【導(dǎo)讀】助測(cè)試領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)。它推動(dòng)著傳統(tǒng)儀器朝著數(shù)字化，智能化，模塊化，網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。分析和處理，顯示，存貯等方面的優(yōu)勢(shì)與傳統(tǒng)的儀器相比越來(lái)越明顯。器的功能單一，發(fā)展虛擬儀器已經(jīng)成為一個(gè)不可阻擋的歷史潮流。示等功能，最終實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠?qū)β曇粜盘?hào)進(jìn)行顯示的虛擬示波器。次虛擬示波器的設(shè)計(jì)要求。對(duì)虛擬儀器的概念，結(jié)構(gòu)，發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了相關(guān)分析。

　　

【正文】 while 循環(huán)的停止按鈕設(shè)置示波器停止工作。 本設(shè)計(jì)的 VI 在創(chuàng)建過(guò)程中，首先創(chuàng)建前面板，然后進(jìn)行程序框圖的編寫(xiě)。在程序的編寫(xiě)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(hào)生成控件 VI、旋鈕控件 VI 等多個(gè) LabVIEW 控件。在程序框圖的編寫(xiě)過(guò)程中，創(chuàng)建了多個(gè) LabVIEW 子 VI，用于 單通道 示波器部分功能的實(shí)現(xiàn)，完整的設(shè)計(jì)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(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(hào)源的選擇。具體效果如下： 圖 35 波形選擇模塊 圖 36 即構(gòu)成了波形選擇模塊，其中的 “信號(hào) ”即為調(diào)用的子 VI。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 36 菜單下拉列表的功能 波形控制和調(diào)節(jié)部分 這部分是為了獲得顯示波形的詳細(xì)信息而設(shè)計(jì)的，其結(jié)構(gòu)如下圖： 圖 37單頻信息控件 圖 37 是提取單頻信號(hào)控件，可以在前面板上顯示信號(hào)的幅值和頻率。 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(hào)， x2 為偏移量）。 圖 39單通道 可同時(shí)顯示波形 圖 39 為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)通道同時(shí)顯示，通過(guò)前面板 單通道 的設(shè)置，可很方便地實(shí)現(xiàn)兩個(gè)信號(hào)的比較觀測(cè)。 圖 310延遲時(shí)間 圖 310 是為了更清楚的觀測(cè)而設(shè)置的，運(yùn)行期間信號(hào)變化很快，不利于做詳細(xì)的觀測(cè)比較，解決該問(wèn)題的方法是設(shè)置一個(gè)延遲時(shí)間模塊。 A、 B 兩通道波形顯示的 程序框圖設(shè)計(jì) 圖 311 顯示波形 圖 311 即為 A 通道單獨(dú)顯示波形的程序框圖，利用了一個(gè)條件選擇結(jié)構(gòu)，此時(shí)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(dú)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(shí)顯示波形 圖 313 即為 A、 B 兩通道同時(shí)顯示波形的程序框圖，此時(shí)前面板同時(shí)顯示兩個(gè)波形 ，具體顯示的情形在測(cè)試結(jié)果中會(huì)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(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(lái)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(diào)節(jié)延遲時(shí)間，此時(shí)波形將以斷續(xù)的形式出現(xiàn)，具體情形在測(cè)試結(jié)果中做介紹。 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(tái)式數(shù)字存儲(chǔ)示波器的功能，并月在儀器分析上有所擴(kuò)展。以 PC 機(jī)為平臺(tái)將設(shè)計(jì)好的虛擬信號(hào)發(fā)生器與虛擬示波器相連接。用虛擬信號(hào)發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生不同頻率和幅值的波形，通過(guò)虛擬示波器來(lái)顯示、測(cè)量、處理和分析這些波形，來(lái)檢測(cè)虛擬示波器的性能。 測(cè)試與結(jié)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(hào) ， 調(diào)節(jié)信號(hào)，并 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 41 所示的幾個(gè)波形，都是單獨(dú)顯示的，可以調(diào)節(jié)幅值、頻率等旋鈕來(lái)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(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(lái)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(dòng)態(tài)無(wú)法表示，只能以上面的三張截圖來(lái)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(dāng)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(shuō)明。 性能分析 （ 1）本程序界面友好，基本與實(shí)物圖相符，生動(dòng)形象，對(duì)于波形輸出具有實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)效果。 （ 2）在兩通道交替顯示波形和斷續(xù)顯示波形時(shí)，波形會(huì)很快的閃動(dòng)，此時(shí)可以適當(dāng)?shù)脑黾友舆t時(shí)間，以便更好的觀察波形的變化。 （ 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(dòng)變化，設(shè)計(jì)有待改善提高。 亞為科技 21 結(jié) 論 虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的 軟件來(lái)完成各種測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化的應(yīng)用。世界各國(guó)的工程師和科學(xué)家們都已將 NILabVIEW 圖形化開(kāi)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(chǎng)的時(shí)間，并提高了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)效率。使用集成化的虛擬儀器環(huán)境與現(xiàn)實(shí)世界的信號(hào)相連，分析數(shù)據(jù)以獲取實(shí)用信息，共享信息成果，有助于在較大范圍內(nèi)提高生產(chǎn)效率。虛擬儀器提供的各種工具能滿足我們?nèi)魏雾?xiàng)目需要。 通過(guò)本次虛擬雙蹤示波器的設(shè)計(jì)，讓我切身體會(huì)到 LabVIEW 的強(qiáng)大功能，其可以讓我們節(jié)省很多制作硬件的費(fèi)用。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)。 雖然此次實(shí)訓(xùn)只有三個(gè)禮拜，但我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)時(shí)間里，繼續(xù)擴(kuò)展對(duì)該軟件的學(xué)習(xí)，提高自己的能力。 本文設(shè)計(jì)的虛擬示波器不僅具有臺(tái)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。設(shè)計(jì)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(jīng)過(guò)測(cè)試，本文設(shè)計(jì)的示波器能對(duì)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。設(shè)計(jì)的研究工作和主要研究結(jié)果總結(jié)如下： （ 1）本文用圖形化編程語(yǔ)言 LABVIEW 對(duì)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，程序設(shè)計(jì)合理，界面美 觀大方。 （ 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。 亞為科技 22 參 考 文 獻(xiàn) [1] 管士亮 . 虛擬儀器總線技術(shù)的發(fā)展以及前景 [J]. 中國(guó)現(xiàn)代教育設(shè)備 .2020:1617. [2] 嚴(yán)加法 . 虛擬儀器的發(fā)展前景 [J]. 航空電子技術(shù) .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(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究 [J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào) .2020:6466. [4] 李剛 ,林凌 ,等 .LABVIEW——易學(xué)易用的計(jì)算機(jī)圖形化編程語(yǔ)言 [M]. 北京航空航天大學(xué)出版社 . [5] 翁瑞琴 ,凌志浩 ,邱意弘 . 虛擬儀器技術(shù)及應(yīng)用 [J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究 ,， 1999,(8):1225 [6] 潘瑩玉 . 虛擬儀器及其應(yīng)用 [J].電力自動(dòng)化設(shè)備 ,1999,(1):105114. [7] 鄧炎 ,王磊等 . LabVIEW2020 測(cè)試技術(shù)與儀器應(yīng)用 [M]. 第一版，北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [8] 黃明俊 ,趙偉 ,侯國(guó)屏 ,陳君 . 虛擬儀器技術(shù)一現(xiàn)代電工電子儀器的發(fā)展方向 [J].電工電能新技術(shù) ,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(guān)系 [J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào) ,2020,(2):52114. [10] 侯國(guó)屏 ,王坤 ,葉齊鑫 . 編程與虛擬儀器設(shè)計(jì) [M]. 第一版 ,北京 :清華大學(xué)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(jīng)過(guò)了一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，老師和同學(xué)給了我許多的幫助。首先謝謝我的指導(dǎo)老師： 侯 麗 新 。老師在我的設(shè)計(jì)過(guò)程中一直給我指導(dǎo)和幫助，幫我解決了許多在設(shè)計(jì)中遇到的難題，減少了我在設(shè)計(jì)中遇到的困難，并教會(huì)了我許多有關(guān) LABVIEW 的知識(shí)，擴(kuò)展了我的知識(shí)面。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。還有實(shí)驗(yàn)室的其他老師，他們 幫我準(zhǔn)備著設(shè)計(jì)中需要用到的儀器設(shè)備。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)。