个人仪器系统构建技术研究

来源 :桂林工学院 桂林理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:winbourbit
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设计和实现了一套个人仪器系统,具体包含一种微弱信号检测仪器和两种电子测量仪器:数字锁相放大器、逻辑分析仪、数字示波器。系统基于虚拟仪器技术,采用PC-DAO结构,硬件上仅包含一个PC机和一块数据采集卡,三种不同的仪器仅靠PC内编写不同软件来体现。发挥虚拟仪器技术的优点,提高了可扩展性、可维护性,减小了实现的难度,降低了成本。 论文第一章为引言部分,简要介绍三种仪器在电子测量技术中的应用及国内外的发展概况。第二章介绍系统总体软硬件结构及各仪器共用的数据采集模块,第三、四、五章分别依次介绍三种仪器的设计、实现以及测试。 第三章介绍了数字锁相放大器的设计和实现。详细介绍了相关器、90度移相器、幅值和相位计算模块、时间常数计算模块、过渡时间及每帧样本数计算模块等其它模块的设计和实现。其中的相关器采用“相乘+平均”结构,减小了系统的复杂性和实现的难度。推导了相关器数学模型,分析了相关器在参考通道分别输入方波或正弦波时,待测信号通道输入各种不同频率正弦波时的性能特点。90度移相器用带附加相移的数字锁相环实现,推导了数字锁相环的数学模型,分析了数字锁相环在不带附加相移以及带有附加相移两种情况下输出信号周期随输入信号周期的变化情况及部分性能特点。并且用NI公司的LabVIEW 8.2软件实现了基于该数学模型的双相锁相放大器。 第四章介绍了逻辑分析仪的设计和实现。详细介绍了模数转换模块、序列触发模块、截取波形模块、设置模块、保存数据及设置模块、读取数据及设置模块、周期及频率测试模块、光标生成模块等的设计和实现。实现了序列触发、手动触发功能,用户可通过移动触发光标实现开始触发、终止触发、中心触发等触发方式。触发级数和通道数均可调。通过开关切换,可以在时序图和状态表之间切换。仪器还提供保存和读取数据及设置的功能。 第五章介绍了数字示波器的设计和实现。详细介绍触发并截取波形模块、波形测试模块、显示模式设置模块、增益及偏移设置模块、保存波形模块、读取波形模块等的设计和实现。提供普通双通道波形图、通道和差波形图及李沙育图三种显示模式。用户可在面板上选择显示模式、设置波形的水平增益和偏移及垂直增益和偏移、通过拖动光标测试波形参数。提供了保存和读取波形数据功能。 第三、四、五章分别介绍了各仪器的测试方法及测试结果。 第六章为结论,介绍系统的特点及不足,以及改进和扩展的方向。
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