基于虚拟仪器信号发生器设计 课程设计.docx

基于LabVIEW的虚拟仪器信号发生器设计 摘 要 虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起，利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能，打破了传统仪器的框架，形成的一种新的仪器模式。 本文首先概述了信号发生器及虚拟仪器技术在国内外的发展及趋势，然后介绍了信号发生器的相关理论，给出了信号发生器的基本原理框图，并探讨了虚拟仪器的总线及其标准、框架结构、LABVIEW开发平台。在分析本系统功能需求的基础上，介绍了数据采集卡、LABVIEW的编程模式等设计中所涉及到的技术。 本设计是虚拟仪器模拟真实仪器的尝试。实践证明虚拟仪器是一种优秀的解决方案，能够实现各种硬件可以完成的任务。 关键词： 虚拟仪器，数据采集卡，信号发生器，LABVIEW 目 录  TOC \o 1-3 \u 1 绪论  PAGEREF _Toc435958761 \h 1 1.1引言  PAGEREF _Toc435958762 \h 1 1.2信号发生器的发展  PAGEREF _Toc435958763 \h 1 1. 3 虚拟仪器的发展趋势  PAGEREF _Toc435958764 \h 2 1.4 课题的主要任务  PAGEREF _Toc435958765 \h 3 2 虚拟仪器  PAGEREF _Toc435958766 \h 3 2.1 虚拟仪器的概述  PAGEREF _Toc435958767 \h 3 2.1.1 虚拟仪器的特点及优势  PAGEREF _Toc435958768 \h 4 2.1.2 虚拟仪器与传统仪器的比较  PAGEREF _Toc435958769 \h 5 2.2 虚拟仪器的开发软件  PAGEREF _Toc435958770 \h 8 2.2.1 虚拟仪器的开发语言  PAGEREF _Toc435958771 \h 8 2.2.2图形化虚拟仪器开发平台——LABVIEW  PAGEREF _Toc435958772 \h 9 2.2.3基于LABVIEW平台的虚拟仪器程序设计  PAGEREF _Toc435958773 \h 9 2.3虚拟仪器的发展方向  PAGEREF _Toc435958774 \h 11 3虚拟信号发生器的设计  PAGEREF _Toc435958775 \h 12 3.1虚拟波形发生器前面板  PAGEREF _Toc435958776 \h 12 3.2信号源为正弦波  PAGEREF _Toc435958777 \h 14 3.3信号源为三角波  PAGEREF _Toc435958778 \h 16 3.4信号源为方波  PAGEREF _Toc435958779 \h 18 3.5信号源为锯齿波  PAGEREF _Toc435958780 \h 20 总结  PAGEREF _Toc435958781 \h 22 致谢  PAGEREF _Toc435958782 \h 23 参考文献  PAGEREF _Toc435958783 \h 24 1 绪论 1.1引言 信号发生器作为科学实验必不可少的装置，被广泛地应用到教学、科研等各个领域。高等学校特别是理工科的教学、科研需要大量的仪器设备，例如信号源、示波器等，常用仪器都必须配置多套，但是有些仪器设备价格昂贵，如果按照传统模式新建或者改造实验室投资巨大，造成许多学校仪器设备缺乏或过时陈旧，严重影响教学科研。如果运用虚拟仪器技术构建系统，代替常规仪器、仪表，不但可以满足实验教学的需要、节约大量的经费、降低实验室建设的成本，而且能够提高教学科研的质量与效率[1]。 1.2信号发生器的发展 信号发生器是一种悠久的测量仪器，早在20年代电子设备刚出现时它就产生了。随着通信和雷达技术的发展，40年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器，使信号发生器从定性分析的测试仪器发展成定量分析的测量仪器。同时还出现了可用来测量脉冲电路或用作脉冲调制器的脉冲信号发生器。由于早期的信号发生器机械结构比较复杂，功率比较大，电路比较简单，因此发展速度比较慢。直到1964年才出现第一台全晶体管的信号发生器。 自60年代以来信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器，这个时期的信号发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，且仅能产生正弦波、方波、锯齿波和三角波等几种简单波形，由于模拟电路的漂移较大，使其输出的波形的幅度稳定性差，而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大、价格贵、功耗大等缺点，并且要产生较为复杂的信号波形则电路结构非常