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构建基于labview的模电虚拟实验系统调制解调器 第5页

更新时间:2009-12-25:  来源:毕业论文
构建基于labview的模电虚拟实验系统调制解调器 第5页
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〈fs/2 ,其中,fs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graph。其横轴为时间轴。应考虑到生成的信号频率跨度大,在0.1Hz~~10kHz范围内,其周期跨度也大,在10s~~0.1ms范围内,纵轴为电压轴,生成信号幅值的范围应充满整个显示画面,故选用‘graph’显示器。
 注意,控件参数设置应考虑到采样频率fs,数字频率f,一个周期采样点数n与总点数N=samples的关系:fs=nfx,故fs的最大值应是被测信号频率fx最大值的n倍,且N>=n

(c)两个开关控件
执行controls>>button>>vertical switch操作,调入开关按钮控件,标记为‘复位相位’
执行controls>>button>>text button操作,调入开关按钮控件,标记为‘OFF’
如上设计的前面板如图所示
流程图设计
在流程图中执行functions>>structures>>while loop操作,调入while循环结构
执行functions>> numeric四次,可以分别放置一个除法器,一个倒数器,及两个常数
在流程图中执行functions>>analyze>>signal processing>>signal generation>>sine wave.vi操作,可调入sine wave.vi图标
在流程图中执行functions>>cluster>>bundle操作,调入bundle图标
在流程图中执行functions>>time&dialog>>wait操作,调入时钟图标
在流程图中执行functions>>Boolean>>not操作,调入not图标
连线形成的虚拟正弦波发生器的流程图如图所示

 
                 图  虚拟正弦波发生器前面板
注所需的数字频率由除法器的输出提供,该除法器完成信号频率与采样频率之比的运算,同时将采样频率取倒数转换为采样间隔,给出正弦波形的采样间隔,便于显示。
运行检验
设置正弦信号f=0.2Hz,初相位=0,幅值=1.0V,采样频率=10Hz复位相位选为TRUE,采样点数为100,生成的正弦波如图所示
 
图   虚拟正弦波发生器流程图

5.2设计举例虚拟调制解调器
(1)功能要求
用该调幅波解调器可观察调幅波,以及经过巴特沃斯滤波器后的解调信号波形。
(2)调制解调原理
(a)调幅波的数字表达式及其特性
u(t)=Emz(t)sinω0t
式中。Em——常量 w——高频载波角频率。z(t)——低频缓变信号,其上限角频率为Ω
上式就是调幅波的一般数字表达式,它反映了低频缓变信号z(t)对一高频ω振荡信号sinω0t的控制。通常
一般将控制高频信号的缓变信号称为调制信号,载送缓变信号的高频ω0振荡信号sinω0t称为载波。利用信号z(t)来控制或改变高频振荡的幅值称为调制过程。
(b) 调幅波的解调
调幅波u(t)的幅值反映调制信号数值的变化,在调制器之后加解调器,可将被测的调制信号z(t)与调幅波u(t)分离,并最后提取出来。解调器由乘法器和低通滤波器组成,其原理框图如图所示

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