基于LabVIEW語言的信號(hào)采集與處理
摘要:基于虛擬儀器技術(shù), 利用LabVIEW 語言進(jìn)行信號(hào)采集系統(tǒng)的研制具有重要意義。文章介紹信號(hào)采集與處理系統(tǒng)的主要流程。詳細(xì)介紹PCI-1714 數(shù)據(jù)采集卡的原理及功能,通過數(shù)據(jù)采集程序?qū)嵗榻B基于LabVIEW 語言實(shí)現(xiàn)PCI-1714 采集卡的全過程,利用LabVIEW 語言編寫的程序用于將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)出,并對(duì)信號(hào)波形特點(diǎn)進(jìn)行分析。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/195071.htm1 概述
實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺(tái)(LabVIEW)是一種專門用于數(shù)據(jù)采集、分析及儀器控制的圖形化軟件,它所開發(fā)的虛擬儀器將計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力與儀器的硬件測試控制能力很好地結(jié)合在一起。
LabVIEW 的圖形化開發(fā)環(huán)境具有精確、高效、功能強(qiáng)大、開發(fā)簡易、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、界面友好等優(yōu)點(diǎn),為用戶提供了強(qiáng)大功能和使用的靈活性, 非常適合用于進(jìn)行仿真、實(shí)時(shí)檢測和控制。目前,LabVIEW 已經(jīng)成為測試領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛和最有前途的軟件開發(fā)平臺(tái)之一,也是應(yīng)用最廣、發(fā)展最快、功能最強(qiáng)的圖形化軟件開發(fā)集成環(huán)境之一。
虛擬儀器可以利用高性能的模塊化硬件, 結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動(dòng)化應(yīng)用,與傳統(tǒng)的測量儀器相比,具有成本低、功能強(qiáng)大、集成度高、質(zhì)量可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),能很方便地組建測試系統(tǒng),滿足多種測量要求。因此,基于虛擬儀器技術(shù), 利用LabVIEW 語言進(jìn)行信號(hào)采集系統(tǒng)的研制具有重要意義。
LabVIEW 虛擬儀器主要包括前面板、框圖和圖標(biāo)/ 接口部件三部分。
前面板是VI 的交互式用戶界面, 即用戶與程序代碼發(fā)生聯(lián)系的窗口。VI 前面板是控件和指示器的組合,控件仿真常規(guī)儀器上的輸入輸出設(shè)備類型,如旋鈕和開關(guān),并提供一種機(jī)制,將輸入從前面板傳送到基本框圖。
信號(hào)采集與處理系統(tǒng)主要應(yīng)用的是數(shù)據(jù)采集卡的A / D(模/ 數(shù))轉(zhuǎn)換功能,通過數(shù)據(jù)采集卡將采集端采集到的模擬電信號(hào)利用高速模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),經(jīng)過數(shù)據(jù)采集卡板載緩存,最后利用計(jì)算機(jī)中的程序不斷從緩存中提取數(shù)據(jù), 存入計(jì)算機(jī)中,并進(jìn)行相關(guān)處理,提取有用數(shù)據(jù)進(jìn)行硬盤存儲(chǔ)。
利用LabVIEW 語言編寫數(shù)據(jù)采集卡的驅(qū)動(dòng)程序,對(duì)信號(hào)分析處理及存儲(chǔ)流程如圖1 所示。
圖1 信號(hào)采集與處理系統(tǒng)總流程圖。
2 PCI-1714 數(shù)據(jù)采集卡
Advantech 公司的PCI-1714 是一款PCI 接口的高速4 通道同步數(shù)據(jù)采集卡, 可用于高速數(shù)據(jù)采集應(yīng)用,性價(jià)比較高,適用于儀器測試、圖像處理、視頻數(shù)字化處理及聲音與振動(dòng)測試等領(lǐng)域。
PCI-1714 是高速、高分辨力、高容量的PCI 數(shù)據(jù)采集卡, 配備4 組模擬輸入端, 具備同步采集功能。其特性可歸納為:a)內(nèi)含4 個(gè)獨(dú)立ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器),可使4 個(gè)信道同步取樣,當(dāng)4 組模擬輸入同時(shí)使用時(shí),采樣頻率理論最高可達(dá)30 MS/s。b)每路ADC 內(nèi)建32 K FIFO 內(nèi)存,使用者在高速采樣時(shí)有足夠緩沖區(qū)可供暫存, 以維持?jǐn)?shù)據(jù)采集速度及完整性。c)提供多種輸入范圍,包含±5 V、±2.5 V、±1 V、±0.5 V 等, 使用者通過工具程序即可輕松完成設(shè)定。d) 高達(dá)6 種觸發(fā)模式, 包含軟件觸發(fā)、Pacer、Post-Trigger、Pre-Trigger、Delay-Trigger 及About-Trigger 觸發(fā)方式,方便客戶按需求自行設(shè)定。
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