虚拟双通道数字示波器的软件结构如下图所示。
在信号采集时,信号格式设置为“stereo.16bit”,从而实现16位转换精度的双通道输入。采样频率视所要观察的信号频率而定;缓存器容量要设为2的倍数,以提高计算机运算效率,每通道采样点数=缓存器容量/4。采样所得信号为二维数组,要先将其转换成一维数组,然后再分离成两个通道的信号。信号数据经精度转换后,一方面用于数值显示,另一方面生成波形,由示波器显示。由于声卡通道的差异,对采集信号的放大倍数不同,因此需要对两通道数据进行不同的处理。
3、性能测试与分析
通过以上软件编程,就可以让计算机生成所希望的理想数字信号(如前面板示波器所示),然后再通过声卡输出供我们使用的模拟信号。而需要测量的信号由声卡输入,经转换和处理后以数组和波形两种方式同时显示。
作为虚拟仪器的唯一硬件设备,声卡的质量完全决定了信号发生器和示波器的性能指标。声卡的输入输出形式(是否可以输出数字信号)、量程、转换精度(8bit,16bit或者更高)、动态响应能力、抗干扰能力等都直接影响到输出信号和采集信号的品质。下面是以一款普通低档声卡(CreativeSBAudioPCICT4730)作为输出设备,对虚拟信号发生器和数字示波器有关性能指标进行的测试分析。
测试校验设备为:数字万用表(HP34401A,51/2位),数字示波器(TektronixTDS380),信号发生器(TektronixAFG380)和ADLINK采集卡PCI-9118。