虚拟频谱分析仪及相位差测量在教学中的实现.pdfVIP

中国校外教育下旬刊 教学方法 虚 拟 频 谱 分 析 仪 及 相 位 差 测 量 在 教 学 中 的 实 现 徐 　刚 ◆ 本文介绍了教学中常用的一种虚拟频谱分析仪及测量相位差的方法 。该分析仪基于图形化编程语言 L abV IEW 所设计 ,能够同时 进行时域分析 、频域分析及谐波分析 。与传统的硬件 电路相位差测量方法相比 ,这种基于虚拟 频谱分析仪 的测量相位 差可以通过 L ab2 V IEW 的高度灵活的工程工具 , 其具有编程方便 ,能够简单地进行仪器控制和连接 ,数据处理功能强大 , 良好的可视化性能 , 可扩展性好 , 图形界面易于上手 ,操作简单等众多优点 ,可以在学校教学实验中广泛应用 。 虚拟频谱分析仪 相位差 教学装置 ( ) 一 、前言 率响应函数 FR F F requency R esponse Function 也是虚拟频谱分析仪的常用 传统的电子仪器是 自封 闭的系统 , 它具有信号输入 、输 出的能力并有 分析功能,它可作为原始数据提供给应用这个 模态分析货或在 曲线拟合时 固定的用户接 口, 它的功能是由制造商决 定的 ,用户不能随意更改 ,用户 如 使用 。谐波分析则重点在于测量周期信号波 形的畸变情况 , 包括谐波失真 按 自己的要求定制仪器 ,则价格比较昂贵。虚拟仪器的设想正 式处于人 们 THD、基波信号相对噪声或谐波信号的均方根比例 SNI AD。 对这种仪器的需求 ,利用软件的易于修改性 , 利用软件来实现信号 的的处 此外 ,分析仪还具有到频谱分析 、希尔伯特变 换等特殊功 能及加窗 、平 理算法部分和人机接口部分 。 均等辅助功能 。 虚拟仪器以图形化编程语言 LabV IEW 为开发平台 ,是随着计算机技术 四、虚拟频谱分析仪的结构模块 与仪器 、仪表技术的发展而产生的一门新型科学 。虚拟仪器具有升级周 期 一个虚拟仪器 由硬件部 分和 软件部分 构成 。硬 件部分 系统 由虚拟信 短 ,费用低廉 ; 很强的数据处理 、存储和分析 能力 ; 针对不同的测试需求 , 不 号发生器模块和频谱分析模块两部分组成 。 需要进行硬件升级 ,便可 自行开发软件 ;开 放、灵活的架构可以随计算机 同 传统的测试仪器通过硬件 实现 数据的采 集 、分 析和处 理 ,因此实现复 步发展 ,易于同周边设备及网络互连等众多优点 。 杂的测试任务将会有复杂的电路 ,带来的结果 是仪器的价格 随测试功能的 相位差的测量方法很多 , 可以采 用模拟 和数字 的方法 , 模拟方 法电路 增加而成倍的增加 。而虚拟 仪器的硬 件主要 功能是采集数据 以及将数据 复杂 ,而数字方法的测量精度又受到计 数脉冲工作频率 的限制 。本文采 用 数字化 , 至于数据的分析和后期处理显示都将 由软件来实现 , 因此 ,设计仪 近年得到广泛应用的虚拟频谱仪器技术 ,从 很大程度上摆脱 了硬件方面 的 器时 ,在硬件结构上虚拟仪器十分简单 ,与传统仪器有着本质的区别。 限制 ,既可以避 免上述 缺点 , 又可以消 除硬 件 电路 的温漂 、噪声和 干扰 的