基于LabVIEW与声卡的虚拟示波器设计_中华文本库
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Ｑ： 　 　ｉ
ＳＣ ｅ ｌ 　ａｎ 　Ｔｅｃ ｉ ｒｃｅ ｄ ｈｎｏ１ ０ｇＹ ｎｎ 　Ｉ ｏｖａｔ０ｒ ｆ 　　Ｈｅｒ ｄ ｌ 　ａＩ　
工 程 技 术　
基于 Ｌ 　ＶＩ　 与声 卡的虚 拟示波器设计　 　ｂ 　 Ｗ ａ　 　 Ｅ
成本茂　 杨 吉雨　 王宁　 （ 海军航 空工程学院青 岛分院　 山东青 岛　 ２ ６ ４ ） ６ ０ １　
摘 要 ： 文 旨在研究利 用虚拟仪器开 发软 件Ｌ ｂ Ｅ 设 计 出基于声卡的虚拟示波 器。 本 ａ ＶＩ Ｗ， 由于计算机 声卡 的成本低 ． 用性 强， 通 在对采样　 频 率要 求 不 高 的 情 况 下 ， 以 用 声卡 取 代 数 据 采 集卡 进 行 采 样 和 输 出 。 文 重 点 阐述 了 系统 的 软 硬 件 设 计 ， 出 了表 减 与限 幅 电路 ， 后　 可 本 给 最
给 出 了实验 结 果 。 　
关键词 ：ａ ＶＩ Ｗ 虚拟仪器　 声卡　 数模／ Ｌｂ Ｅ 　 模数转换　 示波嚣　 中图分类号 ： Ｍ９ 　 Ｔ 　３ 　 　５ 文献标 识 码 ： 　 Ａ 文章编号 ： ６ ４ ０ ８ （　 　 ｏ （） ０ ９ － １ １　 — ９ Ｘ ２ １ ） １ｃ一 ０ ２ ０　 　 ７ ０ｏ
示 波 器是 一 种 用 途 十 分广 泛 的 电子 测　 量 仪 器 。 能把 肉 眼 看　 见 的 电信 号 变 换　 它 成 看 得 见 的 图 象 ， 于 人 们研 究 各 种 电现　 便 象 的 变化 过 程 。 在被 测 信 号 的作 用 下 ， 波　 示 器屏 面 卜 绘 出被 测信 号 的 瞬 时值 的变 化　 描 曲线 。 用 示 波 器能 观 察 各种 不　 信 号 幅　 利 度 随 时 间 变化 的波 形 曲 线 ， 可 以 用 它 测　 还 试 各 种不 同的 电量 ， 电压 、 如 电流 、 率 、 频 相　 位差 、 调幅 度 等…。 　
２虚拟仪器技术　
虚 拟 仪 器 技 术 是 二十 世纪 九 十 年 代 发　 展 起 来 的一 项 新技 术 ， 核心 思 想 是 “ 件　 其 软 就 是 仪 器” 即通 过 软 件将 计 算 机硬 件 与仪　 ， 器 硬件 有机地 融为 一体 ， 用ＰＣ 强大的 数　 利 机 据 处理 能 力 ， 由用户 根据 软 件定 义的 界面 来　 操 作计算 机 ， 完成 对 被测信 号 的采 集 、 分析 、 　 处理 、 判断 及显示等 一系列 功能 ， 从而实现 仪　 器 的功 能 。 虚拟 仪器 的 出现标 志 着 自动测 试　 技 术 与 电子 测 量 仪 器技 术 进入 一 个 崭 新 的　
发 展 时 期 ， 着 科学 技 术 的发 展 ， 随 虚拟 仪 器 　 将 成 为 未 来 仪 器 的必 然 趋 势　。 　
３虚拟示波器的硬 件设计　
图１ 衰减 及限 幅 电路　 　
３ １系统 结构框 图　 ． 虚 拟 示 波 器 是 虚拟 仪 器 、 测 控 系统　 　台 输 出 部 分 中 常 用 的 电 子测 试 仪 器之 一［］ ４， 　 是 一 种 分 析 和 比较 信 号 的 综 合
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基于LabVIEW的多功能虚拟示波器设计58
匾爵霹霸飘骊霸孺穗弼；文章编号：１００８―０５７０（２００７）０１―１；传感器与仪器仪表；基于ＬａｂＶｌＥＷ的多功能虚拟示波器设计；ＴｈｅＤｅｓｉｇｎｏｆＭｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｏｎ；ＬａｂＶＩＥＷ；（湖南大学）唐求滕召胜黄鸿鸣；ＴＡＮＧＱＩＵ；ＴＥＮＧＺＨＡＯＳＨＥＮＧＨＵＡＮＧＨＯＮＧＭＩ；摘要：虚拟仪器是当今仪器技术的发展热点，本文设计；Ａｂｓｔｒ
匾爵霹霸飘骊霸孺穗弼文章编号：１００８―０５７０（２００７）０１―１―０１５１－０２传感器与仪器仪表基于ＬａｂＶｌＥＷ的多功能虚拟示波器设计ＴｈｅＤｅｓｉｇｎｏｆＭｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌＶｉｒｔｕａｌＯｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅｂａｓｅｄｏｎＬａｂＶＩＥＷ（湖南大学）唐求滕召胜黄鸿鸣ＴＡＮＧＱＩＵＴＥＮＧＺＨＡＯＳＨＥＮＧＨＵＡＮＧＨＯＮＧＭＩＮＧ摘要：虚拟仪器是当今仪器技术的发展热点，本文设计并实现了一种多功能虚拟示波器，详细介绍了利用图形化编程语言ＬａｂＶＩＥＷ进行仪器程序设计的方法。仪器具有波形显示、读写、存储、打印和测量参数数字显示功能。关键词：示波器；虚拟仪器；数据采集；ＬａｂＶＩＥＷ中图分类号：ＴＭ９３５文献标识码：ＢＡｂｓｔｒａｃｔ：ＶｉｒｔｕａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｓｌｏｓｅｏｐｅｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｈｅｈｏｔｓｐｏｔｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａＭｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌＶｉｒｔｕａｌＯｓｃｉｌ―ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｉｎｌａｎｇｕａｇｅ”ＬａｂＶＩＥＷ”ｉｓｉｎ―ｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓａｎｄｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｎｃｌｕｄｅｂｏｔｈｗａｖｅｆｏｒｍｄｉｓｐｌａｙ，ｒｅａｄ，ｗｒｉｔｅ，ｓｔｏｒｅ，ｐｒｉｎｔａｎｄｍｅａｓｕｒｅ―ｇｒａｐｈｍｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｄｉｓｐｌａｙｉｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ．ａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｌｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｄｉｓｔａｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅ，ＶｉｒｔｕａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，ＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ＬａｂＶＩＥＷ引言示波器是生产实践和科学研究中应用十分广泛的电子测量仪器。目前常用的模拟示波器，外型笨重，功能单一；数字示　波器虽然有一定的功能扩展，但价格昂贵，维护升级成本高．短时间内难以普及应用。随着计算机技术、信息处理技术和电子技术的发展，近年来，出现了一种基于计算机和软件的新型仪ＤＭＡ方式和双缓冲区模式，保证了实时信号不问断采集与存储。这种数据采集卡支持单极性和双极性模拟信号输入，采样速率可达２００ｋｂ／ｓ，信号输入范围分别为一５一＋５Ｖ和一ＩＯＶ～１０Ｖ。提供１６路单端／８路差动模拟输入通道、２路独立的ＤＡ输出通道、８位２４线的ＴＴＬ型数字Ｉ／Ｏ、２个２４位２０ＭＨｚ的定时计数器，４个模拟输入范围等多种功能。该数据采集卡支持的操作系统有：Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００，Ｎ似Ｐ／Ｍｅ／９ｘ、Ｈｎｕｘ等。使用的软件有器一虚拟仪器。虚拟仪器以计算机为核心，功能由用户定义和设计，具有虚拟面板，其测试功能由测试软件实现。虚拟仪器的关键是用软件来实现硬件的功能，实现“软件即仪器”。本文应用虚拟仪器开发平台ＬａｂＶＩＥＷ开发了一种多功能虚拟示波器，不仅扩展了示波器的分析和计算能力，而且降低了仪器的价格，增强了仪器的通用性，实现了波形显示、存储、打印和读取以及多个测量参数自动显示、相位差自动计算等功能。ＬａｂＶＩＥＷ、ＬａｂＷｉｎｄｏｗｓ／ＣＶＩ等。这些功能使得用户不仅可以用该卡设计示波器，还可以使用该卡设计数字万用表、波形发生器、逻辑分析仪等，做到一卡多用，为系统的后续扩充保留余地。被测对象调数－－Ｉｔ，计―啼理电路据采集―｛算１系统硬件设计虚拟仪器由通用仪器硬件平台和应用软件两大部分构成。硬件平台完成被测信号调理与信号采集，即获取被测信号。目前较常用的虚拟仪器系统是数据采集系统（ＰＣ―ＤＡＱ系统）、ＧＰＩＢ仪器测试系统、ＶＸＩ仪器测试系统。１．１仪器的结构框图多功能虚拟示波器的结构框图如图１所示。仪器由调理电路、数据采集、计算机等部分组成。调理电路将被测信号调理成＿５～５Ｖ输入信号，送数据采集卡，转换成为相应的数字信号，再由计算机进行相关分析、计算、输出处理，显示、打印、保存观测结果。１．２数据采集卡多功能虚拟示波器采用美国国家仪器公司（ＮＡＴＩＯＮＡＬＩＮＳＴＲＵＭＥＮｔＩＳ，简称ＮＩ）的数据采集卡ＰＣＩ一６０２４Ｅ，它支持唐求：讲师博士研究生国家自然科学基金（６０２７２０５１）资助项目，湖南省杰出中青年专家基金（０１ＪＺＹ２１０１）资助项目机图１多功能虚拟示波器结构框图１．３多功能虚拟示波器功能设计多功能虚拟示波器的设计参考了传统示波器的功能，并结合虚拟仪器的特点与计算机强大的信息处理能力，在功能上进行了扩展，实现了波形显示、存储、打印和时域、频域参数自动测量、显示、查询以及相位差的自动计算功能。多功能虚拟示波器的主要技术指标：采样速率：２００ｋｂ／ｓ采样位数：１２ｂｉｔｓ波形显示模式：双通道Ｘ～Ｙ定位标尺：两个数据存储：硬盘或软盘ｍｏｄｅ２仪器软件设计２．１虚拟仪器软件开发工具万方数据＠啪睹邮局订阮８２－９４６３６０元，年川１一传感器与仪器仪表中文核心期刊《微计算机信息》（测控自动化）２００７年第２３卷第１―１期虚拟示波器软件设计采用的ＮＩ公司的虚拟仪器开发工具能。数据采集后，需进行数字滤波、参数计算、频谱分析等数据ＬａｂＶＩＥＷ。ＬａｂＶＩＥＷ是根据Ｇ编程语言，为数据采集与控制、数处理。根据ＬａｂＶＩＥＷ软件的特点，在编写程序时每一项功能对据分析与显示而设计的一种图形编程开发环境。它用图标代码应一个子程序（ＳｕｂＶＩ），通过各子程序的调用与连接来完成数代替编程语言创建应用程序，用数据流编程方法描述程序的执据处理任务。时域参数测量子程序的框图程序如图４所示。行，用图标和连线代替文本的形式编写程序，为虚拟仪器设计者提供了便捷轻松的设计环境，设计者利用它可以像搭积木一样，轻松组建一个测试系统以及构造自己的仪器面板，而无需进行任何烦琐的程序代码编写。使用胁ＶＩＥＷ开发平台编制的虚拟仪器程序ＶＩ包括三个部分：程序前面板、框图程序和图标／连接器。程序前面板用于设置输入数值和观察输出量，生成模仿传统仪器的控制面板。每一个程序前面板都对应着一段框图程序。框图程序用Ｌａｂ．ＶＩＥＷ图形编程语言编写，类似传统程序的源代码。图标／连接器是子程序ＳｕｂＶＩ被其它ＶＩ调用的接口。ＬａｂＶＩＥＷ采用的是自上向下的模块化编程方法。所生成的各个子程序有利于主程图４时域参数测量模块框图程序序的设计与实现。这种设计方法可大大减小虚拟仪器开发的难２．５前面板设计度，利于仪器开发人员之间的分工协作。多功能虚拟示波器的前面板设计模仿传统示波器形式．利２．２多功能虚拟示波器的软件结构用软件生成了显示窗、调节旋钮、开关键等部件，但仪器的操多功能虚拟示波器主要由软件来完成信号的采集、处理和作、调节均由鼠标操作完成。仪器的前面板如图５所示。输出。系统软件包括前面板生成、数据采集、数据处理、波形显３结束语示、参数测量、相位差计算、打印、记录等模块。主程序结构框图如图２所示。本文设计的多功能虚拟示波器实现了参数的自动测量、分２．３数据采集模块设计析、处理功能，节省了测量时间，提高了参数测量的精度，实现ＮＩ公司提供了完善的数据采集卡设置软件Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆了波形、数据的存储和显示，具有相位差的自动计算与显示功Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，用于连接数据采集卡硬件和计算机软件。虚拟示波能。多功能虚拟示波器的波形打印、暂停等功能也为仪器的使器采用了工具ＤＡＱ节点（ＵｔｉｌｉｔｙＶｉｓ）。在ＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ子模用带来了方便。实际应用表明，该虚拟示波器具有集成度高、功板中选Ａｎａｌｏｇ　Ｉｎｐｕｔ中的ＡｎａｌｏｇＩｎｐｕｔＵｔｉｌｉｔｉｅｓ－＞ＡＩＷａｖｅｆｏｒｍ能强、操作简单、使用方便等优点。在实现传统示波器功能的基Ｓｃａｎ．ｖｉ节点，能够满足虚拟示波器对数据采集和显示结果控制础上增加软件设计，还实现了频谱分析、万用表、频率计等功方面的众多要求。该数据采集节点可以设置设备号、通道、扫描能，实现仪器的一机多用。次数、采样点、扫描速率；在触发方面，它有强大的设置功能：５本文作者创新点在于以虚拟仪器开发平台ＬａｂＶＩＥＷ为基种触发方式、２个触发源可选；可输出所采集数据的扫描周期。础，设计、开发了具有波形检测、分析、存储、打印功能的集示波数据采集模块框图程序如图３所示。器、频谱分析仪、万用表、频率计为一体的多功能测量仪器，可ｌ时基设置卜＿◆叫煳读写ｌ望使测量人员从众多操作复杂的仪器中解脱出来，实现“测量室拎着走”。数数―．叶打印波形ｌ参考文献：Ｉ触发设置卜＿◆据斗据―叫波形显示ｌ［１］杨乐平，李海涛，赵勇等．ＬａｂＶＩＥＷ高级程序设计［Ｍ］．北京：清华采处―－４时域参数ｌ大学出版社，２００３．集理ｌ通道设置卜＿◆叫频域参数ｌ［２］谢启，温晓行，高琴妹等．ＬａｂＶＩＥＷ软件中菜单形式的用户界面设计与实现［Ｊ］．微计算机信息，２００５，９―１：８８―９０．图２虚拟示波器软件结构框图［３］ＮＩ．ＬａｂＶＩＥＷＵｓｅｒＭａｎｕａｌ［Ｍ］．ＵＳＡ：ＮａｔｉｏｎａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，１９９８．［４］ＮＩ．ＮＩＤＡＱＵｓｅｒＭａｎｕａｌｆｏｒＰＣＣｏｍｐａｔｉｂｌｅｓ［Ｍ］．ＵＳＡ：ＮａｔｉｏｎａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，２００１．作者简介：唐求（１９７０一），女，讲师，博士研究生，主要从事虚拟仪器、智能信息处理技术等方面的教学和科研工作．Ｅ―ｍａｉｌ：ｔａｎｇｑｉｕｈｎｕ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ；滕召胜（１９６３一），男，教授，博士生导师，主要从事智能仪器及信息处理等方面的教学和科研工作，Ｅ―ｍａｉｌ：ｔ４ｔ４ｔ４＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＴａｎｇＱｉｕ，ｗａｓｂｏｒｎｉｎ１９７０，ｆｅｍａｌｅ，ｌｅｃｔｕｒｅｒ，Ｐｈ．Ｄ．ｓｔｕｄｅｎｔ。Ｗａｓｅｎｇａｇｅｄｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｔｅａｃｈｉｎｇｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．图３数据采集模块框图程序“１伽瞎２湖南长沙湖南大学电气与信息工程学院１唐求２．４数据处理模块设计滕召胜黄鸿鸣本文设计的虚拟示波器数据处理模块具有数据读写、波形通讯地：吐：（４１００８２湖南长沙湖南大学电气与信息工程学院１唐求显示、波形打印、波形存储、时域参数测量、频域参数测量等功（收稿日期：２００６．８．２４）（修稿日期：２００６．９．２２）一１５２―３６０元／年邮局订阅号：８２．９４６万方数据基于LabVIEW的多功能虚拟示波器设计作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：唐求， 滕召胜， 黄鸿鸣， TANG QIU， TENG ZHAOSHENG， HUANG HONGMING湖南长沙湖南大学电气与信息工程学院,410082微计算机信息CONTROL & AUTOMATION)8次 参考文献(4条) 1.杨乐平.李海涛.赵勇 LabVIEW高级程序设计 20032.谢启.温晓行.高琴妹 LabVIEW软件中菜单形式的用户界面设计与实现[期刊论文]-微计算机信息 20053.NI LabVIEW User Manual 19984.NI NI DAQ User Manual for PC Compatibles 2001 相似文献(10条)1.期刊论文 王峥.胡仁杰.王慧.WANG Zheng.HU Ren-jie.WANG Hui 基于虚拟仪器平台的示波器设计 -电工电气2009,&&(4)介绍了基于虚拟仪器平台的示波器的设计过程.底层硬件电路上采用现场可编程门阵列作为逻辑控制器件,上层使用LabVIEW 软件进行PC 机上应用软件的开发,通过USB 总线实现通信.该示波器可以实现2 通道波形的显示,读取波形幅值并存储波形.它在功能、易用性、精度上都达到了很好的效果.2.期刊论文 王丽君.刘悦.黄永亮.葛临东 基于LabVIEW的虚拟信号发生器及示波器的设计 -华北水利水电学院学报)为了弥补传统仪器功能单一、不易升级和携带不便等缺陷,利用虚拟仪器&软件即是仪器&的特性,开发设计了虚拟信号发生器和示波器.结果表明,虚拟仪器不仅具有传统仪器的基本功能,还具有实现信号类型多、组合灵活、信号处理功能强大、易于扩展和升级等特性.3.期刊论文 王S松 基于虚拟仪器的汽车示波器的设计 -山东交通学院学报)介绍虚拟仪器的基本组成,并通过虚拟汽车示波器的设计开发,阐述基于图形化编程语言LabVIEW的虚拟仪器编程方法与实现技术.4.期刊论文 张丽梅.李海明.ZHANG Li-mei.LI Hai-ming 基于LabVIEW和模块化仪器设计示波器检测系统 -仪器仪表用户)为了保证示波器的量值溯源,在LabVIEW环境下利用NI模块化仪器建立示波器检测系统来实现示波器的现场计量测试.根据虚拟仪器的设计思想,将NI功能模块利用PXI总线连接起来,利用VISA函数进行USB、RS-232、GPIB等各种接口的仪器通信,采用IVI驱动被测示波器,实现各种接口的模拟示波器和数字示波器的检测.在此基础上,通过模块化仪器的组合使用能够实现示波器、信号源、数字万用表、频率计等通用仪器的检测,系统功能可以得到极大扩展,推广应用前景广泛.5.学位论文 周传德 基于智能控件化虚拟仪器的显示系统 2003图形显示是虚拟仪器三大功能部分――信号攫取、数字分析和结果表达的重要组成部分，也是虚拟仪器软件开发的难点之一，然而大部分虚拟仪器的显示都有很多相同之处，所以开发一种通用性好、功能强大和人性化的智能虚拟显示器，是很有必要的。本文回顾了虚拟仪器的发展历程和趋势，包括虚拟仪器概念的提出，虚拟仪器得到广泛认可，Agilent、Tektronix等国际大公司采用虚拟仪器改造传统硬件仪器(infiniium58400和TDS5000系列示波器)以及虚拟仪器的国际、国内现状和发展。并介绍了一种全新的虚拟仪器开发模式――智能控件化虚拟仪器。智能控件化虚拟仪器的主要思想是：将一些虚拟控件经“功能赋予”后与仪器功能进行“测试融合”，从而形成“智能仪器单元”，通过“积木式拼搭”，构成各种各样的虚拟仪器供用户使用。其本质是通过智能虚拟控件来体现的。本文通过研究虚拟仪器中各种不同显示模式的数据特点和显示方法，提出了一种统一的显示器数据结构，包括显示器外观参数、通道数及窗口布局、通道波形数据和显示参数等，来统一一维、二维和三维，波形图、XY图、直方图、色谱图和地形图的操作和存储。并创造性的基于软件适配器和区域配置的方法，从软件工程的角度，大大减少编程难度，增加代码的可维护性，可以很容易的添加、删除、修改一种显示模式；从功能上讲，解决各种不同模式和单/多通道的自由智能切换，多通道窗口的灵活布局，满足复杂仪器对显示器的要求。根据显示设备和人体视觉特征，为了满足实时显示，加速显示、克服闪烁等要求，本文提出或采用了包括多次细化在内的多种方法。研制成功了一台功能强大、人机交互接口丰富灵活、有记忆和自适应功能、能自由切换模式和随机置位的即插即用性智能虚拟显示器。本文最后介绍了基于虚拟智能显示器的记忆示波器的拼搭。它具有示波、FFT分析、参数测量、存储、打印、波形运算等功能。6.期刊论文 吴俊杰.盛文.WU Jun-jie.SHENG Wen 基于Data Socket技术的网络化示波器的实现 -仪表技术2006,&&(2)在介绍虚拟仪器和网络化虚拟仪器概念的基础上,利用DataSocket技术实现了一个网络化示波器.利用该示波器,用户可以通过网络对测量数据进行共享,并可对示波器进行远程控制.7.会议论文 李仪.陈长龄.江冈 示波器虚拟仪器驱动器设计本文对示波器虚拟仪器驱动器设计进行了研究。本驱动器设计主要有两个部分：一个是模仿示波器物理面板的仪器软面板,它提供图形用户接口作为仪器控制台；一个是为用户编写测试应用程序提供软件接口的仪器驱动函数库。8.学位论文 周密 基于USB总线接口的一组虚拟仪器设计与实现 2006虚拟仪器有不断发展的强大计算机技术作为后盾，具备随需求改变系统或扩充的灵活性。用虚拟仪器技术实现传统测量仪器的功能，是现代仪器设备的一个发展趋势，也是计算机软硬件技术研究的重要应用领域。鉴于总线技术和计算机软件技术的发展，以及当前传统仪器设备所存在的不足，本课题提出了基于USB接口的虚拟仪器系统的模型，并在LabVIEW7的平台上实现了示波器、心电图仪等仪器的功能。USB的优良特性提供了外设与计算机接口良好的解决方案。USB建立了一套连接和访问外围设备的方法，可以有效地降低成本，简化设备的连接和配置，解决外围设备与PC机接口所存在的技术问题。它不仅可以与台式计算机相连接进行数据传输，同时也可以方便地与笔记本计算机相连接进行通信，以便构成移动式的测控系统。依据本模型建立的简易、廉价、便携的虚拟示波器和医用心电仪器，可以监测普通的电信号，也可以监测生物电信号，用于各种医疗用生物电数据采集和处理。医生通过这些生理数据直观地判定患者的健康状况，并可及时提供医疗、医药方面的建议。本课题研究的系统具有很强的实用性。能在PC机上实现普通示波器的功能，以及对被测信号进行频谱分析，从而构成虚拟示波器。虚拟仪器在测控技术中具有传统仪器无可比拟的优势。本研究将对开发中低速数据采集产品具有积极的参考价值。9.会议论文 王|.黄瑜.侯国屏 示波器控制程序设计本文介绍了采用虚拟仪器开发环境LabVIEW编写的用于Tektronix系列示波器的仪器控制程序的设计和实现。在完成对仪器参数的计算机端控制的同时,该程序还展示利用计算机的计算分析能力增强和扩展仪器功能的思路和方法。10.学位论文 宁歆 基于LabVIEW的虚拟数字示波器的设计与实现 2006由于电子技术、计算机技术的高速发展及其在电子测量技术和仪器领域中的应用，新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断出现。电子测量仪器的功能和作用已经发生质的变化。在先进的测控系统中，不仅希望设备能够单独进行测试，还希望他们之间能够互相通信，构成测试系统，甚至是测试网络系统，实现信息共享，以便对众多的被测信号进行对比、综合和自动分析、从而得出准确的判断。这是电子行业本身给测试设备提出的要求，传统的测试仪器在此方面受到很大的限制。由于上述原因，并且随着电子技术和计算机技术的快速发展以及价格不断下降，改变了传统的电子技术设计观念，使原来部分由硬件完成的功能，现在能由软件实现。例如仪器面板和数字滤波等，实现硬件软件化。而不少硬件难以实现的功能，例如复杂的信号分析，数据统计和三维图像显示等，在计算机中则较容易实现。在市场的需求和相关技术支持下，促使了基于个人计算机的测控仪器――虚拟仪器的发展。虚拟仪器利用计算机强大的处理能力，使得它成为了一种很好的工具，其应用范围也越来越广泛。与传统仪器相比，虚拟仪器在智能化程度、处理能力和可操作性等方面均具有明显的技术优势。示波器是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。目前研制一种结构简单、操作方便、生产技术要求不高、费用低的数字示波器是非常必要的。本文介绍了一种新型的示波器：虚拟数字存储示波器。虚拟数字存储示波器是虚拟仪器技术的一种具体应用。该虚拟仪器基于计算机平台，将虚拟仪器硬件和软件紧密结合，实现比传统仪器更强大的功能。虚拟数字存储示波器系统由数据采集、数据分析和结果输出显示三个主要功能部分组成。其中，数据分析和结果输出显示完全由计算机软件系统来完成，只有数据采集是在软件的控制下由硬件来完成。本文主要完成对软件系统的设计。
本文设计的虚拟数字存储示波器的系统工作原理是，对模拟信号进行数据采集后，根据使用者的不同要求由软件对数据进行相应的分析、处理，并在屏幕上显示处理结果。本设计采用模块化的软件设计思想编写，每个功能的实现由一个模块完成。我们所设计的虚拟数字存储示波器主要由数据采集、参数测量、频谱分析、滤波和波形存储和读取模块组成。将这些子模块在虚拟仪器的框图程序中按照一定的逻辑关系组合起来，就形成了完整的虚拟数字存储示波器。它具有传统仪器所没有的许多优点，如波形可以存储为数据文件，可以长久保存并随时调用，波形显示可以进行单、双通道的切换、成本低廉，可以根据需要进行功能拓展。本设计所采用的软件是美国NI公司推出的LabVIEW。LabVIEW是一种基于图形化编程语言的开发环境，具有十分强大的数据库。它为虚拟仪器设计者提供了一个便捷、轻松的设计环境。是目前应用最广泛的虚拟仪器开发平台软件之一。本设计采用的硬件是阿尔泰PCI2003数据采集卡，此卡基于PCI总线。它的分辨率是12位，采样速率是100kHz。本文利用LabVIEW6i图形编程语言，借助计算机强大功能，设计了一种方便、实用的虚拟示波器，并在实际运用中取得较好的效果。它的主要性能指标是双通道波形显示，波形可存储读取，具有谱分析和滤波功能以及电压、时间、频率等参数的测量。在传统仪器的基础上扩展了部分功能。充分发挥了计算机强大的功能和软件设计的灵活性。本文最后对工作中的遗留问题作了说明，并对今后的工作进行了展望。 引证文献(8条)1.张昊.曲玉琨.周飞.唐彬 基于LabVIEW的检测系统数据采集与分析[期刊论文]-电脑知识与技术 .谈玲 一种虚拟示波器中的数据传输方案[期刊论文]-微计算机信息 2009(1)3.TAN Huang.刘毅.ZHENG Xue-ren.刘汉华 基于虚拟仪器的电子电路实验教学系统[期刊论文]-微计算机信息2008(22)4.祁浩.杨凯 基于1553B的LabVIEW远程终端仿真[期刊论文]-微计算机信息 .孙惠章 基于LabVIEW多功能相位测量仪的设计[期刊论文]-微计算机信息 2008(16)6.宋长源 基于LabVIEW软件的信号采集与分析[期刊论文]-河南科技学院学报（自然科学版） .张辉.王志臣.孙锐 测试仪器的虚拟技术性能优化[期刊论文]-山东大学学报（工学版） .张雅静.马壮 示波器测算指数信号参数的若干方法[期刊论文]-科技咨询导报 2007(8) 本文链接：http://d..cn/Periodical_wjsjxx.aspx授权使用：黄小强(wfxadz)，授权号：63b2f3ca-b4a1-4c26-af65-9e下载时间：日包含各类专业文献、行业资料、高等教育、幼儿教育、小学教育、外语学习资料、应用写作文书、专业论文、文学作品欣赏、基于LabVIEW的多功能虚拟示波器设计58等内容。
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