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基于labview的虚拟示波器的设计

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- I - 基于LabVIEW的虚拟示波器的设计

毕业论文

摘要

虚拟仪器是现代测量技术和计算机技术相结合的产物，标志着自动测试与电子测试仪器领域技术发展的一个崭新方向． 随着信息技术和计算机技术的高速发展，数字信号处理作为一门新兴的学科，其重要性日益在各个领域的应用中体现出来。本文介绍了利用LabVIEW 图形编程语言进行虚拟仪器开发的方法，设计了一种基于PC机声卡的虚拟示波器，说明了虚拟仪器在现代测试领域中的重要地位以及其广阔的发展前景． 从某种意义上说，“软件就是仪器”。

关键词 LabVIEW,虚拟仪器，示波器

- II - The design of virtual wave displayer based on

LabVIEW

Abstract

Virtual instrument is the produce that merges the computer technology and

measurement technique．It stands for a brand new development directory in the

field of auto-measurement and electronic measurement。 With the rapid

development of information technology and the computer technology, the digital

signal processing takes an emerging discipline, its importance displays day by

day in each domain application. This article introduces how to develop virtual

instruments using graph programming language-LabVIEW ,designs a virtual

signal displayer based on PC and explains the important part and wide

development prospects of virtual instrument in modern measurement technique

field． In a sense, “The software is an instrument”.

Keywords LabVIEW, virtual instrument

- III - 目录

第1章 绪论 ........................................................................................................ 1

1.1 虚拟仪器的概述 ....................................................................................... 1

1.1.1 什么是虚拟仪器 ................................................................................ 1

1.1.2 虚拟仪器的构成 ................................................................................ 2

1.1.3 虚拟仪器的优点 ................................................................................ 3

1.1.4 虚拟仪器的发展现状 ........................................................................ 4

1.1.5 虚拟仪器的发展趋势 ........................................................................ 4

1.2 图形化编程语言 LabVIEW .................................................................... 5

1.2.1 什么是LabVIEW .............................................................................. 5

1.2.2 LabVIEW的主要特点 ....................................................................... 5

1.2.3 LabVIEW调试与运行 ....................................................................... 6

第2章 示波器的原理 ........................................................................................ 7

2.1 模拟示波器 ............................................................................................... 7

2.1.1 示波器的基本结构 ............................................................................ 7

2.1.2 示波器的扫描原理 ............................................................................ 9

2.2 数字示波器 ............................................................................................... 9

2.2.1 数字示波器的基本原理 .................................................................. 10

2.2.2 数字示波器的特点 .......................................................................... 11

2.3 虚拟示波器 ............................................................................................. 12

第3章 系统的硬件设计 .................................................................................. 14

3.1 声卡 ......................................................................................................... 14

3.1.1 声卡的工作原理 .............................................................................. 14

3.1.2 声卡的基本结构 .............................................................................. 14

3.2 硬件设置 ................................................................................................. 16

3.2.1 实验中声卡的参数设置 .................................................................. 16

3.2.2 虚拟示波器中声卡的连接方式 ...................................................... 16

3.3 前置运算电路 ......................................................................................... 16

第4章 系统的软件设计 .................................................................................. 18

4.1 虚拟示波器工作流程图 ......................................................................... 18

4.2 数据采集模块 ......................................................................................... 18

4.3 频谱分析模块 ......................................................................................... 22

4.4 数据测量和显示模块 ............................................................................. 23

第5章 系统调试与程序显示 .......................................................................... 25

5.1 虚拟示波器性能 ..................................................................................... 25

5.1.1 程序设计思路 .................................................. 错误！未定义书签。

5.1.2 虚拟示波器操作界面 ...................................................................... 25

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基于LabVIEW的虚拟示波器的设计和实现

基于LabVIEW的虚拟示波器的设计和实现

，Ｍｉ式工具与虚拟仪器　

基于ＬａｂＶＩＥＷ的　虚拟示波器的设计和实现　■张熙王晓峰　，　＿－一　ｌ　摘要：本文以虚拟双通道示波嚣为铡，从系统构造　软硬件窭现等方蔼详细介绍了如何应厢数据采　爨　释器靛工疑ＬａｂＶＩＥＷ挺遗昶实现菠擞　熊　｜ｊ薯ｊ｜　｜ｊ　｜　｜＿　攀　菠　褥　示液穗　髓撬莱鬟￣ｉ　ＬａｂＶＩＥＷ｜ｌ　ｌ　｜　ｌ　、　●●■■■●■■■＿　

纂１仪器的工作原理及系统构成　ｗ………　………　…　～ｔ　…　ｒ……　Ｈ　虚拟示波器是由信号调理器，ＰＣＩ总线的数据采　集卡组成的外部采集系统加上软件构成的分析处理　系统组成。被测信号送到信号调理电路，进行隔离、　放大、滤波整流后送数据采集卡进行Ａ／Ｄ转换，最　后由控制软件对测试信号进行数据处理，完成波形　显示，参数测量、频谱分析等功能。系统结构如图１　

２．１硬件部分　硬件部分主要包括传感器、信号调理电路及数　据采集卡。而传感器和信号调ｊ里电路针对不同的测　试对象有不同的选择和设计。数据采集是硬件部分　的核心，它的性能直接影响数据采集的速度和精　度。另外，ＬａｂＶＩＥＷ可对ＮＩ公司的数据采集卡进行　驱动和配置，可充分利用采集卡的性能。基于此，我　选择的数据采集卡是ＮＩ公司生产的。下面主要介　绍数据采集卡的性能和安装配置。　２　１．１　ＰｃＩ一６Ｏ１０数据采集卡的简介　ＰｃＩ—６０ｌ０采集卡是基于３２位ＰＣＩ总线的多　通道的数据采集设备，具有数字输入／输出、模拟　输入／输出和计数器等功能。它通过ＳＨ３７Ｆ－－３７Ｍ　电缆与ｃＢ一３７Ｆ—ＬＦ输入输出接口面板连接，该　接口面板具有３７个螺旋状的接口终端。同时此数　据采集卡具有３个完全独立的ＤＭＡ控制（模拟输　入、定时／计数器０、定时／计数器１）。本卡还具有　刻度校准电路系统。由于运行时，时间和温度漂移　会引起一定的模拟输入、输出误差，为了使此误差　最小，可以调整设备的校准刻度。而它的出厂校准　信息存储在ＥＥＰＲＯＭ中，不能修改。而修改此信息　必须通过软件来实现。　该数据采集卡具有８个差动模拟输入通道（即　ｌ６个对地单信号模拟输入通道），电压范围为±　５Ｖ，±１Ｖ，±０．２Ｖ；２个模拟输出通道，电压范围　为±５Ｖ。同时它还具有６个数字输入通道，４个数　字输出通道。数字输入的ＶＩＨ（Ｉｎｐｕｔ　ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ）的　最小值是２．０　Ｖ，最大值是５．２５　Ｖ，ＶＩＬ（Ｉｎｐｕｔ　ｌｏｗ　ｖｏｌｔａｇｅ）的最大值是０．８　Ｖ，最小值是一０．３　Ｖ；数字　输出的ＩＯＨ（Ｏｕｔｐｕｔ　ｈｉｇｈ　ｃｕｒｒｅｎｔ）的最大值是一６　

基于labview的虚拟信号发生器的设计

基于labview的虚拟信号发生器的设计

基于labview的虚拟信号发生器的设计

信息工程学院

自动化2班

王孟哲

0967106209

基于labview的虚拟信号发生器的设计

Labview虚拟仪器

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument EngineeringWorkbench，实验室虚拟仪器集成环境)是一种图形化的编程语言，简称G语言，它是由美国NI公司推出的虚拟仪器开发平台应用LabVIEW 开发平台编制的程序称为虚拟仪器，其核心概念就是“软件即是仪器” LabVIEW 提供了测控仪器图形化编程环境，在这个环境中提供了一种像数据流一样的编程模式，用户只需连接各个逻辑框即可构成程序。它集成了与满足GPIB、VXI、RS．232和RS．485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能，同时，它还内置了便于应用TCP／IP、ActiveX等软件标准的库函数，利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器。本文介绍一种自行开发的基于LabVIEW 的虚拟函数信号发生器，该仪器界面设计友好，功能强大，操作方便

自从1986年美国NI(National Instrument)公司提出虚拟仪器的概念以来，随着计算机技术和测量技术的发展，虚拟仪器技术也得到很快的发展。虚拟仪器是指：利用现有的PC机。加上特殊设计的仪器硬件和专用软件。形成既有普通仪器的基本功能，又有一般仪器所没有的特殊功能的新型仪器。与传统的仪器相比其特点主要有：具有更好的测量精度和可重复性：测量速度快；系统组建时间短；由用户定义仪器功能；可扩展性强；技术更新快等。虚拟仪器以软件为核心，其软件又以美国NI公司的Labview虚拟仪器软件开发平台最为常用。Labview是一种图形化的编程语言，主要用来开发数据采集，仪器控制及数据处理分析等软件，功能强大。目前，该开发软件在国际测试、测控行业比较流行，在国内的测控领域也得到广泛应用。函数信号发生器是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。下面结合一个虚拟函数信号发生器设计开发具体介绍基于图形化编程语言Labview的虚拟仪器编程方法与实现技术。

基于LabVIEW的虚拟信号发生器设计

基于LabVIEW的虚拟信号发生器设计

《虚拟仪器》设计说明书

基于LabVIEW的虚拟信号发生器设计

院 、 部： 电气与信息工程学院

学生姓名： 罗万里

指导教师： 夏 鑫 职称 讲师

专 业： 自动化

班 级： 自本1001班

完成时间： 2013年12月24日

I 目 录

第1章 虚拟仪器技术 .................................................................................................. 1

1.1 虚拟仪器的概念 ................................................................................................... 1

1.2 虚拟仪器的优势 ................................................................................................... 1

1.3 虚拟仪器的发展方向 ........................................................................................... 2

1.4 图形化虚拟仪器开发平台——Labview 简介 ................................................... 2

1.5 本章小结 ............................................................................................................... 3

基于LabVIEW的数字式虚拟示波器

基于LabVIEW的数字式虚拟示波器

２０１１年１２月　第１２卷第４期总第４８期　太原大学学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔａｉｙｕａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｖｏ１．１２Ｎｏ．４　ＳｕｍＮｏ．４８　

文章编号：１６７１—５９７７（２０１１）０４—０１２２一ｏ４　

基于ＬａｂＶＩＥＷ的数字式虚拟示波器　

赵婕　（太原大学计算机工程系，山西太原０３００３２）　摘要：虚拟仪器是虚拟现实技术在仪器业中的应用，是一种较先进的仪器设计技术。ＬａｂＶＩＥＷ是针对虚　拟仪器开发而设计的开发平台，它的出现大大方便了虚拟仪器的设计和开发。将先进的仪器开发软件ＬａｂＶＩＥＷ　与普通数据采集卡结合使用，构建数字式虚拟示波器，不但可以实现传统示波器，而且还增加了小波消噪等功能。　关键词：虚拟仪器；示波器；传感器；信号处理；信号测量　中图分类号：ＴＭ９３５．３；ＴＰ３９１．９　文献标识码：Ａ　０　引言　虚拟仪器是随着计算机技术、现代测量技术　发展起来的新型高科技产品，代表着当今仪器发　展的一个新方向　’　。ＬａｂＶＩＥＷ（Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｖｉｒ－　ｔｕａｌ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ）是美国国　家仪器公司ＮＩ推出的用于虚拟仪器开发的工程　软件包，是一种图形化的编程语言即Ｇ语言　（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｌａｎｇｕａｇｅ）　。　本文所述的是基于ＵＳＢ数据采集卡，以Ｌａｂ—　ＶＩＥＷ为软件开发平台的虚拟实验仪器的开发和　研究。文章围绕虚拟示波器设计信号处理、数据　读取与存储模块，设计了小波处理模块，实现对　历史信号的处理。　１　数据采集与数据采集卡　数据采集是测试测量的首要任务，而数据采　集技术是ＬａｂＶＩＥＷ的核心技术之一，也是Ｌａｂ．　ＶＩＥＷ与其他编程语言相比的优势所在。使用　ＬａｂＶＩＥＷ语言中的ＤＡＱ技术，可以编写出强大　的数据采集应用软件，方便测试的进行。由于数　据采集系统的核心是计算机，它对整个系统进行　控制和数据处理。　计算机数据采集系统包括硬件和软件两大部　分，硬件部分又可分为模拟部分和数字部分，计算　机数据采集系统的硬件基本组成如图１所示。