标题: 基于LabVIEW的虚拟示波器设计（共22页pdf）测控仪器设计课程设计说明书 [打印本页]
作者: 175的大V    时间: 2018-11-16 11:12
标题: 基于LabVIEW的虚拟示波器设计（共22页pdf）测控仪器设计课程设计说明书
好的资料，给大家发一下


虚拟仪器包括硬件和软件两个基本要素，硬件功能是获取被测的物理信号，提供信号传输的通道；软件则是实现数据采集、分析、处理、显示等功能，并将其集成为仪器操作与运行的一体化环境。总体而言，虚拟仪器硬件以 VXI、PXI等先进的计算机接口总线发展为标志，而软件技术则是以VISA、SCPI、IVA等标准和LabVIEW、LabWindows/CVI等先进开发平台为核心，构成一个完整的虚拟仪器技术体系。
示波器是以短暂扫迹的形式显示一个量的瞬时值的仪器，也是一种测量、观察、记录的仪器，在科研和实验室中应用十分广泛。传统的模拟示波器把需要观察的两个电信号加至示波管的 X、Y通道以控制电子束的偏移，从而获得荧光屏上关于两个电信号关系的显示波形。这种模拟示波器体积大、重量轻、成本高、价格贵，并不适合于对非周期的、单次信号的测量。基于多功能DAQ卡和LabVIEW平台开发的虚拟数字示波器，具有结构简单、开发成本低等优点，在众多领域已得到广泛应用。


1．数据采集模块
主要完成数据采集的控制，包括触发控制、通道选择控制、时基控制等。其中：
1）触发控制包括触发模式、触发斜坡、触发电平控制；
2）通道选择主要控制单通道或双通道测量；
3）时基控制主要控制采集卡扫描率、每一通道扫描次数(取样数)。
2．波形显示模块
软件需提供五种波形显示模式：
1）A、B、A&B 模式：通过显示通道选择按键A  和B，可以任意显示某一通道或两通道输入信号的波形。
2）XY 模式：当两通道都处于选通状态时，使用此模式来显示李沙育(Lissajous)图形、测量相位差或频率。
3）A＋B，A－B 模式：当两通道处于选通状态时，使用此模式显示两通道信号代数相
加、相减后的波形。
4）A&A  积分
5）A&A  微分
3．参数测量模块
主要模拟HP54603B 的参数测量功能，完成包括Vrms 等19  个电压参数和频率、周期等
7  个时间参数的测量，并显示其测量结果。
4．频谱分析模块
采用快速FFT  算法，完成频域信号分析。可实现的频谱分析控制包括：
1）Window 选择，提供9 种频谱分析窗口；
2）Log/Linear 选择，提供3 种坐标显示模式；
3）DisplayUnit  选择，提供8  种单位。
5．数据存储和回放模块
按键“写盘”控制是否进行数据存储；按键“读盘”控制是否从数据文件中读取数据。主面板提供了两个文件名输入框，前—个为信号波形数据文件名输入框，后一个为采样周期文件名输入框，这两个文件由写盘功能和读盘功能共用。从软盘或硬盘上读取的数据同实时采集的数据一样，能够进行自动参数测量以及显示波形，并保留在显示窗口(显示模式可以设置为三种模式中的任意一种)，还可以根据需要设置进行频谱分析。
二、主要控制结构
1．测量控制结构
通过逻辑按键“测量”控制是否进行测量；通过逻辑按键“通道”控制通道选择。
2．自动调整扫描率控制结构
由逻辑按键组“自动”、“手动”来控制是自动调整扫描率，还是手动调整扫描率。

虚拟仪器设计方案
本虚拟数字存储示波器是在对传统示波器进行分析后，基于多功能 DAQ采集卡和LabVIEW开发平台来设计的具有数字存储示波器、数字万用表、数字频率计三者功能与一体的一个功能强大的电子测试仪器，主要由数据采集部分、数据处理部分、波形显示部分、波形存储和回放以及频谱分析等部分组成，可以完成对信号的输入及获取、信号电压参数及时间频率参数的自动测量、信号的波形显示及存储回放和信号的频谱分析等功能。
该示波器主要由数据采集DAQ（Data Acquisition）、接口总线、硬件驱动程序和虚拟数字示波器软件构成。图2.1所示为虚拟数字示波器的整体组成结构图。信号检测电路时信号调理辅助电路，接收传感器传送过来的物理信号，并从混合信号中提取出待测的微弱信号，输出的多路信号时已经放大滤波和电平变换后的标准信号，送入数据采集卡板（由硬件程序驱动工作），通过系统总线送进计算机进行处理。在使用 DAQ卡之前必须对DAQ卡的硬件进行配置，这些控制程序用到了相应的底层DAQ驱动程序。


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