基于凌華科技PCI-9846 的航空導(dǎo)航VOR信號(hào)綜測(cè)儀設(shè)計(jì)

2.3 軟件部分

LabVIEW是NI（National Instruments，美國國家儀器公司）的創(chuàng)新軟件產(chǎn)品，其全稱是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺(tái)（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench），是一款基于G語言（Graphics Language，圖形化編程語言）的測(cè)試系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺(tái)[11]。信號(hào)產(chǎn)生、數(shù)字化儀調(diào)用和數(shù)字信號(hào)處理在LabVIEW2010環(huán)境下進(jìn)行。

由于機(jī)器性能有限，程序分為產(chǎn)生、采集和處理三部分。根據(jù)信號(hào)建模的結(jié)果（參考“1.3 合成信號(hào)”），計(jì)算得出波形數(shù)據(jù)并保存到文件。在波形的產(chǎn)生程序中，先把波形數(shù)據(jù)讀出并寫入任意波形發(fā)生器，調(diào)用其產(chǎn)生所需要的信號(hào)。調(diào)用DAQPilot相關(guān)模塊控制數(shù)字化儀進(jìn)行信號(hào)采集，并存儲(chǔ)到文件以便后續(xù)調(diào)用。解調(diào)程序調(diào)用此波形文件，進(jìn)行相關(guān)解調(diào)及運(yùn)算，完成信號(hào)分析。信號(hào)的產(chǎn)生與采集程序框圖如圖3所示，解調(diào)和運(yùn)算程序框圖如圖4所示。

圖3 信號(hào)產(chǎn)生與采集程序

圖4 信號(hào)解調(diào)程序

3.運(yùn)行結(jié)果

按照設(shè)計(jì)的硬件結(jié)構(gòu)連接好硬件，設(shè)置波形信息，基帶信號(hào)為30Hz正弦波，調(diào)頻副載波9960Hz，頻偏480Hz，調(diào)制系數(shù)0.3?？紤]機(jī)器性能及運(yùn)行時(shí)間，VOR信號(hào)以1MHz為例。計(jì)算得出的波形存儲(chǔ)到文件中，以便在波形產(chǎn)生程序里調(diào)用。在波形產(chǎn)生程序中，先對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始化和參數(shù)調(diào)整，設(shè)定板卡地址，功率為-10dBm，中心頻率1MHz，模式為“Arb Waveform”。調(diào)用時(shí)候采用IQ調(diào)制，I路為調(diào)制信號(hào)，Q路為0。寫入數(shù)據(jù)時(shí)選擇與生成時(shí)相同的采樣率，才能保證生成信號(hào)的頻譜正確。[12]

信號(hào)產(chǎn)生模塊持續(xù)運(yùn)行，并調(diào)用數(shù)字化儀進(jìn)行采集。同樣需要設(shè)置虛擬通道，量程±1V，信號(hào)類型“AI Voltage”，采樣頻率須滿足乃奎斯特定理，此處選為8MHz，采樣時(shí)鐘設(shè)定為“Continuous Samples”，持續(xù)時(shí)間1秒。采樣后的數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)在波形圖表中顯示，并通過“寫入波形數(shù)據(jù)到文件.vi”存入文件，以便后續(xù)調(diào)用。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的測(cè)量和驗(yàn)證，需要對(duì)采集的波形進(jìn)行解調(diào)并還原出相應(yīng)的信息。采集到的VOR空間合成信號(hào)經(jīng)過相干解調(diào)后得到空間合成信號(hào)的外包絡(luò)，包括30Hz的可變相位信號(hào)，和9960Hz的調(diào)頻副載波。30Hz可變相位信號(hào)經(jīng)過30Hz濾波器直接得到，前面板可見其時(shí)域、頻域波形以及頻率、相位和幅值等信息；9960Hz副載波經(jīng)過濾波后鑒頻，得到30Hz基準(zhǔn)相位信號(hào)，前面板可見其相應(yīng)參數(shù)?；鶞?zhǔn)相位信號(hào)與可變相位信號(hào)的相位差可指示當(dāng)前的方位信息，讀書為VOR方位角。運(yùn)行后的前面板如圖5所示。程序運(yùn)行時(shí)，其中的各個(gè)標(biāo)簽頁可以輪流顯示，按下右下方的“暫?！扁o可以鎖定當(dāng)前標(biāo)簽頁。

圖5 綜測(cè)儀前面板

4.結(jié)論

軟件無線電技術(shù)目前在軍用、民用通信領(lǐng)域已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用。基于此技術(shù)的測(cè)試設(shè)備因?yàn)槠溟_放性和靈活性，比傳統(tǒng)設(shè)備有更加廣闊的應(yīng)用前景。而數(shù)字化儀正是實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)過渡的關(guān)鍵。經(jīng)驗(yàn)證，凌華科技PCI-9846高速數(shù)字化儀安裝簡(jiǎn)便，操作界面人性化，可以在LabVIEW環(huán)境下方便地調(diào)用，勝任復(fù)雜模擬信號(hào)的準(zhǔn)確采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換，并能存儲(chǔ)成波形文件便于后續(xù)調(diào)用。限于技術(shù)水平和電腦性能，不能做更高頻率的采樣和信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)，有待今后工作中繼續(xù)研究改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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