虛擬數字信號處理儀及相關技術研究

盧錦濤　顧淳　羅楊川云

摘要：隨著信息技術與計算機網絡技術的發展，虛擬數字處理儀的應用越來越頻繁，在科研發展和工程技術等方面發揮著重要的作用。按照有關的計算方法及數字信號處理理論，在虛擬儀器軟件工具的基礎上，可以將界面更好、功能更加完備的設備儀器研發出來，更好的滿足相應的需求。對此，文章通過下文對虛擬數字信號處理儀的相關技術內容進行了論述，從而為有關單位及工作人員在實際工作中提供一定的幫助作用。

關鍵詞：虛擬數字 信號處理儀 相關技術

中圖分類號：TP368.1 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0000-00

1 儀器的相關分析與闡述

本文在研究的過程中，是在VC++為平臺基礎上完成的虛擬數字信號處理儀設計的，在分析數字信號時，應該充分的應用Matlab工具箱函數，其基本主要包括這樣幾個方面：

（1）確保Matlab同VC++可以有效的對接到一起。對現代化技術要充分的進行應用，將現階段最新開發出的工具充分的應用到微型計算機上，確保Matlab和VC++能夠有效的融合到一起。

（2）使數字信號的基本處理功能成為現實。通過VC++對Matlab函數進行調用，從而發揮出分析倒頻域、分析頻域、繪制幅頻曲線、設計數字濾波器的功能。

（3）除了要將數字信號的基本分析功能發揮出來之外，將分析處理功能還應該增加上去；主要包括：首先，在設計和應用濾波器的時候，將階躍響應圖、零極點圖和脈沖響應圖增設進去；其次，將快速傅立葉變化、希爾伯特變化和離散余弦變化等方法增設進去；再次，在設計波形發生器時，不但要將典型型號的類型增設進去，還應該將自普分析和自相關分析增設進去，鑒定和檢驗分析采樣得到的信號類型。

2 相關技術分析

2.1 選擇合適的編程語言

可以選擇VC+作為虛擬數字信號處理儀系統的編程語言，采集數據、交互界面是其主要目的。Marlab作為VC++的合作對象，其工具箱一般都非常的強大，能夠快捷準確的繪制出數據圖，然而它有相應的不足之處，程序執行率較低，主要是由于以解釋的方式控制其計算機語言，因此，為了確保VC++可以有效的調控Matlab，所以需要分工明確，由Matlab處理較為復雜的數字信號，在進行采樣、普通分析和界面分析時由VC++來完成。按照這種做法，不但可以正確快速的完成部分計算，還可以將系統的安全性與穩定性提升，確保彼此間能夠互相補充。

2.2 Matlab和VC++聯合處理信息

將二者結合起來處理信息時可以按照這樣的步驟去做：在運行系統時，VC++將有關的數據信息和命令傳遞給matlab引擎，這樣Matlab與VC++的聯系由Matlab引擎來實現，進而有效的處理其中的數據信號。例如功率譜分析時，可以按照這樣的方式去做：在采集采樣點數據和采樣頻率時，可以應用VC++來完成，將Matlab利用engOpen函數打開，聯接其matlab，對于所采集到的數據通過mxCreatDouble來完成，在對這一步進行命名時可以應用到mxCreat來完成。

2.3 采樣信息及分析領域

在采集與分析相應數據時，應該根據數字信號計算方法及數字信號處理理論繪制圖形和計算分析，例如功率譜圖形和流程等，在通過系統完成相應的功率譜研究時有著這樣幾個優點：首先，能夠有效的觀測功率譜的宏觀分布情況；其次，將所需要的部分可以局部放大，將任意一個頻率點處的功率譜值能夠清晰的讀出來；再次，有特殊的極值點記號，可以有效獲取到。同時，對比一些硬件的功率譜圖時能夠發現，譜峰一般會出現在100赫茲點處。并且存在160dB的峰值；然而，系統VC會將雙邊的功率譜圖繪制出來，這樣會在99.80處控制譜峰位置，數值會控制在81.87dB，實際上，很難獲得準確的數值，多少會存在一些偏差，然而，在許可的范圍內，這種分析結果仍然是可以得到肯定和認可的。

2.4 設計模塊

主要從這樣幾個模塊出發進行系統的功能劃分：①典型信號及自相關分析和自譜分析及典型信號；②采集信息；③設計與應用濾波器；設計FIR數字濾波器與設計IIR數字濾波器；④分析信號時域。這種分析主要包括負相關分析和自相關分析；⑤分析信號頻域。分析隨機信號功率譜和典型周期信號頻道兩個方面。⑥分析信號側頻域，這其中主要包括：復倒譜分析、復倒譜反變化和實倒譜分析三個方面。其中主要是根據VC++嵌套匯編語言確保信息采樣模塊完成相應處理的。在設計數字濾波器時，主要是通過Matlab函數完成的帶通、帶阻和低通濾波器操控的，并且，應該確保在Matlab的工作區域當中控制所涉及到的濾波器。在應用這些濾波器時，需要合理的選擇型號類型。在通過傳統信號的特征，將合適的濾波器從工作區中選擇出來，之后通過濾波器濾波處理原信號。

3 結語

綜上，文章利用上文主要對虛擬數字信號處理儀的系統構成、主要工作方向和所應用時所需要注意的關鍵技術進行了分析。在進行相關分析的過程中，同有關運算原理和數字信號處理理論有機的結合在了一起，這樣才可以將科學、合理的虛擬數字信號處理儀制作出來。近年來，在科技推動下，將進一步完善虛擬數字信號處理儀系統，從而將系統的手段為有關信號的采集和分析提供出來。總的來講，對于這方面的研究必將成為一個重要的方向。

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