频谱分析仪设计文档剖析.docVIP

电气工程学院课程设计 学 生 姓 名 刘恺 学 号 2013411117 学 院 电气工程学院 指 导 老 师 雷继海 专 业 测控技术与仪器 答 辩 日 期  第一部分 任务及指导书 《虚拟仪器技术》课程设计 课题：频谱分析仪 1.设计目的 （1）掌握Lab VIEW软件编程方法 （2）掌握Lab VIEW硬件的应用 （3）培养综合应用所学知识来指导实践的能力 2.实物内容及要求 （1）设计成果一份。 （2）课程设计论文一份。 3.进程安排 1．布置任务、查阅资料，方案设计　 根据设计要求，查阅参考资料，进行方案设计及可行性论证，确定设计方案，画出详细的原理图。　 2．上机在Lab VIEW环境下按要求进行设计。 要求在虚拟仪器上观测到正确的波形并达到规定的技术指标。 3．总结报告　　 5.课程设计报告内容 总结设计过程，写出设计报告，设计报告具体内容要求如下： 1．课程设计的目和设计的任务 2．课程设计的要求及技术指标 3．总方案的确定并画出原理框图。 4．各基本单元原理及设计 (结合设计图写)。 5．总原理图，工作原理、工作特性（结合框图及前面版讲解）。 6．实验结果分析，改进意见及收获。 第二部分 课程设计报告 目录 一 课程设计的任务及目的 5 1.1 课程设计目的 5 1.2 课程设计的任务 5 1.3 课程设计的要求及技术指标 5 二 总方案的确定并画出原理框图 6 三 各基本单元 7 3.1 基本函数发生器 7 3.2均匀白噪声波形 7 3.3 高斯白噪声波形 7 3.4 数字IIR滤波器 8 3.5 FFT频谱 8 四 总原理图，工作原理、工作特性 8 五 体会 10 一 课程设计的任务及目的 1.1 课程设计目的 （1）掌握Lab VIEW软件编程方法； （2）掌握Lab VIEW硬件的应用； （3）培养综合应用所学知识来指导实践的能力。 1.2 课程设计的任务 频谱分析仪是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。本课题将结合虚拟频谱分析仪的设计过程，了解使用基于图形化编程语言LabVIEW进行虚拟仪器编程的方法与实现技术，基本实现传统频谱分析仪的功能。 1.3 课程设计的要求及技术指标 （1）将采集到的时域信号转化为频域信号； （2）对信号进行简单的滤波和加窗处理； （3）求出信号的频率、频率响应等参数； （4）能完成数据显示、绘制图形、存储和查看测量数据等功能且具有友好的人机界面。 二 总方案的确定并画出原理框图 本设计的虚拟频谱分析仪即可以对虚拟信号发生器所产生的信号进行频谱分析也可以对通过信号调理器，基于PCI总线的DAQ卡组成的采集系统所采集到的外部信号进行频谱分析。其中，在对外部信号进行频谱分析时，外界被测信号首先传送到信号调理电路，且由信号调理电路对它进行放大、滤波、隔离等处理后，再经数据采集卡进行A／D转换，以将模拟信号转换为数字信号，然后由软件对被测试信号进行频谱分析和处理，最后得到测试结果，并按要求将它们显示或储存起来。 图一 三 各基本单元 3.1 基本函数发生器 3.2均匀白噪声波形 3.3 高斯白噪声波形 3.4 数字IIR滤波器 3.5 FFT频谱 四 总原理图，工作原理、工作特性 这一种虚拟频谱分析仪能够提供一个高精度的频谱分析功能，并且可以同时观察输入信号的频域显示。但该虚拟频谱分析仪受数据采集卡采样速率的限制，其频率范围仅为0～50kHz，用户可以通过改变采样速率和数据长度来选择频率分辨率。在虚拟频谱分析仪的设计中可以通过程序直接读出基波频率和峰值大小，并将它们显示在面板上，用户参考这个值可以手动调整采样速率的大小和显示图形中X、Y轴的坐标来观察所需要的频谱图，因此操作更加直观、简便。信号频谱分析仪的主要数据处理工作就是对待分析信号进行傅立叶变换，然后分析其频谱特性，并显示计算结果。 这次课程设计的顺利完成了，离不开老师的辛勤指导和同学的帮助，我也从老师何同学的身上我们学也到很多实用的知识，在此我向所有帮助过我的老师和同学表示衷心的感谢 ！ 2 1