我們知道，現(xiàn)在的數(shù)字示波器可以準確捕獲各種周期信號、非周期信號，數(shù)字示波器已成為科研實驗和工程項目中各類信號采集、記錄和分析的最主要設(shè)備之一。由于很多情況下，需要把數(shù)字示波器采集到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理和分析，最終完成遠程的自動測試和分析的需求。因此對示波器進行遠程自動控制，實現(xiàn)對示波器的各項功能的自動操作和對數(shù)據(jù)的處理已成為很多科研實驗和工程項目必需的環(huán)節(jié)。最近，我經(jīng)常接到很多工程師的詢問有關(guān)如何控制示波器的電話。下面就來談?wù)?strong>計算機控制示波器的步驟和方法，并利用實例進行分析和講解。

1. 系統(tǒng)硬件構(gòu)架



圖1   系統(tǒng)硬件構(gòu)架圖

計算機通過GPIB或 LAN(網(wǎng)口)與示波器建立連接來控制示波器，其系統(tǒng)的硬件構(gòu)架圖見圖1。

2. 系統(tǒng)軟件構(gòu)架

 

圖2    系統(tǒng)軟件構(gòu)架圖

圖2是計算機控制示波器的系統(tǒng)軟件構(gòu)架圖，整個軟件開發(fā)以及軟件開發(fā)后的運行環(huán)境都在Windows操作系統(tǒng)平臺上。編寫的應(yīng)用程序通過TekVISA來控制示波器。

3. 計算機控制示波器步驟實例(以LAN口控制為例，開發(fā)軟件：LabVIEW)

下面針對計算機如何編程控制示波器的步驟進行詳細的說明。

3.1 開發(fā)軟件的選取

市場上最流行的分析和開發(fā)軟件很多，有VC/VC++、VB/VBA、Matlab、LabVIEW、LabWindow CVI等開發(fā)軟件，根據(jù)個人的愛好和對某個軟件的熟悉程度來選用。

3.2 安裝驅(qū)動程序

TekVISA 是Tektronix 公司開發(fā)的VISA 庫，可以去泰克的網(wǎng)站上免費下載。如果是其他公司的示波器，也可以使用TekVISA 軟件。TekVISA 運行后，會自動尋找網(wǎng)絡(luò)上連接的LAN 和GPIB接口設(shè)備，同時顯示在提示框中，見圖3，根據(jù)不同的IP 地址，可以區(qū)別不同的儀器設(shè)備。

 
圖3 TekVISA 自動尋找儀器界面

3.3 控制接口的選取

計算機與示波器建立連接的接口有很多，主要有GPIB、 LAN、 USB等接口。

a．.LAN   [TCPIP::192.168.0.188::INSTR]

b.  GPIB   [GPIB0::1::INSTR]

c.  USB   [USB::0X1234::125::A22-5::INSTR](DPO4K/3K/AFG3K)

3.4   .示波器和PC的基本設(shè)置(以LAN口為例)

a.設(shè)置示波器的IP地址，例如: 192.168.0.168

b.設(shè)置PC的IP地址，例如: 192.168.0.188

c.關(guān)閉示波器和PC的Windows和殺毒軟件的防火墻

3.5 啟動TekVISA并進行相關(guān)設(shè)置

a．把示波器的通信接口改為LAN，下圖4.


圖4  示波器的通信接口改為LAN

b．打開PC上的TekVISA Instrument Manager，見圖5和圖6，查看PC和示波器是否建立了連接和是否找到了示波器。



3.6 啟動LabVIEW開始編寫控制程序

a.   啟動LabVIEW，并打開labview的Front Panel，編寫相關(guān)的軟件操作界面，見圖7。


圖7  LabVIEW控制示波器軟件操作界面

b.打開labview的Block Diagram編程界面進行編寫控制示波器的程序。

c.創(chuàng)建對象，見圖8.


圖8

d. 設(shè)置示波器參數(shù)，根據(jù)實際測量需求以及后續(xù)數(shù)據(jù)處理的要求，設(shè)置示波器采集模式、示波器的通道、垂直分辨率、采樣率、觸發(fā)類型、記錄長度等參數(shù)，以及相應(yīng)測量參數(shù)。圖9是設(shè)置示波器自動測量頻率，圖10自動讀取示波器的測量數(shù)值。



e.示波器滿足觸發(fā)條件后，采集數(shù)據(jù)，并把采集的數(shù)據(jù)顯示在軟件界面上。見圖11和圖12。



這樣， 一個完整的LabVIEW控制示波器的程序就編寫完畢 ，工程師還可以根據(jù)自己的應(yīng)用需求加上數(shù)據(jù)處理部分 。