基于LabVIEW的信號處理系統設計

孫鵬嬌++黃博

摘 要：運用LabVIEW虛擬儀器技術圖形化集成設計平臺，完成信號處理系統設計，系統包括波形發生、采樣濾波等模塊單元，可以對被測信號完成時域、頻域及時頻域分析，可以調整數據參數，動態直觀顯示處理后信號變化情況，應用到高職院校《信號與系統》課程教學中，事實證明收到了良好的教學效果。

關鍵詞：LabVIEW；信號處理系統；設計

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

隨著計算機技術的發展，新技術層出不窮，并飛速改變著人們生產生活的各個領域，虛擬儀器技術由于它具有設計方便、開發速度快、軟硬件配套齊全、系統運行穩定等諸多優點，越來越多的受到人們的廣泛關注。這個概念由美國國家儀器公司（National Instrument，NI）于1986年第一次提出，近年來廣泛應用于工業各領域中。其推出的LabVIEW（實驗室虛擬儀器工程平臺）作為國內使用最為廣泛的虛擬儀器軟件平臺，用于數據分析、采集及硬件儀器控制，可以進行圖形化編程設計。這一虛擬儀器平臺的推出，開創了“軟件即是儀器”的新領域，推動了虛擬儀器技術的發展。

《信號與系統》是高職院校電子信息類專業的專業基礎課程，眾多抽象的知識內容一直使該課程被專業學生認為是專業課中最難以理解的課程之首。學生在課堂上面對著眾多公式根本提不起學習興趣，這個長期困擾我們的頑疾亟須要通過改變教學方法手段來解決。

1.系統設計

信號處理系統的設計基于高職院校《信號與系統》的課程標準要求，內容情境設計參照項目化課程改革規范，運用“六步”教學法，確保設計內容能更好地服務課程教學。

信號處理系統由信號發生器、信號延遲處理模塊、信號消噪處理模塊和信號采樣模塊共四個主要部分組成。

（1）信號發生器

信號發生器由正弦信號發生器和周期信號發生器組成。它們的時域信號模型表示如下：

正弦信號發生器可以產生可調振幅、頻率的正弦信號波形，模型表示為公式（1）

（3）信號消噪處理模塊

利用虛擬儀器軟件提供的各種FIR、IIR濾波器，如，巴特沃斯、切比雪夫等濾波器濾除信號中摻雜的高斯白噪聲及交流噪聲。

（4）信號采樣模塊

該模塊可以通過設定采樣頻率，動態顯示采樣波形，通過觀察信號顯示界面，可以直觀地觀察采樣頻率地對于采樣信號的影響，從而更好地理解采樣定理的內容。

系統的整體設計選擇在LabVIEW虛擬儀器軟件平臺上搭建，運用圖形化設計方法。系統在使用中，可以在界面進入四個主模塊，每個模塊及下設的子系統都可以實現數據直觀顯示，系統交互性突出，界面友好，可擴展性強，可在原有系統中直接增加新的系統模塊，大大降低了系統升級成本。

2.結束語

開發基于虛擬儀器技術的信號處理系統的創新之處在于教學理論與系統開發相結合。一方面讓學生在課堂授課時對于一些信號的定量分析、處理形成圖形化有直觀認識；另一方面將其嵌入至實踐教學中，在虛擬的信號處理系統中進行操作。運用虛擬儀器技術可以加強電子信息類專業教學資源庫建設，激發學生的學習興趣，降低課程群的實踐教學環境開發成本，使教師得以更好地完成教學大綱和課程標準的教學要求，以達到理想的教學效果。

基金項目：教育部職業院校信息化教學指導委員會職業院校信息化教學研究課題（2013LX013）。

參考文獻：

候國屏.LabVIEW7.1編程與虛擬儀器設計[M].1版.清華大學出版社，2005-02.

The Design of Signal Processing System Based on LabVIEW

Sun Pengjiao，Huang Bo

Abstract：The use of LabVIEW virtual instrument graphical integrated design platform，completes the signal processing system design，system including wave generation，sampling filtering module unit，can analyze the signal to be measured to complete time domain，frequency domain，you can adjust the parameters，dynamic display signal changes after treatment，applied to higher vocational colleges "signal and system" course teaching，proved to have received good teaching effect.

Key words：LabVIEW；signal processing system；design

編輯 薄躍華

摘 要：運用LabVIEW虛擬儀器技術圖形化集成設計平臺，完成信號處理系統設計，系統包括波形發生、采樣濾波等模塊單元，可以對被測信號完成時域、頻域及時頻域分析，可以調整數據參數，動態直觀顯示處理后信號變化情況，應用到高職院校《信號與系統》課程教學中，事實證明收到了良好的教學效果。

關鍵詞：LabVIEW；信號處理系統；設計

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

隨著計算機技術的發展，新技術層出不窮，并飛速改變著人們生產生活的各個領域，虛擬儀器技術由于它具有設計方便、開發速度快、軟硬件配套齊全、系統運行穩定等諸多優點，越來越多的受到人們的廣泛關注。這個概念由美國國家儀器公司（National Instrument，NI）于1986年第一次提出，近年來廣泛應用于工業各領域中。其推出的LabVIEW（實驗室虛擬儀器工程平臺）作為國內使用最為廣泛的虛擬儀器軟件平臺，用于數據分析、采集及硬件儀器控制，可以進行圖形化編程設計。這一虛擬儀器平臺的推出，開創了“軟件即是儀器”的新領域，推動了虛擬儀器技術的發展。

《信號與系統》是高職院校電子信息類專業的專業基礎課程，眾多抽象的知識內容一直使該課程被專業學生認為是專業課中最難以理解的課程之首。學生在課堂上面對著眾多公式根本提不起學習興趣，這個長期困擾我們的頑疾亟須要通過改變教學方法手段來解決。

1.系統設計

信號處理系統的設計基于高職院校《信號與系統》的課程標準要求，內容情境設計參照項目化課程改革規范，運用“六步”教學法，確保設計內容能更好地服務課程教學。

信號處理系統由信號發生器、信號延遲處理模塊、信號消噪處理模塊和信號采樣模塊共四個主要部分組成。

（1）信號發生器

信號發生器由正弦信號發生器和周期信號發生器組成。它們的時域信號模型表示如下：

正弦信號發生器可以產生可調振幅、頻率的正弦信號波形，模型表示為公式（1）

（3）信號消噪處理模塊

利用虛擬儀器軟件提供的各種FIR、IIR濾波器，如，巴特沃斯、切比雪夫等濾波器濾除信號中摻雜的高斯白噪聲及交流噪聲。

（4）信號采樣模塊

該模塊可以通過設定采樣頻率，動態顯示采樣波形，通過觀察信號顯示界面，可以直觀地觀察采樣頻率地對于采樣信號的影響，從而更好地理解采樣定理的內容。

系統的整體設計選擇在LabVIEW虛擬儀器軟件平臺上搭建，運用圖形化設計方法。系統在使用中，可以在界面進入四個主模塊，每個模塊及下設的子系統都可以實現數據直觀顯示，系統交互性突出，界面友好，可擴展性強，可在原有系統中直接增加新的系統模塊，大大降低了系統升級成本。

2.結束語

開發基于虛擬儀器技術的信號處理系統的創新之處在于教學理論與系統開發相結合。一方面讓學生在課堂授課時對于一些信號的定量分析、處理形成圖形化有直觀認識；另一方面將其嵌入至實踐教學中，在虛擬的信號處理系統中進行操作。運用虛擬儀器技術可以加強電子信息類專業教學資源庫建設，激發學生的學習興趣，降低課程群的實踐教學環境開發成本，使教師得以更好地完成教學大綱和課程標準的教學要求，以達到理想的教學效果。

基金項目：教育部職業院校信息化教學指導委員會職業院校信息化教學研究課題（2013LX013）。

參考文獻：

候國屏.LabVIEW7.1編程與虛擬儀器設計[M].1版.清華大學出版社，2005-02.

The Design of Signal Processing System Based on LabVIEW

Sun Pengjiao，Huang Bo

Abstract：The use of LabVIEW virtual instrument graphical integrated design platform，completes the signal processing system design，system including wave generation，sampling filtering module unit，can analyze the signal to be measured to complete time domain，frequency domain，you can adjust the parameters，dynamic display signal changes after treatment，applied to higher vocational colleges "signal and system" course teaching，proved to have received good teaching effect.

Key words：LabVIEW；signal processing system；design

編輯 薄躍華

摘 要：運用LabVIEW虛擬儀器技術圖形化集成設計平臺，完成信號處理系統設計，系統包括波形發生、采樣濾波等模塊單元，可以對被測信號完成時域、頻域及時頻域分析，可以調整數據參數，動態直觀顯示處理后信號變化情況，應用到高職院校《信號與系統》課程教學中，事實證明收到了良好的教學效果。

關鍵詞：LabVIEW；信號處理系統；設計

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

隨著計算機技術的發展，新技術層出不窮，并飛速改變著人們生產生活的各個領域，虛擬儀器技術由于它具有設計方便、開發速度快、軟硬件配套齊全、系統運行穩定等諸多優點，越來越多的受到人們的廣泛關注。這個概念由美國國家儀器公司（National Instrument，NI）于1986年第一次提出，近年來廣泛應用于工業各領域中。其推出的LabVIEW（實驗室虛擬儀器工程平臺）作為國內使用最為廣泛的虛擬儀器軟件平臺，用于數據分析、采集及硬件儀器控制，可以進行圖形化編程設計。這一虛擬儀器平臺的推出，開創了“軟件即是儀器”的新領域，推動了虛擬儀器技術的發展。

《信號與系統》是高職院校電子信息類專業的專業基礎課程，眾多抽象的知識內容一直使該課程被專業學生認為是專業課中最難以理解的課程之首。學生在課堂上面對著眾多公式根本提不起學習興趣，這個長期困擾我們的頑疾亟須要通過改變教學方法手段來解決。

1.系統設計

信號處理系統的設計基于高職院校《信號與系統》的課程標準要求，內容情境設計參照項目化課程改革規范，運用“六步”教學法，確保設計內容能更好地服務課程教學。

信號處理系統由信號發生器、信號延遲處理模塊、信號消噪處理模塊和信號采樣模塊共四個主要部分組成。

（1）信號發生器

信號發生器由正弦信號發生器和周期信號發生器組成。它們的時域信號模型表示如下：

正弦信號發生器可以產生可調振幅、頻率的正弦信號波形，模型表示為公式（1）

（3）信號消噪處理模塊

利用虛擬儀器軟件提供的各種FIR、IIR濾波器，如，巴特沃斯、切比雪夫等濾波器濾除信號中摻雜的高斯白噪聲及交流噪聲。

（4）信號采樣模塊

該模塊可以通過設定采樣頻率，動態顯示采樣波形，通過觀察信號顯示界面，可以直觀地觀察采樣頻率地對于采樣信號的影響，從而更好地理解采樣定理的內容。

系統的整體設計選擇在LabVIEW虛擬儀器軟件平臺上搭建，運用圖形化設計方法。系統在使用中，可以在界面進入四個主模塊，每個模塊及下設的子系統都可以實現數據直觀顯示，系統交互性突出，界面友好，可擴展性強，可在原有系統中直接增加新的系統模塊，大大降低了系統升級成本。

2.結束語

開發基于虛擬儀器技術的信號處理系統的創新之處在于教學理論與系統開發相結合。一方面讓學生在課堂授課時對于一些信號的定量分析、處理形成圖形化有直觀認識；另一方面將其嵌入至實踐教學中，在虛擬的信號處理系統中進行操作。運用虛擬儀器技術可以加強電子信息類專業教學資源庫建設，激發學生的學習興趣，降低課程群的實踐教學環境開發成本，使教師得以更好地完成教學大綱和課程標準的教學要求，以達到理想的教學效果。

基金項目：教育部職業院校信息化教學指導委員會職業院校信息化教學研究課題（2013LX013）。

參考文獻：

候國屏.LabVIEW7.1編程與虛擬儀器設計[M].1版.清華大學出版社，2005-02.

The Design of Signal Processing System Based on LabVIEW

Sun Pengjiao，Huang Bo

Abstract：The use of LabVIEW virtual instrument graphical integrated design platform，completes the signal processing system design，system including wave generation，sampling filtering module unit，can analyze the signal to be measured to complete time domain，frequency domain，you can adjust the parameters，dynamic display signal changes after treatment，applied to higher vocational colleges "signal and system" course teaching，proved to have received good teaching effect.

Key words：LabVIEW；signal processing system；design

編輯 薄躍華