虛擬示波器,電腦USB示波器,是替代臺式機的首選

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)化從貝爾實驗室電話發(fā)展到模擬手機,數(shù)字手機到現(xiàn)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(shù)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(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，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(biāo)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(wǎng)盤、內(nèi)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(shù)據(jù)進(jìn)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(chǎn)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(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(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行于比傳統(tǒng)示波器硬件功能強大得多的電腦上，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)代計算機技術(shù)的快速發(fā)展,基于計算機技術(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(jié)合在一起，從而實現(xiàn)一般示波器所不能實現(xiàn)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(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現(xiàn)，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(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計算機預(yù)先設(shè)置的算法計算pc計算機需要的結(jié)果，存儲于高速緩存中，并通知pc計算機來取數(shù)據(jù)，pc計算機取出數(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計算機完成的功能是提供人機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(shù)的提出是基于采用通用連接技術(shù)實現(xiàn)外設(shè)的簡單快速連接，達(dá)到方便用戶，降低成本，擴展pc機連接外設(shè)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(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:

(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。可以記錄當(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)入每臺機器的校準(zhǔn)參數(shù)。

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(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。可以直接將波形拷貝到Word, Excel等軟件。

20、通道交互數(shù)學(xué)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(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。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)：m.dhqcn.com