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1、第11章 信号处理,1,11.1 波形调理 波形调理主要用于对信号进行数字滤波和加窗处理。波形调理VI节点位于“函数选板”“信号处理”“波形调理”子选板中，,波形调理子选板,11.1.1 数字FIR滤波器 数字FIR滤波器可以对单波形和多波形进行滤波。如果对多波形进行滤波，则VI将对每一个波形进行相同的滤波。信号输入端和FIR滤波器规范输入端的数据类型决定了使用哪一个VI多态实例。,2,数字FIR滤波器,FIR滤波器规范和可选FIR滤波器规范,11.1.2 课堂练习对正弦波信号进行数字滤波 演示数字FIR滤波器的使用。,前面板,程序框图,3,11.1.3 连续卷积（FIR）将单个或多个信号和一
2、个或多个具有状态信息的kernel相卷积，该节点可以连续调用。,连续卷积（FIR）,11.1.4 滤波器 Express VI用于通过滤波器和窗对信号进行处理。在“函数选板”“Express”“信号分析”子选板中也包含该VI。,滤波器,4,配置滤波器窗口,11.1.5 课堂练习对正弦信号进行仿真滤波演示滤波器Express VI的使用。,5,滤波器的配置,前面板,程序框图,11.2 波形测量使用波形测量选板中的VI进行最基本的时域和频域测量，例如直流，平均值，单频频率/幅值/相位测量，谐波失真测量、信噪比及FFT测量等。波形测量VI在“函数选板”“信号处理”“波形测量”子选板中,6,波形测量子
3、选板,11.2.1 基本平均直流-均方根 从信号输入端输入一个波形或数组，对其加窗，根据平均类型输入端口的值计算加窗口信号的平均直流及均方根。信号输入端输入的信号类型不同，将使用不同的多态VI实例。,基本平均直流-均方根VI,7,11.2.2 FFT频谱（幅度-相位）计算时间信号的FFT频谱。FFT频谱的返回结果是幅度和相位。时间信号输入端输入信号的类型决定使用何种多态VI实例。,FFT频谱（幅度-相位）VI,查看端口输入控件,平均参数输入控件,11.2.3 课堂练习分析频谱相位 练习FFT频谱（幅度-相位）VI的使用,VI的前面板,程序框图,8,11.2.4 幅值和电平测量 幅值和电平测量E
4、xpress VI用于测量电平和电压。该Express VI的图标也可以像其他Express VI图标一样改变显示样式。,幅值和电平测量Express VI,配置幅值和电平测量,9,11.3 信号处理 使用信号运算选板中的VI进行信号的运算处理。信号运算VI在“函数选板”“信号处理”“信号运算”子选板中。信号运算选板上的VI节点的端口定义都比较简单，因此使用方法也比较简单，下面只对该选板中包含的两个Express VI 进行介绍。11.3.1 卷积和相关“卷积和相关Express VI”用于在输入信号上进行卷积、反卷积、相关操作。该Express VI的图标也可以像其他Express VI图标
5、一样改变显示样式。,“信号运算”子选板 卷积和相关Express VI,10,2023/1/16,11,卷积和相关Express VI放置在程序框图上后，将显示配置频谱测量窗口。在该窗口中，可以对卷积和相关Express VI的各项参数进行设置和调整。下面对配置卷积和相关窗口中的选项进行介绍。（1）信号处理（2）结果预览,配置卷积和相关Express VI,12,11.3.2 课堂练习卷积运算信号波练习卷积和相关Express VI的使用。,程序前面板 程序框图,11.4 窗“窗”选板中的VI使用平滑窗对数据加窗处理。该选板中的VI可以返回一个通用LabVIEW错误代码或者特殊信号处理错误代码
6、。信号运算VI在“函数选板”“信号处理”“窗”子选板中,13,“窗”子选板,11.5 滤波器 使用滤波器VI进行IIR、FIR和非线性滤波。滤波器选板上的VI可以返回一个通用LabVIEW错误代码或一个特定的信号处理代码。滤波器VI在“函数选板”“信号处理”“滤波器”子选板中。11.6 谱分析 使用谱分析分析VI节点进行基于数组的谱分析。谱分析选板上的VI可以返回一个通用LabVIEW错误代码或一个特定的信号处理代码。谱分析VI在“函数选板”“信号处理”“谱分析”子选板中,“滤波器”子选板,14,“谱分析”子选板,11.7 变换,使用变换VI进行信号处理中常用的变换。基于FFT的LabVIEW
7、变换VI使用不同的单位和标尺。变换选板上的VI可以返回一个通用LabVIEW错误代码或一个特定的信号处理代码。变换VI在“函数选板”“信号处理”“变换”子选板中。“变换”选板中的VI节点的使用方法都比较简单，单个节点的使用方法不再叙述。,“变换”子选板,15,11.8 逐点 传统的基于缓冲和数组的数据分析过程是：缓冲区准备、数据分析、数据输出，分析是按数据块进行的。由于构建数据块需要时间，因此使用这种方法难以构建实时的系统。在逐点信号分析中，数据分析是针对每个数据点的，一个数据点接一个数据点连续进行的，数据可以实现实时处理。使用逐点信号分析库能够跟踪和处理实时事件，分析可以与信号同步，直接与数
8、据相连，数据丢失的可能性更小，编程更加容易，而且因为无须构建数组，所以对采样速率要求更低。,“逐点”子选板,16,11.9 课堂案例继电器控制开关信号 本实例演示使用继电器Express VI开关信号，运行程序后调整按钮的开关，控制信号在图表中的显示。1设置工作环境 2.输出仿真信号 3.信号操作 4.信号运算 5.运行程序,修改注释,17,前面板,程序框图,波形图1,波形图2,18,波形图3,11.10 课后习题1滤波器在虚拟仪器中有什么应用？2滤波器包括哪些VI？3频谱测量有哪些分类？4波形如何进行测量？5数字FIR滤波器有什么功能？6设计配置为带通滤波器，低截止频率为10Hz，高截止频率为15Hz滤波器信号。7设计并测量添加白噪声的仿真信号的幅值和采样信息。8在波形图中叠加显示椭圆滤波器和贝塞尔滤波器。9使用基本函数发生器VI节点产生方波和三角波，将卷积和相关Express VI配置为进行卷积运算。,19,2023/1/16,20,
