单片机与DSP中的一种基于高速数据采集卡的虚拟示波器开发
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2020-12-13
10:04:30
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单片机与单片机与DSP中的一种基于高速数据采集卡的虚拟示波器开发中的一种基于高速数据采集卡的虚拟示波器开发
一种基于高速数据采集卡的虚拟示波器开发 摘 要：本文基于PCI接口的CS 82G高速数据采集卡和Visual
C++编程工具，开发了一种快速的虚拟示波器试验系统，实现了高速数据的采集和动态波形的显示，并具有频谱
分析和数字滤波功能。 关键词：虚拟示波器；数据采集；CS 82G 引言 虚拟仪器以通用计算机作为系统控制
器，各种复杂测试功能、数据分析和结果显示都完全由计算机软件完成，在很多方面较传统仪器有无法比拟的
优点。 本文在带有PCI总线接口的CS82G高速数据采集卡和Visual C++编程工具的基础上开发的快速虚拟示波
器试验系统，集成了波形采集、数据分析、输出、显示等多种功能。
一种基于高速数据采集卡的虚拟示波器开发
摘 要：本文基于PCI接口的CS 82G高速数据采集卡和Visual C++编程工具，开发了一种快速的虚拟示波器试验系统，实现了
高速数据的采集和动态波形的显示，并具有频谱分析和数字滤波功能。
关键词：虚拟示波器；数据采集；CS 82G
引言
虚拟仪器以通用计算机作为系统控制器，各种复杂测试功能、数据分析和结果显示都完全由计算机软件完成，在很多方面较传
统仪器有无法比拟的优点。
本文在带有PCI总线接口的CS82G高速数据采集卡和Visual C++编程工具的基础上开发的快速虚拟示波器试验系统，集成了波
形采集、数据分析、输出、显示等多种功能。同时，为保证数据采集和波形显示的实时性，设计中还采用了多线程技术。
虚拟示波器的系统组成
系统组成
本虚拟示波器系统主要由数据采集卡、计算机和专用的软件组成。 其中数据采集卡完成对输入测量信号的调理采集、缓存，
并通过计算机PCI总线送入内存；计算机在应用程序控制下，对数据进行处理、运算，最后完成各种电量测试并在屏幕上用图
形或数据形式显示。这一切均可在人机交互方式下完成。
数据采集卡的硬件结构
本虚拟示波器采用的是Gage公司的CS 82G高速数据采集卡。其硬件结构框图如图1所示。
该数据采集卡是一个具有两个模拟量输入通道的标准的PCI总线插卡，卡上集成的两个高速8位ADC，最高工作频率高达1
GHz，在单通道工作模式下，两个ADC同时投入工作，分别在脉冲的上升沿和下降沿进行转换，所以最高采样频率可以达到
2GHz。全卡的功能电路由数字控制逻辑电路统一控制。卡上配置有16MB的高速存储器，解决了高采样率和相对较低的PCI总
线数据传输速率的匹配问题。
在使用之前必须对采集卡的硬件进行配置,这些控制程序用到了相应的底层DAQ驱动程序。通过采集卡自带的DLL，可以在程
序中灵活地对硬件输入阻抗、输入电压范围、放大器增益大小、采样频率、每次采样点数等参数进行控制。
模拟信号经同轴电缆进入采集卡的输入通道后，经过前置滤波电路、衰减电路、可变增益的放大电路，将信号处理成ADC可
以处理的标准电平，经过A/D采样量化转化成计算机可以处理的数字信号并缓存到存储器。该采集卡支持软件通过PC机的PCI
总线接口控制模拟通道的阻抗匹配、放大器的增益选择、启动ADC及转换结束的识别，并允许将采集数据以DMA方式传输到
计算机内存，同时对数据信号进行分析处理、显示、存储及打印输出。
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