基于計算機技術(shù)的現(xiàn)代儀器也快速的發(fā)展起來,虛擬儀器應(yīng)運而生,在對精度、穩(wěn)定性等方面要求高的場合,虛擬儀器將逐漸取代傳統(tǒng)儀器。USB 虛擬示波器采用USB接口技術(shù),將計算機強大的計算處理能力和一般硬件儀器的信號采集,控制能力結(jié)合在一起,從而實現(xiàn)一般示波器所不能實現(xiàn)的功能和友好的界面。
1、USB 接口 , 免電源;
2、更適合于筆記本電腦,生產(chǎn)線維修調(diào)整,便于出差使用。
3、小的尺寸(mm):190(L)x100(W)x40(H) ,便于攜帶.
4、校準(zhǔn)信號輸出: 1kHz, VP-P: 2V
5、軟件支持: Windows98,Windows Me, Windows NT, Windows 2000, Windows XP
6、波形數(shù)據(jù)可以按時間和電壓輸出到EXCEL表格。
7、FFT 頻譜分析
如圖所示,整個系統(tǒng)采用高速緩存、局部總線、高速dsp等為主的硬件結(jié)構(gòu)。它包含了一個完整的數(shù)據(jù)獲取、處理系統(tǒng),但是它又是具有測試儀器的特色,這主要表現(xiàn)在模擬放大,增益控制和一系列的高速控制電路;局部總線是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心,組成系統(tǒng)的各個模塊均掛接在局部總線上;高速緩存分為兩路,分別負責(zé)通信接口和dsp之間的上行和下行通信。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通信接口可以使用各種方法實現(xiàn),如pc計算機的io口、存儲器窗口映射、dma等。在本文中,采用usb接口傳輸技術(shù),以達到滿足較高通信速率的目的。
在規(guī)定的觸發(fā)條件滿足時,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的高速控制電路啟動ad變換器工作,變換后的數(shù)據(jù)在dsp中,dsp根據(jù)pc計算機預(yù)先設(shè)置的算法計算pc計算機需要的結(jié)果,存儲于高速緩存中,并通知pc計算機來取數(shù)據(jù),pc計算機取出數(shù)據(jù)后,重新啟動數(shù)據(jù)采集,等待觸發(fā)條件的又一次滿足。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與pc計算機的通信協(xié)議為被動式協(xié)議。在虛擬儀器系統(tǒng)的硬件模塊中,pc計算機完成的功能是提供人機圖形界面以及控制數(shù)據(jù)采集工作,各種處理算法在dsp中運行,pc計算機對采集卡初始化時除了完成必要的寄存器賦值外,還要為dsp加載運行程序。
usb技術(shù)的提出是基于采用通用連接技術(shù)實現(xiàn)外設(shè)的簡單快速連接,達到方便用戶,降低成本,擴展pc機連接外設(shè)范圍的目的,使pc的功能擴展變得非常簡便,并且能地降低用戶對計算機技術(shù)的需求,使所有的外設(shè)均成為所謂的“傻瓜”式設(shè)備。usb的規(guī)范能針對不同的性能價格比要求提供不同的選擇,以滿足不同的系統(tǒng)和部件及相應(yīng)不同的功能,主要有以下優(yōu)點:
(1) 終端用戶的易用性;
(2) 廣泛的應(yīng)用性;
(3) 同步傳輸帶寬;
(4) 靈活性.
usb技術(shù)具有開放性,是非贏利性的規(guī)范,得到了廣泛的工業(yè)支持。它在數(shù)字圖像、電話語音合成、交互式多媒體、消費電子產(chǎn)品等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
一套完整的虛擬儀器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般來說分為四層:
1.測試管理層 用戶使用虛擬儀器生產(chǎn)廠商開發(fā)的應(yīng)用程序, 組成自己的一套測試儀器。 這是虛擬儀器的優(yōu) 點之一,它可以方便地使用戶根據(jù)自己的需要,自己的風(fēng)格建立自己的測試儀器。
2.應(yīng)用(程序)開發(fā)層 由生產(chǎn)商提供的軟件開發(fā)工具,如 NI(NATIONAL INSTRUMENTS)公司的 LabVIEW 軟件, LabWindows/CVI 軟件。用戶可以用這類軟件進行深層開發(fā),以擴展儀器原有的功能。
3.儀器驅(qū)動層 由生產(chǎn)商開發(fā),針對不同類型的儀器有不同的驅(qū)動程序接口。為給用戶提供方便、易用的儀 器驅(qū)動程序, 泰克公司、 惠普公司和美商國家儀器公司等 35 家國際上的儀器公司成立了 VXI plug & play 系統(tǒng)聯(lián)盟,并于推出 VISA(Virtu-al Instrument Software Architecture)標(biāo)準(zhǔn)。
4.I/O 總線驅(qū)動層 由生產(chǎn)商開發(fā), 用于將不同類型的實際儀器通過相同標(biāo)準(zhǔn)的總線連接起來形成一套完整的測 試系統(tǒng),如得到廣泛應(yīng)用的 VXI(開放式測量系統(tǒng))總線系統(tǒng)。
1、一機多用。兼具頻譜分析儀,波形記錄儀,波形發(fā)生器,頻率計,電壓表,聲學(xué)分析圖示儀,數(shù)學(xué)相關(guān)圖示儀和數(shù)字存儲示波器等8大功能。
2、中英文版本,語言可以互相切換。
3、記錄存儲和回放功能。可以記錄當(dāng)前一屏,也可以記錄全程波形。操作記錄和回放功能宛如操作電腦DVD。
4、多種記錄存儲方案。數(shù)據(jù)可以導(dǎo)入Word,Excel,Notepad,方便形成報表和利用Excel強大的圖表功能進一步分析。
5、專用刪除數(shù)據(jù)文件的功能。在線記錄功能產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文件不是單一文件,而是系列文件。專用刪除功能針對系列文件刪除,提升軟件的環(huán)保程度,用戶使用更加方便。
6、畫面可以放大和縮小。鼠標(biāo)在波形畫面邊緣可以引發(fā)波形畫面伸縮圖標(biāo)出現(xiàn),用戶此時可以拖動伸縮圖標(biāo),改變波形畫面的高度和寬度。用戶也可以通過工具欄來改變波形畫面的高度和寬度。波形畫面可以存儲為JPG文件,也拷貝到Word、Excel。
7、多種圖形顯示,如頻譜分析儀,李沙育波形,聲學(xué)圖,數(shù)學(xué)相關(guān)圖等。
8、頻譜分析儀功能。比較一般頻譜分析儀,更可以觀察和讀出頻點的具體數(shù)值和相對數(shù)值。
9、豐富的計算顯示區(qū)。時域波形下方是參數(shù)顯示區(qū),可以顯示平均值、值、最小值、有效值、峰峰值、有效值等。雙擊顯示參數(shù),可以設(shè)置該位置的顯示項目和顏色。在線參數(shù)可以方便地拷貝到其它文檔。
10、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置,電腦自動存儲。用戶更可以將測量特定信號的各項設(shè)置儲存起來,以備調(diào)用。
11、系統(tǒng)在線自動校準(zhǔn)功能,保證系統(tǒng)精準(zhǔn)。系統(tǒng)會智能調(diào)入每臺機器的校準(zhǔn)參數(shù)。
12、波形在線打印。
13、雙通道同步實時采樣。
14、菜單樣式可變。旋鈕有3D立體風(fēng)格和平面風(fēng)格任選。
15、快捷工具欄,用戶可以自選是否啟用工具欄。工具欄包括一些常用的操作,如菜單風(fēng)格選擇,波形窗口大小直接調(diào)節(jié)。工具欄有中英文操作提示。
16、電壓檔位列表和電平位置列表,使用戶調(diào)節(jié)更直觀。用戶更可以使用微調(diào)按鍵來調(diào)節(jié)電平位置。
17、豐富的顏色設(shè)置,圖形化操作,線型選擇,操作便捷。
18、智能搜索波形�?梢猿掷m(xù)鎖定和跟蹤波形,使波形自動顯示在合適的位置和合適的時基(頻率)。
19、硬拷貝功能�?梢灾苯訉⒉ㄐ慰截惖絎ord, Excel等軟件。
20、通道交互數(shù)學(xué)運算功能。多種工作模式。多種信號耦合方式(AC,DC和GND)。
21、多種觸發(fā)類型。水平方向(釋抑比)和垂直方向(觸發(fā)電平)的觸發(fā)位置精確可調(diào)。用戶更可以方便地使用鼠標(biāo)來拖動觸發(fā)標(biāo)識,調(diào)節(jié)觸發(fā)電平和水平觸發(fā)位置(釋抑比)。
22、即插即用,自動搜索和識別儀器,顯示儀器細分型號。
23、體積小,易于攜帶。金屬外殼,抗干擾強。無須外接電源,配上手提電腦,野外使用更方便。
24、一帶多功能。一臺電腦可以同時帶多臺USB示波器,從而達到一臺電腦觀測更多通道的目的。
25、軟件持續(xù)改進和升級,USB示波器擁有先進功能。
26、繼承傳統(tǒng)儀器的優(yōu)勢,友好的人機界面,易于操作使用。
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