【正文】 CHA 和 CHB 的 單通道 示波器，即雙蹤示波器。由于沒有外界信號輸入設(shè)備，所以不能用外部數(shù)據(jù)采集的方法輸入信號波形，那么自己設(shè)計(jì)一個(gè)信號發(fā)生器，使兩個(gè)通道都能實(shí)現(xiàn)基本模擬信號正弦波、三角波、方波、鋸齒波的輸入。包括 CHA 信號幅度調(diào)節(jié)和幅度偏移、 CHB 信號幅度調(diào)節(jié)和幅度偏移、同時(shí)開的時(shí)候兩個(gè)信號疊加開關(guān)。在程序的編寫中，使用了條件結(jié)構(gòu)， while 循環(huán)結(jié)構(gòu)以及常用的數(shù)據(jù)處理函數(shù)，同時(shí)還用到了信號生成控件 VI、旋鈕控件 VI 等多個(gè) LabVIEW 控件。前面板上菜單下拉列表功能的實(shí)現(xiàn)如下圖， B 通道的實(shí)現(xiàn)同理可得。 圖 310延遲時(shí)間 圖 310 是為了更清楚的觀測而設(shè)置的，運(yùn)行期間信號變化很快，不利于做詳細(xì)的觀測比較，解決該問題的方法是設(shè)置一個(gè)延遲時(shí)間模塊。 圖 314 通道交替顯示波形 圖 314 即為 A、 B 兩通道交替顯示波形的程序框圖，此時(shí)前面板將分別交替顯示A 通道和 B 通道中 的波形，可以調(diào)節(jié)前面板上的 “延遲時(shí)間 ”旋鈕，更好的來觀察波形交替顯示的情形。用虛擬信號發(fā)生器來產(chǎn)生不同頻率和幅值的波形，通過虛擬示波器來顯示、測量、處理和分析這些波形，來檢測虛擬示波器的性能。 性能分析 （ 1）本程序界面友好，基本與實(shí)物圖相符，生動形象，對于波形輸出具有實(shí)時(shí)的動態(tài)效果。世界各國的工程師和科學(xué)家們都已將 NILabVIEW 圖形化開發(fā)工具用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而改善了產(chǎn)品質(zhì)量、縮短了產(chǎn)品投放市場的時(shí)間，并提高了產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)效率。為了完成任務(wù)，我看了很多有關(guān)于 LabVIEW 的視頻教程，基本掌握了循環(huán)結(jié)構(gòu)、順序結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)。經(jīng)過測試，本文設(shè)計(jì)的示波器能對波形和參數(shù)正確的顯示，達(dá)到了虛擬示波器的設(shè)計(jì)要求。首先謝謝我的指導(dǎo)老師： 侯 麗 新 。因?yàn)橛羞@樣的良師益友，使我 在設(shè)計(jì)中減少了走彎路的次數(shù)，順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。也要感謝跟我一組的同 學(xué)，許多次在我設(shè)計(jì)不知如何下手時(shí)，都給了我許多的建議，使我大大加快了設(shè)計(jì)的進(jìn)程。 （ 2）充分利用了計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，波形顯示效果逼真。 本文設(shè)計(jì)的虛擬示波器不僅具有臺式數(shù)字示波器的功能，而且充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的功能和軟件設(shè)計(jì)的靈活性。虛擬儀器提供的各種工具能滿足我們?nèi)魏雾?xiàng)目需要。 （ 3）本設(shè)計(jì)中，兩通道都可以正常的顯示波形，交替和斷續(xù)也都可以實(shí)現(xiàn)，唯一的缺陷就是 X 軸不能隨著移動變化，設(shè)計(jì)有待改善提高。 前面板上， “通道選擇 ”選擇 “A+B”， “CHA”和 “CHB”可分別下拉選擇正弦波、三角波、方波、鋸齒波，這時(shí)，屏幕上顯示的即為圖 16 所示的幾組波形，可以調(diào)節(jié)幅值、頻率等旋鈕來改變波形的幅值和頻率等。 亞為科技 19 第四章 虛擬示波器的調(diào)試與結(jié)果分析 本虛擬示波器的設(shè)計(jì)一是參閱通用的 單通道 臺式數(shù)字存儲示波器的功能，并月在儀器分析上有所擴(kuò)展。 亞為科技 17 圖 312 即為 B 通道單獨(dú)顯示波形的程序框圖，前面板輸出的只有 B 通道的波形。 亞為科技 16 圖 38幅度偏移 圖 38 是實(shí)現(xiàn)幅度的偏移，公式為 x1+x2（ x1 為輸入信號， x2 為偏移量）。 圖 32 虛擬雙蹤示波器前面板 亞為科技 14 圖33 虛擬雙蹤示波器程序框圖 選擇及波形發(fā)生 在程序框圖面板上調(diào)用一個(gè)子 VI，程序框圖如下： 圖 34 子 VI程序框圖 亞為科技 15 利用基本函數(shù)發(fā)生器創(chuàng)建波形發(fā)生模塊，實(shí)現(xiàn)信號源的選擇。通過 while 循環(huán)的停止按鈕設(shè)置示波器停止工作。采用波形圖控件。設(shè)置兩個(gè)控件控制 CHA 和 CHB 選通狀況，分別輸入正弦波、三角波、方波和鋸齒波。通過波形的顯示，最后把波形的其他參數(shù)以數(shù)字的形式都顯示出來。這時(shí)這個(gè)按鈕被稱作錯誤列表。 運(yùn)行和調(diào)試程序。 (3)創(chuàng)建圖標(biāo)。 亞為科技 11 (2)創(chuàng)建框圖程序。它模仿了實(shí)際儀器的面板。 可以預(yù)見，由于 LabVIEW 這些其他語言無法比擬的優(yōu)勢，已經(jīng)成為該領(lǐng)域的一朵奇葩！最終將引發(fā)傳統(tǒng)的儀器產(chǎn)業(yè)新的革命。 總之，由于 LabVIEW 能夠?yàn)橛脩籼峁┖喢?、直觀、易用的圖形編程方式，能夠?qū)⒎爆崗?fù)雜的語言編程簡化成為以菜單提示方式選擇功能，并且用線條將各種功能連接起來，十分省時(shí)簡便，深受用戶青睞。 LabVIEW 的動態(tài)連續(xù)跟蹤方式，可以連續(xù)、動態(tài)地觀察程序中的數(shù)據(jù)及其變化情況，比其它語言的開發(fā)環(huán)境更方便、更有效。也不必去記憶那眼花繚亂的文本式程序代碼。軟件的不斷更新，確保了開發(fā)平臺的先進(jìn)性與靈活性。 亞為科技 9 第二章 LabVIEW 概述 LabVIEW 的基本概述 LabVIEW 是美國國家儀器公司開發(fā)的，基于 G 語言（ GraphicsLanguage）的虛擬儀器開發(fā)工具。 第 2 章，虛擬示波器的設(shè)計(jì)理論：本章主要講了 示波器組成部分、波形顯示原理，工作原理以及虛擬示波器在硬件平臺上的使用，詳細(xì)講述了硬件選擇聲卡的理由。 從上面五個(gè)方面可以看出，在計(jì)算機(jī)和儀器等資源確定的情況下，有不同的處理算法，就有不同的虛擬儀器。在編制大型復(fù)雜的虛擬儀器應(yīng)用程序時(shí)，由于所用模塊很多，這時(shí)必須考慮程序的層次結(jié)構(gòu)，這可以通過靈活編制子程序、采用更為簡單高效的計(jì)算原理等方式來實(shí)現(xiàn)。 （ 1） 確定程序設(shè)計(jì)的總體方案 在編制虛擬儀器程序前，必須首先對程序進(jìn)行總體設(shè)計(jì)分析：一是要確定程序要實(shí)現(xiàn)的功能、要顯示的圖形對象、要輸出的報(bào)表；二是確定程序的層次關(guān)系，如主程序和子程序之間的關(guān)系等、虛擬儀器程序與硬件的連接關(guān)系等。隨著計(jì)算機(jī)硬件、軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，虛擬儀器將向高性能、多功能、集成化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。我國還基本處于傳統(tǒng)儀器與計(jì)算機(jī)化儀器互相分離的狀態(tài)，世界各大相關(guān)的產(chǎn)品商家都在向中國這個(gè)巨大的市場進(jìn)軍。 “沒有測量就沒有鑒別，科學(xué)技術(shù)就不能前進(jìn)。隨著計(jì)算機(jī)硬件、軟 件技術(shù)的迅速發(fā)展，虛擬儀器將向高性能、多功能、集成化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。虛擬儀器在組成和改變儀器的功能和技術(shù)性能方面具有靈活性和經(jīng)濟(jì)性，因而特別適應(yīng)于當(dāng)代科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展和科學(xué)研究不斷深化所提出的更高跟新的測量課題和測量需要。隨著微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，虛擬儀器將會逐步取代傳統(tǒng)的測試儀器而成為測試儀器的主流。此外，國內(nèi)已有幾家 企業(yè)在研制 PC 虛擬儀器，哈工大儀器王電子有限責(zé)任公司就是其中之一，它的產(chǎn)品已達(dá)到一定的批量。四川聯(lián)合大學(xué)的教師基于虛擬儀器的設(shè)計(jì)思想，研制了 “航空電臺二線綜合測試儀 ”將 8 臺儀器集成于一體，組成虛擬儀器系統(tǒng)，使用方便、靈活。 我國 VXI 總線技術(shù)是反映我國目前虛擬儀器水平的一個(gè)方面，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)使數(shù)據(jù)共享進(jìn)入新階段，加速了虛擬儀器的新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，而這些技術(shù)是傳統(tǒng)儀器不可能實(shí)現(xiàn)的，虛擬儀器很好的利用了互聯(lián)網(wǎng)的功能，因此可以把來自測量和設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)直接發(fā)布到網(wǎng)上。這種虛擬儀器模塊化主流平臺 PXI/CompactPCI 的傳輸速度已經(jīng)達(dá)到 100Mb/s。 當(dāng)今虛擬儀器的系統(tǒng)開發(fā)采用的總線包括傳統(tǒng)的 RS232 串行總線、 GPIB 通用接口總線、 VXI 總線，以及已經(jīng)被 PC 機(jī)廣泛采用的 USB 串行總線和 IEEE1394 總線（即Firewire，也叫做火線）。 近年來，世界各國的虛擬儀器公司開發(fā)了不少虛擬儀器開發(fā)平臺軟件，以便使用者利用這些公司提供的開發(fā)平臺軟件組建自己的虛擬儀器或測試系統(tǒng)，并編制測試軟件。 關(guān)鍵是硬件，升級成本較高，且升級必須上門服務(wù)。虛擬儀器的硬、軟件都具有開放性、模塊化、可重復(fù)使用及 互換性等特點(diǎn)。 （ 3） 基于計(jì)算機(jī)總線和模塊化儀器總線，使儀器的硬件實(shí)現(xiàn)了模塊化、系列化，大大縮小了系統(tǒng)的尺寸，可方便的構(gòu)建模塊化儀器（ InstrumentonaCard）。 亞為科技 3 圖 11虛擬儀器的結(jié)構(gòu) 虛擬儀器 特 點(diǎn) 一臺性能優(yōu)良的虛擬儀器不僅可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)儀器的大部分功能，而且在許多方面有傳統(tǒng)儀器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，如使用靈活方便、功能豐富、價(jià)格低廉、可一機(jī)多用、可重復(fù)開發(fā)等。它不僅可以用于電子測量、測試、分析、計(jì)量等領(lǐng)域，而且還可以用于進(jìn)行設(shè)備的監(jiān)控以及工業(yè)過程自動化。 虛擬儀器技術(shù)的實(shí)質(zhì)是充分利用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能。第四代虛擬儀器，它是現(xiàn)在計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、通信技術(shù)和測試技術(shù)高速發(fā)展孕育出的一項(xiàng)革命性技術(shù)，其導(dǎo)致了傳統(tǒng)儀器的結(jié)構(gòu)、概念和設(shè)計(jì)觀點(diǎn)都發(fā)生了巨大的變革，它的出現(xiàn)使得人類的測試技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展紀(jì)元 。第一代模擬儀器，這類儀器在某些實(shí)驗(yàn)室里還能看到，它是以電磁感應(yīng)基本定律為基礎(chǔ)的指針式儀器，如指針式萬用表、晶體管電壓表、指針式電流表等。對虛擬儀器的概念，結(jié)構(gòu)，發(fā)展趨勢進(jìn)行了相關(guān)分析。美國 NI 公司在這種大環(huán)境下，率先發(fā)起了對虛擬儀器的研究開發(fā)，推出了 LabVIEW 軟件開發(fā)平臺。 基于 LabVIEW 雙