基于LabVIEw的数字变频FFT设计

处理的信息量可以很大。在Matlab中，根据数字变频FFT的数学原理，编程实现复调制移频、低通滤波、重采样、反移频和FFT操作处理，经调试无误后，导入到Mat-lab Script节点中；然后在LabVIEW中，通过调用SineWave.vi产生仿真信号，或从文件中读取信号数据，同时添加采样频率，细化倍数等控制节点；最后连接各图标，实现数字变频FFT，其程序框图如图3所示。

3 仿真分析

利用LabVIEW编程实现数字变频FFT软件处理平台，调用Functions＼Analyze＼Signal Processing＼Sig-nal Generation子模板中的Sine Wave.vi创建正弦信号发生器，构造仿真信号：

x(t)=sin(2πf1t)+2sin(2πf2t)+5sin(2πf3t)

　　式中：f1=2 002 Hz；f2=2 004 Hz；f3=2 006 Hz；采样点数N=5 120；采样频率为51 200 Hz。根据式(1)可知，此时频率分辨率为10 Hz，在频域内分辨不出这3个信号。

　　若要把分辨率提到1 Hz，即细化10倍，就要采样51 200个点，然后把分析频带(2 000～2 010 Hz)的起始频率f=2 000 Hz点移到原点，当细化倍数D=10时，即5l 200个采样点每隔10个点进行抽取，完成对复调制移频、滤波后的信号重采样。新的采样频率即为5 120 Hz，降低了10倍，抽取得到5 120个点。为了使细化后的频率与细化前的一致，在作FFT前应该实行反移频，这样就可以得到分析频带上的细化频谱。如果采用LabVIEW直接编程处理，其细化频谱如图4所示；如果采用LabVIEW和Matlab混合编程处理，其细化频谱如图5所示。

从图4和图5中可以看出，基于LabVIEW的两种编程方法都实现了频谱细化的功能，2 002 Hz，2 004 Hz和2 006 Hz三个频率点对应的幅值谱清晰可见，且幅值相差2.5倍，分辨率为1 Hz。

4 结 语

　　数字变频FFT是频谱分析中一种约束条件少，可操作性强的方法。在此借助功能强大的LabVIEW软件编程处理方法，使得数字变频实现简便，能够满足提高频率分辨率的要求，并具有很高的实时性。显然，在动目标速度测量中，利用数字变频FFT进行频谱细化处理，可获得更高的频率测量精度。根据多普勒原理，也可获得更高的测速精度。因此，研究中基于LabVIEW的数字变频FFT频谱细化方法在工程实践中有着重要的应用价值，可广泛应用于汽车、飞机等运动目标的速度测量中。