【導讀】助測試領域的一項重要技術。它推動著傳統(tǒng)儀器朝著數(shù)字化，智能化，模塊化，網絡化的方向發(fā)展。分析和處理，顯示，存貯等方面的優(yōu)勢與傳統(tǒng)的儀器相比越來越明顯。器的功能單一，發(fā)展虛擬儀器已經成為一個不可阻擋的歷史潮流。示等功能，最終實現(xiàn)開發(fā)一個能夠對聲音信號進行顯示的虛擬示波器。次虛擬示波器的設計要求。對虛擬儀器的概念，結構，發(fā)展趨勢進行了相關分析。

　　

【正文】 e 循環(huán)的停止按鈕設置示波器停止工作。 本設計的 VI 在創(chuàng)建過程中，首先創(chuàng)建前面板，然后進行程序框圖的編寫。在程序的編寫中，使用了條件結構， while 循環(huán)結構以及常用的數(shù)據(jù)處理函數(shù)，同時還用到了信號生成控件 VI、旋鈕控件 VI 等多個 LabVIEW 控件。在程序框圖的編寫過程中，創(chuàng)建了多個 LabVIEW 子 VI，用于 單通道 示波器部分功能的實現(xiàn)，完整的設計框圖如下所示。 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用一個子 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，實現(xiàn)信號源的選擇。具體效果如下： 圖 35 波形選擇模塊 圖 36 即構成了波形選擇模塊，其中的 “信號 ”即為調用的子 VI。前面板上菜單下拉列表功能的實現(xiàn)如下圖， B 通道的實現(xiàn)同理可得。 圖 36 菜單下拉列表的功能 波形控制和調節(jié)部分 這部分是為了獲得顯示波形的詳細信息而設計的，其結構如下圖： 圖 37單頻信息控件 圖 37 是提取單頻信號控件，可以在前面板上顯示信號的幅值和頻率。 亞為科技 16 圖 38幅度偏移 圖 38 是實現(xiàn)幅度的偏移，公式為 x1+x2（ x1 為輸入信號， x2 為偏移量）。 圖 39單通道 可同時顯示波形 圖 39 為了實現(xiàn)兩個通道同時顯示，通過前面板 單通道 的設置，可很方便地實現(xiàn)兩個信號的比較觀測。 圖 310延遲時間 圖 310 是為了更清楚的觀測而設置的，運行期間信號變化很快，不利于做詳細的觀測比較，解決該問題的方法是設置一個延遲時間模塊。 A、 B 兩通道波形顯示的 程序框圖設計 圖 311 顯示波形 圖 311 即為 A 通道單獨顯示波形的程序框圖，利用了一個條件選擇結構，此時前面板上顯示的只有 A 通道的波形。 亞為科技 17 圖 312 即為 B 通道單獨顯示波形的程序框圖，前面板輸出的只有 B 通道的波形。 圖 313同時顯示波形 圖 313 即為 A、 B 兩通道同時顯示波形的程序框圖，此時前面板同時顯示兩個波形 ，具體顯示的情形在測試結果中會做介紹。 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，此時前面板將分別交替顯示A 通道和 B 通道中 的波形，可以調節(jié)前面板上的 “延遲時間 ”旋鈕，更好的來觀察波形交替顯示的情形。 亞為科技 18 圖 315 通道斷續(xù)顯示波形 圖 315 即為 A、 B 兩通道斷續(xù)顯示波形的程序框圖，前面 板中的 “通道選擇 ”中選擇 “斷續(xù) ”，斷續(xù)可選擇 A 或 B 或 A+B，調節(jié)延遲時間，此時波形將以斷續(xù)的形式出現(xiàn)，具體情形在測試結果中做介紹。 亞為科技 19 第四章 虛擬示波器的調試與結果分析 本虛擬示波器的設計一是參閱通用的 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展。以 PC 機為平臺將設計好的虛擬信號發(fā)生器與虛擬示波器相連接。用虛擬信號發(fā)生器來產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。 測試與結果 正弦波方波 三角波 鋸齒波 圖 41單 通道波形顯示 前面板上， “選擇 ”選擇 信號 ， 調節(jié)信號，并 分別下拉選擇正弦波、三角波、方波、鋸齒波，這時，屏幕上顯示的即為圖 41 所示的幾個波形，都是單獨顯示的，可以調節(jié)幅值、頻率等旋鈕來改變波形的幅值和頻率等。 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，屏幕上顯示的即為圖 16 所示的幾組波形，可以調節(jié)幅值、頻率等旋鈕來改變波形的幅值和頻率等。 亞為科技 20 為三角波和方波的斷續(xù)顯示情形，由于動態(tài)無法表示，只能以上面的三張截圖來展現(xiàn)，顯示順序即為三張截圖的順序 ，這里選取的 “A+B”通道，當然也可以選取 A 通道或者 B 通道，波形也可以任意選擇，這里就不多做說明。 性能分析 （ 1）本程序界面友好，基本與實物圖相符，生動形象，對于波形輸出具有實時的動態(tài)效果。 （ 2）在兩通道交替顯示波形和斷續(xù)顯示波形時，波形會很快的閃動，此時可以適當?shù)脑黾友舆t時間，以便更好的觀察波形的變化。 （ 3）本設計中，兩通道都可以正常的顯示波形，交替和斷續(xù)也都可以實現(xiàn)，唯一的缺陷就是 X 軸不能隨著移動變化，設計有待改善提高。 亞為科技 21 結 論 虛擬儀器技術就是利用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的 軟件來完成各種測試、測量和自動化的應用。世界各國的工程師和科學家們都已將 NILabVIEW 圖形化開發(fā)工具用于產品設計周期的各個環(huán)節(jié)，從而改善了產品質量、縮短了產品投放市場的時間，并提高了產品開發(fā)和生產效率。使用集成化的虛擬儀器環(huán)境與現(xiàn)實世界的信號相連，分析數(shù)據(jù)以獲取實用信息，共享信息成果，有助于在較大范圍內提高生產效率。虛擬儀器提供的各種工具能滿足我們任何項目需要。 通過本次虛擬雙蹤示波器的設計，讓我切身體會到 LabVIEW 的強大功能，其可以讓我們節(jié)省很多制作硬件的費用。為了完成任務，我看了很多有關于 LabVIEW 的視頻教程，基本掌握了循環(huán)結構、順序結構、條件結構。 雖然此次實訓只有三個禮拜，但我會在以后的學習時間里，繼續(xù)擴展對該軟件的學習，提高自己的能力。 本文設計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)揮了計算機強大的功能和軟件設計的靈活性。設計出的示波器不僅具有波形顯示功能，而且還具有參數(shù)顯示功能。經過測試，本文設計的示波器能對波形和參數(shù)正確的顯示，達到了虛擬示波器的設計要求。設計的研究工作和主要研究結果總結如下： （ 1）本文用圖形化編程語言 LABVIEW 對程序進行設計，程序設計合理，界面美 觀大方。 （ 2）充分利用了計算機的計算能力，波形顯示效果逼真。 亞為科技 22 參 考 文 獻 [1] 管士亮 . 虛擬儀器總線技術的發(fā)展以及前景 [J]. 中國現(xiàn)代教育設備 .2020:1617. [2] 嚴加法 . 虛擬儀器的發(fā)展前景 [J]. 航空電子技術 .2020:3136. [3] 曾濤 ,侯建軍 ,婁淑琴 ,等 . 具有示波 /頻譜顯示功能的虛擬儀器在教學實驗中的應用研究 [J]. 電氣電子教學學報 .2020:6466. [4] 李剛 ,林凌 ,等 .LABVIEW——易學易用的計算機圖形化編程語言 [M]. 北京航空航天大學出版社 . [5] 翁瑞琴 ,凌志浩 ,邱意弘 . 虛擬儀器技術及應用 [J]. 計算機應用研究 ,， 1999,(8):1225 [6] 潘瑩玉 . 虛擬儀器及其應用 [J].電力自動化設備 ,1999,(1):105114. [7] 鄧炎 ,王磊等 . LabVIEW2020 測試技術與儀器應用 [M]. 第一版，北京 :機械工業(yè)出版社， 2020. [8] 黃明俊 ,趙偉 ,侯國屏 ,陳君 . 虛擬儀器技術一現(xiàn)代電工電子儀器的發(fā)展方向 [J].電工電能新技術 ,1998,(3):4578. [9] 黃小紅 ,胡正濤 ,丘海明 . 探討虛擬儀器與傳統(tǒng)儀 器的關系 [J]. 電氣電子教學學報 ,2020,(2):52114. [10] 侯國屏 ,王坤 ,葉齊鑫 . 編程與虛擬儀器設計 [M]. 第一版 ,北京 :清華大學出版社 ,2020. [11] BenneffP. Virtual Instrument What the yare[J]. wherethey? reat. EleetronieProduets，1993,(7):37~39. [12] National Instruments[J]. The Measurement and Automation Catalog 2020:49137. 亞為科技 23 致 謝 經過了一個學期的畢業(yè)設計，在設計的過程中，老師和同學給了我許多的幫助。首先謝謝我的指導老師： 侯 麗 新 。老師在我的設計過程中一直給我指導和幫助，幫我解決了許多在設計中遇到的難題，減少了我在設計中遇到的困難，并教會了我許多有關 LABVIEW 的知識，擴展了我的知識面。也要感謝跟我一組的同 學，許多次在我設計不知如何下手時，都給了我許多的建議，使我大大加快了設計的進程。還有實驗室的其他老師，他們 幫我準備著設計中需要用到的儀器設備。因為有這樣的良師益友，使我 在設計中減少了走彎路的次數(shù)，順利的完成了畢業(yè)設計。