基于labview虚拟数字存储示波器设计new

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1、基于LabVIEW虚拟数字存储示波器设计张伟军（学号：002004101751）虚拟示波器相比传统示波器具有价格低廉、功能丰富、可编程性以及显示直观等众多优势。本设计不仅仅具有示波器基本功能，更依据LabVIEW语言的特点丰富了数字滤波、信号保存以及回显等功能。不仅具有了价格低廉、界面美观等特点，而且具有传统示波器中比较高端的存储、回显以及数字滤波等功能，更可以根据需要随时灵活修改程序，增加功能以满足更个性化的要求。一、具备功能★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

2、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。★波形存储：可随时将原始信号或处理后信号以LabVIEW特有的LVM文件格式存储在本地硬盘上，便于日后分析或处理。其中瞬态信号在截波后以BMP图片格式存储在本地硬盘上供日后查看以及分析。★波形回显：随时将存储的LVM格式波形文件重新读取然后显示在PC机端。★频谱分析：对滤波后信号分别进行幅频相应分析以及

3、相频响应分析并同时采取波形与表格方式实时显示。二、基本原理硬件上利用采集卡采集信号，软件上利用NI提供的DAQmxREAD采集信号，然后通过WaveformGraphs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WriteToMeasurementFile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ReadToMeasurementFile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

4、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。三、主要的函数DAQmxRead、DigitalIIRFilter、WaveformGraphs、WriteToMeasurementFile、ReadToMeasurementFile等主要函数四、前面板介绍1、完整界面（截图）左边为设置滤波器，左下为IIR滤波器的部分参数设置，正中为显示区域，最上面为各种显示界面的切换按钮，下方为滤波器的相关信息显示以及通道选择和时间、幅度轴控制，右边自上而下分别为采样模式选择、采样速率以及采样点

5、数的设置、STOP按钮以及文件保存选择按钮。图一是从函数发生器接收的原始三角波信号；图一：从函数发生器接收的原始三角波信号图二：三角波经过滤波器后的信号（类正弦）2、图二：三角波经过滤波器后的信号（类正弦）3、截波波形：截取经过滤波器后的一部分静止（瞬态）波形，这里就不进行截图。4、图三：幅频响应，滤波后进行的幅频分析图三：幅频响应，滤波后进行的幅频分析5、图四：相频响应，滤波后进行的相频分析图四：相频响应，滤波后进行的相频分析图五：波形回显6、波形回显：之前有一个保存操作，将波形保存在里面，然后回显

6、即为读取文件。由图五可见，正是刚才采集的三角波信号。7、保存操作，可以进行类型的选择与保存图六：保存操作五、后面板介绍1、完整程序流程图图过大省略。2、通道选择，采样速率，模式，点数等参数设置图七：采样参数设置3、采样、滤波以及截波等部分图八：采样、滤波以及截波4、时间以及幅度控制部分图九：时间以及幅度控制5、波形保存部分，一个case选择结构，分别选择保存类型图十：波形保存6、波形回显部分，按钮触发，实质是一个独立的程序部分。图十一：波形回显7、幅频响应，实质是读取的IIR的响应数据，另外频率轴根据

7、需要由采样速率控制（采样速率除以2作为频率轴的最大值），相频响应同理。图十二：幅频响应六、小结本设计根据要求完成了示波器的基本功能，并作了一些扩充，在现有条件下应该是完成了应该达到的或可以达到的功能。诚然，本设计可以进一步丰富功能，但扩充需要根据需求来添加。还是说说本设计需要改进的地方。首先是效率的提高。本设计无论是从设计的初衷还是设计的结果来看，都没有充分考虑到程序的效率以及操作的效率来。仅为功能的实现以及少量必要的优化。本设计仅用了不到一天的时间制作，还加上调试时间。效率不够高体现在以下几个方面。

8、一是程序是流水线式设计运行，具体体现在前面板的几个界面切换后后台并没有停止运行，而是一直在运行，这样会浪费不少CPU资源，功能只是简单的增加而没有进行有效的整合。二是文件存储的效率不高。LabVIEW提供多种文件格式的存储数据，其中效率最高的是二进制文件形式，其次是文本形式。而本设计采用的是LabVIEW所特有的LVM格式，这样做的好处是调用方便，缺点是不具有通用性，其他软件将无法读取这种文件的有效波形信息。用Windows的记事本打开LVM文件后发现，