沈陽理工大學_labview課程設計_抽樣定理

1、0 成成 績績 評評 定定 表表學生姓名李祥瀅班級學號1003060219專 業(yè)通信工程課程設計題目抽樣定理設計評語組長簽字：成績?nèi)掌?20 年 月 日1課程設計任務書課程設計任務書學 院信息科學與工程學院專 業(yè)通信工程學生姓名李祥瀅班級學號1003060219課程設計題目抽樣定理設計實踐教學要求與任務實踐教學要求與任務: :1 學習 LabVIEW 的虛擬儀器原理、設計方法和實現(xiàn)技巧；2 掌握簡單 LabVIEW 程序的編程實現(xiàn)；3 掌握簡單通信系統(tǒng)設計和分析方法；4 采用 Labview 語言，實現(xiàn)抽樣定理設計。（1）通過檢索、查資料、調(diào)查研究、確定方案、畫出組成系統(tǒng)結構方框圖；（2）采用

2、 LabVIEW 實現(xiàn)抽樣定理系統(tǒng)；（3）系統(tǒng)調(diào)試與改進，調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，分析系統(tǒng)運行結果；（4）寫出設計總結報告。 工作計劃與進度安排工作計劃與進度安排: :20 周上 學習 LabVIEW 虛擬儀器原理、設計方法和實現(xiàn)技巧，掌握簡單 LabVIEW 程序的編程實現(xiàn)，掌握簡單通信系統(tǒng)設計和分析方法。20 周下 采用 LabVIEW 語言，實現(xiàn)抽樣定理設計與仿真，并對系統(tǒng)進行性能分析。指導教師： 201 年 月 日專業(yè)負責人：201 年 月 日學院教學副院長：201 年 月 日2目目 錄錄1 目的及基本要求.12 編程基礎練習.12.1 正弦波發(fā)生器.12.2 溫度控制報警器.22.3 創(chuàng)建數(shù)組

3、并輸出.22.4 計算平均分.33 抽樣定理設計原理 .43.1 采樣原理 .43.2 模擬信號算法 .54 抽樣定理的設計和仿真 .64.1 抽樣定理前面板設計.64.2 抽樣定理的后面板設計.75 仿真結果 .9參考文獻.1211 1 目的及基本要求目的及基本要求熟悉 LabVIEW 開發(fā)環(huán)境，掌握基于 LabVIEW 的虛擬儀器原理、設計方法和實現(xiàn)技巧，運用專業(yè)課程中的基本理論和實踐知識，采用 LabVIEW 開發(fā)工具,實現(xiàn)抽樣定理設計和仿真。要求首先完成 LabVIEW 基礎程序練習,之后完成抽樣定理設計程序給出運行結果。2 2 編程編程基礎練習基礎練習2.2.1 1 正弦波發(fā)生器正弦

4、波發(fā)生器 圖 1 練習1的前面板 圖 2 練習1的程序框圖22.22.2 溫度控制報警器溫度控制報警器， 圖 3 練習2的前面板 圖 4 練習2的程序框圖2.32.3 創(chuàng)建數(shù)組并輸出創(chuàng)建數(shù)組并輸出要求用 FOR 循環(huán)創(chuàng)建一個數(shù)組，并用圖形顯示輸出的數(shù)組。3 圖 5 練習3的前面板 圖 6 練習3的程序框圖2.42.4 計算平均分計算平均分計算學生三門課（語文，數(shù)學，英語）的平均分，并根據(jù)平均分劃分成績等級。要求輸出等級 A,B,C,D,E。90 分以上為 A，8089 為 B，7079 為C，6069 為 D，60 分以下為 E。 圖 7 練習 4 的前面板4圖 8 練習 4 的程序框圖3 3

5、 抽樣定理設計原理抽樣定理設計原理3 3.1.1 采樣原理采樣原理設 Xa(t)是連續(xù)時間信號,Xa(t) 的傅立葉變換為： (2.1)Xa(j )=Xa(t)=( )jXa t etdt 設 p(t) 為周期沖激脈沖信號, Ts 為采樣周期, (2.2)( )()nP ttnTs根據(jù)傅立葉變換性質(zhì),采樣信號 的傅立葉變換為( )Xa t (2.3)()1/2 ()()Xa jXa jP j 其中 P(j) 為 的傅立葉變換, 因此,( )p t (2.4)()1/()2 /)nXa jTXajjnT 從 (2.4) 式我們又可得到 (2.5)( )( ) ()() ()nnXa tXa tt

6、nTsXa nTstnTs上式說明采樣后的信號頻譜是采樣之前信號頻譜以整數(shù)倍采樣頻率的平移然后疊加形成的。式(2.5)用于離散時間信號的傅立葉變換的計算。53 3.2.2 模擬信號算法模擬信號算法3.2.1 模擬信號頻率計算在計算機中模擬信號是無法存儲的, 但當模擬信號 xa(t) 為有限 (-L t P ， L, P 是正數(shù)) 時,以充分小的時間取 xa(t) 的值，就可得到一根平滑的曲線，用于近似分析。本文中,xa(t) 選用雙指數(shù)函數(shù)， L= P 。此時, xa(t) 可用一數(shù)組 xa(m) 表示, 數(shù)組的大小是從- L 的點起到 L 點之間間隔為$ t 的點數(shù)，并用 m 表示各個點。當

7、 xa(t) 用 xa(m) 表示時, （2.6）()( )j mXa jXa m et 設 ,則1( ) ( ), (1), (2),()NlZx l y lXxxx N (1 ), (2 ), (),Yyyy N 則為矩陣 Y 的轉置?？紤]到頻率范圍較大, 需將化分成一定間隔的頻率點。,TTzXYY設的頻率范圍為 (-Wmax,Wmax) ，取頻率間隔為 WmaxK ，K 為常數(shù)，根據(jù)實際情況來選擇，則正頻率點為 0，WmaxK，2WmaxK, kWmaxK, KWmaxK。負頻率點與正頻率點對稱，共有 2K+1 個頻率點。由此 y() 中后一個數(shù)值表示頻率點.根據(jù)上述原理，式(2.8)變

8、為 ，jtTwXaXaet其中 Xa=Xa(-L),Xa(-L+),，Xa(P-),Xa(P)，tt=-L,-L+，P-，P,ttW=k(WmaxK)，k=-K,-K+1，K-1,K,tT 為 t 矩陣的轉置.3.2.2 采樣信號頻率計算設采樣周期為 Ts,則采樣信號 =xa(-NTs),xa(-(N-1)Ts),xa(0),xa(N-1)Ts),xa(NTs) 其中 NTs=L.Xa根據(jù) =,其中XajnTwXaen=-NTs,-(N-1)Ts,0,(N-1)Ts,NTsW=k(WmaxK)k=-K,-K+1,K-1,KK 為常數(shù),nT 為 n 矩陣的轉置。64 4 抽樣定理的抽樣定理的設計

9、和仿真設計和仿真4.14.1 抽樣定理抽樣定理前面板前面板設計設計圖 9 抽樣定理總程序設計的前面板圖 10 抽樣定理方波子程序設計的前面板7圖 11 抽樣定理正弦波子程序設計的前面板4.24.2 抽樣定理的后抽樣定理的后面板設計面板設計程序框圖相當于程序的源代碼,只有創(chuàng)建了程序框圖后，該程序才能真正運行。本系統(tǒng)采用模塊化設計，所以整個系統(tǒng)軟件層次清晰、易于理解、便于修改、利于開發(fā)新功能。 8圖 12 抽樣定理總程序的后面板框圖圖 12 抽樣定理方波子程序后面板框圖9圖 14 抽樣定理正弦波子程序后面板框圖5 5 仿真結果仿真結果（1）保持衰減系數(shù)，原信號幅度，原信號相位抽樣信號相位，占空比等

10、參數(shù)不變，設置信號采樣點數(shù)為 300，原信號頻率為 65，原采樣點數(shù)為 1000 抽樣信號頻率為 250，抽樣信號采樣率為 500 時，其仿真結果如下：10圖 15 仿真結果 1（2）保持衰減系數(shù)，原信號幅度，原信號相位抽樣信號相位，占空比等參數(shù)不變，設置信號采樣點數(shù)為 500，原信號頻率為 100，原采樣點數(shù)為 3000 抽樣信號頻率為 400，抽樣信號采樣率為 1000 時，其仿真結果如下：圖 16 仿真結果 211（3）保持信號采樣點數(shù)，原信號頻率，原采樣點數(shù)，抽樣信號頻率，抽樣信號采樣率等參數(shù)不變，設置衰減系數(shù)為 5，原信號幅度為 15，原信號相位為100，抽樣信號相為 500，占空比為 20 等參數(shù)不變其仿真結果如下：圖 17 仿真結果 3（3）保持信號采樣點數(shù)，原信號頻率，原采樣點數(shù)，抽樣信號頻率，抽樣信號采樣率等參數(shù)不變，設置衰減系數(shù)為 2，原信號幅度為 25，原信號相位為200，抽樣信號相為 200，占空比為 10 等參數(shù)不變其仿真結果如下：圖 18 仿真結果 412參考文獻參考文獻1 labview 入門與提高.趙品編著.人民郵電出版社.2000.112 labview 高級應用.趙品編著.人民郵電出版社.2000.113 labview 印刷電路板設計教程.肖玲妮編著.清華大學出