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1、山东纺织经济2 0 0 8 年第6 期( 总第1 4 8 期) 基于L a b w i n d o w s C V I 的频谱分析仪 赵光胜 ( 山东交通职业学院山东潍坊 2 6 1 2 0 6 ) 摘要：本文介绍了虚拟频谱分析仪的设计和实现。这个虚拟仪器是基于图形化编程语言 L a b w i n d o w s C V I 而编写的，可以执行在线测量和离线处理，包括数据采集、显示、进行时域分析、频域分 析和数据存储等功能。同时，这个虚拟仪器具有友好的人机界面。 关键词：虚拟仪器；虚拟频谱分析仪；图形化编程 中图分类号：T P 3 9 1 7 7文献标识码：B文章编号：1 6 7 3 0 9
2、 6 8 ( 2 0 0 8 ) 0 6 0 0 9 6 - 0 2 1 前言 虚拟仪器是一种概念仪器，就是采用计算机开 放体系结构取代传统的单机测镀仪器，对各种各样 的数据进行计算机处理、显示和存储。虚拟仪器将 计算机资源与仪器硬件、数字信号处理技术结合， 把厂家定义仪器功能的方式转变为由用户自己定义 仪器功能。 2 频谱分析仪的原理 频谱分析研究信号的频率结构，求取其分量的 幅值、相位按频率的分布规律，并建立以频率为横 轴的相应幅频、相频曲线。 在满足采样定理的条件下，将连续时I f J 】信号变 为离散时间信号。采川离散傅立叶变换分析数字信 号，离散傅立叶变换是指用计算机实现 工( 叫=
3、 Ix ( t ) e 叫“d t ， 1 “ x ( t ) = I 工( 叫P 埘d o ) Z “ 一 所表示的傅立叶正反变换的数值计算。当采样 点t = O ，l ，2 ，N - 1 共有N 个，即无限长信号截断后 变为周期信号，频谱由连续谱变为离散谱，即 缈= 七蔫，于是由离散傅立叶变换定义如下： V I2 _ 。l 正变换：( 孔) = x ( f 弦。百“= x ( ，渺岩： t - - 0t = O 反变换：“) = N 芝X ( K ) e “= 专x ( 胛。： 2 n 式中，肌：P 叫了船为复数因子，其频谱具有离 散性、谐波性和周期性。 3 频谱分析仪的前面板设计 被测信
4、号传送到信号调理电路，由信号调理电 路对它进行放大、滤波、隔离等处理，最后由软件 收稿日期：2 0 0 8 - 0 9 - 0 8 9 6 对测试信号进行频谱分析和处理，得到测试结果， 并按要求显示或储存结果。所设计的虚拟频谱分析 仪能提供一个高精度的频谱分析功能，并且能够同 时观察输入信号的频域显示。用户可以通过改变采 样频率和数据长度选择频率分辨率。在虚拟频谱分 析仪中通过程序可以直接读出，并在面板上显示基 波频率和峰值大小，用户可以参考这个值，手动调 整采样频率的大小和显示图形中X ，Y 轴的坐标来 观察所需要的频谱图。 4 频谱分析仪的软件设计 采川模块化的设计思想。整个系统分为数据采
5、 集、频率谱分析、数据存储等模块。数锯采集模块 的设计采用了V IA IA c q u i r eW a v e f o r m v 。来控 制数据采集卡进行数据采集，把采集进来的数据进 行频谱分析。数据采集和参数设置模块主要包括： 设备与通道设置，缓冲区大小的设置，采样点数的 设置，触发控制，扫描率设置，显示方式的设置程序。 频谱分析模块是由加窗函数模块、功率蹭转换 模块、功率谱单位转换模块、功率频率峰值检波子 模块组成。加窗函数模块的实现，是由S c a l e dT i m e D o m a i nW i n d o w s v 。模板来实现。根据实际的情 况，可以选择不加窗、汉宁窗、
6、海明窗、布莱克曼 窗、平顶窗等8 种窗体，处理后输出1 个加窗后的时 域信号输出，以减少窗口效应带来的栅栏效应和泄 漏阳】题；功率谱转换模块用A u t oP o w e rS p e c t r u m V 模板来实现，该模块有4 个端口，分别是时域信号 输入端、时域间隔输入端、频域信号输出端、频域 间隔输出端。该模块的功能是实现信号由时域向频 域的转换；功率谱单位转换模块是由S p e c t r u m U n i tC o n v e r s i o n v 模板来实现，该模块( 下转5 8 页) 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase f
7、rom www.PDFWatermarkR to remove the watermark 山东纺织经济2 0 0 8 年第6 期( 总第1 4 8 期) 健儿表达胜利的招牌手势，也使李宁品牌在五花八 门的奥运广告的轰炸下脱颖而出，引起广泛共鸣。 这个手势的重要意义在于以英文字母“L ”代表L i N i n g ，而其深层的核心信息则为一组以英文字母 “L ”开头的单词，如L u c k ( 幸运) 和L o v e ( 爱) 。 李宁希望这个生动的手势能鼓励运动员在赛场上积 极拼搏，并为他们带来好运。 4 2 中国“梦之队”广告 李宁奥运系列广告中选用了射击、跳水、乒乓、 体操四个项目，中
8、国在这四个项目上实力非凡，颇 有冲金实力，四大项目共同成就了一句口号：“一切 皆有可能”，构成了李宁的品牌维度，使其在运动系 列纵深加强，并且从根本上树立了李宁“中华第一 运动品牌”的地位。这一系列的广告虽然没有启用 任何明星运动员作为形象代言，却使李宁在媒体广 告诉求上营造了巨大的品牌效应。 4 3 “李宁大篷车”活动 2 0 0 8 年3 月2 0 日，一辆黑色奔驰拉动着一个黑 色车厢从北京朝阳公园出发，开始了穿越中国版图 的奥运旅行。这个庞然大物的名字叫“李宁大篷 车”，它是李宁奥运营销创意的一部分，在沿途9 0 多 个城市中，人们可以看到体操运动员上场前用的绷 带，可以知道足球项目是在
9、哪一年才被列为奥运会 比赛项目，甚至还可以亲自走上平衡木这辆承 载着李宁“运动文化”的大篷车将在中国的土地上 穿越4 万公里。正如李宁和他的品牌一直所信奉的 “A n F t h i n gi sp o s s i b l e ”。 4 4 开设特大旗舰店 不但要让世人看到李宁的品牌，也要能够顺利 地买到李宁的商品，李宁公司在北京奥运村周围开 设了旗舰店，并在其他6 个奥运城市天津、沈 阳、秦皇岛、上海、青岛、香港也开设了特大旗舰 店。 李宁体育在奥运会结束后不久便交出了份令 人满意的答卷。根据公司公布的中报显示，今年上 半年李宁实现营业收入3 0 亿元人民币，同比增长 6 0 3 。奥运期间
10、李宁体育在北京范围内店面的销售 额出现明显增加。据了解，8 月8 日到2 4 日，国内 的同店销售取得了4 3 的增长。北京奥运李宁大大 胜过了阿迪达斯而成为最受关注的品牌，向世界完 美地诠释了“一切皆有可能”。 总之，奥运营销让李宁获得了走上国际舞台的 战略机遇，在阿迪、耐克之后，来自中国的李宁品 牌向全世界证明中国体育品牌的魅力和价值。从本 土品牌向国际品牌的努力，李宁的经验非常具有借 鉴价值和思考意义，为中国企业做出了典范。 参考文献： 【1 】马中红广告整体策划概i e M 苏州大学出版 社，2 0 0 7 【2 】曾朝晖李宁的奥运营销【J 】新财经，2 0 0 7 ； ( 1 0 )
11、 5 】运动服饰奥运收获李宁受益于奥运点火【E B o L 】中国服装网，2 0 0 8 - - 0 9 16 【4 】姚永斌北京奥运最大商业赢家李宁 E B o L 】价值中国网，2 0 0 8 - - 0 9 1 4 【5 】林风华品牌崛起李宁飞p 乏 E B O L 新华网， 2 0 0 8 - 0 9 - 1 1 ( 上接9 6 页) 有7 个输入端和2 个输出端。输入端有 频谱类型的选择，可以选择功率潜、幅度谱、增益。 对数线性的选择，可以选择线性、d B 、d B m 。输 出显示单位选择，可以选择的单位是有效值、峰峰 值、有效值的平方、峰峰值的平方等。输出端是输 出频谱和输出频谱
12、单位；频率峰值检波子模块是由 P o w e ra n dF r e q u e n c yE s t i m a t e v 模板来实现，该 模块有5 个输入端和2 个输出端。输入端有功率谱输 入端、峰值频率输入、频率间隔，以峰值频率为中 心的频率搜索点数和窗常数。输出端由频率峰值输 出、频率峰值能量的输出组成。该模块用来求出频 谱的峰值频率及峰值频率点的功率估值。数据读取 存储模块的设计是利用丰富的文件操作函数库，采 用数据表文件方式对实验数据进行读写操作。组建 好的各功能模块按照程序的流程加上必要的控件和 5 8 指示器，就可以将它们集成到一起，形成一个功能 完善的虚拟信号频谱分析仪器。
13、 5 结论 前面介绍了基于L a b w i n d o w s C V I 编程环境下 的虚拟频谱分析仪的设计与实现过程。该虚拟仪器 充分运用了计算机强大的数据处理能力，实现了一 般的频谱分析仪所具有的功能，增加了分析处理能 力；不仅降低了仪器的研制成本，提高了测试效率， 而且还大大增强了设计的灵活性。经测试。该系统 基本达到设计要求。其主要技术特点如下：( 1 ) 采 用L a b w i n d o w s C V I 作为软件开发平台，编程方便 简洁、高效，( 2 ) 可充分发挥计算机的能力，有强 大的数据处理功能，( 3 ) 可扩展性好，用户可以根 据自己的需要定义其他功能，( 4 ) 图形界面友好，操 作简单，人机交互性强。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark