虛擬示波器簡(jiǎn)介及其軟件實(shí)現

示波器是電子測量行業(yè)最常用的測量?jì)x器儀表之一，它能電信號通過(guò)示波器儀表輸入后輸出成看得見(jiàn)的圖象，讓人們更直觀(guān)的去研究各種電現象的變化過(guò)程或者信號的變化過(guò)程。隨著(zhù)科技的發(fā)展，傳統的測量方法在許多的場(chǎng)合已經(jīng)不再適用了，許多儀器都打出“智能化”的口號，如何實(shí)現智能化呢，于是“虛擬儀器”就應運而生了。相對于示波器而言，虛擬示波器，也就是智能化數字示波器的產(chǎn)生，無(wú)疑是示波器發(fā)展的一個(gè)重大的突破，在示波器的功能和作用方面都發(fā)生了重大的變化。下面我們來(lái)說(shuō)一下這種新型的虛擬示波器以及虛擬示波器的軟件實(shí)現方法，讓大家重新來(lái)認識一下虛擬示波器這種產(chǎn)品。

首先我們來(lái)介紹一下虛擬示波器是什么，我們可以這樣來(lái)理解，虛擬示波器是利用高性能的硬件模塊和高效靈活的軟件來(lái)實(shí)現普通儀器的功能和許多拓展功能的一種軟硬件系統。有的人會(huì )問(wèn)什么是虛擬技術(shù)?小編再次也和大家說(shuō)一下虛擬技術(shù)，方便大家更好的理解虛擬示波器的結構和原理。

虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的軟件來(lái)完成各種測試、測量和自動(dòng)化的應用。虛擬儀器技術(shù)的三大組成部分，包括高校的軟件，模塊化的I/O硬件以及用于集成的軟硬件平臺。虛擬示波器是將示波器和虛擬技術(shù)的結合體。

下面我們來(lái)說(shuō)一下虛擬示波器的組成部分，主要是包括信號采集與控制，數據分析和處理，測量結果的顯示三大部分。信號采集與控制是由計算機和儀器硬件組成硬件平臺，實(shí)現對信號的采集、測量、轉換與控制;數據分析與處理則是表現在虛擬示波器充分利用計算機的存儲、運算功能，并通過(guò)軟件實(shí)現對輸入數據信號的分析與處理;虛擬示波器測量結果的顯示是利用計算機的資源，如顯示器、存儲器等，把測量結果進(jìn)行多種方式的表達與輸出，也可以利用計算機進(jìn)行數據的傳輸和利用。

虛擬示波器作為一個(gè)完整的軟硬件系統，它和傳統的示波器相比，比傳統示波器價(jià)格要便宜，并具有波形觸發(fā)、存儲、顯示、測量、波形數據分析處理等獨特優(yōu)點(diǎn)，那虛擬示波器的特點(diǎn)是什么呢?主要體現在：

(1)采用當前廣泛使用的 USB 接口，使虛擬儀器與計算機接口更加方便，通信速度更高;

(2)使用高速模數轉換芯片進(jìn)行高速采樣;

(3)使用高性能的單片機進(jìn)行控制，使用高速大容量存儲器實(shí)時(shí)保存采樣數據，提高了儀器的性能;

(4)使用 Labview 語(yǔ)言設計上位機應用程序，可以實(shí)現波形顯示，以及對數據的分析和處理。

虛擬示波器在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中軟件現實(shí)是整個(gè)項目的重要的組成部分，也是關(guān)鍵的技術(shù)之一。下面我們來(lái)分析一下虛擬示波器的軟件，它包括：

(1)軟件功能-與硬件鏈接，控制設備工作正常，信號的顯示和存儲，信號的分析和處理;

(2)軟件組成-三大部分包括硬件驅動(dòng)程序部分，虛擬面板部分以及信號后期處理部分;

(3)軟件結構-將用戶(hù)界面集合成一個(gè)整體，通過(guò)界面上的相關(guān)控件來(lái)實(shí)現示波器的各種功能，下圖是一種軟件結構;

圖1 虛擬示波器的軟件結構框圖

最后我們來(lái)簡(jiǎn)單說(shuō)一下虛擬示波器使用時(shí)必須注意的問(wèn)題，主要包括一下幾個(gè)方面：

(1)區分模擬帶寬和數字實(shí)時(shí)帶寬

(2)選擇合適的采樣速率

(3)虛擬示波器的上升時(shí)間

虛擬示波器與模擬示波器之間存在較大的性能差異，如果使用不當，會(huì )產(chǎn)生較大的測量誤差，從而影響測試任務(wù)。因而在使用的過(guò)程中需要小心謹慎，將錯誤率降低。

虛擬示波器利用PC來(lái)完成信號的處理和波形的顯示，利用軟件技術(shù)來(lái)顯示屏上設計出形象的儀器面板來(lái)進(jìn)行信號的采集、存儲和處理，加工和分析，完成各種測量的任務(wù)。更多關(guān)于示波器的文章，敬請關(guān)注賽微電子網(wǎng)測試測量頻道。