子模板下有丰富的仿真信号子VI，如基本函数信号发生器、正弦波序列发生器、方波序列发生器等。我们只要把需要的子VI放入一个While结构即可构成典型信号发生器系统。
图3-2 基本函数信号发生器子VI 图3-3While结构
图3-4 虚拟信号发生器后面板流程图
3.1.4 调试和运行
在运行之前，应先在前面板中对信号控件参数进行设置。这时请注意设置的参数要满足香农采样定理,即fc?2fs。只要合理的设置才会生成另人满意的信号波形。
3.2信号相位幅度差显示计设计
3.2.1 实验原理和功能
可以从视觉上在同一个波形图上观察两个同频正弦波的差别。两个正弦波信号的幅值、相位都可由用户选择设定；信号的采样点数、采样周期数可由用户选择。利用Labview中强大的运算功能和丰富的仿真信号子VI，我们很容易做到这一点。
16
3.2.2 信号相位幅度差显示计前面板设计
前面板由一个波形图控件、两个数值显示控件和六个数值输入控件组成。数值输入控件用来对波形的幅值、相位、采样点数参数进行设置。显示控件用来输出数值的相位差和幅度。波形图控件用来显示生成的波形。
图3-5信号相位幅度差显示计前面板
3.2.3 信号相位幅度差显示计后面板设计
执行Controls→Analyze→Signal Processing→Waveform Generation操作，它的子模板下有丰富的仿真信号子VI，如基本函数信号发生器、正弦波序列发生器、方波序列发生器等。我们可以利用它们产生我们需要的信号。
执行Controls→Array→Build Array 操作，放置一个图标，并增加一个输入，目的是将两个输入合称为一个二维数组。
图3-6信号相位幅度差显示计后面板流程图
17
3.2.4 调试和运行
在运行之前，应先在前面板中对信号控件参数进行设置。大家可以尝试不同的设置来生成不同的信号波形和显示结果。
3.3 虚拟巴特沃斯滤波器设计
3.3.1 实验原理和功能 3.3.1.1 实验原理
在测试信号处理中,通常需要对噪音干扰进行抑制或衰减,但同时又希望测试信号能正常通过,这时可选用一种对特定频率具有选择性的电路来达到上述目的,这就是滤波的概念.
滤波器是一种具有频率选择功能的装置,它使信号中特定的频率成分通过而极大地衰减其他频率成分.在测试系统中,利用滤波器的这种筛选作用,可以滤除噪声干扰或进行谱仪分析.
巴特沃斯滤波器拥有最平滑的频率响应，在截止频率以外，频率响应单调下降。在通带中是理想的单位响应，在阻带中响应为零。巴特沃斯滤波器的优点是具有平滑的单调递减的频率响应。过渡带的陡峭程度正比于滤波器的阶数。巴特沃斯低通滤波器是一种所谓最平通带特性逼近理想低通特性的滤波器。其幅频特性为：
|H(?)|=
12n ???1?????c?式中
?c是低通截止频率，n=1、2、3??为滤波器的阶次。
巴特沃斯滤波器的幅频特性有以下几个特点： 1.当?=0时，|H(?)|取最大值，|H(0)|=1； 2.当?=
?时，|H(c
?)|=c1， 2?c
称为低通滤波器的截止频率；
3.n值越大，幅频特性曲线越接近理想特性曲线。在(?/
?c
)<1(通带范围)
18
??/?c?减小，曲线越平坦；在(?/?)>1(阻带范围)时，n增
大，则??/?c?增大，|H(?)|越趋于零值，衰减越快。
时，n增加则
2nc
2n3.3.1.2 功能
该仪器可实现生成正弦波、方波、三角波等典型信号，并通过Butterworth filter进行滤波。典型信号频率、幅值、初始相位均可由用户自己设定。滤波器类型可选择高通、低通、带通和带阻，滤波阶次、低截止频率、高截止频率都可任意选择。并且信号可以随时复位和停止输出。典型信号及滤波后信号最后送显示器显示波形。该仪器可作为滤波器综合实验。
3.3.2 虚拟巴特沃斯滤波器前面板设计
前面板由两个波形图控件、两个Ring控件、两个开关按钮控件和十个数值控制器组成。两个波形图控件分别用来显示生成的虚拟仿真信号波形和该信号经过滤波后的波形；两个Ring控件分别用来进行波形选择和滤波器类型选择，波形可选择正弦波、方波、三角波和锯齿波，滤波器类型可选择高通、低通、带通和带阻；十个Numeric Controls分别用来对源信号波形参数进行设置和滤波器参数进行设置。
图3-7巴特沃斯滤波器前面板
3.3.3 虚拟巴特沃斯滤波器后面板设计
在巴特沃斯滤波器后面板中有一个非常重要的子程序---Butterworth
19
filter.vi。其到达路径为：All function→Analyze→Signal Processing→Filter。它有
图3-8 Butterworth filter.vi
图3-9巴特沃斯滤波器后面板流程图
六个输入端和两个输出端，分别为源信号输入、采样频率、滤波类型、阶次、低截止频率、高截止频率和滤波后信号输出、错误输出，它们与前面板上的控件相连。通过前面板上的参数输入，即可对输入的欲处理信号进行滤波。
为了将仿真信号的波形的横轴起点、横轴分度值和幅值合成一个整体，后面板中还使用了簇结构，在Cluster子模板上选择Bundle，它有三个输入量：横轴起点，设为0；横轴分度值，由采样频率的倒数，即采样间隔决定；输入信号幅值。
3.3.4 调试和运行
对信号频率、采样频率和采样点数的设置原则，前面已经介绍的很详细了，这里不再赘述。对低截止频率和高截止频率应该注意是：当虚拟巴特沃斯滤波器作为低通滤波器使用时，其高截止频率被忽略，而低截止频率必须满足奈奎斯特采样定理的条件。滤波器的阶次是越高，其幅频特性曲线过渡带衰减越快。
3.4 虚拟信号频谱分析仪的设计
20