虚拟示波器是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。
灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面,模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成,标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。
虚拟仪器技术就是用户自定义的基于PC技术的测试和测量解决方案,其4大优势在于:性能高、扩展性强、开发时间少,以及出色的集成功能。
性能高
虚拟仪器技术是在PC技术的基础上发展起来的,所以完全“继承”了以现成即用的PC技术为主导的最新商业技术的优点,包括功能超卓的处理器和文件I/O,使您在数据高速导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的分析。此外,当前正蓬勃发展的一些新兴技术(如多核、PCI Express等)也成为推动虚拟仪器技术发展的新动力,使其展现出更强大的优势。
扩展性强
NI的软硬件工具使得工程师和科学家们不再圈囿于固有的、封闭的技术之中。得益于NI软件的灵活性,只需更新您的计算机或测量硬件,就能以最少的硬件投资和极少、甚至无需软件上的升级即可改进您的整个现有系统。在利用最新科技的时候,您可以把它们集成到现有的测量设备,最终以较少的成本加速产品上市的时间。
高效开发
在驱动和应用两个层面上,NI高效的软件构架能与计算机、仪器仪表和通讯方面的最新技术结合在一起。NI设计这一软件构架的初衷就是为了方便用户操作的同时,还提供了高灵活性和强大的功能,使您轻松地配置、创建、发布、维护和修改高性能、低成本的测量和控制解决方案。
集成
虚拟仪器技术从本质上说是一个集成的软硬件概念。随着产品在功能上不断地趋于复杂,工程师们通常需要集成多个测量设备来满足完整的测试需求,而连接和集成这些不同设备总是要耗费大量的时间。NI的虚拟仪器软件平台为所有的I/O设备提供了标准的接口,帮助用户轻松地将多个测量设备集成到一个系统之中,减少了任务的复杂性。
虚拟示波器使用注意事项
虚拟示波器因具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等独特优点,其使用日益普及。由于虚拟示波器与模拟示波器之间存在较大的性能差异,如果使用不当,会产生较大的测量误差,从而影响测试任务。
区分模拟带宽和数字实时带宽
带宽是示波器最重要的指标之一。模拟示波器的带宽是一个固定的值,而虚拟示波器的带宽有模拟带宽和数字实时带宽两种。虚拟示波器对重复信号采用顺序采样或随机采样技术所能达到的最高带宽为示波器的数字实时带宽,数字实时带宽与最高数字化频率和波形重建技术因子K相关(数字实时带宽=最高数字化速率/K),一般并不作为一项指标直接给出。从两种带宽的定义可以看出,模拟带宽只适合重复周期信号的测量,而数字实时带宽则同时适合重复信号和单次信号的测量。厂家声称示波器的带宽能达到多少兆,实际上指的是模拟带宽,数字实时带宽是要低于这个值的。例如说TEK公司的TES520B的带宽为500MHz,实际上是指其模拟带宽为500MHz,而最高数字实时带宽只能达到400MHz远低于模拟带宽。所以在测量单次信号时,一定要参考虚拟示波器的数字实时带宽,否则会给测量带来意想不到的误差。
有关采样速率
采样速率也称为数字化速率,是指单位时间内,对模拟输入信号的采样次数,常以MS/s表示。采样速率是虚拟示波器的一项重要指标。
如果采样速率不够,容易出现混迭现象
如果示波器的输人信号为一个100KHz的正弦信号,示波器显示的信号频率却是50KHz,这是怎么回事呢?这是因为示波器的采样速率太慢,产生了混迭现象。混迭就是屏幕上显示的波形频率低于信号的实际频率,或者即使示波器上的触发指示灯已经亮了,而显示的波形仍不稳定。有如下几种方法可以简单地防止混迭发生:
1.调整扫速;
2.采用自动设置(Autoset);
3.试着将收集方式切换到包络方式或峰值检测方式,因为包络方式是在多个收集记录中寻找极值,而峰值检测方式则是在单个收集记录中寻找最大最小值,这两种方法都能检测到较快的信号变化。
4.如果示波器有Insta Vu采集方式,可以选用,因为这种方式采集波形速度快,用这种方法显示的波形类似于用模拟示波器显示的波形。
采样速率与t/div的关系
每台虚拟示波器的最大采样速率是一个定值。
但是,在任意一个扫描时间t/div,采样速率fs由下式给出:
fs=N/(t/div) N为每格采样点
当采样点数N为一定值时,fs与t/div成反比,扫速越大,采样速率越低。使用虚拟示波器时,为了避免混迭,扫速档最好置于扫速较快的位置。如果想要捕捉到瞬息即逝的毛刺,扫速档则最好置于主扫速较慢的位置。