各控件正确连接之后，加波形图实现波形显示。（3）波形的存储、回放以及重新打开 存储部分此部分的实现是在上一步实现的基础上进行的。在“通道选择”完成后从信号输出端引出一根线再连接到一个“条件结构”上，默认其分层设置，在默认的“真”图层上添加“写入测量文件”函数，该函数作用如图：12在“条件结构”分支选择器处连接一个布尔型开关和一个指示灯，用来控制是否存储。回放、重新打开文件部分与上部分相对应的，此处应使用“读取测量文件”函数，该函数功能如下图：其他控件的设置与连接与上部分类似，如图：（4）时间与幅值的调节 这两个部分任然采用“选择结构” ，在“选择结构内部”进行相关的数学运算，具体如下： 136.程序框图、前面板整个程序框图完成后，将其整理好，使其合理整洁，整个如图示：片段一：片段二：14将前面板上的所有图标合理摆放，使其合理匀称，并做些修饰，运行的情况如图示：单通道 A15双通道 A+B叠加通道167.实习总结：通过这次的设计，我掌握了 Labview 软件的基本用法，了解了图形化编程的方法和步骤；同时也使我掌握了数据对象类型与操作和数据、簇的概念与使用，以及其中的一些函数及结构的用法；并可以利用它做一些基本的设计，同时配合 PCI6221 板卡可以实现简单的数据采集显示、波形生成等功能。让我体会更深的是虚 拟 仪 器 技 术 给 设 计 者 带 来 了 极 大 的 方 便 以 及 发 展 空 间 ， 使 我 看到 了 虚 拟 仪 器 技 术 对 于 测试测量行业发展具有多么重大的意义，同时也更 充分 的