1. 研究目的与意义
基于计算机技术的现代仪器快速的发展起来,虚拟仪器也应运而生,在对精度、稳定性等方面要求高的场合,虚拟仪器将逐渐取代传统仪器或与传统仪器集成。usb 虚拟示波器采用usb接口技术便是如此,将计算机强大的计算处理能力和一般硬件仪器的信号采集,控制能力结合在一起,从而实现一般示波器所不能实现的功能和友好的界面。
虚拟仪器技术自上个世纪八十年代由美国的NI公司提出以来,一直成为发达国家自动测控领域的研究热点和应用前沿。近年来,世界各国的许多大型自动测控和仪器公司均相继研制了不少的虚拟仪器开发平台,但是最具影响力的还是NI公司的图形化开发平台LabVIEW。我国最早的研究也是从引进消化NI的产品开始的。
本次课题研究的虚拟示波器就是虚拟仪器的一种,它能够给予使用者的便捷不是一星半点,而是在全方面都远超传统仪器。因为虚拟技术是以PC技术为基础发展起来的,所以它也同样拥有着功能超卓的处理器和文件I/O,使得使用者在数据导入磁盘的同时就能够实时地进行复杂的分析。与此同时,NI的软硬件工具也发挥了它的灵活性,因为它在设计之初就是为了方便人们使用的,我们只需要更新计算机或者测量硬件,就能以最少的硬件投资和极少的,甚至是不需要软件上的升级就可以改进整个系统。这样不但节省了人力物力财力,还能让使用者在更快的完成任务。另外,不断提高的网络带宽也使得虚拟示波器的数据分享更加的便捷,就算是远在地球另一端的同事也能共享测量结果,“天涯若比邻”不再是一句诗词而已了。
2. 研究内容与预期目标
研究内容:
本课题基于LabVIEW和USB采集卡设计虚拟示波器,主要研究内容及要求:
1) 总体设计
3. 研究方法与步骤
一、设计基本原理的确定
模拟信号进同轴电缆进入采集卡的输入通道,经过前置滤波电路、衰减电路、可变增益的放大电路,将信号处理成A/D转换器可以处理的标准电平,进过A/D采样量化转化成计算机可以处理的数字信号并缓存在采集卡上的存储器。其支持软件通过PC机的PCI总线接口控制模拟通道的阻抗匹配、放大器的增益选择、启动A/D转换及转换结束的识别,并将采集数据以DMA方式传输到计算机内存,同时对数据信号进行分析处理、显示、存储与回放等。
二、设计基本方案的拟定
4. 参考文献
[1]田祥祥.多功能虚拟示波器模块的硬件设计与实现[D].电子科技大学专业学位硕士学位论文,2019年6月,1-17.
[2]李苗.虚拟示波器系统的设计与实现[D].西安石油大学专业学位硕士学位论文,2016年6月,13-45.
[3]史毅磊.虚拟仪器系统设计与实现[D].上海:华东师范大学,2017
5. 工作计划
(1)2022.2.22―2022.3.21(4周) 查阅资料, 撰写开题报告。
(2)2022.3.22―2022.4.4(2周)需求分析,方案论证、设计。
(3)2022.4.5―2022.4.25(3周) 硬件、软件设计。
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