基于pxi的虛擬頻譜分析儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種虛擬儀器，特別涉及一種利用PXI采集信號(hào)的虛擬頻譜分析儀。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代科技發(fā)展日新月異，計(jì)算機(jī)尤其如此。計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的處理能力，使得它成為了一種很好的工具，其應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。
[0003]雖然傳統(tǒng)儀器己經(jīng)得到迅猛的發(fā)展，儀器精度越來(lái)越高，功能越來(lái)越強(qiáng)，性能越來(lái)越好，但傳統(tǒng)儀器基本上沒(méi)有擺脫獨(dú)立使用、手動(dòng)操作的模式。在工業(yè)自動(dòng)化和測(cè)試及測(cè)量領(lǐng)域，傳統(tǒng)的方法有許多重復(fù)建設(shè)，使用起來(lái)就很不方便，其局限性非常明顯，顯然己經(jīng)不能適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要了。傳統(tǒng)臺(tái)式儀器是由廠(chǎng)家設(shè)計(jì)并定義好功能的一個(gè)封閉結(jié)構(gòu)，它有固定的輸入/輸出接口和儀器操作面板。每種儀器只能實(shí)現(xiàn)一類(lèi)特定的測(cè)量功能，并以確定的方式提供給用戶(hù)。
[0004]虛擬儀器是指具有虛擬儀器面板的個(gè)人計(jì)算機(jī)儀器。它利用軟件在微機(jī)屏幕上構(gòu)成虛擬儀器面板，在硬件的支持下對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，既可以進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)分析、顯示，又可以在離線(xiàn)條件下對(duì)存儲(chǔ)的采集結(jié)果進(jìn)行各種軟件處理。通過(guò)軟件編寫(xiě)及硬件配置，虛擬儀器可以實(shí)現(xiàn)完全由用戶(hù)自定義、適合不同應(yīng)用環(huán)境和對(duì)象的各種功能。
[0005]在測(cè)試領(lǐng)域中，頻譜分析儀是一種常用的重要儀器。但其加工工藝復(fù)雜，生產(chǎn)技術(shù)要求高，價(jià)格昂貴。采用虛擬儀器技術(shù)，只需在相應(yīng)的硬件支持下，用軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬頻譜分析儀?；谟?jì)算機(jī)強(qiáng)大的分析處理功能，可以將一些先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理方法運(yùn)用于軟件設(shè)計(jì)中，從而不斷增強(qiáng)虛擬儀器的功能。在已有硬件的基礎(chǔ)上，通過(guò)軟件的調(diào)整與修改，還可以生成其它的儀器，如虛擬示波器、虛擬函數(shù)發(fā)生器、虛擬毫伏表等，使儀器的功能更加強(qiáng)大、靈活。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了提供一種功能更加強(qiáng)大、靈活的基于PXI的虛擬頻譜分析儀。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
基于PXI的虛擬頻譜分析儀，包括操作類(lèi)型選擇模塊，真實(shí)信號(hào)模塊，仿真信號(hào)模塊，調(diào)用歷史文件模塊，保存實(shí)時(shí)信號(hào)模塊，頻譜分析模塊，頻譜分析顯示模塊，存儲(chǔ)操作模塊;其特征是:所述操作類(lèi)型選擇模塊分別連接真實(shí)信號(hào)模塊，仿真信號(hào)模塊，調(diào)用歷史文件模塊;所述真實(shí)信號(hào)模塊和仿真信號(hào)模塊連接保存實(shí)時(shí)信號(hào)模塊;所述真實(shí)信號(hào)模塊，仿真信號(hào)模塊，調(diào)用歷史文件模塊均連接頻譜分析模塊;所述頻譜分析模塊分別連接頻譜分析顯示模塊和存儲(chǔ)操作模塊。
[0008]有益效果:本發(fā)明功能更加強(qiáng)大、使用更加靈活。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖2為本發(fā)明的前面板示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:
實(shí)施例1
結(jié)合圖1，圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明由軟件控制完成信號(hào)的采集、處理與顯示，系統(tǒng)軟件總體上包括數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)保存、調(diào)用歷史文件、頻譜分析、波形顯示及存儲(chǔ)操作等模塊。
[0012]數(shù)據(jù)采集模塊是虛擬頻譜分析儀軟件的核心，主要完成數(shù)據(jù)采集的任務(wù)。本模塊實(shí)現(xiàn)的功能是數(shù)據(jù)采集，就是把外部環(huán)境接受來(lái)的模擬信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，信號(hào)調(diào)理電路對(duì)其進(jìn)行放大，濾波，隔離等處理。調(diào)理后的信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡的A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào);最后由控制軟件來(lái)對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析和處理，所得結(jié)果可安要求顯示，存儲(chǔ)或打印輸出。
[0013]實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)保存模塊可以對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，此模塊可以根據(jù)需要對(duì)波形進(jìn)行打印輸出。本模塊程序采用波形文件形式，即以**.dat形式，保存波形文件。這種文件能夠記錄波形的一些基本信息，如波形發(fā)生的起始時(shí)間，采樣的間隔時(shí)間等。
[0014]調(diào)用歷史文件模塊的工作過(guò)程:在系統(tǒng)自帶的“ReadWaveformfromFiIe.vi”，因?yàn)閷?duì)該子V I進(jìn)行操作是不能直接顯示所讀取文件波形的個(gè)數(shù)，所以需要在“ReadWavef ormf romF i I e.v i”的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改以滿(mǎn)意程序的要求。
[0015]通過(guò)分析在該子VI的流程圖，“OpenCreateReplaceWDTArrayDlogFile.vi” 中可以顯示所讀取波形的個(gè)數(shù)，因此可以在該VI的引出端直接獲取所需的物理量，進(jìn)而建立所需要的“讀取波形1.VI”。
[0016]完成以上步驟后，激活流程圖的前面板，在前面板右上角的圖標(biāo)上面單擊右鍵，選擇“ShowConnectors”，使用合適的數(shù)據(jù)端口類(lèi)型，引出所需“filesize(records)”物理量。
[0017]頻譜分析模塊采用快速FFT算法，完成頻域信號(hào)分析。實(shí)現(xiàn)的頻譜分析控制是:(I)可進(jìn)行濾波窗口選擇，可從矩形窗、三角窗、漢寧窗、漢明窗、布萊克曼窗等窗口中選擇一種.或是不進(jìn)行窗口濾波操作。(2)log/linear選擇，提供了2種坐標(biāo)顯示模式:頻譜分析功能包括頻率譜分析和功率譜分析。
[0018]在此波形顯示的模塊中，可以選擇頻譜曲線(xiàn)顯示或時(shí)域信號(hào)顯示，還可根據(jù)需要進(jìn)行線(xiàn)性或?qū)?shù)顯示。
[0019]分析數(shù)據(jù)保存模塊實(shí)具有以下功能:(I)保存分析數(shù)據(jù)文件的路徑可以任意設(shè)置；
(2)保存文件可以進(jìn)行增補(bǔ)或覆蓋選擇；(3)可以顯示所保存波形個(gè)數(shù)；(4)設(shè)置按鈕，當(dāng)按下時(shí)保存文件，彈起時(shí)不保存文件。
[0020]實(shí)施例2
結(jié)合圖2，圖2為本發(fā)明的前面板示意圖。本發(fā)明的軟面板上左上部分包含了實(shí)時(shí)波形顯示窗口(可以顯示實(shí)時(shí)采樣波形)，和經(jīng)過(guò)頻譜分析完波形顯示窗口。
[0021]左下部分操作按鈕依次是:
(I)通過(guò)選擇“X軸調(diào)整”和“Y軸調(diào)整”，來(lái)顯示的X和Y軸量程的最大值、最小值，并可以自動(dòng)或手動(dòng)操作。
[0022](2)在“時(shí)域保存”中，可以操作是否“保存”，是否對(duì)已保存文件進(jìn)行“覆蓋”或“增補(bǔ)”，并可以顯示保存波形個(gè)數(shù)，及對(duì)保存波形文件路徑進(jìn)行選擇。
[0023](3)在“頻域保存”中，可以操作是否“保存”，是否對(duì)已保存文件進(jìn)行“覆蓋”或“增補(bǔ)”，并可以顯示保存波形個(gè)數(shù)，及對(duì)保存波形文件路徑進(jìn)行選擇。
[0024](4)在“波形讀取”中，當(dāng)歷史在工作狀態(tài)選擇“歷史數(shù)據(jù)回放”時(shí)，可以選擇是“連續(xù)讀取”或“單個(gè)讀取”保存文件中的波形；在選擇“連續(xù)讀取”時(shí)，可以通過(guò)設(shè)置波形起始號(hào)，對(duì)波形回放進(jìn)行控制;在對(duì)歷史回放各個(gè)參數(shù)進(jìn)行完設(shè)置后，通過(guò)控制“顯示波形”按鈕啟動(dòng)程序。
[0025]操作面板右邊兩列，第一列按鈕依次如下:
(I)工作狀態(tài):可以選擇“空閑狀態(tài)”，“真實(shí)信號(hào)”，“歷史數(shù)據(jù)”和“仿真信號(hào)”。
[0026](2)數(shù)據(jù)采集卡設(shè)置:
可以根據(jù)用戶(hù)的選擇分別設(shè)置設(shè)備號(hào)，通道號(hào)，輸入信號(hào)范圍，采樣頻率和取樣點(diǎn)數(shù)。
[0027](3)計(jì)算機(jī)仿真信號(hào):可以在信號(hào)類(lèi)型中選擇鋸齒信號(hào)，正弦信號(hào)，三角信號(hào)，方波信號(hào);可以設(shè)置信號(hào)的頻率與幅值。
[0028](4)根據(jù)所給信號(hào)的頻率，設(shè)置采樣頻率和取樣點(diǎn)數(shù)?？刂七@兩個(gè)參量就可以間接的控制頻譜儀的分辨率。
[0029](5)控制軟件運(yùn)行的開(kāi)關(guān)按鈕。
[0030]第二列按鈕依次如下:
(I)分析功能:可以選擇頻率譜分析，功率譜分析。
[0031]幅度相位:可以選擇幅度或相位顯示。
[0032]加窗處理:可以選擇海寧(Hanning)窗，汗明(Hamming)窗，布拉克曼(Blackman)窗等。
[0033](2)平均參數(shù)設(shè)置:平均模式:RMSaveraging(均方根平均)，Vectoraveraging(矢量平均)，Peakhold(保持最大值)。
[0034]權(quán)重模式:線(xiàn)形平均(Linear)、指數(shù)平均(Exponent ial)。
[0035]平均個(gè)數(shù):顯示已平均的個(gè)數(shù)。
[0036]通過(guò)以上設(shè)置可以提高譜的質(zhì)量。
[0037](3)諧波分析:可以測(cè)量諧波的頻率與幅值。
[0038]實(shí)施例3
基于PXI的虛擬頻譜分析儀，包括操作類(lèi)型選擇模塊，真實(shí)信號(hào)模塊，仿真信號(hào)模塊，調(diào)用歷史文件模塊，保存實(shí)時(shí)信號(hào)模塊，頻譜分析模塊，頻譜分析顯示模塊，存儲(chǔ)操作模塊;其特征是:所述操作類(lèi)型選擇模塊分別連接真實(shí)信號(hào)模塊，仿真信號(hào)模塊，調(diào)用歷史文件模塊;所述真實(shí)信號(hào)模塊和仿真信號(hào)模塊連接保存實(shí)時(shí)信號(hào)模塊;所述真實(shí)信號(hào)模塊，仿真信號(hào)模塊，調(diào)用歷史文件模塊均連接頻譜分析模塊;所述頻譜分析模塊分別連接頻譜分析顯示模塊和存儲(chǔ)操作模塊。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于PXI的虛擬頻譜分析儀，包括操作類(lèi)型選擇模塊，真實(shí)信號(hào)模塊，仿真信號(hào)模塊，調(diào)用歷史文件模塊，保存實(shí)時(shí)信號(hào)模塊，頻譜分析模塊，頻譜分析顯示模塊，存儲(chǔ)操作模塊；其特征是:所述操作類(lèi)型選擇模塊分別連接真實(shí)信號(hào)模塊，仿真信號(hào)模塊，調(diào)用歷史文件模塊;所述真實(shí)信號(hào)模塊和仿真信號(hào)模塊連接保存實(shí)時(shí)信號(hào)模塊;所述真實(shí)信號(hào)模塊，仿真信號(hào)模塊，調(diào)用歷史文件模塊均連接頻譜分析模塊;所述頻譜分析模塊分別連接頻譜分析顯示模塊和存儲(chǔ)操作模塊。
【專(zhuān)利摘要】<b>本發(fā)明公開(kāi)了一種基于PXI的虛擬頻譜分析儀，該儀器可以實(shí)現(xiàn)如下功能：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)圖形回放；頻率譜分析、功率譜分析；可選擇的頻譜曲線(xiàn)顯示或時(shí)域信號(hào)顯示；基波峰值點(diǎn)的頻率值和功率值查找。本發(fā)明由軟件控制完成信號(hào)的采集、處理與顯示，系統(tǒng)軟件總體上包括數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)保存、調(diào)用歷史文件、頻譜分析、波形顯示及存儲(chǔ)操作等模塊。數(shù)據(jù)采集模塊是虛擬頻譜分析儀軟件的核心，主要完成數(shù)據(jù)采集的任務(wù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)保存模塊可以對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，此模塊可以根據(jù)需要對(duì)波形進(jìn)行打印輸出。本模塊程序采用波形文件形式，即以**.dat形式，保存波形文件。頻譜分析功能包括頻率譜分析和功率譜分析。在此波形顯示的模塊中，可以選擇頻譜曲線(xiàn)顯示或時(shí)域信號(hào)顯示，還可根據(jù)需要進(jìn)行線(xiàn)性或?qū)?shù)顯示。</b>
【IPC分類(lèi)】G01R23/16
【公開(kāi)號(hào)】CN105629063
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510988304
【發(fā)明人】黃東梅
【申請(qǐng)人】哈爾濱米米米業(yè)科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年12月27日