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

帶通濾波器子模塊BandFilter．VI的功能引腳如圖10所示。顧名思義，帶通濾波器的意思就是頻率在某個(gè)范圍內(nèi)的波形可以通過，它比圖9中的低通濾波器就多了一個(gè)引腳Upper Cut-Off。

(5)數(shù)據(jù)保存子模塊
數(shù)據(jù)保存子模塊即SaveData．VI功能引腳如圖11所示。它把想要保存的數(shù)據(jù)處理成統(tǒng)一的格式，在系統(tǒng)退出時(shí)保存到文本文件中。

其中，只有兩個(gè)引腳是輸出端，即string和系統(tǒng)日期和時(shí)間，分別代表格式化輸出的字符串和系統(tǒng)當(dāng)期日期和時(shí)間。輸出端string在系統(tǒng)自動(dòng)存儲(chǔ)文件中的一條記錄格式如下：
周期平均值：-0.258667正峰值：2.845332信號(hào)均方根值：2.845332 3dB帶寬：392.968235．
2007年8月21日12:21:32。其中，周期平均值表示波形信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)的信號(hào)平均值；正峰值表示波形信號(hào)達(dá)到的最大幅度值；信號(hào)均方根值表示波形信號(hào)按均方根公式求出的值；3dB帶寬表示通過子VI求出的帶寬幅度值；最后一個(gè)代表的是存儲(chǔ)該條記錄的日期和時(shí)間。其中主要用到LabVIEW提供的Format函數(shù)，通過把多個(gè)中文字符串和一個(gè)數(shù)字通過Fromat函數(shù)格式化到同一個(gè)字符串string中輸出，從而為系統(tǒng)退出時(shí)保存數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備，因?yàn)槿羰前驯４鏀?shù)據(jù)放到while循環(huán)里，則會(huì)因一直提示保存數(shù)據(jù)而導(dǎo)致程序死循環(huán)。
圖11中，有六個(gè)輸入端引腳，其中RMS引腳表示信號(hào)的周期平均值，Positive Peak引腳表示正向最大峰值，CycleAverage引腳表示信號(hào)均方根值，detected frequencies引腳是指檢測(cè)到的頻率，而3db帶寬引腳和上限帶寬引腳是通過嵌套的―個(gè)子Ⅵ即Compute 3db bandwidth.VI計(jì)算出來的。

3 結(jié)語
基于LabVIEW編程環(huán)境下的虛擬頻譜分析儀主要實(shí)現(xiàn)了時(shí)域分析和頻域分析兩個(gè)功能。信號(hào)的時(shí)域分析主要是測(cè)量測(cè)試信號(hào)經(jīng)濾波處理后的特征值，這些特征值以一個(gè)數(shù)值表示信號(hào)的某些時(shí)域特征，是對(duì)測(cè)試信號(hào)最簡(jiǎn)單直觀的時(shí)域描述。將測(cè)試信號(hào)采集到計(jì)算機(jī)后，在測(cè)試VI中進(jìn)行信號(hào)特征值處理，并在測(cè)試VI前面板上直觀地表示出信號(hào)的特征值，可以給測(cè)試VI的使用者提供一個(gè)了解測(cè)試信號(hào)變化的快速途徑。信號(hào)的特征值分為幅值特征值、時(shí)間特征值和相位特征值，本文對(duì)幅值特征值的分析進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
信號(hào)的頻域分析就是根據(jù)信號(hào)的頻域描述來估計(jì)和分析信號(hào)的組成和特征量。也就是研究信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)，即求取其分量的幅值、相位按頻率的分布規(guī)律，并建立以頻率為橫軸的各種譜。對(duì)于周期信號(hào)可將其展開為傅立葉系數(shù)，其頻譜具有離散性、諧波性和收斂性；對(duì)于非周期信號(hào)可用頻譜密度函數(shù)分析其頻率構(gòu)成，其頻譜具有連續(xù)性。
頻域分析包括頻譜分析、功率譜分析、相干函數(shù)分析以及頻率響應(yīng)函數(shù)分析。本文實(shí)現(xiàn)了頻譜分析，即信號(hào)的幅頻特性和相頻特性。