基于LabVIEW的虛擬存儲示波器設計

黃昆 唐宇 吳婷益 湯小龍

摘要：以計算機、USB4716數據采集卡作為硬件平臺，利用LabVIEW虛擬儀器軟件開發平臺，通過前面板設計和程序框圖設計，設計了一個虛擬存儲示波器，實現數據采集、顯示、分析、處理、存儲和回放等功能。

關鍵詞：LabVIEW;USB4716;虛擬存儲示波器

1.引言

虛擬儀器屬于第四代儀器，是目前儀器儀表發展的一個重要方向。示波器在科學研究和工程設計中廣泛應用。本文基于虛擬儀器技術，開發一種新型示波器——虛擬數字存儲示波器，通過USB4716采集卡完成數據采集，借助于LabVIEW軟件實現數據顯示、分析、處理和存儲等功能。

2.系統整體設計方案

系統整體設計方案如圖1所示。系統硬件主要由計算機和USB4716數據采集卡組成。系統軟件主要利用LabVIEW軟件平臺進行前面板設計和程序框圖設計，編程實現數據采集、仿真信號、參數測量、波形顯示、頻譜分析、波形存儲，波形回放等模塊。

3.前面板設計

前面板設計包括示波器顯示、頻譜分析、波形回放三大部分。

示波器顯示前面板按照功能劃分區域，包括波形顯示、電源開關、雙通道選擇、仿真信號設置、垂直位移調整、水平位移調整，示波器參數分析等模塊，如圖2所示。

頻譜分析前面板包括CH1或CH2通道的選擇模塊和存儲模塊。

波形回放前面板按PNG文件格式進行存儲，再讀取相應存儲文件。當點擊回放波形按鈕時，實現波形回放顯示。

4.程序框圖設計

程序框圖設計主要包括信號的采集、信號發生、輸入信號選擇、時基控制與示波器顯示、參數測量、頻譜分析、波形存儲、波形回放等多個模塊。主要采用了while循環結構、條件結構、DAQ助手、FFT函數、信號處理VI、信號分析VI、圖片函數、波形分析VI等來實現，如圖3所示。

5.結束語

本文基于LabVIEW和USB4716數據采集卡進行虛擬存儲示波器設計。利用USB4716數據采集卡采集輸入信號，通過LabVIEW進行前面板設計和程序框圖設計，實現了虛擬示波器的采集外部數據、波形顯示、參數分析、波形存儲和波形回放等功能。經過程序運行調試，本設計實現了主要功能。

參考文獻

[1]張軍，黃昆，魯玉梅等.基于LabVIEW和聲卡的數據采集分析系統設計[J].科技視界，2018，235（13）：172-173.

[2]黃昆，譚鈞劍，郝小江.基于USB4716的虛擬信號處理儀設計[J].計算機與網絡，2015，41（11）：73-75.

[3]王俊峰，黃昆，吳麗麗等.基于LabVIEW的儲液罐狀態監控系統設計[J].科技視界，2019，277（19）：187-167.

作者簡介：黃昆，1975.1，男，漢族，四川省眉山市，碩士，副教授，研究方向：測控技術及應用。

基金項目：項目來源：攀枝花學院省級大學生創新創業訓練計劃項目，項目名稱《基于USB4716的虛擬存儲示波器設計;基于LabVIEW的車速實時檢測與分析系統設計》，項目編號（201811360061;S201911360064）。