基于LabVIEW 8．5的信號(hào)幅值特征值求取系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 信號(hào)幅值特征值分析
1．1 周期信號(hào)的幅值特征值
周期信號(hào)的幅值特征值常以峰值、峰-峰值、均值、均方值和有效值表示。
(1)峰值xp和峰-峰值xp-p
峰值xp指在一個(gè)周期內(nèi)信號(hào)x(t)可能出現(xiàn)的最大絕對(duì)瞬時(shí)值，即：xp=|x(t)|max。
峰-峰值xp-p是指在一個(gè)周期內(nèi)信號(hào)最大瞬時(shí)值xmax與最小瞬時(shí)值xmin之差的絕對(duì)值，即xp-p=|xmax-xmin|。
信號(hào)的峰值和峰一峰值給出了信號(hào)變化的極限范圍，是選擇測(cè)試裝置的量程和動(dòng)態(tài)范圍的依據(jù)。
(2)均值μx
周期信號(hào)的均值表示信號(hào)變化的中心趨勢(shì)，是信號(hào)的常值分量。
(3)均方值pav和有效值xrms
周期信號(hào)屬于功率信號(hào)，其能量無限，平均功率它反映了信號(hào)功率的大小。
平均功率的平方根就是信號(hào)的有效值xrms，即：

1．2 隨機(jī)信號(hào)的幅值
(1)均值μx是指各態(tài)歷經(jīng)隨即信號(hào)的樣本函數(shù)x(t)在觀測(cè)時(shí)間T上的平均值，即：

它表示隨機(jī)信號(hào)的常值分量，是隨機(jī)信號(hào)波動(dòng)的中心值，描述了隨機(jī)信號(hào)的靜態(tài)分量。
(2)方差σx2描述隨機(jī)信號(hào)的幅值波動(dòng)程度。用樣本函數(shù)x(t)偏離均值μx的平方均值表示，即：

它是分析隨機(jī)信號(hào)的重要參數(shù)。信號(hào)波動(dòng)的范圍愈大，則σx電愈大?？梢姡瑯?biāo)準(zhǔn)差σx描述了隨機(jī)信號(hào)的動(dòng)態(tài)分量。
(3)均方值ψx2描述隨機(jī)信號(hào)的強(qiáng)度，它是樣本函數(shù)x(t)的平均值，即：

它代表信號(hào)的平均功率。

2 LabVIEW實(shí)現(xiàn)信號(hào)幅值特征值求取
2．1 LabVIEW實(shí)現(xiàn)周期信號(hào)幅值特征值求取
用Express VI中的幅值和電平測(cè)量VI最為簡(jiǎn)單有效。它的達(dá)到路徑是函數(shù)→信號(hào)分析→幅值和電平測(cè)量如圖1所示。

參數(shù)對(duì)話框中共劃分4個(gè)區(qū)域，分別是要求進(jìn)行的幅值特征值求取的項(xiàng)目、當(dāng)前信號(hào)幅值特征值求取的結(jié)果、輸入信號(hào)預(yù)覽窗口和加窗后信號(hào)預(yù)覽窗口。其中，最重要的是幅值特征值求取的項(xiàng)目設(shè)置。
用Express信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)仿真信號(hào)，其參數(shù)設(shè)置如圖2所示。這是個(gè)具有直流偏置和泊松噪聲干擾的三角波信號(hào)。用幅值和電平測(cè)量檢測(cè)其能夠檢測(cè)的所有幅值特征值的測(cè)試VI的前后面板示圖，如圖3所示。