《LabVIEW程序设计与虚拟器》课件第7章.pptVIP

第7章数学分析与信号处理

第7章数学分析与信号处理

7.1概述

7.2数学分析

7.3数字信号处理

习题7

第7章数学分析与信号处理

测试的目的在于获取被测对象的性能、状态或特征，所以

信号采集只是测试工作的第一步。信号的分析和数据处理是构

成测试系统的重要组成部分，常用的分析方法可以分为数学分

析和数字信号处理两大类。LabVIEW提供了内容丰富、功能强

大的分析节点，配合出色的数据显示工具，可以完成复杂的信

号分析和数据处理工作。

第7章数学分析与信号处理

7.1概述

自7.0版本引入ExpressVI后，在Function→Analysis模板上

集中放置了SignalAnalysis方面的ExpressVI，如图7-1所示。

图7-1中的这些VI都是由基本的函数构成的，是比较常用的VI，

其功能分别是：

(1) SpectralMeasurements：谱测量，包括峰值(peak)谱、

均方根值(RMS)谱、功率谱以及功率谱密度。

(2) DistortionMeasurements：失真度测量，如总谐波失真

度(THD)等。

(3) ToneMeasurements：调(tone)测量，即在一个指定的

频率范围内寻找最大幅值的频率成分。

第7章数学分析与信号处理

图7-1ExpressVI信号分析工具

第7章数学分析与信号处理

(4) AmplitudeLevelMeasurements：电压测量，包括直

流分量、均方根值、峰值、峰峰值、周期平均值、周期均方根

值等。

(5) TimingTransitionMeasurements：定时和瞬态测量，

通常用于脉冲信号。

(6) CurveFitting：曲线拟合，包括线性、二次、样条、多

项式、通用最小二乘法、非线性等多种类型。

(7) Filter：滤波器，包括低通、高通、带通、带阻及平滑

等。

(8) Statistics：统计，包括返回信号的算术平均数、中值、

均方根值、标准差、方差等。

第7章数学分析与信号处理

(9) ConvolutionandCorrelation：卷积与相关，包括卷积、

反卷积、自相关和互相关。

(10) SimulateSignal：仿真信号，包括正弦波、方波、三

角波、锯齿波及噪声等。

(11) MaskandLimitTesting：信号监测，即检查信号是否

超出设定的上、下边界范围。

(12) CreateHistogram：建立输入信号的柱状图。

LabVIEW完整版的高级分析库中提供了丰富的信号分析

处理相关程序，包括波形测量、波形调理、波形监测、波形发

生、信号处理、逐点分析和数学分析，这些节点位于

Function→AllFunctions→Analyze模板中，如图7-2所示。

第7章数学分析与信号处理

图7-2Analyze模板

第7章数学分析与信号处理

在图7-2中，从左到右的子模板依次是：

(1) WaveformMeasurements：波形测量子模板，功能包括

直流交流成分分析、振幅测量、脉冲测量、傅里叶变换、功率

谱计算、谐波畸变分析、过渡分析、频率响应、信号提取等。

(2) WaveformConditioning：波形调理子模板，提供FIR滤

波器、IIR滤波器、归一化窗函数。

(3) WaveformMonitoring：波形监测子模板，功能包括边

界测量、尖峰捕获、触发检测。

(4) WaveformGeneration：波形发生子模板，可以产生正

弦波、方波、三角波、锯齿波、白噪声、高斯噪声和周期随机

噪声，还可以利用公式产生函数波形。

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(5) SignalProcessing：数字信号处理模板，包括信号产

生、大量时域和频域分析函数、各种滤波器和窗函数。

(6) PointByPoint：逐点分析库，可以针对每个数据，无

需缓冲，更适合于实时