【正文】 DAQ 助手快速 vi 是 NI DAQmx 提供了一種更簡單、更方便、基于配置式的程序設(shè)計方式。邏輯分析儀選用外時鐘，時鐘觸發(fā)，顯示點數(shù) 200。33 / 49信號輸入信號外時鐘采樣數(shù)據(jù)存儲時鐘選擇內(nèi)時鐘觸發(fā)產(chǎn)生顯示控制 CRT數(shù)據(jù)捕獲 數(shù)據(jù)顯示圖 91 邏輯分析儀原理結(jié)構(gòu)門限電平設(shè)定 圖 92 虛擬邏輯分析儀面板 使用說明：時鐘選擇分為內(nèi)部時鐘（它又有時鐘頻率選擇25K、50K、100K、250K、500K 、1M 、5M、10M）和外部時鐘；顯示點數(shù)范圍為 0—1000；水平位移范圍為 0—100；水平伸縮范圍為 0—1000（步進(jìn)為 100） ；觸發(fā)方式分為：時鐘觸發(fā)、內(nèi)部觸發(fā)、外部觸發(fā)、字觸發(fā)（如圖 93 所示）和手動觸發(fā)；A0 —A23 為時序位顯示；1—1000 為對應(yīng)時序的值（有二進(jìn)制、十六進(jìn)制和十進(jìn)制） 。六、思考和練習(xí)題1. 測量電容與哪些因素有關(guān)？測量中應(yīng)該注意什么？2. 分析 R、L、C 測量中誤差產(chǎn)生的原因有哪些？3．本實驗僅對理想元件參數(shù)的測量，若對含有虛實部的阻抗（含電阻和電抗分量）測量，上述測量方法則不能實現(xiàn)，此時應(yīng)如何改進(jìn)測量方案？4．若需對 L、C 參數(shù)的測量進(jìn)行校準(zhǔn)，應(yīng)如何進(jìn)行，寫出校準(zhǔn)公式，校準(zhǔn)公式中是否還含有 ω 參數(shù)？32 / 49邏輯分析儀原理及應(yīng)用一、實驗?zāi)康?. 了解邏輯分析儀的基本工作原理。將測量值填入表 5－1 中第三欄。主電路板的短路塊 S102 接到左面，RLC 板的短路塊接下面（AO1） 。2．基于本實驗系統(tǒng)，完成 R、C 參數(shù)的測量，記錄測量數(shù)據(jù)，并對電阻測量進(jìn)行誤差分析。表 6－1輸入幅度(峰值V)輸入頻率kHz選擇秒/格讀出秒格數(shù)估算周期估算頻率示波器頻率讀數(shù)選擇伏/格讀出峰峰值伏格數(shù)估算峰峰值示波器峰值讀數(shù)根據(jù)讀數(shù)計算有效值1 1 100us 2 54 506 100圖 6－5 正弦波 t??tv21 / 49信號周期＝一個周期所占秒格數(shù)秒/格 信號頻率＝1/ 信號周期信號峰峰值＝波形垂直伏格數(shù)伏/格 峰值＝峰峰值 1/2（2）三角波波形換成三角波如圖 6－6，觀察波形對稱度 。而且儀器的體積小、耗電少，方便攜帶，可以在不同的計算機上使用。記錄測量的頻率值，并填入表 21：表 21　　信號頻率閘門時間 25Hz 250Hz 2kHz 20kHz 200kHz 2MHz1ms 不做 不做10ms 不做100ms 13 / 491s 4885 2410s 4885 24 20221提問：本實驗中測頻模式，閘門時間選用 10S 時，測量 2M 信號為什么會溢出？（２） 利用實驗箱上的信號源產(chǎn)生不同頻率的信號，波形可分別為方波、正弦波、三角波，幅度為 1V～5V,由虛擬電子計數(shù)器對其進(jìn)行“測頻” ，選擇不同的閘門時間，對測量結(jié)果進(jìn)行比較和分析。電子計數(shù)器的自動測頻/測周功能主要取決于中界頻率。9 / 49電子計數(shù)器原理及應(yīng)用一、實驗?zāi)康?. 了解頻率測量的基本原理。 衰減 儀用放大電路 衰減電路 數(shù)據(jù)存儲器 EP接口 CPLD內(nèi) 部 電 路 A/D轉(zhuǎn)換器 地 址 發(fā) 生 器 觸 發(fā) 方 式 選 擇 EP控 制 電 路 采 集 控 制 邏 輯 觸 發(fā) 源 選 擇 晶振 采 樣 頻 率 選 擇 后級放大電路 單通道輸入圖 1－5 數(shù)據(jù)采集部分一個通道的原理框圖2．系列化實驗板包括 R、L、C 電路實驗板、濾波器電路實驗板、溫度檢測實驗板、 CPLD 實驗板、鍵盤點陣實驗板、電路自裝實驗板（白板）等，如圖 1－6 所示。 S 1 0 2 短路塊 6 2 芯插座 ，實驗電路板A C 9 V溫度板用電源 E P P 插座 ，連接計算機并口鍵盤板接口電位器直流可調(diào)電壓S 1 0 1 短路塊 S 7 0 2 短路塊 S 6 0 2 短路塊 采集 1 通道輸入 A i n 1信號源 1 輸出 A o u t 1測頻輸入 F x采集 2 通道輸入 A i n 2信號源 2 輸出 A o u t 2直流電壓輸入 D C i n圖 1－3 電子測量實驗箱主板主板上的短路塊說明：短路塊名 短路位置 連接說明 使用場合2 / 49左邊 7109直流電壓差分輸入端 DC－不接地溫度實驗時使用S101右邊 109直流電壓差分輸入端 DC－接地通常情況下應(yīng)用左邊 采集兩個通道輸入Ain1和 Ain2不連接通常情況下應(yīng)用S102右邊 采集兩個通道輸入Ain1和 Ain2短接快速檢查實驗板時使用置于“no” 信號源 1輸出不加濾波一般情況S602置于“filter” 信號源 1輸出加濾波需加濾波置于“no” 信號源 2輸出不加濾波一般情況S702置于“filter” 信號源 2輸出加濾波需加濾波1．電子測量實驗箱實驗箱由五個基本功能模塊組成，即信號源模塊、高速數(shù)據(jù)采集模塊、測頻模塊、數(shù)電子測量字 I/O 模塊、以及直流電壓測量模塊構(gòu)成。此外，實驗中根據(jù)需要可以再配備一些輔助儀器，如通用示波器、信號源等。該采集模塊既可以實現(xiàn)示波器的功能也可以實現(xiàn)交流電壓表等的功能。2）在運行軟件前要先打開實驗箱的電源。 當(dāng)直接測頻和直接測周的量化誤差相等時，就確定了一個測頻和測周的頻率分界點，這個分界點的頻率值稱為中界頻率。（3）當(dāng)選擇“自動”按鈕時，測頻/測周按鈕、時標(biāo)選擇旋鈕和測頻/測周按鈕不使能，將自動根據(jù)被測信號與中界頻率的大小關(guān)系來確定采用測頻或測周方式，并顯示相關(guān)內(nèi)容。由于采用 RAM 存儲器，可以快寫數(shù)慢讀數(shù)，或者慢寫數(shù)快讀數(shù)，這樣即使得即使在觀察緩慢信號或者觀測高速信號時顯示帶寬限制時也不會有閃爍現(xiàn)象。示波器顯示波形窗水平通道和垂直通道均為 10 格（div ） 。24 / 49R、L、C 參數(shù)測量一、實驗?zāi)康?．熟悉電阻、電感、電容（R、L、C ）元件參數(shù)測試的原理。為提高測量精?rR度，消除 AA 2的增益精度和增益漂移的影響，可采用校準(zhǔn)測量方法。（4）點擊“測量”，先根據(jù)面板的提示“狀態(tài)”來更換量程， “30～300” （單位為Ω）是最小量程，選好量程后，再根據(jù)采集得到的波形來更換增益“A1/A2” ，使兩個通道的幅度接近且不失真，如果量程已經(jīng)選擇為最小量程仍然提示量程偏大或者量程已經(jīng)選擇為最大量程仍然提示量程偏小，就只能改變增益“A1/A2”了。將測量結(jié)果（顯示值）填入表 5－3 中第二欄，并根據(jù)公式（5－10）和各90?測量參數(shù)計算理論值，填入表中。采樣電路在采樣時鐘控制下對信號進(jìn)行采樣，采樣獲得的數(shù)據(jù)流送到觸發(fā)產(chǎn)生電路進(jìn)行觸發(fā)識別，根據(jù)數(shù)據(jù)捕獲方式，在數(shù)據(jù)流中搜索特定的數(shù)據(jù)字（觸發(fā)字） ，當(dāng)搜索到符合條件的觸發(fā)字時，就產(chǎn)生觸發(fā)信號。使用邏輯分析儀時，選用外時鐘，時鐘觸發(fā)，顯示點數(shù) 100~200 點。函數(shù)信號發(fā)生器計算機數(shù)據(jù)采集卡圖 1 交流電壓測量系統(tǒng)框圖42 / 49電壓信號通過數(shù)據(jù)采集卡的模擬輸入通道進(jìn)入計算機，PCI6251 板卡引腳如圖 2所示。圖 3 DAQ 助手雙擊 DAQ 助手進(jìn)入設(shè)置頁面： 圖 4 DAQ 助手設(shè)置一44 / 49 圖 5 DAQ 設(shè)置界面二 圖 6 DAQ 設(shè)置界面三45 / 49圖 7 DAQ 設(shè)置界面四 點擊 OK 完成確認(rèn)。觀察虛擬邏輯分析儀中對應(yīng)的輸入輸出的時序邏輯，并在表 94中畫出時序圖。 2）選擇字觸發(fā)方式，有可能沒有滿足條件的信號出現(xiàn)，則得不到測量結(jié)果。二、實驗內(nèi)容1. 組合邏輯譯碼器 74138實驗。（7）通過這種單次測量測出電阻的參數(shù)后，可以將“循環(huán)”開關(guān)置于“on” ，來觀察該電阻多次測量的穩(wěn)定性和重復(fù)性。（3）用雙蹤示波器分別監(jiān)測實驗箱信號源輸出 Aout1 和采集輸入通道 Ain1 及 Ain2 信號（即圖 52 中 UU 2輸出）之一。 為幅度頻率可U調(diào)信號源。注意：實驗箱主板上方的 S102 短路塊位置放在左邊。3．SJ8002B 電子測量實驗箱示波器硬件結(jié)構(gòu)（1）測量范圍及指標(biāo)測量電壓幅度范圍：－20V～＋ 20V（峰峰值）測量頻率范圍：1Hz～1MHz采樣時鐘：20MHz ～數(shù)據(jù)緩存深度：64KB顯示波形的峰值、平均值、有效值和頻率、周期等參數(shù)。記錄測量的周期值，并填入表 24：表 24信號周期周期倍乘　　　 (5Hz) 20ms(50Hz) 2ms(500Hz) (5kHz) 20us(50kHz)2us()110100 不做1000 不做 不做10000 不做 不做 不做（5）利用函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生一個頻率為 60Hz,幅度為 3V左右的方波信號，由虛擬電子計數(shù)器對其進(jìn)行“測周” ，選擇不同的時標(biāo)頻率，對測量結(jié)果進(jìn)行比較和分析。圖 23 測頻和測周時的誤差曲線5．測量時間和計數(shù)值（1）測頻模式測量時間＝閘門時間 T計數(shù)值 N= fx*T 閘門時間短，測量低頻信號，N 可能很小，甚至為 0，這種情況應(yīng)避免。 二、實驗內(nèi)容1. 頻率測量，并了解測頻方式下：閘門時間與測量分辨率關(guān)系。當(dāng)采集完預(yù)置的點數(shù)后，微機通過 EPP 接口讀取采集數(shù)據(jù)，再經(jīng)分析和處理后，將實驗結(jié)果顯示在屏幕上。也可以由用戶自己提供波形的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生用戶所需的任意波形。2．使用本實驗箱內(nèi)部數(shù)字示波器，去觀察外部信號源的信號波形。（2）采集模塊（數(shù)字示波器）采集模塊有 CH1 和 CH2 兩個采集數(shù)據(jù)輸入通道。把波形改為三角波、方波，用虛擬示波器觀測幅度和頻率，并與信號源相應(yīng)的輸出值進(jìn)行比較。其原理如圖 22 所示。 25所示。三、實驗器材1．SJ8002B 電子測量實驗箱 1 臺2．雙蹤示波器（60MHz 模擬或數(shù)字示波器） 1 臺3．函數(shù)信號發(fā)生器（0. 1Hz～10MHz ） 1 臺4．計算機(具有運行 windows2022 和圖形化控件的能力) 1 臺四、實驗原理1．?dāng)?shù)字示波器原理數(shù)字存儲示波器是用 A/D 變換器把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后把數(shù)據(jù)存儲在半導(dǎo)體存儲器 RAM 中。（2）先打開實驗箱電源，電源指示燈“亮” 。畫信號波形：（2）調(diào)節(jié)電子實驗箱，輸出通道 Aout1 輸出幅度為 2V，頻率為 1KHz 的鋸齒波信號，輸出通道 Aout2 輸出幅度為 2V，頻率為 1KHz 的正弦波信號，調(diào)節(jié)示波器，使之工作于XY 方式， Aout1 輸入示波器 X 通道，Aout2 輸入示波器 Y 通道，觀察李沙育圖形，并畫出波形。圖中 為實現(xiàn)測量校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)電阻，通過模擬開關(guān)選s擇被測元件或校準(zhǔn)電阻。 表 5－1 校準(zhǔn)電阻測試校準(zhǔn)電阻（Ω）選擇電阻量程 A1/A2測量值（讀數(shù)，Ω）絕對誤差（Ω） 相對誤差3001K3K10K30K100K300K29 / 493．外加電阻測試（1）選擇 5 個待測電阻，并用數(shù)字電壓表測量其阻值作為該電阻的實際值，填入表5－1 中第一欄和第二欄。（4）點擊“測量”，先根據(jù)面板的提示“狀態(tài)”來更換量程， “100u～1u”對應(yīng)最小量程，選好量程后，再根據(jù)采集得到的波形來更換增益“A1/A2”使兩個通道的幅度接近且不失真，如果量程已經(jīng)選擇為最小量程仍然提示量程偏大，可降低測試信號頻率（如選擇頻率 100Hz） ；如果量程已經(jīng)選擇為最