基于LABVIEW的双通道滤波器设计.doc

PAGE 毕业设计开题报告 学 生 姓 名： 周六来加班 学 号： 学 院： 专 业： 设计题目： 基于LABVIEW的双通道示波器 设计 指导教师: 毕 业 设 计 开 题 报 告 1．选题依据： 课题研究背景 LABVIEW是Laboratory Virtual Instrument Workbench（实验室虚拟仪器工程平台）的简称，是一种基于图形编程语言（G语言）的开发环境，具有十分强大的数据库。它使用“所见即所得”的可视化技术建立人机界面，使用图标表示功能模块，使用图标之间的连线表示各模块的数据传递[1]。同时，LABVIEW继承了高级编程语言的结构化和模块化编程的优点，支持模块化与层次化设计，这种结构的设计增强了程序的可读性。LABVIEW是不熟悉文本语言编程的设计者在测控领域建立计算机系统——虚拟仪器，被誉为“科学家与工程师”的语言[2]。 传统台式示波器是由仪器厂家设计并定义好功能的一个封闭结构，有特定输入/输出接口和仪器操作面板，具有波形显示、参数测量等功能。当要实现更多的测量功能时，就要配置更多的仪器，这给用户的使用带来诸多不便，并且传统示波器的测量精度比较低，无法满足高精度的测量要求[3]。而且，传统示波器缺乏相应的计算机接口，配合数据采集及数据处理比较困难。此外，传统示波器体积相对庞大，制造成本比较高，这就增加了测量系统的开发成本。 虚拟示波器是利用高性能的硬件模块和高效灵活的软件来实现普通仪器的功能和许多拓展功能的一种软硬件系统。虚拟示波器比传统示波器价格要便宜，而且还具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等独特优点，得到了越来越多的普及[4]。 采用当前示波器广泛使用的USB接口，使得虚拟仪器与计算机接口更加方便，通信速度更高；使用高速大容量的存储器（RAM）实时保存采样数据，提高采样的性能；使用LabVIEW语言设计上位机应用程序，实现波形显示，以及对数据的分析与处理[5]。 随着计算机技术和测量技术的发展，虚拟仪器技术得到飞快发展。虚拟示波器系统由用户定义仪器功能，桌面整洁，操作条理，不但使测量人员从繁复的仪器堆中解放出来，而且具有测量精度高、测量速度快、系统组建时间短、可扩展性强、技术更新快和仪器智能化等优点。此外，虚拟示波器系统开发成本低，结合网络技术可以实现远程数据自动测量、自动记录、自动数据处理[6]。 1.2 虚拟示波器的发展现状 示波器是电子测量中的最基础、最常用的测试仪表，虚拟示波器是示波器测量技术中的研究热点和发展方向。虚拟示波器的设计涉及电子测量、信号处理和计算机技术等多方面的内容，其中硬件电路是完成整个示波器功能的基础，同时也是决定虚拟示波器性能的关键所在。要设计出性能优越的的硬件电路就必须对其中的关键技术进行深入研究[7]。 目前，主流的虚拟仪器主要是VXI、PXI、各种计算机总线等总线标准的各种插卡和仪器模块，间或有少数其他总线形式的仪器模块，工作方式多是插入各种总线式仪器机箱内或直接插入计算机主机箱内，少数情况下是独立模块以接口形式接入计算机。它们多数属于中低频范围，主要是工程应用类仪器设备，射频微波类以及高准确度类仪器设备较少[8]。由于一部分虚拟仪器模块及系统（如数据采集系统）早在虚拟仪器概念提出之前就已经存在，所以，虚拟仪器概念的建立、提出和发展，一直是围绕着现有仪器设备的功能和性能，逐步强调和加大软件在仪器中的地位和作用，并以软件技术代替硬件技术为核心进行，逐渐将非虚拟仪器虚拟化[9]。 1.3 虚拟示波器研究发展动态 我国的VXI总线技术是反映我国目前虚拟仪器水平的一个方面。此外，互联网已经使数据共享进入新阶段，加速了虚拟仪器的新网络技术及远程计算技术的发展，而这些技术是传统独立仪器不可能实现的[10]。虚拟仪器技术很好地利用了互联网的功能，因此，可以把来自测量或控制设备中的数据直接发布到网页上，或是用手持式的数字助理工具读取数据，甚至还可以将数据输出到手机上。使用虚拟仪器技术，可以使用互联网的强大功能远距离控制仪器设备，或是与远在其它办公地点甚至其它国家的同事合作处理一个项目[11]。 商业科技的发展浪潮将会继续，同时也会将虚拟仪器技术推向新的水平。因此，性能的提高将会更容易实现，从而节省宝贵的开发及系统集成时间，同时又比传统仪器测量方案成倍地降低成本[12]。没有人能够准确地预测未来的虚拟仪器将会发展到怎样的程度，但是有一点可以肯定——PC机及其相关的科技将会是虚拟仪器技术的核心，而有了它的帮助虚拟仪器技术将会更成熟[13]。 总之，虚拟仪器技术的应用前景是很广阔的。它可应用于建模与仿真、科学计算可视化、设计与规划、教育与训练、遥作与遥现、医学、艺术与娱乐等多个方面。网络时代的到来和信息化要求的不断提