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虚拟示波器的研究与设计

任重  
【摘要】:虚拟仪器是一种功能意义上的仪器,由个人计算机、仪器硬件及应用软件组成,由仪器硬件采集外部信号,通过软件编程来实现仪器的显示及测量等功能。 本课题设计的虚拟示波器以图形化编程工具Labview为软件开发平台,配以数据采集卡KPCI—3110,研究设计了虚拟示波器,相比传统的示波器,在功能使用上有了很大的提高,具有性能价格比高,功能易扩展、开发周期短等特点。 在课题研究中本人主要负责数据采集卡的选择安装,配置及调试,并根据课题的需要从功能的角度自己设计了数据采集系统,包括信号调理的放大部分、A/D转换、总线接口等:数据处理与测量的算法的研究与应用,提出了提高测量精度的方法,在一定程度上改善了系统的功能和测量精度;与传统示波器相比,增加了许多功能,如:数据的多参数测量,功率谱,频谱分析和存储波形等功能。 本论文首先介绍了虚拟仪器技术及国内外的研究现状,分析了本课题的研究意义;然后从硬件,软件两个部分概述了虚拟示波器的总体组成方案及软件专用开发平台Labview,并提出了测量频率的算法和提高测频精度的方法;接着从功能设计的角度提出了虚拟示波器的硬件系统的设计方案,包括前置放大器、A/D转换、总线接口等;以模块化设计思路,用图形化编程工具Labview设计了各种部分的程序。包括:数据采集模块,参数测量模块,时基/幅值控制模块,频谱分析模块,加窗与滤波模块,波形显示模块,存储模块等;最后,总结了虚拟示波器的研究,分析了系统的性能特点,经测试,该虚拟示波器具有功能全、精度高,性价比好,有一定的实用价值。


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