基于IVI技术的数字示波器自动校准系统研究

摘要

现代的科研生产中，示波器一直占有非常重要的地位，它能够把电信号转换成人肉眼可以看见的图像，方便人们去研究电信号的各种变化过程。示波器的发展经过了模拟示波器和数字示波器两个阶段。相较模拟示波器，数字示波器因具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等独特优点，因而越来越被广泛的应用于科研生产中，逐渐代替了模拟示波器的角色。
　　由于数字示波器的重要功能和它日益的普及，确保它的计量准确性就成了一个被提上日程的课题。仪器的校准技术最开始源于军方的需要，随着民用市场的发展，仪器校准开始普及，并经历了从手动校准到自动校准的发展，这些都归功于自动测试技术的进步，特别是虚拟仪器的提出和应用。要实现示波器的自动校准，需要对系统中的标准仪器以及示波器进行程序控制，而不同仪器的程控接口不同对这一目标造成难度，本系统利用虚拟仪器技术中的VISA技术，通过提供统一的I/O接口函数，实现了接口无关性。同时，不同厂家示波器的驱动函数不一样，对于系统而言，上位软件需要适应多种示波器的控制接口函数非常困难，这里采用可互换的IVI技术，通过定义类驱动以及对于示波器驱动的规范化，实现本系统对于不同示波器的校准。
　　通过分析示波器的发展历程、计量准确重要性，研究国内外在数字示波器校准方面的成就，结合自己所学智能仪器的知识，提出一套数字示波器自动校准系统方案，实现不同示波器从校准到证书打印的全过程，研究其可行性并最终实现。
　　本文分三个方面进行论述，第一：研究已有的技术发展并由此提出自己的方案，着重介绍示波器校准的技术背景，第二：本文所阐述的系统的搭建过程，包括系统的总体方案，以及其中最重要的接口技术，第三：软件的开发，是本文的重点，因为整个系统实现的自动校准过程，主要是由软件实现的，本文着重论述IVI驱动程序的开发，这也是我的主要工作。

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第一章 绪 论

1.1 概述

1.2 数字示波器的原理和校准系统的探讨

1.3 论文安排

第二章 自动测试技术

2.1 自动测试技术概论

2.2 虚拟仪器技术

2.3 自动测试对校准技术的影响

2.4 本章小结

第三章 示波器校准规范

3.1 示波器型号

3.2 示波器校准项

3.3 示波器校准方法

3.4 本章小结

第四章 自动校准系统的总体设计

4.1 校准系统的需求

4.2 硬件设计

4.3 软件配置

4.4 软件实现

4.5 本章小结

第五章 自动校准系统软件详细设计

5.1 数据库设计

5.2 示波器IVI驱动设计

5.3 FLUKE校准仪驱动设计

5.4 校准功能设计

5.5 本章小结

第六章 系统的验证测试

6.1 软件功能测试

6.2 软件维护

第七章 总结与展望

7.1 本文工作总结

7.2 展望

致谢

参考文献

附录