3．1 虛擬信號發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)
由于虛擬電壓表主要用于演示，所以為了方便，可直接利用LabVIEW軟件產(chǎn)生仿真信號。在該設(shè)計中，設(shè)置了正弦波、方波和三角波以及由公式確定的任意波形。在程序設(shè)計框圖中，使用一個Case(選擇)語句對四種波形進(jìn)行選擇。Case語句中，每一個數(shù)字(0，1，2，3，4)都代表一種波形，與前面板控件中5種狀態(tài)相對應(yīng)。至于Case語句的制作，只需將4個圖標(biāo)中的一個，例如正弦波發(fā)生程序，用Case框起來，然后在上面的空白處寫上相應(yīng)的數(shù)字，例如1；然后點(diǎn)擊箭頭，可以設(shè)置第二個圖標(biāo)，如果要添加一個Case的話，可以點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，直接添加，編輯相應(yīng)的基本信號發(fā)生器VI中相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)即可。在添加公式波時，要把基本信號發(fā)生器VI換成公式波形VI，0代表默認(rèn)狀態(tài)，表示無任何波形輸入。本文給出了Case結(jié)構(gòu)的一個分支，公式波形的流程圖如圖2所示。該子Ⅵ可使用指定時間函數(shù)的公式字符串生成一個函數(shù)波形，它要求公式的自變量必須是t，它所支持的運(yùn)算符和常用的函數(shù)。
另外，在模擬狀態(tài)下，信號頻率以赫茲或者每秒周期數(shù)為單位。但是在數(shù)字系統(tǒng)中，通常使用數(shù)字頻率，它是信號頻率與采樣頻率的比值，被稱為標(biāo)準(zhǔn)頻率。所以，在框圖程序中，應(yīng)當(dāng)在信號頻率與采樣頻率之間加載一個除法器。
在波形發(fā)生程序按照規(guī)定的參數(shù)產(chǎn)生波形后，如果將波形直接輸入波形顯示控件，那將是錯誤的。因?yàn)椴ㄐ物@示控件，并不像數(shù)據(jù)顯示控件那樣只需要一個或一組數(shù)據(jù)，因此波形能否按規(guī)定顯示出來，取決于輸入的幾組不同且具有決定性的數(shù)據(jù)，例如周期、相位等。在該設(shè)計中，將z軸起始坐標(biāo)、周期、波形捆綁成一個數(shù)組，同時輸入到波形顯示控件中。
3．2 數(shù)據(jù)處理部分
數(shù)據(jù)處理部分的作用，就是將產(chǎn)生出的信號通過不同形式的檢波、計算，得出規(guī)定的不同的結(jié)果。在該設(shè)計中同時顯示交流有效值、峰值和平均值。對于一個純粹的交流電壓，正半周期信號與負(fù)半周期信號對稱，U的平均值等于零，所以一般不直接測量平均值。在設(shè)計時，按函數(shù)→數(shù)值→絕對值取交流電壓的絕對值，然后求平均值，取全波平均值。交流電壓中的最大值，即為峰值?？梢酝ㄟ^比較數(shù)據(jù)求出最大值，這需要使用波形最大、最小子虛擬儀器來處理框圖。有效值顯示：在函數(shù)→信號處理→波形測量中選擇基本平均直流均方根。其框圖符號如圖3所示。
圖3中，DC value為測量的直流分量；RMS為value測量有效值；reset用于重啟過去記錄的時間信號、平均測量的參數(shù)；averaging type是測量中的平均類型，在單個模塊VI中，可依據(jù)輸入記錄長度自動設(shè)置平均時間；Window是在DC／RMS計算之前，用于記錄時間的窗；erroe in是在該VI運(yùn)行之前描述錯誤環(huán)境，默認(rèn)值為no error。如果錯誤已經(jīng)發(fā)生，該VI在errorout端返回錯誤代碼，子VI在無錯誤時才正常運(yùn)行。
3．3 開關(guān)部分
用一個while條件語句設(shè)計整個框圖程序，當(dāng)模擬電壓開關(guān)為“1”時，虛擬電壓表工作，條件語句中的程序開始運(yùn)行；當(dāng)模擬開關(guān)為“0”即關(guān)時，條件語句中的程序停止運(yùn)行，虛擬電壓表不工作。設(shè)計好的流程圖如圖4所示。
4 結(jié) 語
經(jīng)過實(shí)際使用，虛擬電壓表所有的控制鍵和功能正常，符合使用要求。需要指出的是，在設(shè)計該虛擬電壓表時，簽于教學(xué)使用的目的，僅從功能上考慮，并未對虛擬電壓表的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行深入研究。事實(shí)上，峰值是取樣值的最大值，而取樣點(diǎn)不可能取得太多，否則運(yùn)行速度太慢，因此顯示的峰值與理論值是有差別的，在設(shè)計時應(yīng)注意合理選擇參數(shù)。
在LabVIEW圖形化語言環(huán)境下設(shè)計的虛擬儀器簡單快捷，用戶完全可根據(jù)測試功能的需要，調(diào)用不同功能的軟件模塊，以組建自己的儀器。這對測量者，尤其是高等院校的實(shí)驗(yàn)室是非常方便的?？稍谕慌_計算機(jī)中，根據(jù)不同的教學(xué)層次，設(shè)計不同檔次的儀器為教學(xué)服務(wù)。如何針對不同的教學(xué)目的，分別對硬件驅(qū)動程序部分、虛擬面板部分、信號的后期處理部分進(jìn)行部分或完整的設(shè)計，信號的后期處理程序可以設(shè)計成一個獨(dú)立的功能模塊，能夠?qū)Σ蓸有盘栠M(jìn)行非實(shí)時的在現(xiàn)和離線分析，既滿足了學(xué)生的要求，又避免了設(shè)備的重復(fù)購置。
