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基于LabVIEW的虚拟模电实验的构建——调制解调器(4)

2013-07-30 01:03 虚拟实验室，主动设疑、实验，不断地得到实验结果；并且可以修改参数，在不必担心损坏仪器的情况下，迅速进行实验仿真，自己对所学知识的掌握情况，这对提高学生的学习积极性，提高教学水平是有益处的。

　　3.2.3便于学生发挥创造性思维

　　的目的在于提高学生的分析能力、判断能力及创新能力，提高学生的综合素质。我们知道用实物设计制作复杂一点的电路，在连线上是十分复杂的，光连线就要花费不少功夫；接好电路后，为了使电路处于满意的工作状态，不断的调整参数也是十分费时费工的。学生要运用自己学到的知识设计制作一个模电电路是一件很困难的事。现在，虚拟实验室给学生创造一个优良，学生可以充分发挥他们的智慧，展现他们的才华。

　　3.2.4完善线路的远程教学

　　实验虚拟化，把实验室搬到了网络，更加完善了模电技术这门课的远程教学

　　4 LabVIEW模块

　　4.1函数簇bundle

　　4.2 波形图

　　4.3 正弦波形发生器简介

　　1 sine wave.vi 图标调用路径

　　sine wave.vi 图标的调用路径是functions>>analyze>>signal processing>>signal generation>>sine wave.vi

　　2 sine wave.vi图标与输入，输出端口参数

       

　　

　　图1 sine wave.vi图标

 

                   图2  sine wave.vi图标与端口图

　　函数图标左侧一列为输入端口，即该函数调用钱的参数设置端口。

    Samples： 生成波形的总点数N

　　Amplitude：生成波形的幅值。

　　F： 生成信号的数字频率。

　　Phase in：生成波形的初始相位。

　　Reset phase ：默认生成值为true。当为ture时，函数以Phase in的值作为初始相位，如果该值为false，则函数以上一次调用后的Phase out输出值为此次波形的初始相位，显然，此时产生的信号波形是连续光滑的。

　　函数图标的右侧一列为输出端口，其各自的含义如下。

　　Sine wave：数组名，该数组内存放所生成的波形数据。

　　Phase out ：当Reset phase为ture时，该参数无效。当Reset phase为false时，该参数作为下一次生成正弦波的初始相位。

　　Error： 错误代码。若有错误，则输出错误代码。根据错误代码，查找LabVIEW帮助文件，可以找到与错误代码对应的错误含义

　　4.4 巴特沃斯低通滤波器

　　（1）幅频特性的一般表达式

　　巴特沃斯低通滤波器是一种用所谓最平通带特性去逼近理想低通特性的滤波器。其幅频特性为|H(ω)|=1/[1+(ω/ωc)²ⁿ]式中 ， n=1,2,3…为滤波器的阶次。

　　（2） 一阶巴特沃斯低通滤波器

　　传递函数为：

　　H(s)=Kb₀/(b₁s+b₀)=K/(τs+1)

　　式中。τ=b₁/b₀ ,s=σ+jω. 若令σ=0 得到频率特性如下：

　　H(jω)= H(ω)=k/(τjω+1)

　　幅频特征：

　　A(ω)= |H(jω)|= k/[1+(ω/ωc)²]

　　式中ω=1/τ为转折频率，与式相比 它就是n=1时的式

　　相频特性为：

　　θ(jω)= θ(ω)=-arctgωτ=-arctg(ω/ωc)

　　（3）butterwoeth filter.vi图标的调用

　　butterwoeth filter.vi图标的调用路径

　　执行functions>>analyze>>signal processing>>filter>>butterwoeth filter.vi操作。

　　其图标为

　　

　　butterwoeth filter.vi图标

　　butterwoeth filter.vi图标的参数设置

　　butterwoeth filter.vi图标及其窗口

　　图中左侧为输入端口参数，右侧为输出端口参数。

　　输入端口参数如下：

　　X 欲处理数据

　　Sanpling feq; fs：采样频率，通常就是输入数据X的采样频率，默认为1.0，此值必须大于0。

　　High cutoff freq：fh： 滤波器的低截止频率，对低通和高通滤波器，这个参数被忽略。

　　Low cutodd freq：fl： 滤波器的低截止频率，此频率必须满足采样定律，fl的取值范围为：

　　0〈f₁〈f_s/2 ,其中，f_s为采样频率。默认值为0.125。

　　order ：滤波器的阶次， 其值必须是大于0的整数。

　　Filter type 滤波器的类型，0表示lowpass （低通）1表示highpass（高通）2表示bandpass（带通），3表示bandstop（带阻）。

　　输出端口如下：

　　filtered X：滤波后的数据。

　　Error ： 错误代码值， 返回值模块执行中的错误代码。

5 程序设计

　　5.1虚拟正弦波仿真信号发生器

　　(1)功能描述

　　该正弦波仿真信号发生器可产生正弦信号指标如下

　　频率范围 0.1Hz~~10kHz        可选

　　初始相位 0~~180              可选

　　幅值     0.1V~~5.0V          可选

　　生成波的总点数    N=8~~512  可选

　　(2)设计步骤

　　前面板设计

　　（a）五个输入型数字控件

　　五个输入型数字控件供使用者键入生成正弦波的频率fx，初始相位，幅值，总采样点数N和采样频率fs操作controls>>numeric>>numeric control 五次，得到五个输入型数字控件，分别标记为‘信号频率’‘采样频率’‘采样点数’‘信号幅值’和‘初始相位’

　　(b)一个输入显示图型控件

　　输出显示型图形控件用来显示所产生的正弦波波形

　　执行controls>>graph>>wave graph 操作，调入图形控件gra