虚拟示波器设计
众所周知，虚拟仪器技术的诞生掀起了仪器仪表开发的一场革命。它将硬件软化，节省了大量硬件研制成本，大大缩短了仪器设备的开发周期。因此，一直受到测控领域人士的青睐。在虚拟示波器的设计中，我们采用Labwindows/CVI 来进行设计与开发。Labwindows/CVI是由美国National Instrument公司（美国国家仪器公司，NI）推出的进行虚拟仪器设计的交互式C语言开发平台。它将功能强大、使用灵活的C语言与用于数据采集分析和现实的测控专业工具有机的结合起来，为熟悉C语言的开发人员建立检测系统、自动测试环境、数据采集系统、过程监控系统、虚拟仪器等提供了一个理想的软件开发环境。与一般虚拟示波器不同，传统的虚拟示波器数据来源是通过A/D采样而获得的，网络虚拟示波器是通过数据网络来获取数据的，其自身不存在A/D采样波形失真的问题，从而消除了A/D采样对示波器频带造成的瓶颈。根据网络化虚拟示波器的特点，我们设计出了如图2所示的网络虚拟示波器。
图2 网络虚拟示波器
在网络虚拟示波器控制程序中，我们使用了多线程技术，以保证波形显示的稳定、可靠。多线程技术是指，将数据获取和波形显示分别在两个不同的线程中进行，即控制程序在一个线程中进行波形显示的同时，在另一线程中进行数据的采集。这样，既保证数据采集的可靠性，又保证了波形显示的真实稳定。需要指出的是，数据采集频率fs直接影响示波器的频带。根据香浓采样定律，网络虚拟示波器的频带应小于fs/2。因而，数据采集频率fs的大小将直接影响到示波器频带的宽窄。此外，为了消除波形显示的闪烁和抖动，我们在控制程序中开辟了两个缓冲区。其目的是在波形显示时，两个缓冲区的数据进行交替显示，这样就消除了波形显示过程中的闪烁和抖动。网络虚拟示波器控制流程如图3所示。