【正文】 。對與援引文獻的作者表示感謝！ 另外還有感謝我的同學和朋友，在我需要幫助時提供了素材和建議，能讓我更好的去完成論文，避免一些不必要的錯誤。另外在需要一些資料的時候，圖書館的老師對我需要的資料提供了建議，不管怎么說，在此謹對那些幫助和指導過我的老師表示衷心的感謝。這些都讓我很煩惱，但幸運的是，一路上在同學和老師的無私幫助克服了。 LabVIEW 在最近 20 年左右在的發(fā)展不可謂不快，一方面計算機技術的飛速發(fā)展，另一方面虛擬儀器確實擁有不可比擬的優(yōu)勢，在未來擁有的應用前期和潛在的經濟效益不可估量。 原因。 而實驗的結果可以通過圖形界面顯示出相關 模擬實驗檢測來 的 結果 ，能讓用戶更好觀察 圖形界面顯示波形和數據 ，能時時更改配置，以達到效果。根據數據采集系統的硬件設計和軟件設計來探討和分析如何去構建虛擬儀器系統驅動。 本文主要談及了幾個方面 : 了解虛擬儀器的基本概念，并將之與傳統儀器相比較，分析并比較其優(yōu)越性和在未來而言它的重要性、在中國市場必然需求日益增長，更能適應社會的發(fā)展。文章對虛擬示波器的生產展開分析和實驗，可能前期的準備操作比較多了一點，但從結論來看并不遜于硬件儀器的實驗結果。其中對于信號采集、信號分析及信號處理進行逐步地介紹虛擬儀器實驗必要的步驟。 波形顯示 設置頻率 ，信號類型 Sine Wave，幅值 ，相位 ，方波占空比 50%，偏移量 ，枚舉 1 原信號，枚舉 2 頻 譜分析。本 實驗 虛擬示波器是 參考了 雙通道數字存儲示波器的功能 需求設計的 ，在儀器分析上 功能有所增加 。 參數銅陵學院畢業(yè)論文（設計） 17 測量模塊程序前面板 如圖 410 和程序框圖 411 所示如下： 圖 410 參數模塊前面板 圖 410 參數測量程 序框圖 袁敏：基于 LabVIEW 的虛擬示波器的設計 18 第 五 章 虛擬示波器的調試 虛擬示波器的調試設計是建立在雙通道數字濾波器的功能基礎上的。 該模塊的前面板及程序框圖如下圖 46 及圖 47a 的兩個圖所示： 銅陵學院畢業(yè)論文（設計） 15 圖 46 存儲和回放模塊前面板 圖 47a 存儲和回放模塊程序框圖 圖 47a 存儲和回放模塊程序框圖 袁敏：基于 LabVIEW 的虛擬示波器的設計 16 頻譜分析模塊 該模塊采用快速傅立葉 FFT 算法，完成頻域分析就可得到對應的頻譜圖。在 操作 中，我們 一般 先保存數據， 在之后 需要的時候再將 其 讀取出來 。設計中采用 的是 巴特沃思濾波器， 節(jié)點參數采用 高通低通截止頻率的設置須滿足采樣定理， 其 截止頻率不 得 高于采樣頻率的一半。被測信號送到信號調理電路中進行隔離、放大和濾波整流后送島數據采集卡進行 A/D 轉換處理，最后由控制軟件對測試信號進行數據處理完成波形顯示 .、參數測量、銅陵學院畢業(yè)論文（設計） 13 頻譜分析 等功能。用戶通過 用 儀器面板在計算機直接圖形化顯示觀看結果。 枚舉 1 是 選擇是 輸入已存儲的波形信號還是輸入原來 。 本次實驗共用 了 27 個控件， 包括 了 輸入控件 12 個，顯示控件 15 個。 利用單次運行、多次運行及停止按鈕鍵設置虛擬示波器的工作情況。 Signal Generation 模板 或 Waveform Generation 模板來生成模擬信號。在相應的程序框圖中根據前面板進行連接節(jié)點與端口連線。從總體上理清思路，確定相關的功能模塊。 LabVIEW是基于模塊化程序設計思想去規(guī)劃的。 設計虛擬儀器是要按現實中傳統儀器的界面要一致，去實現示波器的基本功能如顯示和調節(jié)。 虛擬示波器 需要建立完整的 vi，它包括了前面板、程序框圖和圖表及連接，去得到分析信號， 還能通過圖形化來直接感官儀器內部的變化。 選擇合適的儀器控制方法非常重要，如圖 32 所示選擇合適儀器控制方法。 大體的說 NI 建議在儀器驅動可得的情況下使用儀器驅動，因為它具有節(jié)約大量的時間， NI 很早就認識到儀器驅動的重要性，并且在 1990 年創(chuàng)建了現在已是行業(yè)領先的儀器驅動庫 儀器驅動網絡。 儀器驅動程序包含的函數都與 VISA 的調用有直接或間接的聯系，程序函數是標準的、統一的， VPP 規(guī)范的出現界定了虛擬儀器函數程序的原型結構、參數結構與返回狀態(tài)值。用戶想要直接通過底層的通信方式由儀器通信，則用戶必須要知道 寄存器配置或者消息的具體格式。在自動測試系統中儀器的編程任務就是由驅動程序來解決的，廠商會提供所有的驅動程序的。擴展總線：可連接擴展槽和電腦之間；局部總線：用來取代高速數據傳輸的擴展總線?？偩€按功能和規(guī)范分類可分為 5 類：數據總線、地址總線、控制總線、擴展總線和局部總線。 總線性能的三個主要 被干擾 因素是帶寬、延遲 及 儀器 的 實現方式。 選擇合適的總線 總線是計算機個功能部件的公共通信干線，虛擬儀器通常會被提供一種或多種總線選擇。 一個完整的儀器控制系統除了計算機和儀器的基本構成外，還必須要建立儀器與計算機的通路以及上層應用程序。硬件獲 取需測的信號，軟件控制實現數據采集、分析處理及顯示等功能，并將其集成為儀器操作與運行的命令環(huán)境，它是一種基于計算機硬件和用于數字信號的、分析與處理等功能的測試系統。而我們這次選用的 LabVIEW是一個開發(fā)上層應用程序的開發(fā)平臺，它不但包含豐富的驅動的函數庫，還擁有功能強大的 DAQ 助手，這樣用戶就節(jié)省了初始的操作時間，將主要精力放在數據的分析處理、使用其獲得相應的結果。 硬件是物理的 ，軟件是邏輯的，軟件想要表達出來必須通過硬件，比如你看到的圖形，是靠硬件和操作系統（軟件）還有其它的軟件共同工作生產的，所以軟件可以理解成一種信息或是語言。其指標較重要的有分辨率和時鐘頻率。數模（ DAC）轉換器的一些 技術轉換指標決定了所產出輸出信號的質量：穩(wěn)定時間、轉換速率和輸出分辨率。 輸入范圍 —— 輸入范圍就是 ADC 可量化的電壓最大值最小值之間的區(qū)間。分辨率越高，則信號范圍被分割成的區(qū)間數目就越多，能被測到的電壓變量越來越小。 輸入方式 一共有單端和差分兩種輸入方式 。 （ 3） 數據采集 模擬輸入 模擬輸出 依靠 的基本參數 有許多，包括了 通道數 、采樣速率、分辨率和輸入范圍等。 激勵 激勵在很多處都是非常有用的。 多路復用 多路復用技術提供多路信號通過一個系統傳輸至一個單一的數字儀器，從而提供了即省錢又可以擁有多路系統通道的數量。信號調理的方法 主要 包括 了 放大、衰減、 濾波激勵及 多路復用、線性化等一系列的變換處理，使變換處理后的信號變成信噪比高的信號，一些調理方 法如下： 放大 和 衰減 銅陵學院畢業(yè)論文（設計） 9 放大器通過提高輸入信號 的 電平來提高 ADC 的輸入范圍 大小，來提高 測量精度和寧敏度。 傳感器如下圖 31 所示： 圖 31 傳感器圖 （ 2） 信號的調理 被測物理量從傳感器獲得之后不可避免的會受到一些內部亦或是外部因素的影響 。 常見的信號有 5類模擬信號，分別是直流信號、時域信號、頻域信號通斷序列和脈沖數字信號。下面 的部分是 傳感器、信號調理、 DAQ 卡、 PC 等，而許多廠商已將這些集成為標準的設備。 數據采集系統是基于了 PC 的軟硬件的測量系統實現用戶自定義和具有靈活功能的。 數據采集與儀器控制 數據采集 （ Data AcQuisition)，亦或叫數據獲取， 是 指 從傳感器及其它待測設備等被自動采集信息 到上位機去分析、處理的過程 。在函數選板中我們可以找到絕大多數所需的函數，函數選板如圖 25 所示如下： 圖 25 函數選板框圖 LabVIEW 的編程板內的種類也是相當豐富，能夠滿足我們的需求編程選板框圖如下圖銅陵學院畢業(yè)論文（設計） 7 26 所示： 圖 26 編程的功能框圖 袁敏：基于 LabVIEW 的虛擬示波器的設計 8 第 三 章 系統硬件設計 LabVIEW 作為自動化測試、測量領域的專業(yè)軟件，它集中了包括信號生成、頻率分析等 600 多個分析函數。 子模板如下圖 24 所示： 袁敏：基于 LabVIEW 的虛擬示波器的設計 6 圖 24 控件各個子模板圖 函數選板 (Functions Palette) 函數選板是在創(chuàng)建流程圖程序過程中使用到的工具。 控件模板如圖 23 所示： 圖 23 新式功能選板圖 控件選板如上圖所示，它包含我們常見的一些子它選板。每個圖標都代表一小類子模板。 袁敏：基于 LabVIEW 的虛擬示波器的設計 4 圖 21 工具圖 工具圖標有如下 圖 22 中所示的 幾種： 圖 22 工具選板的功能圖 以下 兩個模板是個多層的，它們的每一個子模板下還以包含多個對象。 當我們在選板中選了我們所需要的工具， 鼠標箭頭就會變成 你所選相應的工具圖形的圖樣了。 labview 的模板 工具選 板 工具選板（ Tools Palette） 是指用來創(chuàng)建、調試和修改 VI 程序的工具。按順序通過點擊它，來點擊 Find 功能將出錯的對象或端口形成