概述:

人類進化經過了猿人類,原始人類,智人類,和現代人類四個階段,電話的進化從貝爾實驗室電話發(fā)展到模擬手機,數字手機到現在的智能手機四個階段,而示波器從電子管,模擬示波器,到數字臺式機,到基于PC的示波器四個階段。基于的示波器也叫虛擬示波器。

北京迪陽世紀科技有限責任公司幾款主流USB虛擬示波器指標:

虛擬示波器通常包含四個部分：接觸物理世界的探頭+高速數據采集器+電腦+虛擬儀器軟件，探頭是把物理世界的聲、光、電信號傳到數據采集器對輸入的模擬信號進行調理、模數轉換、必要時對數據進行緩存；電腦，包括臺式、筆記本、平板、手機，是廣泛普及的常用工具，具有強大的人機交互功能，包括大屏幕顯示（相對于傳統(tǒng)示波器的狹小屏幕來說）、鼠標操作、鍵盤操作、觸摸屏操作、聲控操作等，和強大的計算能力，包括一個或多個高速CPU、海量的存儲空間包括硬盤、網盤、內存等；虛擬儀器軟件建立在電腦強大的計算資源和人機交互資源之上，對采集到的數據進行處理、分析、顯示，并為用戶提供人機交互界面。與傳統(tǒng)獨立式示波器相比，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品，替代了傳統(tǒng)儀器的電腦功能，盡管功能強大，但由于市面上每年數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、可擴展性、可升級性。通過軟件功能的改變，在同樣的硬件基礎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，其實不準確，因為其功能遠遠超出了常規(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、數據記錄儀、LCR表、振動分析儀等、邏輯分析儀、協議分析儀、網絡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大資源，包括電腦的CPU、內存、硬盤和交互工具。虛擬示波器的設計準則是能用電腦本身的硬件實現的，就無需在數據采集器里復制相同的功能硬件，以最大限度地重復利用資源，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行于比傳統(tǒng)示波器硬件功能強大得多的電腦上，它是現代儀器發(fā)展的一種必然趨勢。

USB虛擬示波器

由于現代計算機技術的快速發(fā)展,基于計算機技術的現代儀器也相應的發(fā)展起來，虛擬儀器就是應運而生的產物，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，將計算機強大的計算處理能力和一般硬件儀器的信號采集，控制能力結合在一起，從而實現一般示波器所不能實現的功能和友好的界面。

目錄

·        USB虛擬示波器的特點

·        USB虛擬示波器的設計 

·        USB虛擬示波器的USB技術

·        USB虛擬示波器的系統(tǒng)結構

·        USB虛擬示波器的功能發(fā)展

1、USB接口,免電源;

2、USBXITM標準接口，方便的插入USBXITM機箱中，組成組合儀器

3、更適合于筆記本電腦，生產線維修調整，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、波形數據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等為主的硬件結構。它包含了一個完整的數據獲取、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;局部總線是數據采集系統(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，分別負責通信接口和dsp之間的上行和下行通信。數據采集系統(tǒng)的通信接口可以使用各種方法實現，如pc計算機的io口、存儲器窗口映射、dma等。在本文中，采用usb接口傳輸技術，以達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，數據采集系統(tǒng)中的高速控制電路啟動ad變換器工作，變換后的數據在dsp中，dsp根據pc計算機預先設置的算法計算pc計算機需要的結果，存儲于高速緩存中，并通知pc計算機來取數據，pc計算機取出數據后，重新啟動數據采集，等待觸發(fā)條件的又一次滿足。

數據采集系統(tǒng)與pc計算機的通信協議為被動式協議。在虛擬儀器系統(tǒng)的硬件模塊中，pc計算機完成的功能是提供人機圖形界面以及控制數據采集工作，各種處理算法在dsp中運行，pc計算機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加載運行程序。

usb技術的提出是基于采用通用連接技術實現外設的簡單快速連接，達到方便用戶，降低成本，擴展pc機連接外設范圍的目的，使pc的功能擴展變得非常簡便，并且能最大程度地降低用戶對計算機技術的需求，使所有的外設均成為所謂的“傻瓜”式設備。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)和部件及相應不同的功能，主要有以下優(yōu)點:

(1)終端用戶的易用性;

(2)廣泛的應用性;

(3)同步傳輸帶寬;

(4)靈活性.

usb技術具有開放性，是非贏利性的規(guī)范，得到了廣泛的工業(yè)支持。它在數字圖像、電話語音合成、交互式多媒體、消費電子產品等領域得到了廣泛的應用。

一套完整的虛擬儀器系統(tǒng)的結構一般來說分為四層：

1．測試管理層用戶使用虛擬儀器生產廠商開發(fā)的應用程序，組成自己的一套測試儀器。這是虛擬儀器的優(yōu)點之一，它可以方便地使用戶根據自己的需要，自己的風格建立自己的測試儀器。

2．應用（程序）開發(fā)層由生產商提供的軟件開發(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行深層開發(fā)，以擴展儀器原有的功能。

3．儀器驅動層由生產商開發(fā)，針對不同類型的儀器有不同的驅動程序接口。為給用戶提供方便、易用的儀器驅動程序，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)聯盟，并于推出VISA（Virtu-al Instrument SoftwareArchitecture）標準。

4．I/O 總線驅動層由生產商開發(fā)，用于將不同類型的實際儀器通過相同標準的總線連接起來形成一套完整的測試系統(tǒng)，如得到廣泛應用的VXI（開放式測量系統(tǒng)）總線系統(tǒng)。

1、一機多用。兼具頻譜分析儀，波形記錄儀，波形發(fā)生器，頻率計，電壓表，聲學分析圖示儀，數學相關圖示儀和數字存儲示波器等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。可以記錄當前一屏，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。數據可以導入Word，Excel，Notepad，方便形成報表和利用Excel強大的圖表功能進一步分析。

5、專用刪除數據文件的功能。在線記錄功能產生的數據文件不是單一文件，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。鼠標在波形畫面邊緣可以引發(fā)波形畫面伸縮圖標出現，用戶此時可以拖動伸縮圖標，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,聲學專業(yè)圖,數學相關圖等。

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的具體數值和相對數值。

9、豐富的計算顯示區(qū)。時域波形下方是參數顯示區(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，可以設置該位置的顯示項目和顏色。在線參數可以方便地拷貝到其它文檔。

10、系統(tǒng)參數設置，電腦自動存儲。用戶更可以將測量特定信號的各項設置儲存起來，以備調用。

11、系統(tǒng)在線自動校準功能，保證系統(tǒng)精準。系統(tǒng)會智能調入每臺機器的校準參數。

12、波形在線打印。

13、雙通道同步實時采樣。

14、菜單樣式可變。旋鈕有3D立體風格和平面風格任選。

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，如菜單風格選擇，波形窗口大小直接調節(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，使用戶調節(jié)更直觀。用戶更可以使用微調按鍵來調節(jié)電平位置。

17、豐富的顏色設置，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。可以直接將波形拷貝到Word, Excel等軟件。

20、通道交互數學運算功能。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。用戶更可以方便地使用鼠標來拖動觸發(fā)標識，調節(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，顯示儀器細分型號。

23、體積小，易于攜帶。金屬外殼，抗干擾強。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，從而達到一臺電腦觀測更多通道的目的。

25、軟件持續(xù)改進和升級，USB示波器擁有先進功能。

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

27、100余種自動測量功能, PASS/FAIL Check功能,適于工程應用.

波形平均,余輝,亮度調節(jié),反向,加,減,乘,除,X-Y顯示.

波形數據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，它是測量測控領域的一場革命。將顛覆傳統(tǒng)測量習慣。

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