個人儀器系統(tǒng)構建技術研究.pdf

1、設計和實現(xiàn)了一套個人儀器系統(tǒng)，具體包含一種微弱信號檢測儀器和兩種電子測量儀器：數(shù)字鎖相放大器、邏輯分析儀、數(shù)字示波器。系統(tǒng)基于虛擬儀器技術，采用PC-DAO結構，硬件上僅包含一個PC機和一塊數(shù)據(jù)采集卡，三種不同的儀器僅靠PC內編寫不同軟件來體現(xiàn)。發(fā)揮虛擬儀器技術的優(yōu)點，提高了可擴展性、可維護性，減小了實現(xiàn)的難度，降低了成本。 論文第一章為引言部分，簡要介紹三種儀器在電子測量技術中的應用及國內外的發(fā)展概況。第二章介紹系統(tǒng)總體軟硬件

2、結構及各儀器共用的數(shù)據(jù)采集模塊，第三、四、五章分別依次介紹三種儀器的設計、實現(xiàn)以及測試。 第三章介紹了數(shù)字鎖相放大器的設計和實現(xiàn)。詳細介紹了相關器、90度移相器、幅值和相位計算模塊、時間常數(shù)計算模塊、過渡時間及每幀樣本數(shù)計算模塊等其它模塊的設計和實現(xiàn)。其中的相關器采用“相乘+平均”結構，減小了系統(tǒng)的復雜性和實現(xiàn)的難度。推導了相關器數(shù)學模型，分析了相關器在參考通道分別輸入方波或正弦波時，待測信號通道輸入各種不同頻率正弦波時的性能特

3、點。90度移相器用帶附加相移的數(shù)字鎖相環(huán)實現(xiàn)，推導了數(shù)字鎖相環(huán)的數(shù)學模型，分析了數(shù)字鎖相環(huán)在不帶附加相移以及帶有附加相移兩種情況下輸出信號周期隨輸入信號周期的變化情況及部分性能特點。并且用NI公司的LabVIEW 8.2軟件實現(xiàn)了基于該數(shù)學模型的雙相鎖相放大器。 第四章介紹了邏輯分析儀的設計和實現(xiàn)。詳細介紹了模數(shù)轉換模塊、序列觸發(fā)模塊、截取波形模塊、設置模塊、保存數(shù)據(jù)及設置模塊、讀取數(shù)據(jù)及設置模塊、周期及頻率測試模塊、光標生成模

4、塊等的設計和實現(xiàn)。實現(xiàn)了序列觸發(fā)、手動觸發(fā)功能，用戶可通過移動觸發(fā)光標實現(xiàn)開始觸發(fā)、終止觸發(fā)、中心觸發(fā)等觸發(fā)方式。觸發(fā)級數(shù)和通道數(shù)均可調。通過開關切換，可以在時序圖和狀態(tài)表之間切換。儀器還提供保存和讀取數(shù)據(jù)及設置的功能。 第五章介紹了數(shù)字示波器的設計和實現(xiàn)。詳細介紹觸發(fā)并截取波形模塊、波形測試模塊、顯示模式設置模塊、增益及偏移設置模塊、保存波形模塊、讀取波形模塊等的設計和實現(xiàn)。提供普通雙通道波形圖、通道和差波形圖及李沙育圖三種顯