概述:

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

北京迪陽世紀(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,、電信號傳到數(shù)據(jù)采集器對輸入的模擬信號進(jìn)行調(diào)理,、模數(shù)轉(zhuǎn)換、必要時對數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存,；電腦,，包括臺式,、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（相對于傳統(tǒng)示波器的狹小屏幕來說）,、鼠標(biāo)操作、鍵盤操作,、觸摸屏操作,、聲控操作等，和強(qiáng)大的計算能力,，包括一個或多個高速CPU,、海量的存儲空間包括硬盤、網(wǎng)盤,、內(nèi)存等,；虛擬儀器軟件建立在電腦強(qiáng)大的計算資源和人機(jī)交互資源之上，對采集到的數(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格優(yōu)勢,，主要是因為電腦是大眾普及產(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)十億臺的銷量以及廣泛的競爭,，價格非常便宜。而集成了普通電腦能力的傳統(tǒng)示波器的價格是非常昂貴的,，可為普通的電腦價格的十倍甚至百倍以上,。虛擬示波器的另一個優(yōu)勢是虛擬儀器軟件帶來的。軟件可以提供傳統(tǒng)示波器無法提供的靈活性,、可擴(kuò)展性,、可升級性。通過軟件功能的改變,，在同樣的硬件基礎(chǔ)上可以定義出不同的儀器,，多個儀器甚至可以同時使用，而且通過免費(fèi)升級不斷提高軟件的功能,。因此雖然我們有時仍然稱之為虛擬示波器,，其實(shí)不準(zhǔn)確,，因為其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了常規(guī)示波器的范疇，而同時可涵蓋包括頻譜分析儀,、動態(tài)信號分析儀,、失真分析儀、信號發(fā)生,、數(shù)據(jù)記錄儀,、LCR表、振動分析儀等,、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)計準(zhǔn)則是能用電腦本身的硬件實(shí)現(xiàn)的,，就無需在數(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，而且每一個儀器功能都做到了極致,，一個好的虛擬儀器軟件的功能應(yīng)能大大超過傳統(tǒng)的普通示波器的功能,，因為虛擬儀器軟件運(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,。

USB虛擬示波器

由于現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,基于計算機(jī)技術(shù)的現(xiàn)代儀器也相應(yīng)的發(fā)展起來,，虛擬儀器就是應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)物，在對精度,、多通道,、穩(wěn)定性等方面要求高的場合，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),，將計算機(jī)強(qiáng)大的計算處理能力和一般硬件儀器的信號采集，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 

·        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USBXITM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)可以按時間和電壓輸出到EXCEL表格,。

8,、FFT頻譜分析、動態(tài)信號分析,、波形記錄,、數(shù)字多用表。

如下圖所示,，整個系統(tǒng)采用高速緩存,、局部總線、高速dsp等為主的硬件結(jié)構(gòu),。它包含了一個完整的數(shù)據(jù)獲取,、處理系統(tǒng)，但是它又是具有測試儀器的特色,，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計算機(jī)的io口,、存儲器窗口映射、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,，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的高速控制電路啟動ad變換器工作,，變換后的數(shù)據(jù)在dsp中，dsp根據(jù)pc計算機(jī)預(yù)先設(shè)置的算法計算pc計算機(jī)需要的結(jié)果,，存儲于高速緩存中,，并通知pc計算機(jī)來取數(shù)據(jù)，pc計算機(jī)取出數(shù)據(jù)后,，重新啟動數(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計算機(jī)的通信協(xié)議為被動式協(xié)議,。在虛擬儀器系統(tǒng)的硬件模塊中,，pc計算機(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計算機(jī)對采集卡初始化時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)展變得非常簡便,，并且能最大程度地降低用戶對計算機(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)范能針對不同的性能價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)一般來說分為四層：

1．測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)動層由生產(chǎn)商開發(fā),，針對不同類型的儀器有不同的驅(qū)動程序接口。為給用戶提供方便,、易用的儀器驅(qū)動程序,，泰克公司、惠普公司和美商國家儀器公司等35家國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)動層由生產(chǎn)商開發(fā)，用于將不同類型的實(shí)際儀器通過相同標(biāo)準(zhǔn)的總線連接起來形成一套完整的測試系統(tǒng),，如得到廣泛應(yīng)用的VXI（開放式測量系統(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,，電壓表，聲學(xué)分析圖示儀,，數(shù)學(xué)相關(guān)圖示儀和數(shù)字存儲示波器等8大功能,。

2、中英文版本,，語言可以互相切換,。

3、記錄存儲和回放功能,?？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、多種記錄存儲方案,。數(shù)據(jù)可以導(dǎo)入Word,，Excel，Notepad,，方便形成報表和利用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)，用戶此時可以拖動伸縮圖標(biāo),，改變波形畫面的高度和寬度,。用戶也可以通過工具欄來改變波形畫面的高度和寬度。波形畫面可以存儲為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)值和相對數(shù)值,。

9、豐富的計算顯示區(qū),。時域波形下方是參數(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,，電腦自動存儲,。用戶更可以將測量特定信號的各項設(shè)置儲存起來，以備調(diào)用,。

11,、系統(tǒng)在線自動校準(zhǔn)功能,，保證系統(tǒng)精準(zhǔn)。系統(tǒng)會智能調(diào)入每臺機(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,。可以持續(xù)鎖定和跟蹤波形,，使波形自動顯示在合適的位置和合適的時基（頻率）,。

19、硬拷貝功能,?？梢灾苯訉⒉ㄐ慰截惖絎ord, 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)來拖動觸發(fā)標(biāo)識,，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，自動搜索和識別儀器,，顯示儀器細(xì)分型號,。

23、體積小,，易于攜帶,。金屬外殼，抗干擾強(qiáng),。無須外接電源,，配上手提電腦，野外使用更方便,。

24,、一帶多功能。一臺電腦可以同時帶多臺USB示波器,，從而達(dá)到一臺電腦觀測更多通道的目的,。

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

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

27,、100余種自動測量功能, 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)可以按時間和電壓輸出到EXCEL,BMP,JPG.

總之：虛擬示波器，取代臺式示波器只是時間問題,，它是測量測控領(lǐng)域的一場革命,。將顛覆傳統(tǒng)測量習(xí)慣。

北京迪陽世紀(jì)公司作為行業(yè)翹楚將不斷向市場推出新的產(chǎn)品,。其官網(wǎng)：weeaffairs.com