雷颖[1]2003年在《基于高速数字示波器平台频谱分析的软件研究》文中进行了进一步梳理频域测量有很多优点，目前国内对实时频谱分析的研究还比较少，但是实时频谱测量在工程上具有很大的重要性。我们就采用了在数字存储示波器的平台开发频谱分析模块。数字示波器为我们的测量提供了方便的技术平台。本文即介绍了在数字示波器的平台上实现信号频谱分析的方法及设计。将测试信号首先经过数字示波器重现模拟信号，在已知时域参数的基础上，对信号进行FFT变换，最后实现对信号的频域测量。本文介绍了在频谱分析时，应注意的几点问题。比如泄漏问题和栅栏问题，以提高测量的精度；在开发频谱分析的同时，注重测量过程中的误差消除，比如窗体、双窗法的运用；为了进一步提高测量的速度，我们运用了现在发展比较成熟的内插算法，将内插算法运用到数字示波器上，大大提高了测量速度。在开发程序语言的运用方面，我们所采用的是动态C语言。动态C语言像汇编语言一样，可以对机器硬件进行操作，在编程上具有实时性的特点。通过对动态C语言的熟练掌握，最终实现实时频谱分析。
姜碧琼[2]2008年在《基于LabVIEW的虚拟示波器的设计》文中研究表明随着计算机技术的发展,仪器工业正在经历一场巨变。计算机强大的处理和显示能力,使它可以在数据采集、分析和表达中的任意一个方面提升仪器的性能。以虚拟仪器为代表的新型仪器改变了传统仪器的思想,它们充分利用了计算机强大的软硬件资源,把计算机技术和测量技术紧密结合起来,是融合了电子测量、信号处理、计算机和网络技术的新型测量仪器,由于成本低、使用方便等优点得到了广泛的应用。本课题以阿尔泰公司开发的PCI2003数据采集卡和通用计算机为硬件开发平台,以美国国家仪器公司开发的LabVIEW8.2为软件开发平台尝试开发了一种多功能虚拟数字示波器。它是由由仪器硬件采集外部信号,通过软件编程来实现仪器的显示及测量等功能。与传统的示波器相比,在功能使用上有了很大的提高,除了具有传统模拟示波器对波形的采集、显示等功能外,还可以实现对信号的滤波、频谱分析、参数测量、数据的存储和回放等功能,具有功能易扩展、开发周期短等特点。本文首先介绍了虚拟仪器的研究背景和意义以及国内外的一些研究进展。接着对虚拟仪器总体进行了概述,讨论了虚拟仪器的概念、构成、特点、发展,建立了虚拟仪器的基本框架。然后对虚拟示波器的重要组成部分——数据采集系统进行了探讨。在此基础上,进行了虚拟示波器系统的设计,这也是本文的重点。该部分阐述了虚拟示波器的设计方案,并给出了各功能模块的详细设计以及将各模块按照示波器总体的功能集成。最后对该虚拟示波器系统进行了系统测试,对其系统性能做了分析。结果表明,本文所设计的示波器能够满足一般的工程测试,具有一定的实际使用价值。
杨晓霞[3]2008年在《基于虚拟仪器的网络教学实验系统的设计》文中研究表明随着电子技术高速发展,新器件、新电路不断涌现,普通实验室的更新速度无法跟上技术的发展。此外普通实验室涉及到仪器调试、管理、易损坏等问题。在实验时间和一些损耗性强的实验项目上对学生限制过死。同样,远程教育学员一般都要在规定的时间到指定的学校集中完成实验项目,技能培养质量无法保证。教育机构必须考虑如何跟上实验的时代性和先进性,创设实验内容丰富、训练操作扎实、不受时空限制的开放性实验环境。近年来,由于虚拟仪器、仿真技术和网络技术的飞速发展,构建基于WEB的虚拟实验室将会成为一种经济、高效的首选方案。本文的主要工作就是在LabVIEW环境下,研究基于虚拟仪器的网络教学实验系统的设计问题。首先,本文对虚拟仪器进行概述,对比了与传统仪器的区别,介绍了虚拟仪器的软件开发平台LabVIEW的应用,以及在LabVIEW环境下进行四种常用虚拟仪器—虚拟信号发生器、虚拟示波器、虚拟数字滤波器和虚拟频谱分析仪的软件设计方法。接着,本文对虚拟仪器硬件系统的组成进行分析,并详细介绍虚拟仪器硬件系统中的关键部件数据采集卡的实现原理,性能、参数和相应的设置方法;在此基础上,再结合LabVIEW设计相应的控制程序,实现测试数据的模拟输入和输出。最后,本文着重介绍了如何把设计的四种虚拟仪器构成一个虚拟实验室,并利用网页设计技术创建一个网络虚拟实验室主页,充分运用网络技术构建一个网络虚拟实验系统,并采用虚拟仪器的网络通信技术实现该网络虚拟系统的远程实验目标。
黄晓晴[4]2004年在《基于PXI总线的测试系统实验平台研究》文中研究指明本文在研究PXI总线，虚拟仪器技术的基础上，将此技术应用于学科建设项目，开发了基于PXI总线的测试系统实验平台。本文首先阐述了PXI总线技术及图形化编程语言LabVIEW的特点以及整个测试系统实验平台的结构及功能。接着着重论述了利用LabVIEW和基于PXI总线的各种模块化仪器，开发诸如虚拟示波器、任意信号发生器、数字万用表，频谱分析仪等虚拟仪器的方法及实现过程。文中还列举出了这些虚拟仪器设备的应用实例。在此基础上，应用这些虚拟仪器设备，设计开发了信号处理课程的相关实验。学生通过在实验平台上进行实验，可以加深对课本理论知识的理解，提高动手能力。最后介绍了NI的DateSocket技术，阐述了实验平台网络化的实现方法和远程实验平台的功能。远程实验平台的建立为实验室建设节省了大量资金，提高了实验水平。
罗婷婷[5]2010年在《数字示波器中高速实时数据处理技术的研究》文中研究说明数字示波器是集数据采集、A/D转换以及软件编程等一系列的技术而制造出来的高性能示波器。能为用户提供波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等功能。一台好的数字示波器,不仅要有较高的采样率,以便能很好地重建原信号,还需要有很强地波形分析的能力。要做到这些,都得靠数字信号处理技术在数字示波器的运用。而随着对数字示波器性能的要求逐渐提高,DSP处理器的运算速度渐渐不能满足要求。于是,基于硬件的高速数据处理成为了数字示波器一个新的研究方向。本文主要介绍了在FPGA中实现数字信号处理技术中的插值算法、FFT算法以及运用DSP技术来校正误差。插值算法对于数字示波器来说,是必须采用的数字信号处理技术,在以往的研究中,都是用DSP处理器来实现的,速度渐渐不能满足要求。插值算法包括正弦插值,线性插值等。本文采用的是正弦插值,是基于低通滤波器来实现的,根据数字示波器的时基档来确定需要插值的倍数,从而根据正弦插值的公式计算出系数,利用FPGA中丰富的乘法器加法器资源来编程实现。FFT算法在数字示波器中,主要用于计算波形的频谱,便于分析波形细节。本文设计了1024个精度为8位的采样点的FFT运算,在DSP处理器中运算,效率太低,所以移植到FPGA中来实现。本文设计FFT算法的流程为:首先利用对Xilinx公司软件ISE自带的FFT IP CORE进行端口设置,生成代码,再加入ISE工程,进行仿真,将仿真结果与Matlab中的仿真结果进行对比分析。为了弥补国内数字示波器实时采样率的不足,采用时间交替并行采样技术,用多片相对低采样率的ADC并行采样拼合成高采样率。但由于工艺等原因,会造成通道失配误差,如偏置误差、增益误差和时延误差。本文提出一种综合校正方法,能同时校正叁种误差,有效提高数字示波器的整机性能。由于研究的深度和广度不足,所以研究成果离国际先进水平还有很大一段距离,文章最后对下一步的工作进行了展望。
王炳维[6]2003年在《HP E1441A任意波形发生器模块与MIO-64XE-10数据采集模块的应用研究》文中指出虚拟仪器是计算机和传统仪器相结合的产物，是当前测控领域研究和应用的热点之一，在基于计算机的虚拟测试技术的发展过程中，VXI总线测试平台无论在技术先进性还是市场占有率方面都具有强大的优势。 本课题的研究对象是学校学科建设项目配置的VXI总线测试系统，通过研究开发，使系统成为易于使用，具有可操作性的虚拟仪器。本文介绍了VXI总线测试系统的组成，简要说明了HPE1441A任意波形发生器模块的配置和使用，并结合64通道的MIO-64XE-10模块对任意波形发生器的性能指标给予了相关测试，重点测试了模块的性能指标，包括模块输出信号的频率精度，波形的稳定度。由任意波形发生器产生的波形可以通过示波器显示。构建的任意波形发生器可以满足手绘、表达式输入等特殊要求。由MIO组建虚拟数字示波器和频谱分析仪，通过对任意波形发生器产生的任意波形，用MIO输入计算机进行信号分析与处理，编写了示波器和频谱分析仪的控制软面板，经过软面板的控制可以进行虚拟实验，给实验室提供了一种可靠的具有一定精度的信号源，在此课题中，软件是实现虚拟仪器的关键，虚拟仪器的关键技术是其总线技术和以图形化编程方法为核心的软件技术，在本文中都有显着体现。VXI仪器是虚拟仪器实施的当然候选者，LabVIEW提供的用流程图将虚拟仪器连接到方块图的方法加快了VXI测试系统配置和编程速度。
付少杰[7]2007年在《运动参数的虚拟仪器的设计与仿真》文中认为虚拟仪器是虚拟现实技术在仪器领域的一种应用。它由计算机、仪器模块和软件3部分组成。它不仅能执行传统仪器的功能,而且,还能执行传统仪器所无法实现的许多功能。本文基于LABVIEW作为虚拟仪器的开发平台,尝试数据采集和处理,并应用MATLAB进行数据分析,通过对动态参数(速度、加速度、角速度、角加速度等)进行测量,从而提出了一种关于运动参数设计和仿真系统,包括数据的采集,信号的处理以及基于LABVIEW的虚拟仪器的界面设计。本文介绍了该系统的方案设计、软件支撑、开发平台、体系结构以及功能设计与实现。通过对系统的动态参数监测,可为其早期的故障诊断等做出依据。
张天辰[8]2013年在《基于电磁波天线阵列的变电站局部放电定位系统的研制》文中提出论文研制了一套基于特高频检测的移动式局部放电全站定位系统，首先通过对局部放电原理与特高频检测特点的分析提出了整体设计方案，随后介绍了定位系统的硬件架构，对传感器与前置调理电路进行了测试，详细阐述了系统基于虚拟仪器技术的软件开发，使用LabVIEW软件编写系统软件。系统主要分为以下几个部分：特高频天线阵列用于接收局部放电电磁波信号，前置调理电路完成对信号的放大和滤波，高速数字示波器完成对信号的数据采集，便携式计算机完成对数据的显示、分析、定位处理和储存，并对示波器的采集设置进行控制。论文阐述了定位系统的软件功能与定位方法的实现。系统提供快速检测定位、多波形定位、多周期采集以及手动模式等多种模式进行检测，能够实现在线定位与数据的存储以及离线的数据分析。详细描述了定位方法的实现，包括小波降噪、时间差提取与定位算法等环节，并给出了定位算法的误差分析。论文最后介绍了定位系统在实验室环境下对模拟局部放电的定位试验，分别采用局部放电模拟器和实验室所设计的局部放电模型作为放电源，验证定位效果的准确性，结果表明系统的角度定位精度很高，距离定位精度尚有待提高。
薛源[9]2005年在《基于Lab Windows/CVI平台的虚拟仪器的设计与开发》文中研究指明测试仪器是进行科学研究的重要工具,任何一台仪器都由信号的采集与控制、信号的分析与处理、结果的表达与输出这叁大功能组成。传统仪器的功能都是由硬件来实现,这就决定了传统仪器的功能和结构只能由仪器生产厂家来定义和制造,而用户无法改变。虽然传统仪器的精度、功能和性能随着微电子技术和大规模集成电路技术的发展而不断提高,但是对于复杂的测试参数较多的场合,使用起来很不方便,其局限性非常明显。随着计算机技术的发展,出现了虚拟仪器,在计算机上实现仪器的叁大功能,把计算机技术和仪器技术完美结合起来,充分利用飞速发展的计算机技术来实现或增强传统仪器的功能。虚拟仪器具有结构简单、研制周期短、系统可扩展、维护方便、性能/价格比好等特点。同时,它与网络和外设的连接相当方便,有利于实现数据的处理和信息的共享。虚拟仪器开创了仪器使用者可以成为仪器设计者的新时代,代表了仪器发展的方向。 本课题正是顺应仪器发展的趋势,运用以ANSI C库为基础的Lab Windows/CVI软件开发平台,通过熟练运用DLL技术,研制开发了虚拟信号发生器、基于声卡和凌华数据采集卡的虚拟示波器以及部分非线性信号的先进算法如小波分析、小波包分析和神经网络分析。其中基于声卡的虚拟数字示波器中信号采集部分的程序在Visual C++6.0开发环境下,使用功能强大的C++语言进行编写,主要是调用Windows系统的MMSYSTEM.DLL中的低级音频函数,采用双缓存机制,实现声卡对音频信号的实时采集;基于凌华数据采集卡的虚拟数字示波器是利用DLL技术直接在Lab Windows/CVI环境下编写,二者均可实现对实时信号的实时采集、实时分析、实时显示及存储功能;非线性信号的先进分析方法是用底层语言C编写,可形成独立模块,供其他程序使用。 本课题开发采用Lab Windows/CVI软件开发平台,可形成独立安装的软件包,完全腕离Lab Windows/CVI软件开发环境独立运行,安装方便、实用性强。虚拟仪器参数的控制全部通过图形用户界面进行人机交互,面板设计形象,易于实际操作。经实际验证,与传统仪器相比,测试效率及测试精度高。用户还可以通过相应的编程对虚拟仪器进行移植、改进或功能扩展,可被广泛应用于教学及实验、工程信号分析、故障诊断等领域。
石翎熹[10]2017年在《基于Matlab的示波器信号处理系统研究与实现》文中研究指明随着电子信息设备的飞速发展和测试需求的多元化,数字示波器现已扩展到能同时对被测系统在频域、数据域、统计域进行测量和分析。但是当代电子信号的频率范围越来越高且日益复杂多样,对一台高性能的数字示波器来说,拥有较高的信号处理和波形分析能力显得尤为重要。Matlab是一种高级的数学处理工具,包括大量的矩阵运算、图象处理等功能,同时在做数值计算程序设计时比其他语言更节省编程时间。本文研究一种PC平台虚拟示波器中信号分析处理的便捷实现方法。采用VC平台编写的用户操作界面和Matlab的交互式调用,对波形进行更复杂的时域、频域等分析。主要研究内容包括叁部分:(1)波形频谱分析实现方法研究。利用Matlab最核心的数学函数库,结合数字下变频技术,实现更强大的示波器FFT分析功能,在频谱、相位谱、功率谱等方面对波形进行更有效的分析。(2)波形信号处理实现方法研究。主要研究基于Matlab的交互式调用实现数字滤波等处理功能的方法。包括数字IIR滤波器、数字FIR滤波器的设计,实现波形噪声滤除、波形平滑等。针对不同的滤波器类型,分别讨论了对不同类型的滤波器下采用不同方式的实现方法。对采用信号包络图、信号趋势图分析波形的分析方法也进行了讨论。(3)在PXI示波器平台下,实现基于Matlab交互式调用的信号处理软件的设计和验证。在VC++6.0设计的用户界面中,通过使用Matlab的运算指令和C++语言联合编程,对相应的功能做出直观分析。本文实现了基于Matlab交互式调用的示波器信号处理,利用Matlab强大的数学工具完成了波形分析系统中所要实现的全部功能。为示波器信号处理功能的扩展提供了一种简便的途径。
参考文献：
[1]. 基于高速数字示波器平台频谱分析的软件研究[D]. 雷颖. 电子科技大学. 2003
[2]. 基于LabVIEW的虚拟示波器的设计[D]. 姜碧琼. 西北农林科技大学. 2008
[3]. 基于虚拟仪器的网络教学实验系统的设计[D]. 杨晓霞. 广西大学. 2008
[4]. 基于PXI总线的测试系统实验平台研究[D]. 黄晓晴. 南京航空航天大学. 2004
[5]. 数字示波器中高速实时数据处理技术的研究[D]. 罗婷婷. 电子科技大学. 2010
[6]. HP E1441A任意波形发生器模块与MIO-64XE-10数据采集模块的应用研究[D]. 王炳维. 南京航空航天大学. 2003
[7]. 运动参数的虚拟仪器的设计与仿真[D]. 付少杰. 华北电力大学（河北）. 2007
[8]. 基于电磁波天线阵列的变电站局部放电定位系统的研制[D]. 张天辰. 上海交通大学. 2013
[9]. 基于Lab Windows/CVI平台的虚拟仪器的设计与开发[D]. 薛源. 东北大学. 2005
[10]. 基于Matlab的示波器信号处理系统研究与实现[D]. 石翎熹. 电子科技大学. 2017
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