Расширенный функционал обработки и анализа сигналов

Содержание
Введение
Различные подходы к проведению анализа
Поточечный анализ
Дополнительная обработка сохраненных данных в LabVIEW
Сохранение данных для других программ обработки
Расширенные возможности ведения разработки
Математические вычисления
Обработка изображений
Радиоизмерения

Введение

Обычно необработанные данные содержат мало полезной информации в явном виде. Перед тем, как представлять экспериментальные данные, их необходимо должным образом обработать, к примеру, отфильтровать шум, провести компенсацию параметров окружающей среды, таких как температура и влажность. По этому функции обработки сигналов – обязательная часть набора инструментов практически каждого инженерного приложения. В среде LabVIEW имеется обширный программный инструментарий, позволяющий выполнить обработку сигналов без привлечения дополнительного программного обеспечения и необходимости написания собственных процедур обработки.


Различные подходы к проведению анализа

Вы можете выбрать наиболее подходящий для Вас вашим задачам метод проведения анализа.

«Интеллектуальные» алгоритмы работы программы на основе анализа в режиме реального времени

Под анализом в режиме реального времени подразумевается, что анализ данных осуществляется сразу же после их сбора в том же приложении. Если Ваша программа должна выполнять какие-то действия в зависимости от изменения параметров сигнала, следовательно, вам необходимо проводить анализ данных сразу после получения. Анализируя изменения сигнала, вы можете менять поведение программы в соответствии с ними, например, сохранять определенные данные на диск или менять частоту оцифровки, а также выполнять функции автоматического управления. Это лишь несколько примеров, на деле же существуют тысячи приложений, в которых требуется та или иная степень «интеллектуальности» и способности принимать решения в зависимости от различных условий – адаптируемости. Все это можно реализовать только путем встраивания алгоритмов анализа в программу.

Обычно решения, основанные на результатах измерений, принимаются в автоматическом режиме, т.е. в программу встраивается логика работы в определенных условиях. К примеру, система автоматизации на производстве может включить световую индикацию, когда температура поднимается выше заданного порога. Однако автоматический режим принятия решение подходит не для всех приложений. Очень часто необходимо лично контролировать процесс выполнения программы, чтобы избежать ситуаций, когда пользователи сохраняют данные в файлы или базу данных, а затем извлекают и анализируют их лишь для того, чтобы обнаружить ошибки и скорректировать процесс сбора. В таких случаях приложение должно предоставить пользователю собранные и обработанные данные в максимально удобном для восприятия виде. С помощью диалоговых окон LabVIEW вы сможете разработать интерактивное приложение, позволяющее пользователю корректировать поведение программы в процессе работы. Например, при достижении определенного уровня температуры можно запросить у оператора разрешение на выполнение определенных действий (кнопка «ОК») или продолжить работу в текущем режиме (кнопка «Продолжить»).

Независимо от метода анализа, LabVIEW предоставляет пользователю наборы математических функций и функций анализа, которые естественным образом взаимодействуют с функциями сбора данных и отображения информации. При этом пользователь избавлен от необходимости конвертации данных из одних форматов в другие, что требуется при работе с несколькими различными инструментами сбора и анализа данных. Кроме этого, LabVIEW предоставляет возможность проведения поточенного анализа – метода, наиболее подходящего для приложений, работающих в режиме реального времени.


Поточечный анализ

Поточечный анализ подразумевает обработку данных с учетом каждой новой выборки. Такой подход используется при высокоскоростной обработке детерминированных данных в режиме реального времени. Поточечный подход упрощает проектирование, реализацию и тестирование приложения, поскольку в таком случае работа приложения хорошо согласуется с естественным ходом процесса, контролируемого приложением.

image002.jpg
Рис. 1. Анализ массива выборок и поточечный анализ

Поточечный анализ более тесно связан с процессом сбора и анализа данных, поскольку задержка между измерением и обработкой результата минимизируется. Дальнейшее уменьшение задержки реакции программы на изменения в сигнале может быть достигнуто переносом приложения на ПЛИС, сигнальные микропроцессоры, контроллеры встраиваемых приложений, специализированные интегральные схемы и выделение под нужды приложения отдельных ресурсов в многопроцессорных и многоядерных системах

Постобработка
Оперативный анализ не всегда является оптимальный методом работы с данными. В случае, когда отсутствует необходимость оперативно реагировать на изменения данных, следует использовать постобработку данных. Такой тип анализ обычно используется для выявления причинно-следственных связей различных параметров, путем обработки и сравнения результатов многократных измерений. Проведение постобработки не накладывает столь жестких ограничений на минимальную производительность системы как оперативный анализ, поскольку вычисления производятся уже после завершения сбора данных. По этой же причине отложенный анализ позволяет использовать расширенный инструментарий и многократную обработку исходных данных для более глубокого анализа. Гистограммы, линии тренда, аппроксимация кривых – вот типичные инструменты отложенного анализа. Кроме того, производительность сложных алгоритмов перестает быть узким местом программы, а, следовательно, появляется возможность обрабатывать большие объемы данных.


Дополнительная обработка сохраненных данных в LabVIEW.

Обработка данных отдельно от сбора обычно требует их записи в двоичный, текстовый или файл специфического формата. LabVIEW поддерживает большое количество стандартных форматов файлов, а технология DataPlugins дополнительно расширяют возможности поддержки. С помощью DataPlugins вы можете описать формат любого файла, чтобы приложение LabVIEW могло корректно извлечь записанные данные. Схемы работы программы по обработке сигналов на основе данных, читаемых из файла и получаемых с оборудования одинаковы.


Сохранение данных для других программ обработки

В процессе работы, вы обнаружите, что всё больше процессов обработки данных получается организовать только средствами LabVIEW. И все же иногда может возникнуть необходимость в выгрузке данных для обработки в другом приложении или передачи третьим лицам. Например, чтобы обеспечить возможность отображения данных в MS Excel, необходимо сохранить их в специальном формате, который понимает эта программа. Обычно, разные программы требуют представления данных в разных форматах, что требует от разработчика приложения дополнительных усилий. К счастью, в LabVIEW есть встроенные и дополнительные средства, которые значительно облегчают эту задачу. LabVIEW предоставляет возможность передачи данных непосредственно в MS Excel, а использование тулкита LabVIEW Report Generation позволяет подготовить отчет по результатам работы программы. В случае, когда необходимы дополнительные возможности интерактивного анализа данных, можно воспользоваться отдельным приложением NI DIAdem.

Экономьте время, сохраняя только нужные вам данные

Сбор и обработка данных часто ведется не только с целью их отображения, но и с целью использования в дальнейшем, при этом довольно часто объем сохраняемой в файлы и базы данных информации превышает сотни и даже тысячи мегабайт. В любой момент вам может понадобиться загрузить данные предыдущих сеансов работы программы, сравнить их с новыми, провести повторную обработку и, при необходимости, соответствующим образом скорректировать процесс сбора и обработки данных.

Однако сохранение всех подряд получаемых данных может привести к тому, что их станет слишком много для удобной работы. При использовании высокопроизводительных плат сбора данных и большого числа каналов достаточно всего нескольких миллисекунд, чтобы получить тысячи отсчетов (NI PCI-6115 серии S передает в программу более 57 Мб необработанных данных в секунду). В таком количестве данных довольно легко запутаться. Инженеры и ученые обычно предпочитают отображать информацию в концентрированном виде – в виде отчетов и графиков, что в отсутствие удобных инструментов становится сложной задачей, снижающей эффективность работы.

LabVIEW позволяет существенно преобразовать и отформатировать данные перед записью на диск, что облегчает задачу их повторного использования. Такие операции как передискретизация, усреднение и математические преобразования (например, БПФ) позволяют преобразовать большие объемы данных к более удобному для последующей обработки виду.


Расширенные возможности ведения разработки

Большинство сред разработки не позволяют вести одновременно и сбор данных и их отображение в одном приложении. Типичный продукт – это либо язык программирования общего назначения с минимумом библиотек для обработки сигналов, пригодный в основном для разработки приложений по сбору данных, либо среда с огромным количеством инструментов для анализа сигналов, но ограниченной поддержкой работы с оборудованием. В результате приходится тратить время на конвертацию и передачу данных из одного приложения в другое. В отличие от подобных приложений LabVIEW с самого начала разрабатывалась как среда, позволяющая вести и сбор данных, и их одновременный анализ.

image003.jpg
Рис. 2. В одном ВП функционируют три экспресс-ВП, обеспечивая одновременный сбор данных, анализ и протоколирование в файл.

LabVIEW значительно упрощает разработку систем измерений и оперативного анализа, поскольку является ориентированной на инженерные приложение средой, а также имеет внушительный набор функций обеспечения сбора данных и обработки сигналов.

Расширенные библиотеки функций

LabVIEW содержит более 850 функций для обработки и анализа сигналов и математических вычислений, которые упрощают процесс разработки приложений для разнообразных задач. Эти функции представлены в различных вариантах - от конфигурируемых экспресс-ВП до низкоуровневых функций для реализации специфических алгоритмов.
Интерактивная настройка параметров анализа с помощью Экспресс-ВП

Экспресс-ВП – это наиболее простой способ встроить в приложение алгоритмы оперативного анализа и обработки сигналов. После добавления Экспресс-ВП на блок-диаграмму пользователю предлагается настроить параметры анализа с помощью окна диалога, что значительно облегчает процесс разработки приложения.

image004.jpg
Рис. 3. На палитре Signal Analysis представлен расширенный набор Экспресс-ВП обработки сигналов

Диалоговые окна настройки Экспресс-ВП позволяют сразу же увидеть изменения результата обработки. Например, Экспресс-ВП Amplitude and Level Measurements вычисляет величину постоянной составляющей, среднеквадратичное значение, максимальное и минимальное пиковые значения, размах, среднее и среднеквадратичное значение за период.

image005.jpg
Рис. 4. Диалог настройки Экспресс-ВП Amplitude and Level Measurements

Похожим образом с помощью Экспресс-ВП Filter конфигурируются цифровые фильтры: фильтр нижних частот, фильтр верхних частот, полосовой и режекторный фильтры. Диалоговое окно конфигурации позволяет настроить такие параметры как верхняя и нижняя частоты среза, число отводов для КИХ-фильтров, форма частотной характеристики БИХ-фильтра (фильтры Баттерворта, фильтры Чебышева, эллиптические фильтры и фильтры Бесселя) и порядок фильтра.

image006.jpg
Рис. 5. Окно настройки Экспресс-ВП Filter

Довольно часто встречается задача совместной обработки сигналов, оцифрованных с различными частотами дискретизации. В таких случаях можно применить Экспресс-ВП Align and Resample, который позволит провести передискретизацию и сглаживание двух и более сигналов, имеющих несовпадающие характеристики. Работу этого ВП можно настроить, указав тип получаемых данных, интервал сглаживания и параметры передискретизации (наименьшая dt, пользовательская dt, dt на основе опорного сигнала)

image007.jpg
Рис. 6. Окно настройки Экспресс-ВП Align and Resample

Также в LabVIEW присутствуют Экспресс-ВП, реализующие следующие высокоуровневые функции:

  • •     Спектральные измерения
  • •     Измерения искажений
  • •     Тональные измерения
  • •     Измерения амплитуды и уровня
  • •     Измерения переходных процессов
  • •     Аппроксимация кривых
  • •     Статистика
  • •     Свертка и корреляционные функции
  • •     Имитация и моделирование сигналов
  • •     Маскирование и ограничение
  • •     Сглаживание и передискретизация

Экономьте свое время за счет использования готовых функций анализа

LabVIEW также предоставляет в распоряжение пользователя библиотеки разнообразных низкоуровневых функций анализа сигналов для решения специфических задач. Соответствующие ВП собраны в две основные группы: обработка сигналов и математика. Библиотеки функций обработки сигналов содержат ВП для фильтрации, генерации, преобразований и анализа сигналов, генерации, анализа и обработки осциллограмм, оконные функции. Подгруппа ВП фильтрации содержит функции реализации фильтров Бесселя, Баттерворта, Чебышева, инверсных фильтров Чебышева, эллиптических фильтров, КИХ-фильтров и других. Математические библиотеки содержат функции для решения дифференциальных уравнений, аппроксимации кривых, геометрических вычислений, интегрирования, интерполяции, линейной алгебры, оптимизации, полиномиальных вычислений, вероятностных и статистических расчетов.

image008.jpg
Рис. 7. Палитра с функциями спектрального анализа

Один из часто используемых ВП - это Auto Power Spectrum, который вычисляет односторонний, масштабированный спектр мощности сигнала во временном представлении. Применение этого ВП вместо написания кода вычисления спектра мощности с нуля, позволяет сэкономить время. Код ВП, который генерируется ВП Auto Power Spectrum, доступен на блок-диаграмме как и код любого другого ПодВП.

image009.jpg
Рис. 8. Блок-диаграмма ВП Auto Power Spectrum

Описанные выше библиотеки успешно используются уже более 20 лет, а NI продолжает разработку в области графических средств для математических вычислений и обработки сигналов, добавляя новые функции и оптимизируя производительность имеющихся для обычных и многоядерных систем.


Комбинируйте математические вычисления с помощью текстовых алгоритмов вычислений в LabVIEW

LabVIEW предоставляет возможность выбора нескольких способов реализации алгоритмов анализа. Несмотря на то, что LabVIEW является средой преимущественно графического программирования,  она также имеет необходимый инструментарий для работы с текстовыми вычислительными алгоритмами благодаря компилятору .m файлов. Компилятор LabVIEW MathScript поддерживает синтаксис .m файлов и более 800 обычно используемых математических функций, функций анализа, обработки сигналов и управления. Компилятор LabVIEW MathScript, поддерживащий два интерфейса работы, устанавливается с модулем расширения LabVIEW MathScript RT.

Интерактивная работа с кодом в MathScript Window

Окно LabVIEW MathScript обеспечивает интерактивный интерфейс, с помощью которого можно загружать, сохранять, разрабатывать и выполнять .m файлы. Работа в окне осуществляется  в режиме командной строки с поочередным выполнением команд или в режиме пакетной обработки команд. Доступ к окну осуществляется с помощью меню Tools»MathScript Window.

image010.jpg
Рис. 9. Окно LabVIEW MathScript, обеспечивающее работу с .m файлами

Окно LabVIEW MathScript позволяет использовать различные команды создания графиков для визуализации результатов анализа.

image011.jpg
Рис. 10. Пример окна с графиками, созданного в  LabVIEW MathScript

Доступны различные виды графиков и диаграмм, включая:

  • •     Столбчатые диаграммы (2D и 3D)
  • •     Контурные диаграммы (2D и 3D)
  • •     Диаграммы величины ошибки
  • •     Векторные диаграммы
  • •     Сетка
  • •     Круговые диаграммы
  • •     Полярные диаграммы
  • •     Точечные диаграммы
  • •     Поверхности
  • •     Деревья
  • •     Каскадные (водопадные) диаграммы

Использование .m файлов в составе графического кода LabVIEW с помощью узла MathScript.


С помощью узлов  сценариев в LabVIEW можно комбинировать текстовый и графический код в одном приложении. Эти узлы представляют из себя масштабируемые текстовые поля, которые можно разместить на блок-диаграмме. Узел MathScript обеспечивает выполнение сценариев в процессе работы ВП. Терминалы на левой стороне узла используются для ввода данных, которые обрабатываются в ходе последовательного выполнения команд сценария. Вывод данных осуществляется с помощью терминалов на правой стороне узла.
image012.jpg
Рис. 11. Узел MathScript позволяет внедрить код .m файлы в графический код G.

Вы можете импортировать тексты сценариев непосредственно из .m файлов, вставлять из буфера обмена или набирать вручную. Другими словами, с помощью узла MathScript, вы можете повторно использовать даже разработанные вне LabVIEW сценарии.

Комбинация сценариев и графического кода LabVIEW позволяет использовать преимущества обоих подходов. Рассмотрим в качестве примера код из популярной книги Digital Signal Processing Laboratory Using MATLAB®  (Sanjit Mitra). Этот сценарий генерируется тестовый сигнал и выполняет обработку фильтром скользящего среднего.

% Simulation of an M-point Moving Average Filter
% Generate the input signal
n = 0:100;
s1 = cos(2*pi*0.05*n); % A low-frequency sinusoid
s2 = cos(2*pi*0.47*n); % A high frequency sinusoid
x = s1+s2;
% Implementation of the moving average filter
M = input('Desired length of the filter = ');
num = ones(1,M);
y = filter(num,1,x)/M;
% Display the input and output signals
clf;
subplot(2,2,1);
plot(n, s1);
axis([0, 100, -2, 2]);
xlabel('Time index n'); ylabel('Amplitude');
title('Signal #1');
subplot(2,2,2);
plot(n, s2);
axis([0, 100, -2, 2]);
xlabel('Time index n'); ylabel('Amplitude');
title('Signal #2');
subplot(2,2,3);
plot(n, x);
axis([0, 100, -2, 2]);
xlabel('Time index n'); ylabel('Amplitude');
title('Input Signal');
subplot(2,2,4);
plot(n, y);
axis([0, 100, -2, 2]);
xlabel('Time index n'); ylabel('Amplitude');
title('Output Signal');    
axis;


Сценарий генерирует два синусоидальных сигнала, выполняет их сложение, а затем обрабатывает полученный сигнал фильтром скользящего среднего. На рис. 10 изображены графики, созданные средствами сценария. Окно LabVIEW MathScript обеспечивает интерактивную работу с кодом сценария. С другой стороны, внедрение этого сценария в код программы на LabVIEW позволяет взаимодействовать с его параметрами «на лету».

image013.jpg
Рис. 12. Пример блок-диаграммы с внедренным текстовым кодом математических вычислений

На рис. 12 изображен сценарий, внедренный с помощью узла MathScript в блок-диаграмму LabVIEW. При этом были сделаны два существенных изменения:

   1. Управление входными параметрами flow, fhigh и M осуществляется элементами пользовательского интерфейса лицевой панели приложения.
   2. Последние 23 строчки сценария использовались для построения графиков. В это примере они отсутствуют, потому что отображение графиков осуществляется стандартными средствами LabVIEW.
 
image014.jpg
Рис. 13. Пример лицевой панели приложения, комбинирующего элементы пользовательский интерфейс LabVIEW и текстовый код математических вычислений

На лицевой панели находятся элементы управления частотой низкочастотного и высокочастотного сигналов, а также размером выборки для фильтра скользящего среднего. После запуска ВП вы можете изменять эти значения и сразу же наблюдать реакцию выходного сигнала. Эта общая процедура позволяет использовать интерактивность LabVIEW для отображения результатов текстовых алгоритмов.

Проверка корректности работы алгоритмов
Компоненты библиотек обработки сигналов в LabVIEW модернизировались и тестировались на протяжении 20 лет. Их использование позволяет сэкономить то время, которое в других средах было бы потрачено на реализацию и проверку корректности соответствующих алгоритмов.

Удобный процесс создания специализированных библиотек
Компоненты библиотек обработки сигналов в LabVIEW позволяют упростить процесс разработки за счет использования экспресс-ВП. С другой стороны, в случае необходимости реализации специфических алгоритмов обработки, можно воспользоваться набором низкоуровневых функций.

Упрощение процесса разработки с помощью функций генерации сигналов
Довольно часто в языках программирования отсутствуют функции генерации тестовых данных для отладки приложений. Напротив, LabVIEW имеет весьма богатый набор функций для моделирования сигналов, с которыми приложение будет иметь дело в процессе эксплуатации.

image015.jpg
Рис. 14. Функции палитры генерации сигналов LabVIEW

Функции генерации сигналов, представленные на рис. 14, позволяют моделировать сбор данных, подменяя ввод с оборудования  сгенерированными программно сигналами. Таким образом, обеспечивается возможность вести разработку и тестирование приложения независимо от имеющегося оборудования.

Наиболее распространенные типы сигналов можно генерировать также с помощью экспресс-ВП.
Экспресс-ВП  Simulate Signal, окно настройки которого представлено на рис. 15, позволяет генерировать синусоидальный, прямоугольный, треугольный, пилообразный сигналы, постоянный сигнал, а экспресс-ВП Simulate Arbitrary Signal используется для тонкой настройки параметров сигналов.

image016.jpg
Рис. 15. Окно настройки экспресс-ВП Simulate Signal

Расширенные возможности анализа пакетов дополнений LabVIEW

Библиотеки LabVIEW для анализа, математических вычислений и обработки сигналов были разработаны для решения наиболее распространенных научных и инженерных задач. Помимо этих библиотек вы можете установить модули и тулкиты, которые реализуют специфические алгоритмы обработки и анализа в соответствующих областях применения. В результате снижается уровень сложности разработки приложений, реализующих, например, расширенную обработку сигналов, виброакустические измерения, порядковый анализ, обработку изображений, ПИД-регулирование и моделирование.
Расширенная обработка сигналов

Тулкит Advanced Signal Processing содержит набор функций расширенной обработки сигналов, которые собраны в три группы: объединенный частотно-временной анализ, вейвлет-анализ и спектральный анализ высокого разрешения с методами сверхразрешения. Также тулкит содержит утилиту разработки цифровых фильтров в  интерактивном режиме.


Частотно-временной анализ
В отличие от обычных видов анализа, частотно-временной анализ (ЧВА) – это исследование сигнала одновременно и в частотном и во временном представлении. Вы можете использовать этот вид анализа в тех же случаях, когда используете БПФ, например, в обработке биомедицинских сигналов или изображений с радаров, вибрационном анализе и испытаниях машин, анализе динамических сигналов. При этом, одновременный анализ в частотном и временном представлении позволяет извлечь больше информации о сигнале.

Аналогично классическому виду Фурье анализа, частотно-временной анализ состоит из методов двух групп: линейных и квадратичных.  Линейные алгоритмы представлены коротким преобразованием Фурье и расширением Габора (инверсное короткое преобразование Фурье). С помощью этих преобразований LabVIEW может конвертировать представление сигнала из временной формы в частотно-временную и обратно. Эти преобразования очень эффективны в задачах фильтрации шума. Квадратичные методы представлены адаптивной спектрограммой, распределением Чои-Вильямса, конусообразным распределением,  спектрограммой Габора, спектрограммой короткого преобразования Фурье, распределением Вигнера-Виля. Использование квадратичных методов позволяет увидеть, как спектр мощности меняется со временем.


Вейвлеты
Вейвлеты – относительно новый метод обработки сигналов, в большинстве случаев реализуемый набором фильтров, с помощью которых происходит декомпозиция сигнала на множество диапазонов частот. Одно из важнейших преимуществ такого подхода – возможность легко выделить особенности сигнала в соответствующих диапазонах. В большинстве случаев этот метод эффективнее БПФ, если речь идет о выделении особенностей сигналов или шумоподавлении. Эти особенности вейвлет-преобразований обусловливают их использование в приложениях компрессии данных, обнаружения эха, распознавания шаблонов, речи и прочих.


Спектральный анализ на основе модели сигнала
Основной инструмент спектрального анализа – БПФ, и, чтобы получить спектр высокого разрешения, необходимо большое количество выборок, что на практике не всегда возможно. В подобных случаях анализ спектра можно осуществить на основе анализа модели сигнала. Модель сигнала позволяет предсказать отсутствующие в результатах измерений точки и, таким образом, получить спектр более высокого разрешения. Кроме того, вы можете использовать метод анализа на основе модели сигнала для оценки амплитуды, фазы, коэффициента затухания, и частоты затухающих синусоид. Спектральный анализ с методами сверхразрешения используется в приложениях биомедицинских исследований, геофизике, вибродиагностике, распознавании речи и других.


Разработка цифровых фильтров

Преимущества цифровых фильтров широко известны. Цифровые фильтры реализуются на обычном компьютере, отдельном цифровом сигнальном процессоре  или ПЛИС. Довольно часто цифровые фильтры используются для замены классических аналоговых. Тулкит Digital Filter Design позволяет работать с реальными сигналами, что облегчает процесс создания и тестирования фильтров. После того как фильтр отлажен, можно автоматически создать код LabVIEW или ANSI C для сигнального процессора, ПЛИС или другой встроенной системы.


Виброакустический анализ


Программное обеспечение NI позволяет решать множество распространенных задач из области виброакустического анализа, включая акустические измерения, оценку уровня шумов окружающей среды, измерение шумов и вибраций(NVH). Специальные возможности анализа включают соответствующие стандартам ANSI и IEC функции дробно-октавного анализа и масштабирования спектра. Кроме того, пакет Sound and Vibration Measurement содержит большое количество функций для анализа аудиосигналов и измерения таких параметров как, например, усиление, фаза, общий коэффициент гармонических искажений, коэффициент интермодуляционных искажений, динамический диапазон, фазовая линейность, а также swept-sine analysis. Утилита NI Sound and Vibration Assistant предоставляет настраиваемую среду для проведения анализа и протоколирования данных с простым интерактивным интерфейсом.

Вы можете использовать функции для октавного (1/3, 1/6, 1/12 и 1/24) анализа; программно-задаваемую частоту дискретизации; число диапазонов; A, B и C взвешивание во временном представлении; соответствия стандартам; экспоненциальное усреднение (Slow, Fast, and Custom time constant); спектральной плотности мощности;  частотный отклик (H1, H2 и H3); coherence; and coherent output power. В пакет также входят средства для визуализации процесса анализа (каскадная диаграмма, цветовой график, столбчатый и линейный октавные графики), которые можно просто разместить на лицевой панели приложения.

Пакет Sound and Vibration Measurement содержит библиотеки, на основе которых можно построить специализированную систему измерения и управления с возможностью реализации процедур порядкового анализа:  порядкового слежения, порядкового расширения и обработки сигнала тахометра. С помощью алгоритма преобразования Габора вы можете анализировать звук, вибрацию и другие динамические сигналы от механических систем с вращающимися или совершающими возвратно-поступательное движение частями.


Обработка изображений

Модуль NI Vision Development – это набор функций машинного зрения и обработки изображений для большого количества языков программирования (NI LabVIEW, Microsoft C++, Visual Basic и .NET). Эти функции позволяют улучшать качество изображений, а также находить, идентифицировать и измерять параметры объектов на них. Помимо библиотек функций в модуль также входит вспомогательное программное обеспечение NI Vision Assistant и  NI Vision Acquisition.

Возможности модуля Vision Development:

  •   •   Сотни функций обработки изображений, включая распознавание геометрических фигур, шаблонов, штрих-кодов и символов (OCR),  а также классификация объектов
  •   •    Субпиксельная точность до 1/10 пикселя и 1/10 градуса
  •   •   Быстрая разработка прототипа приложения и генерация кода с помощью  Vision Assistant
  •   •   Драйверы для тысяч камер, включая камеры с поддержкой GigE Vision и IEEE 1394.


Радиоизмерения

Конструирование современных радиоустройств требует наличия гибкой и удобной тестовой системы радиочастотных измерений на всех этапах – от разработки прототипа до серийного производства.

За счет использования современных технологий, таких как многоядерные процессоры и шина PCI Express, модульные радиоизмерительные системы NI позволяют достичь производительности в 5-10 раз выше традиционного оборудования. Платформа имеет очень широкий диапазон измерений – от постоянных сигналов (DC) до 6.6 ГГц при полосе пропускания 100 МГц, а эффективная обработка сигналов осуществляется с помощью специализированных функций пакетов дополнений LabVIEW.

WLAN
Пакет NI Wireless LAN (WLAN) Measurement позволяет строить измерительные системы для стандартов IEEE 802.11a/b/g. При использовании высокопроизводительных компонентов (многоядерные процессоры, PXI Express)  большинство измерений может быть произведено в 5-10 раз быстрее по сравнению с традиционным оборудованием. Кроме того, гибкость программной реализации радиоизмерительного оборудования (программируемое радио), позволяет работать с разными стандартами (DVB-T, GPS, WiMAX, WCDMA, ZigBee, Bluetooth  и прочие) на одном и том же оборудовании.


RFID
National Instruments предлагает гибкое программное обеспечение и модульную систему радиоизмерительного оборудования для эмуляции и измерения в области радиочастотной идентификации (RFID). На базе этих решений возможна разработка полноценной системы тестирования в соответствии с международными стандартами RFID.

Некоторые преимущества NI RFID:

  •     • Эмуляция и измерение RFID на одной платформе
  •     • Сокращение времени тестирования по сравнению с традиционными системами
  •     • Сокращение расходов за счет интеграции решений
  •     • Работа с разными протоколами беспроводной связи  на одном оборудовании за счет технологии программируемого радио




 

© 2016 National Instruments Russia. All rights reserved.
Яндекс.Метрика