虚拟数字示波器的设计和实现.

「基于LABVIEW的虚拟示波器设计—虚拟示波器」

「基于LABVIEW的虚拟示波器设计—虚拟示波器」虚拟示波器是一种通过计算机软件来模拟传统示波器的工作原理和功能的设备。

它可以用于信号的检测和分析，具有方便、灵活、实时性强等优点。

本文将介绍基于LABVIEW的虚拟示波器设计。

LABVIEW是由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的一种基于图形化编程的开发环境。

它可以实现快速的数据采集和处理，适用于各种工程应用。

借助LABVIEW的强大功能，我们可以设计出一个功能完善的虚拟示波器。

首先，我们需要从外部设备中获取信号。

LABVIEW支持多种类型的数据采集设备，如数据采集卡、传感器等。

我们可以通过连接这些设备，将信号输入到LABVIEW中。

LABVIEW提供了丰富的数据采集和处理函数，能够方便地获取并处理输入信号。

接着，我们需要设计一个用户界面，用于显示信号和调节示波器的各个参数。

LABVIEW中提供了多种界面控件，如图表、调节器等。

我们可以根据需要，在用户界面中添加这些控件，并设置相应的属性。

通过LABVIEW的可视化编程方式，我们可以直观地完成用户界面的设计。

在信号显示方面，虚拟示波器需要能够实时地显示输入信号的波形。

LABVIEW提供了图表控件，可以用于显示波形图。

我们可以将获取到的信号数据传递给图表控件，然后设置相应的显示参数，如坐标轴范围、背景颜色等。

这样，用户就能够清晰地看到输入信号的变化。

除了实时显示信号波形外，虚拟示波器还应具备其他功能，如调节触发电平、选择触发方式等。

LABVIEW中提供了丰富的函数库，可以方便地实现这些功能。

我们可以通过在用户界面中添加调节器、开关等控件，并将其与相应的函数进行关联，从而实现示波器的各个参数的调节。

总之，基于LABVIEW的虚拟示波器设计具有很大的灵活性和可扩展性。

我们可以根据需求进行定制，实现更多功能，如频谱分析、数据存储等。

同时，LABVIEW提供了强大的数据处理和可视化功能，能够让我们更加方便地进行数据分析和结果展示。

多功能虚拟数字示波器的设计(1)

频谱分析模块频谱分析模块采用快速 NNO 算法，完成频域信号分析。实现的频谱分析控制是：提供了 F 种频谱分析窗口； ’14P3Q2 选择，提供了 B 种坐标显示模式； !36J5149"< 选择，提供了 R 种单位。 +1275"L 041, 选择，根据用户选择的不同，该子模块可以在幅值（S"641,0P9）和相位（ ?T"29）之间进行转换；可以在不同的纵坐标单位（ $<=2、之间进 $7U、 $<=2VB、 $7UVB）行转换；还能够根据用户选用的分析功能的不同自动显示适当的横坐标，如进行频谱分析时横坐标为进行倒谱分析时横坐标为 =2 等等。 WX， )*Y 数据存储和回放模块按键 “写盘” 控制是否进行数据存储；按键 “读盘” 控制是否从数据文件中读取数据。主面板提供了两个文件名输入框，前一个为信号波形数据文件名输入框，后一个为采样周期文件名输入框，这两个文件由写盘功能和读盘功能共用。从软盘或硬盘上读取的数据同实时采集的数据一样，能够进行自动参数测量以及自动显示波形并保留在显示窗口。 )*Z 数据网络发布模块使用 !"#$%&’ 的 ’9# 服务器在 ’9# 发布可以使本地或远程计算机浏览此示 !"#$%&’ 程序，波器程序面板，从而可以实现远程监控的功能。在 ’9# 上发布 !"#$%&’ 程序，在使用前必须在发布程序的机器上打开 ’9# 服务器，作一些有关服务器的设置。其中包括服务器设置 ’9# ’9# ’9# >9:9<： @34;160<",134； ’9# 浏览器访问设置 ’9# 以及程序显现设置 $121#59$%2 >9:9<： D<3Q29< -..922；的设置。设置完毕后，只要按规定的格式在 ’9# 浏览器中输入 8[!，就可以查看 ’9# 服务器所在计算机内存中程序的前面板。 )*E 多功能虚拟示波器的程序代码根据模块化的编程思想，用 !"#$%&’ 图形化编程语言，我们可以方便的写出虚拟示波器的程序代码如图（略）。 )*M

基于仿真信号的虚拟示波器的设计与实现

示波器产品的功能和外观，在此基础上充分发挥软
Ｗｉ０ｓＣ是Ｎ公司开发的３ｎｗ／Ⅵ ｄＩ２位、向计算机面
测控领域的文本式编程的软件开发工具。它既具有
Ｃ语言的优势，又有使用方便的控件、富的功能面丰
件优势设计虚拟示波器。Ｐ３４Ｍ３９Ｂ示波器具有２００ＭＨｚ带宽、０ＭＳ２０／Ｓ样调速率、４通道输入。逻辑触发功能（采全包括状态、图形、毛刺）。该仪器的主要功能有：
（军航空工程学院电子信息工程系烟台２４Ｏ）海６Ｏ１
摘
要
基于ＬｂｉｄｗｓＣ１术，用纯软件化的手段开发了多功能虚拟示波器。在对系统的总体实现框架进ａｗｎｏ／ｖ技采
行详细阐述的基础上，重点论述了虚拟示波器中数据管理、真信号生成、仿信号处理、波形显示及参数测量等功能的实现方
ＡｓｒｃＴｅｍｕｔｕｃｉｎｌｉｕｌｓｉｏｒｐ，ａｅｎＬｂｎｏｓＣ，ｓｅｅｏｅｎｙｂａｓｆｏｔｂｔｔｈｌｆｎｔａｖｔａｃｌｇａｈｂｓｄｏａｗｉｄｗ／ＶＩｉｄｖｌｐｄｏｌｙｍｅｎｆａｉｏｒｏｌｏｓ —
ＣｌｓＮｕｂｒＴＰ９．ａｓｍｅ３］９
１引言
虚拟仪器，是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义，具有虚拟面板，试功能由测

虚拟示波器的设计与实现

１虚拟示波器的主要功能特点
Ｐ一０４Ｃｌ６２Ｅ能够提供高性能和可靠的数据采集功能，１有６
个单端的模拟输入，以得到高达２０Ｓｓ１一ｉ性能。此Ｅ可０ｋ／，２ｂｔ
系列板卡还具有数字触发功能，两路２４位、０ｚ定时／数２ＭＨ计器以及８路数字ＪＯ口，／同时还具有两路１２位模拟输出。选择
２在相同硬件条件下，以通过修改或增加软件模块形成）可
新的仪器功能。
对数据采集来说，采样频率是一个非常重要的参数，据采根样定理，样频率至少必须是最高信号频率的两倍。果采样率采如
实现了仪器的网络共享和网络控制，起来也比较方便。用
３系统实现３１ห้องสมุดไป่ตู้数据采集．
数据采集模块是虚拟示波器的核心，主要完成数据采集的控制，括触发控制、基幅值控制、道控制等；后通过采集包时通然
卡Ｐ一０４Ｃｌ６２Ｅ采集信号。
传统台式仪器不具备的功能。本系统还结合网络技术，虚拟示将波器的应用范围扩展到了整个Ｉｔｒｅｎｒｎｔ上，使信号采ｎｅｎＶＩｔｅ网ａ集、传输和处理一体化，系统的测量、析、出、分输测控等部分可以在空间上分离，实现许多昂贵硬件资源的共享和远程测控。

基于LabVIEW虚拟数字示波器的设计

摘要由于电子技术、计算机技术的高速发展及其在电子测量技术和仪器领域中的应用，新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断出现。

电子测量仪器的功能和作用已经发生质的变化。

在先进的测控系统中，不仅希望设备能够单独进行测试，还希望他们之间能够互相通信，构成测试系统，甚至是测试网络系统，实现信息共享，以便对众多的被测信号进行对比、综合和自动分析、从而得出准确的判断。

这是电子行业本身给测试设备提出的要求，传统的测试仪器在此方面受到很大的限制。

由于上述原因，并且随着电子技术和计算机技术的快速发展以及价格不断下降，改变了传统的电子技术设计观念，使原来部由硬件完成的功能，现在能由软件实现。

例如仪器面板和数字滤波等，实现硬件软件化。

而不少硬件难以实现的功能，例如复杂的信号分析，数据统计和三维图像显示等，在计算机中则较容易实现。

在市场的需求和相关技术支持下，促使了基于个人计算机的测控仪器——虚拟仪器的发展。

虚拟仪器利用计算机强大的处理能力，使得它成为了一种很好的工具，其应用范围也越来越广泛。

与传统仪器相比，虚拟仪器在智能化程度、处理能力和可操作性等方面均具有明显的技术优势。

示波器是在科学研究和工程设计中广泛应用的一种通用仪器。

目前研制一种结构简单、操作方便、生产技术要求不高、费用低的数字示波器是非常必要的。

本文介绍了一种新型的示波器：虚拟数字存储示波器。

虚拟数字存储示波器是虚拟仪器技术的一种具体应用。

该虚拟仪器基于计算机平台，将虚拟仪器硬件和软件紧密结合，实现比传统仪器更强大的功能。

虚拟数字存储示波器系统由数据采集、数据分析和结果输出显示三个主要功能部分组成。

其中，数据分析和结果输出显示完全由计算机软件系统来完成，只有数据采集是在软件的控制下由硬件来完成。

本文主要完成对软件系统的设计。

本文设计的虚拟数字存储示波器的系统工作原理是，对模拟信号进行数据采集后，根据使用者的不同要求由软件对数据进行相应的分析、处理，并在屏幕上显示处理结果。

基于LABVIEW的虚拟示波器的设计

基于LABVIEW的虚拟示波器的设计概述示波器是一种用于测量和监测电信号的设备，它可以以图形方式显示信号的波形，也可以提供一些基本的测量功能，如测量信号的幅值、频率和相位等。

虚拟示波器是一种基于软件的示波器，通过计算机和特定的软件来实现测量和显示信号波形的功能。

本文将介绍基于LABVIEW开发的虚拟示波器的设计方案。

设计要求1.实时显示信号波形：虚拟示波器需要能够实时获取信号并以图形方式显示信号的波形。

2.支持多通道测量：虚拟示波器需要支持多通道测量，使用户可以同时监测多个信号波形。

3.提供基本的测量功能：虚拟示波器需要提供一些基本的测量功能，如测量信号的幅值、频率和相位等。

4.具备信号触发功能：虚拟示波器需要具备信号触发功能，使用户可以通过设置触发条件来捕捉特定的信号波形。

设计方案1.界面设计：虚拟示波器的界面应具备直观性和易用性，用户能够方便地进行操作。

界面可以包括波形显示区域、通道选择区域、测量功能区域和触发设置区域等。

2.数据采集和处理：虚拟示波器需要通过数据采集卡或其他的信号输入设备来获取信号，并通过LABVIEW提供的数据处理功能进行处理和分析。

3.实时波形显示：获取到的信号数据可以通过LABVIEW的图形绘制功能进行实时显示。

可以使用波形图控件或曲线图控件来显示不同通道的信号波形，并使用不同的颜色进行区分。

4.多通道测量：用户可以通过界面上的通道选择区域选择要监测的通道数，虚拟示波器会自动获取相应的信号并进行测量和显示。

5.测量功能：通过使用LABVIEW提供的测量VI，可以实现对信号的幅值、频率和相位等进行测量。

这些测量结果可以显示在界面的测量功能区域，方便用户进行查看和比较。

6.信号触发：用户可以通过界面上的触发设置区域设置触发条件，如触发电平、触发边沿和触发延迟等。

当信号满足触发条件时，虚拟示波器会捕捉到相关的信号波形并进行显示。

7.数据保存和导出：虚拟示波器可以支持将获取到的信号数据保存到文件中，以便用户进行后续的分析和处理。

基于DSP的虚拟示波器设计

基于DSP的虚拟示波器设计.docx本文档旨在介绍基于DSP的虚拟示波器设计的主要内容和目的。

简要介绍数字信号处理（DSP）技术的基本原理和应用。

数字信号处理（DSP）技术是一种处理离散（数字）信号的技术。

它基于数学算法和专用硬件（数字信号处理器）的结合，可以对信号进行采样、滤波、变换和重构等操作，以实现信号的处理、分析和合成。

DSP技术在各个领域有广泛的应用。

在通信领域，DSP被用于调制解调、信号编解码、误码纠正等。

在音频和视频处理领域，DSP技术可以实现音频/视频信号的压缩、解压、均衡和增强等功能。

此外，在雷达、生物医学信号处理、图像处理等领域，DSP也起到了重要作用。

通过使用数字信号处理技术，可以实现高精度、高速度、低成本和灵活性等优势。

在虚拟示波器的设计中，DSP技术可以用于信号的采集、滤波、显示和分析等功能。

通过数字化的方式，可以使示波器的功能更加强大，同时还可以实现数据的存储和后续处理。

综上所述，DSP技术作为数字信号处理的重要分支，在虚拟示波器设计中发挥着重要作用。

深入理解DSP技术的基本原理和应用，可以为设计出高效、可靠的虚拟示波器提供指导。

虚拟示波器是一种通过数字信号处理技术模拟传统示波器功能的设备。

它的工作原理主要涉及三个方面：采样、数字信号处理和波形显示。

采样虚拟示波器的第一步是对待测信号进行采样。

采样是指将连续信号转换为离散的数据点。

通过将信号在时间上进行离散化，可以使得信号能够在计算机中进行处理和存储。

虚拟示波器通常使用模数转换器（ADC）来进行采样。

ADC 将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，其采样频率决定了示波器对信号的分辨能力。

数字信号处理采样后的信号被输入到数字信号处理器（DSP）中进行处理。

DSP是虚拟示波器的核心组件，它可以对信号进行滤波、增益、频谱分析等操作。

在数字信号处理过程中，虚拟示波器还可以对信号进行数学运算，例如加法、减法和乘法。

这些运算使得用户能够对信号进行更多的处理和分析。

基于USB总线的虚拟数字示波器的设计

基于USB总线的虚拟数字示波器的设计
1.硬件设计：首先需要设计一个硬件电路板，其中包括输入电路、采
样电路和数字信号处理电路等部分。

输入电路用于接收待测的模拟信号，
并将其转换为数字信号；采样电路用于对模拟信号进行采样，得到离散的
数字信号；数字信号处理电路用于对采样得到的数字信号进行处理和分析。

2.软件设计：通过USB接口与计算机建立连接，并通过USB总线传输
数据。

需要编写驱动程序，将接收到的信号数据传输到计算机上的虚拟示
波器软件中。

3.虚拟示波器软件设计：设计一个用户友好的图形界面，用于显示采
集的信号波形。

可以选择不同的触发方式、时间尺度和波形尺度，支持光
标测量、数据存储和导出等功能。

4.数据处理算法设计：根据采样得到的信号数据，进行数据处理和分析。

可以实现基本的波形显示和光标测量功能，并可能包括滤波、频谱分
析和波形解码等高级功能。

需要注意的是，虚拟数字示波器的设计需要考虑采样率、分辨率和带
宽等参数的选取，以及信号的阻抗匹配、传输延迟和抗干扰能力等方面的
工程设计。

此外，还需要对硬件电路进行性能测试和软件功能测试，以确
保系统的稳定性和可靠性。

虚拟示波器系统设计与实现的开题报告

虚拟示波器系统设计与实现的开题报告一、选题背景及意义现代电子测量是各种电子系统设计过程中不可缺少的一部分，其中最基本的一种测试手段就是使用示波器对电信号进行测试，以便更好地理解和分析电路的工作情况。

随着电子技术的不断发展，需要对更高频的信号进行测试，而传统示波器存在体积大、价格高、难以移动使用等缺点，不利于实际应用。

因此，通过开发一种虚拟示波器系统，可以实现基于软件的示波器，不需要使用实际仪器，便于实现便携性，同时降低了成本，提高了使用效率。

这对于电子工程师或者其他需要使用示波器的人员来说都具有非常重要的实践意义。

二、研究内容在虚拟示波器系统方面，需要实现以下几个内容：1. 数据采集：使用板载的ADC采集电路测试信号的波形数据。

2. 数据处理：对采集到的波形数据进行处理，包括滤波、数据采样、FFT变换等。

3. 显示界面：设计GUI界面，通过软件显示波形数据，包括波形曲线、坐标轴、波形参数显示等。

用户可以通过GUI进行波形数据的开关控制、数据清零、保存等操作。

4. 测试信号发生器：提供多种测试信号模式，包括正弦波、方波、三角波等标准波形，并可以自定义生成特定频率的任意波形信号，同时可以通过各种设置实现不同频段下的信号输出，实现测试数据输入。

三、技术方案虚拟示波器系统的设计方案如下：1. 硬件方面：使用STM32F407ZGT6微控制器作为主控芯片，通过板载ADC采样外界信号。

使用8英寸TFT-LCD显示波形数据。

2. 软件方案：基于STM32CubeMX和Keil5软件，通过完成一系列编程操作实现数据采集、数据处理、GUI显示等功能；使用波形模式生成算法，可以支持用户自定义生成不同的波形信号。

四、研究方法和技术路线研究方法基于软硬件交互的方式，利用嵌入式系统开发技术设计硬件电路实现数据采集、信号处理、数据存储和图形显示等功能。

使用STM32F407ZGT6微控制器作为主芯片，进行软硬件的交互开发。

基于LABVIEW的虚拟示波器设计

基于LABVIEW的虚拟示波器设计引言：虚拟示波器是一种基于计算机软件来模拟实际示波器的一种设备。

它可以通过计算机屏幕上的波形显示来查看和分析电子电路中的信号。

虚拟示波器可以用于教学、研究和工程应用中。

本文将介绍基于LABVIEW的虚拟示波器的设计。

设计目标：本设计的目标是基于LABVIEW软件实现一个功能完善的虚拟示波器，具有以下主要功能和特点：1.实时显示输入信号的波形；2.具有信号的峰值、频率、相位等测量功能；3.具有波形触发功能，可以根据用户设定的触发条件对波形进行触发和捕获；4.支持多通道输入信号，可以同时显示多个通道的波形；5.具有数据保存和导出功能，可以保存波形数据并导出为文件；6.友好的用户界面，方便用户使用和操作。

设计过程：1.硬件连接：将输入信号通过适当的硬件接口连接到计算机，如USB或者GPIB接口。

2.创建虚拟示波器界面：使用LABVIEW软件创建一个用户界面，包括波形显示区域、测量区域、触发条件设置区域等。

用户界面应该简洁明了，易于操作。

3.添加波形显示：在用户界面的波形显示区域添加一个波形显示图表，用于实时显示输入信号的波形。

可以设置波形显示的参数，如横轴和纵轴的标尺范围、触发模式等。

4.添加测量功能：在用户界面的测量区域添加测量功能模块，可以实时测量输入信号的峰值、频率、相位等参数。

可以根据需要添加更多的测量功能。

5.添加触发功能：在用户界面的触发设置区域添加触发条件设置模块，可以设置触发条件，如触发电平、触发沿等。

当输入信号满足触发条件时，将触发波形的捕获和显示。

6.多通道支持：如果需要支持多个通道的输入信号，可以在用户界面中添加多个波形显示图表，每个图表对应一个通道的输入信号。

7.数据保存和导出：添加数据保存和导出功能，可以保存波形数据并导出为文件，以便后续分析和处理。

8.测试和调试：对设计的虚拟示波器进行测试和调试，确保各项功能正常工作。

结果展示：通过LABVIEW软件的虚拟示波器设计，可以实时显示输入信号的波形，并进行各种测量和触发操作。

虚拟示波器的设计与实现

关键词：波器Ｉ虚拟仪器，ＬｂＥ；计示ａＶＩｗ设中圈分类号：ＴＭ９５３３．７文献标识码：Ａ文章编号：０１７４ｌ０８０１０ — ５２２０）４— ０３ — ００３３
Байду номын сангаас
Ｏ引言
示波器是电子技术实验课常用的测试设备，
器，利用显示器件及有关控件模块构建示波器前
面板，用有关函数模块编制框图程序，利通过数据采集卡实现测试对象到计算机之间的信号数据采集、输，而完成虚拟示波器的整体功能要求．传从
其功能结构框图如下图１所示．
图形化软件集成开发环境，用 “ 见即所得”的使所可视化技术建立人机界面，用图标表示功能模使块，使用图标之间的连线表示各模块之间的数据
传递．它设计的虚拟仪器可脱离ＬｂＥ开用ａＶＩＷ
发环境，终使用户看见的是和真实硬件仪器相最似的操作面板．
乜国荃，李宗莲
（海民族学院电子工程与信息科学系，青青海西宁８００）１０７
摘要：过虚拟仪器软件ＬｂＥ，Ｐ通ａＶＩＷ在Ｃ机上架构虚拟示波器，借助数据采集卡实现电路信号的采集传输，充分利用并虚拟仪器软件对信号的分析、处理、试等功能，现并得到了包括毫伏表、测实频率计功能在内的虚拟双踪示波器．

虚拟数字示波器的设计与实现

#"#"# 波形显示模块
软件提供了三种波形显示模式：通过显示通道选择按键 “?” 和・? + ?T+ 模式： “+” ，可以任意显示某一通道或两通道输入信号的波形；・4 6 模式：当两通道都处于选通状态时，使用此模式来显示李沙育（D2//EU8Q/）图形、测量相位差或频率；当两通道都处于选通状态时，・? ; + ? 5 + 模式：
!"!"# 参数测量模块
参数测量模块主要模拟 $% &’(") * 的参数测量功能，完成包括 +,-. 等 /! 个电压参数和频率、周期等 # 个时间参数的测量并显示其测量结果。
!"!"$ 频谱分析模块
频谱分析模块采用快速 001 算法 2 完成频域信号分析。可实现的频谱分析控制包括：・345678 选择，提供了 9 种频谱分析窗口；・:7; < :45=>, 选择，提供了 ! 种坐标显示模式；提供了 E 种单位。・?4.@A>B C54D 选择，
《电子技术应用》!""" 年第 # 期
四通工控
研华加值商（$!$） %#%#%!&&
%#%#%!&’
!L
自动化与仪器仪表
使用此模式来显示两通道信号代数相加、相减后的波形。道输入的 ! 个信号的波形；处于记忆状态时，最多可以记忆显示 G、（G * 两通道输入的 /# 个信号的波形通道可记忆显示 /( 组信号数据， * 通道只能记忆显。在实际应用中，记忆显示功能主要示 / 组信号数据）用于测量信号的抖动情况或比较分析两个以上的信号波形。本文介绍的虚拟数字示波器不仅具有一般台式数字存储示波器的功能，而且充分发挥了微机强大的功能和软件设计的灵活性，主要技术特点表现在：

虚拟示波器的设计报告

基于LabVIEW 的虚拟示波器的设计The Design of Oscillograph1设计目的与内容1、掌握利用A/D转换和计算机资源实现示波器的设计方法。

2、设计虚拟示波器。

3、建立NI-DAQmx仿真设备，选择E系列中的NI PCI-6071E数据采集卡的仿真模块，通过DAQmx物理通道识别，产生模拟信号，然后基于LabVIEW开发平台设计实现虚拟示波器。

基本可以实现仪器的性能与可靠性，可以方便的对其编程, 实现对数据的采集、实时显示、数字滤波、截波显示、波形存储、波形回显、频谱分析等多种功能。

2虚拟示波器的软件设计虚拟仪器的软件设计由两部分组成：前面板和流程图。

在前面板，输入用输入控件(Control)来实现，程序运行的结果由输出控件(Indicator)来完成。

流程图是完成程序功能的图形化源代码，通过它对信号数据的输入和输出进行指定，完成对信号采集及分析处理功能的控制。

2.1虚拟示波器的原理及功能虚拟示波器是在传统示波器体系结构的基础上，借鉴其功能原理设计的。

基本原理为：硬件上利用采集卡采集信号，软件上利用NI提供的DAQmx READ采集信号，然后通过‘波形图’进行实时显示。

这就实现了一个最基本的示波器，信号显示后又利用‘写入测量文件’将波形保存为LVM文件。

这就实现了基本的“存储”功能，反之通过‘读取测量文件’可以将LVM读取显示，从而完成“回显”功能。

由于在硬件上是以PC机以及采集卡为基础的，所以本示波器在采样极限速率，带宽，分辨力等参数上受到限制。

而程序响应时间上则依赖于PC的配置以及程序的执行效率。

本次设计的虚拟示波器所包含的功能主要有以下几个方面。

实时显示：通过采集卡采集信号并能对输入信号实时显示在PC机终端上。

数字滤波：采用数字IIR滤波器对信号进行滤波处理并实时显示，同时可以任意设置滤波器的最佳逼近函数类型、滤波器类型、阶次、上下截止频率等参数。

截波显示：即可满足波形的瞬态显示，同时也可以将瞬态波形进行保存。

基于LabVIEW的虚拟示波器的设计与实现

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AbstractIIIKey wordsIII第一章绪论11.1 引言11.2 课题现状11.3 课题的研究目的和意义21.4 本文结构3第二章主要应用软件介绍42.1 Protues简介42.1.1protues VSM 功能介绍72.2 Keil uV3 简介62.3 LABVIEW 简介错误!未定义书签。

第三章系统总体设计93.1 系统软、硬件的设计要求93.2 系统硬、软件设计10第四章详细设计与系统实现114.1 硬件电路的具体设计124.1.1硬件元件的选择164.1.2硬件电路的连接错误!未定义书签。

4.2Keil与Proteus联机调试错误!未定义书签。

4.3单片机与PC机的虚拟串行通信错误!未定义书签。

4.4虚拟示波器程序设计错误!未定义书签。

4.5虚拟示波器实现214.5.1创建虚拟示波器的前面板VI错误!未定义书签。

4.5.2虚拟示波器的实现错误!未定义书签。

第五章设计总结24参考文献25致26基于LABVIEW的虚拟示波器软件设计与实现摘要随着科学技术的不断提高，计算机应用的不断拓宽领域。

虚拟仪器的出现使人类的测试技术进入了新的发展纪元。

数字示波器是科学研究和实验室经常使用的一种台式仪器，目前这类仪器加工复杂，价格昂贵。

虚拟示波器是电子测量技术与计算机技术深层次结合的、具有很好发展前景的新一类电子仪器。

用虚拟示波器技术只需配置必要的数据采集硬件，就可以实现示波器的功能，为低成本下构建数据采集系统提供了一种思路。

应用NI公司提供的LABVIEW结合计算机模块化程序设计方法，完成虚拟示波器的上位机和下位机软件。

基于LABVIEW设计的虚拟示波器，硬件系统利用51单片机和A/D转换器进行数据采集，并充分应用PROTEUS 和 KEIL 的结合仿真功能，进行硬件电路和软件系统的仿真调试。

基于LABVIEW设计实现的虚拟示波器既能进行传统示波器的图形显示，又具有实现简单、界面友好、性能稳定可靠、成本低廉等优点。

虚拟示波器的设计与实现

ｃｏｍ，２００３［收稿日期：２００８．６．８］
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（上接第８页）
信息在同一界面上显示，使测量信息更加直观。系统人机界面友好性能稳定系统可适用于高速多路多种信号数据采集、数据分析的应用场合。为将来进一步研究利用虚拟仪器测控多传感器信息以及进行多传感器信息融合奠定了基础。
在进行远程测控的时候，服务器程序可分为单客户机型和多客户机型。其中单客户机型服务器在任意时刻只能同一个客户机建立连接，即仅当已存在的客户连接终止后才能再接受其他客户机的连接请求；多客户机型服务器在任意时刻能响应多个客户机的连接请求，并建立连接。
虚拟示波器的设计与实现
图４虚拟示波器面板该虚拟示波器的界面设计简单易懂，也符合人们平常使用示波器的习惯，各个控件的功能正如标签所描述的，使用起来非常方便。与传统仪器相比，大大简化了面板和操作，而且真正实现了“软件即仪器”的目标。４结束语该虚拟示波器功能完善，实用性强，可扩充性好，维护简单方便，不仅实现了一般通用示波器的功能，而且充分发挥了计算机的强大功能和ＬａｂＶＩＥＷ在仪器开发方面的灵活性，用户可以根据需要增加仪器的功能以及自己的喜好设计示波器界面，同时还可利用网络进行远程测控，实现硬件资源和测试数据的共享。
图３远程测量的实现３．３系统实现的虚拟示波器
本系统所实现的模拟示波器具备各种分析功能，能进行数据的显示，同时完成对数据采集硬件的参数设定，其面板如图４。
参考文献［１］侯国屏，等．ＬａｂＶＩＥＷ７．１编程与虚拟仪器设计［Ｍ］．北京：清华大学

基于声卡的虚拟示波器设计

基于声卡的虚拟示波器设计简介虚拟示波器是一种利用计算机和声卡技术实现的数字示波器。

它能够通过声卡接口获取来自外部电路或信号源的电压信号，并将其以波形图的形式显示在计算机屏幕上。

基于声卡的虚拟示波器设计是利用计算机的声音输入功能，通过软件实现示波器的功能，相比于传统示波器，具有成本低、便携性高等优势。

本文将介绍基于声卡的虚拟示波器的设计原理和实现方法，包括硬件连接、软件设计和数据处理等方面的内容。

设计原理硬件连接基于声卡的虚拟示波器的硬件连接较为简单，只需要将待测电路的信号源连接到计算机的麦克风输入口即可。

可以使用插头与插孔连接，或者使用万用表等测试设备进行连接。

软件设计基于声卡的虚拟示波器的软件设计分为两个部分：数据采集和波形显示。

数据采集数据采集是基于声卡的虚拟示波器的核心功能。

首先，需要使用合适的编程语言或软件工具进行声卡的控制和数据采集。

具体的步骤如下：1.打开声卡设备接口，配置采样率和位深等参数。

2.开始采集数据，并将采集到的数据保存到缓冲区中。

3.对缓冲区中的数据进行处理，如滤波、放大等。

波形显示波形显示是基于声卡的虚拟示波器的另一个重要功能。

在数据采集结束后，可以对采集到的数据进行波形显示。

具体的步骤如下：1.对采集到的数据进行幅值归一化，将其转换为屏幕上的像素值。

2.绘制波形图，将归一化后的数据以波形的形式显示在屏幕上。

实现方法硬件准备基于声卡的虚拟示波器的硬件准备比较简单，只需要一台计算机和一根连接电路信号源和计算机麦克风输入口的线缆即可。

软件实现基于声卡的虚拟示波器的软件实现可以使用各种编程语言和软件工具。

下面以Python语言为例，介绍一种简单的实现方法。

import sounddevice as sdimport numpy as npimport matplotlib.pyplot as plt# 设置采样率和采样时间fs = 44100 # 采样率duration = 5 # 采样时间# 采集数据samples = sd.rec(int(fs * duration), samplerate=fs, channels=1)sd.wait() # 等待数据采集完成# 归一化并转换为整型数据samples = np.int32(samples * (2 ** 31 - 1))# 绘制波形图plt.plot(samples)plt.xlabel('Time')plt.ylabel('Amplitude')plt.show()以上代码使用了Python的sounddevice库进行声卡的数据采集，然后使用numpy库对采集到的数据进行归一化和转换，最后使用matplotlib库绘制波形图。

微型虚拟示波器的设计与实现

微型虚拟示波器的设计与实现微型虚拟示波器的设计与实现接触USB总线已经有5年左右的时间了，刚接触USB时就采用了周立功代理的芯片——PDIUSBD12，该芯片为USB设备控制器，可以实现批量12Mbps的数据传输率。

采用该芯片我设计了一些数据采集系统以及信号发生系统，主要应用于虚拟测试。

这里我想总结一下我以前设计实现的微型虚拟示波器，并对示波器的关键技术作一下简单总结。

实物展示微型虚拟示波器一共设计了三版，下图是一个稳定版本。

总的来说体积还是相当小的，技术指标也还可以，能和一台普通20MHz带宽的模拟示波器相媲美。

上图所示的板子为示波器的核心部分，还需要前向通道电路，实现阻抗匹配、信号衰减以及程控放大。

上位机的测控软件基于Labview平台，软件界面如下图所示，Labview通过CLF接口访问动态链接库，从而操作硬件系统。

点击看原图虚拟示波器的硬件部分完成信号获取，本质为一个数据采集系统。

软件部分完成信号处理，定义具体仪器的功能。

如果只需要显示时域波形，那么该仪器定义为示波器，如果需要定义成频谱分析仪，那么加入频谱分析的算法环节（FFT频域变换）就可以了。

设计实现的微型虚拟示波器指标如下：1、基于USB总线，无需外部电源，即插即测；2、体积小，80mm×65mm，普通人手掌大小；3、±5V(1:1示波器探头)双极性信号输入；4、×0.5、×5倍程控放大；5、单/双通道可选择输入模式；6、实现单通道80MHz采样率，双通道40MHz采样率；7、单通道64K板载存储器，双通道32K板载存储器，并且程控调节存储容量8、8位垂直数据分辨率；9、外触发、程序触发等工作模式；10、8级采样频率程控选择；11、WDM驱动程序，适用于WINDOWS98/2000/XP操作系统；12、采用DLL动态连接库与LabVIEW连接；系统原理框图微型虚拟示波器的系统原理框图如下所示：输入信号经过无源探头进行阻抗匹配，设计的输入阻抗为1MR/20PF。

基于声卡的虚拟示波器设计与实现

一
来实现。由硬件来实现信号采集部分，软件部分实现其它两部分即信号处理和结果显示。虚拟示波器的软件设计主要包含初始化、采集数据、测处理、检重建波形、示、显分
道、道选择、准数据、移量控通校偏
制、幅值幅度控制、取波形成分、获横轴精度等几大重要方面。本文所设计和研究的虚拟示波器总体上包括数据采集、据处理、数触发控制、频谱识别与分析、波形存储、波形运算、包括数据采集与处理、参数测量、发控制、触频谱分析、波形存储与运算等模块组成，其结构框图如
１述概
虚拟仪器技术作为２０世纪９Ｏ年代逐步发展起来的一项新技术，随着计算机软硬件相关技术的快速发展，现代仪器逐渐朝着虚拟仪器的方向发展，主要任务是通过软件将计算其机硬件与仪器硬件有机结合一起，将以前需硬件实现的相关技术通过软件来实现，完成对被测信号的采集、分析、理、处判断及显示等一系列功能从而实现仪器的功能。声卡是一个非常优秀的作为标准配置的音频信号采集系统，现场的模拟信号的采集和输通过ＡＤ和ＤＡ／／实现，Ｄ用于采集音频信号，Ｃ则用于重现ＡＣＤＡ这些数字声音。随着社会的发展，该技术将成为未来仪器发展的主流。作为一种先进的图形化的编程语言和开发环境的ｂＶＥＩＷ，是美国国家仪器公司开发的可视化编程开发平台，目前广泛地应用于科研机构和各大高校。应用ＬｂＶＥ可以极ａＩＷ其方便的建立所需的虚拟仪器，是一款功能强大，友好的软件。基于ＬｂＶＥ的可视化编ａＩＷ程，方便快捷，性能优越等众多优点，兼容ＧＩ，Ｘ，Ｓ２２协议的硬件及数据采集卡ＰＢＶＩＲ一３通信的所有功能，同时还可以方便的调用ＴＰ／ＩＡｔｅＣＰ，ｃｉＸ等软件标准的库函数，ｖ为数据采集、显示、处理，测量分析等各种应用提供了高配置平台，能够在ＷｉｄｗｓＬｎｘ和ＵＸｎｏ，ｉｕＮＩ等多个系统上使用，是目前普遍采用的标准的数据采集控制软件之一。虚拟示波器是基于ＰＣ的虚拟技术，将传统的是示波器的功能通过软件完成，用户可以通过软件的图形用户界面来模拟示波器的操作面板。应用计算机和端口电路采集现场数据信号，由软件控制实现数据采集，分析处理，显示等功能。用户根据显示的波形，主要包括幅度、频率，相位关系等信息来比较和测试信号。般而言，号采集、信信号处理和结果最示三大部分组成一个系统完整的测试仪器，主要由硬件来实现。同理，于虚拟示波器而言，对也只有这大部分才能实现其完整的功能，不同的是，这些功能由软件和硬件根据具体分工

LabView虚拟示波器实验报告

一、实验目的1、掌握虚拟仪器的设计思想和方法；2、掌握labVIEW编程、调试等技能；3、学习“波形图”控件各种复杂功能的使用；4、学习数据采集卡的使用。

二、实验设备1、计算机；2、软件；3、PLC-6221数据采集卡及集线盒；三、实验步骤1、硬件设计计算机、PLC-6221、集线盒、导线等2、软件设计数据连续采集（AI）、数据处理、显示主要功能：1、运行、停止；2、可显示两路以上波形，X，Y轴调整；3、显示模式：单通道、多通道模式、运行模式；4、测量：频率、周期、幅值：5、高级功能：FFT、储存、网络等。

基于LABVIEW的虚拟示波器设计1 LabVIEW软件及其基本设计原理简介LabVIEW简介LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering）与C 和BASIC 一样，LabVIEW也是通用的编程系统，有一个完成任何编程任务的庞大函数库。

LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据。

LabVIEW标志显示及数据存储，等等。

LabVIEW也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序（子VI）的结果、单步执行等等，便于程序的调试。

1）前面板。

前面板是图形用户界面，也就是VI的虚拟仪器面板，前面板直接面向用户，是用户使用虚拟仪器的基本操作面板。

这一界面上有用户输入和显示输出两类对象，具体表现有开关、旋钮、图形以及其他控制和显示对象。

一个典型实现正弦波显示和幅值调节的前面板。

2）程序框图提供VI的图形化源程序。

它的功能是对前面板上的控件进行定义、操作和连线以实现虚拟仪器的功能，是LabVIEW程序设计的核心。

在程序框图中存在着对VI编程，以控制和操纵定义在前面板上的输入和输出。

它包括前面板上的控件和控件的连线端子，还有一些前面板上没有，但编程必须有的东西，例如函数、结构和连线等。

如果将VI 与标准仪器相比较，那么前面板上的东西就是仪器面板上的东西，而流程图上的东西相当于仪器箱内的东西。