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USB示波器性能分析及其開發原理圖

USB示波器，簡單的說就是基于USB總線的高性能虛擬示波器，所以USB示波器也是數字示波器的一種，是利用計算機來顯示示波器的界面、計算機的強大的數字計算和處理能力，將一些硬件設備或者儀器采集過來的信號，通過數字接口也就是USB接口來進行信號的傳輸給計算機，除了可以實現一般示波器的功能之外，還可以實現更多的功能。下面，我們來分析一下這種USB示波器的性能以及USB示波器的開發實現方案。

USB示波器簡介，它有什么性能?

隨著示波器技術以及計算機技術的發展，信號的檢測和分析的精度要求越來越高，一般的示波器相對笨重使用不方便而且精度不高，而現代計算機一般都具有使用靈活，方便的USB接口，因而這種基于USB接口的高性能虛擬示波器就出現在廣大測量行業中。

USB示波器中，適配器是USB示波器的核心，主要是進行信號的測量，PC機將數據進行處理分析和數據用電腦的顯示器來顯示。適配器的組成是由前置放大器與衰減器、A/D變換器，USB界面等，被測量的信號其實是在適配器里進行初步的處理，通過USB接口將數據傳送至PC，PC上運行的相關軟件處理和分析所收到的數據，然后將結果顯示在電腦屏幕上。PC機顯示的示波器的外觀和一般的示波器大同小異，所有面板操作上與一般的示波器毫無分別，在PC機上面則是通過圖形化的界面以及相關的按鈕來實現，用鼠標控制即可。，PC機的大顯示器可以在顯示的信號波形上由完善的圖形用戶界面補足，同時由于PC機的介入，示波器的測量精度也就提高了，因為成為新一代示波器的主流之一。

一般的USB示波器都會具有以下的一些性能特點：

(1)一機多用，同時可以實現數字存儲示波器，波形記錄儀，波形發生器，頻譜分析儀，聲學分析圖示儀，頻率計數學相關圖示儀和電壓電流表等功能。

(2)記錄存儲和回放功能，可以記錄當前一屏，也可以記錄全程波形。

(3)多種記錄存儲方案，數據可以導入WORD，EXCEL，NOTEPAD，方便形成報表和利用EXCEL強大的圖表功能進一步分析。

(4)流線型設計,體積小巧, USB2.0接口,免電源,與臺式示波器類似界面,易于上手.

(5)高刷新率,高采樣率,可以實時采樣，PASS/FAILCheck功能,適于工程應用.

(6)一臺電腦可同時連多臺示波器,輕松擴展通道數.

(7)系統在線自動校準功能,保證系統精準，可以在線打印，硬件拷貝等功能;

(8)即插即用，自動搜索和識別儀器，顯示儀器細分型號。

USB示波器繼承一般的示波器的優勢，并具有友好的人機界面，易于操作使用。USB示波器的性能需要根據不同的信號來看它具體的性能以及可以測量的精度等，感興趣的朋友可以多瀏覽一些相關的文章來學習，當然最好的學習和掌握方法是通過動手來實現的，有可以使用數字示波器的環境的朋友也可以自己去測試下。

關于USB示波器如何開發實現，首先得說一下USB總線接口。usb總線是intel，ibm，nec，微軟等7家著名公司提出的新一代總線技術，支持熱插拔技術，給使用者以極大的方便，通過usb集線器也可以擴充設備(可達127個)，通過電纜連接到計算機，采集卡靠近測試對象提高了電磁兼容性，在標準協議usb1.1中，umb總線的傳輸速率可達1.5-12mb/s，而在規范usb2.0中，速率則可達360mb/s，這樣的速率足以滿足絕大多數測量場合對數據傳輸的要求。

(1)USB示波器的硬件設計就是要完成虛擬示波器的usb物理設備的設計，即usb接口和usb功能設備，包括號調理部分，a/d轉換模塊，邏輯控制模塊，usb接口模塊。USB示波器的硬件部分完全采用模塊化設計方案，使各部分硬件相對緊湊，最終縮小了采集，而且a/d轉換模塊不在計算機內部，可以有效地避免高頻電磁干擾對計算機的影響，也減輕了計算機的負擔，使計算機可穩定、高效的運行。

1)usb接口模塊是這個系統通訊的關鍵，模塊需要完成上位機和a/d轉換模塊的通訊，需要將上位機的指令送到邏輯控制器，還需將轉換結果送入上位機。

2)邏輯控制模塊是整個設備控制的核心，其主要是負責解釋和控制執行主機軟件系統的控制命令和要求，完成設備狀態設置和控制設備完成激勵信號的發出、響應信號的采集等功能。

系統構成

(2)USB示波器的軟件主要完成對虛擬示波器控制、顯示的設計，即對各個模塊的硬件控制，以及用戶界面的設計，虛擬示波器的整體軟件應該采用分層機構，整個控制軟件分為3層，底層物理設備的控制程序，usb設備在pc機上的驅動程序，上位pc機的人機界面軟件，控制軟件的分塊，分層設計使各層軟件相對獨立，只需考慮各層軟件的接口即可，這樣使軟件的設計、編寫較為簡單，運行更為可靠，

軟件結構

通過和實際示波器所測波形進行比較，波形完全反應了實際波形的情況，波形沒有失真，所測各項參數與實際示波器測得的數據相等，且具備了一般示波器所不具備的多通道同時采集、諧波分析的功能。這種USB示波器可以實現一器多用，出了一般示波器的功能還有其他功能來進行數據處理分析，正因為如此才可以得到廣大需要使用示波器的個人、單位、企業、高等院校的青睞。

測量應用

USB示波器是數字示波器的一個最常見的應用之一，通過USB傳輸，也不是串口、并口或者其他的傳說協議來傳說，因為具有一個的通用性。但是示波器還是一個比較貴重的儀器，應用的場合也非常多，作為電子工程師，特別是硬件工程師或者硬件測試類的工程師來說，學習和掌握示波器的使用是提高自身測試能力的方式。信號的采集和測試，信號的測量和傳輸，在現在的工業應用上面，將是一個永久的話題。

關于USB示波器性能分析及其開發實現方法，通過上面的詳細的介紹供大家參考，相信大家也有一定的認識，更多關于示波器、USB示波器、虛擬儀器等文章，敬請關注PC測量測控網：www.pc17.com.cn 虛擬示波器頻道。