最新labview環(huán)境下基于聲卡的虛擬示波器軟件設(shè)計(jì)圖文精(編輯修改稿)
2024-07-21 05:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電壓不能超過聲卡的承受范圍,以免損壞聲卡,對于線路輸入插孔,一般為1V ~1V 。若測量的信號超過此范圍,需先將信號衰減。虛擬示波器程序安裝在不同計(jì)算機(jī)上時(shí),對于信號頻率的測量沒有影響,由波形計(jì)算出的信號頻率與真實(shí)值一致。對于信號幅度的測量,由于線路輸入音量大小的不同,在使用前需要定標(biāo),以后的測量中,不必再調(diào)節(jié)線路輸入音量大小。4 虛擬示波器軟件設(shè)計(jì) 總體結(jié)構(gòu)虛擬示波器程序采用W hile 循環(huán)結(jié)構(gòu),示波器的電源開關(guān)狀態(tài)作為循環(huán)的控制條件,包含數(shù)據(jù)采集、電壓顯示、觸發(fā)控制、垂直方向波形調(diào)節(jié)、水平方向波形調(diào)節(jié)、顯示模式選擇、波形顯示和波形存儲8個(gè)模塊,各模塊之間的關(guān)系如圖2所示?？驁D程序見圖3。圖2 虛擬示波器總體結(jié)構(gòu)圖3 虛擬示波器框圖程序 數(shù)據(jù)采集SI Config 節(jié)點(diǎn)和SI Start 節(jié)點(diǎn)放在循環(huán)的外部,設(shè)置聲卡參數(shù)和數(shù)字聲音格式,并驅(qū)動聲卡開始采集數(shù)據(jù)。SI Clear 節(jié)點(diǎn)也放在循環(huán)外部,并由數(shù)據(jù)流程控制,在程序停止時(shí)釋放聲卡占用的資源?！癙 AUSE ”按鈕按下時(shí),用SI St op 節(jié)點(diǎn)停止數(shù)據(jù)采集,進(jìn)入W hile 循環(huán),直到彈起“P AUSE ”按鈕,循環(huán)中止,用SI Start 節(jié)點(diǎn)重新驅(qū)動聲卡采集數(shù)據(jù)。SI Read 節(jié)點(diǎn)讀取包含16bits 立體聲數(shù)據(jù)的數(shù)組,由I ndex A rray 函數(shù)分別提取左聲道和右聲道數(shù)據(jù),作為示波器CH A 與CH B 的輸入信號。需要注意的是:在各個(gè)聲道聲卡每次讀取的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)為8192,即SI Read 節(jié)點(diǎn)讀取的數(shù)組維數(shù)為8192行2列,提取左、右聲道數(shù)據(jù)時(shí),要按列進(jìn)行,“0”列對應(yīng)左聲道數(shù)據(jù),“1”列對應(yīng)右聲道數(shù)據(jù)。樣本位數(shù)為16bits 的數(shù)據(jù)其范圍為32768~32767,為便于虛擬示波器電壓讀數(shù)與信號真實(shí)參數(shù)相同,將聲卡采集的數(shù)據(jù)除以某個(gè)數(shù)值。根據(jù)聲卡線路輸入插孔的輸入電壓范圍,設(shè)定虛擬示波器可測到的最高電壓為1V,可將此除數(shù)設(shè)為32767,當(dāng)輸入的信號高于1V 時(shí),示波器的波形失真?！∮|發(fā)控制圖4 軟件觸發(fā)原理圖觸發(fā)控制子程序?qū)崿F(xiàn)選擇觸發(fā)源、根據(jù)觸發(fā)電平的大小和觸發(fā)極性進(jìn)行觸發(fā)。其原理如圖4所示,首先判斷用戶設(shè)置的觸發(fā)電平大小是否在波峰和波谷范圍內(nèi),在此范圍內(nèi)則進(jìn)行觸發(fā)。對輸入電壓信號的第i 點(diǎn)和第第3期 呂紅英等:Lab V I E W 環(huán)境下基于聲卡的虛擬示波器軟件設(shè)計(jì)63 圖5 觸發(fā)控制框圖程序i +1點(diǎn)的值進(jìn)行比較,正極性觸發(fā)時(shí),若第i點(diǎn)的值等于或小于觸發(fā)電平,同時(shí)第i +1點(diǎn)的值大于觸發(fā)電平,則第i 點(diǎn)為觸發(fā)點(diǎn),將此值送入觸發(fā)控制子程序后的A rray Subset 函數(shù)的“in 2dex ”端口,每次采集數(shù)據(jù)后,都從觸發(fā)點(diǎn)開始提取子數(shù)組,送入顯示屏,實(shí)現(xiàn)波形的同步顯示。負(fù)極性觸發(fā)時(shí)與之相反。子程序框圖如圖5所示?！‰妷红`敏度調(diào)節(jié)可以采用不同檔位時(shí)對顯示屏wavef or m graph 的三個(gè)屬性節(jié)點(diǎn)“YScale .M axi m u m ”、“YScale .M ini m u m ”和“YScale .I ncre 2ment ”賦不同值的方法。但這樣調(diào)節(jié)CH A 電壓/分度衰減器時(shí),CH B 的波形也隨之變化。故采用另一種方法。固定顯示屏wavefor m graph 的Y 軸刻度即電壓刻度, ~,在垂直方向占10個(gè)格,每個(gè)格分為5個(gè)小格。為使波形在垂直方向所占的格數(shù)與檔位變化相一致,采用按比例放大或縮小數(shù)組數(shù)據(jù)的方法。電壓/分度衰減器“VOLT/D I V ”的值作為Case 結(jié)構(gòu)條件,Case “0~9”中,分別將數(shù)組除以不同的數(shù)值。由于Y 軸刻度值固定,因此選擇不同檔位時(shí),波形在垂直方向上所占的格數(shù)與其檔位相乘,其值是恒定的。 的正弦信號, /格時(shí),在Y ~ 的顯示屏上,其半波形占2個(gè)格。 /格時(shí),由于除數(shù)由“1”變?yōu)椤?”,數(shù)據(jù)值減小為原來的一半,此時(shí)在顯示屏上,其半波形占1個(gè)格。兩種情況下波形在垂直方向上所占的格數(shù)與其檔位的乘積相等。,就可以分別調(diào)節(jié)CH A 和CH B 波形的電壓靈敏度?！∷椒较虿ㄐ握{(diào)節(jié)(1時(shí)間靈敏度調(diào)節(jié)與電壓靈敏度的調(diào)節(jié)相似,可以采用不同檔位時(shí)對顯示屏wavefor m graph 的三個(gè)屬性節(jié)點(diǎn)“XScale .Maxi m u m ”、“XScale .M ini m u m ”和“XScale .I ncre ment ”賦不同值的方法。但用這種方法時(shí),X 軸的格數(shù)不能保持恒定,不能根據(jù)波形在水平方向所占的格數(shù)計(jì)算波形的周期。故采用另一種方法。波形顯示控件wavefor m graph 實(shí)際上為一個(gè)簇,包含三個(gè)元素,起始位置x 0、步長Δx 和y arra
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