浙江大学。课程**。
（ 2013-2014 学年 2学期）
**题目。课程名称： 虚拟仪器与labview
任课教师。学号。
姓名。完成日期。
1.按如下要求创建面板和流程图，面板上要求显示信号频率、采样频率、采样点数、相位差等信息和两信号的曲线图，并写出具体的操作过程：
两信号信号频率100hz，采样频率1000 hz，采样点数30，利用互相关函数求取两个同频信号的相位差φ，并将两信号的数据记录到数据文件中。
信号1：y1=15sin(ωt+π/6)
信号2：y2=30sin(ωt+π/3)。
解：1 新建一个vi，打开前面板，为了显示信号曲线图，通过“控件—新式—图形—波形图”建立一个波形图，改名为“时域信号”。然后通过“控件—新式—数值—数值显示控件”建立一个数值显示控件，改名为“相位差”。
2 打开程序面板，通过“函数—信号处理—波形生成—正弦波形”建立两个“正弦波形”，以产生所需波形。选中“进行连线”工具后，右键点击“正弦波形”图标，通过“创建—输入控件”来新建“频率”、“幅值”、“相位”、“采样信息”的输入控件。因为两个函数的频率和采样信息相同，建立一个“频率”输入控件和一个“采样信息”输入控件，可以供两个“正弦波形”使用。
3 通过“函数—编程—数组—创建数组”新建一个“创建数组”，将两个“正弦波形”的输出通过“创建数组”，数组的输出与波形图相连，即可通过波形图观察两个函数的图形。
4 通过“函数—编程—文件i/o—写入测量文件”，建立一个“写入测量文件”，将步骤③中数组的输出与“写入测量文件”中的信号连接，即可通过保存文件来保存两个函数的信息。
5 通过“编程—簇与变体—解除**”来建立一个“解除**”，将函数的“采样信息”通过“解除**”分为“采样频率”和“采样数”两个数据。
6 通过“函数—信号处理—信号运算—互相关”建立一个“互相关” 函数。将两个“正弦波形”的输出分别通过“互相关”的“x、y”通道输入。
7 通过“函数—数学—基本与特殊函数—三角函数—反余弦” 可以求得相位差（为弧度），通过运算求得相位差的角度值。将其与相位差的数值显示控件相连即可。
前面板图如下（程序见附录）：
程序框图如下：
其中写入测量文件，可以得到采样点的相关数据信息。存入文档的相关信息为：
labview measurement
writer_version 0.92
reader_version 1
separator tab
multi_headings yes
x_columns no
time_pref relative
operator administrator
date 2013/12/28
time 17:16:09.488939
**end_of_header***
channels 2
samples 30 30
date 2013/12/28 2013/12/28
time 17:16:09.488939 17:16:09.488939
x_dimension time time
x0 0.0000000000000000e+0 0.0000000000000000e+0
delta_x 0.001000 0.001000
**end_of_header
x_value untitled untitled 1 comment
2.根据以下数据，创建面板和流程图进行多项式曲线拟合，面板上要求显示输入温度、热电势及多项式的参数等信息和拟合曲线及原始数据点的图形，写出具体的操作过程，并观察“拟合曲线多项式”设置项，写出在不同阶次时的函数。
解：1 新建一个vi，打开前面板，为了显示拟合曲线及原始数据点图形，通过“控件—新式—图形—xy图”建立一个xy图。
2 为了显示输入温度、热电势的信息，通过“控件—新式—数组、矩阵与簇—数组”建立两个数组 ，然后通过“控件—新式—数值—数值输入控件”分别在数组里面添加一个数值输入控件 。为了满足题意要求，通过“工具—调整大小”将数组调整为可以输入17个数据的大小。
3 为了显示多项式的参数及最佳拟合值，通过通过“控件—新式—数组、矩阵与簇—数组”建立两个数组 ，然后通过“控件—新式—数值—数值显示控件”分别在数组里面添加一个数值显示控件 。
4 打开程序面板，通过“函数—数学—拟合—广义多项式拟合”建立一个多项式拟合函数 。
5 将输入温度和热电势分别连接至拟合函数的x、y输入通道。同时，通过“工具—连线”建立拟合函数的多项式输入、多项式系数输出和均方差输出。
6 为显示拟合曲线及原始数据点的图形，通过“函数—编程—簇与变体—绑”建立两个“**” ，分别将热电势、输入温度连接一个“**”的输入端，将输入温度、拟合函数的输出，即最佳多项式拟合连接至另一个“**”的输入端。
7 通过“函数—编程—数组—创建数组”新建一个“创建数组”，将两个“**”的输入端连接至“创建数组”的输入端，数组的输出端连接至xy图中。
程序框图如下：
通过调整多项式拟合阶数，可以得出拟合曲线方程：x为温度，y为热电势，并加为前面板图。
一阶拟合方程：均方差为0.42
二阶拟合方程：均方差为0.07
三阶拟合方程：均方差为0.02
四阶拟合方程：均方差为0.0148
五阶拟合方程：均方差为0.01291
六阶拟合方程：均方差为0.01716
从上述可知，五阶拟合方程的均方差最小，故其拟合最好。
3.查找相关资料，构建利用声卡和labview的声音信号获取系统和对声音信号的相关处理，给出详细的构建过程和l**iew程序，并对程序进行说明。
解：一、流程图设计。
本设计包括两个部分：信号输入部分和信号输出部分。并通过布尔开关进行相互转换的控制。流程图如下：
按照流程图设计，本程序需要采用“条件结构”函数进行处理。
二、前面板设计。
信号输入部分设计。
1 为了显示信号曲线图，通过“控件—新式—图形—波形图”建立三个波形图，分别改名为：“波形图”、“功率谱”、“滤波后波形图”。
2 为控制输入部分开关，通过“控件—新式—布尔—停止按钮” 建立一个停止按钮。
信号输出部分设计。
1 为了显示信号曲线图，通过“控件—新式—图形—波形图” 建立三个波形图，分别改名为：“波形图1”、“功率谱1”、“滤波后波形图1”。
2 为控制输出信号的频率及幅值（本例即为音量），通过“控件—新式—数值—水平填充滑动杆” 新建两个滑动杆，分别改名为：“频率调节”、“音量调节”。
3 为控制输入部分开关，通过“控件—新式—布尔—停止按钮” 建立一个停止按钮。
三、程序设计。
信号输入部分设计。
在条件结构的“真”部分，进行信号输入部分设计。
1 为配置声音输入条件，通过“函数—编程—图形与声音—声音—输入—配置声音输入” 新建一个配置声音输入。选中“工具—进行连线”工具后，右键点击“配置声音输入”图标，通过“创建—输入控件”来新建“声音格式”、“每通道采样数”的输入控件。
2 为了连续采集信号，必须使用循环结构，通过“函数—编程—结构—while循环” 来新建一个循环。
3 在循环内部，为读取采集声音，通过“函数—编程—图形与声音—声音—输入—读取声音输入” 来新建一个读取采集声音图标。将其“任务id”的输入通道与“配置声音输入”的“任务id”输出通道相连，将其“每通道采样数”输入通道与“配置声音输入”的“每通道采样数”相连，以保证两者相等。将其数据输出通道与“波形图”相连，以显示采集到得信号波形。
4 为了得到“功率谱”，通过“函数—信号处理—谱分析—功率谱” 新建一个功率谱函数。将其“x”输入通道与“读取声音输入”的“数据”输出通道相连，将其“频率谱”的输入通道与“频率谱”的波形图相连，以显示功率谱。
5 为了得到滤波后的波形图，通过“函数—信号处理—滤波器—butterworth滤波器” ，将滤波器的“x”输入通道与“读取声音输入”的“数据”输出通道相连，将其“滤波后x”的输出通道与“滤波后波形图”的波形图相连。选中“工具—进行连线”工具后，右键点击“butterworth滤波器”图标，通过“创建—输入控件”来新建“滤波器类型”。
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