【正文】 Q、 GPIB、 PXI、 VXI/RS23 485 在內(nèi)的各種儀器通信總線標準的所有功能函數(shù) ，使得不懂總線標準的開發(fā)者也能夠驅動不 同總線標準就口設備與儀器 ； （ 6）提供大量與外部代碼或軟件進行連接的機制，諸如 DLLs(動態(tài)連接庫 )、 DDE（共享庫）、 ActiveX 等 ； （ 7）強大的 Inter 功能，支持常用網(wǎng)絡協(xié)議，方便網(wǎng)絡、遠程測控儀器的開發(fā) [6]。 LabVIEW 的前面板如圖 31 所示， 9 圖 31 前面板窗口 (2)后面板 (即程序框圖 ) 用戶在前面板正確的設計出虛擬儀器的界面，還是不能按照預計的要求實現(xiàn)其相應的功能 操 作，還需要與之配套的程序框圖，以完成與前面板上 控件間的數(shù)據(jù)傳遞和交換、數(shù)據(jù)信號的處理、顯示及分析等任務。 (1)工具 (Tools)選板 工具選板提供了各種用于創(chuàng)建、修改、調試 VI 的工具。 函數(shù)選板提供的不同信號處理函數(shù)可以很方便的拖放到程序框圖設計區(qū)，這些函數(shù)被稱作為節(jié)點。用戶可以將設計所需的 控件放置到前面板上， 類似于實際儀表面板上的各種 輸入 /輸出口、按鍵、旋鈕、顯示屏等，通過合理布局就能設計出滿意的虛擬儀器操作前面板 。 13 傳統(tǒng)示波器工作原理 在示波器的熒光屏上，顯示電壓波形的原理如下：被測電壓是時間的函數(shù)，在直角坐標系統(tǒng)中，可以用 ()xu f t? 的曲線表示； 示波器的兩副偏轉板使電子束在兩個互相垂直的方向偏轉，這兩個方向可以看成是坐標軸； 因此，要在管子的熒光屏上顯示被測電壓的波形，就必須使射線沿水平方 向的偏轉同時間成正比，而在垂直方向 同被測電壓成正比（每一瞬間）； 所以，鋸齒波電壓 加到水平偏轉板上，它迫使射線以恒定的速度從左向右沿水平方向偏轉； 并且很快的返回到起始位置； 射線沿水平軸經(jīng)過的距離跟時間成正比 ； 被測電壓加到垂直偏轉板上，因而，每一瞬間射線的位置單值的對應于 這一瞬間被測信號的值； 在鋸齒波電壓作用期間，射線就繪出了被測信號的曲線，示波器波形顯示原理如圖 41 所示， 圖 41 示波器波形顯示原理 圖 以上圖形是鋸齒波的重復周期等于輸入信號 周期整數(shù)倍的情況（一倍），熒光屏上顯示出的信號圖形 是穩(wěn)定不動的， 如果不是整數(shù)倍，則每次出現(xiàn)的信號波形就不會重合，圖形將不斷移動，不利于觀 14 測， 為了保證鋸齒波的周期等于輸入信號的整數(shù)倍，示波器必須具有同步或觸發(fā)電路 [7]。但是 模擬示波器只能用來 分析 和 觀察 重復 出現(xiàn) 的周期信號，對于 慢速信號 或偶爾出現(xiàn)的高頻信號，難以 進行 觀察和分析 ，模擬示波器 突出 的 優(yōu)點 是 模擬帶寬可以做到很高。采樣方式可分為實時采樣和非實時采樣。目前，虛擬儀器的四種體系結構中，在虛擬示波器中應用最多的是 PCDAQ 體系。 (1)分辨率（ resolution） 就是屏幕顯示圖像的精度，即顯示器顯示圖像的像素的多少。 在測量中，任何一種測量的精密程度高低都只能是相對的，皆不可能達到絕對精 確，總會存在有各種原因導致的 誤差， 為使測量結果準確可靠．盡量減少 誤差， 提高測量精度 。 傳統(tǒng)示波器與虛擬示波器對比 虛擬示波器在使用和功能上具有許多優(yōu)點與傳統(tǒng)示波器比較， 如表格 42 所示： 虛擬示波器 傳統(tǒng)示波器 波形便于存儲及打印 波形只能用戶自己記 錄 17 測量精度高，適用性強 測量精度不高，適用性弱 波形均勻穩(wěn)定，無閃爍， 波形穩(wěn)定度不高，存在閃爍， 多窗口多波形顯示 波形顯示個數(shù)有硬件設備決定 成本低、體積小、便于攜帶 成本高、體積大、不便攜帶 表格 2 傳統(tǒng)示波器與虛擬示波器有缺對比 本文關于虛擬示波器的設計參閱 雙 蹤臺式數(shù)字示波器的功能 。 虛擬示波器的總體流程圖如圖 51 所示 18 圖 51 虛擬示波器總體流程圖 數(shù)據(jù)采集模塊 對于示波器而言數(shù)據(jù)采集無疑是重要部分，然而由于相應的硬件設備無法完成數(shù)據(jù)采集模塊的具體設計，本文就數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及采樣原理介紹如下： 前面板參數(shù)賦值 開 始 數(shù)據(jù)采集開始 數(shù)據(jù)讀取 采集停止 波形存儲與回放 結 束 波形顯示 濾波處理 頻譜分析 時域分析 Y N 19 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構成 基于計算機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由傳感器、信號調 理、數(shù)據(jù)采集 (DAQ)硬件、個人計算機、軟件等基本要素構成。 (2)信號調理 信號調理是將外部開關變量信號輸入到計算機時經(jīng)過轉換、放大、濾波、保護、隔離等措施轉換成計算機能夠接收的邏輯電平 [10]。 通過 濾 被測對象 傳感器 信號調理 數(shù)據(jù)采集硬件 接 口 計算機 分析軟件 信號調理 數(shù)模轉換 20 波可以去掉被測信號中的 噪聲 信號。單端輸入通道 有 公共信號地，常用于輸入信號幅度較大的場合 ，而 差分輸入通道，各路輸入信號 都 有自己的參考地電位，有利于消除共模噪聲干擾的影響。 采樣原理 數(shù)據(jù)采集最主要的功能之一是將外部模擬信號 轉化為離散信號傳遞到計算機中 ，這一過程被稱為采樣。當輸入的姓名和密碼均正確時，登錄狀態(tài)顯示控件顯示為“恭喜你！登錄 成功”，并且自動跳入主界面；如果輸入密碼錯誤，登錄狀態(tài)顯示控件則顯示為“密碼錯誤，請重新輸入”；如果輸入用戶姓名有誤，登錄狀態(tài)顯示控件則顯示為“用戶名輸入有誤，請重新輸入”。虛擬示波器 的登錄界面的程序面板如圖 55(a)、 55(b)、55(c)所示， 圖 55(a) 23 圖 55(b) 圖 55(c) 虛擬示波器主界面 Labview 前面板用于設置輸入數(shù)值和觀察 波形的顯示以及參數(shù)輸出 ，用于模擬真實示波器的前面板。 滑動桿控件用來控制通道 1 或者通道 2 的選擇， 通道 1 和通道 2 枚舉輸入控件中包含正弦波、三角波、矩形波、鋸齒波可供選擇，可以單通道選擇不同輸入信號，也可以同時打開兩個通道，同時顯示兩個 通道的波形，通過參數(shù)旋鈕可以控制改變波形的幅值、頻率、相角；數(shù)值顯示控件 顯示波形的頻率、幅值、相角 等。重復端口初始值為0，每循環(huán)一次的遞增步長為 1。 IIR 數(shù)字濾波器 IIR 數(shù)字濾波器采用 遞歸型結構，即結構上帶有反饋回路；但是 相位特性不好控制，對相位要求較高時，需加相位校準網(wǎng)絡。數(shù)字濾波器即 27 是以數(shù)值計算的方法來實現(xiàn)對離散化信號的處理，以減少干擾信號在有用信號中所占的比例，從而改變信號的質量，達到濾波或加工信號的目的 。如果信號中有周期部分，則自相關函數(shù)在 ? 很大時都不衰減 并具有明顯的周期性。該面板主要有 3 個波形圖表控件，用來顯示原始信號 ， 原始信號與噪聲信號的疊加后的波形顯示 以及作自相關運算之后的波形顯示。信號的頻域分析是對信號按頻率進行分析，頻域分析的關鍵是對數(shù)據(jù)進行 相 關的變換。 一個布爾控件，用來控制 該面板的開始。從軟盤或硬盤上讀取的數(shù)據(jù)同實時采集的數(shù)據(jù)一樣，能夠進行參數(shù)測量、顯示波形以及波形打印等相應的操作。具體 程序 調試 方法 如下 ： (1)查看錯誤列表 點擊單步運行按鈕， 若 子 VI 程序 中 存在 連接松弛或者 語法錯誤，該 運行按鈕變成一個折斷的箭頭， 說明 程序不能被執(zhí)行。 (3)探針 LabVIEW 的探針是用來查看后面板程序框圖上的某線處數(shù)值的。 33 虛擬示波器數(shù)據(jù)顯示 (1)單通道或者雙通道波形顯示，如圖 61(a)、 61(b)、 62(c)所示，在通道控制面板上， 滑動桿滑動，分別依次打開 通道 1， 通道 2， 通道 1 和通道 2，然后選擇要產(chǎn)生的 波形 信號；再通過調節(jié) 參數(shù)通道控制中調節(jié)幅值、頻率和相角 的按鈕產(chǎn)生相應的信號波形。同時顯示了正弦波的參數(shù)，如直流分量、交流分量、 直流平均值、反峰、正峰、峰峰值、均方根、頻率、周期、占空比等參數(shù)，其中 圖 63 時域分析及參數(shù)測量 (4) 打開選項卡中“頻域分析”模塊，單擊 “頻域分析”按鈕 ，運行結果如圖 64 所示，經(jīng)過 實數(shù) 快速傅立葉變換 (FFT)對 信號頻譜分析 ，幅值和相角按照頻率顯示；能夠看到不同頻率段信號的波形的幅值和相角，根據(jù) 需要可以選擇濾波器對信號進行處理濾除不需要的信 36 號，得到較為純 凈的信號。電磁干擾是電子設備 噪聲干擾 中的主要干擾形式。 (4)采用合適的隔離技術將干擾源與測試系統(tǒng)隔離開來。使得我對你能夠更深的掌握 LabVIEW 軟件基本運用方法和設計技巧，如 while 循環(huán)、 for 循環(huán)、條件結構循環(huán)的用法，程序調試的方法等。 (4)增強網(wǎng)絡化測試功能。 計算機虛擬示波器的成本低，功能全，可擴充性強，較適合應用于工業(yè)測試和工業(yè)自動化及汽車、輪船、水力和醫(yī)療等領域。 41 參考文獻 [1]王福明，于麗霞，劉吉，丁博，《 LabVIEW 程序設計 與虛擬儀器 》 ，陜西，西安電子科技大學出版社， 2021 年，前言 [2]江建軍，孫彪，《 LabVIEW 程序設計 教程 》 ，北京，電子工業(yè)出版社， 第 2 版 ,2021年， P1 [3]徐曉東，鄭對元，肖武， 《 常用功能與編程實例精講》，北京，電子工業(yè)出版社 ,2021 年， P2 [4]王斌 ，《基于虛擬 儀器的電子學實驗教學平臺的設計 》 ，碩士學位論文，陜西，西安電子科技大學， 2021 年， P9P10 [5]侯國斌，王坤，葉齊鑫，《 編程與虛擬儀器設計 》 ，北京，清華大學出版社， 2021 年， P2 [6]高軍 芳，《基于 LabVIEW 的虛擬示波器的設計與實現(xiàn)》 ，碩士學位論文，陜西，西安理工大學， 2021 年 ,P20 [7]朱紅 林，《簡易虛擬示波器的設計》，碩士學位論文， 湖北，華中師范大學，2021 年 ,P9 [8] 姜碧瓊，《基于 LabVIEW 的虛擬示波器的設計》，碩士學位論文，陜西，西北農(nóng)林科技大學， 2021 年 ,P20 [9]賈石峰， 《傳感器原理與傳感器技術》， 北京，機械工業(yè)出版社， 2021 年 ， P2 [10]李正軍，《計算機控制技術》，北京，機械工業(yè)出版社， 第 2 版， P98 [11]王海娥，《基于 LabVIEW 的虛擬示波器的設計及遠程控制》，碩士學位論文，青海，青海師范大學 ,P17 [12]寧歆， 《基于 LabVIEW 的虛擬數(shù)字示波器的設計與實現(xiàn) 》 ， 碩士學位論文 ， 廣州，第一軍醫(yī)大學， P33 42 項 目 經(jīng) 理項 目 副 經(jīng) 理 項 目 總 工 質 安 總 監(jiān)工程管理部物資管理部技術管理部檢測試驗室質安管理部監(jiān) 督 工 程 管 理部 、 物 資 管 理部 、 檢 測 試 驗 室現(xiàn) 場 質 檢 員 、 施 工 員施 工 班 組 3N7N承 承 承 承 承 承 承承 承3S7S承 承 承 承 承 承承 承 承3N7N承 承 承 承 承 承 承承 承 承 承3S7S承 承 承 承 承 承承 承 承 承 承3N7N承 承 承 承 承 承 承承 承3S7S承 承 承 承 承 承承 承 承3N7N承 承 承 承 承 承 3S7S承 承 承 承 承 承3N7N承 承 承 承 承 承 承承 承 承 承3S7S承 承 承 承 承 承承 承 承 承 承3N7N承 承 承 承 承 承 承承 承 承3S7S承 承 承 承 承 承承 承 承 承3N7N承 3S7S承 承 承承 承 承3N7N承 承 承 承 承 承 3S7S承 承 承 承 承 承e39。ae39。 UE9aQGn8xp$Ramp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^G89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3