Моделирование спектрального анализатора сигналов в программной среде Labview

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

льовану корекцш параметрiв орбiт (траeкторiй) КА при вмиканш! х мало-потужних бортових двигушв. Вiн може знайти застосування також при геофiзичних дослiдженнях та геолопчних розвiдках — скрiзь, де необхщно вимiрювати малi вiдхилення величини напруженост гравiтацiйного поля.
Л1тература
1. Демьяненко П. А. Точность измерений посредством волоконно-оптических датчи-
ков (проблемы и пути их решения). // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника, 1995, вып. 29, с. 88−93-.
2. Демьяненко П. А., Зиньковский Ю. Ф., Прокофьев М. И. Прецизионный цифровой
акселерометр с волоконно-оптическим датчиком. // Радиоэлектроника. — 1997. -Т. 40. — № 1. — С. 39−47. (Изв. высш. учебн. заведений).
3. Демьяненко П. А., Зиньковский Ю. Ф., Прокофьев М. И. Обработка сигналов в из-
мерителях с импульсными волоконно-оптическими датчиками. // Радиоэлектроника. Изв. высш. учебн. заведений. 1997. Т. 40, № 1. С. 39−47.
4. Тимошенко С. П., Гудьер Дж. Теория упругости Пер. с англ. М. :Наука, 1979, 560с.
Ключовi слова: волоконно-оптичш датчики, оптоелектрошка,
Дубиковский А. О., Демяненко П. А. Количественная оценка метрологических возможностей прецизионного цифрового акселерометра с волоконно-оптическим датчиком Дана оценка метрологических возможностей прецизионного акселерометра с волоконно-оптическим датчиком. Dubikovsky A.O., Demjanenko P.A. Numerical estimation of metrological possibilities of the precision digital accelerometer with the fiber-optical sensor The estimation of metrological possibilities of the precision digital accelerometer with the fiber-optical sensor unit is given below.
УДК 621. 38/621. 391. 3
МОДЕЛЮВАННЯ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛ1ЗАТОРА СИГНАЛЮ В ПРОГРАМНОМУ СЕРЕДОВИЩ1 LABVIEW
Мрачковський О. Д., Вишневый С. В.
Розглянуто використання програмного пакету Labview для моделювання спектрального анал1затора на основ1 алгоритму швидкого перетворення Фур '-е.
Для виршення задач анал1зу радютехшчних c^HaniB серед шших за-стосовуються cпектроaнaлiзaтори (СА), що використовують алгоритми швидкого перетворення Фур'-е (ШПФ) для обчислення амплггудного спектру, спектру потужносп, комплексного спектру, ш. B^Mi моделi таких прилaдiв [1−3]: SA-7270A, SA-9270A (LG, Корея) — GSP-810, (GoodWill, Тайвань) — FS300, FSP7, (Rohde & amp- Schwarz, Шмеччина) — HP8562E, HP8563A, (Hewlett Packard, США) орieнтовaнi на задоволення потреб широкого кола cпоживaчiв. Однак, для виршення певних cпецiaльних задач юнуе необхiднicть створення вузькоcпецiaлiзовaних вимiрювaльних ком-плекciв. В таких випадках доречно скористуватися технолопею програмного середовища Labview, яке дозволяе виршити вказану задачу створен-ням вщповщного cпецiaлiзовaного приладу на бaзi персонального комп'-ютера (ПК) [4].
Як приклад, розглянемо моделювання СА, що вимiрюе спектр потуж-
ность Спектр потужностi розраховуеться як [6]:
FFT (A) ¦ FFT * (A)
Saa (f)
N
(1)
де FFT — результат виконання ШПФ вхщно!'- послiдовностi- FFT ксно спряжений до FFT- N — розмiр вибiрки.
Обчислення амплiтудного спектру виконуеться як:
п2 г, г ««», «п2
компле-
G (f)
2 V[Re [FFT (A)]]2 + [Im [FFT (A)]]2, = 1
N '-1 '-
Re [ FFT (A)]]2 + [ Im [ FFT (A)]]2
N 2
(2)
N
де Re [ FFT (A)] - дшсна частина результату виконання ШПФ вхщно!'- по-слiдовностi- Im [ FFT (A)] - уявна частина результату виконання ШПФ вхь
дно1 послiдовностi. Результат обчислення амплгтудного спектру виража-еться в Вольтах ефективних [6].
Фазовий спектр розраховуеться як:
А Im [ FFT (A)]л
Re [ FFT (A)]
результат обчислення виражений в радiанах [6].
На рис. 1 наведена лицева панель СА, моделюеться в середовишд Labview.
j (f) = arctg
(3)
& lt-
V.
250,00-Н Представлення Авто Авто Д1апазон BHMipiB масштаб Y масштаб X частот
| дБУшмк. ^yBiHK. «0 ®00
л'-н- Вимк. Вимк. гоо-^^"-800
Розгортка jq24
ФаЗИ j) 1024 J^yBimK.
I — Тип BiKHa Тип спектру
-130- чУ нимк Блекмен-Хар|жТочний А"пл. Хемм1нг _ Блекмен '-
Фаза 1Ж ЛЧград. XeHHiHr- yj^J & quot-Б'-лёкмен T^^?

1С 0 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 ЦОС frequency «радгани Однордне Пл. вер. По1Тжн- Компл.
РИС'-1 Лицева панель в1ртуального спектроанашзатора.
Вiртуaльний СА мае органи управлшня, що дозволяють встановлювати необхiдний режим роботи та вибирати потрiбний тип aнaлiзу сигнaлiB'-
Тумблер & quot-Представлення вимiрiв& quot- дозволяе вiдобрaжaти на екраш вiр-туального СА отримаш дaнi як в абсолютних одиницях вимiру так i у вщ-носних. Використання рiзних режимiв представлення даних дозволяе рете-льно проводити анашз отриманих даних.
Тумблер & quot-Автомасштаб Y& quot- може встановлюватися у два положення:
& quot-Ув1мк. "- або & quot-Вимк. "-. Таким чином, встановлення тумблера & quot-Автомасштаб У& quot- в положення & quot-Увiмк. "- дозволяе увiмкнути режим вiдображення даних по всш висотi екрану.
Тумблер & quot-Автомасштаб X& quot- призначений для автоматичного масштабу-вання ос частот. Ручка мае два можливих значення & quot-Увiмк. "- або & quot-Вимк. "-. Використання ручок & quot-Автомасштаб У& quot- та & quot-Автомасштаб X& quot- дозволяе ви-бирати режим вщображення вимiрiв.
Ручка & quot-Дiапазон частот& quot- активна, коли тумблер & quot-Автомасштаб X& quot- вста-новлений в положення & quot-Вимк. "-. Використання ще! ручки дозволяе змшю-вати дiапазон частот, що вiдображаються на екраш СА в межах вiд 0 Гц до значення, встановленого ручкою '-^апазон частот& quot-. Це дозволяе детально спостер^ати за характером спектру в частотнш облает^ що представляе найбшьший iнтерес для оцiнки та аналiзу. Якщо тумблер & quot-Автомасштаб X& quot- встановлений в положення & quot-Увiмк. "-, ручка & quot-^апазон частот& quot- недоступна для манiпуляцiй. Шд ручкою & quot-Дiапазон частот& quot- розмiщений цифровий ш-дикатор, що вiдображае значення встановлено!'- частоти, вiн дозволяе вста-новлювати та точно змiнювати попередш значення.
Ручка & quot-Тип вiкна& quot- дозволяе вибрати необхщну вагову функцiю.
Ручка & quot-Тип спектру& quot- дозволяе вибирати необхщний тип вимiрiв: спектр потужностi, ампл^удний спектр сигналу, комплексний спектр.
Перемикачi & quot-Розгортка фази& quot- та & quot-Фаза"- активш та доступнi для маншу-ляцш, якщо ручкою & quot-Тип спектру& quot- вибрано комплексний спектр. 1накше, данi перемикачi неактивнi.
Перемикач & quot-Розгортка фази& quot- може бути встановлений в два положення & quot-^Утмк. "- або & quot-Вимк. "-. Встановлення перемикача & quot-Розгортка фази& quot- в положення & quot-Увiмк. "- дозволяе вщображати фазочастотний спектр у виглядi не-перервного графжу фази на екранi СА.
Перемикач & quot-Фаза"- може встановлюватися в одне з двох можливих зна-чень & quot-Градуси"- та & quot-Радiани"- з вщображенням фазочастотного спектру на екранi СА, де фаза вимiрюеться в градусах або в радiанах.
На рис. 2 наведено приклад результату роботи вiртуального СА при вимiрi потужност вхщно! послiдовностi (виражений в дБ). На вхщ вiртуа-льного приладу подавалась сумш ЛЧМ коливання ампл^удою 5 В з поча-тковою частотою 1 Гц, к1нцевою — 100 Гц та бшого шуму амплггудою 1 В. Спектр потужност розрахований та вiдображений при виборi однорщно!'- вагово! функцп.
На рис. 3 представлений результат вимiру амплiтудного та фазового спектру, виражений, вщповщно, в дБ та радiанах, ЛЧМ коливання з почат-ковою частотою 1 Гц, юнцевою — 100 Гц та ампл^удою 5 В при викорис-таннi однорщно!'- вагово!'- функцп. На рис. 4 показаний результат вимiру амплiтудного та фазового спектру ЛЧМ з початковою частотою 1 Гц, юнцевою — 100 Гц та ампл^удою 5 В при використанш в^а Хенншга.
о, оо- ¦¦Яг Представления Авто Авто Д1апазон
-5,0- SSBB! е HMipiB масштаб У масштаб X частот
-10- | дБУв1мк. |yBiMK. 400 600 л'-н Вимк. Вимк. 200-. ^ % -S00


Розгортка 1Q24
«30 —
1 & quot-35_ фаЗИ: ji024
i 45& quot- Jb Ув1мк.
Г ] Тип BiKHa Тип спектру
Вимк Блекмен-Xappic точний Ампл.
-55- ¦ Хеммнг ^^^ Блекмен ^^^ V / град. Хенн|нГ -Блекмен
-60-
-65-
75& quot-

(100 200 300 00 00 6С Frequency 0 700 8С 0 9С 100U 111 «рад!эни Однорщне Пл вер Потужн'- Компл.
Рис. 2. Результат роботи в1ртуального спектроанашзатора.
цт- -Л



|-юо-

мо-


?E k ico is» ira ж? k ?i ?k & gt-i 3® ih JOO чя? i 5 '-s
Li. !¦ ~
UAUj
1 '- 1 l 4D. uj



(г 50 & quot- LI IH LSO 175 А г Ищщыл 5 ««Hf 0 3C5 4t Л lh & lt-50 & gt-75
¦Ki-


--
1 -J4J-



я Z 5 si jftr 1» ?as а» ?Я 2 в zh я iq i Б -г Ii n IS fl 173 1 Sil
ffiRrl L'- _LU !



-ul. fl-l

С ¦ ¦ 1, irj i& lt-: ion is im ift: au гк st a !. ia MJ jra Iii ! 15 U 1Я: :
Рис. 3
Рис. 4
На завершення пiдкреслимо, що можливост створення вiртуальних
приладiв в програмному середовишд Labview не вичерпуються тшьки про-
грамним синтезом та моделюванням приладiв. Програмна модель приладу
при використанш вiдповiдних апаратних модулiв NI дозволяе створювати
високоефективнi та спецiалiзованi комплекси для вимiрювань та аналiзу на
базi ПК, використовуючи при цьому вс переваги та системш ресурси
комп'-ютера[5,6]. Л1тература
1. http: //www. gwinstek. com. tw
2. http: //www. souzel. ru
3. http: //www. telintech. ru
4. Батоврин В. К., Бессонов А. С., Мошкин В. В. Labview: практикум по электронике и
микропроцессорной технике. — М.: ДМК Пресс, 2005. — 182с.
5. Тревис Дж. Labview для всех. — М. :ДМК Пресс- ПриборКомплект, 2005. — 544с.
Ключов1 слова: в1ртуальш прилади, анал1з спектра сигнал1 В, пакет програм Labview
Мрачковский О. Д., Вишневый С. В. Моделирование спектрального анализатора сигналов в программной среде Labview Рассмотрена возможность использования программного пакета Labview для моделирования спектрального анализатора на основе алгоритма быстрого преобразования Фурье. Mrachkovsky O.D., Vyshnevyy S.V. Modeling of the spectrum analyzer of signals in program application Labview. It is considered the possibility of using the program application Labview for program modeling of the spectrum analyzer with using Fast Fourier Transform algorithm.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой