USB示波器性能分析及其開(kāi)發(fā)實(shí)現

USB示波器，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是基于USB接口的高性能虛擬示波器，所以USB示波器也是數字示波器的一種，是利用計算機來(lái)顯示示波器的界面、計算機的強度的數字計算和處理能力，將一些硬件設備或者儀器采集過(guò)來(lái)的信號，通過(guò)數字接口也就是USB接口來(lái)進(jìn)行信號的傳說(shuō)給計算機，除了可以實(shí)現一般示波器的功能之外，還可以實(shí)現更多的功能。下面，我們來(lái)分析一下這種USB示波器的性能以及USB示波器的開(kāi)發(fā)實(shí)現方案。

USB示波器簡(jiǎn)介，它有什么性能?

隨著(zhù)示波器技術(shù)以及計算機技術(shù)的發(fā)展，信號的檢測和分析的精度要求越來(lái)越高，一般的示波器相對笨重使用不方便而且精度不高，而現代計算機一般都具有使用靈活，方便的usb接口，因而這種基于USB接口的高性能虛擬示波器就出現在廣大測量行業(yè)中。

USB示波器中，適配器是USB示波器的核心，主要是進(jìn)行信號的測量，PC機將數據進(jìn)行處理分析和數據用電腦的顯示器來(lái)顯示。適配器的組成是由前置放大器與衰減器、A/D變換器，USB界面等，被測量的信號其實(shí)是在適配器里進(jìn)行初步的處理，通過(guò)USB接口將數據傳送至PC，PC上運行的相關(guān)軟件處理和分析所收到的數據，然後將結果顯示在電腦屏幕上。PC機顯示的示波器的外觀(guān)和一般的示波器大同小異，所有面板操作上與一般的示波器毫無(wú)分別，在PC機上面則是通過(guò)圖形化的界面以及相關(guān)的按鈕來(lái)實(shí)現，用鼠標控制即可。，PC機的大顯示器可以在顯示的信號波形上由完善的圖形用戶(hù)界面補足，同時(shí)由于PC機的介入，示波器的測量精度也就提高了，因為成為新一代示波器的主流之一。

一般的USB示波器都會(huì )具有以下的一些性能特點(diǎn)：

(1)一機多用，同時(shí)可以實(shí)現數字存儲示波器，波形記錄儀，波形發(fā)生器，頻譜分析儀，聲學(xué)分析圖示儀，頻率計數學(xué)相關(guān)圖示儀和電壓電流表等功能。

(2)記錄存儲和回放功能，可以記錄當前一屏，也可以記錄全程波形。

(3)多種記錄存儲方案，數據可以導入WORD，EXCEL，NOTEPAD，方便形成報表和利用EXCEL強大的圖表功能進(jìn)一步分析。

(4)流線(xiàn)型設計,體積小巧, USB2.0接口,免電源,與臺式示波器類(lèi)似界面,易于上手.

(5)高刷新率, 高采樣率,可以實(shí)時(shí)采樣，PASS/FAIL Check 功能,適于工程應用.

(6)一臺電腦可同時(shí)連多臺示波器,輕松擴展通道數.

(7)系統在線(xiàn)自動(dòng)校準功能,保證系統精準，可以在線(xiàn)打印，硬件拷貝等功能;

(8)即插即用，自動(dòng)搜索和識別儀器，顯示儀器細分型號。

USB示波器繼承一般的示波器的優(yōu)勢，并具有友好的人機界面，易于操作使用。USB示波器的性能需要根據不同的信號來(lái)看它具體的性能以及可以測量的精度等，感興趣的朋友可以多瀏覽一些相關(guān)的文章來(lái)學(xué)習，當然最好的學(xué)習和掌握方法是通過(guò)動(dòng)手來(lái)實(shí)現的，有可以使用數字示波器的環(huán)境的朋友也可以自己去測試下。

關(guān)于USB示波器如何開(kāi)發(fā)實(shí)現，首先得說(shuō)一下USB總線(xiàn)接口。usb總線(xiàn)是intel，ibm，nec，微軟等7家著(zhù)名公司提出的新一代總線(xiàn)技術(shù)，支持熱插拔技術(shù)，給使用者以極大的方便，通過(guò)usb集線(xiàn)器也可以擴充設備(可達127個(gè))，通過(guò)電纜連接到計算機，采集卡靠近測試對象提高了電磁兼容性，在標準協(xié)議usb1.1中，umb總線(xiàn)的傳輸速率可達1.5-12mb/s，而在規范usb2.0中，速率則可達360mb/s，這樣的速率足以滿(mǎn)足絕大多數測量場(chǎng)合對數據傳輸的要求。

(1)USB示波器的硬件設計就是要完成虛擬示波器的usb物理設備的設計，即usb接口和usb功能設備，包括號調理部分，a/d轉換模塊，邏輯控制模塊，usb接口模塊。USB示波器的硬件部分完全采用模塊化設計方案，使各部分硬件相對緊湊，最終縮小了采集，而且a/d轉換模塊不在計算機內部，可以有效地避免高頻電磁干擾對計算機的影響，也減輕了計算機的負擔，使計算機可穩定、高效的運行。

1)usb接口模塊是這個(gè)系統通訊的關(guān)鍵，模塊需要完成上位機和a/d轉換模塊的通訊，需要將上位機的指令送到邏輯控制器，還需將轉換結果送入上位機。

2)邏輯控制模塊是整個(gè)設備控制的核心，其主要是負責解釋和控制執行主機軟件系統的控制命令和要求，完成設備狀態(tài)設置和控制設備完成激勵信號的發(fā)出、響應信號的采集等功能。

系統構成

(2)USB示波器的軟件主要完成對虛擬示波器控制、顯示的設計，即對各個(gè)模塊的硬件控制，以及用戶(hù)界面的設計，虛擬示波器的整體軟件應該采用分層機構，整個(gè)控制軟件分為3層，底層物理設備的控制程序，usb設備在pc機上的驅動(dòng)程序，上位pc機的人機界面軟件，控制軟件的分塊，分層設計使各層軟件相對獨立，只需考慮各層軟件的接口即可，這樣使軟件的設計、編寫(xiě)較為簡(jiǎn)單，運行更為可靠，

軟件結構

通過(guò)和實(shí)際示波器所測波形進(jìn)行比較，波形完全反應了實(shí)際波形的情況，波形沒(méi)有失真，所測各項參數與實(shí)際示波器測得的數據相等，且具備了一般示波器所不具備的多通道同時(shí)采集、諧波分析的功能。這種USB示波器可以實(shí)現一器多用，出了一般示波器的功能還有其他功能來(lái)進(jìn)行數據處理分析，正因為如此才可以得到廣大需要使用示波器的個(gè)人、單位、企業(yè)、高等院校的青睞。

測量應用

USB示波器是數字示波器的一個(gè)最常見(jiàn)的應用之一，通過(guò)USB傳輸，也不是串口、并口或者其他的傳說(shuō)協(xié)議來(lái)傳說(shuō)，因為具有一個(gè)的通用性。但是示波器還是一個(gè)比較貴重的儀器，應用的場(chǎng)合也非常多，作為電子工程師，特別是硬件工程師或者硬件測試類(lèi)的工程師來(lái)說(shuō)，學(xué)習和掌握示波器的使用是提高自身測試能力的方式。信號的采集和測試，信號的測量和傳輸，在現在的工業(yè)應用上面，將是一個(gè)永久的話(huà)題。

關(guān)于USB示波器性能分析及其開(kāi)發(fā)實(shí)現方法，通過(guò)上面的詳細的介紹供大家參考，相信大家也有一定的認識，更多關(guān)于示波器、USB示波器、虛擬儀器等文章，敬請關(guān)注賽微電子網(wǎng)測試測量頻道。