基于LabVIEW的虛擬存儲(chǔ)示波器設(shè)計(jì)

黃昆 唐宇 吳婷益 湯小龍

摘要：以計(jì)算機(jī)、USB4716數(shù)據(jù)采集卡作為硬件平臺(tái)，利用LabVIEW虛擬儀器軟件開發(fā)平臺(tái)，通過前面板設(shè)計(jì)和程序框圖設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了一個(gè)虛擬存儲(chǔ)示波器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、顯示、分析、處理、存儲(chǔ)和回放等功能。

關(guān)鍵詞：LabVIEW;USB4716;虛擬存儲(chǔ)示波器

1.引言

虛擬儀器屬于第四代儀器，是目前儀器儀表發(fā)展的一個(gè)重要方向。示波器在科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用。本文基于虛擬儀器技術(shù)，開發(fā)一種新型示波器——虛擬數(shù)字存儲(chǔ)示波器，通過USB4716采集卡完成數(shù)據(jù)采集，借助于LabVIEW軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、分析、處理和存儲(chǔ)等功能。

2.系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案如圖1所示。系統(tǒng)硬件主要由計(jì)算機(jī)和USB4716數(shù)據(jù)采集卡組成。系統(tǒng)軟件主要利用LabVIEW軟件平臺(tái)進(jìn)行前面板設(shè)計(jì)和程序框圖設(shè)計(jì)，編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、仿真信號(hào)、參數(shù)測(cè)量、波形顯示、頻譜分析、波形存儲(chǔ)，波形回放等模塊。

3.前面板設(shè)計(jì)

前面板設(shè)計(jì)包括示波器顯示、頻譜分析、波形回放三大部分。

示波器顯示前面板按照功能劃分區(qū)域，包括波形顯示、電源開關(guān)、雙通道選擇、仿真信號(hào)設(shè)置、垂直位移調(diào)整、水平位移調(diào)整，示波器參數(shù)分析等模塊，如圖2所示。

頻譜分析前面板包括CH1或CH2通道的選擇模塊和存儲(chǔ)模塊。

波形回放前面板按PNG文件格式進(jìn)行存儲(chǔ)，再讀取相應(yīng)存儲(chǔ)文件。當(dāng)點(diǎn)擊回放波形按鈕時(shí)，實(shí)現(xiàn)波形回放顯示。

4.程序框圖設(shè)計(jì)

程序框圖設(shè)計(jì)主要包括信號(hào)的采集、信號(hào)發(fā)生、輸入信號(hào)選擇、時(shí)基控制與示波器顯示、參數(shù)測(cè)量、頻譜分析、波形存儲(chǔ)、波形回放等多個(gè)模塊。主要采用了while循環(huán)結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)、DAQ助手、FFT函數(shù)、信號(hào)處理VI、信號(hào)分析VI、圖片函數(shù)、波形分析VI等來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖3所示。

5.結(jié)束語(yǔ)

本文基于LabVIEW和USB4716數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行虛擬存儲(chǔ)示波器設(shè)計(jì)。利用USB4716數(shù)據(jù)采集卡采集輸入信號(hào)，通過LabVIEW進(jìn)行前面板設(shè)計(jì)和程序框圖設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了虛擬示波器的采集外部數(shù)據(jù)、波形顯示、參數(shù)分析、波形存儲(chǔ)和波形回放等功能。經(jīng)過程序運(yùn)行調(diào)試，本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了主要功能。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：黃昆，1975.1，男，漢族，四川省眉山市，碩士，副教授，研究方向：測(cè)控技術(shù)及應(yīng)用。

基金項(xiàng)目：項(xiàng)目來(lái)源：攀枝花學(xué)院省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱《基于USB4716的虛擬存儲(chǔ)示波器設(shè)計(jì);基于LabVIEW的車速實(shí)時(shí)檢測(cè)與分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，項(xiàng)目編號(hào)（201811360061;S201911360064）。