【正文】 、絕對誤差、相對誤差、系統(tǒng)誤差等 等 。示波器的帶寬定義為示波器在屏幕上能以不低于真實信號 3dB 的幅度來顯示信號的最高頻率。 基于 LabVIEW 軟件所提供的工具選板、函數(shù)選板和控件選板搭建虛擬示波器的主界面和程序框圖，用以實現(xiàn) 波形顯示、 濾波分析、時域分析、 頻譜分析、波形存儲和讀取等功能。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。 其結(jié)構(gòu)如圖 52 所示 圖 52 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) (1)傳感器 傳感器是能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出的器件或裝置，它通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路組成[9]。 對于每種傳感器， 都是將 被監(jiān)測的物理參數(shù)成比例 轉(zhuǎn)換成 電信號 。通過信號調(diào)理之后才能夠有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，以保證測量的精度。對于常見的測試系統(tǒng)，一般 都 混入 有 高頻噪聲，所以測試系統(tǒng)中一般采用低通濾波器，用于直流、低頻交流信號。被監(jiān)測系統(tǒng)可能產(chǎn)生瞬時高電壓損壞計算機(jī) ，因此應(yīng)采用變壓器隔離或者光電隔離將 傳感器信號同計算機(jī)隔離開。模擬量輸入通道 分為 單端和差分兩種。模擬量輸入通道的分辨率是指 ADC 用于表示模擬信號的二進(jìn)制位數(shù)。數(shù)字量 I/O 常用于實現(xiàn)過程控制、測試系列的生成、與外設(shè)進(jìn)行通信等功能。采樣頻率，即每秒采集所得數(shù)據(jù)個數(shù)，對采樣過程是一個重要 的 參數(shù) ，確定了合適的采樣頻率，才可能在采集設(shè)備允許的性能范圍和硬件設(shè)備成本下進(jìn)行正確 而 可靠的采樣 ； 過高的采樣頻率會增加采樣設(shè)備的工作負(fù)擔(dān)及軟件計算的工作量；而過低的采樣頻率不足以 正確 恢復(fù)原始信號 ； 采樣定理指出，采樣頻率必須至少是原始信號中 所包含最高頻率的兩倍時，所得的采樣信號才能包含原始信號所有 頻率分量的全部信息 ， 否則從采用信號 21 恢復(fù)到原始信號時會發(fā)生畸變 [11]。 (1)虛擬示波器的登錄界面的前面板 ,如圖 54 所示， 圖 54 虛擬示波器登陸界面 如上圖所示，主要有兩個字符輸入控件和一個字符顯示控件，兩 22 個布爾控件，分別為確認(rèn)按鈕和取消按鈕。 若單擊“取消”按鈕，就會自動退出登錄系統(tǒng)。當(dāng)程 .序運 .行時，在前面板單擊 .確定或取 .消按鈕，來控制程序面板的條件結(jié)構(gòu)，便 .能夠進(jìn) .入系 .統(tǒng)或者退 .出系 .統(tǒng)。 因此 虛擬 示波器主界面 是虛擬示波器控制軟件的核心。 主要有波形顯示控件、布爾控件、 枚舉輸入控件、 滑動桿 控件、數(shù)值 輸入控件 (如旋鈕 )、 24 數(shù)值 顯示控件、字符串顯示控件等，完成 波形的顯示、通道的選擇、典型輸入波形的選擇、參數(shù)的控制。 前面板 通過選項卡將濾波處理、時域分析、頻譜分析、波形存儲與回放等子模塊放入其中， 上設(shè)有各個功能模塊按鈕，當(dāng)按下相應(yīng)按鈕 時，即可調(diào)用該子程序。 while 循環(huán)結(jié)構(gòu)主要由循環(huán)框架，條件端口，以及重復(fù)端口構(gòu)成。但在 LabVIEW 中，重復(fù)端口的步長 25 和初始值是不會改變的，假如要運用不同的步長和初始值，即可使重復(fù)端口顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)運算。 LabVIEW 中列有各種數(shù)字濾波器， 如巴特沃斯濾 波器、貝塞爾濾波器、等波紋低通濾波器、等波紋高通濾波器、 FIR 數(shù)字濾波器、 IIR 數(shù)字濾波器等，而 這些數(shù)字濾波器都可以直接調(diào)用而 不 用考慮它的內(nèi)部設(shè)計。而FIR 數(shù)字濾波器是有限的單位響應(yīng)也有利于對數(shù)字信號的處理，便于編程。其中低通截止頻率的設(shè)置必須滿足采樣定理規(guī)則，截止頻率不能高于采樣頻率的一半。 (1)本設(shè)計是將將兩個通道采集的信號 ，與高斯白噪聲疊加之后，通過 FIR 加窗濾波器，選擇低通濾波、高通濾波、帶通濾波、帶阻濾波，觀察選擇不同濾波器時不通濾波效果。自相關(guān)函數(shù)可以檢測信號中是否含有周期成分。不含周期成分的隨機(jī)信號在 ? 稍大時自相關(guān)函數(shù)就趨近于零。 (1)虛擬示波器的時域分析及參數(shù)測量前面板，如圖 58(a)所示。 10個 數(shù)值顯示控件，用來顯示波形的參數(shù)，如直流分量、交流分量、 直流 平均值、反峰、正峰、峰峰值、均方 根 、頻率、周期、占空比 等 參數(shù) 。 29 圖 58(b) 時域分析及參數(shù)測量程序面板 頻譜分析模塊 單獨對信號進(jìn)行時域分析有時候不能反映信號的全部特征，因此需要對信號頻域分析。 LabVEW 的頻域分析模板提供了豐富的信號頻域分析節(jié)點供 設(shè)計者使用，如 傅里葉變換、功率譜分析、聯(lián)合時頻分析、諧波分析等。 (1)輸入波形 頻譜分析 模塊前面板如圖 49(a)所示，該面板主要有 3個波形顯示控件用來顯示原 始信號波形、頻域相角及頻域幅值。 30 圖 59(a) 頻譜分析 模塊前面板 (2) 輸入波形的 頻譜分析 模塊程序面板如圖 59(b)所示 圖 59(b) 頻譜分析 模塊程序面板 波形存儲和回放 傳統(tǒng)的示波器的數(shù)據(jù)一般無波形存儲功能，而本設(shè)計的 虛擬示波器使用的軟盤或硬盤對波形及相 應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，數(shù)據(jù)不易丟失且攜帶方便，實現(xiàn)了波形和數(shù)據(jù)的保存和讀取，對波形的事后分析有很大的意義。枚舉型輸入控件用來選擇典型輸入波形，兩個文件名輸入 31 框，提供存儲和讀取波形和數(shù)據(jù)的路徑。 (1)波形存儲和讀取模塊的前面板設(shè)計 如圖 510(a)所示。 圖 510(b)波形存儲和讀取模塊的程序框圖 32 程序調(diào)試 程序調(diào)試就是要快速定位問題之所， LabVIEW 中探針和斷點時最常用的兩個工具。 單擊單步運行按鈕 ，彈出錯誤清 單，點擊 清單中的 的錯誤，錯 誤 的對象或端口 將會變成高亮 即可查找出錯誤所在 。 使用戶能夠清晰的直觀的觀察 數(shù)據(jù)流動狀態(tài) ， 跟蹤程序的執(zhí)行。因此只要在連線中設(shè)置探針，就可以 查看 數(shù)據(jù)流 流經(jīng)某一根連接線時的數(shù)據(jù)值。使用斷點 工具 可以一步一步執(zhí)行程序 查看數(shù)據(jù) 。 圖 61(a)通道 1 顯示正弦波 圖 61(b)通道 2 顯示鋸齒波 34 圖 61(c)通道 1 顯示正弦波 ， 通道 2 顯示方波 (2)選定示波器主界面的通 道 1(或者通道 2)，選擇任意波形， 打開選項卡中“濾波處理模塊”，然后單擊 “濾波 ”按鈕， 以通道 1，正弦信號為例， 正弦波信號 與高斯白噪聲疊加之后，通過 FIR 加窗濾波器，通過 先經(jīng)過 低通濾波 ，在分別經(jīng)過 高 通濾波 和帶通濾波比較可得，通過低通濾波和帶通濾波 能夠濾除噪聲信號達(dá)到很好的濾波效果，基本上實現(xiàn)了輸入正弦波形的再現(xiàn)。輸入的正弦波與噪聲信號疊加波形以及作自相關(guān)運算之后的波形顯示可知該波形時周期信號。 圖 64 頻域分析模塊波形顯示 (5) 打開選項卡中 “波形的存儲和讀取” 模塊 ， 單擊“開始”按鈕， 選擇 “ 波形存儲路徑 ” ， 彈出對話框，擇已建立的 Excel 表格進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲 ，如圖 65(a)所示 ； 單擊數(shù)“存儲”按鈕 ， 進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，等待一段時間， 如圖 65(b)所示 。 因此 對抗干擾的研究是 提高 測量技術(shù) 有重要意義 。一般解決方法 如下所示 ： (1)布置 信號線時，要將信號 線 與電源線分離。 (3)信號采集結(jié)束后 設(shè)計適合的低通濾波器濾 除 高頻干擾 信號 。常見的隔離技術(shù)有光電隔 離、繼電器隔離、變壓器隔離、 7 總結(jié) 與展望 總結(jié) 本文關(guān)于虛擬示波器的設(shè)計是參閱雙蹤示波器的功能設(shè)計的， 整個程序的設(shè)計 充分發(fā)揮了微機(jī)強(qiáng)大的功能和 LabVIEW 軟件設(shè)計的靈活性 ，采用模塊化的設(shè)計思想，再將各子模塊按照一定的邏輯關(guān)系組合起來，構(gòu)成 完整的虛擬示波器。 (3)通過兩個月的論文設(shè)計，從自行學(xué)習(xí) LabVIEW 軟件基本選板的運用以及簡單的程序設(shè)計到完成畢業(yè)論文，當(dāng)然這個過程中遇到很多問題，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下都逐一得到解決。 本 設(shè)計中 的不足及后續(xù)工作 (1)由于沒有數(shù)據(jù)采集卡及數(shù)據(jù)采集所涉及的硬件設(shè)備對于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)只是用 使用 LabVIEW 中信號發(fā)生器設(shè)置其參數(shù)模擬信號的輸入。 (3)在數(shù)據(jù)分析處理時候應(yīng)該進(jìn)行 高級分析與實時處理功能 ， 如：小波分析，回歸分析，統(tǒng)計分析等， 增強(qiáng) 測試實用價值。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，資源已經(jīng) 能夠 得到共享和充分利用。 展望 虛擬儀器技術(shù)經(jīng) 過十 余載 的發(fā)展，正 朝 著總線與驅(qū)動程序的標(biāo)準(zhǔn) 40 化、硬 /軟件的模塊化 、智能化的 方向發(fā)展。 不久的將來虛擬 儀器 的 應(yīng)用 必將 更為 廣泛， 逐漸取代 傳統(tǒng)儀器主導(dǎo)地位。 虛擬示波器的開發(fā)和研究將會獲得卓越的成果 。 d39。tjA shfP39。cdPq 9JWKf wvGt YM*Jgamp。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!z n%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNam