【正文】 來(lái)顯示信號(hào)的最高頻率。 虛擬示波器的 組成結(jié)構(gòu) 基于 Labview 的 虛擬示波器 主要 由支持軟件、數(shù)據(jù)采集卡及 PC機(jī) 構(gòu) 成，其結(jié)構(gòu)如圖 42 所示 圖 42 虛擬示波器組成結(jié)構(gòu) 虛擬示波器的性能指標(biāo) 虛擬示波器的性能指標(biāo)直接關(guān)系到示波器的性能好壞，如示波器數(shù)據(jù)采集卡 計(jì)算機(jī) 軟件程序 16 能測(cè)量的頻率范圍，波形顯示的清晰度等，主要由分辨率、精度以及帶寬所決定的。數(shù)字示波器的核心內(nèi)容是將模擬連續(xù)被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，即采樣。也可以定量地測(cè)量被測(cè)信號(hào)的一系列參數(shù)，如信號(hào)的電壓、電流、周期、頻率、相位、幅度、上升或下降時(shí)間、重復(fù)周期等。 LabVIEW 的工具 (Tools)選板如圖 33所示 圖 33 工具選板 (2)函數(shù) (Functions)選板 函數(shù)選板只能在后面板程序框圖才能打開(kāi)， 函數(shù)選板是創(chuàng)建程序框圖時(shí)用到的對(duì)象集合，它包含“編程”、“測(cè)量 I/O”、“儀器 I/O”、 11 “數(shù)學(xué)”、“信號(hào)處理 ”、“互連接口”等眾多子面板。輸出型控件一般包括圖表、指示燈、數(shù)組以及簇等，用來(lái)模擬儀器的輸出裝置，為 VI 子程序框圖獲取或者生成數(shù)據(jù)。 虛擬儀器的硬件系 虛擬儀器的硬件系統(tǒng)通常包括通用計(jì)算機(jī)和 外圍硬件設(shè)備。 虛擬儀器（ VI， Virtual Instrumentation）就是通過(guò)應(yīng)用軟件將通用計(jì)算機(jī)與各種功能的硬件設(shè)備（例如數(shù)據(jù)采集卡、運(yùn)動(dòng)控制卡，GPIB 控制線纜等）結(jié)合起來(lái)，用戶可通過(guò)豐富和易操作的圖形界面來(lái)操作計(jì)算機(jī)，對(duì)被測(cè)試設(shè)備進(jìn)行各種物理量的采集、分析、判斷、顯示和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等 [3]。微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展 日新月異 ， 不久將來(lái)將有大批 企業(yè)使用虛擬儀器系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 1 1 緒論 前言 虛擬儀器 是 計(jì)算機(jī) 技術(shù)與儀器技術(shù)完美結(jié)合的產(chǎn)物，代表著儀器的發(fā)展方向，它實(shí)際上是一個(gè)按照 儀器需求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)； 目前這一領(lǐng)域，使用較為廣泛的計(jì)算 機(jī)語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)環(huán)境是美國(guó) NI 公司的 LabVIEW， LabVIEW 與虛擬儀器成為測(cè)控領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)技術(shù)； 它在數(shù)據(jù)采集 (DAQ)、虛擬儀器軟件框圖 (VISA)、通用接口總線 (GPIB)及串口儀器控制、圖像處理、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)分析和圖標(biāo)顯示等方面具有強(qiáng)大優(yōu)勢(shì) [1]。 基于 LabVIEW 虛擬示波器的 設(shè)計(jì) 摘 要 當(dāng)今世界信息與計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展日新月異，軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)更是不可同日而語(yǔ)。 設(shè)計(jì)背景與意義 示波器是工程測(cè)量中重要測(cè)量工具之一， 由于大型數(shù)字示波器加工工藝復(fù)雜、制造水平要求高 ，目前我國(guó)大部分?jǐn)?shù)字示波器主要依賴進(jìn)口。因此，從引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的儀器技術(shù)和產(chǎn)品入手，大力 發(fā)展 虛擬儀器技術(shù) ， 設(shè)計(jì)具有 我國(guó) 自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，無(wú)論對(duì)加 快 發(fā)展電子儀器工業(yè)，還是提高 工業(yè) 測(cè)試水平都是 大有裨益的 。 4 虛擬儀器 系統(tǒng)的組成 虛擬儀器系統(tǒng)一般分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析處理、數(shù)據(jù)結(jié)果顯示三大功能，如圖 21 所示。 硬件結(jié)構(gòu)的基本框圖如圖 22 所示。 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(shè)計(jì)出虛擬儀器的界面，還是不能按照預(yù)計(jì)的要求實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)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(hào)的處理、顯示及分析等任務(wù)。 函數(shù)選板提供的不同信號(hào)處理函數(shù)可以很方便的拖放到程序框圖設(shè)計(jì)區(qū)，這些函數(shù)被稱作為節(jié)點(diǎn)。 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(cè)電壓是時(shí)間的函數(shù)，在直角坐標(biāo)系統(tǒng)中，可以用 ()xu f t? 的曲線表示； 示波器的兩副偏轉(zhuǎn)板使電子束在兩個(gè)互相垂直的方向偏轉(zhuǎn)，這兩個(gè)方向可以看成是坐標(biāo)軸； 因此，要在管子的熒光屏上顯示被測(cè)電壓的波形，就必須使射線沿水平方 向的偏轉(zhuǎn)同時(shí)間成正比，而在垂直方向 同被測(cè)電壓成正比（每一瞬間）； 所以，鋸齒波電壓 加到水平偏轉(zhuǎn)板上，它迫使射線以恒定的速度從左向右沿水平方向偏轉(zhuǎn)； 并且很快的返回到起始位置； 射線沿水平軸經(jīng)過(guò)的距離跟時(shí)間成正比 ； 被測(cè)電壓加到垂直偏轉(zhuǎn)板上，因而，每一瞬間射線的位置單值的對(duì)應(yīng)于 這一瞬間被測(cè)信號(hào)的值； 在鋸齒波電壓作用期間，射線就繪出了被測(cè)信號(hào)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(fù)周期等于輸入信號(hào) 周期整數(shù)倍的情況（一倍），熒光屏上顯示出的信號(hào)圖形 是穩(wěn)定不動(dòng)的， 如果不是整數(shù)倍，則每次出現(xiàn)的信號(hào)波形就不會(huì)重合，圖形將不斷移動(dòng)，不利于觀 14 測(cè)， 為了保證鋸齒波的周期等于輸入信號(hào)的整數(shù)倍，示波器必須具有同步或觸發(fā)電路 [7]。采樣方式可分為實(shí)時(shí)采樣和非實(shí)時(shí)采樣。 (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。 傳統(tǒng)示波器與虛擬示波器對(duì)比 虛擬示波器在使用和功能上具有許多優(yōu)點(diǎn)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(chǔ)及打印 波形只能用戶自己記 錄 17 測(cè)量精度高，適用性強(qiáng) 測(cè)量精度不高，適用性弱 波形均勻穩(wěn)定，無(wú)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(gè)數(shù)有硬件設(shè)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(duì)比 本文關(guān)于虛擬示波器的設(shè)計(jì)參閱 雙 蹤臺(tái)式數(shù)字示波器的功能 。 (2)信號(hào)調(diào)理 信號(hào)調(diào)理是將外部開(kāi)關(guān)變量信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)時(shí)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換、放大、濾波、保護(hù)、隔離等措施轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠接收的邏輯電平 [10]。單端輸入通道 有 公共信號(hào)地，常用于輸入信號(hào)幅度較大的場(chǎng)合 ，而 差分輸入通道，各路輸入信號(hào) 都 有自己的參考地電位，有利于消除共模噪聲干擾的影響。當(dāng)輸入的姓名和密碼均正確時(shí)，登錄狀態(tài)顯示控件顯示為“恭喜你！登錄 成功”，并且自動(dòng)跳入主界面；如果輸入密碼錯(cuò)誤，登錄狀態(tài)顯示控件則顯示為“密碼錯(cuò)誤，請(qǐng)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(qǐng)重新輸入”。 滑動(dòng)桿控件用來(lái)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(hào)，也可以同時(shí)打開(kāi)兩個(gè)通道，同時(shí)顯示兩個(gè) 通道的波形，通過(guò)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。 IIR 數(shù)字濾波器 IIR 數(shù)字濾波器采用 遞歸型結(jié)構(gòu)，即結(jié)構(gòu)上帶有反饋回路；但是 相位特性不好控制，對(duì)相位要求較高時(shí)，需加相位校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)。如果信號(hào)中有周期部分，則自相關(guān)函數(shù)在 ? 很大時(shí)都不衰減 并具有明顯的周期性。信號(hào)的頻域分析是對(duì)信號(hào)按頻率進(jìn)行分析，頻域分析的關(guān)鍵是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 相 關(guān)的變換。從軟盤或硬盤上讀取的數(shù)據(jù)同實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)一樣，能夠進(jìn)行參數(shù)測(cè)量、顯示波形以及波形打印等相應(yīng)的操作。 (3)探針 LabVIEW 的探針是用來(lái)查看后面板程序框圖上的某線處數(shù)值的。同時(shí)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(shí)域分析及參數(shù)測(cè)量 (4) 打開(kāi)選項(xiàng)卡中“頻域分析”模塊，單擊 “頻域分析”按鈕 ，運(yùn)行結(jié)果如圖 64 所示，經(jīng)過(guò) 實(shí)數(shù) 快速傅立葉變換 (FFT)對(duì) 信號(hào)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(hào)的波形的幅值和相角，根據(jù) 需要可以選擇濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理濾除不需要的信 36 號(hào)，得到較為純 凈的信號(hào)。 (4)采用合適的隔離技術(shù)將干擾源與測(cè)試系統(tǒng)隔離開(kāi)來(lái)。 (4)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試功能。 41 參考文獻(xiàn) [1]王福明，于麗霞，劉吉，丁博，《 LabVIEW 程序設(shè)計(jì) 與虛擬儀器 》 ，陜西，西安電子科技大學(xué)出版社， 2021 年，前言 [2]江建軍，孫彪，《 LabVIEW 程序設(shè)計(jì) 教程 》 ，北京，電子工業(yè)出版社， 第 2 版 ,2021年， P1 [3]徐曉東，鄭對(duì)元，肖武， 《 常用功能與編程實(shí)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(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì) 》 ，碩士學(xué)位論文，陜西，西安電子科技大學(xué)， 2021 年， P9P10 [5]侯國(guó)斌，王坤，葉齊鑫，《 編程與虛擬儀器設(shè)計(jì) 》 ，北京，清華大學(xué)出版社， 2021 年， P2 [6]高軍 芳，《基于 LabVIEW 的虛擬示波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》 ，碩士學(xué)位論文，陜西，西安理工大學(xué)， 2021 年 ,P20 [7]朱紅 林，《簡(jiǎn)易虛擬示波器的設(shè)計(jì)》，碩士學(xué)位論文， 湖北，華中師范大學(xué)，2021 年 ,P9 [8] 姜碧瓊，《基于 LabVIEW 的虛擬示波器的設(shè)計(jì)》，碩士學(xué)位論文，陜西，西北農(nóng)林科技大學(xué)， 2021 年 ,P20 [9]賈石峰， 《傳感器原理與傳感器技術(shù)》， 北京，機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 年 ， P2 [10]李正軍，《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》，北京，機(jī)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(shè)計(jì)及遠(yuǎn)程控制》，碩士學(xué)位論文，青海，青海師范大學(xué) ,P17 [12]寧?kù)В?《基于 LabVIEW 的虛擬數(shù)字示波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 》 ， 碩士學(xué)位論文 ， 廣州，第一軍醫(yī)大學(xué)， P33 42 項(xiàng) 目 經(jīng) 理項(xiàng) 目 副 經(jīng) 理 項(xiàng) 目 總 工 質(zhì) 安 總 監(jiān)工程管理部物資管理部技術(shù)管理部檢測(cè)試驗(yàn)室質(zhì)安管理部監(jiān) 督 工 程 管 理部 、 物 資 管 理部 、 檢 測(cè) 試 驗(yàn) 室現(xiàn) 場(chǎng) 質(zhì) 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。 UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^G89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 ksv*3t nGK8! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTX