LABVIEW专题实验报告
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04054035
自动化 42 班
2007-6-22
一、实验任务：
1.虚拟信号发生器设计。

设计一个虚拟信号发生器，能够产生正弦波、三角波、锯齿波、
直流、随机白噪声等信号，且可以调整波形参数。

通过示波器可以观察虚拟信号发生器
的输出信号。

2.利用第一次做的信号发生器做一个双踪示波器，使它能够模拟真实的示波器。

二、实验目的：
学生能够独立进行编程，熟悉LabVIEW的基本模块，掌握LabVIEW的基本使用方法。

三．设计过程与结果：
1.设计虚拟信号发生器。

分析：根据要求，由于需要选择产生产生正弦波、三角波、锯齿波、直流、随机白噪声等信号，所以使用了case 结构，在面板上使用一个数字控制器-Pointer Slide来选择信号发生器发生一个需要的信号，同时也可使白噪声叠加在每个波形之上，它的幅值也可以在前
面板中设置一个数字控制器-Pointer Slide来控制。

每一个case 就可以产生一个信号，而
用来产生信号的则是一个可以现成调用的子VI ，可以用三个数字控制器（旋钮）来分别控
制每个信号的偏移量，频率以及幅值。

产生正弦信号
产生三角波信号
直流信号
方波信号
锯齿波信号前面板如下所示：
前面板中的偏移量、频率和幅值旋钮分别用来调节信号的偏移量、频率和幅值。

而信号选择控制器则用来选择产生的信号。

噪声大小控制器用来调节加在信号上的噪声大小。

2.双踪示波器的设计：
分析：要模拟真实的示波器，那么就要实现两个独立的通道 A 和 B，并且能够同时显示两个通道中的信号波形（ A&B），以及两个通道波形的叠加情况（ A+B）。

同时给每个通道的波
形配备上各自独立的调节控制器，这些控制器（旋钮）包括垂直灵敏度，水平灵敏度，水平
位移，垂直位移。

为了更好的模拟现实的示波器，给每个通道配备一个信号发生器，用来给
每个通道送来所需要的信号，现在主要分析一下示波器部分的功能如何实现。

设计示波器部分时，先利用 1 中的方法产生信号，然后再将所产生的信号的有关参数，
如频率和幅值信息提取出来，然后利用提取出来的信息通过Waveform Generation函数来产生波形。

之所以要通过这种方式来产生波形，主要是想在将提取的波形信息后，通过垂直灵敏度和水平灵敏度两个旋钮来调节波形，进而达到模拟现实示波器能够改变垂直灵敏度和水
平灵敏度的目的。

下面将流程图分解成三个模块进行解释。

模块 1. 信号发生器模块：
由于有通道的选择，这里也用了一个case 结构。

我总共设置了 4 个 case，分别选择A 通道， B 通道， A&B，A+B。

而在面板上则是用一个控制器Pointer Slide来选择通道。

模块 2：示波器的作用是读出信号的有关参数而不管内部的实现，也就是说内部对于用
户是透明的。

那么就可以将提取出来的信息进行相关的处理，只要最终呈现给用户的读数是
正确的就行了。

比如将提取的幅值除以5，实际的波形的确是缩小了 5 倍，但我们只需要在
面板的垂直灵敏相应的位置上标上5V/div,那么显示出的波形虽然在幅值上占有的格数减
小了 1/5 ，但相应的每格所代表的幅值数扩大了 5 倍，那么用户读出的数据还是没有变化，
仍然是信号发生器产生的波形的幅值。

对于水平灵敏度也是同样的道理。

对于垂直移动和水平移动，可以直接分别加在Waveform Generation函数的offset端和 phase 端上，相应的，在前面板中设置相应的控制器来调节垂直移动和水平移动。

而前面所提取出来的幅值和频率信息则连接到Waveform Generation函数的Amplitude和Frequency 端上。

最终设计的虚拟示波器的前面板如下图所示：
通过左侧的信号发生器输出信号，然后通过模拟示波器模块进行测量复现，通过调节右侧的
各种选择按钮对整个波形进行很好的观测与测量。

四、实验总结和心得
通过本次专题实验，熟悉了labview 软件。

它在仿真方面，这个软件真的是有很大的优势，因为它采用图形化的编程语言，易于理解，做出来的界面是其他任何软件都无法比拟的。

更加重
要的是，它具有高度的虚拟现实仪器的功能，也就说，在没有相应的硬件仪器的情况下，能够
借助计算机来设计这样一个虚拟的仪器，进而实现相应硬件的同样功能。