基于LabVIEW的虚拟存储示波器设计

黄昆 唐宇 吴婷益 汤小龙

摘要：以计算机、USB4716数据采集卡作为硬件平台，利用LabVIEW虚拟仪器软件开发平台，通过前面板设计和程序框图设计，设计了一个虚拟存储示波器，实现数据采集、显示、分析、处理、存储和回放等功能。

关键词：LabVIEW;USB4716;虚拟存储示波器

1.引言

虚拟仪器属于第四代仪器，是目前仪器仪表发展的一个重要方向。示波器在科学研究和工程设计中广泛应用。本文基于虚拟仪器技术，开发一种新型示波器——虚拟数字存储示波器，通过USB4716采集卡完成数据采集，借助于LabVIEW软件实现数据显示、分析、处理和存储等功能。

2.系统整体设计方案

系统整体设计方案如图1所示。系统硬件主要由计算机和USB4716数据采集卡组成。系统软件主要利用LabVIEW软件平台进行前面板设计和程序框图设计，编程实现数据采集、仿真信号、参数测量、波形显示、频谱分析、波形存储，波形回放等模块。

3.前面板设计

前面板设计包括示波器显示、频谱分析、波形回放三大部分。

示波器显示前面板按照功能划分区域，包括波形显示、电源开关、双通道选择、仿真信号设置、垂直位移调整、水平位移调整，示波器参数分析等模块，如图2所示。

频谱分析前面板包括CH1或CH2通道的选择模块和存储模块。

波形回放前面板按PNG文件格式进行存储，再读取相应存储文件。当点击回放波形按钮时，实现波形回放显示。

4.程序框图设计

程序框图设计主要包括信号的采集、信号发生、输入信号选择、时基控制與示波器显示、参数测量、频谱分析、波形存储、波形回放等多个模块。主要采用了while循环结构、条件结构、DAQ助手、FFT函数、信号处理VI、信号分析VI、图片函数、波形分析VI等来实现，如图3所示。

5.结束语

本文基于LabVIEW和USB4716数据采集卡进行虚拟存储示波器设计。利用USB4716数据采集卡采集输入信号，通过LabVIEW进行前面板设计和程序框图设计，实现了虚拟示波器的采集外部数据、波形显示、参数分析、波形存储和波形回放等功能。经过程序运行调试，本设计实现了主要功能。

参考文献

[1]张军，黄昆，鲁玉梅等.基于LabVIEW和声卡的数据采集分析系统设计[J].科技视界，2018，235（13）：172-173.

[2]黄昆，谭钧剑，郝小江.基于USB4716的虚拟信号处理仪设计[J].计算机与网络，2015，41（11）：73-75.

[3]王俊峰，黄昆，吴丽丽等.基于LabVIEW的储液罐状态监控系统设计[J].科技视界，2019，277（19）：187-167.

作者简介：黄昆，1975.1，男，汉族，四川省眉山市，硕士，副教授，研究方向：测控技术及应用。

基金项目：项目来源：攀枝花学院省级大学生创新创业训练计划项目，项目名称《基于USB4716的虚拟存储示波器设计;基于LabVIEW的车速实时检测与分析系统设计》，项目编号（201811360061;S201911360064）。