./電子測(cè)量與虛擬儀器綜合訓(xùn)練電子測(cè)量與虛擬儀器綜合訓(xùn)練項(xiàng)目二：虛擬雙蹤示波器設(shè)計(jì)訓(xùn)練學(xué)院名稱：專業(yè)：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：20XX9月.目錄設(shè)計(jì)要求〔3設(shè)計(jì)思路與預(yù)期功能〔3系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹〔41.整體設(shè)計(jì)方案〔42.設(shè)計(jì)步驟〔5〔1通道A、B的選擇及波形發(fā)生〔5〔2波形控制和調(diào)節(jié)部分〔6〔3A、B兩通道波形顯示的程序框圖設(shè)計(jì)〔8測(cè)試與結(jié)果〔101.A通道〔B通道單獨(dú)顯示波形〔102.A、B兩通道同時(shí)顯示波形〔113.A、B兩通道交替顯示波形〔124.A、B兩通道斷續(xù)顯示波形〔13五、性能分析〔14六、課設(shè)體會(huì)〔14七、參考文獻(xiàn)〔15設(shè)計(jì)要求編寫(xiě)LABVIEW虛擬示波器實(shí)驗(yàn)程序,要求可以對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行觀察與測(cè)量。界面要求：參數(shù)控制、控制按鈕、波形顯示。觀察仿真結(jié)果并進(jìn)行分析。對(duì)該虛擬示波器進(jìn)行性能評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)思路與預(yù)期功能本設(shè)計(jì)的想法是盡量與現(xiàn)實(shí)中的面板相一致,實(shí)現(xiàn)示波器最基本的顯示和調(diào)節(jié)功能。所以本設(shè)計(jì)我設(shè)計(jì)了包含CHA和CHB的雙通道示波器,即雙蹤示波器。設(shè)計(jì)時(shí)考慮的是以下幾個(gè)部分:〔1CHA和CHB通道設(shè)計(jì)及選擇。設(shè)置兩個(gè)控件控制CHA和CHB選通狀況,分別輸入正弦波、三角波、方波和鋸齒波。〔2波形產(chǎn)生。由于沒(méi)有外界信號(hào)輸入設(shè)備,所以不能用外部數(shù)據(jù)采集的方法輸入信號(hào)波形,那么自己設(shè)計(jì)一個(gè)信號(hào)發(fā)生器,使兩個(gè)通道都能實(shí)現(xiàn)基本模擬信號(hào)正弦波、三角波、方波、鋸齒波的輸入。〔3波形顯示。采用波形圖控件。〔4波形控制部分。包括CHA信號(hào)幅度調(diào)節(jié)和幅度偏移、CHB信號(hào)幅度調(diào)節(jié)和幅度偏移、同時(shí)開(kāi)的時(shí)候兩個(gè)信號(hào)疊加開(kāi)關(guān)。〔5停止示波器。通過(guò)while循環(huán)的停止按鈕設(shè)置示波器停止工作。系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹1.整體設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)的VI在創(chuàng)建過(guò)程中,首先創(chuàng)建前面板,然后進(jìn)行程序框圖的編寫(xiě)。在程序的編寫(xiě)中,使用了條件結(jié)構(gòu),while循環(huán)結(jié)構(gòu)以及常用的數(shù)據(jù)處理函數(shù),同時(shí)還用到了信號(hào)生成控件VI、旋鈕控件VI等多個(gè)labVIEW控件。在程序框圖的編寫(xiě)過(guò)程中,創(chuàng)建了多個(gè)labVIEW子VI,用于雙通道示波器部分功能的實(shí)現(xiàn),完整的設(shè)計(jì)框圖如下所示：圖1虛擬雙蹤示波器前面板圖2虛擬雙蹤示波器程序框圖2.設(shè)計(jì)步驟〔1通道A、B的選擇及波形發(fā)生在程序框圖面板上調(diào)用一個(gè)子VI,程序框圖如下：圖3子VI程序框圖利用基本函數(shù)發(fā)生器創(chuàng)建波形發(fā)生模塊,實(shí)現(xiàn)信號(hào)源的選擇。具體效果如下：圖4波形選擇模塊圖4即構(gòu)成了波形選擇模塊,其中的"信號(hào)"即為調(diào)用的子VI。前面板上菜單下拉列表功能的實(shí)現(xiàn)如下圖,B通道的實(shí)現(xiàn)同理可得。圖5菜單下拉列表的功能〔2波形控制和調(diào)節(jié)部分這部分是為了獲得顯示波形的詳細(xì)信息而設(shè)計(jì)的,其結(jié)構(gòu)如下圖：圖6單頻信息控件圖6是提取單頻信號(hào)控件,可以在前面板上顯示信號(hào)的幅值和頻率。圖7幅度偏移圖7是實(shí)現(xiàn)幅度的偏移,公式為x1+x2〔x1為輸入信號(hào),x2為偏移量。圖8雙通道可同時(shí)顯示波形圖8為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)通道同時(shí)顯示,通過(guò)前面板雙通道的設(shè)置,可很方便地實(shí)現(xiàn)兩個(gè)信號(hào)的比較觀測(cè)。圖9延遲時(shí)間圖9是為了更清楚的觀測(cè)而設(shè)置的,運(yùn)行期間信號(hào)變化很快,不利于做詳細(xì)的觀測(cè)比較,解決該問(wèn)題的方法是設(shè)置一個(gè)延遲時(shí)間模塊。〔3A、B兩通道波形顯示的程序框圖設(shè)計(jì)圖10A通道單獨(dú)顯示波形圖10即為A通道單獨(dú)顯示波形的程序框圖,利用了一個(gè)條件選擇結(jié)構(gòu),此時(shí)前面板上顯示的只有A通道的波形。圖11B通道單獨(dú)顯示波形圖11即為B通道單獨(dú)顯示波形的程序框圖,前面板輸出的只有B通道的波形。圖12A、B兩通道同時(shí)顯示波形圖12即為A、B兩通道同時(shí)顯示波形的程序框圖,此時(shí)前面板同時(shí)顯示兩個(gè)波形,具體顯示的情形在測(cè)試結(jié)果中會(huì)做介紹。圖13A、B兩通道交替顯示波形圖13即為A、B兩通道交替顯示波形的程序框圖,此時(shí)前面板將分別交替顯示A通道和B通道中的波形,可以調(diào)節(jié)前面板上的"延遲時(shí)間"旋鈕,更好的來(lái)觀察波形交替顯示的情形。圖14A、B兩通道斷續(xù)顯示波形圖14即為A、B兩通道斷續(xù)顯示波形的程序框圖,前面板中的"通道選擇"中選擇"斷續(xù)",斷續(xù)可選擇A或B或A+B,調(diào)節(jié)延遲時(shí)間,此時(shí)波形將以斷續(xù)的形式出現(xiàn),具體情形在測(cè)試結(jié)果中做介紹。測(cè)試與結(jié)果1.A通道〔B通道單獨(dú)顯示波形正弦波三角波方波鋸齒波圖15單通道波形顯示前面板上,"通道選擇"選擇A或B,"CHA"和"CHB"可分別下拉選擇正弦波、三角波、方波、鋸齒波,這時(shí),屏幕上顯示的即為圖15所示的幾個(gè)波形,都是單獨(dú)顯示的,可以調(diào)節(jié)幅值、頻率等旋鈕來(lái)改變波形的幅值和頻率等。2.A、B兩通道同時(shí)顯示波形正弦波+正弦波正弦波+三角波正弦波+方波正弦波+鋸齒波圖16雙通道波形顯示前面板上,"通道選擇"選擇"A+B","CHA"和"CHB"可分別下拉選擇正弦波、三角波、方波、鋸齒波,這時(shí),屏幕上顯示的即為圖16所示的幾組波形,可以調(diào)節(jié)幅值、頻率等旋鈕來(lái)改變波形的幅值和頻率等。3.A、B兩通道交替顯示波形圖17正弦波和方波交替顯示圖17是正弦波和方波交替顯示的情形,先顯示完正弦波再顯示方波,由于動(dòng)態(tài)無(wú)法表示,只能以上圖的截圖形式來(lái)表示。當(dāng)然也可以選擇"正弦波、三角波""方波、鋸齒波"等等的組合形式,同理可得。4.A、B兩通道斷續(xù)顯示波形圖18三角波和方波斷續(xù)顯示圖18為三角波和方波的斷續(xù)顯示情形,由于動(dòng)態(tài)無(wú)法表示,只能以上面的三截圖來(lái)展現(xiàn),顯示順序即為三截圖的順序,這里選取的"A+B"通道,當(dāng)然也可以選取A通道或者B通道,波形也可以任意選擇,這里就不多做說(shuō)明。五、性能分析〔1本程序界面友好,基本與實(shí)物圖相符,生動(dòng)形象,對(duì)于波形輸出具有實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)效果。〔2在兩通道交替顯示波形和斷續(xù)顯示波形時(shí),波形會(huì)很快的閃動(dòng),此時(shí)可以適當(dāng)?shù)脑黾友舆t時(shí)間,以便更好的觀察波形的變化。〔3本設(shè)計(jì)中,兩通道都可以正常的顯示波形,交替和斷續(xù)也都可以實(shí)現(xiàn),唯一的缺陷就是X軸不能隨著移動(dòng)變化,設(shè)計(jì)有待改善提高。六、課設(shè)體會(huì)虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件,結(jié)合高效靈活的軟件來(lái)完成各種測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化的應(yīng)用。世界各國(guó)的工程師和科學(xué)家們都已將NILabVIEW圖形化開(kāi)發(fā)工具用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的各個(gè)環(huán)節(jié),從而改善了產(chǎn)品質(zhì)量、縮短了產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間,并提高了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)效率。使用集成化的虛擬儀器環(huán)境與現(xiàn)實(shí)世界的信號(hào)相連,分析數(shù)據(jù)以獲取實(shí)用信息,共享信息成果,有助于在較大圍提高生產(chǎn)效率。虛擬儀器提供的各種工具能滿足我們?nèi)魏雾?xiàng)目需要。通過(guò)本次虛擬雙蹤示波器的設(shè)計(jì),讓我切身體會(huì)到LabVIEW的強(qiáng)大功能,其可以讓我們節(jié)省很多制作硬件的費(fèi)用。為了完成任務(wù),我看了很多有關(guān)于LabVIEW的視頻教程,基本掌握了循環(huán)結(jié)構(gòu)、順序結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)。雖然此次實(shí)訓(xùn)只有三個(gè)禮拜,但我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)時(shí)間里,繼續(xù)擴(kuò)展對(duì)該軟