NI(National Instruments)示波器板卡是通过LabVIEW或其它编程语言进行控制的测量设备。以下是使用NI示波器板卡进行编程测量的基本步骤和方法。

准备工作

安装驱动和软件

安装NI-SCOPE驱动

安装LabVIEW或相应编程语言的支持包

安装NI-DAQmx(如果使用DAQ设备)

硬件连接

将示波器板卡正确安装到PXI/PXIe机箱或计算机中

连接被测信号到板卡输入通道

LabVIEW编程方法

基本测量流程

初始化配置

Labview

   NI-SCOPE Initialize.vi

   设置垂直范围、采样率、记录长度等参数

触发设置

Labview

   配置触发类型(边沿、窗口、滞后等)

   设置触发电平和触发源

采集数据

Labview

   NI-SCOPE Configure Acquisition.vi

   NI-SCOPE Read.vi

数据处理

Labview

   波形分析(峰值、频率、RMS等)

   显示波形(波形图、XY图等)

关闭会话

Labview

   NI-SCOPE Close.vi

示例代码片段

Labview

// 初始化

VISA资源名称 -> NI-SCOPE Initialize.vi(仪器名称)

垂直范围(10.0) -> NI-SCOPE Configure Vertical.vi

采样率(1e6) -> NI-SCOPE Configure Horizontal Timing.vi

// 触发配置

触发类型(边沿) -> NI-SCOPE Configure Trigger.vi

触发电平(1.0) -> NI-SCOPE Configure Trigger.vi

// 采集

记录长度(1000) -> NI-SCOPE Configure Acquisition.vi

NI-SCOPE Read.vi -> 波形数据

// 显示和分析

波形数据 -> 波形图

波形数据 -> 幅值测量VI

Python编程方法(使用PyDAQmx或niscope)

安装必要库

Bash

pip install PyDAQmx niscope

基本代码示例

Python

import niscope

import numpy as np

# 初始化会话

with niscope.Session("PXI1Slot2") as session:

    # 配置采集

    session.configure_vertical(range=10.0, coupling=niscope.VerticalCoupling.DC)

    session.configure_horizontal_timing(sample_rate=1e6, record_length=1000)

    # 配置触发

    session.configure_trigger_edge(

        trigger_source="0",

        level=1.0,

        slope=niscope.TriggerSlope.POSITIVE)

    # 采集数据

    session.initiate()

    waveforms = session.fetch(record_number=1)

    # 处理数据

    voltage_data = waveforms[0].samples

    time_data = np.arange(len(voltage_data)) / 1e6

    # 计算测量值

    peak_to_peak = np.ptp(voltage_data)

    rms = np.sqrt(np.mean(voltage_data**2))

    print(f"峰峰值: {peak_to_peak:.3f} V")

    print(f"RMS值: {rms:.3f} V")

常见测量任务

电压测量

峰值、峰峰值、RMS值、平均值测量

时间测量

周期、频率、上升/下降时间、占空比

频域分析

FFT变换、频谱分析、谐波失真测量

多通道测量

同步采集多个通道信号

通道间相位差测量

高级功能

分段存储

配置板卡进行多段记录

捕获间歇性信号

高速流盘

连续采集数据到磁盘

处理长时间记录

自动化测试

集成到ATE系统

添加通过/失败判断

故障排除

无信号显示

检查物理连接

验证输入阻抗设置

调整垂直范围和偏移

触发问题

调整触发电平

检查触发源选择

尝试自动触发模式

信号失真

检查采样率是否足够

验证探头补偿

检查输入范围设置