虚拟示波器

示波器是使用的比较多的一种通用电子测量仪器，示波器最初是在1933年被研发出来的，到现在也有80多年的历史了，一开始做出来的示波器是模拟示波器，比较简单，就由示波管、电源和扫描电路三个部分组成，也只能简单的观测到一些电压信号，无法进行其他操作。但是随着科技的发展，人们已经不再满足于简单的观测信号，而是示波器提出了更多的要求，比如存储记忆、信号转化、数字化处理等等，国外做示波器比较早的一些厂家，比如泰克、力科、惠普等，就根据市场需求，开始对传统的模拟示波器进行改良，加入了很多新的功能，使得现在的示波器不仅体积小巧，而且存储记忆容量都比较大，能对输入的信号能进行数字化处理和转换。现如今，示波器已经发展成将近10个系列，并且品种多样化，比如我们所熟悉的数字存储示波器、取样示波器、虚拟示波器、逻辑示波器等等。在这些品类的示波器中，比较受市场欢迎的还是数字示波器和虚拟示波器。现在比较知名的示波器品牌有泰克（Tektronix),固纬，力科(Gwinstek),福禄克,安捷伦等。

混合信号示波器以产品多功能、小巧轻便、价格实惠为特点。满足机电、电子领域用户日益增长的数字化要求，把数字存储示波器(DSO)的所有测量能力与逻辑分析仪的某些测量能力整合到一起的混合测试仪器，并且让示波器和逻辑分析仪共享触发电路，以便让它们能同时触发，波形被同时显示和刷新。对于25MHz带宽的测量，具备集双通道虚拟示波器+12通道逻辑分析仪+任意波形信号发生器+协议分析仪功能+频谱仪于一身的五合一多功能混合信号示波器.

QA100USB混合信号示波器数字存储示波器,秉承优良性能,完全金属外壳屏蔽电磁干扰, 典雅尊贵的亚光质感表面,微型化便携式设计,免电源USB即插即用,让测量变得轻松有趣！ 一、本仪器它是一款具备集双通道虚拟示波器+12通道逻辑分析仪+任意波形信号发生器+协议分析仪功能+频谱仪于一身的五合一多功能混合信号示波器,为学校、公司、工厂、个人等必备的测量仪器，另外配备了强大的数字信号处理软件包，一套极高性能价格比仪器却同时让您拥有了五种仪器的功能！ 二、本仪器示波器采样率是100MSa/s,带宽25MHz，双通道，FFT频谱分析功能；逻辑分析仪采样率为100MSa/s，支持12通道逻辑分析；任意波形信号发生器支持sine,Cos,Tri,Saw,Square,Arb 等波形；频谱仪：带宽50MHz，分辨率最高可达512Kpts；协议分析仪支持RS232,SPI,i2c,Can 等工控协议，通过计算机USB接口传输PC界面，更加人性化，在同类型的仪器中绝对超值！ 三、本仪器可以用于电脑、电视、VCD/CD/DVD、音响等设备的维修，可以测量PAL视频信号、NTSC视频信号、计算机数字信号、音频信号、单片机时序等，可以应用于各种工业测量场合。 四、本仪器为独特的便携式设计，安装方便，测控软件拥有精确的测量分析功能，让你同时测量数字信号和模拟信号加上PC使用界面人性化，简便而功能强大。 五、本仪器外观轻巧，便于携带，支持即插即用，支持所有机器（服务器、台式机、笔记本）集成USB 2.0 接口，大大提高数据信号传输和提供优质电源 ！六、提供新一代的采集引擎，采集波形的质量大幅度提高。 基本特点 USB通讯方式USB接口供电新一代采集引擎每通道提供全面的应用接口，同时，您可以用开放式软件接口，方便二次开发软件的无缝集成，支持固件程序在线升级，与时俱进，用于各种复杂的测量及分析任务。七、具有低通滤波，波形存储，波形回放，数学函数等多种特色小功能

QA100是速准科技最新推出多功能虚拟示波器，揉合了日常电路调试过程中所需的信号产生、测量等多种功能。其构建了一个功能强大的闭环测试系统，既有信号发生器产生模拟信号的激励，亦有数字、模拟信号的检测，且逻辑分析仪还嵌入了常用信号的协议分析功能。 五种功能有机地结合在一起，功能模块间可协同工作，控制简单，观测方便， 在有效地节约实验台面积的同时，也为信号调试提供了极具性价比的仪器解决方案。作为一款虚拟仪器，其充分利用了上位机强大的数据处理能力，为用户预留二次开发的程序接口，适用于各种数字电路的开发、测量、分析和调试工作，还为方便某些特殊的用户提供定制插件服务，是电子研发、电子测量工程师、高校师生的科研开发和教学的得力助手。QA100USB混合信号仪器，是一款五合一多功能仪器，集数字示波器+逻辑分析仪+频谱分析仪+信号发生器+协议分析仪，高速、高效、高性能，帮你轻松搞定问题，三年保修帮您降低投资成本。1．示波器：采样率是100MHZ,带宽25MHZ，双通道，FFT频谱分析功能2．逻辑分析仪：采样率为100MHZ，支持12 通道逻辑分析3．任意波形信号发生器：支持sine,Cos,Tri,Saw,Square,Arb 等波形4. 频谱仪：带宽50MHz，分辨率最高可达512Kpts。5．协议分析仪：支持RS232,SPI,i2c,Can 等工控协议5．集成USB 2.0 接口，大大提高数据信号传输和提供优质电源6．PC使用界面人性化，简便而功能强大7．外观轻巧，便于携带，宽×高×深=18.5cm×12.8cm×4.4cm8．支持固件程序在线升级，与时俱进9．开放式软件接口，方便二次开发10. 三年质保，帮您降低投资成本应用范围:·数据采集与分析·信号产生与测量·个人电路开发工具·学校实验室设备典型应用:大学实验室设备大学实验室在面向学生实验的仪器需求上，属于中低端的测控产品需求。在众多的学生实验中，既需要观测模拟信号的数字示波器，观测数字信号的逻辑分析仪，也需要作为激励源的信号发生器，而在市面上，以上几类仪器均多以独立产品的形式出现，仪器之间操作较为繁琐且价格不菲。本仪器集五种仪器功能于一身，极具性价比，在大学实验室仪器需求上有较强

模拟示波器与数字示波器 一、模拟和数字，各有千秋　　廿世纪四十年代是电子示波器兴起的时代，雷达和电视的开发需要性能良好的波形观察工具，带宽100MHz的同步示波器开发成功，这是近代示波器的基础。五十年代半导体和电子计算机的问世，促进电子示波器的带宽达到100MHz。六十年代美国、日本、英国、法国在电子示波器开发方面各有不同的贡献，出现带宽6GHz的取样示波器、带宽6GHz的多功能插件式示波器标志着当时科学技术的高水平，为测试数字电路又增添逻辑示波器和数字波形记录器。模拟示波器从此没有更大的进展，开始让位于数字示波器，英国和法国甚至退出示波器市场，技术以美国领先，中低档产品由日本生产。　　模拟示波器要提高带宽，需要示波管、垂直放大和水平扫描全面推进。数字示波器要改善带宽只需要提高前端的A/D转换器的性能，对示波管和扫描电路没有特殊要求。加上数字示波管能充分利用记忆、存储和处理，以及多种触发和超前触发能力。廿世纪八十年代数字示波器异军突起，成果累累，大有全面取代模拟示波器之势，模拟示波器的确从前台退到后台。　　但是模拟示波器的某些特点，却是数字示波器所不具备的：　　操作简单——全部操作都在面板上，波形反应及时，数字示波器往往要较长处理时间。　　垂直分辨率高——连续而且无限级，数字示波器分辨率一般只有8位至10位。　　数据更新快——每秒捕捉几十万波形，数字示波器每秒捕捉几十个波形。　　实时带宽和实时显示——连续波形与单次波形的带宽相同，数字示波器的带宽与取样率密切相关，取样率不高时需借助内插计算，容易出现混淆波形。　　简而言之，模拟示波器为工程技术人员提供眼见为实的波形，在规定的带宽内可非常放心进行测试。人类五官中眼睛视觉十分灵敏，屏幕波形瞬间反映至大脑作出判断，微细变化都可感知。因此，模拟示波器深受使用者的欢迎。二、数字示波器独领风骚　　八十年代的数字示波器处在转型阶段，还有不少地方要改进，美国的TEK公司和HP公司都对数字示波器的发展作出贡献。它们后来甚至停产模拟示波器，并且只生产性能好的数字示波器。进入九十年代，数字示波器除了提高带宽到1GHz以上，更重要的是它的全面性能超越模拟示波器。出现所谓数字示波器模拟化的现象，换句话说，尽量吸收模拟示波器的优点，使数字示波器更好用。　　数字示波器首先在取样率上提高，从最初取样率等于两倍带宽，提高至五倍甚至十倍，相应对正弦波取样引入的失真也从100%降低至3%甚至1%。带宽1GHz的取样率就是5GHz，甚至10GHz。　　其次，提高数字示波器的更新率，达到模拟示波器相同的水平，最高可达每秒40万个波形，对观察偶发信号和捕捉毛刺脉冲就方便多了。　　再次，采用多处理器加快信号处理能力，从多重菜单的烦琐测量参数调节，改进为简单的旋钮调节，甚至完全自动测量，使用上与模拟示波器同样方便。　　最后，数字示波器与模拟示波器一样具有屏幕的余辉方式显示，赋于波形的三维状态，即显示出信号的幅值、时间以及幅值在时间上的分布。具有这种功能的数字示波器称为数字荧光示波器或数字余辉示波器。三、数字示波器要有模拟功能　　模拟示波器用阴极射线示波管显示波形，示波管的带宽与模拟示波器的相同，亦即示波管内的电子运动速度与信号频率成正比，信号频率越高电子速度越快，示波管屏幕的亮度与　　电子束的速度成反比，低频波形的高度高，高频波形的高度低。利用荧光屏的亮度或灰度容易获得信号的第三维信息，如用屏幕垂直轴表示幅度，水平轴表示时间，则屏幕亮度可表示信号幅度随时间分布的变化。这种与时间有关的荧光余辉（灰度定标）效应对观察混合波形和偶发波形十分有效。模拟存储示波器就是这种专用示波器的代表产品，最高的性能达到800MHz带宽，可记录到1ns左右的快速瞬变偶发事件。　　数字示波器缺少余辉显示功能，因为它是数字处理，只有两个状态，非高即低，原则上波形也是“有”和“无”两个显示。为达到模拟示波器那样的多层次亮度变化，必需采用专用图像处理芯片，例如TEK公司采用DPX型处理器芯片，具有数据采集、图像处理和存储等多项功能，DPX芯片由130万个晶体管组成，采用0.65um的CMOS工艺，并行流水结构，取样率2GS/s。它既是数据采集芯片，同时也是光栅扫描器，模拟示波管屏幕荧光体的发光特性，用16级亮度分级，将波形存储在500*200像素的LCD单色或彩色显示屏上，每0.33秒更新一次。由于模拟存储示波器只能依靠照相底片记录波形，对数据保存并不十分方便。例如用红色表示出现机率最高的波形，兰色表示出现机率最低的波形，达到一目了然。由于数字示波器已经达到1GHz带宽的水平，配合荧光显示特性，总的性能优于模拟存储示波器。四、数字荧光示器　　去年著名电子示波器制造商TEK公司首先推出数字荧光示波器两种系列TDS500（单色）和TDS700（彩色），具有500MHz-2GHz带宽，取样率最高2GHz，最多4通道输入，属于中高档数字示波器，价位在10,000美元以上。今年生产一种TDS3000系列数字荧光示波器，起价只3,000美元，带宽500MHz ,取样率最高5GS/s，受到用户的欢迎。另一家专门生产数字示波器的LeCroy公司，今年也推出一种数字余辉示波器，名称虽有别于数字荧光示波器，它们的功能实际上是相同的。Waverunner系列的带宽500MHz，取样率500MS/s，最多4通道输入，起价5,999美元。以下较详细介绍这两种系列数字示波器的特点: 　　普通数字示波器要观察偶发事件需要使用长时间记录，然后作信号处理，这种办法会漏掉非周期性出现的信号和不能显示信号的动态特性。数字荧光示波器能够显示复杂波形中的微细差别，以及出现的频繁程度。例如观察电视信号，既有行扫描、帧扫描、视频信号和伴音信号，还要记录电视信号中的异常现象，对于专业人员和维修人员都是同样重要的。　　TEK公司的TDS3000数字荧光示波器提供多种测试模块，可以从前面板右上角插入四种模块。例如触发模块可作逻辑状态、逻辑图形触发，以及脉冲参数（上升、下降边，宽度、周期等）；电视模块专用于多种制式的（NTCS、PAL和SECAM）波形记录；快速傅里叶变换（FFT）模块可快速显示信号的频率成分和频谱分布，既可分析脉冲响应，亦可分析谐波分布，并且识别和定位噪声和干扰来源。 TDS3000系列示波器是便携式的，重量不到7磅，可由电池供电，特别适于现场使用。　　LeCroy公司的Waverunner系列数字余辉示波器的余辉时间常数是可以改变的，因此在使用上与模拟存储示波器非常相似。它的抖动和定时分析（JTA）软件包可对屏幕显示的信号作定量分析，例如，经过数字处理后可在脉冲抖动的波形下面划出亮线，亮线长度表示抖动范围，最亮部分表示最常出现的抖动区。积累波形数目达10万个，结果可绘制成直方图。　　Waverunner示波器还有两种测试用软件包：数字和测量软件包，波形分析软件包。前者可自动测量和分析40种常用参数（如脉冲上升、下降时间，最大、最小值，偏差值等），预测某种参数的趋势（如测量IC的传输延时的变动范围）。后者包括FFT分析，最多可达10(6)点的记录长度；高分辨率方式；包络方式；模板测试；合格/不合格测试等。各种测试结果均利用彩色显示器的不同颜色不同亮度表示结果，真正让使用者的视觉获得迅速的反应，充分发挥余辉灰度的三维效应。

1引言　　计算机及其接口技术的发展和传统测试测量仪器系统暴露出来的不足，使得基于计算机的虚拟仪器设备越来越成为测试测量仪器的主导。虚拟仪器系统以其平台通用性、可扩充、易升级和高度的智能性获得了广泛的工业应用。在PC和工业控制计算机中插入基于PC总线（ISA，PCI）的数采板卡构成硬件系统，编写Windows系统平台的驱动程序和软面板实现软件功能，成为业界的主要解决方案。　　但是在野战和恶劣环境下测试任务的实践过程中，我们发现基于PC或工控机的虚拟仪器暴露出很多问题，如：体积大，不便于携行；插卡式结构，接触易松动、不紧固；以机械硬盘为主要存储介质，抗震性能差等等。　　以32位嵌入式微处理器和嵌入式操作系统为特征的嵌入式计算平台使计算进入了后PC时代。嵌入式系统的小体积、高可靠能够满足实现野战和恶劣环境下的便携虚拟仪器的需要。基于嵌入式计算平台，设计虚拟仪器系统成为构建测试系统的新思路。　　通过构建基于PC104总线嵌入式计算平台，加入仪器卡及其功能程序，我们实现了针对雷达电子装备的多种测试仪器。构建基于嵌入式系统的虚拟仪器需要解决的技术问题集中在系统平台的构建、接口和驱动程序的设计以及软面板设计等方面。　　2硬件系统组成　　硬件系统包括嵌入式主板、仪器功能板、Flash存储介质（DOC或CF卡）、液晶显示屏、触摸屏和信号接口等。如图1所示。其中液晶显示屏、触摸屏实现人机交互，信号接口用于耦合测试信号、嵌入式主板作为控制和计算单元，仪器功能板实现具体仪器的功能。　　部件按叠放的顺序依次为触摸屏、液晶显示屏、PC104主板、示波器卡、万用表卡功能板卡和嵌入式主板之间通过PC104总线以叠栈的方式实现机械和电气的互连。采用这种方式有如下好处：　　1.电气接触高度紧密。电路板之间通过多排插针深入连接，比ISA和PCI的插槽连接要紧密得多。　　2.机械结构牢固。电路板之间用四个螺柱紧紧相连，使得板卡之间的机械连接非常牢固，不会存在晃动现象。　　3.PC104插针的电气特性与ISA完全兼容，PC104Plus插针的电气特性与PCI完全兼容，使得基于ISA或PCI总线设计的功能板卡可以从电原理上重用，有利于系统改造过程的平稳过渡。　　摈弃硬盘而采用DOC或CF卡作为外存储介质也能大大提高系统抗震动和冲击能力。　　采用如上所述的硬件系统能为小型、可靠的虚拟仪器系统提供硬件保障，但由此带来的系统存储容量小和资源受限等问题为软件系统的设计带来了困难。必须采用嵌入式操作系统，软件编程必须考虑体积小，效率高。　　3软件系统设计　　我们采用嵌入式Linux作为操作系统，在linux平台下编写仪器的驱动程序。利用TinyX和GTK+作为图形界面解决方案实现仪器软面板。　　3.1.嵌入式linux系统　　采用开源的linux系统，并通过编译选项裁减不需要的功能模块，得到大小为500K左右的内核模块。用busybox取代shell，在系统中加入glibc.o等库构建一个4M的Linux运行系统。关于嵌入式Linux系统的构建文献有详细的介绍和指导。　　3.2.linux下的io编程　　仪器卡的驱动程序采用端口读写来实现。Linux下对端口的操作方法在usr/include/asm/io.h中。由于端口读写函数是一些inline宏，所以在编写端口读写程序时只需要加入：#include不需要包含任何附加的库文件。另外由于gcc编译器的一个限制，在编写包含端口读写代码的程序时，要么打开编译器优化选项（使用gcc?O1或更高选项），要么在#include之前加上：#defineexternstatic　　在读写端口之前，必须首先通过ioperm（）函数取得对该端口读写的权限。该函数的使用如下：　　ioperm（from,num,turn_on）　　如果turn_on=1，则表示要获取从from开始的共num个端口的读写权限。如ioperm（0x300,5,1）就表示获取从端口0x300到0x304共5个端口的读写权。最后一个参数turn_on表示是否获取读写权（turn_on=1表示获取，turn_on=0表示释放）。一般在程序的硬件初始化阶段调用ioperm（）函数。　　ioperm（）函数需要以root身份运行或使用seuid赋予该程序root权限。　　端口的读取使用inb（port）和inw（port）函数来完成，其中inb（port）读取8位端口，inw（port）读取16位端口。　　对8位和16位端口的写操作分别用函数outb（value,port）和outw（value,port）来完成。其中各函数的第一个参数表示要写的数值，第二个参数表示端口地址。　　宏inb_p（），outb_p（），inw_p（）和outw_p（）的作用与对应的上述四个端口读写函数一样，只是在端口操作后附加一定时间的延时以保证读写可靠。可以通过在#include前加上：#defineREALLY_SLOW_IO获得约4微秒的延时。　　3.3.基于TinyX和Gtk+的软面板编程　　仪器软面板的设计涉及linux下GUI的选择和编程，考虑到XWindows的成熟性和与桌面系统的一致性，我们选用精简的XWindows系统TinyX作为底层GUI解决方案。使用Gtk+1.2库作为控件集来开发仪器软面板程序。　　基于TinyX和Gtk+库的图形界面开发方案使得软面板的开发与桌面环境下基于Gnome的开发比较接近，很多的桌面环境下的linux工具可以直接使用。　　Gtk+图形库是GNOME桌面系统的底层基础，它包含比较完整的GUI控件集合（GtkWidgets）。基于面向对象的方法，GTK+用C语言实现了一套对象系统和消息及回调机制，并将整个图形控件集纳于对象框架中，使得控件集的扩充比较方便。　　针对虚拟仪器领域的应用需求，可以构建常见的GUI单元的控件集。我们以GtkWidgets的形式开发了示波器，信号源等仪器的面板控件和一些关键的GUI单元控件。这些都有利于用户的二次开发和软件单元的重用。　　4结论　　基于嵌入式主板和嵌入式软件环境，我们给出一个构造虚拟仪器的通用解决方案。同时，通过构建基于TinyX和Gtk+库的GUI环境，再加上我们自主开发的一系列面板单元控件，我们提供了对虚拟仪器软面板开发的支持。　　基于以上的方案，我们开发了集示波器、万用表和微波信号源等仪器功能于一体的雷达故障检测仪。　　部队野战环境下的实践表明该系统机械结构牢固、可靠性高，携带使用方便。

摘要:本文描述了基于虚拟仪器思想在实际测控系统中的应用。通过选用多功能数据采集卡和信号调理电路组成自动测试系统,软件开发以专业测控工具LabWindows/CVI为平台,实现了数据采集、分析和处理。使整个测控系统既经济又便于操作,同时易于改进和功能扩展。同时,与基于传统的开发平台的测控系统进行了比较。 　　关键词:虚拟仪器;Labwindows/CVI;数据采集 　　 　　1、引言 　　 　　虚拟仪器是以一种全新的理念来设计和发展的仪器,它是20世纪90年代发展起来的一项新技术。虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种自动测试、过程控制、仪器设计、数据分析和自动化的应用。灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面,其基本思想是在仪器设计或测试系统中尽可能用软件代替硬件,即“软件就是仪器”,它是在通用计算机平台上,根据用户需求来定义和设计仪器的测试功能,其实质是充分利用计算机的最新技术来实现和扩展传统仪器的功能,这种测试仪器的硬件功能软件化,给测试仪器带来了深刻的变化,因此虚拟仪器代表了当前测试仪器发展的方向之一。 　　 　　2、虚拟仪器的特点和构成 　　 　　2.1虚拟仪器的特点 　　与传统仪器相比,虚拟仪器具有高效、开放、易用灵活、功能强大、性价比高、可操作性好等明显优点。 　　 　　2.2虚拟仪器的构成 　　虚拟仪器的构建主要从硬件电路的设计、软件开发与设计两个方面考虑。 　　根据目前我们所完成的测试设备,硬件电路的设计一般是选择现有的各种不同功能的板卡以及信号调理板来搭建。所选用板卡的功能包括:高速数据采集和信号转换;信号输出与控制;数据的A/D转换。将具有一种或多种功能的板卡结合信号调理板组建起来,就能构成任何一种虚拟仪器。例如使用高速数据采集板卡和高速实时数据处理就能构成1台示波器、1台数字化仪或 1台频谱分析仪;使用数字量信号输入/输出板卡和实时数据处理就能构成1台函数发生器、1台信号源或1台控制器。 　　 　　3、虚拟仪器在实际测控系统中的应用 　　 　　3.1虚拟仪器在航空机载电子测控系统中的应用 　　测控系统在航空机载成件中起着举足轻重的作用,提高和完善测控系统的精度和测试能力对于整个飞机性能分析具有重要的意义。我们主要完成了基于虚拟仪器的各型继电器盒、各型开关盒测控系统的测试。使用数字采集板及工控机并在LabWindows/CVI开发平台中实现了对整个测试的电压采集、对各型继电器盒的逻辑状态及延时时间进行输出存储和分析。　　3.1.1 测试系统组成 　　整个测控系统由美国NI公司的LabWindows/CVI8.0,研华的1块PCI_1751 48路数字量输入/输出板,2块PCI_1754 64路数字量输入板、2块PCLD_785B 24通道继电器输出板、6块PCLD_782 24通道光电隔离数字量输入板,1块PCL_818L 16通道A/D转换板、若干信号调理板及工控机组成。 　　测控系统的数据采集和处理采用虚拟仪器测量平台。测控部分主要作用是参与被测产品的控制、测试数据处理和量化,驱动测试数据显示;工控机通过数字量输出板,经继电器输出板变换为被测产品的模拟控制信号;从被测产品采集来的电气逻辑信号经光电隔离数字量输入板转换为数字量信号,通过数字量输入板输至工控机;另外,利用A/D转换板来显示电压;利用系统时钟来完成被测产品的时间继电器延时时间的测试。 　　3.1.2 基于虚拟仪器的航空机载电子系统测控平台 　　该平台整体系统采用美国国家仪器公司的虚拟仪器专用开发平台LabWindows/CVI系统。由于CVI在标准C语言(Ansi C)的基础上增加了仪器控制和工具函数库的虚拟仪器开发软件,它的集成化开发平台、交互式编程方法、丰富的面板功能和库函数使其自身功能更加强大,应用更加方便,界面完全能够虚拟真实实物进行设计,使得人机对话界面直观、友好。 　　由于测试的产品种类多,归属性强,因此系统测控平台的用户界面采用下拉菜单式,所需测试的产品一目了然,选用方便。 　　 　　3.2基于虚拟仪器的测控平台在测控系统中的应用所使用的几个关键技术 　　3.2.1 通过采用系统时钟的方法提高软件测时时间 　　在测试过程中要获得延时继电器的时间,一种方法是采用定时器/计数器板专门进行计数,另一种方法是采用系统时钟进行计数。由于所需测试的时间为秒级,要求误差为20%,采用后一种方法完全能达到,一是可以节约成本,二是选购的计算机可不必多配置一个插槽,节省了空间。在程序中使用了以下函数来获取高精度时间,它的精度可以达到毫秒级。 　　3.2.2 在测控系统中运用了数据库管理技术 　　由于Lab Windows/CVI开发平台能够方便使用NI公司开发的SQL工具包,使得大量的测试数据能够以数据库的形式存储、查询。 　　在测控系统中,可以通过所设置的产品名称、件号、时间、测试结果、温湿度、试验者、质控者等字段来进行保存,完成了一套产品的履历记录,通过查询产品的件号、时间等就可以调出每个产品的测试记录,这样就解脱了人工管理的诸多不便,提高了工作效率。 　　3.2.3 调用ActiveX自动化编程技术并打印生成了Excel表格 　　ActiveX自动化是一种能将单个应用程序和其他应用程序结合在一起的方法。通过Lab Windows/CVI提供的ActiveX控件可以直接调用Excel程序,并使用这些控件提供的函数对从Excel表格进行操作,从数据库中读取测试数据,转换并填入单元格,最后自动生成产品正式履历表并进行打印。 　　 　　3.3 基于虚拟仪器的测控平台与一般测控平台比较 　　采用LabWindows/CVI开发工具使得不同的信号可以统一在同一个程序里面实现方便的采集与保存。继电器盒测试系统以前有一个运用Visual C++开发的测试平台,和基于虚拟仪器的测控平台相比,它们在本系统中功能的实现和维护都存在很大的差距。 　　首先运用Visual C++开发的测试平台不如使用LabWindows/CVI开发的基于虚拟仪器的测控平台简单方便[url=http://www.dttjf.c

虚拟仪器技术将成为测试测量行业的主流 　 自二十世纪八十年代中期以来，虚拟仪器技术已结合了模块化硬件、开发软件和PC技术，从而使用户可通过软件来建立自定义的仪器。软件定义比厂商定义台式仪器功能的方式通测仪器有更大的灵活性，并且由于基于PC技术，所以能以更快的速度实现高级的功能。 如今在测试应用中使用虚拟仪器技术已成为主流。绝大多数测试行业已接受虚拟仪器技术的概念，或者倾向于采用虚拟仪器技术。例如，具有代表性的美国军方虽然不是技术趋势的领导者，但也在广泛地使用虚拟仪器技术。作为世界上最大的ATE(自动化测试设备)独立用户，美国国防部已在他们所推动的综合性仪器中采用了基于软件的仪器概念。在向国会提交的报告中，国防部指出：“在开发综合性仪器时，采用新近的商业化技术能实时地配置仪器以实现各种测试功能......单个综合性仪器可以代替多个独立仪器的功能，从而减小了后勤装备的体积并解决了设备过时的问题。”。综合性仪器和虚拟仪器技术具有商业化硬件和软件处理特性，把这两者结合起来能建立用户自定义的仪器。 目前，数千家大型的公司已经开始使用虚拟仪器技术。仅在生产检测中许多厂商已在关键性项目、大规模产品检测应用中使用虚拟仪器技术的硬件和软件。而在工业领域，虚拟仪器技术已被用于自动化石油钻探和提炼，生产中的机器控制，甚至是核反应堆的控制。 传统仪器和革新者的难题 正如ClaytonChristensen在同名的书中所描述的，传统仪器在此同时会遭遇“革新者的难题”。Christensen是这样描述这一现象的：新的具有突破性的技术会改变市场的前景并最终推翻市场领导者的地位。事实上，Christensen认为在市场领导者的地位被新技术推翻后就很难再领导市场了。在测试和测量领域中，传统仪器通过使用已有的架构来提高测量的性能并沿着这样方向不断进行革新。而在虚拟仪器技术出现的早期，由于它的测量性能比较低，因此在这种情况下，这些突破性技术对于传统仪器厂商并没有带来多大威胁，所以他们很大程度上忽视了虚拟仪器技术的存在。然而到了二十世纪八十年代的晚期和九十年代的早期，虚拟仪器技术开始应用于需要灵活性的测量中，而这些应用通过传统的方式是无法实现的。到了九十年代末和二十一世纪，随着PC处理器和商业化半导体的性能和精度的进一步提高，虚拟仪器技术的测量性能已比原来提高了许多。现在，虚拟仪器技术可以和传统仪器的测量性能相当，甚至超过它们，而且还具有更高的数据传输率、灵活性、可扩展性以及更低的系统成本。 为了证明在消费品市场中“革新者难题”这一原则，我们可以比较一下MP3和传统播放通测仪器媒介，如CD。开始的时候传统音频设备制造商并没有意识到MP3播放器的威胁——毕竟MP3降低了声音的质量，并且在播放时您还需要PC和专门的软件。而另一方面，CD播放器则容易使用并有专门的操作接口(按钮和旋钮)。然而由于MP3具有易于共享和便于携带的优势，所以尽管它有缺点，在诞生初期仍然被一些用户所推崇。随着时间的推移，MP3的质量已经可以接受并且播放MP3的软件也有了极大的发展。现在MP3已成为了主流，并且对传统的音频记录和播放行业造成了巨大的威胁。 尽管许多传统的播放器厂商最终通过开发出具有MP3功能的播放器以转向采用这一突破性技术(近来Sony推出了MP3W通测仪器alkman)，但是新的市场已被先推出MP3技术的公司所领导。例如，Apple已占据了基于硬盘音乐播放器销售量的82%。 在测试测量市场，行业领导者安捷伦已同样开始采用虚拟仪器技术的概念。例如，安捷伦最近推出的产品包括一套基于以太网的“综合性仪器”以及能兼容PXI的任意波形发生器，而PXI是工业标准的虚拟仪器技术平台。近来安捷伦的JohnStratton也表示支持软件定义的综合性仪器概念：“和目前标准的采用机架解决方案相比，另一种方案是使用综合性仪器。综合性仪器采用软件算法和硬件模块来代替分离的测试单元。”。在最近召开的投资者大会上，安捷伦的首席运营官BillSullivan提出，“转向使用基于软件配置的模块化仪器，能让用户轻松地进行重复配置和重复使用，这将是测试和测量未来的发展方向”。 PC性能不断革新并降低了成本 在过去二十年里，PC的性能已提高了10,000倍，其它任何商业化技术都不曾有过这样高的性能增长。由于虚拟仪器技术采用PC处理器来进行测量分析，每次随着新一代PC处理器的出现，使用虚拟仪器技术就可以实现新的应用。例如，目前的3GHzPC可用来进行复杂的频域和调制分析以用于通信测试应用。使用1990年的PC(Intel386/16)，65,000个点的FFT(快速傅立叶变换，用于频谱分析的基本测量)需要1100秒。而现在使用3.4GHz的P4计算机实现相同的FFT只需要约0.8秒。 与此同时，硬盘、显示和总线带宽也有类似的性能提高。新一代的高速PC总线PCIExpress能提供的带宽高达3.2GBytes/s，从而可以利用PC架构来实现超高带宽的测量。某些厂商声称高速内部总线将会让位给如以太网和USB这样的外部总线。尽管毋庸置疑这些外部总线适合某些特定的应用需求(如以太网适用于分布系统而USB易于进行桌面连接)，但是同样也有高速的数据传输速率需求。例如，一个100MS/s的14位IF数字化仪能生成200MB/s的数据，这将高于千兆以太网的80MB/s带宽。基于这样的原因，您不会在市场看到有任何以太网的视频卡；甚至是千兆的网络也比PCIExpress慢30倍。实际上千兆以太网接口和其它外设是通过PCIExpress和CPU相连。虚拟仪器技术的基于软件的方式可以在应用软件中对总线进行抽象，从而利用所有这些总线——PCI，PCIExpress，USB和以太网。 许多传统仪器厂商采用在仪器中嵌通测仪器入PC的方式来解决这一问题。这些仪器通常有一个嵌入式仪器处理器和一个通过内部总线和仪器盒相连的标准PC主板。然而，这种方式就损失了PC技术的两个关键优势——一是像Dell这种桌面PC厂商的规模经济优势，二是能轻松地升级PC从而对测量性能进行大幅度的提高。大多数示波器的使用寿命为5到20年，而一台用了20年的PC早已没有了使用价值。此外，如图1所示，这些设备的功能还基本上是由厂商定义的——用户无法利用设备中的固件来自定义测量的功能。

示波器作为仪表检测设备经常会用到的，例如NPXM-2011P5H智能数显仪和氧化锆氧气含量分析仪等信号显示。示波器分为数字示波器和模拟示波器。数字示波器由于采用了数字处理和计算机控制技术使功能大大增强，而模拟示波器由于新电路、新器件的应用也有很多实用的特色。　　　　模拟示波器的某些特点，是数字示波器所不具备的，特别是如下几点。　　　　（1）操作简单。全部操作都在面板上可以找到，波形反应及时，数字示波器往往要较长处理时间。　　　　（2）垂直分辨率高。连续而且无限级，数字示波器分辨力一般只有8～10位（bit）。　　　　（3）信号能实时捕捉因而更新快。每秒捕捉几十万个波形，数字示波器每秒捕捉几十个波形。　　　　（4）实时带宽和实时显示。连续波形与单次波形的带宽相同，数字示波器的带宽与取样率密切相关，取样率不高时容易出现混淆波形。　　　　模拟示波器显示的是实时的波形，人眼的视觉神经十分灵敏，屏幕波形瞬间变化反映至大脑即可做出判断，细微变化都可感知。这种特点使模拟示波器深受使用者的欢迎。　　　　数字示波器首先在提高取样率上下工夫，从最初取样率等于两倍带宽，提高至五倍甚至十倍，相应对正弦波取样引入的失真也从100%降低至3%甚至1%。带宽IGHz的取样率就是5GHz/s，甚至IOGHz/s。　　　　其次，提高数字示波器的更新率，达到模拟示渡器相同水平，最高可达每秒40万个波形，使观察偶发信号和捕捉毛刺脉冲的能力大为增强。　　　　另外，数字示波器采用多个微处理器加快信号处理能力，从多重菜单的繁琐测量参数调节，改进为简单的旋钮调节，甚至完全自动测量，使用上与模拟示波器同样方便。　　　　数字示波器与模拟示波器一样具有屏幕的余晖方式显示，赋予波形的三维状态，即显示出信号的幅值、时间以及幅值在时间上的分布。具有这种功能的数字示波器称为数字荧光示波器或数字余晖示波器，即数模兼合。因而数字示波器要有模拟功能。　　　　模拟示波器用阴极射线管显示波形，示波管的带宽与模拟示波器的相同，亦即示波管内电子运动速度与信号频率成正比，信号频率越高，电子束扫描的速度越快，示波管屏幕的亮度与电子束的速度成反比，低频波形的亮度高，高频波形的亮度低。　　　　数字示波器缺少余晖显示功能，因为它是数字处理，只有两个状态，非高即低，原则上波形也是“有”和“无”两个显示。但是由于数字示波器已经达到4GH。以上带宽的水平，配合荧光显示特性，总的性能优于模拟存储示波器。　　　　数字荧光示波器（DPO）为示波器系列增加了一种新的类型，能实时显示、存储和分析复杂信号的三维信号信息：幅度、时间和整个时间的幅度分布。　　　　普通数字示波器要观察偶发事件需要使用长时间记录，然后做信号处理，这种办法会漏掉非周期性出现的信号和不能显示出信号的动态特性。数字荧光示波器能够显示复杂波形中的细微差别，以及出现的频繁程度。例如，观察电视信号，既有行扫描、帧扫描、视频信号和伴音信号，还要记录电视信号中的异常现象，都是很重要的。

显示与人机接口。其中前两个部分决定了示波器绝大部分性能指标，也是示波器的核心所在。 　　带宽与模拟前端带宽，是选择示波器时最基本的参数，从2004年的30GHz问世，到45GHz的出现，这期间等待了5年，而到60GHz示波器的出现只有短短的3年，而最近的12个月里，示波器三强纷纷更新了自己的最顶级配置示波器，一切仿佛对2002-2004年示波器性能军备竞赛的翻拍。就在今年4月，力科从2004年开始拥有了多年的数字示波器带宽性能之最的皇冠被安捷伦占据，安捷伦的Infiniium 90000Q最高带宽做到了63GHz，超过了力科LabMaster10Zi的60GHz。当两家主要竞争对手都推出60GHz级别的示波器之后，下一步，我们期待泰克科技如何应对。决定带宽的关键是示波器的模拟前端，包括衰减器, 放大器和相关电路，是被测信号进入示波器的大门，示波器的测试信号带宽很多情况下都是由模拟前端的带宽决定的，也就是直接影响了示波器的本底噪声和量程。模拟前端的设计工作在示波器的硬件设计工作当中，实际上占据了一半以上的工作量，并且在很大程度上最终决定了示波器的硬件性能。对于模拟前端来说，其影响示波器的主要性能指标包括：● 模拟带宽，包括对被测信号幅频响应特性，在时域上表现为上升时间指标和过冲性能指标;● 输入信号幅度动态范围(非数字处理的最小垂直灵敏度到最大垂直灵敏度的范围);● 直流增益精度和偏移精度两个指标的初始误差特性和温度漂移特性;● 输入阻抗特性(电阻并联寄生电容)影响在带探头或不带探头情况下对被测电路的影响。如果给示波器的模拟前端设计在整个的硬件设计中的重要地位做一个形象的比喻，模拟前端的作用类似于照相机的镜头。很多摄影发烧友在使用单反相机，一个很重要的原因是单反相机的镜头有更好的光学特性。类似的道理，模拟前端对输入信号进行衰减放大和信号调理，系统噪声也会被放大。如果示波器的模拟前端设计差，系统噪声大，希望测试的微小信号将无法捕获;如果在频域观测，这些噪声将使信噪比下降，底噪升高。如果信号通路间的隔离度不够，其他通道的信号将对被测信号造成较大的干扰。同时，模拟前端的线性度和抗饱和能力也十分重要。

[color=#333333] 都说数字示波器是设计、制造和维修电子设备不可或缺的工具。随着科技及市场需求的快速发展，工程师们需要最好的工具，迅速准确地解决面临的测量挑战。作为工程师的眼睛，数字示波器在迎接当前棘手的测量挑战中至关重要。那么数字示波器应该如何使用呢?[/color][color=#333333] [color=#333333]带宽是示波器最重要的指标之一。模拟示波器的带宽是一个固定的值，而数字示波器的带宽有模拟带宽和数字实时带宽两种。数字示波器对重复信号采用顺序采样或随机采样技术所能达到的最高带宽为示波器的数字实时带宽，数字实时带宽与最高数字化频率和波形重建技术因子K相关(数字实时带宽=最高数字化速率/K)，一般并不作为一项指标直接给出。从两种带宽的定义可以看出，模拟带宽只适合重复周期信号的测量，而数字实时带宽则同时适合重复信号和单次信号的测量。厂家声称示波器的带宽能达到多少兆，实际上指的是模拟带宽，数字实时带宽是要低于这个值的。例如说TEK公司的TES520B的带宽为500MHz，实际上是指其模拟带宽为500MHz，而最高数字实时带宽只能达到400MHz远低于模拟带宽。所以在测量单次信号时，一定要参考数字示波器的数字实时带宽，否则会给测量带来意想不到的误差。[/color][color=#333333]　 有关采样速率：采样速率也称为数字化速率，是指单位时间内，对模拟输入信号的采样次数，常以MS/s表示。采样速率是数字示波器的一项重要指标。[/color][/color][color=#333333] Agitek认为， 在模拟示波器中，上升时间是示波器的一项极其重要的指标。而在数字示波器中，上升时间甚至都不作为指标明确给出。由于数字示波器测量方法的原因，以致于自动测量出的上升时间不仅与采样点的位置相关，还与[color=#333333]上升时间息息相关。[/color][/color][color=#333333][color=#333333][color=#333333] 以上就是Agitek介绍的数字示波器得使用方法，希望对大家能有所帮助。[/color][/color][/color]

protues虚拟实验室　　随着电子技术的不断发展, 电子类课程在高教中的地位日趋重要。而作为该类课程教学重要组成部分的实验教学，也越来越受到了人们的重视。它对于提高教学质量，培养学生的实际动手能力及创新思维能力具有无可比拟的作用。长期以来，高教研究者、工作者一直为此探索，并希望找到一个行之有效的方法。为此，人们借助现有的电子技术手段，建立了多种门类的实验平台（如电路分析实验室、模拟电子线路实验室、数字电路实验室、信号与系统实验室等），并在此平台上开设了相应的实验课程。尽管如此，这些措施并未达到预期的效果。特别是在电子技术高速发展的今天，这些方法及手段已经显得不再适宜，建立一套新的实验手段及方法已成为高教研究者、工作者的共识。　　2 现有实验室存在的问题　　目前，现有的电子类实验室大多存在以下问题：　　1）不利于管理及维护。　　现有电子类实验室种类多、如电路实验室、电子线路实验室、数字电路实验室、单片机实验室、微机原理实验室、ARM实验室（或嵌入式系统实验室）、信号系统实验室、数字信号处理实验室等；在每一类实验室中，设备种类多、数量大（如，各类信号源设备、各类测试仪器仪表、各种实验箱等）。种类繁多的设备，加上分批进行的学生实验，对于有限的师资力量而言，有效的管理工程制图桌及维护无疑成为十分艰巨的任务。　　2）不利于保持实验室的先进性，也不利于保护前期的投资　　由于现代电子技术的飞速发展，各种新设备、新器件层出不穷，这就往往造成这样一种现状，某一种实验设备可能刚到用户的手中就面临落后的，就更不用说在2-3年后被淘汰是多么的正常。因此，基于硬件设备手段建立的实验室面临着随时可能落后的现状，要想保护其前期投资更是难上加难。　　3）不利于提高实验效果。　　现有电子类实验室大多采取一种封闭式的实验教学模式，即在规定的课时时间内，学生在规定的场地内，进行规定的实验内容（由于实验设备能力的限制造成），这种封闭式的实验教学模式，一方面由于时间及场地的限制，往往造成学生不能有充够的时间深入了解及研究实验的内容，学生对实验的兴趣也被这些限制所扼杀。另一方面，固定式的验证实验内容也限制了学生的思维空间，扼杀了学生创新思维能力的培养。因此，其实验效果很难提高，这种做法实际上背离了现代实验教学改革中提出的“优化课内，强化课外”的实验教学意识。　　4）实验内容彼此孤立，不利于培养学生“从概念到产品“认识的形成。　　现有的各种电子类教学实验，基本是进行固定程式的验证式实验，实验所用的元器件，线路板已选好，学生所做的工作仅是对实验箱连连线，使用一下测试仪器、仪表，建立学生的相应概念而已。很难满足现代实验教学改革提出的三个实验层次即“基础性实验、综合性实验、创新性实验”的目标，目前的实验平台不能满足这样的训练，即：学生从有一个概念（或想法）开始，然后着手教学电梯模型电路原理图的设计、编写程序代码、调试、PCB设计，最后形成产品的整个开发过程的训练。学生通过传统实验手段所得到的训练是片面的、局部的，其对产品开发过程的认识并不深刻，这也是导致学生所学不能所用的根本原因所在。　　5）不利于开展创新性研究。　　开展创新性研究的前提是实验环境的丰富资源及其灵活可变性。但目前基于硬件的实验平台往往采取一种定式的实验或研究环境，即教师只能在有限的几种器件或线路实验板之上进行实验内容的设定或研究，学生也同样如此，这对于开展创新性研究极为不利。　　6）不利于培养学生的实验兴趣及创新思维能力。　　学生对某一课程实验的兴趣往往需要一段较长时间的培养才能产生，但现有的课程实验由于场地不能随时、随地对学生开放，并且开放的时间也非常有限，这就不能激发学生的实验兴趣，另外其创新思维能力的培养也受到同样的限制。　　3 PROTEUS实验室建设的必要性　　3.1 PROTEUS实验室概念　　利用计算机仿真技术，在计算机网络平台上，学习电路分析、模拟电路、数字电路、嵌入式系统（单片机应用系统、ARM应用系统）、微机原理与接口技术等课程，并进行电路设计、仿真、调试等通常在相应实验室完成的实验。一个计算机网络硬件平台（或一台计算机）、一套电子仿真软件，再加上一本虚拟实验教程，就可相当于一个设备先进的实验室。以虚代实、以软代硬，即为虚拟实验室的本质。　　Proteus实验室采用Proteus仿真软件和相应的硬件平台构成一个从虚拟到实际，从软件到硬件，从概念到产品的全过程设计的多功能实验平台。它主要用于电路分析、模拟电路、数字电路、嵌入式系统（单片机应用系统、ARM应用系统）等课程的实验、研究等。　　3.2 PROTEUS仿真软件简介　　Proteus是一种功能强大的电子设计自动化软件，提供智能原理图设计系统、SPICE模拟电路、数字电路及MCU器件混合仿真系统和PCB设计系统功能。其不仅可以仿真传统的电路分析实验、模拟电子线路实验、数字电路实验等，而且可以仿真嵌入式系统的实验，其最大的特色在于可以提供嵌入式系统（单片机应用系统、ARM应用系统）的仿真实验，这也是其它任何仿真软件无力所及的。例如，其教学用数控车床支持单片机和周边设备，可以仿真51系列、8086、AVR、PIC、Motorola的68系列等常用的MCU，并提供周边设备的仿真，例如373、led、示波器等。Proteus提供了大量的元件库，有RAM、ROM、键盘、马达、LED、LCD、AD/DA、部分SPI器件、部分IIC器件等。在编译方面，它也支持Keil和MPLAB等多种编译器。　　3.3 PROTEUS实验室的优点　　Proteus实验室的主要优点总结如下：　　1）多功能型实验室　　其不仅可以仿真电路分析实验、模拟电子线路实验、数字电路实验，而且可以仿真嵌入式系统的实验，其最大的特色在于可以提供嵌入式系统（单片机应用系统、ARM应用系统）的仿真实验，因此，它完全可以称之为一个多功能的实验平台。　　2）开放型实验室 　　由于其硬件是基于网络平台的，如一个单位内的局域网、或企业网、或校园网（或单机板，基于一台PC）或Internet用户。因此其实验用户可以不受传统实验室的时间、空间、及实验内容的限制。用户可以跨越时间、空间及实验内容的约束，尽情释放自己的实验兴趣及创新思维；此外，这也使得设备的利用率得到最大的发挥。　　3）先进型实验室　　由于Proteus实验室主要由其Proteus仿真软件实现，其内置：　　①万种以上的元器件（数字的、模拟的、交流的和直流的）及多达30多个元件库；　　②多种现实存在的虚拟仪器仪表，如示波器、频谱分析仪，电压表、电流表、图表分析、逻辑分析仪、虚拟终端等。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如会计模拟实验室极高的输入阻抗、极低的输出阻抗，可尽可能减少仪器对测量结果的影响。　　③丰富的测试信号源用于电路的测试，这些测试信号包括模拟信号和数字信号。[co

[color=#333333] 数字示波器可以在多条通道中显示高速重复的信号以及单次信号，还可以通过触发来捕获难以捕获的毛刺和瞬态事件。因此，选择一款合适的示波器至关重要。 [/color][color=#333333][/color][color=#333333]　　一、带宽[/color][color=#333333]　　带宽是示波器最核心的参数，也是档次级的一个参数。[/color][color=#333333]　　入门级的示波器通常带宽是100Mhz，它们可以准确地测量20MHz以内的正弦波信号幅度。而对于数字信号来说，示波器必须至少能够捕获五次谐波才能避免画面失真，那么也要求整个测量系统的带宽是信号最大模拟带宽的5倍，这就是我们常说的5倍法则了。选择合适的带宽只需要对日常测量信号的最高频率有所把控即可。[/color][color=#333333]　　二、通道数[/color][color=#333333]　　主要是一个成本问题，因为通道数增加势必成本会提升。选择几个通道的示波器要视具体情况而定。[/color][color=#333333]　　三、波形刷新率[/color][color=#333333]　　由于示波器先存储后处理的原理，导致了波形观测不可避免存在死区时间。因此，不同波形刷新率的示波器能够捕获低概率异常信号的能力就大有不同。[/color][color=#333333]　　四、存储深度[/color][color=#333333]　　通用示波器的采样率都是带宽的5倍，比如200MHz带宽的示波器一般的采样率都是1G(此时更高的采样率并不能带来较大提升)，因此这个参数并没有给用户太多的选择。而相反这样高的采样率，势必会对存储深度这个参数有所要求，1G的采样率，即使只看5ms波形，也要求有5M的存储深度，否则示波器的采样率就会下降。[/color][color=#333333]　　只要这四点定了之后，示波器就波形观测而言不会有太大的问题了，毕竟基本的功能各家示波器都是大同小异。当然针对特定的功能，选择起来肯定还有更深的东西，比如您需要示波器有数字滤波的功能，又或者在调试的过程中有一些很难抓的信号等等。[/color][color=#333333] [/color]

-几年前模拟示波器是台式示波器唯一的候选产品。现今，便宜的数字存储示波器（DSO）的推出，已经为工程师们提供了几十种可供选择的型号。----DSO示波器是很有吸引力的，因为它可以存储波形、求信号平均，并支持各种触发和分析选件。但DSO示波器并非都是一样的。许多DSO示波器只有两个性能完整的通道可供信号采集，当使用者要监视电路上的多个测试点时只好自认倒霉了。 ----正确地选择示波器成了一个具有挑战性的问题。本文按重要性次序列出选择示波器需要考虑的八项因素，以便工程师作出正确的选择。 1. 示波器的带宽 ----示波器要有足够的带宽，以便捕捉和显示目前和将来应用中最快速的信号。通用的经验是：示波器带宽至少是被测最快信号频率的三倍。 2. 示波器的价格 ----每位工程师都需要一台台式示波器。根据公司的规模大小，这意味着要购买几台或几百台示波器。为每位工程师配备一台示波器成了一笔重要投资。 ----许多公司舍不得用2500美元或更多的钱去购买一台示波器，除非该设备能由一组工程师共享。但如果要求每位工程师必须有一台示波器，如何花费最少则是最关心的问题。 3. 示波器的性能 使用者希望性能越多越好，特别是设计要求要尽快完成时。当使用高速处理器时，工程师必须能够检测和减少任何会危害系统运行的偶发和瞬态事件。这就要求示波器支持高速的瞬时事件采集、先进测量和分析能力，例如快速傅里叶变换（FFT）。 ----性能更高意味着价格更高，因此在拨款预算内获得尽量多的性能是主要目标。选用的示波器应有四个完整的通道和最高的取样率。 ----接近1G样本/秒的取样率可保证仪器能够捕捉和显示高速事件，如毛刺和/或抖动。必须确认所标明的取样率对全部通道都一样，许多便宜的DSO把取样头交叠在一个通道上得到更高的取样率。如果全部通道都工作，每个通道只能获得一部分的取样率。 ----DSO示波器还应支持实时采集，使示波器捕捉到非重复的信号特性。当跟踪偶尔出现的脉冲畸变和瞬态信号异常时，这种性能很重要。 4.示波器的触发 ----选择示波器时一定要考虑触发，要确认示波器支持基本的边沿和视频触发功能，以便迅速找到特定信号的活动。 5. 示波器的测量和分析特性----自动测量如周期、频率、平均和峰-峰值，非常有助于信号检验和故障检测。另外还需要更高级的分析能力，如信号平均和FFT。信号平均可消除示波器波形显示中的额外噪声，让使用者只检查有用的信号特性。 6. 示波器的尺寸----由于桌子的面积有限，因此示波器的尺寸必然是大家最关心的。工程师亦爱用更小型的示波器，因为它携带方便。但并非越小就越好，考虑尺寸时不可牺牲性能或通道数目。 7. 示波器的易用性 工程师越快掌握示波器的性能，就越容易进行有意义的测量。由于工程师要经常使用这种工具，所以用户接口越友好，工程师的效率就越高。 8. 示波器的通信DSO示波器支持RS-232和GPIB通信接口，有助于工程师用示波器作远程测量和/或自动执行测量序列。另一个主要优点是具备单按键的硬拷贝支持。

薄层色谱虚拟试验室，一个介绍薄层色谱操作的flash[flash=480,400]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201003121704477940_01_0_3.swf[/flash]

示波器作为一种基础的测试仪器，曾几何时，还是高校实验室里的宠物。那时一个实验室二三十个学生围着一台示波器听老师的讲解和进行测试。随着我国经济实力的大幅度提升和国家对教育事业的大力支持，如今示波器已经成为高校电子类实验室的必备仪器。甚至在许多的职业教育学院也配备了很多不同档次的示波器。面对市场上众多举的示波器，如何按照实验室的测量需求来选择合适的产品，已经成为许多高校面临的紧迫问题。◆ 目前示波器行业的现状示波器主要分为两大类：模拟示波器和数字存储示波器。1、模拟示波器的现状。目前主要的模拟示波器的制造厂商正在呈现逐渐减少的趋势。美国从90年代中期就已经停止了模拟示波器的生产，日本也只剩2-3家。国内尚有10家左右。目前，模拟示波器主要应用在高校的实验室、生产线、维修和部分特殊领域的测试。由于模拟示波器具有三维显示中较重要的亮度信息，同时有高达几十万次的刷新速率，模拟示波器具有时间上的无限分辨力，也就是模拟示波器对输入信号的测量在时间上是连续的。因此中低档的数字示波器还不能完全取代模拟示波器。2、数字存储示波器的现状：目前主要的生产厂家是美国安捷伦公司，泰克公司和力科公司。台湾的固纬公司，还有在国内异军突起的北京普源精电公司。由于数字示波器包含的技术指标比较多，很多客户目前还不能在众多的指标中找出自己的合理需求。◆ 数字示波器的主要技术指标：带宽、采样速率、存储深度和波形更新速率带宽：为了保证测试信号幅度和上升沿的精度，选择示波器的带宽应为被测信号频率的3-5倍，精确测量要8-10倍或以上。采样速率和存储深度：一般制造商给出的采样速率都是最大值，即在最快扫描时间下所达到的采样速率。但是在实际的测量中，采样速率是一个变化的指标，随着扫描时间的变慢，采样速率也相应降低。所以它的实际值取决于时基和存储深度。采样速率*=存储深度DSO要对输入的信号进行采样，模数转换，送入内存并进行有关的处理，再经过数模转换才能显示出来。另外，由于普通的数字示波器的波形更新速率比较低(约100次/秒-10000次/秒)因此在实际测试中难免会发生混淆现象。因此在选择数字存储示波器时不但要看技术指标，更重要的是针对复杂信号的实际测量。

[color=#3f3f3f]随着位移测试系统日益复杂的发展和虚拟仪器的应用扩大化，文中以[/color][color=#868686]虚拟仪器[/color][color=#3f3f3f]作为技术平台，利用LabVIEW软件编写程序，设计液压系统位移[/color][color=#868686]测试系统[/color][color=#3f3f3f]。介绍测试系统的硬件组成及设计过程，给出其编写的程序框图和直观的前面板图，系统具有很强的可扩展性，该测试系统可以实现位移信号的数据采集、传送、存储、调用、分析和显示。并且通过现场试验表明此系统具有较强的实用性、可靠性和操作方便。能够满足教学、工业的需要。[/color][color=#3f3f3f]位移测试技术在工业生产中有着广泛的应用。位移检测是机械量检测的基础，将机械量转化成位移量来检测是机电一体化技术的重要组成部分之一。对位移的检测不仅为提高产品质量和生产安全提供了重要数据，同时也为其他参数的检测提供了基础。在液压试验台中，传统的静态电液测量控制方式无法满足现在液压系统在性能、操作、在线监测和故障诊断方面的有求，所以在线监测以及分析系统的开发显得尤其重要。为了保证系统的稳定、准确以及低事故运行，本文开发了位移测试系统，能够实时显示其位移波形兵，还能够对其进行信号处理。[/color][b][color=#3f3f3f]1、虚拟仪器及LabVIEW介绍[/color][/b][color=#3f3f3f]虚拟[/color][color=#868686]仪器[/color][color=#3f3f3f](简称VI)由硬件设备与接口、设备驱动软件和虚拟仪器面板组成。通过底层设备驱动软件与真实的仪器系统进行通讯，并以虚拟仪器面板的形式在计算机屏幕上显示与真实仪器面板操作元素相对应的各种控件。用户用鼠标操作虚拟仪器的面板就如同操作真实仪器一样真实与方便。[/color][color=#3f3f3f]测试软件是虚拟仪器的核心。IabVIEW是NI公司推出的一款丰富而又简洁的虚拟仪器开发软件，为一种图形化编程语言。利用其强大的图形化编程环境，使用可视化的技术，从控制模块上选择所需要的对象，放在虚拟仪器的前面板上。利用计算机强大的计算能力和虚拟仪器开发软件功能强大的函数库可以极大提高虚拟仪器系统的数据分析处理能力，节省开发时间。[/color][b][color=#3f3f3f]2、位移测试系统的硬件构成[/color][/b][color=#3f3f3f]本文以液压试验台作为测试平台，由液压动力源和电气控制系统组成。其液压动力源由动力油泵和动力执行装置油马达组成。将虚拟仪器与液压实验台相连接，选择好工况、测点，安装好位移传感器，并调试处理好后便可开始采集数据。对液压试验台齿轮泵的轴向位移进行测试。硬件组成如图1所示。[/color][align=center][img=,398,127]file:///C:\Users\hyt\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps1123.tmp.png[/img][color=#3f3f3f] [/color][/align][color=#3f3f3f]2.1 传感器的选择[/color][color=#3f3f3f]实现位移测量的关键是信号的转换即传感器的选用。本文针对信息获取实验台液压回路在正常工况下齿轮泵进行轴向位移信号采集，并对信号进行波形显示和分析。做出随时间变化的波形曲线，通过波形显示和分析结果，从而验证本位移测试平台数据显示程序的正确性和有效性。[/color][color=#3f3f3f]本系统中，位移传感器选用电涡流位移传感器CWY-DO-504，量程4mm，探头φ14mm。这是一种将机械位移或振动幅度转换成电信号输出的非电量电测装置。给旋转轴等转动体的动态测量带来方便，探头可在水、油等介质中工作。在进行位移测量时，其位移信号的调理采用与之配套的位移信号调理器。本检测系统可以将位移量转换成电压信号供数据采集卡。在执行机构带动位移传感器运动时可以进行电压信号的采集，最后通过标定将电压信号转换成相应的位移信号，实现位移的测量。其形状如图2所示。[/color][align=center][img=,319,149]file:///C:\Users\hyt\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps1133.tmp.png[/img][color=#3f3f3f] [/color][/align][color=#3f3f3f]2.2 数据采集卡的选择[/color][color=#3f3f3f]本实验平台使用的机箱是NI公司推出的8槽PXI-1050机箱，其工作温度为0～50℃。集成式信号调理中带有4个用于SCXI模块的插槽。具有DC电源和集成式信号调理。4个SCXI插槽将信号调理模块集成到PXI系统中。本设计中所采用的是NI公司生产的PXI-6251多功能数据采集卡，其主要参数如下：16路模拟输入通道，16位精度，1.25MS/s采样率；2路模拟输出，16位精度，2.8MS/s输出速度；24路数字I/O，2路定时计数器，满足位移信号采集的需求，将位移信号转换为电压信号输出。[/color][b][color=#3f3f3f]3、位移测试系统的软件构成[/color][/b][color=#3f3f3f]模块化设计数据采集，数据采集模块的设计对后续的数据显示和分析结果以及整个系统功能的实现，具有直接影响，本文利用NI公司的DAQ(Data AcQuisition)卡及其驱动程序设计这一模块，充分利用集成的功能全面的DAQ函数库和子VI，设计可以实现对数据采集的控制，包括触发控制、通道控制等的数据采集模块。[/color][color=#3f3f3f]3.1 位移测试系统的程序流程[/color][color=#3f3f3f]位移测试系统的程序流程如图3所示。[/color][align=center][img=,233,343]file:///C:\Users\hyt\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps1134.tmp.png[/img][color=#3f3f3f] [/color][/align][color=#3f3f3f]3.2 位移测试系统的主控前面板[/color][color=#3f3f3f]位移测试系统的主控前面板如图4所示。[/color][color=#3f3f3f]在这个位移测试中，前面板可以显示位移信号的原始波形，还可对位移信号进行求导分析处理，一目了然的显示出原波形和自相关波形的关键信息——有效值、峰峰值和均值。[/color][color=#3f3f3f]3.3 位移测试系统的VI设计[/color][color=#3f3f3f]数据存储与调用。程序设计时，采用数据库对数据进行存储、读取。建立一个Access数据源，通过ADO数据库访问技术，充分利用ADO的灵活性，通过编程模型实现对数据库的操作，执行用户命令，实现对数据的管理。利用ADO技术的LabVIEW数据库访问包——LabSQL，用户可以直接在LabVIEW中以调用子VI的方式实现对数据库的访问。数据库编程如图5所示。[/color][align=center][img=,411,264]file:///C:\Users\hyt\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps1145.tmp.png[/img][color=#3f3f3f] [/color][/align][b][color=#3f3f3f]4、现场试验[/color][/b][color=#3f3f3f]在对数据进行采集前，要给系统进行调试，保证采集的数据在数据采集卡的规范范围内，确保数据采集卡的输出波形与实际波形相符合，只有达到这个要求才可进行数据采集，保护数据采集卡的安全性。调试好后直接退出，进行数据采集操作。否则要重新调试，直到符合要求方可进行后续操作。然后将传感器安装在齿轮泵的轴向外沿，将采集处理的信号在位移测试系统的前面板上显示出来。[/color][color=#3f3f3f]从位移的原波形中可以看到位移信号为一个周期信号，这也可以从自相关图中判断出，因为其自相关函数波形不衰减，为同频率的周期信号。[/color][b][color=#3f3f3f]5、结论[/color][/b][color=#3f3f3f]通过对位移信号的采集和分析，所设计的位移测试系统显示、分析出来的信号波形与液压系统的实际运行工况相符合。从而验证了此开发平台的有效性，也为进一步对机器及其零部件的运行情况、在线监测、故障诊断提供了一个直观便捷的分析平台。[/color]

方案综述: 　　虚拟仪器是指具有虚拟仪器面板的个人计算机仪器，它是计算机资源、模块化功能硬件与用于数据分析、过程通信及图形用户界面的应用软件的有机结合。它利用软件在屏幕上生成各种仪器面板，完成对数据的处理、表达、传送、存储、显示等功能。虚拟仪器与传统仪器相比，其主要优点是可以由用户自己定义、自己设计仪器系统，以满足不同的要求，使仪器的功能更加强大、灵活，而且很容易同网络、外设及其他应用相连接。这样既降低了价格，节省开发、维护的费用，又缩短了技术开发周期。 　　虚拟仪器的关键技术之一就是应用软件，这是因为，虚拟仪器的主要功能是由软件来体现的，即“软件就是仪器”。虚拟仪器的软件开发平台应该提供一个图形化的编程设计环境，值得一提的是NI的LabView和LabWindows及HP的VEE。 　　本文介绍的基于网络的虚拟仪表系统是一个不包含数据采集及总线控制系统的虚拟测试平台，主要用于对测试数据文件的事后处理或对被测对象进行实时仿真测试，形成网络化测试仿真系统。 　　１、基于网络的虚拟仪表系统 　　系统利用软件在计算机屏幕上生成仪表面板，通过数据接口接收需要处理显示的仪表数据或软件产生的仿真数据，实时显示刷新数据、波形和图像。该系统具有两个主要的特点：一是具有方便的交互性；二是实现了网络数据传输和绘制的实时性，可以在不同的网络端点显示不同的虚拟仪表，达到多机并行处理的目的。 　　1.1系统组成 　　整个软件系统划分为两个独立的子系统：编控子系统和播出子系统。 　　编控子系统的主要工作是建立、编辑演示模型并控制仿真的启动和结束。编控子系统又可以划分为两个子模块：编辑模块和播出控制模块。通过编辑模块，允许用户设计建立满足自身需要的虚拟仪表模型，也可以对一个现有的仪表模型进行编辑。通过播出控制模块可以实现网络仿真功能，建立和播出子系统之间的连接关系；并通过数据接口不断接收外部输入的仪表参数，向已建立连接关系的各播出子系统发送相应的指令／数据包以更新仪表显示状态。 　　播出子系统负责接收播出控制系统发来的指令／数据包（包括数字仪表模型、各种参数等），对指令进行解释，不断刷新显示当前仿真结果。在播出子系统中可以指定某可视化对象是否可见，这样可以使在不同的计算机上运行的播出子系统显示不同的仪表面板来达到分布式并行处理的目的。　　1.2 参数的网络传输 　　系统需要在不同计算机之间进行参数传输，因此网络通信是必不可少的条件。本系统采用的是客户／服务器结构的应用程序，这种结构非常适用于分布式处理的计算机网络环境。由于系统是面向PC机平台的应用，因此采用基于TCP／IP协议的Winsock接口实现网络间的数据传输。

[align=left]示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。[/align][b]下面就简单说示波器使用小技巧：[/b]（1）通用示波器通过调节亮度和聚焦旋钮使光点直径最小以使波形清晰，减小测试误差；不要使光点停留在一点不动，否则电子束轰击一点宜在荧光屏上形成暗斑，损坏荧光屏；（2）测量系统，例如示波器、信号源、打印机、计算机等设备等；被测电子设备，例如仪器、电子部件、电路板、被测设备供电电源等设备接地线必须与公共地（大地）相连；（3）TDS200/TDS1000/TDS2000系列数字示波器配合探头使用时，只能测量（被测信号—信号地就是大地，信号端输出幅度小于300VCATII）信号的波形。绝对不能测量市电AC220V或与市电AC220V不能隔离的电子设备的浮地信号（浮地是不能接大地的，否则造成仪器损坏，如测试电磁炉。）； （4）通用示波器的外壳，信号输入端BNC插座金属外圈，探头接地线，AC220V电源插座接地线端都是相通的。如仪器使用时不接大地线，直接用探头对浮地信号测量，则仪器相对大地会产生电位差；电压值等于探头接地线接触被测设备点与大地之间的电位差。这将对仪器操作人员、示波器、被测电子设备带来严重安全危险；（5）用户如须要测量开关电源（开关电源初级，控制电路）、UPS（不间断电源）、电子整流器、节能灯、变频器等类型产品或其他与市电AC220V不能隔离的电子设备进行浮地信号测试时，必使用DP100高压隔离差分探头。[b]示波器使用中的其他注意事项：[/b]（1）热电子仪器一般要避免频繁开机、关机，示波器也是这样；（2）如果发现波形受外界干扰，可将示波器外壳接地；（3）“Y输入”的电压不可太高，以免损坏仪器，在最大衰减时也不能超过400V。“Y输入”导线悬空时，受外界电磁干扰出现干扰波形，应避免出现这种现象；（4）关机前先将辉度调节旋钮沿逆时针方向转到底，使亮度减到最小，然后再断开电源开关，模拟示波器；（5）在观察荧屏上的亮斑并进行调节时，亮斑的亮度要适中，不能过亮。

大家谈谈——虚拟仪器的前景虚拟仪器及技术随着低成本高性能的计算机资源普及运用，数字化测量平台逐渐成为测量仪器的基础。在20世纪80年代末美国研制成功虚拟仪器，代表了仪器发展的一种新方向。虚拟仪器是计算机技术与电子仪器相结合而产生的一种新的仪器模式，它通常是由个人计算机、模块化的功能硬件与用于数据分析、过程通信及图形用户界面的应用软件有机结合构成，使计算机成为一个具有各种测量功能的数字化测量平台。它利用软件在屏幕上生成各种仪器面板，完成对数据的处理、表达、传送、存储、显示等功能。

1、确定你所需要的分析功能　　 利用自动测量以及示波器内置的分析能力，你可以即容易又省时地完成工作。数字示波器通常具有模拟示波器不可能拥有的顺序测量功能和分析选件。　　算术运算功能包括有加、减、乘、除、积分和微分。统计测量(最小、最大和平均)可以定量描述测量的不确定性，这在测量噪声特征以及定时容限时是很有价值的。有些数字示波器还可以提供FFT功能。具有—卜述所有先进功能的示波器可能在价格上要高一些，所以你自己应该决定花费额外的钱是否物有所值。你最好还是根据实际应用来选择拥有这些特征的示波器。　　2、评价存档能力　　 大多数数字示波器可以通过GPIB、RS-232或者并行口与PC，打印机或绘图仪相连接。但你应弄清楚可以提供哪一种接口，可与哪种类型打印机相匹配。从激光和喷墨打印机输出的效果比热打印输出的质量要高得多，这一点你应该心中有数。　　 利用带有软盘驱动器或软件包的数字示波器，你可以方便地将波形的图像和波形数据传送至PC机。如果你想在一份报告中包含一幅捕捉到的屏幕图像或者想要把波形数据转换成表格，那么这些特征会节省时间，而且减少很多麻烦。　　3、试用你要选择的示波器　　如果你已经完成上述九个步骤，并且将满足测量要求的示波器局限在几种型号之内。现在是你试用和面对面比较的时候了。将示波器短时间内租用几天，花点功夫做一下全面评价。　　 在使用每一种示波器时都应考虑下面几种因素：　　易于使用：在你试用期间，评价一下每台示波器的易使用性。有专门设计且非常好用的手轮吗?利用手轮你可以对诸如垂直灵敏度，水平扫描速度，跟踪位置和触发电平等进行直接调整吗?从一个操作到另一操作你需要按几次按键吗?　　你可以集中精力于被测试电路的同时直观地操作示波器吗?　　显示响应：无论你用示波器作维修还是大量采集数据，显示响应都是一关键因素，在你作评价时对这一点要特别注意，当你改变V/div，△Time/div及设定位置时，示波器响应快吗?在打开测量功能时作同样的试验，响应明显变慢了。　　在你已经考虑过上述所有这些问题并且评估过准备选用哪一种示波器之后，你已经可以明确选定哪一种示波器真正满足你的要求。如果你仍然犹豫不决，你可以与其它示波器用户进行磋商或与供应商的技术人员联系

应怀樵与虚拟仪器的缘分彷佛是早已注定的。几十年来，他致力于信号处理、虚拟仪器、测控技术、振动与噪声控制等领域的研究，自主创新研发完成DASP虚拟仪器库和INV系列虚拟仪器——移动实验室，被学术界称为“中国虚拟仪器之父”。然而，每当荣誉和赞美涌向他时，他却总是那样淡淡的一句话：“我所做的一切都是为了让我国具有自主知识产权的科学仪器登上国际领奖台，并改变国人使用外国仪器的习惯，是希望让中国自主创新的信号处理与虚拟仪器技术走出国门，达到世界普及，并希望让中国的振动与噪声技术能够朝着更开阔的方向发展。”　　突破十大世界性难题　　应怀樵是我国最早提出“虚拟仪器”构想、最早提出和实现“用软件制造仪器”，“用软硬件相结合”来取代传统的主要由硬件组成的模拟式仪器的学者。丰硕的成果源于扎实的积累。1965年，他参加国防核爆炸防护工程课题——地下铁道核爆炸震动噪声与动力学测试分析的研究，发现用硬件设备无法获得道床的下沉残余位移（0Hz）。1973年开始自行尝试用数字计算机的软件数字积分与频谱分析取代传统硬件的方法解决该难题，于1979年获得成功。这是虚拟仪器模块应用的最早成功范例。同年，在国防科委召开的核试验全国防护工程学术会（保密会）上，原创提出虚拟仪器的核心概念——“软件制造仪器”，获得主持会议的力学所所长郑哲敏院士、清华副校长张维院士、同济校长李国豪院士的赞扬和支持，并与7年后美国NI公司“软件是仪器”的概念不谋而合。1993年，由他主持研制的INV306虚拟仪器参加加拿大多伦多市的新技术展览会，赢得高度赞誉，列表扬名单第一名。　　虚拟仪器发展中有许多技术难题，但是应怀樵总是看准了方向便勇往直前。他不仅创办了东方振动与噪声技术研究所（简称东方所），研发了DASP和INV系列虚拟仪器库系统，实现了“把实验室拎着走”的理念，取得100多项创新技术。更为难能可贵的是，应怀樵及其团队还研制攻克了十大世界性技术难题，使我国虚拟仪器和动态测试分析仪器的性能从一般的低精度低档次测量仪器跃入了高端高精度测量仪器的领先水平。　　一、基于平台式设计的虚拟仪器库技术。应怀樵课题组研究的DASP虚拟仪器库系统是我国开发最早的虚拟仪器库系统。早在1979年，应怀樵就原创性地提出虚拟仪器的核心概念——“软件制造仪器，用软硬件结合取代主要由硬件构成的传统仪器”，这一具有里程碑式划时代意义的新路线对仪器制造业和测试技术界科学仪器、分析仪器、高端仪器及各种电子测量仪器会产生巨大影响，还能实现一些硬件实现不了的功能（如超低频和0Hz的积分器），对科学研究和国民经济有深远影响。1985年，他提出“把实验室拎着走”的目标，并研制成功中国第一台虚拟仪器，成功应用于杭州钱塘江大桥的火箭激励模态试验。1993年，随北京新技术展览会到加拿大展出，获得表扬名单第一名，1995年用于“长三捆”火箭全箭模态试验获得成功，1996年用于神舟号载人飞船移动发射平台模态试验获得成功，2004年用于航天员超重训练设备臂架系统模态分析获得成功。实践证明，这是功能最完善、技术水平最高，且完全具有民族自主知识产权的一套虚拟仪器系统，代表了我国在虚拟仪器研发方面的最高水平。　　二、变时基（VTB）传递函数（导纳）测量分析方法。变时基技术相对于国内外传统的等时基方法，能显著提高瞬态激励测试结果的精度与稳定性。目前，此项技术结合弹性聚能力锤，成功解决了大型低频结构锤击模态试验问题，达到国际领先水平，已获国家发明专利。已完成神舟飞船750吨移动发射平台模态试验、“长三捆”大型运载火箭模态试验、乌海黄河大桥模态试验、航天员超重训练机模态试验等数十项国家重点项目，效果良好。　　三、高精度频率、幅值、相位和阻尼测量技术。东方所原创的高精度频率计和幅值计，克服了FFT频率分析中频率步进值的限制和泄漏的影响，软件本身的频率与幅值均可达到十进制12~14位数字测量精度，已经相当于并可同时替代高端频率计和电压表等硬件设备，目前已经在中国计量院等单位推广使用，比国外常规方法提高精度100万倍，而单从硬件看也能提高精度100倍，能把仪器的硬件频率精度从十进制5~6位提高到7~8位。这一技术使虚拟仪器从一般低精度仪器进入高端科学仪器的行列，具有重大国际影响力。　　四、超低频信号快速测量技术。对于超低频信号（0.1Hz~0.00001Hz）的准确测定，尤其对于频率未知的情况，常规测量需要非常长的时间才可以完成，而东方所的方法，则可以实现仅仅测量1/4甚至更少周期的信号即可获取准确的频率、幅值、相位和失真度等参数，使得超低频信号得到快速测量，填补国内外空白。对于100秒周期的低频率信号测试，仅需2~3分钟即可同时得到频率、幅值、失真度相位和传感器标定灵敏度等参数，比起类似的美国HP35670仪器，时间缩短为原来的1/20，并且后者还不具备多种参数同时测量的功能。　　五、倒熵谱分析方法。采用倒熵谱分析是频谱的再次谱分析，可大幅度提高频率分辨率，特别是对短时间序列具有更好的效果，比国外提出的LPC法可靠，已得到国内外专家肯定，达到倒谱分析的国际领先水平。　　六、FFT/FT分析方法。FFT变换虽然大大提高了运算速度但是频率分辨率受到了限制，对于有限长信号，FFT/FT则可以进行无限细化，可得到主要频率、成分精度很高的频率、幅值和相位，是目前频谱细化的主要方法之一。　　七、振动全息AVD“一入三出”实时测试分析创新技术。长期以来国内外对连续实时数据的微积分一直没有解决办法，应教授课题组创新提出了全程微积分方法。该方法尤其适合于连续采集的时间序列，充分考虑全程波形的特征，有效避免传统微积分的缺陷，使得在长时间连续信号采集过程中，创新虚拟通道技术，可实时得到一二次微积分后的准确波形，实现AVD“一入三出”振动全息实时动态连续测量。　　八、自动化模态分析方法。模态试验和分析由于包含较多的技术内容，通常操作比较复杂，需要操作人员具有相当丰富的理论知识和工程经验，才可以获取较为准确的结果，但是通过自动化模态分析手段，一般工程人员通过简单操作即可获得专家级的模态分析结果。　　九、24位“双核”变幅基A/D高精度超量程160dB数采仪技术。24位双核采集仪具有160dB的超宽量程范围，既保证大信号不会出现过载而导致试验失败，又可同时保证微弱信号不会因为欠载而导致信噪比不足。因此不用考虑仪器档位问题，更适合具有特殊要求的高难度试验。　　十、突破了传递函数的测试及实时控制和反演关键技术，为提高仪器测量精度和范围开辟了新途径。　　传递函数的测试及实时控制和反演是一项世界难题。提出由软件构成的在数采过程中实时快速精确测试幅频相频曲线，并通过YSL专门技术实时实现传递函数的控制和反演，已在DASP软件中取得成功应用。此技术可以大大扩展仪器的频率测试范围，提高测试精度，极具国际竞争力。此项技术是2010年12月9日提出，12月24日完成的，使得中美两国共同创造的虚拟仪器达到可以问鼎诺贝尔物理奖的具有世界性重大意义的成果。其意义可与光纤之父诺奖得主高锟教授的“光纤通信”的成果相提并论。　　实践证明，“软件制造仪器”省掉大量昂贵和笨重的硬件材料和人力物力、设备、厂房及能源，便于生产、携带，通过网络传输还能实现“云智慧”科学仪器。目前，已广泛用于国防军工、航天航空等许多部门，参与完成火箭、神舟飞船、大桥高层建筑和大型机械设备等上百项国家重大工程项目的测试，实现了许多常规仪器和硬件无法实现的功能。据不完全统计，东方所已有2000多家用户，累计经济效益超过1亿元，为国家节省外汇约数亿美元。其经济价值按我国2007年仪器产值估算，若按软件取代硬件一半计算，将会产生1000多亿元的巨大价值。　　推动虚拟仪器技术“达到世界普及”　　应教授在全国20多所重点高校，如清华、北大、浙大、中国科大、上海交大、西安交大和香港理工大学等高校讲学几十次，并成功组织和主持了二十三届全国振动与噪声高技术学术会议，还为有关部门培训了一大批从事振动噪声、信号处理、动态测试和虚拟仪器方面的急需人才。同时，联合指导培养硕士、博士和博士后研究生30余名，为国家培养了信号处理、动态测试和虚拟仪器技术的高端人才。　　上世纪90年代，应怀樵研发的虚拟仪器技术已受到国内外的广泛关注，并在市场上初露锋芒。然而，由于超负荷的工作，长期加班熬夜和巨大压力导致过度疲劳，1994年1月14日，在北京邮电大学学术交流大会报告的讲台上，应怀樵突发脑出血，送往医院急救，昏迷了3天，左边半身不遂，出院后，拄上了拐杖。2003年，突发脑血栓。2004年、2005年突发心梗阻……　　“3次中风、4次心梗，我7次至阎王殿，阎王都没收我。”说到此处，应怀樵微笑着感慨万分。尽管现在病情有些好转，可是他几乎时刻都处在生命危险之中。药物只能控制他的病情，却不能让他彻底摆脱病痛困扰。　　功夫不负有心人。如今，研究所已经初步建立起一支研发与市场开发队伍。“现在，我们的科研队伍壮大起来了，从副所长到总工程师都是博士，具有很强的科研能力。”他看到虚拟仪器的发展前景，要尽全力推动虚拟仪器技术“达到世界普及”的产业化进程，应怀樵对未来依然充满信心。“让INV系统走进每个实验室，让DASP软件运行在每个试验台上

根据多年的维修经验，为大家总结了示波器的使用方法，帮助广大的维修人员加快判断故障的速度。对维修人员来说，掌握示波器的使用，将会大大加快判断故障的速度，提高判断故障的准确率，特别是检修疑难故障，示波器将会成为得力工具。维修中，大多数维修人员以万用表作为主要检测工具，能够做到的就是通过电压测试检测电路中关键点的直流电压的测量，再与正常的机器进行比较来判断故障。通过电阻测试对元件或电路进行定性判断，这种方法有一定的局限性，只适合关键点电压或电阻偏离正常值较大的情况，一旦电压或者电阻没有明显变化，要判断准确就存在很大的盲目性，凭借经验代换试验就成了解决问题的主要手段。这样操作很难提高检修效率，也难以保证检修之后的质量。检修电器设备，实际上是与电路打交道，围绕信号做文章。在电子电路中，信号主要由电压或者电流表征，直流信号可以用万用表来测试，事实上，维修中测试的直流电压大多数并不是我们常说的直流信号，而是电源为电路提供的直流能量，如电阻的分压、三极管三个电极之间的电压等。对于交流信号，由于电压或者 电流随着时间不断变化，并且变化速度有快有慢，变化规律千差万别，万用表是很难定量测量这些数据的，很多时候测量的也只是信号与直流电压共同作用之后的平 均值。示波器则不同，不仅可以测量电压，还可以快速地把电压变化的幅值描绘成随时间变化的曲线，这就是常说的波形图。 初次使用示波器的维修人员，往往对仪器的测试原理不太熟悉，对信号的波形也缺乏实际认识，面对仪器面板上众多的旋钮不知怎样去操作调节，对于测试出的波形，识读也感到有困难。初次使用往往把示波器看得过于复杂，还有人认为采用示波器没有万用表来得简单快捷，甚至还担心操作不当损坏贵重的仪器，其实 这是一个误区。示波器测试的信号波形，简单的看起来只有两个最基本的量，一个是电压或者电流幅值，用示波管垂直方向光点的位移来表示；一个是时间，用示波 管水平方向光点的位移来表示。简单的波形如正弦波、方波、锯齿波等，这些波形变化规律单一，仅仅是一个信号电压随时间变化的轨迹不同。复杂的信号如电视机 中的视频信号等，这些信号波形中包含有亮度信号、色信号和同步信号等几个信号分量，由这些不同的分量在幅度和时间上进行有机的组合形成波形图像。实际波形 往往千差万别，很难用几个标准波形和实测波形进行对比，根据其差异去简单确定故障。因此，对平面坐标图的理解，找出这些波形的规律，掌握不同信号波形的特 征，搞懂电路对于信号的响应，这是操作者必须要做到的。对于电视机，不管具体电路有何区别，相同关键点的波形图十分相似和相同，完全可以举一反三地应用在 其他机型上。同样的道理，不管是什么电器，其中的单元基础电路对信号的响应规律是相似的；故障机器无非是电路元件变质或者损坏之后使电路的属性发生了改变，这些变化也是有规律的。对于维修人员来说，要想尽快地采用示波器维修电器，在对电路原理，对波形参数等理解的基础上，通过不断的实践总结，就会熟练地操作应用。充分发挥示波器的优势，做到游刃有余，维修人员就会感到如虎添翼。 熟悉和了解仪器的面板，这是人机对话的第一步。通用示波器品种繁多，但基本功能相似，不同的仪器操作面板千差万别，但操作的基本方法是相同的。

实际工作中，遇到不少新进实验室的人员，直接上机吧有些心虚，不上机又总是不会独立使用，是否应该有个虚拟的仪器，可以先试试自己操作一下，熟练些了再上机多好。前几年看到过有家公司做过虚拟气相色谱，主要做培训和基础虚拟测试，最后就不知道怎么样了。虚拟现实东西发展很快，虚拟色谱怎么没有发展？是否有前途？

虚拟仪器参考书，有哪些比较好的

示波器基础知识100问-11．对一个已设计完成的产品，如何用示波器经行检测分析其可靠性？答：示波器早已成为检测电子线路最有效的工具之一，通过观察线路关键节点的电压电流波形可以直观地检查线路工作是否正常，验证设计是否恰当。这对提高可靠性极有帮助。当然对波形的正确分析判断有赖于工程师自身的经验。2．决定示波器探头价格的主要因素是什么？答：示波器的探头有非常多的种类，不同的性能，比如高压，差分，有源高速探头等等，价格也从几百人民币到接近一万美元。价格的主要决定因素当然是带宽和功能。探头是示波器接触电路的部分，好的探头可以提供测试需要的保真度。为做到这一点，即使无源探头，内部也必须有非常多的无源器件补偿电路(RC网络)。3．一般的示波器探头的使用寿命有多长时间？探头需不需要定期的标定？答：示波器的探头寿命不好说，取决于使用环境和方法。标准对于探头没有明确的计量规定，但是对于无源探头，至少在更换探头，探头交换通道的时候，必须进行探头补偿调整。所有有源探头在使用前应该有至少20分钟的预热，有的有源探头和电流探头需要进行零点漂移调整。4．什么是示波器的实时采样率？答：实时采样率是指示波器一次采集(一次触发)采样间隔的倒数。据了解，目前业界的最高水平是四个通道同时使用。5．什么是示波器的等效时间采样？答：等效时间采样指的是示波器把多次采集(多次触发)采集到的波形拼凑成一个波形，每次采样速率可能很慢，两次采集触发点有一定的偏移，最后形成的两个点间的最小采样间隔的倒数称为等效采样速率。其指标可以达到很高，如1ps。6．什么是功率因数？如何如何测量？答：功率因数：在直流电路里，电压乘电流就是有功功率。但在交流电路里，电压乘电流是视在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率）将小于视在功率。有功功率与视在功率之比叫做功率因数，以COSΦ表示，其实最简单的测量方式就是测量电压与电流之间的相位差，得出的结果就是功率因数。 7．如何表达和测试功率密度？答：功率密度就是单位体积里的功率，一般电源里用W/in3。 8．有无办法利用示波器测出高频变压器或电感磁芯的工作情况？答：TEK推出的功率测试方案里就有一项功能——B-H曲线的分析，它能反应磁芯的工作状态，还能测出动态电感值，并得出磁芯损耗。9．开关电源的噪声有多种如布线不合理引起的交叉干扰、电感漏磁、二极管反向尖峰...等引起噪声，如何用示波器鉴别？ 答：TEK的TDS5000示波器上有频域分析、分析噪声的频率段就能分析出噪声的种类，才好用相应的处理方法。示波器只能提供数据分析和波段形显示。10．用示波器怎样可以测试到开头电源的幅射？答：开关电源存在幅射干扰，一般做法是设法探出干扰源，然后再去屏蔽它。用示波器可以傅立叶变换的功能分析其频率成份构成，根据频率范围，从而判断干扰的种类。

虚拟仪器的计量校准是一个研究方向！大家是否有一定的理解或者认识？可以分享或者论文的探究？

虚拟仪器是干什么的？主要作用是什么？

[em06] 各位大侠好： 由于本人刚刚接触到虚拟仪器的计量校准，对其计量校准中应注意的事项，怎样校准，检定那些项目等还很模糊望，各位大侠给指点指点 小弟在此谢过[em10]