基于LabVIEW的激光多谱勒信号处理系统

数据采集卡是VI的入口，它将调理后的信号以一定的采样频率采集并存储至数据采集卡，采用UAD08S采集卡，PCI总线连接，采用独立的8位分辨率A／D转换器保持同步，实现准确同步采集测量数据，并消除相位误差。采样率则从2 MS／s调整到400 MS／s。

3 系统软件设计
LabVIEW软件是虚拟仪器领域最具代表性的图形化编程软件。其直观的前面板与流程式的编程方法相结合，简化而又更易于使用的基于图形化编程语言G的开发环境，具有灵活的程序调试手段，强大的函数库功能，可以支持多种系统平台。
程序开发建立lv的工程文件，逐步开发，主要功能包括硬件基本信息报表、界面设计、信号采集设计、信号处理、数据打印、存储等。所有功能设计完成后，生成基于LabVIEW引擎的、可独立运行的laser．exe程序。测试系统程序流程图如图3所示。

界面根据一致性、可用性、功能性等原则进行设计，包括设置、信号处理、工具、操作、帮助等功能性菜单，消息响应框。同时根据人机交互界面设计要求，美化界面，设置欢迎词。
3．1 信号采集
信号采集部分包括功能初始化程序、采集卡参数初始化程序、采集卡参数设置程序和主程序。采用NI-DAQ分配通道，它有两种方法：选择虚拟通道和使用通道字符串。前者在应变虚拟通道配置时具有应变采集标界定、灵活的面、零漂补偿、通道设置无需另外的代码等优点，故此选择虚拟通道。主程序采用循环结构，当程序运行时，首先利用功能菜单对.vi进行初始化，然后读取采集卡参数：采集卡序列号、存储深度、最大采样速率和初始化错误、设置采样速率、采样点数和通道量程。循环结构采用while循环，当执行条件为真时，反复执行程序，实时地显示信号；当执行条件为假时，停止执行程序，并保存显示信号。
3．2 信号处理
图4为信号处理程序流程图。通过数据采集的信号，调用滤波子VI。根据信号要求，滤波下限频率为1 MHz，滤波上限频率为100 MHz．将取1～100 MHz的信号处理，其他部分信号清零，保证采集数据的完整和精确。信号处理设计部分按照信号处理要求，选择变步长算法，调用剔除奇异点子VI，采用时频分析方法将时间一电压关系转换为时间一频率关系，进一步利用关系式精确求得速度和位移并分别存储。

4 实验验证
将激光器、振动台、信号调理电路、采集卡线路连接正确，打开激光器供电电源，运行基于LabVIEW的激光多谱勒信号处理系统，设置采集卡相关参数，点击开始测量，信号开始采集，经信号处理功能模块计算后，位移曲线如图5所示。

5 结论
LabVIEW作为图形化编程软件，是开发虚拟测试系统的一种功能强大、方便快捷的编程工具。使用LabVIEW开发环境进行仪器系统设计、测试和实现，可以减少系统开发时间，并具有明显的使用效果。同时，虚拟仪器在激光多普勒信号测量技术中的应用也是首例。实践证明，利用LabVIEW开发的激光多谱勒信号处理系统能较好地完成信号显示、时间的自动保存以及数据处理、保存等功能，从而为激光多谱勒测量技术应用前景提供强有力的技术支持。