虚拟数字存储示波器的研究与实现
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摘要
本文介绍了一种新型示波器——虚拟数字存储示波器的研制。
虚拟数字存储示波器是虚拟仪器技术的一种具体应用，它将软件和虚拟仪器硬件紧密结合在一起，在计算机上虚拟地实现了示波器的各种功能，并进行了扩充。虚拟数字存储示波器系统由信号采集、信号处理和结果显示三大部分构成，但是除了信号采集部分是由硬件实现之外，其它两部分都是由软件实现。本文主要是完成对软件的设计。
我们所设计的虚拟数字存储示波器总体上包括数据采集、波形显示、参数测量、频谱分析以及波形存储和回放等五大模块组成。它除了通用功能外，又具有普通示波器所没有的许多优点，如波形可存储为数据文件，以便进行永久保存、随时调用数据；进行波形实时显示、打印；成本低廉，功能可根据应用的需要不断加强。它的主要性能指标为两通道显示波形，波形可打印、存储，因它具有数字滤波功能，所以有效地提高了信噪比。
本文所选用的软件LabVIEW是美国NT公司的创新软件产品，也是目前应用最广泛、发展最快、功能最强的图形化软件开发环境。它具有开发周期短、运行速度快、可重用性、使用方便灵活等优点。因此LabVIEW对虚拟存储示波器的设计是一种最理想的方法。
The paper introduces the studying of a new kind of oscillograph-virtual
digital-storage oscillograph.
Virtual digital-storage oscillograph is the real application of virtual instrument technology. It hangs hardware with software together tightly and realizes every function of common oscillograph, even extends it. Virtual digital-storage oscillograph system includes signal acquisition , signal processing and output display. Except signal acquisition is completed by hardware, the others are realized by software. This paper mainly completes the designing of software.
Virtual digital-storage oscillograph we designed consists data acquisition, wave display ,parameter measure, frequency spectrum and wave storage modules. It has some merits which common oscillograph doesn't have, such as saving wave as permanence data, using data at any moment % real-time display and print waves cost low, extending functions based on requirement of application. The main performance of virtual digital-storage oscillograph is that it has two channels of input and the ability of printing and saving. Because it consists digital filter, it has effectively advanced signal-to-noise.
LabVlEW is the innovate software of national instruments corps, of America. It is also the most widely used, the most quickly developing and the strongest function graph software. It has short empolder and fast run-rate. So LabVIEW is the best way of design virtual digital-storage oscillograph.
虚拟数字存储示波器是虚拟仪器技术的一种具体应用，它将软件和虚拟仪器硬件紧密结合在一起，在计算机上虚拟地实现了示波器的各种功能，并进行了扩充。虚拟数字存储示波器系统由信号采集、信号处理和结果显示三大部分构成，但是除了信号采集部分是由硬件实现之外，其它两部分都是由软件实现。本文主要是完成对软件的设计。
我们所设计的虚拟数字存储示波器总体上包括数据采集、波形显示、参数测量、频谱分析以及波形存储和回放等五大模块组成。它除了通用功能外，又具有普通示波器所没有的许多优点，如波形可存储为数据文件，以便进行永久保存、随时调用数据；进行波形实时显示、打印；成本低廉，功能可根据应用的需要不断加强。它的主要性能指标为两通道显示波形，波形可打印、存储，因它具有数字滤波功能，所以有效地提高了信噪比。
本文所选用的软件LabVIEW是美国NT公司的创新软件产品，也是目前应用最广泛、发展最快、功能最强的图形化软件开发环境。它具有开发周期短、运行速度快、可重用性、使用方便灵活等优点。因此LabVIEW对虚拟存储示波器的设计是一种最理想的方法。
The paper introduces the studying of a new kind of oscillograph-virtual
digital-storage oscillograph.
Virtual digital-storage oscillograph is the real application of virtual instrument technology. It hangs hardware with software together tightly and realizes every function of common oscillograph, even extends it. Virtual digital-storage oscillograph system includes signal acquisition , signal processing and output display. Except signal acquisition is completed by hardware, the others are realized by software. This paper mainly completes the designing of software.
Virtual digital-storage oscillograph we designed consists data acquisition, wave display ,parameter measure, frequency spectrum and wave storage modules. It has some merits which common oscillograph doesn't have, such as saving wave as permanence data, using data at any moment % real-time display and print waves cost low, extending functions based on requirement of application. The main performance of virtual digital-storage oscillograph is that it has two channels of input and the ability of printing and saving. Because it consists digital filter, it has effectively advanced signal-to-noise.
LabVlEW is the innovate software of national instruments corps, of America. It is also the most widely used, the most quickly developing and the strongest function graph software. It has short empolder and fast run-rate. So LabVIEW is the best way of design virtual digital-storage oscillograph.
引文
1 路林吉，饶家明，等．虚拟仪器概论．电子技术，2000，1：44～47
2 胡生清，幸国全，等．未来的仪器仪表——虚拟仪器．自动化与仪表，1999，14(6)：5～7
3 耿世钧，等．新一代的智能仪器虚拟仪器．河北工业大学学报，1999．23～26
4 潘莹玉．虚拟仪器及其应用．电力自动化设备，1999，19(1)：44～46
5 贾功贤，刘成康，李兵，袁祥辉，等．基于PC的虚拟仪器的发展趋势．电子技术应用，1999，12：4～6
6 路林吉，等．虚拟仪器的应用． 电子技术，2000，6：40～42
7 张毅，龙凤乐，等．测控系统中三种最新软件的比较．化工自动化及仪表，1999，25(3)：25～34
8 朱晓华，等．基于组件技术的虚拟仪器开发方法的研究．上海大学学报，1999，4
9 周泓，陈华，汪乐宇，等．虚拟仪器驱动程序的功能面板文件的设计与应用，2000．34～36
10 周泓，汪乐宇，陈祥献，等．虚拟仪器系统软件结构的设计．计算机测量与控制，2000，8(1)：21～24
11 刘鹏翔．虚拟示波器VS研制：[学位论文]．西安：西安交通大学硕士，1997
12 杨乐平，李海涛，肖相生，等．LabVIEW程序设计与应用．北京：电子工业出版社，2001，7：239～245
13 李扬，郑莹娜，朱铮涛，司徒忠，等．高性能虚拟示波器的研究．工业仪表与自动化装置，1999，2：2～6
14 计算机虚拟仪器图形化编程LabVIEW实验教材．北京：中科泛华测控技术有限公司，4～14
15 National Instruments. LabVIEW测量与自动化的专业软件．2001．7～10
16 刘伟玲，耿世钧，赵海文，郑志敏，等．虚拟测试系统G语言编程的设计与实现．河北工业大学学报，1999，28(6)：42～45
17 周群，雷勇，刘连宇，等．虚拟仪器设计思想及应用．四川联合大学学报，1998，2(2)：73～81
18 李刚，林凌，等．LabVIEW——易学易用的计算机图形化编程语言．北京航空航天大学出版社，2001，10：8～23
19 Gary W Gohson. LabVIEW Graphic Programming. USA: MC Graw-Hill, 1998
20 G Programming Reference Manual. USA: National Instruments Corporation,
1998
21 LabVIEW User Manual. USA: National Instruments Corporation, 1998
22 LabVIEW Function Manual. USA. National Instruments Corporation, 1998
23 白凤山，铁勇，等．多功能虚拟示波器的研究与实现．电测与仪表，2001，38(4)：36～38
24 华远自动化有限公司．HY-66020/6021/6022/6023系列低价格A/D、D/A板
25 李扬，郑莹娜，王思华，等．国产A/D卡动态链接库设计及其与虚拟仪器LabVIEW平台的适配方法．电测与仪表，1998，35(10)：33～52
26 周永强，姚镇和，等．虚拟仪器数据采集系统的研制．长江科学院院报，1999，16(4)：43～46
27 程保炜．Visual C++6.0环境下动态库的使用．现代计算机，2000，9：89～91
28 肖波平．数据采集用DLL库函数的设计及使用．实验技术与管理，2001，18(1)：71～73
29 徐炉清，顿敦．动态链接库(DLL)的应用．机械与电子，1999，4：67～68
29 熊焕庭．在LabVIEW中数据采集卡的三种驱动方法．电测与仪表，2001，38(8)：35～37
30 洪添胜，李永刚，罗锡文，等．LabVIEW中数据采集动态链接库的设计及应用．计算机自动测量与控制，2000，8(4)：21～22
31 李俊，陈湘波，等．LabVIEW与C语言的混合编程．自动化与仪器仪表，2001，5：62～64
32 邱寄帆．虚拟数字存储示波器高速数据采集卡的设计与实现．电测与仪表，2001，38(6)：40～42
33 陈敏，汤晓安，等．虚拟仪器软件LabVIEW与数据采集．小型微型计算机系统，2001，22(4)：501～503
34 汤晓安．一种对虚拟仪器软件LabVIEW进行功能扩展的方法，计算机自动测量与控制，2000，8(6)：63～66
35 田小建，李月，衣茂斌，等．基于数据采集的虚拟数字存储示波器．吉林大学自然科学学报，1999，1：61～63
36 翁移山．虚拟仪器技术开发利用．石油仪器，1997，11(5)：45～46
37 Using External Code in LabVIEW. USA. USA: National Instruments Corporation, 2000, 7: 1～33
38 Noel Adorno. LabVIEW Intrument Driver Standards. USA: The Application Note of National Instruments Corporation
39 Noel Adorno. Developing a LabVIEW Intrument Driver. USA: The Application Note of National Instruments Corporation
40 冯丽辉，陈昆梅，赖华，等．虚拟仪器实现参数测量的有效途径．昆明理工大学学报，1999，24(5)：66～68
41 曾涛，侯建军，娄淑琴，等．具有示波/频谱显示功能的虚拟仪器在教学实验中的应用研究．电气电子教学学报，2001，23(1)：64～66
42 李扬，朱铮涛，司徒忠，等．虚拟示波器的开发及研究．广东工业大学学报，1998，15(2)：19～23
2 胡生清，幸国全，等．未来的仪器仪表——虚拟仪器．自动化与仪表，1999，14(6)：5～7
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33 陈敏，汤晓安，等．虚拟仪器软件LabVIEW与数据采集．小型微型计算机系统，2001，22(4)：501～503
34 汤晓安．一种对虚拟仪器软件LabVIEW进行功能扩展的方法，计算机自动测量与控制，2000，8(6)：63～66
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37 Using External Code in LabVIEW. USA. USA: National Instruments Corporation, 2000, 7: 1～33
38 Noel Adorno. LabVIEW Intrument Driver Standards. USA: The Application Note of National Instruments Corporation
39 Noel Adorno. Developing a LabVIEW Intrument Driver. USA: The Application Note of National Instruments Corporation
40 冯丽辉，陈昆梅，赖华，等．虚拟仪器实现参数测量的有效途径．昆明理工大学学报，1999，24(5)：66～68
41 曾涛，侯建军，娄淑琴，等．具有示波/频谱显示功能的虚拟仪器在教学实验中的应用研究．电气电子教学学报，2001，23(1)：64～66
42 李扬，朱铮涛，司徒忠，等．虚拟示波器的开发及研究．广东工业大学学报，1998，15(2)：19～23