，实现软件即仪器。

本文应用虚拟仪器开发平台开发了种多功能虚拟信号发生器，扩展了信号发生器的分析和计算能力，降低了仪器的价格，增强了仪器的通用性，实现了波形显示存储打印和读取以及多个测量参数自动显示相位差自动计算等功能。

信号发生器的发展信号发生器是种悠久的测量仪器，早在年代电子设备刚出现时它就产生了。

随着通信和雷达技术的发展，年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器，使信号发生器从定性分析的测试仪器发展成定量分析的测量仪器。

同时还出现了可用来测量脉冲电路或用作脉冲调制器的脉冲信号发生器。

由于早期的信号发生器机械结构比较复杂，功率比较大，电路比较简单，因此发展速度比较慢。

直到年才出现第台全晶体管的信号发生器。

自年代以来信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器，这个时期的信号发生器多采用模拟电子技术，由分立元件或模拟集成电路构成，其电路结构复杂，常州大学本科生毕业设计论文第页共页且仅能产生正弦波方波锯齿波和三角波等几种简单波形，由于模拟电路的漂移较大，使其输出的波形的幅度稳定性差，而且模拟器件构成的电路存在着尺寸大价格贵功耗大等缺点，并且要产生较为复杂的信号波形则电路结构非常复杂。

自从年代微处理器出现以后，利用微处理器模数转换器和数模转换器，硬件和软件使信号发生器的功能扩大，产生比较复杂的波形。

这时期的信号发生器多以软件为主，实质是采用微处理器对的程序控制，就可以得到各种简单的波形。

软件控制波形的个最大缺点就是输出波形的频率低，这主要是由的工作速度决定的，如果想提高频率可以改进软件程序减少其执行周期时间或提高的时钟周期，但这些办法是有限度的，根本的办法还是要改进硬件电路。

随着现代电子计算机和信号处理等技术的发展，极大促进了数字化技术在电子测量仪器中的应用，使原有的模拟信号处理逐步被数字信号处理所代替，从而扩充了仪器信号的处理能力，提高了信号测量的准确度精度和变换速度，克服了模拟信号处理的诸多缺点，数字信号发生器随之发展起来。

其基本原理如图所示。

键盘显示控制芯片转换电路波形发生电路信号输出信号采集图信号发生器基本原理框图信号发生器的应用非常广泛，种类繁多。

首先，信号发生器可以分通用和专用两大类，专用信号发生器主要为了种特殊的测量目的而研制的，如电视信号发生器脉冲编码信号发生器等，这种发生器的特性是受测量对象的要求所制约的。

其次，信号发生器按输出波形又可分为正弦波信号发生器脉冲波信号发生器函数发生器和任意波发生器等。

再次，按其产生频率的方法又可分为谐振法和合成法两种。

般传统的信号发生器都采用谐振法，即用具有频率选择性的回路来产生正弦振荡，来获得所需频率。

信号发生器的分类正弦信号发生器正弦信号主要用于测量电路和系统的频率特性非线性失真增益及灵敏度等。

按频率覆盖范围分为低频信号发生器高频信号发生器和微波信号发生器按输出电平可调节范围和稳定度分为简易信号发生器即信号源标准信号发生器输出功率能准确地衰减到分贝毫瓦以下和功率信号发生器输出功率达数十毫瓦以上按频率改变的方式分为调谐式信号发生器扫频式信号发生器程控式信号发生器和频率合成式信号发生器等。

常州大学本科生毕业设计论文第页共页低频信号发生器包括音频赫和视频赫兆赫范围的正弦波发生器。

主振级般用式振荡器，也可用差频振荡器。

为便于测试系统的频率特性，要求输出幅频特性平和波形失真小。

高频信号发生器频率为千赫兆赫的高频兆赫的甚高频信号发生器。

般采用调谐式振荡器，频率可由调谐电容器的度盘刻度读出。

主要用途是测量各种接收机的技术指标。

输出信号可用内部或外加的低频正弦信号调幅或调频，使输出载频电压能够衰减到微伏以下。

微波信号发生器从分米波直到毫米波波段的信号发生器。

信号通常由带分布参数谐振腔的超高频三极管和反射速调管产生，但有逐渐被微波晶体管场效应管和耿氏二极管等固体器件取代的趋势。

仪器般靠机械调谐腔体来改变频率，每台可覆盖个倍频程左右，由腔体耦合出的信号功率般可达毫瓦以上。

简易信号源只要求能加赫方波调幅，而标准信号发生器则能将输出基准电平调节到毫瓦，再从后随衰减器读出信号电平的分贝毫瓦值还必须有内部或外加矩形脉冲调幅，以便测试雷达等接收机。

扫频和程控信号发生器扫频信号发生器能够产生幅度恒定频率在限定范围内作线性变化的信号。

在高频和甚高频段用低频扫描电压或电流控制振荡回路元件如变容管或磁芯线圈来实现扫频振荡在微波段早期采用电压调谐扫频，用改变返波管螺旋线电极的直流电压来改变振荡频率，后来广泛采用磁调谐扫频，以铁氧体小球作微波固体振荡器的调谐回路，用扫描电流控制直流磁场改变小球的谐振频率。

扫频信号发生器有自动扫频手控程控和远控等工作方式。

频率合成式信号发生器这种发生器的信号不是由振荡器直接产生，而是以高稳定度石英振荡器作为标准频率源，利用频率合成技术形成所需之任意频率的信号，具有与标准频率源相同的频率准确度和稳定度。

输出信号频率通常可按十进位数字选择，最高能达位数字的极高分辨力。

频率除用手动选择外还可程控和远控，也可进行步级式扫频，适用于自动测试系统。

直接式频率合成器由晶体振荡加法乘法滤波和放大等电路组成，变换频率迅速但电路复杂，最高输出频率只能达兆赫左右。

用得较多的间接式频率合成器是利用标准频率源通过锁相环控制电调谐振荡器在环路中同时能实现倍频分频和混频，使之产生并输出各种所需频率的信号。

这种合成器的最高频率可达吉赫。

高稳定度和高分辨力的频率合成器，配上多种调制功能调幅调频和调相，加上放大稳幅和衰减等电路，便构成种新型的高性能可程控的程序控制数据采集卡的数据的读取，程序设计的思路大体相似。

在程序设计框图中，首先使用了个创建虚拟通道框图符号图常州大学本科生毕业设计论文第页共页图电压任务输入指定要添加创建的虚拟通道的任务的名称。

如没有指定任务，将自行创建任务并将创建的通道添加至该任务。

物理通道指定用于生成虚拟通道的物理通道。

物理通道常量包含系统已安装设备和模块上的全部物理通道。

也可以为该输入连接包含物理通道列表或范围的字符串。

通过平化通道字符串可将物理通道数组转换为列表。

分配名称是分配给创建的定时源的名称。

如该输入端未连线，将把物理通道名称作为虚拟通道名称。

如将自定义的虚拟通道名称连接至该输入端，在其它或属性节点例如，触发的源输入端中引用这些通道时，必须使用自定义名称。

对于使用创建虚拟通道创建的多个虚拟通道，通过用逗号分隔的列表可为虚拟通道指定名称。

如输入的名称数量少于创建的虚拟通道的数量，将为虚拟通道自动分配名称。

单位指定生成电压使用的单位。

输入说明或函数运行前发生的。

默认值为无。

如在或函数运行前发生，或函数将把输入的值传递至输出。

如在或函数运行时发生，或函数将正常运行，并在输出中设置自身的状态。

通过简易处理器或通用处理器可检测并报告应用程序中的。

输入和输出用于检查。

通过将个节点的输入连接至另节点的输入，还可指定程序的执行顺序。

循环及清除程序运行后，需要不断循环该程序，则在两个程序后都添加循环程序，并可以根据用户的需求随时按下停止按钮。

在程序停止后，添上任务清除控件，若有产生，则在最后加上可以提示的对话框。

如图为程序的流程图，其程序如图所示。

常州大学本科生毕业设计论文第页共页信号输入显示是否出错开始任务清除循环停止图任务清除及显示流程图图循环及清除程序选定通道后运行系统采用的是采集卡，由于该卡支持驱动程序，所以本设计是直接使用开发的。

在这部分中，主要是采集参数的设置，其中包括物理通道的选择，采样模式采样率每通道采样数每缓冲的循环次数的配置，采样最大最小值预设频率幅值波形类型的设置。

如图见。

该程序运行时的具体步骤如下常州大学本科生毕业设计论文第页共页先创建个模拟输出的电压任务。

以波形缓冲区的采样速率为基础来设定采样时钟速率，采样模式设置为连续采样模式。

给输出缓冲区编写波形。

开始运行任务。

不断循环，直到用户按下停止按钮，每毫秒查核，看任务是否完成。

调用清除任务来清除任务，若出现，则使用弹出对话框显示或警告。

图通道选择程序图程序总框图运行程序，首先选择信号类型，有三种基本信号类型，它们是任意信号发生器常用信号发生器序列信号。

常用信号发生器还能进行四种信号的选择。

给定初始信号参数，如频率幅度相位，若果是方波，还需给定占空比。

然后选择通道，进行模拟输出，同时可以选择存储或者不存储信号数据，之后选择继续循环生成信号波形或者停止运行程序，如图主程序流程图所示，图为常用信号分类。

常州大学本科生毕业设计论文第页共页开始是否产生任意波形是否产生序列信号常用信号产生信号参数设置设置通道进行模拟输出是否继续产生信号结束存储波形图主程序流程图常用信号正弦波三角波方波锯齿波图常用信号产生框图在设计完两部分程序后，因为两个程序中所涉及的物理通道不同，所以需要用条件结构将它们组合在同个程序框图中，通过条件语句的真假转换按钮来分别运行两个程序，也可以更方便地进行程序修改。

图是组合后的程序框图。

提供了非常丰富的图形界面来进行前面板的设计，波形图能非常清楚而且实时显示虚拟信号发生器所产生的波形信号，所以将以上两个程序的前面板组合在起，并填充上颜色，使其更接近个真实信号发生器的操作面板。

图是程序前面板，由多个程序的前面板所组合成。

常州大学本科生毕业设计论文第页共页图主程序框图图主程序前面板信号生成过程需要注意的事项对于电子线路中所标称的噪声，可以概括地认为，它是对目的信号以外的所有信号的个总称。

最初人们把造成收音机这类音响设备所发出噪声的那些电子信号，称为噪声。

但是，些非目的的电子信号对电子线路造成的后果并非都和声音有关，因而，后来人们逐步扩大了