2. Ход выполнения работы

Данную лабораторную работу необходимо выполнить в среде LabVIEW. Для создания лабораторной установки необходимо сначала создать анализатор спектра сигналов (пункты 1-17), затем подключить фильтр.

Для этого:

1. Из подменю Graph палитры Controls (Modern→Graph) выбрать графический индикатор (Waveform Graph) для отображения сигнала и перенести его на лицевую панель. Разместить его справа наверху лицевой панели. В появившейся метке можно тут же с клавиатуры ввести название индикатора «Сигнал до фильтрации».

2. Второй графический индикатор для наблюдения амплитудного спектра выбрать аналогично п. 1. Поместить индикатор на лицевой панели ниже первого индикатора. Ввести в метку его название «Амплитудный спектр до фильтрации».

3. Третий графический индикатор для наблюдения фазового спектра выбрать аналогично п. 1. Поместить индикатор на лицевой панели ниже второго индикатора. Ввести в метку его название «Фазовый спектр до фильтрации».

4. Из подменю Numeric палитры Controls (Modern→Numeric) выбрать три вертикальных ползунковых регулятора (Vertical Pointer Slide) для регуляторов «Амплитуда», «Длительность» и «Задержка», разместить их на лицевой панели слева от индикаторов сверху вниз и ввести их названия в метки.

5. Разместив индикаторы и органы управления на лицевой панели, можно перейти к блок-схеме. Чтобы сделать это, надо выбрать в меню

Window => Show Block Diagram.

6. Из подменю Numeric палитры Functions (Programming→Numeric) выбрать числовую константу (Numeric Constant) и поместить ее на блок-схеме выше терминалов органов управления. С помощью Меточного инструмента ввести в константу значение 800. Этой константой задается количество точек (отсчетов) для отображения прямоугольного импульса.

7. Из палитры Functions выбрать подменю Signal Processing, а из него - Signal Generation. Из этого подменю выбрать генератор прямоугольного импульса (Pulse Pattern.vi) и поместить его на блок-схеме справа от терминалов органов управления.

8. Из подменю Signal Processing выбрать подменю Spectral Analysis. Из него выбрать вычислитель спектра Amplitude and Phase Spectrum.vi и поместить его на блок-схеме между генератором прямоугольного импульса и терминалами индикаторов.

9. Из палитры Tools выбрать Монтажный инструмент («Катушку»).

10. Подключить числовую константу к терминалу «samples» генератора прямоугольного импульса.

11. Подключить терминал регулятора «Амплитуда» к терминалу генератора Amplitude.

12. Подключить терминал регулятора «Задержка» к терминалу генератора delay.

13. Подключить терминал регулятора «Длительность» к терминалу генератора «width».

14. Подключить выходной терминал генератора прямоугольного импульса «Pulse Pattern» к входному терминалу вычислителя спектра.

15. Подключить выходной терминал вычислителя спектра «AmpSpectrum mag» к терминалу индикатора «Амплитудный спектр до фильтрации».

16. Подключить выходной терминал вычислителя спектра «AmpSpectrum Phase» к терминалу индикатора «Фазовый спектр до фильтрации».

17. Подключить терминал индикатора «Сигнал до фильтрации» к проводу, соединяющему выходной терминал генератора и входной терминал вычислителя спектра.

18. После создания анализатора спектра необходимо вернуться на лицевую панель. Чтобы сделать это, надо выбрать в меню Window => Show Front Panel.

19. Необходимо создать ещё три графических индикатора с названиями «Сигнал после фильтрации», «Амплитудный спектр после фильтрации», «Фазовый спектр после фильтрации» как это описано в п. 1-3.

Разместить их справа на лицевой панели.

20. Графический индикатор для наблюдения амплитудно-частотной характеристики фильтра выбрать аналогично п. 1. Поместить индикатор в правом нижнем углу лицевой панели. Ввести в метку его название «АЧХ фильтра».

21. Аналогично п. 4 выбрать три регулятора «Частота дискретизации», «Нижняя граничная частота», «Верхняя граничная частота». Разместить их над индикатором «АЧХ фильтра».

22. Из подменю Numeric палитры Controls выберите Numeric Control. Ввести в метку его название «Тип фильтра».

23. Аналогично п. 5 перейти к блок-схеме лабораторной установки.

24. Аналогично п. 7 выбрать генератор шума – Bernoulli Noise.vi.

25. Из подменю Signal Processing выбрать подменю Filters. Из него выбрать фильтр Баттерворта (Butterworth filter (DBL).vi).

26. Необходимо поставить ещё один фильтр Баттерворта. Для этого повторить п. 25 ещё раз.

27. Необходимо поставить ещё два вычислителя спектра. Для этого повторить п. 8 два раза.

28. Аналогично п. 9 выбрать монтажный инструмент.

29. Подключить терминал «Тип фильтра» к терминалу фильтра Filter Type.

30. Подключить терминал «Частота дискретизации» к терминалу фильтра Sample freq.

31. Подключить терминал «Нижняя частота среза» к терминалу фильтра Low cutoff freq.

32. Подключить терминал «Верхняя частота среза» к терминалу фильтра High cutoff freq.

33. Повторить п. 28 – 32 для второго фильтра.

34. Подключить терминал фильтра X к проводу, соединяющему выходной терминал генератора прямоугольного импульса и входной терминал вычислителя спектра.

35. Подключить выходной терминал фильтра «filtered X» к терминалу вычислителя спектра № 1, созданному в п. 27.

36. Подключить терминал индикатора «Сигнал после фильтрации» к проводу, соединяющему выходной терминал фильтра и входной терминал вычислителя спектра.

37. Подключить выходной терминал вычислителя спектра «Amplitude Spectrum» к терминалу индикатора «Амплитудный спектр после фильтрации».

38. Подключить выходной терминал вычислителя спектра «Phase Spectrum» к терминалу индикатора «Фазовый спектр после фильтрации».

39. Подключить выходной терминал генератора шума к терминалу X фильтра № 2, созданного в п. 26.

40. Аналогично п. 35 соединить фильтр № 2 с вычислителем спектра №2, созданным в п. 27.

41. Подключить терминал индикатора «АЧХ фильтра» к выходному терминалу вычислителя спектра № 2 «Amplitude Spectrum».

Примечания.

«Тип фильтра» 0 – ФНЧ, 1 – ФВЧ, 2 – полосовой, 3 – режекторный.

Нижняя частота среза не должна превышать половины частоты дискретизации.

Верхняя частота среза (когда она используется) должна быть не меньше нижней частоты среза.

При несоблюдении этих условий фильтр не будет выдавать выходной сигнал.