基于LabVIEW技術的模擬電路實驗的設計精選文檔摘要對其各種參數進行設置，然后利用信號選擇器選擇所要輸入的信號，然后經過程序的處理之后在前面板上顯示積分微分前后的變化，在波形圖中顯示輸入輸出信號的波形，觀察虛擬積分微分器的結果，得出結果與理論分析的結論是一致的。設計的積分微分器能對正弦波、方波、三角波等波形進行正確顯示和積分微分處TheDesignofAnalogCircuitExperimeBasedonLabVIEWABSTRACT課，實驗中常用的傳統儀器包括:數字萬用表、函數信號發生器、示波器、直流穩壓電源等。很多專業性實驗還需要一些特殊儀器，比如波特儀、直流電橋、邏往往由于學生緊張,儀器較多，結果學生經常忙于調節儀器而沒有太多時間專注于對實驗原理的研究和實驗結果的分析,導致實驗的效果并不理想,也不利于學生握傳統儀器,在這種基礎之上接觸并學習虛擬儀器，并將虛擬儀器運用到電子技術實驗中,就可以減少對儀器問題的困惑,而使我們分析及解決問題能力得以提升,并且可以早點通過使用虛擬儀器提前與專業接觸,更有利于與后續專業課的學習積分微分器的實質是對信號進行處理，傳統的積分微分器的設計是用窗口函數將理想積分微分器的脈沖響應截斷來實現的，不同的窗口函數以及不同的窗口寬度對設計的積分微分器都有較大的影響。對于虛擬儀器來說，則具有豐富的函具有十分重要的實際意義。本文要求結合虛擬儀器技術和軟件編程技術完成設計并實現一個虛擬積分微本文文章的主要安排：第二章：虛擬儀器的發展史和概念，以及圖形化編程語言LabVIEW軟件的基本第三章：積分微分器的介紹，比如積分微分運算、原理及其應用等。第四章：本文的關鍵部分，即對虛擬儀器VI的設計和積分微分器的設計，主要的虛擬積分微分器運行可靠。第五章：論文總結。2虛擬儀器簡介虛擬儀器是上世紀90年代初期出現的一種新型儀器，是現代實驗室的基礎。虛擬儀器由計算機、軟件、模塊式硬件組成，這些軟硬件組合并它配置后模擬了傳統的硬件儀器功能。虛擬儀器也稱為LabVIEW程序。由于其功能是由用戶軟件定義的，所以虛擬儀器功能非常靈活、強大而又經濟。因此，虛擬儀器代表了當前測試儀器發張的方向之一，使人類的測試技術進入了一個新時代。傳統儀器的功能，又區別于其他系統儀器，它能充分發揮利用計算機技術的應也稱之為LabVIEW程序。由于其功能是由用戶軟件定義的，所以虛擬儀器功能非常靈活、強大而又經濟。虛擬儀器是指通過應用程序把計算機的功能模塊和儀器硬件部分結合在一起，用戶通過虛擬前面板來操作計算機從而完成對信號的采VXI虛擬儀器是現代實驗的基本組成部分，虛擬儀器的發展主要經歷了五個重要微電子技術的微處理器的出現，使虛擬儀器進入了以微處理器為基礎的時虛擬儀器出現在上世紀90年代，它是一種新型儀器，它具有超越性，它將以前由硬件完成的信號處理工作交由計算機軟件進行處理完成，從而使儀器的硬儀器概念的重大突破，是儀器領域的一次新的改革。因此，虛擬儀器代表了當前我國基本還處于傳統儀器跟計算機儀器分離的狀態，結合我國的基本情況，塊領域站住腳。發展基于計算機的插卡式硬件模塊為主的測控技術，發展以圖形虛擬儀器不僅能實現傳統儀器的各種功能，而且還具有傳統儀器無法比擬的圖形化編程語言bEW表2-1虛擬儀器與傳統儀器的區別L標。簡單的說，前面板就是一個窗口，用戶通過控件可以讓用戶輸入數值，向VI的框圖提供數據。指示器顯示由程序產生的輸出信息。用戶可以使用鼠標和鍵盤進入輸入，然后在屏幕上觀3積分微分器介紹積分電路可以完成對輸入電壓的積分運算，即其輸出電壓與輸入電壓成正c11EI.（3-2）積分微分器的設計方法首先要利用Matlab對所設計的系統進行理論數值仿真，在此基礎上進行數字保密系統的設計。該設計主要是利用Matlab中的DSPBuilder工具箱。在該設計過程中，用到加法器、乘法器、減法器、放大器、延時器、數據選擇器、積分器、階躍脈沖信號發生器、微分器等。該方法設計出的積分微分器主要應用于置，然后在波形顯示控件中會分別顯示信號積分微分前后波形的變化。在信號顯微分器在迅速精確地獲取被跟蹤目標的速度和加速度對于一些系統是至關重要的，如防御系統中的導彈攔截系統。在大多數情況下，采用差分方法來近似的估計信號的導數。通常情況下，由于噪聲存在于幾乎所有的信號中，通過這種方法不能正確地估計出信號的導數。卡爾曼濾波器可以被用來抑制擾動，同時求取信號的導數，然而，需要有對象的模型，這限制了信號的通用性，需要對被跟蹤目標進行詳細的了解，采用不基于對象模型的信號導數求取方法，設計各種適合在汽輪機的轉速反饋通道上設置微分器，來加快調節系統的反應速度、提高前汽輪發電機組的容量越來越大，轉子時間常數相對減小，甩負荷后的最高飛升轉速提高，對汽輪發電機組的安全構成嚴重威脅，為避免甩負荷后的最高飛升轉速超過極限值，往往在汽輪機轉速反饋通道上設置微分器，來增寬頻帶，加快調節系統的反應速度在功頻電液調節系統中，在轉速反饋通道中設置微分器，以獲取角加速度信號來克服“反調”現象門；為抑制電力系統的低頻振蕩，提高電力系統的穩定性，在轉速反饋通道上并聯二階超前網絡，用來補償調速器和汽輪機的相角滯后，提供正值阻尼力矩，這一環節亦具有微分器的作用。微分器能夠提高系統的高頻增益，雖然在應用中常以實際微分來代管理想微分環節，但對高頻（3）智能積分器在穩態誤差中的應用量的積分器的方法。這種方法由于積分器的相位滯后特性，在暫態過程中積累了統僅僅記憶保留有效的誤差信息，從本質上消除了積分作用對暫態響應的不利影4模擬電路實驗系統仿真設計模擬電路是指處理模擬信號的電子電路，其中模擬信號是指時間跟幅度都連續的信號（連續的含義是在某一取值范圍內可以取無窮多個數值）。模擬信號中當圖像信息和聲音信息發生改變時，信號的波形也會改變，即模擬信號待傳播的信息包含在波形之中（信息變化規律直接反映在模擬信號的幅度、頻率、相位的變化上）。本設計中將通過對信號發生器及積分微分器的設計來實現對模擬電路板開發窗口使用工具模塊中的相應工具，從控制面板中取出和放置好所需要的軟件，進行控件屬性參數設置，標貼文字說明標簽。前面板是模仿實際儀器的面板，通過鼠標和鍵盤為控制對象輸入數據，然后在計算機屏窗口，放置節點、圖框，并創建前面板控件，在流程圖編輯窗口使用工具模板中相應工具，從Functions模板中取用并放置好所需要的圖標，它們是流程圖中的“節點”、“圖框”。Execution"按鈕，觀察數據流中各個節點的數值。信號發生器是指產生所需參數的電測信號的儀器。按信號波形可分為正弦信號、函數信號、脈沖信號和隨機信號等四大類。信號發生器又稱為信號源或者振蕩器，在生產實踐和科技領域中有著廣泛的應用。各種波形曲線均可以用三角函基本信號發生器是用來產生各種常用的信號波形，包括正弦信號號、方波信號、三角波信號、鋸齒波信號等。用到的函圖4-1基本信號發生器前面板圖圖4-2基本信號發生器流程圖模擬信號發生器的實現位等參數放在一個簇來完成，模擬信號波形用W變信號的參數可以得到不同的波形。模擬信號發生器的前面板和流程圖4-3模擬信號發生器前面板圖圖4-4模擬信號發生器流程圖號類型可以選擇波形的類型（如正弦波、方波、三角波或鋸齒波），可以通過前面板上的按鈕（幅值、頻率、相位和偏移量號生成和函數處理經過必要的連接放入一個Whlie循環結構中就構成了積分微分積分微分器流程設計NY圖4-5積分微分器流程圖積分微分器前面板的實現然后向執行程序輸入數據。前面板用于設置輸入數值和成對信號的選擇和各種參數的設定。如頻率、幅值、相位、偏移量等。如果微分處理后的波形圖與理論不符合，可以通過信號重置積分微分器流程圖設計設置一個延時器，就完成了積分微分器的基本流程了。積分微分器積分微分器的調試過程及其結果積分電路是一種應用比較廣泛的模擬信號運算電路。它是組成模擬計算機的基本單元。積分電路是控制和測量系統中學用的重要單元，利用其充放電過程可現出不同的輸出特性：積分電路能將輸入的矩形波換波形的作用，也就是說能把一個方波變成三角波，分電路表現為充電與放電交替進行的狀態，對外表現移相的作用，也就是能把正弦波變成余弦波。若輸入輸出波形將滯后90度，成為余弦波。當輸入信當按下信號選擇器按鈕選擇正弦波的布爾按鈕選擇為假之后，并對輸入波形參數進行設置，設置延時為，幅值為10，頻率為50，相位為20，偏移量為0時，然后進行微分流程，波形在前面板顯示，結果如下圖所示：（1）正弦波積分微分結果圖4-11正弦波積分微分波形圖變化波形之后，選擇方波運行，結果如下圖所示：根據前邊對輸入波形的積分和微分處理之后的波形圖可以看出，本設計的虛擬積分微分器確實具有對輸入信號積分微分的作用，例如，正弦波微分變為余弦波，方波積分之后變為三角波等。實驗結果跟理論互相一致，說明設計正確，從設計過程及其操作中可以發現，這種操作確實比較簡捷，波形圖觀察起來特別直觀，分析過程也同樣容易，所以，研究基于LabVIEW的積分微分器的設計還是5結論與展望虛擬儀器是一種新型儀器，虛擬儀器的出現改變了傳統儀器的概念，它的出現可以說是儀器領域的一次巨大的突破。虛擬儀器不僅簡化了儀器的結果，而且使儀器測量簡單化。信號發生器和積分微分器是兩種對信號處理的基本儀器，本文研究的信號發生器和虛擬積分微分器不僅具有積分微分器的作用，而且還使得虛擬儀器在設計中體現出其突出的優勢。與傳統的儀器相比較，虛擬儀器具有突出的優點。主要表現在：雖然設計達到了預期的要求，但是由于本人能力有限，設計中還存在或多或少的問題，主要表現在：（1）設計中對輸入信號的選擇，只選擇典型信號，而沒有對任意信號進行處（2）影響積分微分過程的參數應該不止文中提到的，因此所得結果不是很精確。（3）積分微分器的用途較少，還需要進一步了解和掌握。參考文獻[1]劉君華.基于LabVIEW的模擬儀器設計[M].北京：電子工業出版社,2003：107.[2]柴慧霞,程珩,薛松.虛擬儀器淺析[J].機械管理開發,2008,54（4172-173.[3]JefferyTravis,Jim大學實用教程[M].北京：電子工業出版社,2008:26-31.[4]楊樂平,李海濤,肖相生.LabVIEW程序設計與應用[M].北京:電子工業出版社,2001:102.[5]江曉安，董秀峰.模擬電子技術[M].西安：西安電子科技大學出版社,2008:176-178.[6]王群,龐晶等.基于DSPbuilder數字