虛擬相敏檢波器的設(shè)計(jì)

1、虛擬相敏檢波器的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)目的：1. 熟悉虛擬儀器的編程環(huán)境及數(shù)據(jù)操作中的各圖標(biāo)（端口）。2、了解相敏檢波器的工作原理、組成結(jié)構(gòu)。3、了解相敏檢波器在微弱信號(hào)檢測(cè)中的作用。2. 運(yùn)用LabVIEW 圖形編程語(yǔ)言的強(qiáng)大功能構(gòu)建虛擬儀器相敏檢波器。二、設(shè)計(jì)原理：信號(hào)處理是信號(hào)測(cè)試的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，尤其對(duì)于伴隨高強(qiáng)度噪聲的信號(hào)的處理更是至關(guān)重要。無(wú)論是物理，化學(xué)，生物，還是天文，通信及電子技術(shù)等領(lǐng)域，都存在亟待檢測(cè)的各種微弱信號(hào)，這些信號(hào)單獨(dú)存在的概率相當(dāng)小，往往被噪聲深深覆蓋淹沒。對(duì)于伴隨噪聲的非周期微弱信號(hào)，通常采樣濾波器減小系統(tǒng)的噪聲帶寬，對(duì)于深埋于噪聲中的周期性信號(hào)，則采取鎖相放大法，即使用

2、相敏檢波和低通濾波構(gòu)筑的相敏檢波器對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)。相敏檢波器由移相網(wǎng)絡(luò)，乘法器，積分器，方波參考信號(hào)源(其頻率與檢測(cè)信號(hào)相同)構(gòu)筑而成。移相網(wǎng)絡(luò)的作用是使被測(cè)信號(hào)與方波參考信號(hào)同相，兩種信號(hào)經(jīng)乘法器和積分器運(yùn)算后獲得最大直流分量的全波整流信號(hào)，由于噪聲的隨機(jī)性，與參考信號(hào)同頻同相的概率極小，經(jīng)低通濾波器的積分運(yùn)算后，高頻分量的絕大部分噪聲被濾除，因此，相敏檢波器具有極強(qiáng)的抑制噪聲的功能。相敏檢波器仿真儀程序流程見圖1。圖1 虛擬相敏檢波器程序流程三、所用設(shè)備 計(jì)算機(jī)、LABVIEW 軟件四、設(shè)計(jì)步驟4.1 前面板設(shè)計(jì) 設(shè)置四個(gè)波形顯示器，可同時(shí)觀察方波參考信號(hào)，正弦被測(cè)信號(hào)，正弦波和隨

3、機(jī)噪聲的疊加信號(hào)波形。執(zhí)行四次ControlsGraphWaveform Graph 操作，調(diào)用圖形控件Graph。 設(shè)置一個(gè)輸出顯示型數(shù)字控件，顯示相位差測(cè)量結(jié)果。 設(shè)置四個(gè)數(shù)字控件，用于正弦波和方波發(fā)生器設(shè)置采樣頻率，采樣點(diǎn)數(shù)，信號(hào)頻率。 設(shè)置一個(gè)旋鈕型控件，用它來(lái)控制正弦波和方波信號(hào)的相位差。 設(shè)置一個(gè)開關(guān)型控件，控制儀器的運(yùn)行或關(guān)閉。4.2 虛擬相敏檢波器的運(yùn)行隨機(jī)噪聲圖標(biāo)首先與巴特沃斯高通濾波器連接，濾波器的Low cutoff Freq 預(yù)設(shè)值為100，即濾除隨機(jī)噪聲中頻率小于100 的低頻分量，生成高頻噪聲，爾后與正弦信號(hào)疊加，如圖3(a)所示，疊加后的信號(hào)已不見正弦波的蹤影，它

4、完全被隨機(jī)噪聲籠罩。此時(shí)運(yùn)用巴特沃斯低通濾波器對(duì)疊加信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，低通濾波器的Low cutoff Freq 預(yù)設(shè)值為20，即濾除頻率大于20Hz 的信號(hào)，由于隨機(jī)噪聲頻率是大于100 的高頻信號(hào)，而正弦波的頻率是5Hz，所以疊加信號(hào)通過該級(jí)低通濾波器后，隨機(jī)噪聲基本濾除殆盡，正弦波清晰可見，它與方波信號(hào)進(jìn)行模擬乘法運(yùn)算，得到輸入信號(hào)與參考信號(hào)的和頻分量和差頻分量。最后還須連接一個(gè)巴特沃斯低通濾波器，通過兩次互相關(guān)運(yùn)算，濾除信號(hào)的和頻分量，相敏檢波器最后檢測(cè)的信號(hào)是正弦波和方波信號(hào)的差頻電壓。由于兩種信號(hào)的振幅均為1，則方波參考信號(hào)展開為傅氏級(jí)數(shù): (1)設(shè)正弦波信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為: 則相敏

5、檢波器的輸出電壓為：式中f1 , f2分別是正弦波和方波信號(hào)的頻率, n是諧波數(shù), 分別是正弦波和方波信號(hào)的初相角。4.3.1 正弦波和方波參考信號(hào)同頻同相調(diào)節(jié)虛擬相敏檢波器前面板的模擬電位器，使相位差計(jì)示值為0 度，此時(shí)正弦波和方波參考信號(hào)的頻率均為5Hz,相位也相同，從圖3(a)我們可以清晰地看到虛擬相敏檢波器輸出的是全波整流信號(hào)，幅值為1，而且盈含恒定分量的正極值。在“相敏輸出信號(hào)”的屏幕上我們絲毫看不到隨機(jī)噪聲的蹤跡，隨機(jī)噪聲得到有效抑制。(a)正弦波和方波信號(hào)同頻同相 (b)正弦波和方波信號(hào)同頻反相 (c)正弦波和方波信號(hào)同頻相位差30 度圖3從虛擬相敏檢波器前面板也注意到一個(gè)現(xiàn)象，

6、正弦波和方波參考信號(hào)同頻同相時(shí)，方波相位旋鈕的指針指向-45 度，這意味正弦波相位也滯后45 度，而不是原先的默認(rèn)值0 度，原因是正弦波和隨機(jī)噪聲的疊加信號(hào)通過巴特沃斯低通濾波器時(shí)相位要遷移滯后，這一現(xiàn)象是相頻響應(yīng)引起的相移，其公式是： (4)其中, = 為特征角頻率， Q為等效品質(zhì)因素。4.3.2 正弦波和方波參考信號(hào)同頻反相調(diào)節(jié)電位器，使方波參考信號(hào)與正弦波的相位差示值180 度，此時(shí)兩個(gè)信號(hào)同頻反相，虛擬相敏檢波器的輸出波形仍是全波整流波形，但幅度為-1，盈含恒定分量的負(fù)極值。見圖3(b)。由此證明相敏檢波器也具有鑒相特性。4.3.3 正弦波和方波參考信號(hào)同頻不同相調(diào)節(jié)方波相位電位器，使

7、方波參考信號(hào)與正弦波的相位差示值分別為30 度，如圖3(c)所示。仿真儀輸出的是交流信號(hào)，顯然輸出與兩信號(hào)的相位差具有相關(guān)性，正弦波和方波參考信號(hào)同頻不同相時(shí)虛擬相敏檢波器輸出信號(hào)中的恒定分量為：.4.3.4 正弦波和方波參考信號(hào)不同頻率仿真儀前面板“正弦波頻率”，由原來(lái)的5Hz 上升為30Hz，調(diào)節(jié)“方波頻率”，使其示值為3 Hz，采用以上方法分析虛擬相敏檢波器輸出信號(hào)。五設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容：1、分析相敏檢波器的設(shè)計(jì)原理及其在微弱信號(hào)檢測(cè)中的作用。2、分析采用LABVIEW 設(shè)計(jì)移相器的方法，分析移相器及低通濾波器在相敏檢波中的作用。3、討論采用LABVIEW 設(shè)計(jì)虛擬相敏檢波器的方法，寫出設(shè)計(jì)程

8、序并分析程序功能。4、分析參考信號(hào)（方波）和輸入信號(hào)（正弦波）相位差為90 度時(shí)相敏檢波器輸出信號(hào)。5、分析參考信號(hào)（方波）和輸入信號(hào)（正弦波）頻率不同時(shí)的相敏檢波器輸出信號(hào)。虛擬數(shù)字示波器的設(shè)計(jì)一、電子示波器的工作原理電子示波器的核心部件是陰極射線示波管(CRT)。示波管主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成。電子槍產(chǎn)生電子束，經(jīng)聚焦后高速打在熒光屏上，使得相應(yīng)的部位產(chǎn)生熒光，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)形成的電場(chǎng)，控制電子束打在熒光屏上的位置。涂有磷光物質(zhì)的熒光屏就像畫圖的紙，電子槍產(chǎn)生的電子束就像是一支畫筆，垂直偏轉(zhuǎn)和水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)就像握筆的手，在熒光屏上真實(shí)、直觀地描繪出一幅幅生動(dòng)的波形圖。電子示波器的工

9、作原理如圖1所示。圖1 電子示波器工作原理在不加任何偏轉(zhuǎn)電壓的情況下，電子槍產(chǎn)生的電子束將打在圓形熒光屏的中央位置，形成一個(gè)聚焦的光點(diǎn)。在X 軸偏轉(zhuǎn)板X1、X2 上施加電壓時(shí)，水平電場(chǎng)將使光點(diǎn)在水平方向左、右運(yùn)動(dòng)；在Y 軸偏轉(zhuǎn)板Y1、Y2 上施加電壓時(shí)，垂直電場(chǎng)將使光點(diǎn)在垂直方向上、下運(yùn)動(dòng)；如果X 軸偏轉(zhuǎn)板和Y 軸偏轉(zhuǎn)板上同時(shí)施加電壓，則光點(diǎn)沿X 方向和Y 方向合成運(yùn)動(dòng)的方向偏轉(zhuǎn)，如圖1-1(b)所示，光點(diǎn)顯示的最終位置和X、Y 方向的電場(chǎng)力大小有關(guān)，即。如，設(shè)，示波管X方向和Y方向的偏轉(zhuǎn)靈敏度分別為Sx 和Sy，假設(shè)Sx=Sy=1，則 ，這說(shuō)明光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡是半徑為Um 的圓，以上的分析即為

10、電子示波器的作為X-Y 顯示儀使用的工作原理。如果只是要顯示 Y 軸輸入信號(hào)Uy 的波形，則應(yīng)該在X 軸放大器輸入由示波器內(nèi)部產(chǎn)生的隨時(shí)間t 線形變化的電壓（常用鋸齒波電壓），此電壓也稱為“掃描電壓”這種方式也叫做“掃描”工作方式，是電子示波器最大量使用的工作方式。其原理如圖2 所示。在圖 2 中Y 方向施加正弦波電壓，X 方向施加鋸齒波電壓，假如二者周期相等，則根據(jù)合成運(yùn)動(dòng)的分析，熒光屏上將顯示出如圖2 所示的一個(gè)完整周期的正弦波形。并且由于鋸齒波重復(fù)出現(xiàn)，所以正弦波的第2個(gè)周期、第3個(gè)周期將重疊顯示在熒光屏上相同的位置，形成穩(wěn)定的波形。如果 Y 方向無(wú)任何電壓，只在X 方向施加鋸齒波電壓，

11、則將顯示出一條水平線，稱之為“掃描線”或“基時(shí)線” 。因?yàn)殇忼X波的電壓和時(shí)間成線形關(guān)系，而光點(diǎn)在水平方向的偏轉(zhuǎn)距離又和電壓成線形關(guān)系，所以水平方向的偏轉(zhuǎn)距離就和時(shí)間成線形關(guān)系，這就是說(shuō)在水平方向的單位距離將代表某一個(gè)單位時(shí)間，這就是“時(shí)間基準(zhǔn)”的概念。有了時(shí)間基準(zhǔn)就相當(dāng)于有了一把時(shí)間尺，可以用它去測(cè)量被測(cè)波形的上升、下降時(shí)間、周期等時(shí)間參數(shù)。圖 2 波形顯示原理二、虛擬數(shù)字示波器的設(shè)計(jì)（一）前面板的設(shè)計(jì)前面板程序用來(lái)提供用戶與虛擬示波器的接口，它產(chǎn)生一個(gè)友好的圖形界面，用于顯示測(cè)量和處理的結(jié)果，另一方面，用戶也可以通過控制前面板上的開關(guān)和按鈕，模擬傳統(tǒng)儀器的操作，通過鍵盤和鼠標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬示波

12、器的控制。本文設(shè)計(jì)的虛擬示波器軟面板如圖3所示。圖 3 虛擬示波器前面板這個(gè)前面板上包含了實(shí)時(shí)波形顯示窗口，可以顯示實(shí)時(shí)采樣波形。右上邊的暗框里面可以直接得到采樣數(shù)據(jù)的最大值、最小值、平均值、被測(cè)信號(hào)的頻率。右邊中間部分是信號(hào)調(diào)整部分，它包括x軸調(diào)整和y軸調(diào)整兩個(gè)旋鈕，可以調(diào)整實(shí)時(shí)波形在屏幕上的顯示效果。在顯示頻域波形窗口的右邊是一些按鈕，包括保存波形，打開波形，頻域分析。其中存儲(chǔ)按鈕可以將波形自動(dòng)的以電子表格的形式進(jìn)行保存，并以每天的日期作為文件名稱。另外面板上還有通道選擇框、工作方式和采樣結(jié)束按鈕，用于選擇通道、進(jìn)行波形顯示或打開波形以及結(jié)束采樣。特別注意的是，在這里我們所選用的用來(lái)顯示實(shí)

13、時(shí)波形的窗口的VI 是XY Graph。由于Waveform Chart 和Waveform Graph 的橫坐標(biāo)都是均勻分布的，因而在使用上有一定的限制，例如不能描繪出均勻采樣得到的數(shù)據(jù)。而XY Graph 的輸入數(shù)據(jù)需要包含兩個(gè)一維數(shù)組，并將兩個(gè)數(shù)組組合成一個(gè)簇，使其分別包含數(shù)據(jù)點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)值和縱坐標(biāo)的數(shù)值。（二）程序設(shè)計(jì)1、程序功能劃分根據(jù)示波器的工作原理和設(shè)計(jì)要求，可以將軟件分為以下功能模塊：數(shù)據(jù)采集、波形顯示與控制、參數(shù)測(cè)量、及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與回放等4大模塊。接下來(lái)即可對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，然后將各模塊進(jìn)行程序連接。2、數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集主要包括模擬量的輸入輸出。模擬輸入將是將電壓

14、、電流、溫度、壓力等物理量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并傳遞到計(jì)算機(jī)中的過程；模擬輸出則是將計(jì)算機(jī)中的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電壓（或電流）輸出到各種儀表或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的過程?；贚abVIEW 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)如圖4所示。圖4 基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在此，我們選用的數(shù)據(jù)采集硬件為 PCI-DAQ 數(shù)采卡。為了使數(shù)采卡正常工作，在軟件驅(qū)動(dòng)前必須根據(jù)需要對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行正確的設(shè)置。主要包括：A、模擬信號(hào)輸入主要是設(shè)置信號(hào)的輸入方式：?jiǎn)味诉€是雙端，單極性還是雙極性等。還要根據(jù)輸入信號(hào)幅值和分辨率要求進(jìn)行放大增益設(shè)置。此外，根據(jù)輸入信號(hào)的不同極性設(shè)置合適的量程。B、A/D 轉(zhuǎn)換要設(shè)定信號(hào)輸入的通道號(hào)，還要設(shè)定采樣點(diǎn)數(shù)、采

15、樣速率、采樣結(jié)果的輸出方式（是放在一個(gè)數(shù)組中還是放在一個(gè)緩沖區(qū)內(nèi)）、采樣觸發(fā)方式（外觸發(fā)、定時(shí)觸發(fā)、軟件觸發(fā)）等。C、D/A 轉(zhuǎn)換主要是設(shè)置 D/A 轉(zhuǎn)換后輸出模擬信號(hào)的通道號(hào)以及輸出信號(hào)的幅值、數(shù)值刷新的速率等。以上參數(shù)正確設(shè)置后，就可以利用 LabVIEW 自帶的驅(qū)動(dòng)程序，完成測(cè)試采集任務(wù)。在把模擬信號(hào)連接到采集卡端子上時(shí)，有三種連接方法：（1）差分輸入方式輸入信號(hào)的正負(fù)極分別接入DAQ 設(shè)備的兩個(gè)通道，所有輸入信號(hào)各自有自己的參考點(diǎn)。此種接法能抑制接地回路的感應(yīng)誤差，而且也能在一定程度上抑制接收的環(huán)境噪聲，是較理想的接法。這種測(cè)試系統(tǒng)較適合測(cè)量小于1V 的低電平信號(hào)，且信號(hào)電纜較長(zhǎng)或無(wú)護(hù)

16、套，環(huán)境噪聲較大，任何一個(gè)輸入信號(hào)要求單獨(dú)的參考點(diǎn)等條件。差分輸入方式比單端輸入方式多用一倍的通道。當(dāng)所有的信號(hào)在信號(hào)源可以共享一個(gè)公共參考點(diǎn)，并且信號(hào)的電平值大于1V 的較高電平，輸入電纜較短（一般小于5 米），或有合適的護(hù)套，無(wú)環(huán)境噪聲時(shí)，就可以采用單端輸入方式，單端輸入方式分為參考單端輸入方式和非參考單端輸入方式。（2）參考單端輸入方式參考單端輸入方式用于測(cè)試浮動(dòng)信號(hào)，它把信號(hào)的公共參考點(diǎn)和測(cè)試儀器模擬輸入地連接起來(lái)。（3）非參考單端輸入方式此種方法用于測(cè)試已經(jīng)接地的信號(hào)，因?yàn)樗休斎胄盘?hào)都已經(jīng)接地，所以無(wú)須再和儀器放大器的模擬輸入地連接。信號(hào)連接完成后，就可以使用 LabVIEW 中的

17、數(shù)據(jù)采集VI 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集了。數(shù)據(jù)采集VI 主要完成數(shù)據(jù)采集的控制，包括觸發(fā)控制、通道選擇控制、時(shí)基控制等，其中：（）包括觸發(fā)電平、觸發(fā)斜坡控制；（）通道選擇主要控制單通道或雙通道測(cè)量；（）時(shí)基控制主要控制采集卡采樣率和采樣點(diǎn)數(shù)。數(shù)據(jù)采集模塊可以說(shuō)是虛擬示波器的核心部分，只有將數(shù)據(jù)采集進(jìn)來(lái)以后才能進(jìn)行分析顯示等工作。其實(shí)，數(shù)據(jù)采集就是把外界的模擬電信號(hào)（可能經(jīng)過信號(hào)調(diào)理）通過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，或直接的數(shù)字量變成數(shù)組輸入計(jì)算機(jī)。在 LabVIEW 的流程面板中，在Functions/Data Acquisition/Analog Input 中有所需要的模擬輸入模塊，如圖5 所示。模擬輸入模

18、塊分為 4 類：簡(jiǎn)易VIs、中級(jí)VIs、實(shí)用VIs 和高級(jí)VIs。因?yàn)樵谑静ㄆ髦幸鼓M輸入模塊工作在很高的刷新率下，而且還要其他功能，特別是要使用觸發(fā)功能，所以要使用中級(jí)VIs 來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。下面是對(duì)部分中級(jí)VIs 的一些簡(jiǎn)單介紹。AI Config 模塊，其作用是對(duì)模擬輸入的器件和端口進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)，設(shè)置緩存區(qū)的大小。AI Start 模塊，其作用是開始數(shù)據(jù)采集，同時(shí)，設(shè)置每個(gè)通道的采樣率。這個(gè)模塊還可以設(shè)置觸發(fā)方面的內(nèi)容。不過很可惜，這里設(shè)置的觸發(fā)問題都是硬件觸發(fā)的。AI Read 模塊，其作用是從緩存區(qū)讀入數(shù)據(jù)。這個(gè)模塊同樣也是有觸發(fā)功能的，不過這個(gè)觸發(fā)很像軟件觸發(fā)。圖5 模擬輸入模

19、塊因?yàn)樵诓杉^程中，并不需要對(duì)硬件設(shè)置進(jìn)行調(diào)整，所以也用不到高級(jí)VIs，于是數(shù)據(jù)采集模塊的程序如下：使用AI Config 進(jìn)行硬件的設(shè)置，AI Config 在主循環(huán)的外邊，這也就說(shuō)明在程序運(yùn)行后就不能更改緩存區(qū)的大??；然后是AI Strat 和AI Read，和模擬輸出不同的是，模擬輸出是先將數(shù)據(jù)輸?shù)骄彺鎱^(qū)中，然后再開始轉(zhuǎn)換，而模擬輸入是先進(jìn)行轉(zhuǎn)換再讀入緩存區(qū)。在程序的最后是使用AI Clear 將硬件設(shè)置清除。3、波形顯示與控制模塊在通常情況的示波器中，顯示波形都是利用鋸齒波電壓來(lái)掃描的，鋸齒波在這里提供了一個(gè)時(shí)間的概念，有了鋸齒波，就形成了以時(shí)間為參數(shù)的兩個(gè)參數(shù)方程，一個(gè)是輸入信號(hào)隨時(shí)

20、間變化的方程，另一個(gè)是鋸齒波隨時(shí)間變化的方程，兩個(gè)方程合起來(lái)在就把輸入信號(hào)隨時(shí)間變化的情況變成了隨空間（橫坐標(biāo)）變化的情況。在程序?qū)τ诓ㄐ蔚娘@示過程中，橫坐標(biāo)代表時(shí)間，鋸齒波實(shí)際上就是為每個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)匹配上一個(gè)時(shí)間的坐標(biāo)。當(dāng)然，我們?cè)诓ㄐ伟l(fā)生模塊中有鋸齒波發(fā)生器，但是他們所發(fā)生出來(lái)的是“實(shí)實(shí)在在的鋸齒波” ，而我們所需要的其實(shí)是一個(gè)橫坐標(biāo)，所以這些鋸齒波發(fā)生器在這里使用起來(lái)不是很方便。另外在進(jìn)行雙蹤顯示的時(shí)候，普通示波器只能有一個(gè)縱向掃描電壓和一個(gè)橫向掃描電壓，所以要采用交替斷續(xù)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)雙蹤顯示，還可以使兩個(gè)顯示波形不僅來(lái)自不同的源，同時(shí)還可以用不同的頻率進(jìn)行掃描，完全和兩個(gè)示波器一樣。

21、在前面我們說(shuō)過用于顯示波形的模塊-XY Graph，它是輸入一個(gè)一個(gè)點(diǎn)的二維坐標(biāo)。所以，如果得到了1000個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，那么想讓這1000個(gè)數(shù)據(jù)顯示在控件上就需要提供1000個(gè)橫坐標(biāo)信息。當(dāng)然，鋸齒波發(fā)生器只能用來(lái)作為提供一個(gè)時(shí)間概念，不能用于產(chǎn)生波形。前面我們已經(jīng)說(shuō)過對(duì)于輸入的數(shù)據(jù)波形，用一個(gè)正弦波來(lái)代替。并與用于調(diào)整縱向波形的y 軸調(diào)整按鈕相乘，然后與鋸齒波發(fā)生模塊形成的數(shù)組組合成一個(gè)簇，再在XY Graph 上顯示出來(lái)。這樣我們就可以得到一個(gè)較為簡(jiǎn)單實(shí)用的波形顯示與控制模塊的程序.4 參數(shù)測(cè)量模塊該模塊主要模擬示波器 的參數(shù)測(cè)量功能，完成對(duì)于波形的幅值大小，電壓參數(shù)值和波形的周期、頻率等參

22、數(shù)的測(cè)量并顯示其測(cè)量結(jié)果。具體為，我們先將顯示得到的波形分解為分別為橫向和縱向（即x和y軸）的兩個(gè)數(shù)組，由于幅值、電壓等參數(shù)是與y 軸有關(guān)的，故我們把用于測(cè)量其數(shù)值的VI 與y 軸上的數(shù)組向連。同樣，對(duì)于要測(cè)量的周期、頻率等是與x軸相關(guān)的，我們就將用于測(cè)量周期、頻率的VI 與x 軸相連。5 波形存儲(chǔ)和回放模塊一個(gè)功能模塊在主程序流程中的位置對(duì)模塊程序的編制有很大的影響。首先因?yàn)楣δ苣K不在主程序的關(guān)鍵流程之中，所以可以有不同的位置；然后是它所接受的數(shù)據(jù)組織方式是不同的，對(duì)于不同的組織方式編程是不同的。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與回放模塊就是這樣。如圖3所示的示波器前面板，我們提供了“是否保存”和“是否打開”兩個(gè)

23、按鈕。當(dāng)按下“是否保存”按鈕時(shí)，顯示的波形將以電子表格的形式，根據(jù)每個(gè)點(diǎn)的位置在電子表格中用具體的數(shù)字保存起來(lái)。另外我們還事先設(shè)定了波形的保存路徑，并以每天的日期作為文件名來(lái)保存。其中數(shù)據(jù)文件的格式為首先寫入數(shù)據(jù)序號(hào)，然后加入一個(gè)TAB 定位符號(hào)，接著寫入正弦波幅值數(shù)據(jù)，最后行加上終止符號(hào)。每次循環(huán)將這樣一行的數(shù)據(jù)寫入文件，經(jīng)過由原波形所含有點(diǎn)數(shù)的次數(shù)的循環(huán)，數(shù)據(jù)文件就按照電子表格文件的格式寫好了。因?yàn)楸４娴臅r(shí)候是以鋸齒波所產(chǎn)生的時(shí)間變化為基準(zhǔn)來(lái)保存的，所以在數(shù)據(jù)回放的時(shí)候就只能以保存時(shí)的鋸齒波來(lái)掃描波形。當(dāng)按下“是否打開”按鈕時(shí)，一旦開始讀取波形數(shù)據(jù)操作，立刻就會(huì)彈出一個(gè)讀取數(shù)據(jù)文件對(duì)話框，

24、在該對(duì)話框中可以選擇要讀取數(shù)據(jù)文件的路徑、文件名及文件類型等（我們這里限為電子表格文件）。該對(duì)話框完全仿照Windows 風(fēng)格，操作簡(jiǎn)便，可以很快將所需數(shù)據(jù)讀出。該功能尤其適用于因特殊原因不能實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)，或數(shù)據(jù)對(duì)以后的研究具有重要的參考價(jià)值，此時(shí)可以先把數(shù)據(jù)保存下來(lái)，日后再把原來(lái)保存的數(shù)據(jù)文件讀出來(lái)，這時(shí)讀出的數(shù)據(jù)就和實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)一樣，也能夠進(jìn)行自動(dòng)參數(shù)測(cè)量，頻譜分析等操作。程序中采用的Read From Spreadsheet File VI，在指定了讀取文件的路徑和讀取數(shù)據(jù)的列數(shù)后， VI 可以讀取電子表格文件中的數(shù)據(jù)。需要注意的是Read From SpreadsheetFile VI 默認(rèn)的讀取數(shù)據(jù)定位符號(hào)是TAB，如果在寫電子表格文件時(shí)用了其他的定位符號(hào)，則需要在Read From Spreadsheet File VI 的delimiter