虚拟仪器设计课程报告_章喆.docx

《虚拟仪器设计与仿真》实验总结报告姓 名：章喆学 号：SY1315325学 院：宇航学院指导教师：李秀芝实验室名称：北航自动化学院仿真中心实验日期：2013年11月基础实验：虚拟信号发生器设计1.1实验目的本实验属于虚拟仪器仿真基础实验。通过查阅相关的资料、学习Labview软件，掌握编程过程、思路和方法。独立设计一个虚拟信号发生器的前面板和软件编程，进行程序的调试，研究实验现象，解决实验过程中的问题，根据信号发生器的工作原理，实现基本功能。1.2实验设备装有LabVIEW软件的计算机。1.3实验原理说明利用LabVIEW的运算控件、基本波形发生器、任意波形发生器和波形图控件，设计虚拟信号发生器。并能够实现实际信号发生器的主要功能。要求：运行时使用界面简单、易于操作。1.4实验要求1）实现功能：要有正弦波、方波、三角波、锯齿波、噪声以及任意波形的发生，并能任意切换产生信号类型。2）实现指标：(1)任意波型可实现公式输入；(2)频率、幅度、相位、偏移量可调可控；(3)方波占空比可控；(4)噪声任意可加、波形与数码同时显示，同时显示输出频谱特性；(5)所有调制都可微调与粗调。1.5实验步骤1）打开LabVIEW程序，新建一个VI程序。2）先按照方案设计的内容建立前面板图，分别写好它们的标签，再分别调用显示和输入组件，设计波形图显示界面、停止控件、可调旋钮和输入控件的位置，使界面简单，利于操作，添加必要说明美化操作界面。 3）设计后面板，编写信号发生器的程序。首先设计整体的while循环，然后设置基本信号发生器、任意信号函数发生器和噪声发生器的基本参数，采样频率、幅值、偏移量、相位等参量，并配置可调旋钮。4）将两个信号发生器和波形显示器连接，任意波形发生器和噪声信号连接。5）调试程序。通过调试，检查信号发生器的功能是否实现，各项指标是否满足设计要求。如满足要求，则进行面板修饰，如不满足要求，则进行修改，直至满足要求为止。 1.6软硬件设计（框图）1）前面板如图1所示，包含基本信号发生器通道、任意波形发生器通道和波形图，其中任意波形发生器通道中又包含噪声。基本信号发生器通道的频率、幅值、偏移量、相位可调，方波占空比可控。采样信息采用簇。同时界面中也包含了波形图的一些辅助工具盒结束按钮。图 12）程序框图如图2所示，程序整体采用了While循环，并利用了基本函数发生器、公式波形和均匀白噪声波形。图 21.7实验结果及分析1) 信号发生器实现了双通道输出信号的要求。可以同时输出基本信号和任意输入波形的信号。2) 基本信号发生通道，可以输出正弦波、方波、三角波、锯齿波。可以随时进行切换，并可以通过可调控件来改变信号的幅值、频率、偏移量等。3) 任意波形发生通道，可以按任意输入的函数输出信号，同时可调节粗调、精调控件来改变信号的幅值、频率、偏移量等。并且在任意波形输入时加入了均匀白噪声，噪声的幅值可调。4) 信号显示。可以通过标尺测量输出信号的幅值和相位。5) 各通道之间互不干扰。信号之间切换顺畅，输出信号稳定、可控。自主开发设计实验：基于LabVIEW的双声道语音录制系统1.设计任务：任务：设计一套语音信号录制系统，即将PC机上的声卡作为音频信号采集硬件，使用者使用话筒录音，将声音信号由声卡输进计算机，然后由该系统采集音频信号，在最后程序结束以后将该音频文件保存为Wav文件存储到计算机。要求：1声音质量为双声道；2在开始采集前，操作者可根据实际需要，更改采样位数（8位和16位）；3按下”录音”按钮时，才开始采集声音；4在采集过程中，按下”暂停”按钮，暂定声音的采集，再次按下“暂停”按钮，继续采集声音。5按下“停止”按钮，停止采集声音，并弹出保存文件的对话框，保存成*.wav文件。2.使用设备： 硬件：计算机、声卡、话筒软件：数据采集程序、数据处理程序及数据存储程序，labview开发环境3.任务分析：仪器组成：计算机、声卡、话筒为所需硬件，LabVIEW软件和设备驱动程序包括数据采集程序模块、数据处理程序模块及数据存储程序模块为所用软件。功能和技术分析：计算机提供软件的硬件支持，如用于声音信号采集话筒，声卡，和其他支持电路。操作系统为软件提供底层的驱动支持，如声卡的驱动等和其它软件运行环境的支持。软件的各个模块功能如下：数据采集模块: 数据采集模块要实现的功能就是用软件控制声卡采集输入的信号，并将其转换为数字信号（数据）提供给后续程序处理。它为后续程序提供了一个数据来源。数据采集实现了信号从模拟量到数字量的转换，采样的精度取决于声卡和话筒的性能和软件的设计。本实验仅实现了简单的声音录制功能，对信号的精度要求不高。数据采集程序的流程如图：从声卡参数的初始化，再启动声卡开始录制，到停止录制保