虛擬信號頻譜分析儀

虛擬頻譜分析儀即可以對虛擬信號發生器所產生的信號進行頻譜分析。也可以對通過信號調理器，基於pci匯流排的daq卡組成的採集系統所採集到的外部信號進行頻譜分析。其中，在對外部信號進行頻譜分析時，外界被測信號首先傳送到信號調理電路，且由信號調理電路對它進行放大、濾波、隔離等處理後，再經數據採集卡進行a/d轉換，以將模擬信號轉換為數位訊號，然後由軟體對被測試信號進行頻譜分析和處理，最後得到測試結果，並按要求將它們顯示或儲存起來。

虛擬信號頻譜分析儀摘要

基於ni公司的lavview圖形化實驗室虛擬儀器工程平台,給出了一種運用於高校教學的虛擬信號頻譜分析儀的設計方法,同時介紹了該虛擬信號頻譜分析儀的硬體構成和軟體設計思想及程式流程,並分析了設計和實現過程中需要注意的問題。 　隨著計算機技術的迅速發展，利用軟體進行信號處理技術的套用日益廣泛，已開發的用於虛擬儀器的數位訊號處理和圖像處理軟體的功能也日益強大。數位訊號處理是指採用數字系統方法對離散的數字序列描述信號進行處理的一種方法，與傳統的模擬信號處理方法相比，它具有高度的穩定性、靈活性、精確性，能實現高精度和大動態範圍的信號分析，因此具有顯著的優越性。而數位訊號處理方法的運用又是虛擬儀器平台測控系統的重要組成部分。由於ni公司的labview包含有信號分析和處理函式館部分。因此，利用labview提供的信號分析函式館，配合已開發的數字示波器即可實現虛擬信號頻譜分析儀的信號處理功能，其信號的分析側重於對信號頻譜的分析以及濾波處理。

虛擬信號頻譜分析儀分析功能

這一種虛擬頻譜分析儀能夠提供一個高精度的頻譜分析功能，並且可以同時觀察輸入信號的頻域顯示。但該虛擬頻譜分析儀受數據採集卡採樣速率的限制，其頻率範圍僅為0～50khz，用戶可以通過改變採樣速率和數據長度來選擇頻率解析度。在虛擬頻譜分析儀的設計中可以通過程式直接讀出基波頻率和峰值大小，並將它們顯示在面板上，用戶參考這個值可以手動調整採樣速率的大小和顯示圖形中x、y軸的坐標來觀察所需要的頻譜圖，因此操作更加直觀、簡便。信號頻譜分析儀的主要數據處理工作就是對待分析信號進行傅立葉變換，然後分析其頻譜特性，並顯示計算結果。

虛擬信號頻譜分析儀數據採集模組

數據採集模組採用子vi ai acquire waveform.vi來控制pci-1200數據採集卡進行數據採集操作，並對採集進來的數據進行頻譜分析。參數設定模組可以設定的參數主要包括：設備與通道，緩衝區大小，採樣點數，觸發控制，掃描率，顯示方式。頻譜分析模組是由加窗函式模組、功率譜轉換模組、功率譜單位轉換模組、功率頻率峰值檢波子模快組成。

虛擬信號頻譜分析儀其他模組

加窗函式模組 　加窗函式模組可由scaled time domain windows.vi模板來完成。該模板有兩個輸入和兩個輸出端。首先從輸入端輸入一個時域信號，再進行窗體類型的選擇，可根據實際情況選擇不加窗、漢寧窗、漢明窗、布萊克曼窗、平頂窗等8種窗體，最後輸出一個已加窗的時域信號，這樣便可以減少視窗效應帶來的柵欄效應和泄漏問題。 　功率譜轉換模組 　功率譜轉換模組的功能是用auto power spectrum.vi模板來實現，該模組有四個連線埠，分別是時域信號輸入端，時域間隔dt輸入端，頻域信號輸出端，頻域間隔d瀚出端。該模組的功能是實現信號由時域向頻域的轉換。 　功率譜單位轉換模組 　功率譜單位轉換模組的功能是由spectrum unit conversion.vi模板來實現，該模組有7個輸入端，2個輸出端。輸入端有頻譜類型的選擇，可以選擇功率譜、幅度譜、增益。對數/線性的選擇類型有：線性、db、dbm。輸出顯示單位選擇可選擇的單位有：有效值、峰峰值、有效值的平方、峰峰值的平方等。輸出端是輸出頻譜和輸出頻譜單位。 　頻率峰值檢波子模組 　頻率峰值檢波子模組的功能是由power&frequency estimate.vi模板來實現，該模組有5個輸入端和2個輸出端。輸入端有功率譜輸入、峰值頻率輸入、頻率間隔、以峰值頻率為中心的頻率搜尋點數及窗常數。輸出端由頻率峰值輸出和頻率峰值能量輸出組成。該模組用來求出頻譜的頻率峰值及峰值頻率點的功率估值。 　顯示模組 　顯示模組可以選擇頻譜曲線顯示或時域信號顯示，還可以根據需要進行線性或對數顯示。 　諧波峰值點測量模組 　通過諧波峰值點測量模組可讀出一次諧波、二次諧波、三次諧波峰值點的頻率值和功率值。 　數據讀取存儲模組 　數據讀取存儲模組的功能是利用labview中豐富的檔案操作函式館，採用數據表檔案方式對實驗數據進行讀寫操作。此頻譜分析儀也可以通過用web來發布html檔案的方式使本地或遠程計算機瀏覽到該頻譜分析儀的程式面板，從而實現系統的遠程監控功能。