《電子技術應用》
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一種信號幅值特征值求取系統(tǒng)設計
摘要: 信號特征值以一個數(shù)值表示信號的某些時域特征,,是對測試信號最簡單直觀的時域描述,。在測試系統(tǒng)中往往用一些模擬儀器表來指示信號的特征值。將測試信號采集到計算機后,,可以在測試虛擬儀器中進行信號特征值處理,,并在其前面板上直觀地表示出信號的特征值,可以給虛擬儀器的使用者提供一個了解測試信號變化的快速途徑?,F(xiàn)就基于LabVIEW對周期信號及隨機信號幅值特征值求取系統(tǒng)進行設計,。
Abstract:
Key words :
  引言

  LabVIEW有兩個基本窗口,前面板窗口和流程圖窗口,,前面板窗口用于設置控制對象和顯示對象,,相當于常規(guī)儀器的顯示屏幕或指針;流程圖窗口用于編寫和顯示程序的圖形源代碼,相當于語言編程中的語句,它由各種能夠完成一定功能的模塊通過連接線連接而成,。

  信號特征值以一個數(shù)值表示信號的某些時域特征,是對測試信號最簡單直觀的時域描述,。在測試系統(tǒng)中往往用一些模擬儀器表來指示信號的特征值,。將測試信號采集到計算機后,可以在測試虛擬儀器中進行信號特征值處理,,并在其前面板上直觀地表示出信號的特征值,,可以給虛擬儀器的使用者提供一個了解測試信號變化的快速途徑。現(xiàn)就基于LabVIEW對周期信號及隨機信號幅值特征值求取系統(tǒng)進行設計,。

  1 信號幅值特征值分析

  1.1 周期信號的幅值特征值

  周期信號的幅值特征值常以峰值,、峰-峰值、均值,、均方值和有效值表示,。

  (1)峰值xp和峰-峰值xp-p

  峰值xp指在一個周期內信號x(t)可能出現(xiàn)的最大絕對瞬時值,即:xp=|x(t)|max,。

  峰-峰值xp-p是指在一個周期內信號最大瞬時值xmax與最小瞬時值xmin之差的絕對值,,即xp-p=|xmax-xmin|。

  信號的峰值和峰一峰值給出了信號變化的極限范圍,,是選擇測試裝置的量程和動態(tài)范圍的依據(jù),。

  (2)均值μx

  周期信號的均值  

  它代表信號的平均功率。

  2 LabVIEW實現(xiàn)信號幅值特征值求取

  2.1 LabVIEW實現(xiàn)周期信號幅值特征值求取

  用Express VI中的幅值和電平測量VI最為簡單有效。它的達到路徑是函數(shù)→信號分析→幅值和電平測量  

  如圖1所示,。

  參數(shù)對話框中共劃分4個區(qū)域,,分別是要求進行的幅值特征值求取的項目、當前信號幅值特征值求取的結果,、輸入信號預覽窗口和加窗后信號預覽窗口,。其中,最重要的是幅值特征值求取的項目設置,。

  用Express信號發(fā)生器產生一個仿真信號,,其參數(shù)設置如圖2所示。這是個具有直流偏置和泊松噪聲干擾三角波信號,。用幅值和電平測量檢測其能夠檢測的所有幅值特征值的測試VI的前后面板示圖,,如圖3所示。

  2.2 LabVIEW實現(xiàn)隨機信號幅值特征值求取

  幅值和電平測量主要針對周期信號進行處理,,因此,,它可以求取的參數(shù)中沒有包括隨機信號和標準差。但可以引入Express VI中的配置統(tǒng)計

  它與信號幅值和電平測量位于同一個模板上,,如圖4所示,。

  現(xiàn)在用Express信號發(fā)生器產生一個仿真信號,其參數(shù)設置如圖2所示,。這是個具有直流偏置和泊松噪聲干擾的三角波信號,。配置統(tǒng)計檢測其能夠檢測的所有幅值特征值的測試VI的前后面板示意圖,如圖5所示,。

幅值特征值的測試VI的前后面板示意圖

  參數(shù)對話框共劃分了五個區(qū)域,,分別是要求進行的幅值特征值統(tǒng)計的項目、當前信號幅值特征值統(tǒng)計的結果,、輸入信號窗口和統(tǒng)計極值以及統(tǒng)計采樣特征,。其中,最重要的是幅值特征值統(tǒng)計項目的設置?,F(xiàn)求取隨機信號幅值特征值,,則選取均方根,標準差,,方差即可,。

  3 信號的測量分析

  通過信號發(fā)生器產生一個仿真信號,可以設定仿真信號的某些參數(shù),,如信號的信號類型,、頻率、幅值,、偏移量等參數(shù)值,。此外,,還可以改變噪聲類型:二項分布噪聲,高斯白噪聲,,泊松噪聲等,。通過對配置仿真信號參數(shù)的調節(jié)設定,觀察LabVIEW對其特征值做出相應的變化,,能有效直觀地從多方面驗證分析結果,。例如,上文給出一個直流偏置和泊松噪聲干擾的三角波信號,,則可以通過Express VI前面板看到當前信號的某些特征值的大小,。

  4 結 語

  通過實測證明了系統(tǒng)測試分析結果的可靠性。利用該系統(tǒng)可以方便地進行現(xiàn)場測試與分析,,提高了測試效率和結果的精確度,,且擺脫了傳統(tǒng)測試分析儀器功能單一,成本高,,不便于攜帶的缺點,。



 

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