基于LabVIEW的频谱分析仪设计

论文编号:TX266  论文字数:20822,页数:36

摘    要
 
 频谱分析仪是信号分析与处理中常用的仪器，它可对信号进行时域分析、幅值域分析、频域分析、解调分析、数字滤波、相关分析等处理。本设计介绍了虚拟频谱分析仪的设计和实现。这个虚拟仪器是基于图形化编程语言LabVIEW而编写的，可以执行在线测量和离线处理，包括数据采集、显示、进行时域分析、频域分析和数据存储等功能。同时，这个虚拟仪器具有友好的人机界面。
虚拟频谱分析仪结合了虚拟仪器技术、频谱测量技术和软件编程技术，借助于数据采集系统将被测信号采集到计算机内，利用虚拟仪器进行测量和分析，并将结果输出到显示器或报表中，从而完成整个测试过程。围绕虚拟频谱分析仪的设计和实现这个主题，本文研究了频谱分析仪的原理和仪器各项功能的实现方法，并对软件设计中遇到的主要问题作了分析。
 虚拟仪器是日益发展的计算机硬件、软件和总线技术在向其他领域密集渗透的过程中与测试技术、仪器技术密切结合，共同孕育出的一项新成果。智能控件化虚拟仪器是虚拟仪器发展的一个全新模式，将智能化虚拟仪器技术应用到频谱分析仪的设计与制造中，给频谱分析仪带来了全新的面貌。

关键词：虚拟仪器；频谱分析仪；数据采集

Design of Spectrum Analyzer based on LabVIEW
Abstract
 
 In analysis and transaction of signals, spectrum analyzer is a classical and important instrument which is mainly used to analyze the time domain wave, amplitude, spectrum domain wave, demodulating analysis, digital filtering, and correlate analysis. This paper presents the design and implementation of virtual spectrum analyszer. This virtual instrument (VI) is designed using the graphical programming language LabVIEW and is capable of performing on line measurement and off- line analyzer. It has many functions including data acquisition, display and analyses in the time and frequency domains, as well as archiving process. The VI presents a user-friendly human machine interface.
 The virtual spectrum analyzer has combined the technology of virtual instrument, spectrum correcting and software programming. With data acquisition system, the experiment data are put into the computer, analyzed and measured by the virtual instrument. The results are transmitted into the monitor or file. Involved the topic of designing and realization of virtual frequency spectrum analyzer, the theories of frequency spectrum analyzer and the realizing methods of the instrument functions are researched. The problems during designing software are analyzed.
 The technology of virtual instrument is a new achievement combined by test and instrument technology in the process that the developing hardware, software and bus technology of computer penetrate into other fields. And the intelligent controls-oriented virtual instrument is a fire-new model in development of virtual instrument. It brings a fire-new appearance to spectrum analyzer that using the ideal of intelligent controls-oriented virtual instrument in the manufacture and design.
Keywords: Virtual Instrument; Spectrum Analyzer; Data Acquisition

目  录

引  言 1
第1章 绪  论 2
1.1 研究的背景及意义 2
1.2 目前国内外主要研究方向 2
1.3 本设计的主要工作及所关注的问题 2
第2章 虚拟仪器基础和频谱分析原理 4
2.1 虚拟仪器基础 4
2.1.1 虚拟仪器的硬件平台 4
2.1.2 虚拟仪器软件平台 4
2.2 频谱分析原理简介   6
2.2.1 信号的频谱分析 6
2.2.2 信号自功率谱 7
2.2.3 信号互功率谱 7
2.2.4 频率响应函数 8
2.2.5 窗函数处理 8
第3章 虚拟频谱仪的设计 10
3.1 设计总体框图及相关模块简介 10
3.1.1 数据的采集模块 10
3.1.2 波形显示模块 10
3.1.3 数据预处理区 11
3.2 虚拟频谱仪程序设计 11
3.2.1 程序流程图 11
3.2.2 前面板设计 11
3.2.3 程序框图的设计 13
3.3 程序调试及结果分析 16
第4章 频谱分析中的一些问题及解决方法 21
4.1 设计中遇到的问题及解决方法 21
结论与展望 23
致    谢 24
参考文献 25
附录A 外文文献及译文 26
附录B 主要参考文献的题录及摘要 31

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