基于LabVIEW的虚拟数字示波器的设计与实现

本文介绍了一种新型的示波器：虚拟数字存储示波器。虚拟数字存储示波器是虚
拟仪器技术的一种具体应用。该虚拟仪器基于计算机平台，将虚拟仪器硬件和软
件紧密结合，实现比传统仪器更强大的功能。虚拟数字存储示波器系统由数据采
集、数据分析和结果输出显示三个主要功能部分组成。其中，数据分析和结果输
出显示完全由计算机软件系统来完成，只有数据采集是在软件的控制下由硬件来
完成。本文主要完成对软件系统的设计。
本文设计的虚拟数字存储示波器的系统工作原理是，对模拟信号进行数据采
集后，根据使用者的不同要求由软件对数据进行相应的分析、处理，并在屏幕上
显示处理结果。
本设计采用模块化的软件设计思想编写，每个功能的实现由一个模块完成。
我们所设计的虚拟数字存储示波器主要由数据采集、参数测量、频谱分析、滤波
和波形存储和读取模块组成。将这些子模块在虚拟仪器的框图程序中按照一定的
逻辑关系组合起来，就形成了完整的虚拟数字存储示波器。它具有传统仪器所没
有的许多优点，如波形可以存储为数据文件，可以长久保存并随时调用，波形显
示可以进行单、双通道的切换、成本低廉，可以根据需要进行功能拓展。
本设计所采用的软件是美国NI公司推出的LabVIEW。LabVIEW是一种基
于图形化编程语言的开发环境，具有十分强大的数据库。它为虚拟仪器设计者提
供了一个便捷、轻松的设计环境。是目前应用最广泛的虚拟仪器开发平台软件之
一O
本设计采用的硬件是阿尔泰PCI2003数据采集卡，此卡基于PCI总线。它
的分辨率是12位，采样速率是100kHz。
本文利用LabVIEW6i图形编程语言，借助计算机强大功能，设计了一种方
便、实用的虚拟示波器，并在实际运用中取得较好的效果。它的主要性能指标是
双通道波形显示，波形可存储读取，具有谱分析和滤波功能以及电压、时间、频
率等参数的测量。在传统仪器的基础上扩展了部分功能。充分发挥了计算机强大
的功能和软件设计的灵活性。