數(shù)字存儲示波器的設計
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垂直靈敏度 | 50mV/div | 0.1V/div | 0.5V/div | 1V/div |
量程(V) | ||||
通道總增益 | ||||
Div序號 |
表1
⑵ 給定掃描速度為200u/div,則采樣時間TS =200u×10 =2000u=2ms,由于滿屏采樣點數(shù)固定為25000點，所以由FS×TS <25000，可得到FS < 12.5M 。由于提供的時鐘沒有12.5M，因此可選擇最接近的10MHZ作為采樣時鐘。
Timebase序號 | ||||
tdiv(s) | 0.1u/div | 1u/div | 10u/div | 100u/div |
采樣時鐘（HZ） | ||||
Timebase序號 | ||||
tdiv(s) | 500u/div | 1m/div | 10m/div | 1s/div |
采樣時鐘（HZ） |
表2
圖7 示波器軟件流程圖
設計中可參考的CVI軟件和實驗軟件平臺提供的主要函數(shù)如下表所示：
（1） | 函數(shù)功能 | EPP接口初始化 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
函數(shù)原型 | void epp_init(void) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
輸入?yún)?shù) | 無 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
輸出參數(shù) | 無 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
返回值 | 無 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
（2） | 函數(shù)功能 | 返回控件的當前值 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
函數(shù)原型 | int GetCtrlVal (int panelHandle, int controlID, void *value) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
輸入?yún)?shù) | panelHandle － 內(nèi)存當中的面板句柄，即為控件所在面板的句柄值 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
輸出參數(shù) | value 返回的控件當前值 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
返回值 | 0 －成功 其他值－失敗 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
（3） | 函數(shù)功能 | Ain1和Ain2采集過程控制 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
函數(shù)原型 | int sampling ( unsigned char coupling1_cw, int div1, int DC1_code,unsigned char coupling2_cw, int div2, int DC2_code,int timebase, unsigned chartri, int sampling_points,int Panel_Handle, int stop_ID, unsigned char ain1_data[], unsigned char ain2_data[],double *show_pots) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 輸入?yún)?shù) | coupling1_cw，coupling2_cw ＝＝ Ain1，Ain 2通道的耦合方式控制字
DC1_code，DC2_code ＝＝ Ain1，Ain 2通道的垂直偏置，取值范圍10～4095
tri ＝＝ 觸發(fā)源選擇 0：時鐘CLK1 3: 外部信號 4：內(nèi)部DDS1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
輸出參數(shù) | ain1_data[] ＝＝ Ain1的采集值 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
返回值 | 0－采集成功；輸出值有效 |
（4） | 函數(shù)功能 | 由enable_timer( )函數(shù)調用來設置定時器啟動，實現(xiàn)循環(huán)采集 |
函數(shù)原型 | int SetCtrlAttribute (int panelHandle, int controlID, int controlAttribute, ...) | |
輸入?yún)?shù) | panelHandle － 內(nèi)存當中的面板句柄，即為控件所在面板的句柄值 | |
輸出參數(shù) | 無 | |
返回值 | 0 －成功 其他值－失敗 | |
（5） | 函數(shù)功能 | 采集數(shù)據(jù)處理－根據(jù)采集的參數(shù)設置，計算信號的頻率，峰峰值，平均值和有效值 |
函數(shù)原型 | int processing_data (unsigned char data[], int points, unsigned char coupling_cw, int div,int timebase, double *signal_fr, double *vp, double *vm, double *ve) | |
輸入?yún)?shù) | data[ ] － 采集數(shù)據(jù)存放數(shù)組 | |
輸出參數(shù) | signal_fr＝＝ 信號頻率Hz | |
返回值 | 0 －OK ，輸出值有效 | |
（6） | 函數(shù)功能 | 在圖形控件上顯示波形 |
函數(shù)原型 | int PlotWaveform (int panelHandle, int controlID, void *yArray, int numberOfPoints, int yDataType, double yGain, double yOffset, double initialX, double xIncrement, int plotStyle, int pointStyle, int lineStyle, int pointFrequency, int color) | |
輸入?yún)?shù) | panelHandle － 圖形控件所在面板的句柄值 | |
輸出參數(shù) | 無 | |
返回值 | 整數(shù) 代表所繪圖形的句柄 |
5．3 在電子測量實驗箱中示波器硬件提供32K存儲深度的基礎上設計波形存儲、回放功能
在5.2節(jié)設計的虛擬存儲示波器面板上有兩個命令按鈕（Command）控件，如圖6所示，保存波形（保存按鈕）調用ArrayToFile（）函數(shù)，打開波形文件（打開按鈕）調用FileToArray（）函數(shù)，波形的顯示調用PlotWaveform（）函數(shù)，以上函數(shù)均由CVI軟件提供，可直接使用。
6．1 雙蹤顯示波形的觀測
由兩臺函數(shù)信號源分別產(chǎn)生兩路電壓信號，一個產(chǎn)生幅度為5V，頻率為5KHz的正弦波，另一個產(chǎn)生幅度為3V，頻率為5KHz的三角波，從設計的虛擬數(shù)字存儲示波器進行雙蹤顯示，并畫出波形。
畫信號一波形：畫信號二波形：
6．2由函數(shù)信號源產(chǎn)生一個頻率為5KHz，幅度變化（有效值）如下表的正弦波，利用設計的虛擬數(shù)字示波器進行有效值測量。
標準信號（V） | 0.25 | 0.5 | 2.5 | 5 |
通道1（Ain1）（V） | ||||
通道2（Ain2）（V） |
6．3由函數(shù)信號源產(chǎn)生一個幅度為5V，頻率變化如下表的正弦波，利用設計的虛擬數(shù)字示波器進行頻率測量。
標準信號（KHZ） | 0.01 | 0.1 | 0.5 | 1.0 | 5.0 | 10.0 | 50.0 | 100.0 | 1000.0 |
通道1（Ain1）（KHZ） | |||||||||
通道2（Ain2）（KHZ） |
七、思考和練習題
1．能否用一個帶寬為20MHz的示波器觀測重復頻率為15MHz的正弦波和方波？為什么？
2．利用示波器測量各種波形參數(shù)時，你如何減小其測量誤差？
3．測量方波的上升和下降時間可以有哪些方法？
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