Labview虚拟示波器的设计
Labview虚拟示波器的设计[20200128195533]
【摘要】
本论文是用美国的National Instruments公司的虚拟仪器开发环境下的LABVIEW软件平台基础上设计了虚拟示波器，该文介绍虚拟示波器是在仪器的实现过程。设计中使用的仪器是用基于图形化的编程语言LABVIEW8.5 而编写的。该论文是在掌握了虚拟仪器的结构基础与信号处理有关的基础知识之上，设计了一台虚拟示波器。并对虚拟示仪器的定义、组成、发展形势进行了相关方面的剖析，并且在介绍信号处理方面的基础知识时，主要是用介绍傅里叶变换。系统主要由硬件设计与软件设计两个部分组成，对仪器的系统硬件即数据选取进行了初步的介绍，对其软件部分进行了详细研究，完成对滤波器模块、频谱剖析模块、参数测量模块、存储和回放模块的设计并显示最终结果。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】LABVIEW虚拟示波器数据选取傅里叶变换
引 言 1
一、虚拟仪器的介绍 2
（一）虚拟仪器的概念 2
（二）虚拟仪器的特点 2
（三）虚拟仪器的现状及发展 3
（四）LABVIEW的概念 3
（五）LABVIEW的组成 3
二、系统硬件设计 6
(一) 数据选取 6
（二）数据选取系统设计 7
三、虚拟示波器软件的设计 9
（一）程序系统设计 9
（二）滤波器模块 11
（三）频谱剖析块 12
（四）参数测试选块 14
（五）存储和回放选块 15
四、虚拟示波器的检测 16
（一）滤波波形显示 16
（二）频谱剖析呈现 17
（三）参数测量显示 18
（四）存储与回放模块显示 18
（五）总体结果测量显示 19
结论和展望 20
致 谢 21
参考文献 21
引 言
虚拟仪器的测试功能是在电脑软件平台和设计工具的定义，就要是使操作人员操作电脑，就像在电子仪器采用了特殊的设计。随着电脑技术的发展，传统的工具已经开始在电脑的方向发展。虚拟仪器是在九十年开始出现在中国，推出开发的虚拟仪器技术和出现就是标志着在二十世纪的电子测量设备和自动化测试设备领域的发展指针。
目前出现在国内的比较高档仪器，例如像数字滤波器与逻辑剖析设备等，这些仪器主要依赖从外国买进，但是这种从外国买进往往价格非常昂贵，并且使用面不广，只会起到有限制的功能。而处理这些工具的制造工艺复杂，需要高水平的生产困难与突破。因此，我们国家对虚拟示波器研究非常重视。利用虚拟仪器软件和硬件的更换，可以提高产品的性能，也可以用在其他很多方面，这大大提高了仪器的使用性能。因此，可以简单的说虚拟测量仪器是未来的一个重要设计方向。
LABVIEW是美国NI公司设计的虚拟仪器软件环境平台，它能够直观与简单的编程、设备驱动程序和功能表达支持所要设计出的源代码级。因此，硬件工程、现场工程技术和测试技术人员学习软件是比较容易，也可以学习和使用LABVIEW可以在很短的一段时间学会。该设备是由一种图形的编程语言LABVIEW8.5和丰富的软硬件资源极大地提高了测控系统的开发效率，功能有包括：双通道输入、触动控制、寻问控制、波形的显示、参数的测量等。
该论文介绍与信号处理相关的基础知识，最重要是建立在傅立叶变换虚拟仪器的基础上，系统是由硬件设计和软件设计两部分组成。虚拟示波器的数据选取的硬件进行了简要介绍，详细研究其软件的一部分，完成过滤模块的设计、序数测试模块、存储和回放模块、并显示最终结果。这种设计是虚拟仪器的概念、结构和发展趋势的相关性剖析
一、虚拟仪器的介绍
（一）虚拟仪器的概念
20年前，NI公司建立了自己的产品是在电脑平台架构上，通过对自己的产品工业测量和控制，并与电脑完美地结合在一起，这个理念被称为虚拟仪器。 19世纪90年代后期进入中国并翻译这个概念是紧密相连的电脑和虚拟仪器，该仪器是仪器目前的发展方向使电脑更强大，它的体积不断缩小、这种仪器是越来越大、现在与嵌入式系统装置。简单的说来，这个组合有2种方式，一种形式是在电脑仪器上使用的，以电脑硬件和使用的软件系统为依托，实现了各种设备的需求，虚拟仪器主要是采用这种方式。另一种是把PC放入的仪器，经典的例子是所说的自动化仪表。
图1-1 虚拟仪器方案
虚拟仪器本来上是一个组织根据设备数据选取系统的要求。虚拟仪器技术在理论上的研究主要提及电脑数据选取与数字的信号处理。目前对于这一领域，使用较为广泛的电脑语言是美国NI公司开发的LABVIEW。
一般PC有一些不可避免的缺点，用它来构造的虚拟机或是PC检测系统的功能不能太强烈。当前PC仪器的一个重要发展指针是开发的VXI标准，这是插入的器械。为了能保证仪器的这方面功能并使用更多的硬件，但对这些工具并非面板，面板显示在计算机屏幕上使用虚拟形式。会把这些要用的卡插入标准VXI箱，让它再与电脑连接，就会构成一个检量系统，。 VXI仪器价格昂贵，也被引入到更便宜的PXI标准设备。
（二）虚拟仪器的特点
传统仪器和虚拟仪器具有如下不同的特点：
1）仪器性能的改变跟性能扩广只要有更新软件，系统就会自行更新就到新的设计，并不需要重新购买新的技术设备，并且商业周期会慢慢缩短于传统仪器。
2）建立在通用硬件平台上，由软件来代替传统的设备硬件来完成仪器的性能。
3）仪器的性能是根据用户定义下的软件，而不是原先由制造商定义的要求。
4）虚拟仪器灵活，开放，与计电脑共同的发展，与联想网络的其他条件。
虚拟仪器具有比较明显的优点，在工程应用中和国家经济效益上会常用到的。当前，在国内高端的电脑屏幕上的工具，例如像频谱的剖析设备，数字滤波器、逻辑剖析设备等。这些必须依靠从外国买进，因为这些仪器需要克服困难，会要求高的创制水平，加工工艺会变的复杂，生产使用的虚拟仪器技术，我们可以通过设计出高性能的价格比，仪器系统不仅是通用仪器的硬件。
（三）虚拟仪器的现状及发展
根据“世界仪表与自动化”杂志在二十一世纪中，虚拟示波器将会占到设备的市场占有率约50％。虚拟示波器在本世纪的发展非常迅速，未来大有可能会取代传统仪器的形势。虚拟仪器的刚开始的是由美国国家仪器公司开发的，在20世纪80年代提出，NI公司在80年代的发展，介绍了虚拟仪器的多总线系统。后来，美国惠普公司、Tektronic公司的雷卡公司也有很大的进步。虚拟仪器技术发展非常迅速， NI公司一直在领导这个市场，不断的创新，生产了大量的虚拟仪器设备。
作为一种先进的技术，虚拟仪器现在中国才刚刚起步，但在某着方面取得了一些有效成绩。目前世界上有一些国家的厂家在虚拟仪器技术的发展、数据处理软件方面取得了不错的成绩。例如，数字滤波器的频谱设备，测量结果，快速傅立业变换，卷积剖析。
（四）LABVIEW的概念
LABVIEW的编程也被简称为虚拟仪器，它的形式和性能真正重要的文件，但在LABVIEW编程是很容易改变其中的设置和性能。也是LABVIEW 虚拟示波器软件开发的环境设计，它是由实验虚拟仪器工程和工作台构成。
LABVIEW会使用图形化的程序语言，程序框图的方式是让要用方便时会加方便、特别是适合硬件工程师、实验室操作人员、生产线工程的过程中学习和使用，也可以在比较短的时间内掌握并运用实行。 LABVIEW是NI公司推出的虚拟仪器软件开发的平台，他们可以从剖析设备、其直观和简单的程序风格，各种各样的表达和功能的支持，源代码级上与创造的基础条件，为用户快速建立一个系统在你需要实际生产中并实用。
（五）LABVIEW的组成
LABVIEW是一种用图形程序的语言，在这个过程中会建立一个虚拟程序，主要是用在组织和运行编程的选板。这些选板能够在任何方向上移动到屏幕或可以放于在屏幕。操纵选板中有3个：工具调板、选择控制板和功能板。
图1-2 工具调板
1． 工具调板
工具调板提供了多种仪器进行的改变，建立与调试VI程序编辑器（图1-2）。该板可以是空白点击右键，按住[Shift]前面板按键VI或程序图命中命令将显示选定的板。当选择什么样的工具，会将鼠标箭头会成为工具的形状，它包括以下工具：
操作值:用于为前面板多种输入控制和显示器件。当它指向一个字符控件或数字时，光标形状变成一个文本操作符。
用于连线:用于在框图编程相连接的对象。
对象快捷菜单:用左鼠标键可跳出对象的菜单。
漫游窗口:用该设备可不需要运用滚动条就可在窗口出现。
获取颜色:可用该设备来提取颜色用在编辑其他的对象。
设置调色:是用于控件、编程框图设置调色。
【摘要】
本论文是用美国的National Instruments公司的虚拟仪器开发环境下的LABVIEW软件平台基础上设计了虚拟示波器，该文介绍虚拟示波器是在仪器的实现过程。设计中使用的仪器是用基于图形化的编程语言LABVIEW8.5 而编写的。该论文是在掌握了虚拟仪器的结构基础与信号处理有关的基础知识之上，设计了一台虚拟示波器。并对虚拟示仪器的定义、组成、发展形势进行了相关方面的剖析，并且在介绍信号处理方面的基础知识时，主要是用介绍傅里叶变换。系统主要由硬件设计与软件设计两个部分组成，对仪器的系统硬件即数据选取进行了初步的介绍，对其软件部分进行了详细研究，完成对滤波器模块、频谱剖析模块、参数测量模块、存储和回放模块的设计并显示最终结果。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】LABVIEW虚拟示波器数据选取傅里叶变换
引 言 1
一、虚拟仪器的介绍 2
（一）虚拟仪器的概念 2
（二）虚拟仪器的特点 2
（三）虚拟仪器的现状及发展 3
（四）LABVIEW的概念 3
（五）LABVIEW的组成 3
二、系统硬件设计 6
(一) 数据选取 6
（二）数据选取系统设计 7
三、虚拟示波器软件的设计 9
（一）程序系统设计 9
（二）滤波器模块 11
（三）频谱剖析块 12
（四）参数测试选块 14
（五）存储和回放选块 15
四、虚拟示波器的检测 16
（一）滤波波形显示 16
（二）频谱剖析呈现 17
（三）参数测量显示 18
（四）存储与回放模块显示 18
（五）总体结果测量显示 19
结论和展望 20
致 谢 21
参考文献 21
引 言
虚拟仪器的测试功能是在电脑软件平台和设计工具的定义，就要是使操作人员操作电脑，就像在电子仪器采用了特殊的设计。随着电脑技术的发展，传统的工具已经开始在电脑的方向发展。虚拟仪器是在九十年开始出现在中国，推出开发的虚拟仪器技术和出现就是标志着在二十世纪的电子测量设备和自动化测试设备领域的发展指针。
目前出现在国内的比较高档仪器，例如像数字滤波器与逻辑剖析设备等，这些仪器主要依赖从外国买进，但是这种从外国买进往往价格非常昂贵，并且使用面不广，只会起到有限制的功能。而处理这些工具的制造工艺复杂，需要高水平的生产困难与突破。因此，我们国家对虚拟示波器研究非常重视。利用虚拟仪器软件和硬件的更换，可以提高产品的性能，也可以用在其他很多方面，这大大提高了仪器的使用性能。因此，可以简单的说虚拟测量仪器是未来的一个重要设计方向。
LABVIEW是美国NI公司设计的虚拟仪器软件环境平台，它能够直观与简单的编程、设备驱动程序和功能表达支持所要设计出的源代码级。因此，硬件工程、现场工程技术和测试技术人员学习软件是比较容易，也可以学习和使用LABVIEW可以在很短的一段时间学会。该设备是由一种图形的编程语言LABVIEW8.5和丰富的软硬件资源极大地提高了测控系统的开发效率，功能有包括：双通道输入、触动控制、寻问控制、波形的显示、参数的测量等。
该论文介绍与信号处理相关的基础知识，最重要是建立在傅立叶变换虚拟仪器的基础上，系统是由硬件设计和软件设计两部分组成。虚拟示波器的数据选取的硬件进行了简要介绍，详细研究其软件的一部分，完成过滤模块的设计、序数测试模块、存储和回放模块、并显示最终结果。这种设计是虚拟仪器的概念、结构和发展趋势的相关性剖析
一、虚拟仪器的介绍
（一）虚拟仪器的概念
20年前，NI公司建立了自己的产品是在电脑平台架构上，通过对自己的产品工业测量和控制，并与电脑完美地结合在一起，这个理念被称为虚拟仪器。 19世纪90年代后期进入中国并翻译这个概念是紧密相连的电脑和虚拟仪器，该仪器是仪器目前的发展方向使电脑更强大，它的体积不断缩小、这种仪器是越来越大、现在与嵌入式系统装置。简单的说来，这个组合有2种方式，一种形式是在电脑仪器上使用的，以电脑硬件和使用的软件系统为依托，实现了各种设备的需求，虚拟仪器主要是采用这种方式。另一种是把PC放入的仪器，经典的例子是所说的自动化仪表。
图1-1 虚拟仪器方案
虚拟仪器本来上是一个组织根据设备数据选取系统的要求。虚拟仪器技术在理论上的研究主要提及电脑数据选取与数字的信号处理。目前对于这一领域，使用较为广泛的电脑语言是美国NI公司开发的LABVIEW。
一般PC有一些不可避免的缺点，用它来构造的虚拟机或是PC检测系统的功能不能太强烈。当前PC仪器的一个重要发展指针是开发的VXI标准，这是插入的器械。为了能保证仪器的这方面功能并使用更多的硬件，但对这些工具并非面板，面板显示在计算机屏幕上使用虚拟形式。会把这些要用的卡插入标准VXI箱，让它再与电脑连接，就会构成一个检量系统，。 VXI仪器价格昂贵，也被引入到更便宜的PXI标准设备。
（二）虚拟仪器的特点
传统仪器和虚拟仪器具有如下不同的特点：
1）仪器性能的改变跟性能扩广只要有更新软件，系统就会自行更新就到新的设计，并不需要重新购买新的技术设备，并且商业周期会慢慢缩短于传统仪器。
2）建立在通用硬件平台上，由软件来代替传统的设备硬件来完成仪器的性能。
3）仪器的性能是根据用户定义下的软件，而不是原先由制造商定义的要求。
4）虚拟仪器灵活，开放，与计电脑共同的发展，与联想网络的其他条件。
虚拟仪器具有比较明显的优点，在工程应用中和国家经济效益上会常用到的。当前，在国内高端的电脑屏幕上的工具，例如像频谱的剖析设备，数字滤波器、逻辑剖析设备等。这些必须依靠从外国买进，因为这些仪器需要克服困难，会要求高的创制水平，加工工艺会变的复杂，生产使用的虚拟仪器技术，我们可以通过设计出高性能的价格比，仪器系统不仅是通用仪器的硬件。
（三）虚拟仪器的现状及发展
根据“世界仪表与自动化”杂志在二十一世纪中，虚拟示波器将会占到设备的市场占有率约50％。虚拟示波器在本世纪的发展非常迅速，未来大有可能会取代传统仪器的形势。虚拟仪器的刚开始的是由美国国家仪器公司开发的，在20世纪80年代提出，NI公司在80年代的发展，介绍了虚拟仪器的多总线系统。后来，美国惠普公司、Tektronic公司的雷卡公司也有很大的进步。虚拟仪器技术发展非常迅速， NI公司一直在领导这个市场，不断的创新，生产了大量的虚拟仪器设备。
作为一种先进的技术，虚拟仪器现在中国才刚刚起步，但在某着方面取得了一些有效成绩。目前世界上有一些国家的厂家在虚拟仪器技术的发展、数据处理软件方面取得了不错的成绩。例如，数字滤波器的频谱设备，测量结果，快速傅立业变换，卷积剖析。
（四）LABVIEW的概念
LABVIEW的编程也被简称为虚拟仪器，它的形式和性能真正重要的文件，但在LABVIEW编程是很容易改变其中的设置和性能。也是LABVIEW 虚拟示波器软件开发的环境设计，它是由实验虚拟仪器工程和工作台构成。
LABVIEW会使用图形化的程序语言，程序框图的方式是让要用方便时会加方便、特别是适合硬件工程师、实验室操作人员、生产线工程的过程中学习和使用，也可以在比较短的时间内掌握并运用实行。 LABVIEW是NI公司推出的虚拟仪器软件开发的平台，他们可以从剖析设备、其直观和简单的程序风格，各种各样的表达和功能的支持，源代码级上与创造的基础条件，为用户快速建立一个系统在你需要实际生产中并实用。
（五）LABVIEW的组成
LABVIEW是一种用图形程序的语言，在这个过程中会建立一个虚拟程序，主要是用在组织和运行编程的选板。这些选板能够在任何方向上移动到屏幕或可以放于在屏幕。操纵选板中有3个：工具调板、选择控制板和功能板。
图1-2 工具调板
1． 工具调板
工具调板提供了多种仪器进行的改变，建立与调试VI程序编辑器（图1-2）。该板可以是空白点击右键，按住[Shift]前面板按键VI或程序图命中命令将显示选定的板。当选择什么样的工具，会将鼠标箭头会成为工具的形状，它包括以下工具：
操作值:用于为前面板多种输入控制和显示器件。当它指向一个字符控件或数字时，光标形状变成一个文本操作符。
用于连线:用于在框图编程相连接的对象。
对象快捷菜单:用左鼠标键可跳出对象的菜单。
漫游窗口:用该设备可不需要运用滚动条就可在窗口出现。
获取颜色:可用该设备来提取颜色用在编辑其他的对象。
设置调色:是用于控件、编程框图设置调色。
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