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LABVIEW院系：电子与电气工程学院专业：电子信息工程班级：099411姓名：曹斌学号：094109006指导老师：薛晓超低频任意波形信号发生器设计（LabVIEW）摘要：本文介绍了广泛应用于虚拟仪器程序设计的LabVIEW图形化集成开发平台，指出了它相对于传统程序设计语言的优点。探讨了在LabVIEW环境下,基于LabJackU12数据采集卡的任意波形信号发生器的设计,描述了LabJackU12的功能、特性、驱动及软硬件开发环境。并给出了该波形发生器在上述硬件的基础上,利用LabVIEW来编写驱动程序和软面板的方法。系统主要功能包括利用鼠标绘制任意波形, 波形编辑, 波形的模拟输出等, 具有操作简单、人机界面友好、软件可读性、可维护性好和系统易于升级等特点,能满足实际测试的各种需要。基于虚拟仪器技术的测量仪器设计方法,是设计虚拟仪器系统以替代传统仪器,实现仪器快速开发的有效途径，有效地解决了在超低频率情况下信号发生的问题。关键词：超低频，任意波形，LabVIEW，LabJackU12，数据采集卡1 绪论仪器设计是电信专业的一个主要分支，而虚拟仪器技术是仪器技术和计算机技术深层次相结合的产物，已经成为21世纪测试技术和仪器技术发展的主要方向.波形发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都需要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测器件或设备的输出响应，以分析确定它们的性能参数。信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波甚至任意波形,因而广泛用于通信、雷达、导航、宇航以及深海探测等领域。2 设计要求2.1 课题说明本课题要求采用虚拟仪器方式设计超低频任意波形信号发生器。虚拟仪器是将传统仪器由硬件实现的数据分析、处理与显示等功能改由功能强大的计算机来完成，通过配置数据采集卡设备和实现不同功能的软件所构成的仪器。硬件采用多功能数据采集卡以及示波器等，软件采用LabVIEW开发环境。2.2 技术指标 1.模拟输出：双路2.输出电压范围：0～+5V3.输出频率范围：0～20Hz 4.分辨率：10位 5.用鼠标绘制任意波形。 6.波形编辑。7.输出波形可在函数发生器屏幕上同步显示2.4 设计任务采用数据采集卡和微型计算机实现任意波形信号发生器设计，最终实现任意信号波形信号的输出。1.硬件部分采用LabJack公司生产的多功能数据采集卡实现硬件设计及驱动程序设计。2.软件部分采用LabVIEW7.1开发环境，实现任意波形信号发生器前面板设计及框图程序的设计。本设计是在传统仪器功能的基础上，利用先进的软件硬件相结合的技术实现仪器功能。主要目的是把握仪器设计中各种功能的实现，以及对图形化仪器开发的掌握。3 硬件部分3.1 LabJack简介本设计基于LabJack U12 数据采集卡产生任意波形信号，采集卡通过USB 接口与电脑相连，USB 接口既是采集卡的供电接口，又是采集卡与电脑进行数据通信的接口。计算技输出信号将实时送入示波器或虚拟示波器（计算机）中进行信号的显示和分析处理。LabJackU12与计算机软件连接图，包括：LabVIEW7.1、数据采集卡、示波器等。连接如图3.1所示：图3.1 LabVIEW7.1、LabJackU12与示波器的连接图Fig.3.1 The connecting diagram of LabVIEW，LabJackU12 and scope 3.2 设计中使用的驱动函数此设计用到的驱动函数主要有: AOUpdate设定模拟输出电压,正确安装数据采集卡、驱动程序、并将数据采集卡与计算机相连之后，即可通过LabVIEW编程调用AOUpdate驱动函数驱动数据采集卡输出模拟的波形信号[2]。在框图程序中，我们可以通过帮助窗口查看LJAO输入输出端口的详细信息，如图3.2所示：在设计中共用到了IDNum(-1)、Local ID、Analog Output 0、Analog Output 1、Digital I/O Data、error in、error out以及Demo九个端口。图3.2 LJAO的输入输出端口Fig.3.2 The inputting and outputting terminals of LJAO 3.3 数字示波器采用Siglent公司生产的型号为SDS1102数字存储示波器,频率的通带带宽为100MHz，采样率为1GSa/s，使用数字示波器检测本设计的任意波形信号发生器产生的波形信号能否正常输出。4 软件部分4.1 LabVIEW简介LabVIEW是一种