实验室虚拟数字示波器设计

青岛农业大学毕业论文（设计）题目：实验室虚拟数字示波器的设计姓名：吕友东学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化班级：2011.02学号：20112478指导教师：佟春明2015年06月16日毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文（设计）作者签名：日期：年月日毕业论文（设计）版权使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。论文（设计）作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日I目录摘要....................................................................................................IAbstract...............................................................................................II1绪论..................................................................................................11.1课题研究背景及意义..........................................................................................11.2虚拟仪器的概述..................................................................................................21.3虚拟示波器国内外研究现状..............................................................................31.4课题的主要任务..................................................................................................42虚拟示波器的基本原理....................................................................52.1通用示波器........................................................................................................52.2数字示波器.........................................................................................................62.3虚拟示波器.........................................................................................................73LabVIEW编程环境介绍....................................................................93.1LabVIEW简介......................................................................................................93.2LabVIEW程序的基本组成..................................................................................93.3LabVIEW模板....................................................................................................103.4子VI的创建和调用...........................................................................................114虚拟示波器的设计方案..................................................................134.1总体设计方案....................................................................................................134.2各模块具体设计步骤........................................................................................154.3系统调试............................................................................................................265结论................................................................................................28参考文献...........................................................................................29致谢...................................................................................................30I实验室虚拟数字示波器的设计摘要虚拟仪器的设计观念不同于传统的仪器设计概念,原来要求由硬件来完成的功能,现都可以由软件仿真来实现。本次设计的虚拟示波器全部由软件编程完成,其原理参考的是通用的双通道数字存储示波器，并在此基础上扩展了数据分析和处理功能。设计过程采用模块化的设计思路,每个功能都有由一个子VI模块完成,主要包括信号发生、通道选择、滤波器滤波、频谱分析、时间调节、幅值调节、参数测量共七个模块。整个设计过程中所用到的软件工具是美国NI公司的LabVIEW2012。关键词:虚拟仪器；数字示波器；LabVIEWIIDesignofVirtualDigitalOscilloscopeinLaboratoryAbstractThenewtheory,methodandfieldsofthetestandthenewstructureofinstrumentdrovetestandcontrolinstrument—VirtualInstrument(Ⅵ)basedoncomputerhavegotdevelopment.Virtualinstrumenthavechangedthenotionoftraditionalinstrumentdesign,whichmakesthepartsarerealizedbysoftwarewhichwerecompletedbyhardware,andhasobvioustechnicaladvantagesinintelligence,processingandmaneuverability.Thisarticlemainlycompletessoftwarecomponent,thevirtualoscilloscopeistheprincipleoftheoscilloscopereferstheuniversaldoublechanneldigitalstorageoscilloscope,thenexpandstheinstrumentanalysisandprocessingfunction.ThedevelopmenttoolsofthewholedevelopmentprocessareLabVIEW2012ofAmericanNIcompany.KeyWords：VirtualInstrument;DigitalOscilloscope;LabVIEW青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文）11绪论1.1课题研究背景及意义1.1.1课题研究背景由于科学技术的飞速发展，在越来越多的领域里都会用到电子测量技术。传统电子测量仪器是用来测量电量或非电量的仪器设备，近年来也发展的相当迅速，数字万用表、数字示波器等都是传统仪器的代表。这些传统仪器被广泛地应用于工农生产生活，军事国防，教育科研等领域，在电子工业有着至关重要的作用。然而传统仪器也有着很多自身的局限性。比如机械操作方式式，在自动控制越来越普及的大环境下，这样的仪器使用很不方便.而且也不能很好的与其他设备进行资源的共享；制造成本高，严重的影响了设备的更新换代，造成设备缺乏和陈旧。由于现代科技技术的高速发展，势必会对电子测量技术的要求不断高。在这样的趋势下传统仪器越来越不适应时代发展对测量设备的要求了，因此传统的测量设备终将被其它更新更好的技术所代替。计算机的产生和发展引领了世界第五次信息技术的革命使得现代电子测量技术朝着智能化、自动化、数字化方向发展。并且在数据传输速率、设备的可扩展性等方面有了巨大的提高。虚拟仪器是全新概念的仪器，其设计理念是对传统测量仪器的一种值得飞跃。是传统仪器与计算机设备的一种有机的结合。虚拟仪器开辟了电子测量领域的一个新纪元。我国的虚拟仪器的研发制造起步比较晚，因此像高性能的数字存储示波器、功率分析仪等先进设备，主要从国外进口。这些高科技设备的加工工艺复杂，研发制造成本高，然而，如果利用虚拟仪器技术，我们就可以只采购那些必须的仪器的硬件设备，而自己利用工具软件来设计性价格比高的先进仪器系统。1.1.2研究意义示波器一直以来都是实验教学和科学科研中经常用到的测量观测设备。然而，台式示波器的研发周期长，制作工艺复杂，造价高昂。但是用虚拟软件编程设计的虚拟示波器可以很好的突破这些缺点和不足，不仅能实现台式示波器的全部实验功能，而且还能对其进行功能扩展，比如添加数据的存储、分析、波形回放、链接网络实现远程控制等新的功能。并且用户在使用虚拟示波器时，可以节约购买仪器的成本，设备操作更加方便，而且仪器功能更加齐全。青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文）21.2虚拟仪器的概述虚拟仪器（VirtualInstrument）的出现是测量仪器领域的一个重大突破，它从根本上改变了传统仪器的设计制造观念，从根本上更新了测量仪器的，带给人们一个全新的测量仪器的概念。由于虚拟仪器本身的优点因此虚拟仪器将是未来仪器产业发展的一大趋势同时也代表着测量仪器发展方向和潮流。1.2.1虚拟仪器的含义虚拟仪器是在计算机系统的