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虚拟示波器的设计一、实验目的（1）了解并掌握虚拟仪器的设计方法，具备初步的独立设计能力。（2）初步掌握对图形化编程语言LabVIEW的编程、调试等基本技能。（3）提高综合运用所学的知识独立分析和解决问题的能力。二、实验器材1、计算机2、Labview软件3、采集卡三、实验内容1实验原理虚拟仪器(VirtualInstruments，VI)技术是当今计算机辅助测试(CAT)领域的一项重要的新技术．虚拟仪器就是在通用计算机上使用相应软件创建测试仪器，使用户在操作这台计算机时，就像是在操作一台他自己设计的专用电子仪器．在虚拟仪器系统中，硬件是为了解决信号的输入输出，软件才是仪器的关键，任何用户都可通过改写软件，来改变、增减仪器的功能，即“软件就是仪器”．虚拟仪器技术可以将许多信号处理方法应用于测量中，彻底打破了传统仪器的框框．用户可以根据自己的需求，设计自己的仪器系统，满足多样性需求．具体来讲，虚拟示波器是使用个人计算机及其信号采集接口电路来捕捉信号波形，并通过图形用户界面来模拟示波器的操作面板，完成对信号的测量、测试．虚拟示波器系统包括硬件和软件两部分，硬件由信号调理电路、数据采集电路和计算机组成．测试软件采用图形化编程软件LabVIEW来编写，功能强大且灵活。2、实验任务本次实验要求学生两人一组，运用所学的相关知识，在Labview软件的基础平台上独立设计处一个模拟示波器。可以在独立思考的前提下，参考有关文献参考资料。3、实验方案前面板设计：输入控制.vi输入模块根据要获得的信号，在框内输入不同的参数值，可以得到不同的函数图象。换言之，可以通过改变不同的参数值，一次获得不同的函数信号。时基控制.vi事实上，这个模块在虚拟示波器中已经不在需要，因为在普通的情况下，是调节扫描的频度，来进行测量波形的波长等量。但是在虚拟示波器中，前显示面板的波形显示框已经具备了这个功能。在这个模块的功用，是直接控制每次进入显示波形的点数来控制扫描频率的。调整模块：位置调整幅值调整在幅值调整的模块中，通过选择不同的显示比例，可以对波形进行适当的调整，使得波形在外观上达到最合适输出。在位置调整的模块中，选择合适的通道显示，使得输出波形在显示屏上输出达到最合适。显示模块在输入不同的参数后，模拟示波器的显示屏上将显示出由有关参数确定的波形图。最终，各模块确定后的前面板如下图所示：程序流程图：四、实验结果实验波形图：实验结果分析：示波器设计的前面板可以看出，该示波器不仅能测量出波形，还能测出其峰峰值、均值、周期和频率。测量的波形与实践的波形比较误差很小，即能满足一些简单基本的波形测量。如下波形显示，电压每个是0.01V，直流分量为零。该示波器的优点：(1)波形可以存储和读取。(2)测量准确度高。(3)波形均匀，稳定，无闪烁性。(4)通过用户编程模块，可扩充用户自己的数据处理和分析。因此虚拟示波器适合对系统进行性能测试和故障诊断。(5)相同硬件条件下，可以通过修改软件模块来形成新的仪器功能等。心得体会虚拟仪器(VirtualInstrument--VI)是虚拟现实在仪器仪表领域中的一个重要应用，目前已在国际上悄然兴起。虚拟仪器是以多媒体计算机作为基础，使用图形界面编程技术，模拟实际仪器的面板、功能和操作，从而生成完成各种任务的专用仪器。虚拟仪器的出现是是测量仪器领域的一个突破，从根本上更新了测量仪器的概念。虚拟仪器技术不仅可以简化仪器系统结构，而且能有效的降低生产成本和缩短开发时间。示波器是时域测量最常用的仪器。此次的虚拟示波器的设计对我们来说有一定的挑战，在设计过程中，我们不单单要显示出被测波形，还要通过界面，对波形的幅值及周期进行调整，使波形整体感觉更加完善。通过之前的几次实验，我们对虚拟仪器的设计已经有了部分了解，在此次的设计过程中，我们能够大体的将前面板及流程图设计出来，但还是会遇到一系列细小的问题，比如连接元器件过程中将线的节点连接出错，还有就是整体布局不够美观，经过小组讨论与修改，最终能顺利完成实验。参考文献：[1]薛源，基于LabWindows/CVI平台的虚拟仪器的设计与开发[D].沈阳：东北大学，2005，12-27.[2]林海军，杨萍，张礼勇等，基于USB2.0的虚拟数字示波器的设计[J].电测与仪表，2008，(09):37-39.[3]韩慧莲，徐晓东，张伦虚拟仪器软件平台设计[J].华东工学院测试技术学报，2002.（01）：1-3