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基于LabVIEW的数字示波器设计方案研究摘要为了满足数据采集自动化的需要，提高数字示波器的使用效率，充分发挥示波器的自动化优势，建立了一套自动数据采集系统。利用现有的数字示波器和工控机； 一台工控机控制多台数字示波器采集、处理信号数据，并将处理结果存入数据库； 系统软件采用LabVIEW语言开发； 实验结果表明，该系统能够快速、准确地获取被测信号数据，并可根据以往实验数据的需要进行查询和分析，极大地方便了用户； 该方法建立的系统简单、经济、通用，具有一定的实用价值。 随着测控技术的发展，虚拟仪器已成为当今发展的热点。 示波器设计是主要的应用领域之一。 示波器作为一种常用的电子测量仪器，在科学研究中起着非常重要的作用。 主要利用LabVIEW软件平台，以模块化的思想设计了一款多功能虚拟示波器。 虚拟示波器除了具有普通示波器的功能外，还增加了参数测量、存储、打印等功能。 实验表明，该示波器显示波形工作可靠，性能良好，可用于一般实验室。 LabVIEW是Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench的缩写。 它是美国国家仪器公司（r1I）的创新软件产品，也是目前使用最广泛、发展最快、功能最强大的图形化软件开发环境。 .

LabVIEW是一个开放的虚拟仪器开发系统应用软件。 它为设计人员提供了一个方便、简单的设计环境。 使用它，设计人员可以像搭积木一样轻松搭建测量系统或数据采集系统，任意搭建。 自带仪表盘，无需任何繁琐的电脑程序代码编写，可大大简化程序设计。 LabVIEW不同于Visual C++、Visual Basic、LabWindows/CVI等编程语言。 后者使用基于文本语言的程序代码，而LabVIEW使用图形化编程语言G，用框图代替传统的程序代码。 G语言是LabVIEW的核心，LabV1EW使用的设备图标与大部分科学家和工程师使用的图标基本一致，这使得编程过程和思维过程非常相似。 用LabVIEW设计的虚拟仪器可以脱离LabVIEW开发环境，最终用户看到的是一个类似于实际硬件仪器的操作面板。 关键词：电力系统，LabVIEW，示波器，多通道，数据采集 摘要 随着科学技术的发展，对测量技术的要求越来越重要。 先进的测量系统要求设备既能独立进行测试，又能满足多样化、多功能、满足信息交流的需要。 传统的台式仪器是工厂定义的封闭结构，使用固定的输入和输出，每种仪器只能执行一些特殊的测量功能，传统测量设备的应用受到限制。随着电子技术的发展，通信技术、计算机技术及其在电子测量技术和仪器领域的应用，电子测量仪器的功能和作用有测试的理论、方法和领域，以及仪器驱动测试和控制仪器虚拟仪器的新结构（ Ⅵ) 基于计算机的发展。虚拟仪器改变了传统仪器设计的观念，使各部分由软件实现，由硬件完成，在智能化、处理性、可操作性等方面具有明显的技术优势。 astr科学研究与工程设计、虚拟数字示波器包括信号采集、信号处理和输出显示在内的处理是VI技术的一种应用。 其中，数据分析和输出显示完全由计算机软件系统数据采集实现，仅在软件的作用下由硬件完成。本文重点介绍了软件系统的设计，LabVIEW是一种图形化编程虚拟软件。开发平台功能强大。本设计采用模块化策略，每一个功能都可以用一个模块来完成。 虚拟示波器由信号产生、触发控制和采集控制等数据采集模块、滤波、电压和相位测量、频谱分析和波形存储和传输等信号分析和处理模块、信号其他部分组成。分析处理模块包括分析、静态、失真分析和功率谱分析，波形运算和显示模块包括单信号运算、双信号运算和显示控制，本文给出了具体的设计方法和思路。 ，如滤波，频谱分析，波形保存和传输，信号相关性分析，失真分析，功率谱分析，波形操作等。它成本低，根据应用程序的要求扩展功能。虚拟振荡器和性能的最终论文关键词：电力系统，LabVIEW，数据自动采集，示波器，多通道TOCo“1-3”hu中文20850文摘1 20850文摘1 23158 1.引言21.1虚拟仪器概述 2 1.2 虚拟仪器现状及发展方向 22 虚拟示波器软件开发平台LabVIEW2.1 软件开发平台的选择 32.2 LabVIEW简介 32.3 LabVIEW程序构成 32.4 LabVIEW运行模板 32.5 创建VI32.6 程序调试技术 3 23158 3. 虚拟示波器基本原理 23.1 示波器基本原理 23.2 数字化基本原理示波器原理 43.3 虚拟示波器工作原理 4 23158 4. 虚拟示波器总体设计方案 24.1 设计总体思路 24.2 数据采集部分设计 34.3 波形显示部分设计 34.4 数据存储部分设计 34.5 数据回放部分设计 34.6 数据分析部分设计 3 23158 5. 虚拟示波器程序结构分析 25.1 数据采集系统 25.2 数据分析系统 36. 示波器验证 36.1 虚拟示波器性能指标 26.2 正弦信号采集 26.3 滤波波形测试 27. 总结 3 参考文献 4 29324 导师点评 6 简介 1.1 虚拟示波器仪器概述 电子测量仪器发展至今，大致可分为四代：即模拟仪器、数字仪器、智能仪器和虚拟仪器。

虚拟仪器（Virtual Instrument，简称VI）是现代仪器技术与计算机技术深度融合的产物，是当今计算机辅助测试的一项重要技术。 所谓虚拟仪器是一种计算机仪器系统，其功能由用户设计和定义，具有虚拟面板，其测试功能是在以计算机为核心的硬件平台上通过测试软件实现的。 虚拟仪器的本质是利用计算机显示器的显示功能模拟传统仪器的控制面板，并以多种形式表达输出测试结果； 利用计算机强大的软件功能，实现信号数据的计算、分析和处理； 使用接口设备完成信号处理。 集采集、测量、调整等功能于一体的计算机测试系统，完成各种测试功能。 用户使用鼠标或键盘操作虚拟面板虚拟示波器使用方法，就像使用专用的测量仪器一样。 因此，虚拟仪器的出现模糊了测量仪器与计算机的界限。 虚拟仪器主要由硬件和软件组成。 硬件是虚拟仪器的基础，主要由电路和计算机两部分组成； 软件是虚拟仪器的核心。 虚拟仪器的“虚”字主要包括以下两个方面的含义： (1)虚拟仪器的面板是虚拟的。 各种“装置”完成的功能都是一样的：各种开关、按钮、显示器等图标实现仪器电源的“开”和“关”，实现“输入通道”和“放大倍数” ”的被测信号。 测量结的设置、实现“数值显示”、“波形显示”等。

传统仪表盘上的设备都是“实物”，通过“手动”和“触摸”操作：虚拟仪表的前面板是一个看起来与实物相似的“图标”，“上”每个图标的“关闭”、“放大”等动作都是由用户操作电脑鼠标或键盘完成的。因此，虚拟仪器前面板的设计就是将需要的图标放在最前面(2)虚拟 仪器的测量功能是通过图形化软件流程图的编程实现的，虚拟仪器由以PC为核心组成的硬件平台支持,并通过软件编程实现仪器的功能。由于可以结合不同测试功能的软件模块，实现多种测试功能。因此，硬件平台确定后，有“so ftware 是工具”。 这也体现了测试技术与计算机的深度融合。 虚拟仪器技术的本质是充分利用了最新的计算机技术。 实现和扩展传统仪器的功能。 软件是虚拟仪器的关键。 当硬件确定后，可以通过不同的软件实现不同的功能。 用户可以根据自己的需要设计自己的仪器系统，以满足各种应用需求。 利用计算机丰富的软硬件资源，可以极大地突破传统仪器在数据分析、处理、表达、传输、存储等方面的局限，达到传统仪器无法比拟的效果。 它不仅可以用于电子测量、测试、分析、测量等领域，而且可以用于设备监控和工业过程自动化。虚拟仪器还可以广泛应用于电力工程、矿产勘探、医疗、振动分析、声学分析、故障诊断、教学科研等方面。

与传统仪器相比虚拟示波器使用方法，虚拟仪器主要有以下优点：（1）传统仪器只有一个面板，其上布置了种类繁多的显示和操作部件，容易造成很多识别和操作错误。 而虚拟仪器则不同，它可以通过对几个子面板的操作来实现更复杂的功能。 这样，可以在各个子面板上实现功能操作的简化和面板布局的简化，提高了操作的正确性和便捷性。 同时，虚拟仪表盘上的显示元件和操作元件的种类和形式不受“标准件”和“加工工艺”的限制。 , 设计仪表板。 (2)通用硬件平台确定后，用软件代替传统仪器中的硬件，完成仪器的功能。 (3) 仪器的功能是由软件根据用户的需要定义的，而不是由制造商预先定义的。 (4) 仪器性能的提高和功能的扩展只需更新相关软件设计，无需购置新仪器。 (5) 与传统仪器相比开发周期大大缩短。 (6)虚拟仪器开放灵活，可与计算机同步开发，可与网络及其他外围设备互联。 虚拟仪器的硬件平台和软件技术在应用过程中不断快速发展。 目前的硬件技术主要包括：模拟仪表技术、数字仪表技术、智能仪表技术和虚拟仪表技术。 从发展路线来看，虚拟仪器有两个发展方向：一是高性能低成本的发展方向，即PC外挂→并口→串口USB型； 二是向高精度、高速化、大型化自动化装备方向发展。

软件技术是其核心。 一般是根据软件的需要，结合虚拟仪器的方向，软件工程师使用编程语言编写程序，然后对其进行控制。 操作人员只需知道具体的操作步骤，按要求接好所需的连接线即可。 利用计算机进行有效控制，可以达到预期的实验效果。 1.2 虚拟仪器的现状与发展 虚拟仪器的发展依赖于计算机技术、通信技术和电子技术的发展。 虚拟仪器的应用领域相当广泛。 现在很多企业都在开发虚拟仪器，也有很多企业在使用虚拟仪器。 虚拟仪器主要应用于监控、远程教育、工业控制、电力系统、航空航天等领域。 此外，虚拟仪器在自动化系统、石油化工等领域的应用也促进了虚拟仪器的快速发展。 虚拟仪器的自动化生产将成为重点研究领域，可以服务更多的企业，提高企业工作效率，减少企业投资。 成本。 随着计算机、通信、微电子技术的日益提高，以Internet为代表的计算机网络时代的到来和信息需求的不断提高，传统的通信方式已经突破了时空限制和地域限制，大规模通信发生了变化。 越来越容易，对测控系统的元器件影响也越来越大。 庞大复杂的测试系统的输入、输出、结果分析往往分布在不同的地理位置，仅靠一台计算机是无法胜任的。 测试任务需要分布在不同地理位置的多台计算机来完成整个测试任务。

集成测试越来越不能满足复杂测试任务的需要，因此，“网络化仪器”的出现是大势所趋。 将网络技术应用到虚拟设备领域是虚拟仪器发展的大方向。 在国内，网络化虚拟仪器的概念还没有明确定义，也没有被测量界广泛接受。 其总体特点是将虚拟仪器、外部设备、测点、数据库等资源整合到网络中，实现资源共享，同时完成测试任务。 也适用于远距离或远距离控制、数据采集、故障检测、报警灯等。 使用联网的虚拟仪器，可以随时随地获取测量数据。 与以PC为核心的虚拟仪器相比，网络化将给虚拟仪器的发展带来一场革命。 网络化虚拟仪器将实现单一虚拟仪器的三大功能（数据采集、数据分析和图形显示）。 分离处理，使用独立的基础硬件模块实现传统仪器的三大功能，并通过网线连接实现信息资源共享。 “网络即仪器”理念的确立，使人们明确了未来仪器仪表的研发战略，推动和加速了现代测量技术的发展和更新。 此外，虚拟仪器在自动化系统、石油化工等领域的应用也促进了虚拟仪器的快速发展。 虚拟仪器的自动化生产将成为重点研究领域，可以服务更多的企业，提高企业工作效率，减少企业投资。 成本。 虚拟系统的应用领域非常广泛。 在虚拟仪器不断发展的过程中，虚拟仪器将广泛应用于各行业并取得一定的成效。虚拟系统在高校教学中的应用在一定程度上解决了高校硬件资源不足的问题。