数据采集和前面板修饰课件

第十四讲

2013.6内容与安排LabVIEW数据采集的基础知识用声卡进行数据采集举例前面板的修饰颜色字体装饰控件的应用虚拟仪器简介

NI公司于20世纪70年代中期提出了虚拟仪器的概念。虚拟仪器是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义，具有虚拟面板，测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统，是计算机技术与仪器技术相结合的产物，其基础是计算机系统，核心是软件技术。TypicalVISystemsLabVIEW的特点与优点提供丰富的数据采集、分析及存储的库函数包括了DAQ、GPIB、PXI、VXI、RS-232/485、USB在内的各种仪器通信总线标准的功能函数数据采集的任务数据采集系统的任务:采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据。与此同时，将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。数据采集系统性能的好坏，主要取决于它的精度和速度。模拟信号的数字化处理数据采集的核心过程就是将连续的模拟信号转换成离散的数字信号采样点太多，会占用大量内存单元；采样点太少，会使模拟信号的某些信息被丢失，出现失真现象采样定理

采样是将采样脉冲序列p(t)与信号x(t)相乘，取离散点x(nt)的值的过程。每周期应该有多少采样点？最少2点:故离散信号重构原信号时形成了频率不同于原信号频率的信号，即混叠（aliasing）干扰。采样定理

为保证采样后信号能真实地保留原始模拟信号信息，信号采样频率必须至少为原信号中最高频率成分的2倍。这是采样的基本法则，称为采样定理。Fs＞2Fmax

A/D采样前的抗混迭滤波：

物理信号对象传感器电信号放大调制电信号A/D转换数字信号展开低通滤波(0-Fs/2)放大混叠的消除由采样定理可知，如果要求不产生混叠干扰，首先应使被采样信号X(t)成为有限带宽的信号。为此，对不满足此要求的信号，在采样之前，使其先通过模拟低通滤波器滤除高频成分，使其成为带限信号。这种处理称为抗混叠滤波预处理。其次，应使采样频率fs大于带限信号最高频率fh的2倍，即fs>2fh。在实际工作中，考虑到实际的模拟低通滤波器不可能有理想的截止特性，在其截止频率fh之后总有一定的过渡带，故采样频率常常选为（3～4）fh，甚至更高。

第三部分LabVIEW中的数据采集模拟输入的讨论对于一些复杂的采集任务，可以采用一些特殊的采集方式，例如采用外部时钟采集、触发采集等；触发采集种类很多，根据触发信号类型可以分为数字信号触发和模拟信号触发；根据触发形式可以分为边沿触发和窗口触发；根据触发功能可以分为启动触发、暂停触发和参考触发；不是每个数据采集卡都具有这些特殊采样功能的，使用前要查看采集卡的使用手册；在模拟输入采集系统中，实现数据采集并不复杂，数据处理与分析才是难点。动手做：将声卡作为A/D、D/A卡,设计一个双通道信号采集器和信号发生器。基于声卡的数据采集声卡作为语音信号与计算机的通用接口，其主要功能就是经过DSP（数字信号处理）音效芯片的处理，进行模拟音频信号与数字信号的转换，因此，从其功能上来看，声卡也可以作为一块数据采集卡来使用。声卡价格低廉，现在一般的电脑上都已经集成了声卡，用其取代常规的DAQ设备是一种很好的选择，而且LabVIEW中提供了专门用于声卡操作的函数节点，所以用声卡搭建数据采集系统也是非常方便的。声卡的硬件接口对于不同的声卡，其硬件接口有所不同，对于最普通的集成声卡，一般有3个接口，从外观上区分，粉红色的为MicIn，草绿色的为WaveOut，浅蓝色的为LineIn。MicIn接口只能接受较弱的信号，易受干扰，对于数据采集，一般常用LineIn接口，它可接受幅值约不超过1.5V的信号，这两个输入接口内部都有隔直电容，直流或频率较低的信号不能被声卡接受。用集成声卡做数据采集时