实验二 LabVIEW编程及信号处理

测试信号处理技术

实 验 报 告

2012年11月23日星期五

实验二 LabVIEW编程及信号处理

一、 实验目的

1. 2. 3. 4.

学习LabVIEW软件的编程思想及编程方法； 学习使用LabVIEW操作数据采集卡的方法； 学习使用LabVIEW产生信号及叠加噪声的方法；

学习使用LabVIEW的相关功能进行信号分析与处理的方法。

二、 实验原理

1. 数据采集卡原理

试验用数据采集卡型号为PCI-9111DG，利用32位PCI总线与计算机连接；

1) 16路12位A/D输入：采样速率100kHz，双极性输入；具有可编程增益x1、x2、x4、

x8、x16；信号输入范围±10V、±5V、±2.5V、±1.25V、±0.625V。

2) 1路12位D/A输出：可输出单极性0~10V信号和双极性-10V~10V信号（默认）（由硬

件控制）。

3) 数据采集卡的使用：实验中，用Labview中不同的模块完成以下三步：初始化、数据输

入输出、释放设备。

a) 初始化模块用来完成板卡PCI-9111DG的初始化，获得板卡的相关信息，如获得板

卡设备句柄、打开设备等。

b) 模拟输出模块用来向D/A转换器写数据。板卡仅有一路D/A，分辨率为12位，可

进行单极性和双极性信号的设置。

c) 模拟输入模块用来采集D/A输入的数据。板卡有12路A/D，分辨率为12位，可设

置放大器倍数和输入信号的电压范围。

d) 设备释放模块释放A/D、释放D/A、释放设备，释放内存空间。

2. 利用Labview构建系统

1) 程序总体采用顺序结构，可分为三层：数据采集卡初始化层、信号产生和处理层、设备

释放层。

2) 所使用的控件：除板卡设备的控件外，还有：图形显示控件、信号产生控件、信号处理

控件、数值输入控件、布尔控件、数组控件、簇等。 3) 信号处理

利用各种窗函数及滤波器，采用频谱分析方法，在实验中观察各种信号处理的特点及作用。

三、 实验仪器

计算机（带数据采集卡）1台 接口板 1块 万用数字表 1个

示波器 1台

四、 实验步骤

1. 打开Labview软件，建立新程序文件；

2. 利用Labview的信号产生功能产生多种信号（正弦波、三角波、方波、锯齿波），信号

参数可改变（如正弦信号的幅值、频率、相位等可变），并利用Labview的图形显示功能显示产生的信号；

3. 利用数据采集卡的D/A功能将信号输出计算机，用示波器可在数据采集卡的接口板的端

子AO1测到输出信号；

4. 将数据采集卡的接口板的端子AO1与接口板的A/D输入相连接； 5. 利用Labview的板卡输入模块将A/D输入端的信号采入计算机；

6. 将Labview的板卡输入模块将A/D输入端的信号接入示波器，观察波形是否与Labview

程序运行结果一致，否则加入延时模块进行修正。

7. 对采入的信号叠加白噪声并显示，对该信号进行频谱分析并显示信号频谱； 8. 对叠加白噪声的信号进行加窗处理（可选择矩形窗、汉明窗、汉宁窗等），显示加窗后

的信号；

9. 对叠加白噪声的信号进行滤波（低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、IIR滤波器、

FIR滤波器等可选，并可改变通频带），显示滤波后的信号；对滤波后的信号进行频谱分析并显示信号频谱； 10. 运行程序，分析结果。

五、 实验结果分析

1. 实验结构框图及程序框图

1) 数据采集卡部分

a)

b) 程序框图：

开始 初始化设备 产生一个规则的信号（正弦、方波、三角波等类型可选，幅值、频率等参数可设置） 由数据采集卡输出 接示波器进行显示对照