labview信号处理完美版.doc

labview信号处理完美版.doc基于LabVIEW实现信号的处理
大连民族学院2006届通信工程专业本科毕业论文
#
1
第一章系统开发平台

硬件平台是虚拟仪器的物理基础，所以为了完成虚拟仪器的设计，首先必须 要选择合适的硬件平台。本文设计的系统，硬件平台主要由两部分组成：数据采 集卡（DAQ ）、PC机。硬件平台的结构如图1-1所示。
图1-1硬件结构平台
基于LabVIEW实现信号的处理
大连民族学院2006届通信工程专业本科毕业论文
#
#
基于LabVIEW实现信号的处理
大连民族学院2006届通信工程专业本科毕业论文
#
#
数据采集卡的选取
由于计算机所能识别的信号是数字信号，振动、温度、湿度等信号经过传感 器和放大器可以输出为模拟电信号，必须经过离散化和数字化才能被计算机所识 别，数据采集卡就是实现这一转换功能，为整个后续对信号处理中起到了乘前启 后的关键作用。一般常用的数据采集卡（DAQ ）的结构如图1-2所示。
信翱入
模 拟 多 路 转 换 开 关
〉转换: 二＞
叛字信号输出
基于LabVIEW实现信号的处理
大连民族学院2006届通信工程专业本科毕业论文
#
#
基于LabVIEW实现信号的处理
大连民族学院2006届通信工程专业本科毕业论文
#
#
图1-2（ a）共用一个A/D
基于LabVIEW实现信号的处理
大连民族学院2006届通信工程专业本科毕业论文
6
#
基于LabVIEW实现信号的处理
大连民族学院2006届通信工程专业本科毕业论文
4
3
血D转换
* A/D转换 〉
数字多路转换开关
数字信号输出
图1-2 (b)多个A/D
一般数据采集设备的两个主要指标：
采样率
对数据采集设备来说，采样率是 A/D芯片转换的速率，不同的设备具有不同 的采样率，进行测试系统设计时应该根据测试信号的类型选择适当的采样率，盲 目提高采样率，会增加测试系统的成本。
分辨率
分辨率是数据采集设备的精度指标，用 A/D转换的数字位数表示。如果把数
据采集设备的分辨率看作尺子上的刻度，同样长度的尺子上刻度线越多，测量就 越精确。同样的，数据采集设备A/D转换的位数越多，把模拟信号划分得就越细， 可以检测到的信号变化量也就越小。在图 1-3所示中用一 3位的A/D转换芯片去
转换振幅为5V的正弦信号，它将峰一峰为10V的电压分成23=8段，则每次采样 的模拟信号转换为其中的一个数字段，用 000~111之间的码来表示。而用它得到
正弦波的数字图象是非常粗糙的。若改用 16位的A/D转换芯片，则将10V电压 分成216=65536段，经过A/D转换之后的数字图象是相当精细，完全能反映出原 始的模拟信号。
图1-3 A/D芯片的位数对反映原始信号的影响
目前工程上常用的数据采集卡分辨率为 12位，可以满足一般应用的要求。对 于有较高要求的场合，可以使用 16位或24位的数据采集卡。可是，选择高分辨 率的数据采集卡无疑是增加了测试成本， 但可以通过对A/D芯片位数的充分利用
基于LabVIEW实现信号的处理
大连民族学院2006届通信工程专业本科毕业论文
8
9
可以在不增加投资的情况下达到预期的要求。 合理使用数据采集卡的途径有两个：
合理设置设备的量程范围
设备的量程范围是A/D芯片可以数字量化的最大和最小模拟信号的电压值。 数据
采集卡的性能指标给出的分辨率是满量程状态时的参数。如果实际上被测信号的 电压幅值达不到满量程的范围，可以通过设置使设备的实际量程范围与模拟信号 的电压范围相匹配，这样就充分利用了设备现有的分辨率。
合理进行信号极限设置
并不是永远能够通过设备的范围的设置来充分利用 A/D芯片的分辨率。有些设备
的范围不允许用户设置，还有时同时监测几个信号，它们的电压范围差别非常大。
在设备无能为力的时候，通过信号的极限设置能很好地解决问题。信号的极限设 置实际上就是单独确定每一个通道被检测的模拟信号的最大值和最小值，而且合 理的极限设置可以让 A/D转换时更多地划分信号，使数字图象能完好地反映出原 始信号。但是设置过低的极限是没有意义的。下面给出一个公式用于计算数据采 集设备可检测到的输入模拟信号最小变化量。
代码宽度
=设置被测信号极限值
2分辨率
在实际测量中，我们经常需要同时对多个信号进行采集，这时可以采用多通 道的数据采集卡来实现。多通道的数据采集卡通常有两种方案：（1）共用一个A/D