1. ВВЕДЕНИЕ

Компьютеры в наше время становятся не только вычислительными средствами, они превращаются в универсальные виртуальные измерительные приборы. Устройства на основе персонального компьютера (ПК) – заменят стандартные измерительные приборы: вольтметры, самописцы, осциллографы, магнитографы, спектроанализаторы и другие на систему виртуальных приборов. Такая система будет состоять из компьютера, наличие которого сегодня необходимое условие высококачественных и быстрых измерений, и одной-двух плат сбора данных (ПСД), причем программная часть виртуального прибора может эмулировать переднюю управляющую панель стационарного измерительного устройства. Сама панель, сформированная на экране дисплея, становится панелью управления виртуального прибора. В отличие от реальной панели управления стационарного прибора такая виртуальная панель может быть многократно реконфигурирована в процессе работы. Пользователь виртуального прибора активизирует объект графической панели с помощью «мыши», клавиатуры или прикладной программы.

2. НАЗНАЧЕНИЕ РС. ОПИСАНИЕ НАБОРА РЕШАЕМЫХ ЗАДАЧ.

Назначение: Цифровой запоминающий осциллограф на базе ультрабыстрой платы сбора данных (ПСД) ЛА-н10 и ПК типа IBM PC представляет собой новое направление развития измерительного оборудования. Предназначен для мониторинга (наблюдения), измерения временных и амплитудных параметров, регистрации как случайных (однократных), так и периодических сигналов. Сочетание измерительного устройства и ПК открывает новые возможности, недостижимые автономным устройствам в обработке, сохранении, предоставлении и передаче данных.

3. КРАТКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЗО_01

3.1. Регистрация сигнала.

Параметры входа:

3.1.1. Два однополосных канала.

3.1.2 Входной импеданс: 1МОм & 17пФ.

3.1.3 Диапазоны измеряемых напряжений:

±5В; ±2,5В; ±1В; ±0,5В –модификация ЛА-н10М4

±1В; ±0,5В; ±0,2В; ±0,1В - модификация ЛА-н10М5

3.1.4 Чувствительность - ±1мВ

3.1.5 Защита по входу - ± 12мВ

3.1.6 Открытый или закрытый вход (АС или DC)

3.1.7 Частотный диапазон:

для одиночных сигналов – 50МГц;

для периодических сигналов (-3дБ) – 100МГц;

3.1.8 Частота дискретизации внутренняя от кварцевого генератора:

в одноканальном режиме для первого канала:

(100; 50; 25; … 0,006) МГц

в двухканальном режиме:

(50; 25; 12,5; … 0,003) МГц

Диапазон частот дискретизации задаваемый внешним

источником: 0 – 100 МГц

3.2. Одновременный просмотр всего массива данных на экране

3.3. Установка регулируемых параметров прибора:

- смещение пост. составляющей;

- фронт и уровень синхронизации.

3.4. Синхронизация.

Источник:

по одному из аналоговых каналов;

от внешнего ТТЛ совместимого сигнала;

положительный или отрицательный фронт;

частотный диапазон 100 МГц., Rвх= 1 МОм.

3.5. Сохранение сигнала в памяти:

в одноканальном режиме для первого канала:

64К отсчетов – модификация Б;

256К – модификация А;

в двухканальном режиме:

32К на канал или 128К, соответственно.

3.6. Запись предыстории.

Объем программируется.

3.7. Возможность задания разных частот дискретизации для истории и предыстории.

3.8. Быстрое обновление информации – 20мс, что позваляет использовать данный прибор в качестве обычного осциллографа.

3.9. Система измерительных маркеров.

3.10. Расширение до 16 каналов.

3.11. Программное обеспечение под Windows 3.1; 3.11; 95.

3.12.В комплект поставки входит:

ПСД ЛА – н10, ПО под WIN, ТО и ИЭ два щупа ЛА – HP9100

(1:1; 1:10; земля)

Ниже привожу основные характеристики некоторых ЦЗО

Таблица 3.1.

Сравнительная таблица наиболее распространенных ЦЗО

4. ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА

4.1. Требования к программному обеспечению

Значительный скачек в технологии вычислительных средств позволяет в настоящее время осуществлять построение программных комплексов измерения и анализа временных параметров сигналов на базе ПЭВМ. Для решения задач измерения и анализа параметров и структуры сигнала можно использовать стандартный персональный компьютер, оснащенный дополнительными периферийными приемо – передающими устройствами.

Для работы такого комплекса необходимо программное обеспечение, позволяющее как обрабатывать сигналы, так и управлять оборудованием в режиме реального времени. Известные к настоящему времени программы такого типа (System View и т.д.) рассчитаны на работу с определенным типом аппаратного обеспечения, и для их корректного выполнения необходима работа устаревших однозначных операционных систем. Такие программы, как правило, узкоспециализированы, ограничены лишь приемом сигналов и не имеют функций, позволяющих производить анализ и обработку его параметров.

Известные программы другого типа ( Pspice и др.) , предназначенные для всестороннего анализа радиотехнических систем и сигналов, не позволяют работать с аппаратным обеспечением и не обеспечивают анализ в режиме реального времени. Добиться приемлимой скорости работы не удается, даже применив наиболее мощные процессоры Pentium II с тактовой частотой 450МГц. Важным недостатком является и то, что в них либо отсутствует, либо весьма примитивно представлена обработка в частотной области.

Таким образом, актуальной задачей является разработка программного обеспечения с максимальным быстродействием выполнения основных математических операций, обеспечением пользователя необходимым набором инструментов, позволяющим производить анализ и обработку сигналов как в частотной, так и во временной области. При этом необходимо обеспечить также совместную работу программного обеспечения и дополнительных аппаратных устройств ( АЦП, ЦАП блоков спецпроцессорной обработки сигналов ), а также скомпоновать модули программы в один пакет, обладающий максимальным удобством для пользователя.