虛擬信號頻譜分析儀的設(shè)計
2.2加窗函數(shù)模塊
加窗函數(shù)模塊可由Scaled Time Domain Windows.vi模板來完成。該模板有兩個輸入和兩個輸出端。首先從輸入端輸入一個時域信號,再進行窗體類型的選擇,可根據(jù)實際情況選擇不加窗、漢寧窗、漢明窗、布萊克曼窗、平頂窗等8種窗體,最后輸出一個已加窗的時域信號,這樣便可以減少窗口效應(yīng)帶來的柵欄效應(yīng)和泄漏問題。
2.3功率譜轉(zhuǎn)換模塊
功率譜轉(zhuǎn)換模塊的功能是用Auto Power Spectrum.vi模板來實現(xiàn),該模塊有四個端口,分別是時域信號輸入端,時域間隔dt輸入端,頻域信號輸出端,頻域間隔d瀚出端。該模塊的功能是實現(xiàn)信號由時域向頻域的轉(zhuǎn)換。
2.4功率譜單位轉(zhuǎn)換模塊
功率譜單位轉(zhuǎn)換模塊的功能是由Spectrum Unit Conversion.vi模板來實現(xiàn),該模塊有7個輸入端,2個輸出端。輸入端有頻譜類型的選擇,可以選擇功率譜、幅度譜、增益。對數(shù)/線性的選擇類型有:線性、dB、dBm。輸出顯示單位選擇可選擇的單位有:有效值、峰峰值、有效值的平方、峰峰值的平方等。輸出端是輸出頻譜和輸出頻譜單位。
2.5頻率峰值檢波子模塊
頻率峰值檢波子模塊的功能是由PowerFrequency Estimate.vi模板來實現(xiàn),該模塊有5個輸入端和2個輸出端。輸入端有功率譜輸入、峰值頻率輸入、頻率間隔、以峰值頻率為中心的頻率搜索點數(shù)及窗常數(shù)。輸出端由頻率峰值輸出和頻率峰值能量輸出組成。該模塊用來求出頻譜的頻率峰值及峰值頻率點的功率估值。
2.6顯示模塊
顯示模塊可以選擇頻譜曲線顯示或時域信號顯示,還可以根據(jù)需要進行線性或?qū)?shù)顯示。
2.7諧波峰值點測量模塊
通過諧波峰值點測量模塊可讀出一次諧波、二次諧波、三次諧波峰值點的頻率值和功率值。
2.8數(shù)據(jù)讀取存儲模塊
數(shù)據(jù)讀取存儲模塊的功能是利用LabVIEW中豐富的文件操作函數(shù)庫,采用數(shù)據(jù)表文件方式對實驗數(shù)據(jù)進行讀寫操作。此頻譜分析儀也可以通過用Web來發(fā)布HTML文件的方式使本地或遠程計算機瀏覽到該頻譜分析儀的程序面板,從而實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程監(jiān)控功能。
組建好的各功能模塊按照程序的流程加上必要的控件和指示器,就可以形成一個功能完善的虛擬信號頻譜分析儀系統(tǒng),圖3給出了這個虛擬信號頻譜分析儀的程序圖。
3 結(jié)束語
美國國家一起公司開發(fā)的LabVIEW圖形化實驗室虛擬儀器工程平臺,以其強大的功能可為虛擬儀器的開發(fā)提供一個理想的平臺,本文借助于LabVIEW開發(fā)平臺設(shè)計了適合高校實驗教學的虛擬信號頻譜分析儀。
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