仿真信号产生实验.docVIP

仿真信号产生实验 一、实验目的： 1．熟悉LabVIEW中仿真信号的多种产生函数及参数设置。 2．掌握常用测试仿真信号的产生。 3．学会产生复杂的函数波形和任意波形。 二、实验内容： 1．采用Express VI仿真信号发生器，产生规定的附有噪声的正弦信号，并显示波形。 2. 采用波形发生器VI，产生规定的附有噪声的多波形信号，并显示波形。 3. 产生任意波形信号，并显示和存盘。 4. 采用公式节点，产生规定的复杂函数信号。 三、实验器材： 安装有LabVIEW软件的计算机1台 四、实验原理： 1．虚拟仪器中获得信号数据的3个途径： （1）对被测的模拟信号，使用数据采集卡或其他硬件电路，进行采样和A/D变换，送入计算机。 （2）从文件读入以前存储的波形数据，或由其他仪器采集的波形数据。 （3）在LabVIEW中的波形产生函数得到的仿真信号波形数据。 2．测试信号在LabVIEW中的表示 在LabVIEW中测试信号已经是离散化的时域波形数据，表示信号的数据类型有数组、波形数据和动态数据3种。 波形数据是一种特殊的簇结构，它由时间起始值t0、两个采样点的时间间隔值dt以及采样数据一维数组Y组合成的一个簇。它的物理意义是对一个模拟信号x(t)从时间t0开始进行采样和A/D转换，采样率为fs,对应采样时间间隔dt=1/fs ，数组Y为各个时刻的采样值。对周期信号，1个周期的采样点数等于采样频率除以信号频率。 3．仿真信号产生函数 在LabVIEW中产生一个仿真信号，相当于通过软件实现了一个信号发生器的功能。LabVIEW提供了丰富的仿真信号，包括正弦、方波、三角波、多频信号、调制信号、随机噪声信号、任意波形等。针对不同的数据形式(动态数据类型、波形数据和数组)，LabVIEW中有3个不同层次的信号发生器。 五、实验步骤： 1．设计一个简易的正弦波发生器，频率、幅值和直流偏值在面板上可调，还可叠加噪声信号，并显示波形。 2．设计一个简易的仿真多波形发生器，可产生频率、幅值和直流偏值可调的正弦、方波、三角波、锯齿波信号，还可叠加高斯噪声信号，并且采样率和采样点可选，显示波形。 3．产生如下图所示的任意波形信号，把波形数据存盘，存放格式为2维的电子表格文件。 4．采用公式节点，产生信号：y(t)=sin(wt)+0.6sin(3wt)+0.2sin(5wt)+t，信号的频率和幅值面板上可调。 六、波形仿真结果及分析 1 正弦波发生器 前面板设计：包括的控件有波形频率、幅度和直流偏值输入设置，噪声的标准偏差设置，显示波形的图形控件，用一个选择开关控制程序启动和停止。框图程序及运行结果如下图 图6.1.1 正弦波前面板 图6.1.2 正弦波程序框图 2 仿真多波形发生器 （1）前面板设计：在1题的前面板基础上再增加波形选择旋钮knob控件和采样率和采样点输入簇控件，并对旋钮（Knob）Basic Function Generator函数产生要求的4种周期信号，程序框图如图6.2.1所示 （3）运行程序，滑动knob控件，输出不同的波形，如图6.2.2正弦波，如图6.2.3锯齿波。方波取噪声为1时的波形如图6.2.4。. 图6.2.1程序框图 图6.2.2正弦波 图6.2.3 锯齿波 图6.2.4 方波（含噪声） 3任意波形信号 任意波形的前面板和程序框图如图 6.3.1和6.3.2所示 图6. 3.1 任意波形 图 6.3.2 程序框图 4公式节点 产生信号：y(t)=sin(wt)+0.6sin(3wt)+0.2sin(5wt)+t，前面板和程序款如图4.1和4.2所示 图6.4.1 公式节点波形 图6.4.2 程序框图 七 思考题 1．在实验题目2中，如何实现通过面板选择叠加不同类型的噪声信号？ 答：Labview提供了9种仿真的随机信号产生函数，但1个函数只能产生1种噪声，可采用包括9帧的CASE结构，每帧调用1个噪声函数，用面板上的噪声类型选择控件来控制。 2．在实验题目4中，信号的公式改为从面板输入，输入什么公式可产生三角波、指数波和对数波。 产生三角波，输入公式：y(t)= (-1)(int)(2*f*t)*{A-2