基于虚拟仪器的多通道数据分析系统设计

2.2.5 频谱分析
根据“海森堡原理”，对数据中某一段敏感区域进行频谱分析可有效解决对海量数据进行频谱分析时有效信息不能准确获取的问题。该模块主要用到函数库中的FFT变换，获取信号的单边幅度谱，并把结果显示在指定显示窗口[6]。
2.2.6 打印
打印是一种非常重要的数据存储方式。该部分通过调用“添加报表文本”等控件，实现了对图表及参数等信息的打印。
3 运行结果与分析
系统构建完成以后，为验证系统能够正常工作以及性能的优劣，组织实验，并通过存储测试子系统采集了一组正弦波信号数据，其参数如表1所示。

3.1 波形显示
打开程序后，将正弦波的测试数据文件存储地址输入四个通道的地址栏中，分别调整各控制旋钮，得到各通道同时显示（即全选通）时图形,如图5所示。

经比对发现，软件能够将测量数据无失真还原，并实现了四通道波形同时显示、分别控制的功能。与以往类似软件相比，该模块能更方便、更直观地完成波形的比较。
3.2 波形参数测量
经多次对数据进行分段读取测量，将测量结果与信号本身参数进行比对如表2所示。

由表2可知，无论是游标测量还是宏观测量所得的结果与原信号参数相比误差都比较小，该模块能够正确测量波形参数。
3.3 滤波处理
为验证系统的滤波功能，事先将频率为50 kHz，幅值为1 V的锯齿波叠加到正弦波信号中，其混合后波形如图6所示。

设置滤波器参数为：拓扑结构为Butterworth滤波器，滤波器类型为低通滤波器，截止频率为0.1(归一化频率,为20 kHz)，阶数为2。运行滤波处理功能模块，得到滤波后波形如图7所示。

锯齿波频率为50 kHz，正弦波频率为10 kHz，当滤波器类型为低通、截止频率为20 kHz时，滤波器成功将锯齿波滤除获取到正弦波图形。
3.4 频谱分析
在测量数据中从第1 000点开始读取1 024个点进行频谱分析，得到的频谱图形如图8所示。

从信号的单边幅度谱可以看出，信号的功率大部分集中在10 kHz的频率点上，与事实相符，而且泄漏与旁瓣较少，信噪比也符合工程需求。
本文设计了基于虚拟仪器的多通道数据分析系统，配合存储测试技术，能够方便、可靠地实现对武器系统参数的测试，充分发挥存储测试技术所具有的无需引线、抗干扰能力强的优点，是解决高温、高冲击、高压环境下参数测试的先进手段，有很好的推广应用前景。
参考文献
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[5] 张宏群,蔡国英.基于虚拟仪器技术的信号测量分析仪的设计[J].计算机技术与发展,2008,18(2):244-250.
[6] 包敬民,齐新设,马刚.基于LabVIEW8.2的虚拟频谱分析仪的设计[J].现代电子技术,2007,22(6):200-202.