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1、第34卷第4期电子工程师Vol.34No.42008年4月ELECTRONICENGINEERApr.2008基于LabVIEW的虚拟示波器设计郭艳清,路向阳(中原工学院电子信息学院,河南省郑州市450007)摘要:介绍一种基于LabVIEW的虚拟示波器设计方法,主要利用NI公司数据采集卡PCI-6014及LabVIEW应用开发环境,开发基于PCI总线的虚拟数字示波器。输入信号通过BNC接头从输入端子进入数据采集卡进行数据采集,用NI公司提供的MeasurementAutomation进行简单的设置,完成系统软件
2、与数据采集卡之间的通信,采用模块化设计思想编写软件。软件总体包括程序控制、波形显示、通道选择、位置调整、触发控制等模块,最终实现开发一个能够对多种对象数据和控制参数进行设置、实时采集、处理、显示的虚拟示波器。关键词:LabVIEW;示波器;虚拟仪器;采集卡中图分类号:TM935.37工具,因此,LabVIEW可以编出外观和功能都与真实0引言仪表很相似的程序。虚拟仪器是一种基于计算机的自动化测试仪器系1虚拟示波器的方案设计统。虚拟仪器的突出优点在于能够与计算机技术结合,将计算机资源与仪器硬件,数字信号处理技术与不虚
3、拟示波器是虚拟仪器平台测控系统输出部分中同功能的软件模块结合,组成不同的仪器功能。用户常用的电子测试仪器之一,是一种分析和比较信号的可根据测试的需要,自己设计所需要的仪器系统,即利综合性仪器,能在荧光屏上将电压或电流以时间函数用数据采集卡及计算机外围硬件进行信号的采集与检的形式描绘出来,是电信号的时域测量和显示仪器。测,然后用计算机所编的软件来实现对信号的处理、计它的主要功能是精确复现作为时间函数的电压波形,算和分析以及对测试结果进行显示。显示的波形用来确定数量的信息(如幅度、频率),也波形分析是信号处理中重要的
4、分析手段。虚拟示可用来获得其质量的信息(如波形);还可用来比较两波器的出现改变了原有示波器的整体设计思路,用软个不同的波形,并测量它们的时间和相位关系。本文件代替了硬件。将传统仪器由硬件实现的数据分析与介绍利用NI公司数据采集卡PCI26014及LabVIEW显示功能,改由功能强大的计算机及其显示器来完成,应用开发环境,开发基于PCI总线的虚拟示波器。使工程技术人员可以用一部笔记本电脑到现场就可轻本虚拟示波器的主要功能包括:3种通道信号输松完成信号的采集、处理及频谱分析和波形分析。入、触发控制、通道控制、时基调整
5、控制、幅度调整控LabVIEW(实验室虚拟仪器集成环境)是NI公司制、波形显示、参数自动测量等。基本性能如下:数据(美国国家仪器公司)的创新软件产品,也是目前应用采样速率为100KSPS(千次采样每秒),分辨率为最广、发展最快、功能最强的图形化软件集成开发环12bit;波形显示模式为通道A或B或A&B;电压参数境,可实现数据采集、仪器控制、过程监控和自动测试测量为Vrms和Vpp;波形类型为双踪示波;通道选择为等实验室研究和工业自动化领域的实际任务。Lab2通道0或1。VIEW从基本的数学函数、字符串处理函数、数
6、据运算虚拟示波器主要由软件控制完成信号的采集、处函数、文件I/O函数到高级分析库,包括了信号处理、理和显示。其功能结构如图1所示。最终能实现数据窗函数、滤波器设计、线性代数、概率论与数理统计、曲采集、处理、显示等功能。线拟合等,涵盖了仪器设计中几乎所有需要的函数。LabVIEW的功能模块包括数据采集、通用接口总线和仪表的实时控制、数据分析、数据显示以及数据的存储。拥有大量数据采集和仪表控制的功能模块和开发图1示波器功能结构收稿日期:2007211213;修回日期:2008201221。·13··测控技术·电子工程
7、师2008年4月2虚拟示波器模块的设计虚拟示波器由一块基于PCI总线的多功能数据采集卡和相应的软件组成,将它们安装在一台PC机上,采集卡选用NI公司的PCI26041,系统的软件采用模块化的思想编写,每个功能的实现由一个模块完成,然后由主控模块调用各个子模块,即可构成一个功能强大的数字虚拟示波器。实际测量是输入信号通过BNC接头从输入端子进入数据采集卡进行数据采集,同时用NI公司提供的MeasurementAutomation进行简单的图3时基调整和幅度调整代码设置,便可完成系统软件与数据采集卡之间的通信。坡触发
8、和电平出发。软件采用模块化设计思想编写,每个功能的实现由一将上述功能模块依一定的逻辑组合,即可实现预个模块完成,软件总体上包括程序控制、波形显示、通定的功能。道选择、位置调整、触发控制等模块组成,最终能实现数据采集、调节、处理、显示等功能。3系统调试程序控制模块是虚拟双踪示波器软件的主要部根据对虚拟示波器设计要求和设计思想,开发出分,完成提供本示波器的操作以及停止按钮。在
