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1、练习一：熟悉LabVIEW开发环境，实现频率扫描测试目标：熟悉LabVIEW开发环境，结合NI硬件，利用任意波形发生器产生正弦信号，利用示波器采集正弦信号，并最终实现频率扫描测试。图1显示实验结果。图1 完整练习硬件平台：连接任意信号发生器 (Arb) P*I-5421的CH0到示波器 (Digitizer) P*I-5122的CH1。图2 系统连接操作步骤：1. 启动LabVIEW 2013，在欢送界面上按ctrl+n以创立一个新vi。图3 新建空白VI2. 开场编写程序，创立一个数值控件，通过该控件调整扫频信号的起始频率。a. 在VI前面板上右键单击，选择Numeric Numeric C
2、ontrol新式数值数值输入控件，如图4所示。图4 创立数值输入控件b. 修改控件标签，重命名数值输入控件为Start Frequency。c. 在起始频率控件中输入500，并在菜单工具栏中选择：Edit Make Current Values Default编辑当前值设置为默认值，保存500为起始频率的默认值，如图5所示。图5 保存500为默认值3. 添加仿真信号E*press VI产生一个正弦波信号。a. 从前面板切换到程序框图，在程序框图空白处右键单击，选择E*press Input Simulate SignalE*press输入仿真信号，放置在程序框图上。图6 添加仿真信号E*pre
3、ss VIb. 等待自动弹出E*press VI配置对话框，或者双击E*press VI，在对话框中将采样率 (Hz) 参数设置为10,000,000.图7 配置仿真信号E*press VIc. 点击OK，保存E*press VI配置。4. 创立任意波形发生器的E*press VI，从而用Arb硬件板卡产生正弦信号。a. 右键单击程序框图，选择E*press Output输出 NI-FGEN (Arb).图8 添加NI-FGEN E*press (Arb) VIb. 将NI-FGEN (Arb) E*press VI放置在仿真信号E*press VI右边。c. 配置NI-FGEN E*pres
4、s对话框，选择负载阻抗为High Z高阻，其它值保存默认设置，如下列图所示。图9 配置NI-FGEN E*press (Arb) VId. 点击OK，保存E*press VI配置。5. 用仿真信号E*press VI的输出来初始化任意波形发生器，并传递错误簇。a. 展开NI-FGEN (Arb) E*press VI，使data输入端可见。图10 展开E*press VI接线端b. 将仿真信号E*press VI的sine正弦输出端用鼠标连线连接至NI-FGEN (Arb) E*press VI的data输入端。c. 同样的，将仿真信号E*press VI的error out输出端连接至NI-
5、FGEN (Arb) E*press VI的error in输入端。图11 连接E*press VI6. 创立示波器E*press VI，采集正弦波信号。a. 右键单击程序框图，选择E*press Input 输入 NI-SCOPE E*press.图12 添加NI-SCOPE E*press VIb. 将NI-SCOPE E*press VI放置在NI-FGEN (Arb) E*press VI的右边。c. 配置NI-SCOPEE*press VI对话框，如下列图所示，选择通道为Channel 1，记录长度设为20000，其它值保存默认设置。图13 配置NI-SCOPE E*press VI
6、 Configuration选项卡d. 选择Trigger标签，按下列图配置对话框。先把type改成Edge，然后根据下列图更改source，ref position和ma* time.图14 配置NI-SCOPE E*press VI Trigger选项卡e. 点击OK，保存E*press VI配置。7. 将任意波形发生器E*press VI的error out输出端和示波器E*press VI的error in输入端相连。并且在NI-SCOPE-E*PRESS下方拖出一栏closeT，然后左键点击close(T)选择signal。图15.1图15.2图15.3图15.4 连接E*press
7、 VI8. 添加频谱分析E*press VI，并与示波器E*press VI相连接。a. 右键单击程序框图，并选择E*press Signal Analysis Spectrum MeasurementsE*press信号分析频谱测量。b. 放置Spectrum Measurements E*press VI在NI-Scope E*press VI右边。c. 配置对话框，在Select measurement所选测量一栏中选择Power spectrum功率谱，其它值保存默认设置，点击OK，保存配置。图16 配置频谱分析E*press VId. 将Spectrum Measurements E
8、*press VI和NI-SCOPE E*press VI按下列图所示相连接。可按照5.a的方法展开NI-SCOPE E*press VI使Signal输出端可见。图17 连接E*press VI9. 创立波形图显示时域信号和频谱。a. 右键单击NI-Scope E*press VI的signal输出端，在弹出菜单中选择Create Graph Indicator创立图形显示控件，创立一个波形图显示控件。图18 创立波形图显示控件b. 右键单击波形图显示控件，在快捷菜单中选择Properties属性，在属性对话框中选择Scales标尺选项卡，如下列图配置。图19 修改Signal波形图显示控件
9、属性c. 同样的方法在频谱分析E*press VI的Power Spectrum输出端创立一个波形图显示控件，重命名为Power Spectrum，用来显示频谱，并按下列图修改属性。图20 修改Power Spectrum波形图显示控件属性10. 添加For循环构造，实现频率扫描过程。a. 右键单击程序框图，选择Programming Structures For Loop(编程)构造for循环)。图21 添加For循环b. 光标变化的时候说明For循环已经放在程序框图了，可以通过拖动For循环的边界来改变For循环大小，放置好后如下列图所示。图22 放置For循环构造11. 右键单击For循
10、环的循环次数接线端，选择Creat Control创立输入控件创立一个数值输入控件，并且命名为Number of Steps。该控件用来指定For循环的循环次数，即扫频次数。图23 创立循环次数接线端12. 创立一个控件用于设定终止频率 (Stop Frequency)。a. 按住键的同时左键点击Start Frequency控件并拖动，复制一个新的控件并命名为Stop Frequency。该控件用来设定扫频的终止频率。图24 创立Stop Frequency数值输入控件b. 循环的执行次数由Number of Steps决定。第一次循环时，信号频率等于Start Frequency，随后每次
11、循环将增加一个固定频率d*。该值由以下公式决定：13. 添加代码，计算扫描时的频率增量d*.a. 右键点击程序框图空白处，选择Numeric Subtract数值减函数节点。b. 将Start Frequency控件和Stop Frequency控件连接到Subtract函数节点的两个输入端，如下列图所示。c. 计算上面公式中的分母，和a中步骤类似，右键单击程序框图，选择Numeric Decrement数值减1函数节点。d. 计算d*，右键单击程序框图，选择Numeric Divide数值除函数节点。整体效果如下列图所示。图25 计算频率增量d*14. 添加代码，计算每次循环的输入频率，即每
12、次扫频时的信号频率。a. 对于每一次扫频，生成的信号频率将由以下公式计算：Frequency = Start Frequency + (d* * Loop Iteration)b. 右键单击程序框图，选择Numeric Multiply数值乘函数节点之后再次选择Numeric Add数值加函数节点，并且将各个函数节点如图连接：图26 计算扫频信号频率15. 保存并运行VI。将Number of Steps设置为25，Start Frequency设置500，Stop Frequency设置50000。点击下列图中的按钮运行程序。图中的Power Spectrum波形图将显示信号从低到高扫描的频
13、率。图27 程序运行结果16. 修改VI，给VI添加代码，以验证示波器接收到的信号频率是否在扫频频率围之，如果在围，输出pass，如果超出围，输出fail。a. 右键单击程序框图，点击 Select a VI选择vi图28 添加子VIb. 在Support Files目录下选择子VI：limit test.vi，放置在For循环右侧，并将limit test.vi的输入接线端分别和Start Frequency、Stop Frequency控件相连，同时在limit test.vi的3个输出接线端上右键单击，选择CreatIndicator创立显示控件，创立ma* frequency、Boolean、min frequency 3个显示控件，并将Boolean控件重名为Test Passed?，如下列图所示。把NI-SCOPE E*PRESS的signal的输出端连接到limit test.vi底部的array输入端。图29 完整程序连线c. 给VI创立一个输出端口，先用鼠标左键单击连线板最右上角的小方框，然后再鼠标左键单击Test Passed?显示控件，将二者关联起来，从而可以通过该接线端将布尔值输出。如下列图所示。图30 创立连线板输出端子17. 调整前面板布局并运行程序，结果如下列图所示。图31 修改后的程序运行结果18. 选择File Save保存VI。
