虚拟示波器,电脑USB示波器,是替代台式机的首选

概述:

人类进化经过了猿人类,原始人类,智人类,和现代人类四个阶段,电话的进化从贝尔实验室电话发展到模拟手机,数字手机到现在的智能手机四个阶段,而示波器从电子管,模拟示波器,到数字台式机,到基于PC的示波器四个阶段。基于的示波器也叫虚拟示波器。

北京迪阳世纪科技有限责任公司几款主流USB虚拟示波器指标:

虚拟示波器通常包含四个部分：接触物理世界的探头+高速数据采集器+电脑+虚拟仪器软件，探头是把物理世界的声、光、电信号传到数据采集器对输入的模拟信号进行调理、模数转换、必要时对数据进行缓存；电脑，包括台式、笔记本、平板、手机，是广泛普及的常用工具，具有强大的人机交互功能，包括大屏幕显示（相对于传统示波器的狭小屏幕来说）、鼠标操作、键盘操作、触摸屏操作、声控操作等，和强大的计算能力，包括一个或多个高速CPU、海量的存储空间包括硬盘、网盘、内存等；虚拟仪器软件建立在电脑强大的计算资源和人机交互资源之上，对采集到的数据进行处理、分析、显示，并为用户提供人机交互界面。与传统独立式示波器相比，虚拟示波器具有硬件上的价格优势，主要是因为电脑是大众普及产品，替代了传统仪器的电脑功能，尽管功能强大，但由于市面上每年数十亿台的销量以及广泛的竞争，价格非常便宜。而集成了普通电脑能力的传统示波器的价格是非常昂贵的，可为普通的电脑价格的十倍甚至百倍以上。虚拟示波器的另一个优势是虚拟仪器软件带来的。软件可以提供传统示波器无法提供的灵活性、可扩展性、可升级性。通过软件功能的改变，在同样的硬件基础上可以定义出不同的仪器，多个仪器甚至可以同时使用，而且通过免费升级不断提高软件的功能。因此虽然我们有时仍然称之为虚拟示波器，其实不准确，因为其功能远远超出了常规示波器的范畴，而同时可涵盖包括频谱分析仪、动态信号分析仪、失真分析仪、信号发生、数据记录仪、LCR表、振动分析仪等、逻辑分析仪、协议分析仪、网络分析仪等等多种传统仪器功能。虚拟仪器软件是虚拟示波器的核心部件。一个良好的虚拟仪器软件能最大限度地、最有效地利用电脑本身的强大资源，包括电脑的CPU、内存、硬盘和交互工具。虚拟示波器的设计准则是能用电脑本身的硬件实现的，就无需在数据采集器里复制相同的功能硬件，以最大限度地重复利用资源，减小成本。到目前为止HS5多通道、多功能虚拟仪器软件，是市面上我所看到的最强大的多功能仪器软件，它集合了十多种仪器功能，而且每一个仪器功能都做到了极致，一个好的虚拟仪器软件的功能应能大大超过传统的普通示波器的功能，因为虚拟仪器软件运行于比传统示波器硬件功能强大得多的电脑上，它是现代仪器发展的一种必然趋势。

USB虚拟示波器

由于现代计算机技术的快速发展,基于计算机技术的现代仪器也相应的发展起来，虚拟仪器就是应运而生的产物，在对精度、多通道、稳定性等方面要求高的场合，虚拟仪器将逐渐取代传统仪器。USB 虚拟示波器采用USB接口技术，将计算机强大的计算处理能力和一般硬件仪器的信号采集，控制能力结合在一起，从而实现一般示波器所不能实现的功能和友好的界面。

目录

·        USB虚拟示波器的特点

·        USB虚拟示波器的设计 

·        USB虚拟示波器的USB技术

·        USB虚拟示波器的系统结构

·        USB虚拟示波器的功能发展

1、USB接口,免电源;

2、USBXITM标准接口，方便的插入USBXITM机箱中，组成组合仪器

3、更适合于笔记本电脑，生产线维修调整，便于出差使用。

3、小的尺寸(mm):190(L)x100(W)x40(H) ,便于携带.

4、校准信号输出: 1kHz, VP-P: 2V                            

5、软件支持: WindowsXp,98,Me,NT,Vista,2000,7,8,10 Linux。

6、二次开发库提供Labview\VB\VC\Delphi\CBuilder开发示例提供

7、波形数据可以按时间和电压输出到EXCEL表格。

8、FFT频谱分析、动态信号分析、波形记录、数字多用表。

如下图所示，整个系统采用高速缓存、局部总线、高速dsp等为主的硬件结构。它包含了一个完整的数据获取、处理系统，但是它又是具有测试仪器的特色，这主要表现在模拟放大，增益控制和一系列的高速控制电路;局部总线是数据采集系统的核心，组成系统的各个模块均挂接在局部总线上;高速缓存分为两路，分别负责通信接口和dsp之间的上行和下行通信。数据采集系统的通信接口可以使用各种方法实现，如pc计算机的io口、存储器窗口映射、dma等。在本文中，采用usb接口传输技术，以达到满足较高通信速率的目的。

在规定的触发条件满足时，数据采集系统中的高速控制电路启动ad变换器工作，变换后的数据在dsp中，dsp根据pc计算机预先设置的算法计算pc计算机需要的结果，存储于高速缓存中，并通知pc计算机来取数据，pc计算机取出数据后，重新启动数据采集，等待触发条件的又一次满足。

数据采集系统与pc计算机的通信协议为被动式协议。在虚拟仪器系统的硬件模块中，pc计算机完成的功能是提供人机图形界面以及控制数据采集工作，各种处理算法在dsp中运行，pc计算机对采集卡初始化时除了完成必要的寄存器赋值外，还要为dsp加载运行程序。

usb技术的提出是基于采用通用连接技术实现外设的简单快速连接，达到方便用户，降低成本，扩展pc机连接外设范围的目的，使pc的功能扩展变得非常简便，并且能最大程度地降低用户对计算机技术的需求，使所有的外设均成为所谓的“傻瓜”式设备。usb的规范能针对不同的性能价格比要求提供不同的选择，以满足不同的系统和部件及相应不同的功能，主要有以下优点:

(1)终端用户的易用性;

(2)广泛的应用性;

(3)同步传输带宽;

(4)灵活性.

usb技术具有开放性，是非赢利性的规范，得到了广泛的工业支持。它在数字图像、电话语音合成、交互式多媒体、消费电子产品等领域得到了广泛的应用。

一套完整的虚拟仪器系统的结构一般来说分为四层：

1．测试管理层用户使用虚拟仪器生产厂商开发的应用程序，组成自己的一套测试仪器。这是虚拟仪器的优点之一，它可以方便地使用户根据自己的需要，自己的风格建立自己的测试仪器。

2．应用（程序）开发层由生产商提供的软件开发工具，如NI（NATIONAL INSTRUMENTS）公司的LabVIEW软件，LabWindows/CVI软件。用户可以用这类软件进行深层开发，以扩展仪器原有的功能。

3．仪器驱动层由生产商开发，针对不同类型的仪器有不同的驱动程序接口。为给用户提供方便、易用的仪器驱动程序，泰克公司、惠普公司和美商国家仪器公司等35家国际上最大的仪器公司成立了VXI plug &play系统联盟，并于推出VISA（Virtu-al Instrument SoftwareArchitecture）标准。

4．I/O 总线驱动层由生产商开发，用于将不同类型的实际仪器通过相同标准的总线连接起来形成一套完整的测试系统，如得到广泛应用的VXI（开放式测量系统）总线系统。

1、一机多用。兼具频谱分析仪，波形记录仪，波形发生器，频率计，电压表，声学分析图示仪，数学相关图示仪和数字存储示波器等8大功能。

2、中英文版本，语言可以互相切换。

3、记录存储和回放功能。可以记录当前一屏，也可以记录全程波形。操作记录和回放功能宛如操作电脑DVD。

4、多种记录存储方案。数据可以导入Word，Excel，Notepad，方便形成报表和利用Excel强大的图表功能进一步分析。

5、专用删除数据文件的功能。在线记录功能产生的数据文件不是单一文件，而是系列文件。专用删除功能针对系列文件删除，提升软件的环保程度，用户使用更加方便。

6、画面可以放大和缩小。鼠标在波形画面边缘可以引发波形画面伸缩图标出现，用户此时可以拖动伸缩图标，改变波形画面的高度和宽度。用户也可以通过工具栏来改变波形画面的高度和宽度。波形画面可以存储为JPG文件，也拷贝到Word、Excel。

7、多种专业图形显示，如频谱分析仪，李沙育波形,声学专业图,数学相关图等。

8、频谱分析仪功能。比较一般频谱分析仪，更可以观察和读出频点的具体数值和相对数值。

9、丰富的计算显示区。时域波形下方是参数显示区，可以显示平均值、最大值、最小值、有效值、峰峰值、有效值等。双击显示参数，可以设置该位置的显示项目和颜色。在线参数可以方便地拷贝到其它文档。

10、系统参数设置，电脑自动存储。用户更可以将测量特定信号的各项设置储存起来，以备调用。

11、系统在线自动校准功能，保证系统精准。系统会智能调入每台机器的校准参数。

12、波形在线打印。

13、双通道同步实时采样。

14、菜单样式可变。旋钮有3D立体风格和平面风格任选。

15、快捷工具栏，用户可以自选是否启用工具栏。工具栏包括一些常用的操作，如菜单风格选择，波形窗口大小直接调节。工具栏有中英文操作提示。

16、电压档位列表和电平位置列表，使用户调节更直观。用户更可以使用微调按键来调节电平位置。

17、丰富的颜色设置，图形化操作，线型选择，操作便捷。

18、智能搜索波形。可以持续锁定和跟踪波形，使波形自动显示在合适的位置和合适的时基（频率）。

19、硬拷贝功能。可以直接将波形拷贝到Word, Excel等软件。

20、通道交互数学运算功能。多种工作模式。多种信号耦合方式（AC，DC和GND）。

21、多种触发类型。水平方向（释抑比）和垂直方向（触发电平）的触发位置精确可调。用户更可以方便地使用鼠标来拖动触发标识，调节触发电平和水平触发位置（释抑比）。

22、即插即用，自动搜索和识别仪器，显示仪器细分型号。

23、体积小，易于携带。金属外壳，抗干扰强。无须外接电源，配上手提电脑，野外使用更方便。

24、一带多功能。一台电脑可以同时带多台USB示波器，从而达到一台电脑观测更多通道的目的。

25、软件持续改进和升级，USB示波器拥有先进功能。

26、继承传统仪器的优势，友好的人机界面，如下图，易于操作使用。

27、100余种自动测量功能, PASS/FAIL Check功能,适于工程应用.

波形平均,余辉,亮度调节,反向,加,减,乘,除,X-Y显示.

波形数据可以按时间和电压输出到EXCEL,BMP,JPG.

总之：虚拟示波器，取代台式示波器只是时间问题，它是测量测控领域的一场革命。将颠覆传统测量习惯。

北京迪阳世纪公司作为行业翘楚将不断向市场推出新的产品。其官网：www.pc17.com.cn