文档介绍：第 32卷第 11期电子工程师 Vol. 32 No. 11
年月
2006 11 ELECTRO2N IC ENGINEER Nov. 2006
基于 LabVIEW 的虚拟示波器的设计
朱红林 1 ,刘武 2
(1. 华中师范大学物理科学与技术学院,湖北省武汉市 430079;
2. 湖北省教育信息化研究中心,湖北省武汉市 430079)
2 2 2 2
摘要:虚拟仪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。基于声卡的数据采集与分析的虚拟示波器,具有实现简单、界面友好、性能稳定可靠等优点。
在 LabV IEW 环境中实现了与现实中实际示波器相似的功能。
关键词:虚拟仪器;声卡; LabV IEW;虚拟示波器
中图分类号: TM935. 37
V IEW ) ,在计算机的屏幕上形象地模拟各种仪器的面
0 引言
板(包括显示器、指示灯、旋纽、开关、按键等)以及相
在虚拟仪器系统中,硬件解决信号的输入和输出, 应的功能。与传统仪器相比,它有以下特点:
软件可以方便地修改、改变仪器系统的功能,以适应不 a)通用硬件平台确定后,由软件取代传统仪器中
同使用者的需要。其中信号的输入部分一般使用数据的硬件来完成和扩展仪器的功能,增强仪器的性能;
采集卡实现。商用的数据采集卡具有较大的通用性, b)仪器的功能是用户根据需要由软件设计和定
但其价格昂贵,在具体的应用场合,有些功能可能并不义的(而不是事先由厂家定义好的) ,可以灵活方便地
实用。普通声卡,具有 16位量化精度,数据采集频率定制仪器,满足用户的特殊需要;
为 44 kHz,完全可以满足特定应用范围内数据采集的 c)研制周期较传统仪器大为缩短;
需要,个别性能指标还优于商用数据采集卡,而价格却 d)虚拟仪器开放、灵活,可与计算机同步发展,可
为商用数据采集卡的十几分之一甚至几十分之一。与网络及其周边设备互联。
本文利用普通声卡做采集卡,利用美国 N I公司的虚拟仪器是现代仪器技术和计算机技术深层次结
虚拟仪器软件 LabV IEW 做开发平台,设计实现了一个合的产物,是计算机辅助测试(CAT)领域的一项重要
虚拟示波器。该系统能够正确采集声卡设计频率范围技术。随着计算机、仪器和网络通信技术的不断完善,
内的信号,实现了基本示波器的测量功能和频谱分析虚拟仪器将向外挂式虚拟仪器、PX I型高精度集成虚
功能,可以用来测量音频范围的信号(如声音、脉搏、拟仪器测试系统、网络化虚拟仪器 3个方向发展。
心电、脑电、电话等) 。
2 基于声卡数据采集的实现
虚拟仪器的特点
1 在一块声卡上有晶振、A /D和 D /A转换芯片以及
仪器技术发展至今,经历了模拟仪器、数字化仪数字信号处理芯片和其他辅助电路。因此,它可以作
器、智能仪器以及单台仪器、层叠式仪器系统阶段,从为数据采集卡使用,不过被采集的信号的频率被限制
20世纪 80年代进入了虚拟仪器系统阶段。虚拟仪器在音频范围之内。人耳对频率的感觉为 20 Hz~20 kHz,
是以计算机为基础,配以相应测试功能的硬件作为信而声卡的频率响应上限范围在 20 kHz。设定了采样
号输入/输出的接口,完成信号的采集、测量与调