基于聲卡的虛擬示波器設(shè)計(jì)【畢業(yè)論(已修改)
2025-06-23 07:33 本頁(yè)面
【正文】 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 基于聲卡的虛擬示波器設(shè)計(jì) 摘 要 當(dāng)今的世界正以一種前所未有的速度發(fā)展著，科技的發(fā)展更是日新月異。計(jì)算機(jī) 擁有著強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，故而成為人們生活中必不可少的一部分。 本文正是利用計(jì)算機(jī)所具有的不可代替的邏輯運(yùn)算能力， 使得 實(shí)現(xiàn) 虛擬儀器的開(kāi)發(fā)變?yōu)榭赡埽?理論上可以設(shè)計(jì)出 基于聲卡的虛擬示波器。 雖然傳統(tǒng)儀器得到迅猛的發(fā)展，精度越來(lái)越高，功能越來(lái)越強(qiáng)，性能越來(lái)越好，但傳統(tǒng)儀器仍然是由廠家設(shè)定好的封閉結(jié)構(gòu)，有固定的輸入輸出和儀器操作面板。每種儀器實(shí)現(xiàn)一種特定的功能，并以確定的方式提供給用戶。我國(guó)的高檔儀器主要依賴進(jìn)口，因?yàn)槟壳皣?guó)內(nèi)的技術(shù)水平還不夠成熟，沒(méi)有達(dá)到世界先進(jìn)水平，所以試圖研究一種 簡(jiǎn)單方便、成本低又能夠滿足需求的虛擬示波器是非常有必要的。 聲卡的性能指標(biāo)已經(jīng)非常成熟， 擁有非常優(yōu)越的 A/D 轉(zhuǎn)換性能，再加上LabWindows/CVI 的 強(qiáng)大的函數(shù)庫(kù)和驅(qū)動(dòng)庫(kù)，使得研制虛擬示波器變得更加方便和靈活。本文利用計(jì)算機(jī)聲卡代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上的數(shù)據(jù)采集卡，設(shè)計(jì)了一種雙通道數(shù)字存儲(chǔ)示波器。由于聲卡所能承載的最大電壓是 1V， 通過(guò)聲卡的采集的輸入信號(hào)只能限定在 1V 以內(nèi)。在這個(gè)前提下，本示波器最高可以達(dá)到 的采樣頻率，量化精度是 16 位。 基于聲卡的 虛擬示波器通過(guò)計(jì)算機(jī)的 I/O 接口 — 聲卡 采集到需要測(cè)量的信號(hào)，通過(guò)軟件編程對(duì)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算、分析、顯示，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)的顯示器觀察到設(shè)計(jì)的面板，并且可以通外接設(shè)備（如鼠標(biāo)或鍵盤(pán)）對(duì) 事先 設(shè)計(jì)好的面板進(jìn)行操作，達(dá)到替代傳統(tǒng)儀器的目的。 關(guān)鍵詞： 虛擬儀器、虛擬示波器、聲卡、 LabWindows 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) The Design of a Virtual Oscilloscope Based on Sound Card ABSTRACT We are living in a world developing in a speed never seen before, and the development of technology changes with new day. So far, people cannot live without puters because of their powerful processing capacity. What we use in this paper is the logically puting power of puters which is irreplaceable, so it makes it possible to develop virtual instruments or a virtual oscilloscope at last. Though traditional instruments have reached a new level, and they have got high precision, better function and performance. However, traditional instruments always cannot get rid of close structure, fixed I/O and operation panel. In addition, every instrument offers a fixed function to users in a set way. In our country, we import top grade instruments because we have not grasp this technology which is advanced in the world. So it is necessary to develop a simple and cheap virtual oscilloscope. People have done a lot about PC card which can transform analog signal to digital signal in a unexceptionable mode. Together with powerful function library and drive library, it bees more convenient and versatile. In this paper, we design a twochannel stored digital oscilloscope making use of Sound card instead of traditional data acquisition card. In fact, 1V is the maximum voltage that Sound card can stand, so we must limit the input voltage under 1V. If the instrument works properly, its sample frequency can reach KHz, and its quantification precision is 16 bits. The virtual oscilloscope collect signal from puter input PC card, and calculate, process, display the signals, and users can operate the panel with external device(mouse or keyboard) just like using traditional oscilloscope. Key Words： Virtual Instrument, Virtual Oscilloscope, PC card, LabWindows 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 目 錄 1 引言 1 課題研究背景及意義 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 本文的主要研究?jī)?nèi)容 3 主要章節(jié)安排 4 本章小結(jié) 4 2 LabWindows/CVI 編程環(huán)境的介紹 5 LabWindows/CVI 簡(jiǎn)介 5 創(chuàng)建用戶界面 5 添加相應(yīng)代碼 7 本章小結(jié) 7 3 虛擬示波器的模塊化設(shè)計(jì) 8 信號(hào)采集模塊 8 波形顯示模塊 9 頻譜分析模塊 10 波形調(diào)節(jié)模塊 11 信號(hào)存儲(chǔ)模塊 20 其他功能模塊 21 本章小結(jié) 21 4 虛擬示波器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 22 光標(biāo)功能驗(yàn)證 22 頻率精度及范圍驗(yàn)證 25 移動(dòng)功能驗(yàn)證 30 縮放功能驗(yàn)證 32 本章小結(jié) 33 5 總結(jié) 35 參 考 文 獻(xiàn) 36 致 謝 38 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
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