测控13-1陆俊杰27正文.doc

第1章 绪 论 1.1 设计背景 由于微电子技术、计算机技术、网络技术的高度发展及其在电子测量技术上的应用，新的测试理论、测试方法、测试领域和新的仪器结构的出现，电子测量仪器的功能和作用发生了非常大的变化。虚拟仪器就是利用现有的计算机，加上特殊设计的硬件和软件，形成既有普通通用仪器的功能和界面,又具有强大的数据分析、处理、存储、控制等强大功能的高档低价新型仪器。它代表了当前电子测试仪器发展的新方向。与传统仪器相比，虚拟仪器具有性价比高、开放性好、智能化程度高、界面友好、使用方便、模块化和网络化的优点，在很多领域大有取代传统仪器的趋势。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。 示波器在电子测量、测试仪器中有着很广泛的应用，是观察模拟电路和数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。传统模拟示波器具有分辨率高、响应快、价格低廉等优点，在电子测量技术领域中曾得到广泛的应用。但是由于模拟示波器所采用的模拟技术的局限性，其缺点也是非常的明显的，如：体积庞大，只能观察和分析重复的周期性信号，对慢速信号、单次或偶尔出现的高速、高频信号，难以观察和分析，而且不能用来观察触发前的信号的波形等。而基于LabVIEW平台开发的虚拟数字示波器，与传统模拟示波器相比，有以下两个突出的优点：尤其适合用来捕获、观测非重复性的瞬态单次脉冲信号、随机信号或变化缓慢的信号，并能将被测信号长久的保存下来以及具有负延迟触发这是数字示波器所具有的独特的功能，可以观测触发信号到来之前的一段信号波形。 虚拟示波器是虚拟仪器的一种，同时它也是数字示波器的一个特例，它是在以通用计算机为核心的硬件平台上，将计算机和数据采集系统结合在一起，由用户自己定义，具有虚拟面板，由测试软件实现测试功能的一种计算机系统。虚拟示波器不仅体积小、耗电少，而且能充分利用现有的计算机，实现如数据存储、数据分析、数据处理等在传统通用示波器上很难实现的特殊功能。所以有了基于LabVIEW虚拟示波器的设计，以满足现代测量的需要。 1.2 设计任务与要求 1.在上设计一个在上。 当前面板和程序框图设计好以后，程序在执行过程中可能会遇到错误，因此要先对程序进行调试。程序的调试方法主要有： 1、设置执行程序为高亮按钮 在执行前单击高亮按钮，这时按钮上灯泡会被点亮，则运行过程中正在执行的节点会以高亮形式显示。 2、单步执行 如果要是框图程序一个结点接一个节点的执行，则按下单步按钮从而进入单步执行模式。这样下一个将要执行的节点就会闪烁，指示此节点将被执行。再次单击单步按钮，程序将会变成连续执行方式。 3、探针的使用 从Tools工具模板中选择探针工具，探针置于该连线上，可以用来查看运行过程中数据流在某根连线时的数据。 4、断点工具 使用断点工具可以在程序的某一地方终止程序运行，用探针或者单步方式查看数据。 如果一个程序不能执行，运行按钮会出现一个折断的箭头。单击断箭的运行按钮则会列出错误清单，双击列表中的错误清单，则出错的对象或端口就会高亮显示。 第3章 虚拟示波器的设计 虚拟示波器是随着电子计算机技术的发展而产生并逐步发展起来的一种具有存储功能的新型仪器，主要用于观察、分析和测量非重复信号、重复信号、单次信号、冲激信号等。正是由于计算机技术、量化采集和数字信号处理技术的引入，使其对于各类简单信号、复杂信号、单次信号和周期信号波形的测量、记录、存储、分析复现都非常有效，在各行各业中均有广泛的应用。一般测试仪器由信号采集、信号处理和结果显示三大部分组成，这三部分均由硬件构成。虚拟仪器也是由这三大部分组成，但是除了信号采集部分可以由硬件或者软件实现之外，其它两部分都是由软件实现的。根据这一思路，本文设计的虚拟示波器主要功能是对采集到的数据进行触发、时基控制后，完成对输入信号的电压、频率和周期等参数的测量，同时，利用FFT窗口对波形进行频谱分析，可以实现单、双信道显示波形，并可以对波形运算后进行输出显示。 虚拟示波器利用LabVIEW软件设计出形象逼真的仪器面板，通过计算机来实现信号的处理、加工、分析及波形的显示。虚拟示波器的功能可以由用户自己定义，但其所能达到的性能指标与采集模块及体系结构有关。目前，虚拟仪器的四种体系结构中，在虚拟示波器中应用最多的是PC-DAQ体系。DAQ（Data Acquisition），即数据采集仪器，它的出现和发展与微型计算机密切相关，DAQ仪器以微型计算机为平台，配以用于测量和测试的数据采集卡及计算机软件（虚拟示波器应用软件），实现示波器的功能。 3.