基于LabVIEW平臺的虛擬頻譜分析儀的設計與實現(xiàn)

虛擬頻譜分析儀后面板由五個子模塊組成：波形生成模塊，波形分析模塊，控制X軸范圍，濾波器以及幅頻／相頻特性和數(shù)據(jù)保存模塊，如圖3所示。

2．2 虛擬頻譜分析儀子模塊的設計
(1)波形生成子模塊
要進行頻譜分析，首先得生成模擬信號，本文采取系統(tǒng)的兩個子模塊：Triangle waveform.VI和Sinewaveform.VI生成2路模擬輸入信號，為了實現(xiàn)模擬信號的頻率、相位和幅度的調節(jié)增加了幾個控制輸入，引腳圖4和圖5所示。

在圖4和圖5中，輸入引腳和輸出引腳完全相同，"offset"是指波形的偏移量，一般不進行設置；"resetsignal"是一個布爾型的輸入控制，若加載為True時則可以復位波形，若為False則不對波形進行復位；"frequency"是指生成信號的頻率；"amplitude"是指想要生成信號的振幅；"phase"是指生成信號的相位；"error in"和"error out"是指當程序有異常發(fā)生時的輸入和輸出；"sampling info"是指要生成信號的采樣率，缺省設定為1000，即一秒采樣1000個點；"Duty Cycle"即占空比，是指一串理想的脈沖序列中(如方波)，正脈沖的持續(xù)時間與脈沖總周期的比值。
(2)控制X軸范圍子模塊
子模塊XscaleControl.VI用于實現(xiàn)動態(tài)控制波形X軸范圍，共有4個輸入引腳，其中3個是引用型reference輸入，一個是常數(shù)型輸入引腳。隨著輸入信號頻率的增大，若輸出波形的X軸范圍固定不變?yōu)?的話，那么波形顯示太密，導致根本看不清楚圖形，故需要當頻率增大時，波形x軸范圍相對縮小，讓波形顯示更加清楚。其中三個引用型輸入引腳分別指代正弦波頻率、三角波頻率和波形控件WaveformGraph三個原控件的屬性節(jié)點(propertynode)。內(nèi)部工作原理是當正弦波頻率和三角波形頻率二者中有任一個大于10HZ時就按照二者頻率之中較大的那個頻率的倒數(shù)的數(shù)值來當作波形控件WaveformGraph的橫坐標軸的最大值，實現(xiàn)了當模擬信號頻率增大時波形依然清晰的功能，從而實現(xiàn)了動態(tài)地控制波形控件x軸的范圍。

(3)波形分析子模塊
LabVIEW提供了豐富的波形頻譜分析工具，最典型的就是Amplitude and Level Measurement.VI，它的存放路徑是后面板中Functions->Signal Analysis，參數(shù)對話框中共分為4個區(qū)域，分別是要求進行的幅值特征值求取的項目(Amplitude Measurements)、當前信號幅值求取的結果(Results)、輸入信號預覽窗口(Input Signal)和加窗后信號預覽窗口(Result Signal)，其中最重要的是幅值特征值求取項目的設置，需要求取哪個特征值，就在它前面劃勾，Amplitude and Level Measurement.VI自動在其圖標中添加這一輸出端口。頻譜分析Amplitudeand Level Measurement.VI功能引腳如圖7所示。