基于LABVIEW的虚拟示波器的设计开题报告

1、毕业设计（论文）开题报告题目名称基于labview的虚拟示波器的设计学生姓名专业电气工程与自动化班级1212081一、 选题的目的意义测量仪器发展至今，大体经历了四代发展历程，即模拟仪器、分立式元件仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。模拟式仪器是指针式的，它基于电磁原理进行测量；数字式仪器则适应了快速响应和高精度的要求，将对模拟信号的测量转化为对数字信号的测量来显示测量结果；智能化仪器仪表则运用了微处理器芯片，通过将程序固化在rom中以及将测量结果储存在ram中自动完成各种测量功能。但以往的智能仪器仪表的智能化程度其实并不高，特别是在图形显示、颜色判别等方面的能力还十分有限，因此，在此基础上

2、一种更高级的智能化仪器虚拟仪器便应运而生.虚拟仪器是一种基于计算机的自动化测试仪器系统。所谓虚拟仪器(virtual instruments，简称vi)，是指运用应用程序将计算机与功能化模块硬件结合起来，用户可以通过操作友好的计算机图形界面进行测量，就像操作自己定义和设计的仪器一样。虚拟仪器以透明的方式把计算机资源(如cpu、内存、显示器等)和仪器硬件(如a/d. d/a、数字i/o等)的测量功能、控制能力结合在一起，完成对被测量的采集、传输、分析、判断、显示、数据存储等工作。对于虚拟仪器来说计算机是动力，软件是主宰，高质量的a/d采集卡及调理放大器与互感器是关键。虚拟仪器的突出优点在于能够与

3、计算机技术结合，将计算机资源与仪器硬件，数字信号处理技术与不同功能的软件模块结合，组成不同的仪器功能。用户可根据测试的需要，自己设计所需要的仪器系统，即利用数据采集卡及计算机外围硬件进行信号的采集与检测，然后用计算机所编的软件来实现对信号的处理、计算和分析以及对测试结果进行显示。 虚拟示波器由硬件设备与接口、设备驱动软件和虚拟仪器面板组成。其中硬件设备与接口包括仪器接口设备和计算机，设备驱动软件是直接控制各种硬件接口的驱动程序。虚拟示波器的出现改变了原有示波器的整体设计思路，用软件代替了硬件。将传统仪器由硬件实现的数据分析与显示功能，改由功能强大的计算机及其显示器来完成，使工程技术人员可以用一

4、部笔记本电脑到现场就可轻松完成信号的采集、处理及频谱分析和波形分析。综上所述，本设计选用国内外较为先进的虚拟示波器软件美国ni公司的labview，使了解pc的测量系统组成及实现,掌握基于labview 虚拟仪器的基本概念和图形化编程语言的基本知识，掌握labview在数据采集、数据分析处理等方面的基础及实际应用。二、国内外研究综述 示波器是生产实践和科学研究中应用十分广泛的电子测量仪器。示波器主要由模拟示波器、数字示波器和组合示波器。目前常用的模拟示波器，外形笨重，功能单一，数字示波器虽然有一定的功能扩展，但价格昂贵，维护升级成本高，短时间内难以普及及应用。随着计算机技术、信息处理技术和电子

5、技术的发展。近年来，出现了基于计算机和软件的新型仪器-虚拟仪器。虚拟仪器是以计算机为核心，功能由用户定义和设计，具有虚拟面板，其测试功能由测试软件实现。虚拟仪器的关键是用软件实现硬件的功能，实现“软件即仪器”。所谓虚拟仪器(virtual instruments，简称vi)，是指运用应用程序将计算机与功能化模块硬件结合起来，用户可以通过操作友好的计算机图形界面进行测量，就像操作自己定义和设计的仪器一样。虚拟仪器以透明的方式把计算机资源(如cpu、内存、显示器等)和仪器硬件(如a/d. d/a、数字i/o等)的测量功能、控制能力结合在一起，完成对被测量的采集、传输、分析、判断、显示、数据存储等工

6、作。对于虚拟仪器来说计算机是动力，软件是主宰，高质量的a/d采集卡及调理放大器与互感器是关键。虚拟示波器是虚拟仪器平台测控系统输出部分中常用的电子测量仪器之一，是一种分析和比较信号的综合性仪器，能在荧光屏上将电压或电流以时间函数的形式描绘出来，是电信号的时域测量和显示仪器。它的主要功能是精确复现作为时间函数的电压波形，显示的波形用来确定数量的信息（如幅度、频率），也可用来获得其质量的信息（如波形），还可以用来比较两个不同的波形，并测两它们的时间和相位的关系。虚拟示波器由硬件设备与接口、设备驱动软件和虚拟仪器面板组成。其中硬件设备与接口包括仪器接口设备和计算机，设备驱动软件是直接控制各种硬件接口

7、的驱动程序。 其中以美国ni公司开发的labview的软件平台上设计的虚拟示波器较为先进.例如该公司利用labview的软件设计的多功能虚拟示波器主要由参数测量、频谱分析、加窗和波形显示等模块组成。与以往的虚拟示波器不同之处在于，所设计的仪器不仅具有实时采集、波形显示、测量参数等功能，并且增加了存储、打印的功能，示波器的采样频率也在很大程度上进行改进，使其更加接近真实的示波器显示的波形。 虚拟示波器是由一块基于pc总线的多功能数据采集卡和相应的软件组成，将它们安装在一台pc机上，采集卡选用ni公司的pc-6041,系统的软件采用模块化思想编写，每个功能的实现由一个模块完成，即可构成一个功能强大

8、的数字虚拟示波器。虚拟数字示波器的原理是对信号波形进行密集的采样，采样值被数字化后存储起来，当重建波形时便从缓冲区取数，然后用清晰、均匀一致的轨迹映现在屏幕上。对虚拟信号进行数据采集后存入数据文件，由软件对数据进行相应分析、处理，并在屏幕上显示处理结果。两道示波器可以同时分析扫描两路信号，这种功能的实现得益于计算机的高速运算能力，计算机只需要多做一组或几组运算即可。 三、毕业设计（论文）所用的方法合理利用院图书馆网上的电子资源，这些资源获取较容易且方便高效。同时，到本专业书库借阅部分相关方面的书籍作为参考。把通过以上途径所获得的原始材料进行归类整理，然后，按照设计进度进行数据的计算。设计的每部

9、分都要经过多次的审查、修改及论证。最后以达到各方面充分完善，能够实现设计要求目的。四、主要参考文献与资料获得情况1、杨乐平. labview 程序设计与应用. 北京: 电子工业出版社2、刘君华.虚拟仪器图形化编程语言labview 教程.西安电子科技大学出版社3、张永瑞、刘振起、杨林耀、顾玉昆.电子测量技术基础 西安电子科技大学出版社4、丁玉美、高西全.数字信号处理.西安电子科技大学出版社5、林正盛.虚拟仪器技术及其应用.微型机与应用6、张爱平.labview 入门与虚拟仪器.北京：电子工业出版社.7、程学庆、房晓溪.labview图形化编程与实例应用.北京：中国铁道出版社.8、刘祥楼、吴贺.基于labview新型虚拟函数信号发生器的开发.化工自动化及仪表.9、朱立军、张元培.在labview中编写数据采集卡驱动程序不同方法的比较.北京：北京工商大学学报.10、陆绮荣.基于虚拟仪器技术个人实验室的构建.北京：电子工业出版社.11、崔惠柳.虚拟仪器技术及其新进展.广西科学院学报.12、李翼、王小海.基于labview的虚