基于并行交替式数据采集系统的虚拟示波器研究

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1、摘要虚拟仪器是随着计算机技术、现代测量技术发展起来的新型高科技产品。它是一种依赖软件，通过计算机来控制硬件，分析和提供测试数据的仪器。虚拟示波器是虚拟仪器的一种，本文介绍了开发虚拟仪器的全过程。虚拟示波器由硬件平台和安装着应用测试程序的计算机一起组成，是一个功能强大的信号测试系统。它不仅可以实现传统示波器的功能，而且能够存储、再现、分析和处理波形。具有高速、便携、多功能等显著特点。本次设计的虚拟示波器有如下特点：1、采用并行交替式采样方式，提高了普通A／D芯片的采样性能。2、采用目前流行的USB接口，使虚拟仪器与计算机的接口更加方便，通信速度更高。3、使用LABVIEW图形语言设计上位

2、机应用程序，不仅实现波形显示，还可以对数据分析和处理。全文首先介绍了虚拟仪器的背景和虚拟示波器的现状，分析了传统示波器的基本原理和采样与波形恢复理论。以此为基础，对虚拟示波器的开发进行了系统需求分析与总体设计。接着在硬件方面设计并行交替式A／D采集电路以及数据分时存储方案，设计USB接口电路。软件方面介绍了USB固件的编程方法和驱动程序的设计，及用LABVIEW完成虚拟示波器的编程和数据信号的处理。最后做出总结和展望。关键词：虚拟仪器，USB，LABVIEW，并行交替式数据采集Virtualinstrumentisbecominghigh-techproductwiththedevel

3、opingofthecomputerscienceandthemodemmeasurementtechnology．Itistheinstrumentthatdependingonasoftware，controllinghardwarewithcomputer,analyzingandprovidingthetestingdata．Virtualoscillographisonekindofvirtualinstrument，Thistexthasrecommendedthewhole00uiscofthede、relopingofthevirtualinstrument．Thevi

4、rtualoscillographismadeupofthehardwareplatformandthecomputerwithtestingsoftware,itisapowerfulsignalprocessingsystem．Itcanrealizethefunctionofthetraditionaloscillographbutalsocanstore，reproduce，analy∞anddealwiththewaveform．Itishighspeed，portable,andmulti·fanctionalling．Thevirtualoscillographdesig

5、nedthistimehasthefollowingcharacteristics：1，Usinginterleaving／multiplexingtechnique，breaksthelimitoftheperformanceofasingleA／Dconverter．2，Adoptingthepopul盯USBinterfacetechnology，makethevirtualinstrumentandinterfaceofthecomputermoreconvenient，communicationishigherinspeed．3，Usinglabviewgraphiclang

6、uagetodesigntheapplicationprogramofthehostPC,notmealyrealizethatthewaveformshows，anddealwiththedataanalysis．Thewholepaperintroducesthebackgroundofthevirtualinstrumentandcurrentsituationofthevirtualoscillographatfirst,thencarriedonthesystematicdemandandanalysedanddesignedoverally，following,design

7、edtheinterleaving／multiplexingdata-acquisitioncircuitandthetimedivisiondata-storingcircuit．designedtheUSBinterfacecircuit．Insoftwaredesigningaspect，thispaperintroducedUSBfirmwareprogrammingmethodandthedriverdesign．Andusingla