基于虚拟仪器LabVIEW的虚拟相位差计的设计

2015-09-17 09:22:00   来源:eefocus   

关键字: 虚拟仪器  LabVIEW  虚拟相位差计

  随着计算机技术、微电子技术和电子测试技术的迅猛发展,一种全新的测试仪器拟仪器(Virtual Instrument,VI)种新型的、富有生命力的仪器种类。首先提出了虚拟仪器的概念。这一概硬件支撑,充分应用计算机独具的运算、存储、回访、调用、显示以及文件管理等智能式功能,把传统仪器的专业功能软件化,使之与计算机融于一体,这样便构成了一台从外观到功能都能与传统仪器相同,同时又充分享用了计算机智能资源的全新仪器 虚拟仪器的主要功能由数据采集、数据测试和分析、结果输出显示三大部分组成。其中数据分析和结果输出完全可由基于计算机的软件系统来完成,因此只要另外提供一定的数据采集硬件,就可构成由计算机组成的测量仪器。

  一、图形化软件开发平台LabVIEW

  LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering workbench)是一个图形化程序 开发环境,主要用于数据采集、数据分析、测试和仪器控制等领域。它与传统编程语言有着 诸多相似之处,如相似的数据类型、数据流控制结构、程序调试工具,以及层次化、模块化 的编程特点等。但二者最大的区别在于:传统编程语言用文本语言编程;而LabVIEW使用图 形语言(即各种图标、图形符号、连线等),以框图的形式编写程序。[2]

  一个LabVIEW程序包括三个主要部分:前面板、框图程序、图标路线端口。前面板是 LabVIEW程序的交互式图形化用户界面,用于设置用户输入和显示程序输出,目的是仿真真 实仪器的前面板。框图程序则是利用图形语言对前面板上的控制量和指示量进行控制。图标 路线端口用于把LabVIEW程序定义成一个子程序,以便在其它程序中加以调用,这使LabVIEW 得以实现层次化、模块化编程。

  二、虚拟相位差计的设计

  1、系统组成与功能

  本虚拟仪器采用美国 NI 公司的Lab-PC-1200 型数据采集卡,将其直接插入到计算机相 应标准的总线扩展插槽内构成PC-DAQ(Data Acquisition)插卡式虚拟仪器。主要测量两个 同频正弦信号的幅值、频率、相位差等。系统组成框图如图1 所示:

  


  2、面板设计

  软面板程序为用户提供一个友好的图形化界面,面板中的所有对象基本上可分为控制量 和显示量,控制量用来模拟传统仪器上的开关和旋钮;显示量用于显示测量和处理的结果。

  LabVIEW 提供了非常丰富的界面控件对象,可以快捷地设计出生动、直观、操作方便的用户 界面。本文设计的虚拟相位差计软面板如图2 所示。

  

 

  该软面板左边为实时波形显示,可显示从0 通道和1 通道实时采样的两个波形;右边为 李沙育图形,下面是波形调整、波形选择和频率、幅值、相位、相位差的测量结果。另外, 在运行该虚拟仪器时会弹出一个存储窗口,可把程序运行结束之前所有的历史测量记录保存 在所指定的文件中,以备观察分析和做进一步的处理。

  3、程序框图结构设计

  虚拟相位差计的框图程序如图 3 所示,它采用的是图形化编程语言,非常直观。该框图 包含了波形采集、波形显示和调整、波形测量、数据存储四部分。

  

 

  (1)波形采集:本虚拟仪器采用的是美国NI 公司的 Lab-PC-1200 型数据采集卡,最高 采样频率为100KHz,输入信号范围为-5V~+5V,设置了1,0 两个采样通道。该部分由AIConfig、AI Start、AI Read、AI Single Scan 和AI Clear 组成。其中用了Max&Min 与一个移 位寄存器控制对采样数据的读取速度。

[1] [2]
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编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0917/article_13165.html
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