數(shù)據(jù)采集和前面板修飾課件

第十四講

2013.6內(nèi)容與安排LabVIEW數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)知識用聲卡進行數(shù)據(jù)采集舉例前面板的修飾顏色字體裝飾控件的應(yīng)用虛擬儀器簡介

NI公司于20世紀(jì)70年代中期提出了虛擬儀器的概念。虛擬儀器是在以通用計算機為核心的硬件平臺上，由用戶設(shè)計定義，具有虛擬面板，測試功能由測試軟件實現(xiàn)的一種計算機儀器系統(tǒng)，是計算機技術(shù)與儀器技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其基礎(chǔ)是計算機系統(tǒng)，核心是軟件技術(shù)。TypicalVISystemsLabVIEW的特點與優(yōu)點提供豐富的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲的庫函數(shù)包括了DAQ、GPIB、PXI、VXI、RS-232/485、USB在內(nèi)的各種儀器通信總線標(biāo)準(zhǔn)的功能函數(shù)數(shù)據(jù)采集的任務(wù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務(wù):采集傳感器輸出的模擬信號并轉(zhuǎn)換成計算機能識別的數(shù)字信號，然后送入計算機進行相應(yīng)的計算和處理，得出所需的數(shù)據(jù)。與此同時，將計算得到的數(shù)據(jù)進行顯示或打印，以便實現(xiàn)對某些物理量的監(jiān)視，其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)還將被生產(chǎn)過程中的計算機控制系統(tǒng)用來控制某些物理量。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能的好壞，主要取決于它的精度和速度。模擬信號的數(shù)字化處理數(shù)據(jù)采集的核心過程就是將連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字信號采樣點太多，會占用大量內(nèi)存單元；采樣點太少，會使模擬信號的某些信息被丟失，出現(xiàn)失真現(xiàn)象采樣定理

采樣是將采樣脈沖序列p(t)與信號x(t)相乘，取離散點x(nt)的值的過程。每周期應(yīng)該有多少采樣點？最少2點:故離散信號重構(gòu)原信號時形成了頻率不同于原信號頻率的信號，即混疊（aliasing）干擾。采樣定理

為保證采樣后信號能真實地保留原始模擬信號信息，信號采樣頻率必須至少為原信號中最高頻率成分的2倍。這是采樣的基本法則，稱為采樣定理。Fs＞2Fmax

A/D采樣前的抗混迭濾波：

物理信號對象傳感器電信號放大調(diào)制電信號A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字信號展開低通濾波(0-Fs/2)放大混疊的消除由采樣定理可知，如果要求不產(chǎn)生混疊干擾，首先應(yīng)使被采樣信號X(t)成為有限帶寬的信號。為此，對不滿足此要求的信號，在采樣之前，使其先通過模擬低通濾波器濾除高頻成分，使其成為帶限信號。這種處理稱為抗混疊濾波預(yù)處理。其次，應(yīng)使采樣頻率fs大于帶限信號最高頻率fh的2倍，即fs>2fh。在實際工作中，考慮到實際的模擬低通濾波器不可能有理想的截止特性，在其截止頻率fh之后總有一定的過渡帶，故采樣頻率常常選為（3～4）fh，甚至更高。

第三部分LabVIEW中的數(shù)據(jù)采集模擬輸入的討論對于一些復(fù)雜的采集任務(wù)，可以采用一些特殊的采集方式，例如采用外部時鐘采集、觸發(fā)采集等；觸發(fā)采集種類很多，根據(jù)觸發(fā)信號類型可以分為數(shù)字信號觸發(fā)和模擬信號觸發(fā)；根據(jù)觸發(fā)形式可以分為邊沿觸發(fā)和窗口觸發(fā)；根據(jù)觸發(fā)功能可以分為啟動觸發(fā)、暫停觸發(fā)和參考觸發(fā)；不是每個數(shù)據(jù)采集卡都具有這些特殊采樣功能的，使用前要查看采集卡的使用手冊；在模擬輸入采集系統(tǒng)中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集并不復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理與分析才是難點。動手做：將聲卡作為A/D、D/A卡,設(shè)計一個雙通道信號采集器和信號發(fā)生器?；诼暱ǖ臄?shù)據(jù)采集聲卡作為語音信號與計算機的通用接口，其主要功能就是經(jīng)過DSP（數(shù)字信號處理）音效芯片的處理，進行模擬音頻信號與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，因此，從其功能上來看，聲卡也可以作為一塊數(shù)據(jù)采集卡來使用。聲卡價格低廉，現(xiàn)在一般的電腦上都已經(jīng)集成了聲卡，用其取代常規(guī)的DAQ設(shè)備是一種很好的選擇，而且LabVIEW中提供了專門用于聲卡操作的函數(shù)節(jié)點，所以用聲卡搭建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也是非常方便的。聲卡的硬件接口對于不同的聲卡，其硬件接口有所不同，對于最普通的集成聲卡，一般有3個接口，從外觀上區(qū)分，粉紅色的為MicIn，草綠色的為WaveOut，淺藍色的為LineIn。MicIn接口只能接受較弱的信號，易受干擾，對于數(shù)據(jù)采集，一般常用LineIn接口，它可接受幅值約不超過1.5V的信號，這兩個輸入接口內(nèi)部都有隔直電容，直流或頻率較低的信號不能被聲卡接受。用集成聲卡做數(shù)據(jù)采集時