基于pxi的虚拟频谱分析仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种虚拟仪器，特别涉及一种利用PXI采集信号的虚拟频谱分析仪。
【背景技术】
[0002]现代科技发展日新月异，计算机尤其如此。计算机强大的处理能力，使得它成为了一种很好的工具，其应用范围也越来越广泛。
[0003]虽然传统仪器己经得到迅猛的发展，仪器精度越来越高，功能越来越强，性能越来越好，但传统仪器基本上没有摆脱独立使用、手动操作的模式。在工业自动化和测试及测量领域，传统的方法有许多重复建设，使用起来就很不方便，其局限性非常明显，显然己经不能适应时代发展的需要了。传统台式仪器是由厂家设计并定义好功能的一个封闭结构，它有固定的输入/输出接口和仪器操作面板。每种仪器只能实现一类特定的测量功能，并以确定的方式提供给用户。
[0004]虚拟仪器是指具有虚拟仪器面板的个人计算机仪器。它利用软件在微机屏幕上构成虚拟仪器面板，在硬件的支持下对信号进行采样，既可以进行实时信号分析、显示，又可以在离线条件下对存储的采集结果进行各种软件处理。通过软件编写及硬件配置，虚拟仪器可以实现完全由用户自定义、适合不同应用环境和对象的各种功能。
[0005]在测试领域中，频谱分析仪是一种常用的重要仪器。但其加工工艺复杂，生产技术要求高，价格昂贵。采用虚拟仪器技术，只需在相应的硬件支持下，用软件编程来实现虚拟频谱分析仪。基于计算机强大的分析处理功能，可以将一些先进的数字信号处理方法运用于软件设计中，从而不断增强虚拟仪器的功能。在已有硬件的基础上，通过软件的调整与修改，还可以生成其它的仪器，如虚拟示波器、虚拟函数发生器、虚拟毫伏表等，使仪器的功能更加强大、灵活。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为了提供一种功能更加强大、灵活的基于PXI的虚拟频谱分析仪。
[0007]本发明的目的是这样实现的:
基于PXI的虚拟频谱分析仪，包括操作类型选择模块，真实信号模块，仿真信号模块，调用历史文件模块，保存实时信号模块，频谱分析模块，频谱分析显示模块，存储操作模块;其特征是:所述操作类型选择模块分别连接真实信号模块，仿真信号模块，调用历史文件模块;所述真实信号模块和仿真信号模块连接保存实时信号模块;所述真实信号模块，仿真信号模块，调用历史文件模块均连接频谱分析模块;所述频谱分析模块分别连接频谱分析显示模块和存储操作模块。
[0008]有益效果:本发明功能更加强大、使用更加灵活。
【附图说明】
[0009]图1为本发明的系统结构图。
[0010]图2为本发明的前面板示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
实施例1
结合图1，图1为本发明的系统结构图。本发明由软件控制完成信号的采集、处理与显示，系统软件总体上包括数据采集、实时数据保存、调用历史文件、频谱分析、波形显示及存储操作等模块。
[0012]数据采集模块是虚拟频谱分析仪软件的核心，主要完成数据采集的任务。本模块实现的功能是数据采集，就是把外部环境接受来的模拟信号进行信号调理，信号调理电路对其进行放大，滤波，隔离等处理。调理后的信号经数据采集卡的A/D转换，将模拟信号转变成数字信号;最后由控制软件来对被测信号进行频谱分析和处理，所得结果可安要求显示，存储或打印输出。
[0013]实时数据保存模块可以对采集的数据进行保存，此模块可以根据需要对波形进行打印输出。本模块程序采用波形文件形式，即以**.dat形式，保存波形文件。这种文件能够记录波形的一些基本信息，如波形发生的起始时间，采样的间隔时间等。
[0014]调用历史文件模块的工作过程:在系统自带的“ReadWaveformfromFiIe.vi”，因为对该子V I进行操作是不能直接显示所读取文件波形的个数，所以需要在“ReadWavef ormf romF i I e.v i”的基础上进行修改以满意程序的要求。
[0015]通过分析在该子VI的流程图，“OpenCreateReplaceWDTArrayDlogFile.vi” 中可以显示所读取波形的个数，因此可以在该VI的引出端直接获取所需的物理量，进而建立所需要的“读取波形1.VI”。
[0016]完成以上步骤后，激活流程图的前面板，在前面板右上角的图标上面单击右键，选择“ShowConnectors”，使用合适的数据端口类型，引出所需“filesize(records)”物理量。
[0017]频谱分析模块采用快速FFT算法，完成频域信号分析。实现的频谱分析控制是:(I)可进行滤波窗口选择，可从矩形窗、三角窗、汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗等窗口中选择一种.或是不进行窗口滤波操作。(2)log/linear选择，提供了2种坐标显示模式:频谱分析功能包括频率谱分析和功率谱分析。
[0018]在此波形显示的模块中，可以选择频谱曲线显示或时域信号显示，还可根据需要进行线性或对数显示。
[0019]分析数据保存模块实具有以下功能:(I)保存分析数据文件的路径可以任意设置；
(2)保存文件可以进行增补或覆盖选择；(3)可以显示所保存波形个数；(4)设置按钮，当按下时保存文件，弹起时不保存文件。
[0020]实施例2
结合图2，图2为本发明的前面板示意图。本发明的软面板上左上部分包含了实时波形显示窗口(可以显示实时采样波形)，和经过频谱分析完波形显示窗口。
[0021]左下部分操作按钮依次是:
(I)通过选择“X轴调整”和“Y轴调整”，来显示的X和Y轴量程的最大值、最小值，并可以自动或手动操作。
[0022](2)在“时域保存”中，可以操作是否“保存”，是否对已保存文件进行“覆盖”或“增补”，并可以显示保存波形个数，及对保存波形文件路径进行选择。
[0023](3)在“频域保存”中，可以操作是否“保存”，是否对已保存文件进行“覆盖”或“增补”，并可以显示保存波形个数，及对保存波形文件路径进行选择。
[0024](4)在“波形读取”中，当历史在工作状态选择“历史数据回放”时，可以选择是“连续读取”或“单个读取”保存文件中的波形；在选择“连续读取”时，可以通过设置波形起始号，对波形回放进行控制;在对历史回放各个参数进行完设置后，通过控制“显示波形”按钮启动程序。
[0025]操作面板右边两列，第一列按钮依次如下:
(I)工作状态:可以选择“空闲状态”，“真实信号”，“历史数据”和“仿真信号”。
[0026](2)数据采集卡设置:
可以根据用户的选择分别设置设备号，通道号，输入信号范围，采样频率和取样点数。
[0027](3)计算机仿真信号:可以在信号类型中选择锯齿信号，正弦信号，三角信号，方波信号;可以设置信号的频率与幅值。
[0028](4)根据所给信号的频率，设置采样频率和取样点数。控制这两个参量就可以间接的控制频谱仪的分辨率。
[0029](5)控制软件运行的开关按钮。
[0030]第二列按钮依次如下:
(I)分析功能:可以选择频率谱分析，功率谱分析。
[0031]幅度相位:可以选择幅度或相位显示。
[0032]加窗处理:可以选择海宁(Hanning)窗，汗明(Hamming)窗，布拉克曼(Blackman)窗等。
[0033](2)平均参数设置:平均模式:RMSaveraging(均方根平均)，Vectoraveraging(矢量平均)，Peakhold(保持最大值)。
[0034]权重模式:线形平均(Linear)、指数平均(Exponent ial)。
[0035]平均个数:显示已平均的个数。
[0036]通过以上设置可以提高谱的质量。
[0037](3)谐波分析:可以测量谐波的频率与幅值。
[0038]实施例3
基于PXI的虚拟频谱分析仪，包括操作类型选择模块，真实信号模块，仿真信号模块，调用历史文件模块，保存实时信号模块，频谱分析模块，频谱分析显示模块，存储操作模块;其特征是:所述操作类型选择模块分别连接真实信号模块，仿真信号模块，调用历史文件模块;所述真实信号模块和仿真信号模块连接保存实时信号模块;所述真实信号模块，仿真信号模块，调用历史文件模块均连接频谱分析模块;所述频谱分析模块分别连接频谱分析显示模块和存储操作模块。
【主权项】
1.基于PXI的虚拟频谱分析仪，包括操作类型选择模块，真实信号模块，仿真信号模块，调用历史文件模块，保存实时信号模块，频谱分析模块，频谱分析显示模块，存储操作模块；其特征是:所述操作类型选择模块分别连接真实信号模块，仿真信号模块，调用历史文件模块;所述真实信号模块和仿真信号模块连接保存实时信号模块;所述真实信号模块，仿真信号模块，调用历史文件模块均连接频谱分析模块;所述频谱分析模块分别连接频谱分析显示模块和存储操作模块。
【专利摘要】<b>本发明公开了一种基于PXI的虚拟频谱分析仪，该仪器可以实现如下功能：实时数据采集和存储的历史数据图形回放；频率谱分析、功率谱分析；可选择的频谱曲线显示或时域信号显示；基波峰值点的频率值和功率值查找。本发明由软件控制完成信号的采集、处理与显示，系统软件总体上包括数据采集、实时数据保存、调用历史文件、频谱分析、波形显示及存储操作等模块。数据采集模块是虚拟频谱分析仪软件的核心，主要完成数据采集的任务。实时数据保存模块可以对采集的数据进行保存，此模块可以根据需要对波形进行打印输出。本模块程序采用波形文件形式，即以**.dat形式，保存波形文件。频谱分析功能包括频率谱分析和功率谱分析。在此波形显示的模块中，可以选择频谱曲线显示或时域信号显示，还可根据需要进行线性或对数显示。</b>
【IPC分类】G01R23/16
【公开号】CN105629063
【申请号】CN201510988304
【发明人】黄东梅
【申请人】哈尔滨米米米业科技有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月27日