虛擬示波器,電腦USB示波器,是替代臺(tái)式機(jī)的首選

概述:

人類進(jìn)化經(jīng)過(guò)了猿人類,原始人類,智人類,和現(xiàn)代人類四個(gè)階段,電話的進(jìn)化從貝爾實(shí)驗(yàn)室電話發(fā)展到模擬手機(jī),數(shù)字手機(jī)到現(xiàn)在的智能手機(jī)四個(gè)階段,而示波器從電子管,模擬示波器,到數(shù)字臺(tái)式機(jī),到基于PC的示波器四個(gè)階段?；诘氖静ㄆ饕步刑摂M示波器。

北京迪陽(yáng)世紀(jì)科技有限責(zé)任公司幾款主流USB虛擬示波器指標(biāo):

虛擬示波器通常包含四個(gè)部分：接觸物理世界的探頭+高速數(shù)據(jù)采集器+電腦+虛擬儀器軟件，探頭是把物理世界的聲、光、電信號(hào)傳到數(shù)據(jù)采集器對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、必要時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存；電腦，包括臺(tái)式、筆記本、平板、手機(jī)，是廣泛普及的常用工具，具有強(qiáng)大的人機(jī)交互功能，包括大屏幕顯示（相對(duì)于傳統(tǒng)示波器的狹小屏幕來(lái)說(shuō)）、鼠標(biāo)操作、鍵盤操作、觸摸屏操作、聲控操作等，和強(qiáng)大的計(jì)算能力，包括一個(gè)或多個(gè)高速CPU、海量的存儲(chǔ)空間包括硬盤、網(wǎng)盤、內(nèi)存等；虛擬儀器軟件建立在電腦強(qiáng)大的計(jì)算資源和人機(jī)交互資源之上，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析、顯示，并為用戶提供人機(jī)交互界面。與傳統(tǒng)獨(dú)立式示波器相比，虛擬示波器具有硬件上的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，主要是因?yàn)殡娔X是大眾普及產(chǎn)品，替代了傳統(tǒng)儀器的電腦功能，盡管功能強(qiáng)大，但由于市面上每年數(shù)十億臺(tái)的銷量以及廣泛的競(jìng)爭(zhēng)，價(jià)格非常便宜。而集成了普通電腦能力的傳統(tǒng)示波器的價(jià)格是非常昂貴的，可為普通的電腦價(jià)格的十倍甚至百倍以上。虛擬示波器的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是虛擬儀器軟件帶來(lái)的。軟件可以提供傳統(tǒng)示波器無(wú)法提供的靈活性、可擴(kuò)展性、可升級(jí)性。通過(guò)軟件功能的改變，在同樣的硬件基礎(chǔ)上可以定義出不同的儀器，多個(gè)儀器甚至可以同時(shí)使用，而且通過(guò)免費(fèi)升級(jí)不斷提高軟件的功能。因此雖然我們有時(shí)仍然稱之為虛擬示波器，其實(shí)不準(zhǔn)確，因?yàn)槠涔δ苓h(yuǎn)遠(yuǎn)超出了常規(guī)示波器的范疇，而同時(shí)可涵蓋包括頻譜分析儀、動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀、失真分析儀、信號(hào)發(fā)生、數(shù)據(jù)記錄儀、LCR表、振動(dòng)分析儀等、邏輯分析儀、協(xié)議分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀等等多種傳統(tǒng)儀器功能。虛擬儀器軟件是虛擬示波器的核心部件。一個(gè)良好的虛擬儀器軟件能最大限度地、最有效地利用電腦本身的強(qiáng)大資源，包括電腦的CPU、內(nèi)存、硬盤和交互工具。虛擬示波器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是能用電腦本身的硬件實(shí)現(xiàn)的，就無(wú)需在數(shù)據(jù)采集器里復(fù)制相同的功能硬件，以最大限度地重復(fù)利用資源，減小成本。到目前為止HS5多通道、多功能虛擬儀器軟件，是市面上我所看到的最強(qiáng)大的多功能儀器軟件，它集合了十多種儀器功能，而且每一個(gè)儀器功能都做到了極致，一個(gè)好的虛擬儀器軟件的功能應(yīng)能大大超過(guò)傳統(tǒng)的普通示波器的功能，因?yàn)樘摂M儀器軟件運(yùn)行于比傳統(tǒng)示波器硬件功能強(qiáng)大得多的電腦上，它是現(xiàn)代儀器發(fā)展的一種必然趨勢(shì)。

USB虛擬示波器

由于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的現(xiàn)代儀器也相應(yīng)的發(fā)展起來(lái)，虛擬儀器就是應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)物，在對(duì)精度、多通道、穩(wěn)定性等方面要求高的場(chǎng)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(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算處理能力和一般硬件儀器的信號(hào)采集，控制能力結(jié)合在一起，從而實(shí)現(xiàn)一般示波器所不能實(shí)現(xiàn)的功能和友好的界面。

目錄

·        USB虛擬示波器的特點(diǎn)

·        USB虛擬示波器的設(shè)計(jì) 

·        USB虛擬示波器的USB技術(shù)

·        USB虛擬示波器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

·        USB虛擬示波器的功能發(fā)展

1、USB接口,免電源;

2、USBXITM標(biāo)準(zhǔn)接口，方便的插入U(xiǎn)SBXITM機(jī)箱中，組成組合儀器

3、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(hào)輸出: 1kHz, VP-P: 2V                            

5、軟件支持: WindowsXp,98,Me,NT,Vista,2000,7,8,10 Linux。

6、二次開發(fā)庫(kù)提供Labview\VB\VC\Delphi\CBuilder開發(fā)示例提供

7、波形數(shù)據(jù)可以按時(shí)間和電壓輸出到EXCEL表格。

8、FFT頻譜分析、動(dòng)態(tài)信號(hào)分析、波形記錄、數(shù)字多用表。

如下圖所示，整個(gè)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(gè)完整的數(shù)據(jù)獲取、處理系統(tǒng)，但是它又是具有測(cè)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(gè)模塊均掛接在局部總線上;高速緩存分為兩路，分別負(fù)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(shí)現(xiàn)，如pc計(jì)算機(jī)的io口、存儲(chǔ)器窗口映射、dma等。在本文中，采用usb接口傳輸技術(shù)，以達(dá)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(shí)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的高速控制電路啟動(dòng)ad變換器工作，變換后的數(shù)據(jù)在dsp中，dsp根據(jù)pc計(jì)算機(jī)預(yù)先設(shè)置的算法計(jì)算pc計(jì)算機(jī)需要的結(jié)果，存儲(chǔ)于高速緩存中，并通知pc計(jì)算機(jī)來(lái)取數(shù)據(jù)，pc計(jì)算機(jī)取出數(shù)據(jù)后，重新啟動(dòng)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(jì)算機(jī)的通信協(xié)議為被動(dòng)式協(xié)議。在虛擬儀器系統(tǒng)的硬件模塊中，pc計(jì)算機(jī)完成的功能是提供人機(jī)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(yùn)行，pc計(jì)算機(jī)對(duì)采集卡初始化時(shí)除了完成必要的寄存器賦值外，還要為dsp加載運(yùn)行程序。

usb技術(shù)的提出是基于采用通用連接技術(shù)實(shí)現(xiàn)外設(shè)的簡(jiǎn)單快速連接，達(dá)到方便用戶，降低成本，擴(kuò)展pc機(jī)連接外設(shè)范圍的目的，使pc的功能擴(kuò)展變得非常簡(jiǎn)便，并且能最大程度地降低用戶對(duì)計(jì)算機(jī)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(duì)不同的性能價(jià)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(diǎn):

(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(yǔ)音合成、交互式多媒體、消費(fèi)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(lái)說(shuō)分為四層：

1．測(cè)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(cè)試儀器。這是虛擬儀器的優(yōu)點(diǎn)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(cè)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(jìn)行深層開發(fā)，以擴(kuò)展儀器原有的功能。

3．儀器驅(qū)動(dòng)層由生產(chǎn)商開發(fā)，針對(duì)不同類型的儀器有不同的驅(qū)動(dòng)程序接口。為給用戶提供方便、易用的儀器驅(qū)動(dòng)程序，泰克公司、惠普公司和美商國(guó)家儀器公司等35家國(guó)際上最大的儀器公司成立了VXI plug &play系統(tǒng)聯(lián)盟，并于推出VISA（Virtu-al Instrument SoftwareArchitecture）標(biāo)準(zhǔn)。

4．I/O 總線驅(qū)動(dòng)層由生產(chǎn)商開發(fā)，用于將不同類型的實(shí)際儀器通過(guò)相同標(biāo)準(zhǔn)的總線連接起來(lái)形成一套完整的測(cè)試系統(tǒng)，如得到廣泛應(yīng)用的VXI（開放式測(cè)量系統(tǒng)）總線系統(tǒng)。

1、一機(jī)多用。兼具頻譜分析儀，波形記錄儀，波形發(fā)生器，頻率計(jì)，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(chǔ)示波器等8大功能。

2、中英文版本，語(yǔ)言可以互相切換。

3、記錄存儲(chǔ)和回放功能?？梢杂涗洰?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(chǔ)方案。數(shù)據(jù)可以導(dǎo)入Word，Excel，Notepad，方便形成報(bào)表和利用Excel強(qiáng)大的圖表功能進(jìn)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(duì)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(shí)可以拖動(dòng)伸縮圖標(biāo)，改變波形畫面的高度和寬度。用戶也可以通過(guò)工具欄來(lái)改變波形畫面的高度和寬度。波形畫面可以存儲(chǔ)為JPG文件，也拷貝到Word、Excel。

7、多種專業(yè)圖形顯示，如頻譜分析儀，李沙育波形,聲學(xué)專業(yè)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(diǎn)的具體數(shù)值和相對(duì)數(shù)值。

9、豐富的計(jì)算顯示區(qū)。時(shí)域波形下方是參數(shù)顯示區(qū)，可以顯示平均值、最大值、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(xiàng)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(dòng)存儲(chǔ)。用戶更可以將測(cè)量特定信號(hào)的各項(xiàng)設(shè)置儲(chǔ)存起來(lái)，以備調(diào)用。

11、系統(tǒng)在線自動(dòng)校準(zhǔn)功能，保證系統(tǒng)精準(zhǔn)。系統(tǒng)會(huì)智能調(diào)入每臺(tái)機(jī)器的校準(zhǔn)參數(shù)。

12、波形在線打印。

13、雙通道同步實(shí)時(shí)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(lái)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(dòng)顯示在合適的位置和合適的時(shí)基（頻率）。

19、硬拷貝功能。可以直接將波形拷貝到Word, Excel等軟件。

20、通道交互數(shù)學(xué)運(yùn)算功能。多種工作模式。多種信號(hào)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(lái)拖動(dòng)觸發(fā)標(biāo)識(shí)，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(dòng)搜索和識(shí)別儀器，顯示儀器細(xì)分型號(hào)。

23、體積小，易于攜帶。金屬外殼，抗干擾強(qiáng)。無(wú)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(tái)電腦可以同時(shí)帶多臺(tái)USB示波器，從而達(dá)到一臺(tái)電腦觀測(cè)更多通道的目的。

25、軟件持續(xù)改進(jìn)和升級(jí)，USB示波器擁有先進(jìn)功能。

26、繼承傳統(tǒng)儀器的優(yōu)勢(shì)，友好的人機(jī)界面，如下圖，易于操作使用。

27、100余種自動(dòng)測(cè)量功能, PASS/FAIL Check功能,適于工程應(yīng)用.

波形平均,余輝,亮度調(diào)節(jié),反向,加,減,乘,除,X-Y顯示.

波形數(shù)據(jù)可以按時(shí)間和電壓輸出到EXCEL,BMP,JPG.

總之：虛擬示波器，取代臺(tái)式示波器只是時(shí)間問(wèn)題，它是測(cè)量測(cè)控領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。將顛覆傳統(tǒng)測(cè)量習(xí)慣。

北京迪陽(yáng)世紀(jì)公司作為行業(yè)翹楚將不斷向市場(chǎng)推出新的產(chǎn)品。其官網(wǎng)：www.trmgy.cn