基于Labview的虚拟示波器设计及应用(1).pdf

基于Labview的虚拟示波器设计及应用木言2虚拟仪器技术韦巍韦仲l’引的虚拟，方便了使用者从实际的示波器转至虚拟示波别引。但是一种新的设计方案实现以后，要投入实际摘要：虚拟仪器技术利用了计算机的处理能力实现对信号数据的运算和分析，该技术对高校实验教学工作所具有一定的意义。结合实验室设备的现状，采用了计算机声卡设计一个基于Labview的虚拟示波器，具有传统示波器的主要功能，经过初步的使用及误差分析，该示波器具有一定的精确度。表明虚拟仪器技术能够为改善高校实验条件提供新途径。关键词：虚拟仪器声卡虚拟示波器数据采集误差虚拟仪器技术能够为改善高校实验条件提供新途径。虚拟面板，其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统【4】。虚拟仪器利用了计算机程序的处理功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达和输出检测结果：利用计算机强大的软件功能实现对信号数计算机仪器系统15J。虚拟仪器的出现，使测量仪器与计算机的界限模糊了。Labview采用图形化的数据流语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数广西大学计算机与电子信息学院，广西南宁530004随着我围高等教育规模的不断扩大和高等教育课程教学内容的更新，许多院校实验室的仪器设备由于数量不够功能落后等原因，已经难以满足日常教学的需要。作为教学仪器发展的方向之一。虚拟仪器技术正好可以克服传统仪器功能单一、无法灵活配置的缺点，用它来解决时下的这个I’uJ题不失为一个好办法IlNationallnstruments公司提供了行业标准图形化编程软件—Labview，使用该软件设计并编程实现了一个虚拟示波器。该虚拟示波器具有传统示波器的主要功能。示波器是电子实验室常用的时域测量仪器，虚拟示波器在功能上利用计算机的处理能力实现了示波器应用，还需要考虑是否能满足要求，如测量信号时会有多少误差。因此，对于虚拟示波器，除了功能实现之外，还应该对其基本的性能进行评价。经过初步的使用及误差分析，该示波器具有一定的精确度。表明“虚拟仪器(VinuaIlnstrument，VI)是计算机技术、仪器技术和通信技术相结合的产物。虚拟仪器的目的是利用计算机的强大资源使硬件技术软件化，分立元件模块化，降低程序开发的复杂程度，增强系统的功能和灵活性。”【3j所谓虚拟仪器，就是在以计算机为核心的硬件平台上，其功能由用户设计和定义，具有据的运算、分析和处理：利用I／O接口设备完成信号的采集、测量与调理，从而完成各种测试功能的一种在国外，以NI公司为代表的一批厂商已经在市场上推出了基于虚拟仪器技术设计的商品化仪器产品。’基金资助：广西大学校级基金项目．作者简介：韦巍(1974．)，男，博士，广西大学教师，副教授，研究方向：虚拟仪器技术的应用，电子测鼍与控制，医学图像的计算机三维重建．J。
3虚拟示波器的设计LabVIEw中关于声音信号的输入节点Ⅵ以满足了，而它的价格却比市场上专业的数据采集膏低了很纠7’引。大学、暨南大学等。这些学校在原有的基础上，开发出了一批新的虚拟仪器系统用于教学和科研。广西大基于PC声卡的虚拟示波器系统包含了数据采集、信号频谱图显示、通道信号瞬时频率显示、信号瞬Read．vi节点：用于从缓冲区读取采集到的数据，并根据不同的数字声音格式，输出相应数据格Stop．vi节点：用于终止声音采集设备对数据的采集：据采集和仪器控制软件。虚拟仪器系统及其图形化编程语言已成为美国各个大学理上类学生的一门必修课。在国内，也有一些院校的实验室引入了虚拟仪器系统，如复旦大学、上海交通大学、四川大学、华中理工学的电工电子实验中心也对虚拟仪器技术进行研究，在虚拟仪器的数据采集、数据分析及处理等方面获得了相应的成果。广西师范大学出版了相关的书籍。国内～些以虚拟仪器技术为核心技术的公司可提供虚拟仪器产品和虚拟仪器技术支持，例如北京中科泛华测控技术有限公司就是其中比较有实力的公司。还有一些爱好者与小团体制作一些低端的产品在网络上发布。虚拟仪器硬件的核心是数据采集卡，而目前市场上出售的数据采集卡的价格与性能基本成正比，一般比较昂贵【6J。但是多媒体计算机中的声卡也可以成为一个相当不错的数据采集系统，而且它的兼容性好、性能稳定、灵活通用。对于许多工程测量和科学实验来说，声卡中的的A／D和D／A转换器所提供的精度可使用PC机中的声卡设计实现的虚拟示波器，在声卡的输入范围即音频范围内，具有数据采集、数据分析和处理、电压、频率和波形显示、频谱图及李萨如图显示等功能，同时还具有了图形数据的存储功能，达到了对传统示波器的功能和操作上模仿。图l为虚拟示波器的软件结构。时最大值显示、信号瞬时最小值显示、通道电压幅度值显示、触发控制、波形垂直方向调节、李萨如图显示、显示模式选择、波形水平方向调节、波形显示和波形存储等13个模块组成。