數(shù)字信號(hào)課程設(shè)計(jì)---方波和單邊指數(shù)信號(hào)的卷積及卷積過(guò)程演示

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　分院（系）信息學(xué)院專(zhuān)業(yè)測(cè)控技術(shù)與儀器</p><p>　學(xué)生姓名學(xué)號(hào)</p><p>　設(shè)計(jì)題目方波和單邊指數(shù)信號(hào)的卷積及卷積過(guò)程演示</p><p>　內(nèi)容及要求：1、學(xué)習(xí)LABVIEW軟件知識(shí)及應(yīng)用2、學(xué)習(xí)并研究信號(hào)分析與處理課題有關(guān)理論3、利用

2、LABVIEW編程，完成相應(yīng)的信號(hào)分析與處理課題4、寫(xiě)出課程設(shè)計(jì)報(bào)告,打印程序，給出運(yùn)行結(jié)果進(jìn)度安排：第一周： 1、布置課程設(shè)計(jì)任務(wù)、要求 2、利用LABVIEW編程，完成相應(yīng)的信號(hào)分析與處理課題：3、學(xué)習(xí)LABVIEW軟件知識(shí)及應(yīng)用4、學(xué)習(xí)并研究信號(hào)分析與處理課題有關(guān)理論5、利用LABVIEW編程，完成相應(yīng)的信號(hào)分析與處理課題第二周： 1、上機(jī)編程、調(diào)試 2、檢查編程、運(yùn)行結(jié)果3、撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告4、上交報(bào)告</p>

3、<p>　指導(dǎo)教師（簽字）：年 月 日分院院長(zhǎng)（簽字）：年 月 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1引 言1</b></p><p>　　2虛擬儀器開(kāi)發(fā)軟件LabVIEW8.2入門(mén)2</p><p>　　2.1 LabVIEW8

4、.2介紹2</p><p>　　2.2利用LabVIEW8.2編程完成習(xí)題設(shè)計(jì)8</p><p>　　3利用LabVIEW8.2實(shí)現(xiàn)方波和單邊指數(shù)信號(hào)的卷積及卷積過(guò)程演示的設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.1方波和單邊指數(shù)信號(hào)的卷積及卷積過(guò)程演示的基本原理：20</p><p>　　3.2方波和單邊指數(shù)信號(hào)的卷積及卷積過(guò)程演示的編程級(jí)

5、實(shí)現(xiàn)21</p><p>　　3.3運(yùn)行結(jié)果及分析21</p><p><b>　　結(jié) 論24</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　1引 言</b></p><p>　　信號(hào)的卷積是針對(duì)時(shí)域信號(hào)處

6、理的一種分析方法。信號(hào)的卷積一般用于求取信號(hào)通過(guò)某系統(tǒng)后的響應(yīng)。在信號(hào)與系統(tǒng)中，我們通常求取某系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)，所求得的 h(k) 可作為系統(tǒng)的時(shí)域表征。任意系統(tǒng)的系統(tǒng)響應(yīng)可用卷積的方法求得。</p><p>　　離散時(shí)間信號(hào)是時(shí)間上不連續(xù)的“序列”，因此，激勵(lì)信號(hào)分解為分解為脈沖序列的工作就狠容易玩成，對(duì)應(yīng)每個(gè)樣值激勵(lì)，系統(tǒng)得到對(duì)此樣值的響應(yīng)，每一響應(yīng)也是一個(gè)離散時(shí)間序列，把這些序列疊加既得零狀態(tài)響應(yīng)。因?yàn)殡x

7、散量的疊加無(wú)需進(jìn)行積分，因此，疊加過(guò)程表現(xiàn)為求“卷積和”。不同的a值及N值產(chǎn)生的卷積不同且只有2序列有重疊的部分才有卷積和當(dāng)矩形脈沖寬度值N=1是卷積和就是單邊指數(shù)序列；且a值的大小只影響卷積和的大小不會(huì)影響卷積和的寬度而N值的大小就影響卷積序列相交部分的范圍寬度即卷積的寬度。離散序列卷積即為對(duì)應(yīng)相交序列對(duì)應(yīng)N值的乘積之和。</p><p>　　一個(gè)離散線性系統(tǒng)輸入與輸出之間的關(guān)系可以用差分方程來(lái)描述,又可以用里

8、卷積來(lái)描述,所不同的在于后者的即時(shí)輸出僅表示為輸入序列的加權(quán)和。換句話說(shuō),輸入與輸出之間存在著非遞歸的關(guān)系。即時(shí)輸出沒(méi)有明顯的表示出與過(guò)去的輸出有關(guān)。顯然,如果已知系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)和輸入序列,通過(guò)求卷積和就可直接求得任一時(shí)刻的輸出值。離散卷積不僅適用于離散系統(tǒng),也可作為連續(xù)系統(tǒng)卷積積分的近似計(jì)算。用卷積和的數(shù)值計(jì)算來(lái)近似計(jì)算卷積積分,其近似程度取決于樣點(diǎn)間隔T,通常選取較小的T可以獲得較好的近似。應(yīng)該指出卷積和運(yùn)算由于引入表征系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特

9、性的h(n),所以有著明顯的物理意義,它使疊加原理的表達(dá)式大為簡(jiǎn)化。</p><p>　　2虛擬儀器開(kāi)發(fā)軟件LabVIEW8.2入門(mén)</p><p>　　2.1 LabVIEW8.2介紹</p><p>　　LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖

10、形化編程語(yǔ)言。</p><p>　　傳統(tǒng)文本編程語(yǔ)言根據(jù)語(yǔ)句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，而LabVIEW 則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了程序的執(zhí)行順序。它用圖標(biāo)表示函數(shù)，用連線表示數(shù)據(jù)流向。</p><p><b>　　圖2.1 程序框圖</b></p><p>　　LabVIEW程序使用虛擬儀器（Virtual

11、 Instrument，縮寫(xiě)為VI）的概念。它是指一臺(tái)計(jì)算機(jī)和連接外部的端口（計(jì)算機(jī)的COM口，LPT口或內(nèi)插板）在軟件控制下可完全模擬替代傳統(tǒng)的儀器。因VI功能完全是由軟件定義，故在硬件系統(tǒng)不變的情況下，用戶可通過(guò)軟件開(kāi)發(fā)自行改變或擴(kuò)充儀器的功能，實(shí)現(xiàn)自己的特殊要求，或用一套硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多種儀器的功能，從而使虛擬儀器VI不但比傳統(tǒng)儀器更靈活有效，而且也更經(jīng)濟(jì)。VI的核心就是LabVIEW程序，所以在LabVIEW中，所有程序均稱之為V

12、I程序，不管它是否通過(guò)端口和外界進(jìn)行通訊。每個(gè)VI程序均可作為一個(gè)功能模塊被重復(fù)使用，因而使用LabVIEW來(lái)開(kāi)發(fā)和擴(kuò)展程序極為方便。</p><p>　　LabVIEW編程語(yǔ)言同常規(guī)的程序語(yǔ)言不同，它采用更易使用和理解的圖形化程序語(yǔ)言－G語(yǔ)言（Graphical programming language）。G語(yǔ)言使用圖標(biāo)代替常規(guī)的一條或一組語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能，通過(guò)各功能圖標(biāo)間的邏輯連接實(shí)現(xiàn)程序功能。</p

13、><p>　　其編程過(guò)程不是書(shū)寫(xiě)一行行語(yǔ)句，而是連接一個(gè)個(gè)代表一定功能的圖標(biāo)，其程序編制過(guò)程簡(jiǎn)單，不涉及復(fù)雜功能實(shí)現(xiàn)的算法，易于掌握。同時(shí)，因?yàn)槠渚幊踢^(guò)程基于可重復(fù)使用的功能模塊，故可方便地使用由專(zhuān)業(yè)人員編制提供的專(zhuān)業(yè)級(jí)別的功能模塊，開(kāi)發(fā)出專(zhuān)業(yè)水平的程序。所以，LabVIEW在世界范圍內(nèi)的眾多領(lǐng)域如航空、航天、通信、汽車(chē)、半導(dǎo)體、化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等得到了廣泛的應(yīng)用，從簡(jiǎn)單的儀器控制、數(shù)據(jù)采集到復(fù)雜的測(cè)試和數(shù)據(jù)處理，從工

14、廠、科研院所到大學(xué)里的實(shí)驗(yàn)室，到處都可以發(fā)現(xiàn)LabVIEW的應(yīng)用。在西方國(guó)家（如美國(guó)）的許多大學(xué)已將LabVIEW作為本科的教學(xué)內(nèi)容，成為工程師素質(zhì)培養(yǎng)的一個(gè)方面。由于LabVIEW虛擬儀器的強(qiáng)大功能，使得使用一套硬件系統(tǒng)就可進(jìn)行多種不同要求的研究，故而可以用更小的消耗進(jìn)行更多的研究，尤其適合在我國(guó)資金較少的科研單位用于研究工作。</p><p>　　LabVIEW6.-中，包含許多專(zhuān)家編寫(xiě)的VI供用戶使用。在數(shù)

15、據(jù)采集方面有許多采集卡（DAQ）的支持模塊，使采集程序的編制不必涉及低層控制；有各種數(shù)字、模擬信號(hào)I/O模塊；有對(duì)GPIB（General Purpose Interface Bus,IEEE488標(biāo)準(zhǔn)）、VXI（VME bus eXtensions for Instrumentation ,擴(kuò)展IEEE1014標(biāo)準(zhǔn)）和Serial端口的支持和控制等VI。在數(shù)據(jù)處理控制方面有各種數(shù)字信號(hào)處理和產(chǎn)生、頻譜分析、濾波、平滑窗口、概率統(tǒng)計(jì)等V

16、I。</p><p>　　本LabVIEW簡(jiǎn)介部分主要介紹LabVIEW語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)，包括界面、菜單、工具、模板、器件、函數(shù)等，通過(guò)這一部分的學(xué)習(xí)，讀者即可使用LabVIEW編程并在實(shí)際工作中進(jìn)行應(yīng)用。LabVIEW進(jìn)階部分將深入探討LabVIEW的編程環(huán)境、編程技巧以及優(yōu)化策略等和更多的功能，考慮到篇幅限制，本書(shū)不與介紹，感興趣的同學(xué)可參看下列參考書(shū)繼續(xù)學(xué)習(xí)，不斷提高自己的應(yīng)用水平。</p>&

17、lt;p>　　LabVIEW程序被稱為VI（Virtual Instrument），即虛擬儀器。 </p><p>　　LabVIEW的核心概念就是“軟件即是儀器”，即虛擬儀器的概念。 </p><p>　　LabVIEW還包含了大量的工具與函數(shù)用于數(shù)據(jù)采集、分析、顯示與存儲(chǔ)等。 </p><p>　　LabVIEW在測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化等領(lǐng)域具有最大的優(yōu)勢(shì)，因

18、為L(zhǎng)abVIEW提供了大量的工具與函數(shù)用于數(shù)據(jù)采集、分析、顯示和存儲(chǔ)。</p><p>　　用戶可以在數(shù)分鐘內(nèi)完成一套完整的從儀器連接、數(shù)據(jù)采集到分析、顯示和存儲(chǔ)的自動(dòng)化測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)。</p><p>　　它被廣泛地應(yīng)用于汽車(chē)、通信、航空、半導(dǎo)體、電子設(shè)計(jì)生產(chǎn)、過(guò)程控制和生物醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。 </p><p>　　LabVIEW不僅可以用來(lái)快速搭建小型自動(dòng)化測(cè)試測(cè)量

19、系統(tǒng)，還可以被用來(lái)開(kāi)發(fā)大型的分布式數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。</p><p>　　在美國(guó)Lawrence Livermore國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，一個(gè)花費(fèi)2000萬(wàn)美金的極為復(fù)雜的飛秒激光切割系統(tǒng)就是基于LabVIEW開(kāi)發(fā)的。 </p><p>　　在北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)二期工程北京譜儀慢控制系統(tǒng)中，大約有30種物理量共7000多點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)點(diǎn)需要實(shí)時(shí)采集控制和分析記錄等。 </p><

20、p>　　圖2.2 LabVIEW用戶界面</p><p>　　圖2.3 LabVIEW程序框圖</p><p>　　LabVIEW程序包括前面板（用戶界面）和后面板（程序框圖）</p><p><b>　　3種選板：</b></p><p>　　控件選板（為前面板添加控件）</p><p>

21、　　函數(shù)選板（在程序框圖中添加函數(shù)或數(shù)據(jù)等）</p><p>　　工具選板（選擇各種編輯工具，前面板和后面板都要用到）</p><p>　　LabVIEW程序被稱為VI，擴(kuò)展名默認(rèn)為.vi</p><p><b>　　圖2.4 </b></p><p><b>　　圖2.5 </b></p&g

22、t;<p><b>　　圖2.6 </b></p><p><b>　　圖2.7 </b></p><p>　　控制選板在前面板顯示，它包含創(chuàng)建前面板時(shí)可用的全部對(duì)象?？丶x板中的基本常用控件可以以現(xiàn)代(modern)、經(jīng)典(classic)和系統(tǒng)(sysetem)三種風(fēng)格顯示。</p><p>　　選擇主菜

23、單View->Controls Palette選項(xiàng)或右擊前面板空白處就可以顯示控件選板。 </p><p>　　函數(shù)選板只能在編輯程序框圖時(shí)使用，與控件選板的工作方式大體相同。創(chuàng)建框圖程序常用的VI和函數(shù)對(duì)象都包含在該選板中。</p><p>　　選擇View->Functions Palette或右擊框圖面板空白處就可以顯示函數(shù)選板。</p><p>

24、　　在前面板和程序框圖中都可以使用工具選板，使用其中不同的工具可以操作、編輯或修飾前面板和程序框圖中選定的對(duì)象，也可以用來(lái)調(diào)試程序等。 </p><p>　　可以選擇View->Tools Palette選項(xiàng)來(lái)顯示工具選板 </p><p>　　LabVIEW為用戶提供了非常全面的幫助信息，有效地利用幫助信息是快速掌握LabVIEW的一條捷徑。</p><p>

25、;　　LabVIEW提供了各種獲取幫助信息的方法，包括實(shí)時(shí)上下文幫助（Show Context Help）、聯(lián)機(jī)幫助、LabVIEW范例查找器（Find Examples）、網(wǎng)絡(luò)資源（Web Resources）等。 </p><p>　　選擇菜單欄中Help->Show Context Help選項(xiàng)或按下Ctrl+H，就會(huì)彈出Context Help窗口。 </p><p>　　當(dāng)

26、鼠標(biāo)移到某個(gè)對(duì)象或函數(shù)上時(shí)，上下文幫助窗口就會(huì)顯示相應(yīng)的幫助信息。</p><p><b>　　圖2.8 </b></p><p>　　當(dāng)單擊Context Help窗口中Detailed Help會(huì)彈出相應(yīng)的完整的幫助信息。這是一個(gè)Windows標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)格的幫助窗口，包含了LabVIEW全部的幫助信息。</p><p>　　你也可以選擇主菜單H

27、elp->Search the LabVIEW Help選項(xiàng)打開(kāi)它。</p><p><b>　　圖2.9 </b></p><p>　　2.2利用LabVIEW8.2編程完成習(xí)題設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1習(xí)題2.1</p><p>　　寫(xiě)一個(gè)類(lèi)似于作圖的正弦波發(fā)生器,要求頻率和幅度可調(diào)</p>

28、;<p><b>　　圖2.10 </b></p><p>　　程序連接如圖：選用波形顯示器，停止開(kāi)關(guān)，及量表2個(gè)按題意要求設(shè)置參數(shù)，后面板中選express后的信號(hào)分析并選擇仿真信號(hào)設(shè)置為正弦波連線如圖。</p><p>　　2.1.2習(xí)題3.1</p><p>　　新建一個(gè)VI，進(jìn)行如下練習(xí)任意放置幾個(gè)控件在前面板，改變它們的

29、位置、名稱、大小、顏色等等。在VI前面板和后面板之間進(jìn)行切換并排排列前面板和后面板窗口</p><p><b>　　圖2.11 </b></p><p>　　題中壓力表為量表，垂直進(jìn)度條，儀表，轉(zhuǎn)盤(pán)。</p><p>　　2.1.3習(xí)題3.2</p><p>　　編寫(xiě)一個(gè)VI求三個(gè)數(shù)的平均值，如右圖所示。要求對(duì)三個(gè)輸入控

30、件等間隔并右對(duì)齊，對(duì)應(yīng)的程序框圖控件對(duì)象也要求如此對(duì)齊。添加注釋分別用普通方式和高亮方式運(yùn)行程序，體會(huì)數(shù)據(jù)流向。單步執(zhí)行一遍</p><p><b>　　圖2.12 </b></p><p>　　本題采用公式編輯器控件編輯公式求3個(gè)數(shù)的平均值并送往數(shù)值顯示控件顯示輸出結(jié)果。</p><p>　　2.1.4習(xí)題4.1</p><

31、;p>　　寫(xiě)一個(gè)VI判斷兩個(gè)數(shù)的大小，如右圖所示：當(dāng)A>B時(shí)，指示燈亮</p><p><b>　　圖2.13 </b></p><p>　　本題通過(guò)后面板中的編程—比較中的大于比較器進(jìn)行比較，A>B時(shí)燈亮。</p><p>　　2.1.5習(xí)題4.2</p><p>　　寫(xiě)一個(gè)VI獲取當(dāng)前時(shí)間，并轉(zhuǎn)換為

32、字符串和浮點(diǎn)數(shù)。</p><p><b>　　圖2.14 </b></p><p>　　2.1.6習(xí)題4.3</p><p>　　利用局部變量向與它聯(lián)系的前面板上的電流控件寫(xiě)數(shù)據(jù)，也可以從電流控件讀數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　圖2.15 </b></p><p>　　

33、2.1.7習(xí)題4.4</p><p>　　寫(xiě)一個(gè)溫度監(jiān)測(cè)器，如右圖所示，當(dāng)溫度超過(guò)報(bào)警上限，而且開(kāi)啟報(bào)警時(shí)，報(bào)警燈點(diǎn)亮。溫度值可以由隨即數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生。</p><p><b>　　圖2.16 </b></p><p><b>　　圖2.17</b></p><p>　　2.1.8習(xí)題4.5</

34、p><p>　　給定任意x, 求如下表達(dá)式的值</p><p><b>　　圖2.18 </b></p><p>　　2.1.9習(xí)題5.1</p><p>　　利用順序結(jié)構(gòu)和timing面板下的tick count VI，計(jì)算for循環(huán)產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)度為20000點(diǎn)的隨機(jī)波形所需的時(shí)間。</p><p>

35、<b>　　圖2.19 </b></p><p>　　2.1.10習(xí)題5.2</p><p>　　為第4章習(xí)題4添加一個(gè)While循環(huán)和定時(shí)器，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的溫度采集監(jiān)測(cè)</p><p><b>　　圖2.20</b></p><p>　　2.1.11習(xí)題5.3</p><p>

36、　　計(jì)算學(xué)生三門(mén)課（語(yǔ)文，數(shù)學(xué)，英語(yǔ)）的平均分，并根據(jù)平均分劃分成績(jī)等級(jí)。要求輸出等級(jí)A,B,C,D,E。90分以上為A，80～89為B，70～79為C，60～69為D，60分以下為E。</p><p><b>　　圖2.21</b></p><p>　　2.1.12 習(xí)題6.1</p><p>　　為第5章的習(xí)題2連續(xù)溫度采集監(jiān)測(cè)添加報(bào)警信

37、息，如下圖所示，當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)輸出報(bào)警信息，例如“溫度超限！當(dāng)前溫度78.23℃”，正常情況下輸出空字符串。</p><p><b>　　圖2.22</b></p><p>　　2.1.13 習(xí)題6.2</p><p>　　將一些字符串和數(shù)值轉(zhuǎn)換成一個(gè)新的輸出字符串，輸出的字符串是一個(gè)GPIB命令字符串。他可以用來(lái)與串口儀器進(jìn)行通信。</

38、p><p><b>　　圖2.23 </b></p><p>　　2.1.14 習(xí)題6.3</p><p>　　用FOR循環(huán)創(chuàng)建一個(gè)數(shù)組，并用圖形顯示輸出的數(shù)組。</p><p><b>　　圖2.24</b></p><p><b>　　圖2.25</b>

39、;</p><p>　　2.1.15 習(xí)題6.4</p><p>　　利用簇模擬汽車(chē)控制，如右圖所示，控制面板可以對(duì)顯示面板中的參量進(jìn)行控制。油門(mén)控制轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速＝油門(mén)*100，檔位控制時(shí)速,時(shí)速＝檔位*40油量隨時(shí)間減少。</p><p><b>　　圖2.26</b></p><p><b>　　圖2.27

40、</b></p><p>　　2.1.16 習(xí)題7.1</p><p>　　利用隨機(jī)數(shù)發(fā)生器仿真一個(gè)0到5V的采樣信號(hào)，每200ms采一個(gè)點(diǎn)，利用實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線實(shí)時(shí)顯示采樣結(jié)果。</p><p><b>　　圖2.28 </b></p><p>　　2.1.17 習(xí)題7.2</p><p

41、>　　在習(xí)題1的基礎(chǔ)上再增加1路電壓信號(hào)采集，此路電壓信號(hào)的范圍為5到10V。</p><p><b>　　圖2.29 </b></p><p>　　2.1.18 習(xí)題7.3</p><p>　　利用隨機(jī)數(shù)發(fā)生器仿真一個(gè)0到5V的采樣信號(hào)，每200ms采一個(gè)點(diǎn)，共采集50個(gè)點(diǎn)，采集完后一次性顯示在Waveform Graph上。<

42、/p><p><b>　　圖2.30 </b></p><p>　　2.1.19 習(xí)題7.4</p><p>　　在習(xí)題3的基礎(chǔ)上再增加1路電壓信號(hào)采集，此路電壓信號(hào)的范圍為5到10V，采樣間隔是50ms，共采100個(gè)點(diǎn)。采樣完成后，將兩路采樣信號(hào)顯示在同一個(gè)Waveform Graph中。</p><p><b&g

43、t;　　圖2.31</b></p><p>　　3利用LabVIEW8.2實(shí)現(xiàn)方波和單邊指數(shù)信號(hào)的卷積及卷積過(guò)程演示的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1方波和單邊指數(shù)信號(hào)的卷積及卷積過(guò)程演示的基本原理：</p><p>　　對(duì)信號(hào)做卷積積分運(yùn)算的五個(gè)步驟：</p><p>　?。?）改換圖形中的橫坐標(biāo)，由t改為τ，τ變成函數(shù)的自變量

44、；</p><p>　?。?）把其中的一個(gè)信號(hào)反褶；</p><p>　?。?）把反褶的信號(hào)做位移，移位量是t,這樣t是一個(gè)參變量。在τ坐標(biāo)系中，t>0圖形右移；t<0圖形左移；</p><p>　　（4）兩信號(hào)重疊部分相乘e(τ)h(t-τ)；</p><p>　?。?）完成相乘后圖形的積分。</p><p&

45、gt;<b>　　離散時(shí)間信號(hào)的卷積</b></p><p>　　上式稱為“卷積和”(或仍稱為卷積)。它表征了系統(tǒng)響應(yīng)</p><p>　　y(n)是x(n)與h(n)的卷積，用簡(jiǎn)化符號(hào)記為y(n)=x(n)*h(x) 得：</p><p>　　首先可以調(diào)節(jié)“指數(shù)a”和“矩形寬N值”來(lái)確定您要進(jìn)行卷積的兩波形。然后按下“演示”按鈕就可以觀察給定

46、離散時(shí)間信號(hào)的的反褶、移位、求積分的過(guò)程。其中“移位過(guò)程”顯示移位的范圍，“y(n)”顯示了卷積后的結(jié)果。示波器“移位過(guò)程”隨著它們的變化動(dòng)態(tài)顯示波形變化。</p><p>　　3.2方波和單邊指數(shù)信號(hào)的卷積及卷積過(guò)程演示的編程級(jí)實(shí)現(xiàn)</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)中所用的矩形序列通過(guò)FOR循環(huán)及及后面板編程—結(jié)構(gòu)中的公式節(jié)點(diǎn)中輸入“y=(x<=N)?1:0;”來(lái)產(chǎn)生；單邊指數(shù)序列h(m

47、)同樣用FOR循環(huán)及公式節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生，公式節(jié)點(diǎn)中輸入“y=exp(-ax)”；而卷積中的反褶函數(shù)h(-m)也有FOR循環(huán)及公式節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生，公式節(jié)點(diǎn)中輸入“x=-x；x=x+15；y=exp（-a*x）；if(y>1)y=0；”并將h(m)及矩形序列x(n)送入積分器進(jìn)行積分并分別將x(n),h(m),h(-m)及卷積y(n)送入4個(gè)波形顯示器進(jìn)行顯示。然后用條件結(jié)構(gòu)嵌套FOR循環(huán)及條件結(jié)構(gòu)和FOR循環(huán)的結(jié)構(gòu)在演示按鈕觸發(fā)下進(jìn)行卷積過(guò)程的

48、演示：當(dāng)－∞<n<0時(shí)h(-m)與x(n)無(wú)相交部分卷積y(n)=0；</p><p>　　當(dāng)0≤n≤ n+m-1時(shí)卷積y(n)= 0.600000 ^n*(1- 0.600000 ^(-n-1)/(1- 0.600000 ^(-1))；當(dāng)n≥ 19 時(shí)0.600000 ^n*(1- 0.600000 ^(- 20 )/(1- 0.600000 ^(-1))</p><p>　

49、　3.3運(yùn)行結(jié)果及分析</p><p><b>　　圖3.1 </b></p><p><b>　　圖3.2 </b></p><p><b>　　圖3.3</b></p><p><b>　　圖3.4</b></p><p>&l

50、t;b>　　圖3.4</b></p><p><b>　　圖3.3</b></p><p>　　分析：不同的a值及N值產(chǎn)生的卷積不同且只有2信號(hào)有重疊的部分才有卷積和；且a值的大小只影響卷積和的大小不會(huì)影響卷積和的寬度而N值的大小就影響卷積信號(hào)相交部分的范圍寬度即卷積的寬度。本實(shí)驗(yàn)中當(dāng)－∞<n<0時(shí)h(-m)與x(n)無(wú)相交部分卷積y(n

51、)=0；</p><p>　　當(dāng)0≤n≤ n+m-1時(shí)卷積y(n)= 0.600000 ^n*(1- 0.600000 ^(-n-1)/(1- 0.600000 ^(-1))；當(dāng)n≥ 19 時(shí)0.600000 ^n*(1- 0.600000 ^(- 20 )/(1- 0.600000 ^(-1))</p><p>　　通過(guò)調(diào)整a值及N值按演示按鈕可觀看3種不同情況下卷積的結(jié)果表達(dá)式，N值的

52、范圍及卷積的移位做和過(guò)程。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)較為成功，在實(shí)驗(yàn)的前面板中執(zhí)行程序的情況下通過(guò)調(diào)整a值及N值按演示按鈕可觀看3種不同情況下卷積的結(jié)果表達(dá)式，N值的范圍及卷積的移位做和過(guò)程，還有個(gè)輸入函數(shù)，轉(zhuǎn)換函數(shù)及卷積結(jié)果。</p><p>　　通過(guò)本次試驗(yàn)我對(duì)卷積的原理及運(yùn)算過(guò)程有了更深的認(rèn)

53、識(shí)，動(dòng)態(tài)觀看了卷積全過(guò)程，信號(hào)的卷積是針對(duì)時(shí)域信號(hào)處理的一種分析方法。信號(hào)的卷積一般用于求取信號(hào)通過(guò)某系統(tǒng)后的響應(yīng)。</p><p>　　通過(guò)本次試驗(yàn)使我能更靈活的運(yùn)用Labview并進(jìn)行簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)；試驗(yàn)中大量查閱資料培養(yǎng)自己的自學(xué)能力，發(fā)現(xiàn)了很多問(wèn)題，同學(xué)間相互協(xié)作討論攻克難關(guān)培養(yǎng)了合作精神和解決問(wèn)題的能力，這對(duì)以后自身的發(fā)展才是至關(guān)重要的；離散量的疊加過(guò)程表現(xiàn)為求“卷積和”，且a值的大小只影響卷積和的大小

54、不會(huì)影響卷積和的寬度而N值的大小就影響卷積序列相交部分的范圍寬度即卷積的寬度。離散序列卷積即為對(duì)應(yīng)相交序列對(duì)應(yīng)N值的乘積之和。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?）陳錫輝. LabVIEW 8.20程序設(shè)計(jì)從入門(mén)到精通[M]. 2009.</p><p>　?。?）信號(hào)與系統(tǒng)（第二版）[M]. 2009年2月

55、第20次印刷.</p><p>　?。?）黨尚東. 數(shù)字信號(hào)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)[M]. 2007年3月.</p><p>　?。?）程佩青. 數(shù)字信號(hào)處理教程[M]. 清華大學(xué)出版社出版.2003</p><p>　?。?）戴敬. LabVIEW 基礎(chǔ)教程[M].國(guó)防工業(yè)出版社. 2002.</p><p>　?。?）楊樂(lè)平. LabVIEW程序設(shè)計(jì)