基于聲卡的虛擬示波器的設計開題報告

1、<p><b>　　畢業(yè)設計開題報告</b></p><p>　　基于聲卡的虛擬示波器的設計</p><p>　　學生姓名： </p><p>　　專 業(yè)： 通信工程 </p><p>　　班 級： </p>

2、<p>　　學 號： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　2012 年 4 月</p><p>　　一 選題的依據(jù)和意義</p><p>　　聲卡也叫音頻卡（港臺稱之為聲效卡）：聲卡是多媒體技術中最基本的組成部分，是實現(xiàn)聲波/數(shù)字信號相互

3、轉換的一種硬件。聲卡的基本功能是把來自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號加以轉換，輸出到耳機、揚聲器、擴音機、錄音機等聲響設備，或通過音樂設備數(shù)字接口使樂器發(fā)出美妙的聲音。</p><p>　　選擇LABVIEW的設計是因為它是虛擬儀器可以實現(xiàn)傳統(tǒng)儀器的大部分功能，而且在許多方面有傳統(tǒng)儀器無法比擬的優(yōu)點，如使用靈活方便、功能豐富、價格低廉、可一機多用、可重復開發(fā)等。選題的意義是因為它與傳統(tǒng)儀器相比虛擬儀器主要有以下幾

4、個優(yōu)點：</p><p>　　一、融合了計算機強大的硬件資源，突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、存儲等方面的限制，大大增強了傳統(tǒng)儀器的功能。</p><p>　　二、利用計算機豐富的軟件資源，節(jié)省了物質資源，增加了系統(tǒng)靈活性，更好的坐到人機交互。</p><p>　　三、基于計算機總線和模塊化儀器總線，使儀器的硬件實現(xiàn)了模塊化、系列化、大大縮小了系統(tǒng)的尺寸，可方便構建

5、模塊化儀器。</p><p>　　四、基于計算機網絡技術和接口技術，使VI系統(tǒng)具有方便、靈活的互聯(lián)能力，廣泛支持諸如CAN，F(xiàn)ield Bus，PROFIBUS等各種工業(yè)總線標準。因此，利用VI技術可方便的構建自動測試系統(tǒng)，實現(xiàn)測量、控制過程的網絡化。</p><p>　　五、基于計算機的開放式標準體系結構。虛擬儀器的硬、軟件都具有開放性、模塊化、可重復使用及互換性等特點。因此，用戶可以根

6、據(jù)自己的需要選擇不同廠家的產品，使儀器系統(tǒng)的開發(fā)更為靈活、效率更高，縮短了系統(tǒng)組建和維修的時間。</p><p>　　二 選題研究的基本內容</p><p>　　本課題的主要工作是首先進行虛擬示波器的整體設計；掌握虛擬儀器的軟件編程環(huán)境LABVIEW的使用；熟悉聲卡的使用，進行示波器硬件模塊的設計；用圖形化編程語言LABVIEW實現(xiàn)虛擬示波器的聲卡設置模塊、觸發(fā)選擇模塊、波形運算模塊、參

7、數(shù)計算模塊、數(shù)據(jù)存儲和回放模塊以及濾波模塊的設計。具體而言，論文包括以下內容：</p><p>　　虛擬數(shù)字存儲示波器的總體設計方案。主要介紹以下幾個方面的內容：編程環(huán)境LABVIEW優(yōu)點以及硬件的選擇；虛擬示波器的分辨能力、帶寬、精度以及采樣技術；對所設計的虛擬示波器的結構、組成和儀器所能實現(xiàn)的功能做了簡單的介紹。</p><p>　　主要介紹虛擬儀器的編程環(huán)境LABVIEW，以及圖形化

8、編程語言的組成：程序前面板、框圖程序、和圖標/連接端口；編程工具；工具模版、控制模版和功能模版；簡述虛擬儀器創(chuàng)建過程，為下面的程序開發(fā)提供了正確的系統(tǒng)開發(fā)順序。</p><p>　　將虛擬示波器的各個模塊在主v1的框圖程序中按照一定的邏輯關系組合起來，并且利用所設計的虛擬數(shù)字存儲示波器系統(tǒng)進行實驗，實現(xiàn)對采樣信號的顯示、存儲、分析等操作，驗證所開發(fā)的虛擬示波器運行可靠。并探討了示波器的功能拓展。</p>

9、;<p>　　三 研究方法及措施</p><p><b>　　1）方法、手段：</b></p><p>　　虛擬儀器由通用儀器的硬件平臺包括信號調理器、數(shù)據(jù)采集卡和應用軟件兩大部分構成。硬件平臺完成被測信號調理與信號采集，即獲取被測信號。軟件平臺完成信號的前期處理以及參數(shù)測量、頻譜分析等功能。被測信號送到信號調理電路，進行隔離、放大、濾波整流后送數(shù)據(jù)采

10、集卡進行A/D轉換，最后由控制軟件對測試信號進行數(shù)據(jù)處理，完成波形顯示，參數(shù)測量，頻譜分析等功能。</p><p>　　2）數(shù)據(jù)采集模塊的設計</p><p>　　數(shù)據(jù)采集模塊式虛擬示波器軟件的核心也是最為關鍵的一個程序模塊，主要完成數(shù)據(jù)采集的控制，數(shù)據(jù)的讀取及數(shù)據(jù)的轉換。這個模塊中應用程序會通過采集卡的驅動程序和硬件進行通信，要發(fā)出各種控制字、參量字到儀器中去，同時又要對硬件的工作狀態(tài)進

11、行判斷和處理，其中數(shù)據(jù)采集卡通過多路開關、A/D轉換新片和數(shù)據(jù)緩存的幾個部件將多通道的模擬信號轉換成數(shù)字信號，然后讀取采樣值。圖1為數(shù)據(jù)采集模塊的程序設計框圖。</p><p>　　圖1數(shù)據(jù)采集模塊的程序設計</p><p><b>　　虛擬示波器功能設計</b></p><p>　　虛擬示波器軟件設計采用的NI公司的虛擬儀器開發(fā)工具LabVI

12、EW。使用LabVIEW開發(fā)平臺編制的虛擬儀器程序VI包括3個部分：程序前面板、框圖程序和圖標/連接器。程序前面板用于設置輸入數(shù)值和觀察輸出量，生成模仿傳統(tǒng)儀器的控制面板。每一個程序前面板都對應著一段框圖程序?？驁D程序用LabVIEW圖形編程語言編寫，類似傳統(tǒng)程序的源代碼。連接器是子程序SubVI被其它VI調用的接口。LabVIEW采用的是自上向下的模塊化編程方法，所生成的各個子程序有利于主程序的設計與實現(xiàn)。這種設計方法可大大減小虛擬儀

13、器開發(fā)的難度，利于儀器開發(fā)人員之間的分工協(xié)作。本次虛擬示波器的設計將參考傳統(tǒng)示波器的功能，并結合虛擬儀器的特點與計算機強大的信息處理能力，在功能上進行擴展，實現(xiàn)波形顯示、存儲和時域、頻域參數(shù)自動測量、顯示、查詢等功能。圖2為虛擬示波器的功能框圖。</p><p>　　圖2 虛擬示波器功能框圖</p><p>　　四、畢業(yè)設計進度及步驟</p><p>　　1-5周，

14、明確畢業(yè)設計任務，完成文獻查閱，完成畢業(yè)設計開題報告。</p><p>　　6-8周，完成課程設計技術方案。</p><p>　　9-12周，按畢業(yè)設計方案開展畢業(yè)設計。</p><p>　　13-17周，完成初稿，完成外文翻譯。</p><p>　　18-19周，完成畢業(yè)設計答辯準備。</p><p><b&g

15、t;　　20周，答辯完成。</b></p><p><b>　　五 參考文獻</b></p><p>　　[1] 陳錫輝，張銀鴻：LABVIEW8.20程序設計從入門到精選。北京清華大學出版社，2007.302</p><p>　　[2] 雷振山：LABVIEW 入門與提高范例教程。中國鐵道出版社，2009.711</p&g

16、t;<p>　　[3] 戴鵬飛，王勝開，王格芳等：測試工程與LABVIEW應用。電子工業(yè)出版社，2006.309</p><p>　　[4] (美)Robert H.Bishop_.Learning With Labview 7 Express_.電子工業(yè)出版社，</p><p><b>　　2005.393</b></p><p&g

17、t;　　[5] 王水魚、李德昌：國外示波器的發(fā)展與趨勢[J],國外電子測量技術。1999,1:45-46</p><p>　　[6] 劉陽：虛擬儀器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]，電子技術應用。1996，4</p><p>　　[7] 賈功賢，劉成康等：基于PC的虛擬儀器的發(fā)展趨勢[J]，電子技術應用。1999，12</p><p>　　[8] 王瑞林：虛擬儀器在我國的應用