基于ICL8038的信号发生器的设计

基于ICL8038的信号发生器的设计（通用6篇）

篇1：基于ICL8038的信号发生器的设计

课程设计任务书

学生姓名：专业班级：指导老师：吴薇工作单位：武汉理工大学理学院

题目：基于ICL8038的信号发生器的设计

初始条件：直流可调稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具

要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求以及说明书撰写等具

体要求）

1、技术要求：

设计、组装、调试信号发生器电路，使它能输出正弦波、方波和三角波；其频率在20-20kHz范围内可调；输出电压：方波Up-p≤4V，三角波Up-p=6V，正弦波Up-p=1V。

2、主要任务：

（一）设计方案

（1）按照技术要求，提出自己的设计方案（多种，芯片不限）并进行比较；

（2）以ICL8038集成电路为主，设计一个信号发生器（实现方案）；

（3）依据设计方案，进行预答辩；

（二）实现方案

（4）根据设计的实现方案，画出电路逻辑图和装配图；

（5）查阅资料，确定所需各元器件型号和参数；

（6）在面包板上组装电路；

（7）自拟调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求；

（8）撰写设计说明书，进行答辩。

3、撰写课程设计说明书：

封面：题目，学院，专业，班级，姓名，学号，指导教师，日期 任务书

目录（自动生成）

正文：

1、技术指标；

2、设计方案及其比较；

3、实现方案；

4、调试过程及结论；

5、心得体会；

6、参考文献

成绩评定表

时间安排：

课程设计时间：17周－18周17周：明确任务，查阅资料，提出不同的设计方案（包括实现方案）并答辩； 18周：按照实现方案进行电路布线并调试通过；撰写课程设计说明书。

指导教师签名：年月日

系主任（或负责老师）签名：年月日

篇2：基于ICL8038的信号发生器的设计

随着经济的发展, 对三相电源的使用要求日益增多。目前, 得到三相对称电源的最常用方法是跟发电供电网络连接, 取电网的三相380 V供电系统。但是很多偏远地区只有单相交流电源, 没有三相对称交流电源可供使用;有些地方甚至没有交流电源, 只有直流供电系统。本文根据三相对称电源设计的指导原则, 设计了基于ICL8038芯片的由单相电源到三相电源的转换电路。

1 电路分析与设计

三相对称电源变换电路包括以下三个主要部分:正弦信号产生电路、RC移相电路和功率放大电路。利用ICL8038芯片产生50 Hz的正弦信号, 经过RC移相电路分别进行超前滞后移相120°操作, 再分别经过运放调压, 得到三相对称的正弦信号, 使用TDA2030进行功率放大, 最后驱动升压变压器得到三相工频电源。设计原理框图如图1所示。

1.1 电源设计

本设计使用直流电源24 VDC单电源供电, 也可由单相交流电源整流降压得到直流电源。单电源变换为双电源使用TDA2030集成功放, 电路原理如图2所示。其中电阻R1, R2阻值大小相同, 它们组成的分压网络将电源的中点给放大器的同相输入端, 把放大器的反向输入端与输出端短接, 放大器的输出端即会严格输出电源的中点。

1.2 正弦信号产生电路设计

ICL8038是近几年出现的新型集成芯片, 通过简单外围电路设计, 可产生高精度的正弦波、方波、三角波。选择不同参数的外接电阻和电容等器件, 可获得0.01 Hz~300 k Hz范围内的频率信号, 占空比为2%~98%可调。ICL8038为产生高精度可调的正弦波信号提供了一种灵活性和精度都很高的方案[1,2]。ICL8038产生正弦波形的电路如图3所示。

ICL8038的10端产生的正弦波的频率是由内部恒流源对电容CT充放电电时间决定的。恒流源I1对电容CT充电, 单位时间内电压增量为:

电容CT上的电压从VS/3增至2VS/3的时间为:

恒流源I2对CT的放电时间为:

在图3中, ICL8038的7端和8端短接, 因此恒流源I1对电容CT的充电电流I1为:

式中:R1=11 kΩ, R2=39 kΩ, 是ICL8038的内阻。将式 (4) 代入式 (2) 得恒流源I1对CT的充电时间为:

恒流源I2对CT的放电电流I2为:

将式 (4) 、式 (6) 代入式 (3) 得恒流源I2对CT的放电时间为:

ICL8038产生的正弦波频率为:

将式 (5) 、式 (7) 代入式 (8) , 且取RA=RB=R, 得:

ICL8038最佳工作状态为充电电流I1=1 m A。若频率f取50 Hz, 则T1+T1=20 ms, 电源电压为24 VDC, 则由式 (3) 可得CT=1.25μF, 可取CT=1μF, 则由式 (9) 可得RA=RB=6.67 kΩ。

为减小波形失真, 通过调节ICL8038的1端和12端的电位器, 可使波形失真率少于0.5%。

1.3 RC移相电路分析

对于得到的正弦波要进行移相120°操作, 分别进行前移和后移, 得到另外两相正弦信号, 使得三相正弦信号互差120°。由于电容器件两端的电压滞后电流90°相位角, 电阻器件两端的电压与电流同相位, 因此RC元件组合具有移相的作用, 图4为RC超前移相电路原理图, 图中的各个电量的关系如图5所示[4,5]。

将50 Hz正弦波信号超前移相60°, 则电容C与电阻R之间有如下关系:

将图4中电容与电阻元件交换位置, 可得RC滞后移相电路的原理图, 分析过程同上面的超前移相电路。

将50 Hz正弦波信号滞后移相60°, 则电容C与电阻R之间有如下关系:

如果C=0.1μF, 则

由上面推导可得RC超前滞后网络参数如图6所示, 因为单个RC网络移相电路的移相角小于90°, 因此每个移相网络均采用两级移相, 每级移相60°, 即可实现120°的相位移动[6,7]。

1.4 功率放大电路

根据移相电路分析, 正弦信号经过RC移相电路后, 虽然相位可以变为所需要的相位差, 但是信号的幅度会有不同程度的衰减[8], 即电压幅值会不相等, 因此需要使用运放对信号进行放大, 调整三相正弦波信号的幅度, 使其相等, 可使用零飘系数小的运放OP07, 调压电路如图7所示。

功率放大电路使用TDA2030集成功放, 实际电路如图8所示, 放大器1号管脚为同相输入端, 经过一个1μF的耦合电容将正弦信号耦合进入放大器, 放大器2号管脚为反相输入端, 与4号输出端接成负反馈放大网络, 对信号进行放大后, 从输出端输出, 其中输出端的两个二极管为续流管, 为输出换向时提供过压保护[9,10]。将功率放大后的三相对称正弦信号通过耦合变压器进行升压, 得到所需要的三相对称电源, 如图9所示。

2 电路仿真及结果分析

使用Matlab电路仿真软件, 对上面设计的电路进行仿真, 仿真图如图10所示。

将电路参数设置为第1.3节中计算的结果, 可以得到如图11所示的仿真波形。

从电路仿真的情况看出, 实验原理合理, 参数选取正确, 波形失真率低, 能够得到预期的实验结果, 可以进行电路的实际制作。

3 结语

本文提出了一种由直流电源 (或单相交流电源) 经过电路变换后得到工频三相电源的设计思路和实现方案, 可为山区或野外等地方施工提供难以取得的三相电源, 具有一定的推广实用价值。

摘要：得到三相对称电源的最常用方法是与供电网络连接, 为解决这种局限性, 设计一种单相电源到三相电源的转换电路, 由ICL8038产生正弦信号, 经过RC移相, 再分别运放调压、功率放大, 得到三相工频电源。仿真结果证明:该电路效率高、带负载能力强, 适用于学校实验室、电力机车辅助电源装置, 也可做为养路机械化和沿线其他小容量动力负荷电源装置。

篇3：基于ICL8038的信号发生器的设计

【关键词】　信号发生器，DDS，AD9850，AT89S51

信号发生器在当今通信、电子测量仪表、雷达等电子系统中发挥着非常重要的作用。随着科学技术的发展和测量技术的进步，普通的信号发生器已无法满足目前电子技术领域的需要，而DDS技术是一种新兴的直接数字频率合成技术，具有频率分辨率高、频率切换速度快、切换相位连续、输出信号相位噪声低、可编程、全数字化易于集成、体积小、重量轻等优点。利用DDS技术设计信号发生器，输出信号精度高，频带范围宽，并且控制简单方便，是信号发生器研究的一个重要方向。

1　DDS的基本原理

直接数字频率合成器是从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。一个直接数字频率合成器通常由相位累加器、加法器、波形存储ROM、D／A转换器和低通滤波器（LPF）组成。DDS的组成结构如图1所示。其中，K为频率控制字（也叫相位增量），P为相位控制字，W为波形控制字，fc为参考时钟频率，N为相位累加器的字长，D为ROM数据位及D／A转换器的字长。相位累加器在时钟fc的控制下以步长K累加，输出的N位二进制码与相位控制字P、波形控制字W相加后作为波形ROM的地址来对波形ROM进行寻址，波形ROM输出的D位幅度码S（n）经D／A转换变成阶梯波S（t）后，再经过低通滤波器平滑，就可以得到合成的信号波形。由于合成的信号波形取决于波形ROM中存放的幅度码，因此，用DDS可以合成任意波形。

2　系统设计方案

采用DDS作为信号发生核心器件的函数信号发生器实现方案，根据输出信号波形类型可设置、输出信号幅度和频率可数控、输出频率宽等要求，选用了美国A/D公司的AD9850芯片，并通过单片机程序控制和处理AD9850的32位频率控制字，再经放大后加至数字衰减网络，从而实现了信号幅度、频率、类型以及输出等选项的全数字控制。

该函数信号发生器的结构中，单片机AT89S51是整个系统关键部分，通过对键盘进行扫描读入相位信息，经转换后输出到芯片AD9850，输出波形。键盘输入的数字信息经AT89S51控制的LCD显示。

3　硬件设计

3.1　AD9850芯片介绍

AD9850采用先进的CMOS工艺，其功耗在3.3V供电时仅为155mW，扩展工业级温度范围为-40～80℃，采用28脚SSOP表面封装形式。

3.2　单片机与AD9850的接口

單片机与AD9850的接口既可采用并行方式，也可采用串行方式，但为了充分发挥芯片的高速性能，应在单片机资源允许的情况下尽可能选择并行方式。如下图所示，在硬件上，AD9850的数据线D0～D7与单片机P1口相连，FQ-UD和W-CLK分别和P2.6、P2.7相连，RESET端与单片机的复位端直接相连。

图　　单片机与AD9850接口电路

3.3　　滤波电路

低通滤波器可以分为巴特沃什滤波、切比雪夫滤波、贝赛尔滤波和椭圆滤波等。在该系统中，为了使输出信号频率最高100KHz时能够最低程度地降低AD9850外部系统时钟的干扰，采用具有较窄过渡带特性的椭圆滤波器，并采用7阶椭圆低通滤波。

3.4　功率放大电路

AD9850输出信号的电流约为10mA，输出阻抗50Ω，电压≦0.5V，达不到要求，为此必须经过功率放大电路。对于功率放大电路部分，我们选择集成宽带高性能运算放大器AD811。AD811为电流反馈性宽带运放，其单位增益带宽很宽，±15V供电情况下，-3dB带宽达100MHZ，适合本系统的宽带放大要求，且输出电流可达100mA。

3.5　　键盘输入接口及LCD接口电路

本系统中的数字输入设置电路采用2*8矩阵键盘。由于LCD具有显示内容多，电路结构简单，占用单片机资源少等优点，本系统采用RT1602C型LCD液晶显示屏来显示信号的类型、频率大小和正弦波的峰-峰值。同样，考虑到AT89S51单片机的IO引脚资源有限，本系统的键盘输入及LCD输出均通过74HC245连接到AT98S51单片机的P0端口，从而实现端口扩展和复用。

4软件设计

系统软件设计采用汇编语言来编写程序。软件模块包括主程序（AT89S51初始化、AD9850初始化、LCD初始化）、显示子程序、键盘输入子程序、信号发生与控制子程序4部分组成。信号发生器系统主程序流程。

5结束语

通过严格的实验测试证明，本系统采用DDS完全可以实现输出信号类型的选择设置、信号频率数字预置等功能，是一种输出信号频率覆盖宽、信号源分辨率高、波形失真小的函数信号发生器，具有一定的实用开发价值。

参考文献

[1]　张静，李廷军，刘长茂，郭海燕，基于DDS的高分辨率信号发生器的实现[J]，现代电子技术，2004，14.

[2]　张毅刚，彭喜元，孟升卫，　MCS-51单片机实用子程序设计，　哈尔滨工业大学出版社，2003

[3]　高泽溪，高成，直接数字频率合成器（DDS）及其性能分析，北京航空航天大学学报，1998（10）.

作者简介：

张天鹏，男，（1981-），河南开封人，讲师，从事高校机电专业教学研究

魏蔚，女，（1981-），河南开封人，讲师，从事高校计算机专业教学研究

篇4：基于C语言的信号发生器的设计

关键词:信号发生器;频率

Design of the Signal Generator Based On C-language

Wan Huan,Geng Jian

(Electronic&Information Institute of Nanchang Technology College,Nanchang330044,China)

Abstract:This article firstly demonstrated the Formula of the signal generator,then give the overall diagram of system.We focuses on the signal modules of the composition of the DDFS chip AD9833.A signal generate program based on C language is given.It achieved good results for C language using in the MCU application.

Keywords:Signal Generator;Frequency

一、方案论证

目前,市面上使用的信号发生器主要有两种:

一种是是采用晶体管、运放和IC等通用器件制作,更多的则是用诸如L8038/BA205/XR2209等专门的信号发生IC来实现。该设计方法设计出来的信号发生器,确实能够输出较完整且不失真的波形,但是输出波形的精度不高,频率的上限值也只有300kHz左右,如勉强使其输出较高频率的波形的话,我们会发现输出信号的幅度有明显下降。简而言之,该类信号发生器输出的信号频率稳定度较差、精度低、抗干扰能力低、成本高、而且灵活性比较差。这样的信号发生器只能用于简单的教学实验当中,无法承担起高精度科研和设计的要求;

另一种是基于FPGA芯片的信号发生器,这种信号发生器采用DDFS技术产生波形。该类信号发生器的各方面指标都不错,但是价格太高。虽然有人提出了采用FPGA并结合DDFS技术自行设计信号发生器的理论和方案。但是在具体设计过程中,由于的DDFS的实现要依赖于高速、高性能的数字器件,而作为一个数字逻辑器件的设计,竞争和冒险成为较为突出的问题,因此利用FPGA设计信号发生器时,只要稍有不当,就可能会出现毛刺,毛刺的清除以及相关的抗干扰设计,将增大电路和程序的复杂程度和可实施性。

本文将结合自身的研究经验,利用专用的直接数字合成(DDS)芯片AD9833来实现高频带高精度的信号发生器的设计。设计出来的信号发生器可以实现正弦波、三角波、方波的自动切换输出。且具有输出频率高,带宽宽、响应时间快、频率分辨率高等优点。可以实现输出信号的幅度、频率以及相位的步进和预置。

二、硬件系统整体设计

硬件的总体设计框图如图1所示:

该系统采用了模块化的设计思想。其中的单片机控制芯片选用了STC89C52RC芯片,它的内部自带8K的FLASH程序存储器,后经系统调试证明,8K的存储空间基本能满足我们的设计要求;键盘显示模块是采用常用的4*4点阵键盘和12864液晶显示器来实现;幅度控制则是采用DAC0832这款D/A转换器的内部的电阻分压网络进行了程控。功放电路采用了成熟的OCL功率放大器,采用对管互推从而实现功率的放大输出;信号产生模块的设计

采用的核心芯片AD9833,该芯片是ADI公司生产的一款低功耗、安全集成了DDS电路的可编程芯片,能够产生正弦波、三角波和方波。输出频率和相位可通过软件编程实现,易于调节,频率寄存器是28位的,主时钟为25MHz时,精度为0.1Hz,主频时钟为1MHz时,输出频率范围为0MHz—12.5MHz,精度可以达到0.004Hz。

可以通过3线SPI接口将数据写入AD9833,这3个串口的最高工作频率可以达到40MHz,该芯片采用10引脚MSOP型表面封装,体积很小。

三、频率参数的计算

本文设计的波形发生器的频率步进可调值为0.1Hz,通过改变输入到AD9833中相位器的步长值,可达到改变频率的目的,根据DDFS原理有:

fout=M(fMCLK/228) =>M=(228*fout)/25*106 =10.73fout

根据要输出的频率可以算出M值。

四、波形产生的程序设计

波形发生程序,采用C语言编程实现,较好的实现了正弦波的输出。下面给出波形产生程序的程序代码:

void Wave_Generate(unsigned long Freq,unsigned char Shape ) //波形发生函数

{ unsigned long temp;

unsigned char k;

if (Freq>12000000)

Freq=12000000;

Config_Data[0]=0x2108;

Config_Data[7]=0x2008; // 设置AD9833的控制寄存器

Temp=Freq*10.73; //Freq为预置的频率值

Config_Data[1]=temp&0x00003fff;//以下为:将24位数据写入AD9833的频率寄存器

Config_Data[3]= Config_Data[1]; //每一个寄存器写两次

Config_Data[2]=( temp&0x0fffc000)>>14;

Config_Data[4]= Config_Data[2];

Config_Data[1]= Config_Data[1]|0x4000;

Config_Data[2]= Config_Data[2]|0x4000;

Config_Data[3]= Config_Data[3]|0x4000;

Config_Data[4]= Config_Data[4]|0x4000;

Config_Data[5]= 0xC000; //设置相位寄存器,使得初相位为零

Config_Data[6]= 0xE000;

For(k=0;k<8;k++)//调用 AD9833_send_word子程序,该程序实现向芯片写2个字节数据

{ AD9833_send_word(Config_Date[k])};}

参考文献:

[1]胡学武.用AT89C51 实现超低频任意函数发生器[J].现代电子技术,2005,28(17),p105-106

篇5：基于ICL8038的信号发生器的设计

关键词：信号发生器；DA转换；FPGA；DDS

中图分类号：TM933.4文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2010) 16-0000-01

FPGA-based Design of Simple Two-phase Signal Generator

Wang Yongqiang

(Harbin Institute of Technology,Harbin150081,China)

Abstract:The system is based on Altera CycloneⅡEP2C8Q208C8N as the core controller,the use of FPGA chips to complete the sine and square wave signals and parameters of the regulatory function occurs.The system consists of four modules:power supply module,control module,D/A converter module and filter module.Control part of the VHDL language with a direct digital frequency synthesis (DDS) signal generator,the signal generator at a specific frequency range for the two output sine wave,square wave,which is a frequency, amplitude and phase can be a simple two-phase control signal generator and the output waveform can choose other control functions.

Keywords:Signal generator;DA conversion;FPGA;DDS

一、设计任务

设计、制作一个简易双相信号发生器，在特定的频率范围内输出正弦波，信号的幅度和相位差可以程控设置，也可以输出方波。

二、设计方案

Altera CycloneⅡEP2C8Q208C8N为核心控制器，利用FPGA芯片完成了正弦波和方波信号的发生及其参数的调节功能。该系统主要由四个模块组成：电源模块、控制模块、D/A转换模块及滤波模块。

（一）控制模块

DDS是数字式的频率合成器，其系统框图如2-1所示。

DDS的工作过程：每次系统时钟的上升沿来时，相位累加器（24位）中的值累加上频率寄存器（12位）中的值，再用累加器作为地址进行ROM查表，查到的值送到D/A进行转换。这个过程需要几个时钟周期，但用VHDL设计，每个周期每部分都在工作，实现了一个流水线的操作，实际计算一个正弦幅度只用一个时钟周期，但是会有几个周期的延时。

控制模块是整个系统的核心部分，控制电路的设计主要是用FPGA实现DDS的核心部分即相位累加器、脈冲产生、波形查找表、波形数据寄存器。

相位累加器：相位累加器的功能是改变输出信号的相位。相位累加器由N位加法器和N位累加器级联构成，每一个时钟脉冲 ，加法器将控制字k与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加后的结果送到累加寄存器的数据输入端，以使加法器在下一个时钟脉冲的作用下继续与频率控制字相加，相位累加器输出的数据就是合成信号的相位，相位累加器的输出频率就是DDS的输出信号的频率。

ROM波形数据表：在一个周期内ωt的取值范围为0-2π，对应y=f（x）形式，即0

sin（x）=sin（π-x）=-sin（π+x）=-sin（2π-x）（式1）

其中，x位于区间0-π/2。可见其他部分均可以用0-π/2的部分表示。这样可将ROM的大小压缩到原来的1/4。在实现时， 个ROM单元只用 个ROM单元就可以实现。对于基准时钟 为128KHz的DDS模块，如果所用ROM的地址宽度为18位，可截取相位累加器到12位作为ROM地址。截取高12位作为访问ROM一个周期波形数据的最大地址。由此可看出ROM的地址没有被全部占用，这样可使存储器得到充分的利用。

正弦波发生：由于正弦波的非线性，所以对算法有较严的要求。对于一个正弦波，它在一个周期里变化有规律可循，只需要算出1/4个周期的幅值，则可得出其他3/4个周期的幅值，而我们所设计的过程中，也正是采用了这个规律来简化采样点数。

方波发生：由于时钟脉冲输出即是方波波形，所以对方波的设计可以简化为直接输出时钟脉冲信号。

（二）D/A转换模块

从波形ROM中读出的幅度量化数据还只是一个数字信号，要得到最后的输出信号必须经过数模转换器。因此在波形ROM之后要设计一个D/A转换电路。D/A转换芯片要根据很多因素来确定，最主要的就是要考虑字长和转换速度。本系统中的D/A转换及滤波电路是由AD7541转换电路方案来实现，它是高性能的12位分辨率的数模转换芯片。D/A转换电路如图2-2所示。

（三）滤波模块

滤波电路的作用实质上是“选频”，即允许某一部分频率的信号顺利通过，而使另一部分的频率的信号被急剧衰减（即被滤掉）。如图2-3所示的电路能提供低通、带通、高通三种滤波特性。

三、结束语

本系统基于直接数字频率合成技术，实现了频率范围800Hz到1200Hz正弦信号的无失真输出。测试结果表明，基于FPGA的DDS信号发生器具有波形稳定、平滑的特点。用FPGA实现DDS调频，调相信号电路较采用专用DDS芯片更为灵活，只要改变FPGA中的ROM内的数据和控制参数，DDS就可以产生任意调制波形，且分辨率高具有相当大的灵活性。整体而言，系统性能良好，输出信号稳定。

参考文献：

[1]吴继华,王诚.Altera FPGA/CPLD设计.人民邮电出版社,2005

[2]余勇,郑晓林.基于FPGA的DDS正弦信号发生器的设计和实现.电子器件,2005

篇6：基于ICL8038的信号发生器的设计

摘 要：运用LabVIEW虚拟仪器技术图形化集成设计平台，完成信号处理系统设计，系统包括波形发生、采样滤波等模块单元，可以对被测信号完成时域、频域及时频域分析，可以调整数据参数，动态直观显示处理后信号变化情况，应用到高职院校《信号与系统》课程教学中，事实证明收到了良好的教学效果。

关键词：LabVIEW；信号处理系统；设计

中图分类号：G434 文献标识码：A

随着计算机技术的发展，新技术层出不穷，并飞速改变着人们生产生活的各个领域，虚拟仪器技术由于它具有设计方便、开发速度快、软硬件配套齐全、系统运行稳定等诸多优点，越来越多的受到人们的广泛关注。这个概念由美国国家仪器公司（National Instrument，NI）于1986年第一次提出，近年来广泛应用于工业各领域中。其推出的LabVIEW（实验室虚拟仪器工程平台）作为国内使用最为广泛的虚拟仪器软件平台，用于数据分析、采集及硬件仪器控制，可以进行图形化编程设计。这一虚拟仪器平台的推出，开创了“软件即是仪器”的新领域，推动了虚拟仪器技术的发展。

《信号与系统》是高职院校电子信息类专业的专业基础课程，众多抽象的知识内容一直使该课程被专业学生认为是专业课中最难以理解的课程之首。学生在课堂上面对着众多公式根本提不起学习兴趣，这个长期困扰我们的顽疾亟须要通过改变教学方法手段来解决。

1.系统设计

信号处理系统的设计基于高职院校《信号与系统》的课程标准要求，内容情境设计参照项目化课程改革规范，运用“六步”教学法，确保设计内容能更好地服务课程教学。

信号处理系统由信号发生器、信号延迟处理模块、信号消噪处理模块和信号采样模块共四个主要部分组成。

（1）信号发生器

信号发生器由正弦信号发生器和周期信号发生器组成。它们的时域信号模型表示如下：

正弦信号发生器可以产生可调振幅、频率的正弦信号波形，模型表示为公式（1）

（3）信号消噪处理模块

利用虚拟仪器软件提供的各种FIR、IIR滤波器，如，巴特沃斯、切比雪夫等滤波器滤除信号中掺杂的高斯白噪声及交流噪声。

（4）信号采样模块

该模块可以通过设定采样频率，动态显示采样波形，通过观察信号显示界面，可以直观地观察采样频率地对于采样信号的影响，从而更好地理解采样定理的内容。

系统的整体设计选择在LabVIEW虚拟仪器软件平台上搭建，运用图形化设计方法。系统在使用中，可以在界面进入四个主模块，每个模块及下设的子系统都可以实现数据直观显示，系统交互性突出，界面友好，可扩展性强，可在原有系统中直接增加新的系统模块，大大降低了系统升级成本。

2.结束语

开发基于虚拟仪器技术的信号处理系统的创新之处在于教学理论与系统开发相结合。一方面让学生在课堂授课时对于一些信号的定量分析、处理形成图形化有直观认识；另一方面将其嵌入至实践教学中，在虚拟的信号处理系统中进行操作。运用虚拟仪器技术可以加强电子信息类专业教学资源库建设，激发学生的学习兴趣，降低课程群的实践教学环境开发成本，使教师得以更好地完成教学大纲和课程标准的教学要求，以达到理想的教学效果。

基金项目：教育部职业院校信息化教学指导委员会职业院校信息化教学研究课题（2013LX013）。

参考文献：

候国屏.LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计[M].1版.清华大学出版社，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

编辑 薄跃华

摘 要：运用LabVIEW虚拟仪器技术图形化集成设计平台，完成信号处理系统设计，系统包括波形发生、采样滤波等模块单元，可以对被测信号完成时域、频域及时频域分析，可以调整数据参数，动态直观显示处理后信号变化情况，应用到高职院校《信号与系统》课程教学中，事实证明收到了良好的教学效果。

关键词：LabVIEW；信号处理系统；设计

中图分类号：G434 文献标识码：A

随着计算机技术的发展，新技术层出不穷，并飞速改变着人们生产生活的各个领域，虚拟仪器技术由于它具有设计方便、开发速度快、软硬件配套齐全、系统运行稳定等诸多优点，越来越多的受到人们的广泛关注。这个概念由美国国家仪器公司（National Instrument，NI）于1986年第一次提出，近年来广泛应用于工业各领域中。其推出的LabVIEW（实验室虚拟仪器工程平台）作为国内使用最为广泛的虚拟仪器软件平台，用于数据分析、采集及硬件仪器控制，可以进行图形化编程设计。这一虚拟仪器平台的推出，开创了“软件即是仪器”的新领域，推动了虚拟仪器技术的发展。

《信号与系统》是高职院校电子信息类专业的专业基础课程，众多抽象的知识内容一直使该课程被专业学生认为是专业课中最难以理解的课程之首。学生在课堂上面对着众多公式根本提不起学习兴趣，这个长期困扰我们的顽疾亟须要通过改变教学方法手段来解决。

1.系统设计

信号处理系统的设计基于高职院校《信号与系统》的课程标准要求，内容情境设计参照项目化课程改革规范，运用“六步”教学法，确保设计内容能更好地服务课程教学。

信号处理系统由信号发生器、信号延迟处理模块、信号消噪处理模块和信号采样模块共四个主要部分组成。

（1）信号发生器

信号发生器由正弦信号发生器和周期信号发生器组成。它们的时域信号模型表示如下：

正弦信号发生器可以产生可调振幅、频率的正弦信号波形，模型表示为公式（1）

（3）信号消噪处理模块

利用虚拟仪器软件提供的各种FIR、IIR滤波器，如，巴特沃斯、切比雪夫等滤波器滤除信号中掺杂的高斯白噪声及交流噪声。

（4）信号采样模块

该模块可以通过设定采样频率，动态显示采样波形，通过观察信号显示界面，可以直观地观察采样频率地对于采样信号的影响，从而更好地理解采样定理的内容。

系统的整体设计选择在LabVIEW虚拟仪器软件平台上搭建，运用图形化设计方法。系统在使用中，可以在界面进入四个主模块，每个模块及下设的子系统都可以实现数据直观显示，系统交互性突出，界面友好，可扩展性强，可在原有系统中直接增加新的系统模块，大大降低了系统升级成本。

2.结束语

开发基于虚拟仪器技术的信号处理系统的创新之处在于教学理论与系统开发相结合。一方面让学生在课堂授课时对于一些信号的定量分析、处理形成图形化有直观认识；另一方面将其嵌入至实践教学中，在虚拟的信号处理系统中进行操作。运用虚拟仪器技术可以加强电子信息类专业教学资源库建设，激发学生的学习兴趣，降低课程群的实践教学环境开发成本，使教师得以更好地完成教学大纲和课程标准的教学要求，以达到理想的教学效果。

基金项目：教育部职业院校信息化教学指导委员会职业院校信息化教学研究课题（2013LX013）。

参考文献：

候国屏.LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计[M].1版.清华大学出版社，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

编辑 薄跃华

摘 要：运用LabVIEW虚拟仪器技术图形化集成设计平台，完成信号处理系统设计，系统包括波形发生、采样滤波等模块单元，可以对被测信号完成时域、频域及时频域分析，可以调整数据参数，动态直观显示处理后信号变化情况，应用到高职院校《信号与系统》课程教学中，事实证明收到了良好的教学效果。

关键词：LabVIEW；信号处理系统；设计

中图分类号：G434 文献标识码：A

随着计算机技术的发展，新技术层出不穷，并飞速改变着人们生产生活的各个领域，虚拟仪器技术由于它具有设计方便、开发速度快、软硬件配套齐全、系统运行稳定等诸多优点，越来越多的受到人们的广泛关注。这个概念由美国国家仪器公司（National Instrument，NI）于1986年第一次提出，近年来广泛应用于工业各领域中。其推出的LabVIEW（实验室虚拟仪器工程平台）作为国内使用最为广泛的虚拟仪器软件平台，用于数据分析、采集及硬件仪器控制，可以进行图形化编程设计。这一虚拟仪器平台的推出，开创了“软件即是仪器”的新领域，推动了虚拟仪器技术的发展。

《信号与系统》是高职院校电子信息类专业的专业基础课程，众多抽象的知识内容一直使该课程被专业学生认为是专业课中最难以理解的课程之首。学生在课堂上面对着众多公式根本提不起学习兴趣，这个长期困扰我们的顽疾亟须要通过改变教学方法手段来解决。

1.系统设计

信号处理系统的设计基于高职院校《信号与系统》的课程标准要求，内容情境设计参照项目化课程改革规范，运用“六步”教学法，确保设计内容能更好地服务课程教学。

信号处理系统由信号发生器、信号延迟处理模块、信号消噪处理模块和信号采样模块共四个主要部分组成。

（1）信号发生器

信号发生器由正弦信号发生器和周期信号发生器组成。它们的时域信号模型表示如下：

正弦信号发生器可以产生可调振幅、频率的正弦信号波形，模型表示为公式（1）

（3）信号消噪处理模块

利用虚拟仪器软件提供的各种FIR、IIR滤波器，如，巴特沃斯、切比雪夫等滤波器滤除信号中掺杂的高斯白噪声及交流噪声。

（4）信号采样模块

该模块可以通过设定采样频率，动态显示采样波形，通过观察信号显示界面，可以直观地观察采样频率地对于采样信号的影响，从而更好地理解采样定理的内容。

系统的整体设计选择在LabVIEW虚拟仪器软件平台上搭建，运用图形化设计方法。系统在使用中，可以在界面进入四个主模块，每个模块及下设的子系统都可以实现数据直观显示，系统交互性突出，界面友好，可扩展性强，可在原有系统中直接增加新的系统模块，大大降低了系统升级成本。

2.结束语

开发基于虚拟仪器技术的信号处理系统的创新之处在于教学理论与系统开发相结合。一方面让学生在课堂授课时对于一些信号的定量分析、处理形成图形化有直观认识；另一方面将其嵌入至实践教学中，在虚拟的信号处理系统中进行操作。运用虚拟仪器技术可以加强电子信息类专业教学资源库建设，激发学生的学习兴趣，降低课程群的实践教学环境开发成本，使教师得以更好地完成教学大纲和课程标准的教学要求，以达到理想的教学效果。

基金项目：教育部职业院校信息化教学指导委员会职业院校信息化教学研究课题（2013LX013）。

参考文献：

候国屏.LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计[M].1版.清华大学出版社，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