基于LabVIEW的虛擬頻譜分析儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

虛擬頻譜分析儀后面板由五個(gè)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(shè)計(jì)
(1)波形生成子模塊
要進(jìn)行頻譜分析，首先得生成模擬信號(hào)，本文采取系統(tǒng)的兩個(gè)子模塊：Triangle waveform.VI和Sinewaveform.VI生成2路模擬輸入信號(hào)，為了實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的頻率、相位和幅度的調(diào)節(jié)增加了幾個(gè)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(jìn)行設(shè)置；resetsignal是一個(gè)布爾型的輸入控制，若加載為True時(shí)則可以復(fù)位波形，若為False則不對(duì)波形進(jìn)行復(fù)位；frequency是指生成信號(hào)的頻率；amplitude是指想要生成信號(hào)的振幅；phase是指生成信號(hào)的相位；error in和error out是指當(dāng)程序有異常發(fā)生時(shí)的輸入和輸出；sampling info是指要生成信號(hào)的采樣率，缺省設(shè)定為1000，即一秒采樣1000個(gè)點(diǎn)；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(shí)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(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制波形X軸范圍，共有4個(gè)輸入引腳，其中3個(gè)是引用型reference輸入，一個(gè)是常數(shù)型輸入引腳。隨著輸入信號(hào)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(dǎo)致根本看不清楚圖形，故需要當(dāng)頻率增大時(shí)，波形x軸范圍相對(duì)縮小，讓波形顯示更加清楚。其中三個(gè)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(gè)原控件的屬性節(jié)點(diǎn)(propertynode)。內(nèi)部工作原理是當(dāng)正弦波頻率和三角波形頻率二者中有任一個(gè)大于10HZ時(shí)就按照二者頻率之中較大的那個(gè)頻率的倒數(shù)的數(shù)值來(lái)當(dāng)作波形控件WaveformGraph的橫坐標(biāo)軸的最大值，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)模擬信號(hào)頻率增大時(shí)波形依然清晰的功能，從而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)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(duì)話框中共分為4個(gè)區(qū)域，分別是要求進(jìn)行的幅值特征值求取的項(xiàng)目(Amplitude Measurements)、當(dāng)前信號(hào)幅值求取的結(jié)果(Results)、輸入信號(hào)預(yù)覽窗口(Input Signal)和加窗后信號(hào)預(yù)覽窗口(Result Signal)，其中最重要的是幅值特征值求取項(xiàng)目的設(shè)置，需要求取哪個(gè)特征值，就在它前面劃勾，Amplitude and Level Measurement.VI自動(dòng)在其圖標(biāo)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。