信号与系统的分析与处理课程是电子信息与电气信息类专业本科生的重要基础课程，具有较强的理论性和实践性。本书作为理论教材的延伸，在充分考虑相关课程理论体系结构的基础上，依托LabVIEW软件实验平台设计相关实验，实验侧重信号处理、系统设计以及综合应用，体现了基本原理和工程应用的有机结合。

本书适合作为高等学校电子信息与电气信息类专业本科生相关课程的实验教材，也可作为本科生和研究生学习信号处理相关课程的辅助教材。本书还可作为工程技术人员学习LabVIEW的入门及应用教材。

LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是美国国家仪器（National Instruments，NI）公司的虚拟仪器集成环境，它采用一种基于图形化的、用图标代替文本创建应用程序的计算机编程语言进行设计与实现，已广泛应用于通信、控制、测量、生物医学等领域。利用LabVIEW编程的直观性和交互性，相关人员可以更高效地致力于各类课程的实践及项目应用。

MathScript是基于文本、面向数学的编程语言，内嵌于LabVIEW中。它利用.m文件的脚本语法，包含了用于数学分析、信号处理的600多个常用函数。按照MATLAB语法编写的脚本通常可以不加修改地在MathScript中运行。利用MathScript的交互式窗口可方便地执行脚本程序并能立即看到运行结果、观察变量和命令历史。使用MathScript节点，能直观地将图形化和文本代码编程结合在一起。

NI myDAQ是一种低成本便携式采集和输出设备，采用USB接口，集成了模拟输入和输出、数字输入和输出、音频、电源和数字万用表等功能。通过配套的软件，学生可使用它测量实际信号和输出信号； 通过与LabVIEW配合，可分析和处理获取的数据。

本书采用基于LabVIEW和myDAQ相结合的教学实践支撑平台实现基于信号分析与处理的软件仿真和硬件设计，学生能快速掌握该平台的操作方法和编程，从而将更多的时间用于课程理论的应用上而不是熟悉平台本身。

本书的主要特点如下： 

（1） 实验内容以LabVIEW作为软件实验平台，利用myDAQ和计算机声卡等硬件进行形象、直观的仿真实现以及硬件实现，避免学生学习使用实验工具占用太多时间，并符合学生当时的知识水平。

（2） 将理论课教学内容融入实验教学中，实验教学内容作为理论课教学的延伸，因此与理论课教学具有较好的衔接性。

（3） 实验内容理论联系实际，具有相关专业背景，具有较强的趣味性和实用性，能充分发挥学生的主观能动性。

（4） 实验内容易于拓展，能充分发挥学生的创造性。

本书分为4章，第1章介绍LabVIEW基本知识，包括LabVIEW工作环境、基本操作、数据类型、程序结构、图形与图表显示、文件操作等，还对MathScript进行了较为详细的介绍，为后续实验打下坚实的平台应用基础。

第2章介绍NI myDAQ虚拟仪器教学实验套件的基本内容。

第3章是基础实验部分，包括无源滤波器和有源滤波器、信号的采样与恢复、幅度调制与解调、离散时间信号和系统分析、离散傅里叶变换与快速傅里叶变换、数字滤波器设计等6个基础实验，实验设计主要基于信号分析与处理基本理论的验证和基本应用。

第4章是综合实验部分，包括“心电信号分析与处理”等9个综合性实验。综合实验注重设计性，具有电子、通信、电气与计算机等相关专业的知识背景。学生能从查阅文献、实验设计、仿真、数据分析、实验报告和总结等各方面获取专业知识，验证相关理论，培养创新能力。

本书由孙晖、张冶沁、刘俊延编著，孙晖统稿。其中第1章的1.1~1.5节由张冶沁编写； 第2章由刘俊延编写； 孙晖编写第3章和第4章以及第1章的1.6节和1.7节； 柯涛编写了4.1节和4.5节初稿； 马进红编写了4.2节初稿； 聂曼编写了4.8节初稿； 路扬做了部分书稿的文字编辑和校对工作。在本书稿编写过程中，得到了浙江大学工学部赵菁和美国国家仪器公司中国技术市场部李甫成、贾佳的大力帮助； 浙江大学电气工程学院2009级和2010级爱迪生班学生实施了相关实验，并从实验内容、实验效果等方面提出了很好的建议，在此一并表示谢意。同时感谢清华大学出版社的大力支持和辛苦劳动。

由于作者水平有限，书中不乏疏漏之处，敬请读者不吝指教。

编者

2012年12月于浙江大学求是园

第1章LabVIEW编程基础

1.1LabVIEW工作环境

1.1.1LabVIEW界面

1.1.2LabVIEW前面板和程序框图

1.2LabVIEW基本操作

1.2.1VI创建与编辑

1.2.2子VI

1.2.3VI运行与调试

1.2.4ExpressVI

1.3数据类型

1.3.1基本数据类型

1.3.2复合数据类型

1.4程序结构

1.4.1循环结构

1.4.2顺序结构

1.4.3条件结构

1.5图形与图表显示

1.5.1波形图表

1.5.2波形图

1.5.3XY图

1.6文件I/O

1.6.1文件I/O基础

1.6.2文本文件读写

1.6.3二进制文件读写

1.7MathScript

1.7.1MathScript简介

1.7.2MathScript窗口

1.7.3MathScript节点

1.7.4MathScript程序控制结构

1.7.5MathScript函数与脚本

第2章NI myDAQ虚拟仪器教学实验套件

2.1NI myDAQ概述

2.1.1NI myDAQ硬件概述

2.1.2NI myDAQ软件概述

2.1.3NI myDAQ信号连接

2.2配合使用NI myDAQ和软面板（SFP）仪器

2.2.1数字万用表（DMM）

2.2.2示波器（Scope）

2.2.3函数信号发生器（FGEN）

2.2.4波特分析仪（Bode）

2.2.5动态信号分析仪（DSA）

2.2.6任意波形发生器（ARB）

2.2.7数字读取器（DigIn）

2.2.8数字写入器（DigOut）

2.3配合使用LabVIEW和NI myDAQ

2.3.1使用NIDAQmx编程 

2.3.2配合使用LabVIEW和NI myDAQ编程

第3章基础实验

3.1基础实验一无源滤波器和有源滤波器

3.2基础实验二信号的采样与恢复

3.3基础实验三幅度调制与解调

3.4基础实验四离散时间信号和系统分析

3.5基础实验五离散傅里叶变换与快速傅里叶变换

3.6基础实验六数字滤波器设计

第4章综合实验

4.1综合实验一心电信号分析与处理

4.2综合实验二多址技术

4.3综合实验三双音多频拨号识别系统设计

4.4综合实验四数字滤波器的零极点配置法设计与应用

4.5综合实验五工程简易数字滤波

4.6综合实验六多采样率信号处理

4.7综合实验七数字图像增强处理与字符识别

4.8综合实验八数字音效处理器设计

4.9综合实验九电力系统谐波分析

参考文献