NI(National Instruments)示波器板卡是通過LabVIEW或其它編程語言進行控製的測量設備。以下是使用NI示波器板卡進行編程測量的基本步驟和方法。

準備工作

安裝驅動和軟件

安裝NI-SCOPE驅動

安裝LabVIEW或相應編程語言的支持包

安裝NI-DAQmx(如果使用DAQ設備)

硬件連接

將示波器板卡正確安裝到PXI/PXIe機箱或計算機中

連接被測信號到板卡輸入通道

LabVIEW編程方法

基本測量流程

初始化配置

Labview

   NI-SCOPE Initialize.vi

   設置垂直範圍、采樣率、記錄長度等參數

觸發設置

Labview

   配置觸發類型(邊沿、窗口、滯後等)

   設置觸發電平和觸發源

采集數據

Labview

   NI-SCOPE Configure Acquisition.vi

   NI-SCOPE Read.vi

數據處理

Labview

   波形分析(峰值、頻率、RMS等)

   顯示波形(波形圖、XY圖等)

關閉會話

Labview

   NI-SCOPE Close.vi

示例代碼片段

Labview

// 初始化

VISA資源名稱 -> NI-SCOPE Initialize.vi(儀器名稱)

垂直範圍(10.0) -> NI-SCOPE Configure Vertical.vi

采樣率(1e6) -> NI-SCOPE Configure Horizontal Timing.vi

// 觸發配置

觸發類型(邊沿) -> NI-SCOPE Configure Trigger.vi

觸發電平(1.0) -> NI-SCOPE Configure Trigger.vi

// 采集

記錄長度(1000) -> NI-SCOPE Configure Acquisition.vi

NI-SCOPE Read.vi -> 波形數據

// 顯示和分析

波形數據 -> 波形圖

波形數據 -> 幅值測量VI

Python編程方法(使用PyDAQmx或niscope)

安裝必要庫

Bash

pip install PyDAQmx niscope

基本代碼示例

Python

import niscope

import numpy as np

# 初始化會話

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)

    # 配置觸發

    session.configure_trigger_edge(

        trigger_source="0",

        level=1.0,

        slope=niscope.TriggerSlope.POSITIVE)

    # 采集數據

    session.initiate()

    waveforms = session.fetch(record_number=1)

    # 處理數據

    voltage_data = waveforms[0].samples

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

    # 計算測量值

    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")

常見測量任務

電壓測量

峰值、峰峰值、RMS值、平均值測量

時間測量

周期、頻率、上升/下降時間、占空比

頻域分析

FFT變換、頻譜分析、諧波失真測量

多通道測量

同步采集多個通道信號

通道間相位差測量

高級功能

分段存儲

配置板卡進行多段記錄

捕獲間歇性信號

高速流盤

連續采集數據到磁盤

處理長時間記錄

自動化測試

集成到ATE係統

添加通過/失敗判斷

故障排除

無信號顯示

檢查物理連接

驗證輸入阻抗設置

調整垂直範圍和偏移

觸發問題

調整觸發電平

檢查觸發源選擇

嚐試自動觸發模式

信號失真

檢查采樣率是否足夠

驗證探頭補償

檢查輸入範圍設置