1 软件概述

极合波形分析系统主要是针对PC示波器系列产品开发的上位机操作软件，实现了传统示波器，录波仪，功率计，信号发生器等功能。

1.1 软件功能描述

极合波形分析系统兼容多种不同硬件设备，实现传统示波器的计数器、占空比、频率、周期、上升时间、下降时间、正宽度、负宽度、平均、振幅、最大、最小、峰-峰值、RMS等量测功能；也有更多复杂的自定义测量（0:从前向后上升沿,1:从后向前上升沿,2:从前向后下降沿,3:从后向前下降沿,4:过冲恢复时间,5:低冲恢复时间,6:最大值,7:最小值,8:最大-最小,9:最大过冲恢复时间,10:最大低冲恢复时间,11:从前向后上升沿-基准,12:从后向前上升沿-基准,13:从前向后下降沿-基准,14:从后向前下降沿-基准,15:交流最大值,16:交流最小值,17:交流最大-最小,18:交流最大值-基准,19:交流最小值-基准,20:交流最大-最小-基准,21:交流过冲,22:交流低冲）功能。

• 录制波形数据功能，记录整个测试过程，所有采集到的原始数据存储到指定的路径，软件可以将所有数据重新载入，方便分析处理问题。

• 功率计功能，实现常规数据测量分析以及高阶FFT分析。

• 信号发生器功能，生成各种标准波形及自定义信号波形.

• 极合波形分析系统可以安装在普通PC电脑，数据采集配置高采样率示波器设备，采样精度由硬件设备决定，数据处理性能主要由电脑决定，并能够自动分析波形数据。界面操作简单。

• 支持SCPI通讯指令，采用串口或TCP/IP与第三方软件通讯，实现自动测试测量功能。

1.2 软件优点

• 系统操作简单，一键测试；

• 通过RS232或TCP/IP接口与第三方软件通讯，稳定、速度快、抗干扰性强；

• 具有多种测试测量功能，简化项目开发；

• 软件自动记录采集数据，便于查看历史测试数据。

2 硬件设备介绍

2.1 示波器

极合波形分析系统是以高速采样的硬件设备为基础，提供的PC示波器为紧凑型设备，通道有2,4,8通道数量可供选择，这些设备用于取代耗费数倍价格的传统台式机型并提供更卓越的性能。

PC示波器所提供的优点：

• 便携性：设备随身携带，并可将其插入任何Windows PC。

• 性能：业界领先的高精度低失真输入，高达8-16 位的分辨率，最多可存储 256 M 样品的大型缓冲器，快速 USB 3.0 或 USB 2.0 接口。

• 灵活性：可用作示波器、频谱分析仪、高性能信号发生器（所选型号）或高速数据采集接口。

• 可编程性：借助API函数，您可以用您选择的编程语言编写您自己的程序，从而控制示波器的各种功能。

• 长期支持：可从网站下载软件升级，可以继续在产品的使用寿命期内免费使用服务。

• 物有所值：您无需额外花费去获得您计算机已经拥有的所有功能，示波器中装有您所需的专用硬件，无需额外添置。

• 便利性：软件充分使用大显示屏、存储设备、用户界面以及您计算机中内置的网络。IEPE 功能：双通道 IEPE（集成电子压电）型号可使您无需使用外置 IEPE 电源，即可与加速度计与麦克风等行业标准传感器连接。

2.2 SIA-20W5M功率放大器产品说明书

SIA功率放大器系列直流功率放大器使用进口集成器件，全频段放大：正弦波、方波、脉冲波、锯齿波、反向锯齿波、三角形波、心电图波、马鞍波和噪音波等各种信号波形，最大输出信号幅度28Vpp(正负14V)。

• 最大可放大正弦波信号频率范围：DC-5MHz；

• 低失真、高精度信号放大，兼容所有DDS信号源；

• 最大输出信号幅度28Vpp（±14V）;

• SIA-20W5M 最大输出电流：1000mA，最大输出功率20W；

• 放大倍数X2、X4两档可选；

• ≥500V/us压摆率；

• 单路 DC15V电源供电；

• 输入阻抗：10KΩ；

• 精美铝合金外壳，散热能力强，稳定可靠；

• 可放大的信号：函数信号以及任意波形信号；

• 体积小，携带方便，单一电源供电，方便户外使用。

SIA系列产品主要应用场合：

• 电子测试与设计

• 传感器仿真及测试

• 功率器件及电路驱动

• 超声波换能器驱动

• 中频设备驱动

• 医疗美容器械驱动

• 压电元器件筛选及测试

• 电子实训室实验台

• 教育及培训

• 无线遥感和探测设备信号放大

该系列产品是电子工程师、实验室、生产线及教学、科研的理想设备，同时也可作为工业设备的配套模块使用。SIA系列功率放大器兼容市场上所有函数/任意波形信号发生器。

3 软件功能详解

3.1 软件主界面

软件界面由波形显示窗口和参数设置两部分组成，波形显示窗口根据通道参数决定。

参数设定分为6个页面：设置、记录、通讯、信号/功率计；每个功能下文将做详细解释。

3.2 显示窗口

显示窗口与普通示波器类似，右上角工具功能为：

A——光标工具；

B——波形工具，便于使用者放大、缩小显示波形，方便查看分析历史数据；

C——示波器状态控制按钮;

D——示波器测量数据顺序，功能参照泰克示波器功能。

3.3 参数设置

参数设置具体相关参数如下：

• 注册：软件注册码管理；

• 打开：选择已经保存的常规参数配置文件；

• 保存：保存常规参数为一个配置文件；

• 示波器型号：本软件支持2000,3000,4000,5000等多个系列示波器，根据当前设备选择对应型号；

• 分辨率：针对 4000/5000系列示波器支持多种分辨率设置，根据需求设置；

• 采集类型：分为Block, Continue两种.Block模式下每次整个屏幕数据同时刷新，通常用于重复信号测量；Continue模式下示波器以连续采集方式显示数据，通常用在时间测试，或者产品趋势观测；在屏幕时间小于特定值默认切换至区段采集模式，根据需求设定；

• 时间(ms)：设置波形显示窗口屏幕时间，单位为毫秒；

• 存储深度：设置显示窗口数据长度；数据越大计算时间越长，屏幕时间与储存深度决定了示波器当前采样率（采样率=存储深度/屏幕时间）；

• 滤波类型:  Number, HighPass, LowPass, BandPass, BandBreak五种方式供选择；功能为处理带干扰的波形数据设计。Number为数字平均值计算，以每个点为中心，计算周边数据的平均值作为当前数据，实现波形干扰数据的平滑；HighPass为高通滤波，LowPass为低通滤波；BandPass为带通滤波；BandBreak为带断滤波；根据不同应用场景设置对应参数；

• 滤波参数：滤波类型的具体参数；

• 触发参数：包含触发源，类型，值，延时，模式等五个参数；触发源为触发条件信号源; 类型分为Rise上升沿, Fall下降沿, High上升沿, Low下降沿, 值为触发level, 延时为触发数据在屏幕种的位置; 模式为Single单次触发和Continue连续触发, 针对区段采集有效；

• 通道参数：使能、耦合方式、电压范围、原点位置、探棒比例、反向、波形颜色（每个通道有独立参数）；

• 自动: 在BLOCK模式下,软件根据当前示波器采集到数据自动设置采集范围；

• 截屏: 将当前波形显示以图片格式保存至指定路路径；

• 波形: 将当前波形显示以波形数据格式保存；

• 录波: 软件具有自动保存波形功能, 通过此按钮实现录波仪功能。

3.4示波器测量数据

示波器测量数据主要显示当前各通道实时测量信息，双击指定的项目对应背景颜色变为橙色，显示在波形界面，当前数据可作为指定参数通过数据通讯接口传至其他软件或保存至指定文件路径，方便数据记录。

示波器有三控件：

• 保存数据时间间隔；

• 单步清除：Block模式,连续触发模式，下一次触发前清除当前波形；

• 保存，可以将选择的显示数据按照指定路径保存,数显数据记录作用。

3.5功率计

功率计功能主要是根据实时采集到的数据，同设置两通道的对应关系实现功率功能，主要有以下几个部分：

• 功率计通道参数设置：包含电压、电流通道，波峰因子，电压、电流补偿；

• 功率计接线方式设置；

• 功率计计算平均次数；

• 功率计测量值显示。

如果功率计通道其中有一个设为NONE,则此通道不能实现功率计功能，系统不会显示功率计相关测量参数。可实现的测量项目有常规测量项目，电压，电流高次谐波：

Urms,Udc,Uf,Upp,Umax,Umin,Uthd,Irms,Idc,If,Ipp,Imax,Imin,Ithd,PF,P,S,Q,PHA,U0~102,I0~102

3.6 记录 

记录功能：

• 录波时间：示波器软件自动录波时间，达到时间会自动停止，如果为0则一直录波

• 文件路径: 软件自动保存数据和波形的路径

• 播放数量：波形回放时将设定的文件数据合成显示

• 解码类型：目前支持的解码类型RS485和CAN

• 波特率：根据解码类型做脉冲宽度数据处理依据

• 其他信息：解码等功能结果数据显示

• 历史列表：显示当前文件路径内已经存储波形数据文件

• 预览：将文件路径中所有记录的波形文件以抽样的方式显示

• 播放：回放已经记录的数据波形，可以配合解码功能实时处理

• 解码：开启解码功能

• 叠加：计算交流信号,将P,S,Q等信号按照周期计算显示在指定通道

运算包含：使能，信号源1，处理类型(+,-,*,/,ACP)，信号源2，目标通道，当运算类型选择ACP时启用AC参数包含交流功能，数据周期，更新间隔

3.7 参数设置-信号发生器

自带的信号发生器与市场主流信号发生器功能相似：

• 一般参数: 根据需求设置信号发生器参数除了标准信号之外还可以使用自定义波形,设置不同组合生成预期想得到的波形；

• 标准参数: 设置信号频率相关参数；

• 放大器比例: 目前示波器自带的信号发生器输出最大频率为1000000Hz, 最大峰峰值为4V, 在无法满足需求的情况下可以配合信号放大器实现输出峰峰值变大的功能；

• Sig-Trig: 实现信号发生器的Burst功能。

自定义信号发生器参数设置：

自定义信号由多个的序列组合生成期待的波形, 双击单个序列弹出单步参数：

单个序列参数有：正弦波起始幅值，截止幅值，起始频率，截止频率，起始相位角度，起始偏移，截止偏移，维持时间等，如果起始频率截止频率不同则维持时间参数则无效。

参数编辑完成可以使用CAL按钮预览波形，查看效果。

3.8 参数设置-通讯信息

实现自动控制与第三方软件通讯方式有：

• RS232: 串口与波特率根据需求修改，校验码N，数据长度8，停止位1；

• TCP/IP: 软件自建SERVER,格式为127.0.0.1:8889，可以任意修改。

软件通讯协议支持6163银河.net163.am通讯协议和特殊开发相关指令，具体通讯指令参考通讯协议。

4 软件通讯协议

用户可以通过串口RS232/TCP IP/VISA等接口采用标准命令对波形解决方案进行编程控制。命令以右大括号“}”作为间隔，第一个元素为关键字，关键字后面跟随可选的参数设置，最后一个参数为”JH-DSO”或者”0x0A”。

*IDN?}JH-DSO

初始化软件指令，检测软件是否正常工作。软件如果初始化设备成功，收到该指令后会自动返回JH-DSO}。

4.1 示波器类：

SetSignal}0}3}4}0}JH-DSO

设置信号发生器参数：

1. 功能名称，字符串

2. 信号功能(0:正弦,1:均方根,2:上升,3:脉冲,4:噪音,5:直流,6:用户自定义)，整型

3. 频率，整型

4. 幅值，浮点

5. 拆分，整型

SetChanPara-2}1,2,3,4,5,6,7,8}0}1}1}0}0}JH-DSO

设置通道参数:

1. 功能名称，字符串

2. 测量通道(1:通道1,2:通道2,3:通道3,4:通道4,5:通道5,6:通道6,7:通道7,8:通道8), 整型

3. 设定带宽，整型

4. 耦合类型，字符串

5. 碳棒比例，整型

6. 反转状态(0:关闭,1:开启)，整型

7. 补偿点，浮点

SetChanPara}1,2,3,4,5,6,7,8}0}8,5}-0.02}1}JH-DSO

设置通道参数：

1. 功能名称，字符串

2. 测量通道(1:通道1,2:通道2,3:通道3,4:通道4)，整型

3. 测量类型(0:电压,1:电流)，整型

4. 测量范围，浮点

5. 参考值，浮点

6. 显示状态(0:关闭,1:开启)，整型

SetNormPara}1000}1}JH-DSO

设置屏幕时间和采集状态：

1. 功能名称，字符串

2. 屏幕时间(ms)，浮点

3. 采集状态(0:关闭,1开启)，整型

SetState}0}JH-DSO

设定采集状态：

1. 功能名称，字符串

2. 输出状态(0:关闭,1开启)，整型

State?}JH-DSO

设定输出状态：

1. 功能名称，字符串

2. 输出状态(0:关闭,1开启)，整型

ReadValue}1}15,4,2,5,16,17}JH-DSO

读取量测数值：

1. 功能名称，字符串

2. 测量通道(1-8:通道1-8)，整型

3. 读取数值类型

(0:COUNter,1:DELay,2:DUTYcycle,3:FALLtime,4:FREQuency,5:NWIDth,6:OVERshoot,7:PERiod,8:PHASe,9:PREShoot,10:PWIDth,11:RISetime,12:VAMPlitude,13:VAVerage,14:VBASe,15:VMAX,16:VMIN,17:VPP,18:VRATio,19:VRMS,20:VTIMe,21:VTOP,22:XMAX,23:XMIN,24:HIGH,25:LOW,26:H-L), 整型

4. 返回测量数值，浮点数

ReadOther}1}0}JH-DSO

读取其他量测数值:

1. 功能名称，字符串

2. 测量功能 (0:解码信息)，整型

3. 功能参数(解码信息下(0:当前屏幕波形,1-N:当前波形记录列表索引))，整型

4. 返回测量数值，浮点数

GetWaveData}1}C:\我的资料\Report\333.INI}JH-DSO

读取波形数值：

1. 功能名称，字符串

2. 测量通道(1:通道1,2:通道2,3:通道3,4:通道4)，整型

3. 波形数据保存路径，字符串

SetCursorsPos}0}0.024835,0.133640}JH-DSO

设定光标位置：

1. 功能名称，字符串

2. 光标类型(0:X,1:Y)，整型

3. 光标位置,用逗号分隔，浮点

GetImage}C:\我的资料\Report\111.png}JH-DSO

抓去屏幕图片：

1. 功能名称，字符串

2. 图片保存路径，字符串

WaveMeasure}1}0,11}5}50}JH-DSO

波形数值测量：

1. 功能名称，字符串

2. 测量通道(1:通道1,2:通道2,3:通道3,4:通道4,5:通道5,6:通道6,7:通道7,8:通道8)，整型

3. 测量类型(0:从前向后上升沿,1:从后向前上升沿,2:从前向后下降沿,3:从后向前下降沿,4:过冲恢复时间,5:低冲恢复时间,6:最大值,7:最小值,8:最大-最小,9:最大过冲恢复时间,10:最大低冲恢复时间,11:从前向后上升沿-基准,12:从后向前上升沿-基准,13:从前向后下降沿-基准,14:从后向前下降沿-基准,15:交流最大值,16:交流最小值,17:交流最大-最小,18:交流最大值-基准,19:交流最小值-基准,20:交流最大-最小-基准,21:交流过冲,22:交流低冲,23:解码数据位置,24:时间瞬时值)，整型

4. 触发值，浮点

5. 数字降噪，整型

6. 返回数据，, 浮点

SetTrig}0}0}5}50}JH-DSO

设置触发参数：

1. 功能名称，字符串

2. 触发通道(0:不触发,1:通道1,2:通道2,3:通道3,4:通道4,5:通道5,6:通道6,7:通道7,8:通道8)，整型

3. 触发类型(0:从前向后上升沿,1:从后向前上升沿,2:从前向后下降沿,3:从后向前下降沿)，整型

4. 触发值，浮点

5. 触发延时(屏幕百分比)，整型

6. 触发模式(0:Single,1:Continue)，整型

SearchAndScaleWave}1}100}0}5}0.0002}JH-DSO

查找放大波形：

1. 设备索引，整型

2. 测量通道(1-8)，整型

3. 触发数值，浮点

4. 测量类型(0:从前向后上升沿,1:从后向前上升沿,2:从前向后下降沿,3:从后向前下降沿,4:过冲恢复时间,5:低冲恢复时间,6:最大值,7:最小值,8:最大-最小,9:最大过冲恢复时间,10:最大低冲恢复时间,11:从前向后上升沿-基准,12:从后向前上升沿-基准,13:从前向后下降沿-基准,14:从后向前下降沿-基准,15:交流最大值,16:交流最小值,17:交流最大-最小,18:交流最大值-基准,19:交流最小值-基准,20:交流最大-最小-基准,21:交流过冲,22:交流低冲,23:解码数据位置)，整型

5. 位置次数，整型

6. 显示时间(毫秒)，整型

SetOtherPara}0}10}JH-DSO

设置其他参数

1. 设备索引, 整型

2. 功能类型(0:存储深度,1:波形数据处理数字,2:采集模式(0:Block-1:Continue),3:示波器刷新间隔,4:功率计刷新间隔,5:数据记录,6:录波地址,7:查看波形数量,8:加载波形,9:播放波形(0:No,1:Yes),10:预览波形(0:No,1:Yes),11:解码(0:No,1:Yes),12:交流运算参数,13:解码通道设置,14:波形运算参数((0:No,1:Yes),通道1,运算格式(加,减,乘,除,交流),通道2),15:波形叠加(0(0:No,1:Yes))), 整型

3. 参数值(功能2的参数,), 整型

SetCHLabel}A,B,C,D}JH-DSO

设定示波器通道标签：

1. 功能名称, 字符串

2. 示波器通道标签, 字符串

4.2 功率计类：

SetItem}0}0}5}50}JH-DSO

设置功率计读取数据项目参数:

1.功能名称, 字符串

2.测量功能（参考软件项目）, 字符串

3.测试通道 (1:通道1,2:通道2,3:通道3,4:通道4), 整型

4.谐波基数, 整型

ReadItemValue}JH-DSO

读取虚拟电表多个返回项目:

1. 功能名称, 字符串

2. 测量模式(0:一般,1:谐波), 整型

3. 返回数据, 字符串

4.3 信号发生器类：

SetSignal}0}0}5}50}JH-DSO

设置信号参数:

1. 信号功能(0:正弦,1:均方根,2:上升,3:脉冲,4:噪音,5:直流,6:用户自定义), 整型

2. 频率, 整型

3. 幅值, 浮点

4. 偏移量, 浮点

4.4  Tek系列指令

RECAll:SETUp

ACQuire:MODe {SAMple|OTHER}

ACQuire:STATE { OFF | ON | RUN | STOP | }

CH:COUPling { AC | DC | GND }

CH:INVert { ON | OFF }

CH:POSition

CH:PRObe{1|10|20|50|100|500|1000}

CH:SCAle

CH:VOLts

CURSor:HBArs:POSITION

CURSor:VBArs:POSITION

MEASUrement:MEAS:SOUrce { CH | MATH }

MEASUrement:MEAS:TYPe { CRMs | CURSORRms | DELay | FALL |FREQuency | MAXImum | MEAN | MINImum | NONe | NWIdth | PDUty| PERIod | PHAse | PK2pk | PWIdth| RISe }

MEASUrement:MEAS:VALue?

TRIGger:MAIn SETLevel

TRIGger:MAIn:LEVel

TRIGger:MAIn:MODe { AUTO | NORMal }

TRIGger:MAIn:TYPe { EDGE | VIDeo | PULse }

TRIGger:MAIn:EDGE:SLOpe { FALL | RISe }

TRIGger:MAIn:EDGE:SOUrce { CH | EXT | EXT5 | EXT10 | ACLINE }

以上指令具体定义参考T示波器指令说明。

4.5  NF系列指令

*RST 复位

*CLS 清楚错误指令

:SOUR1:FUNC:SHAP SIN 通道1波形设置为正弦波

:SOUR1:FUNC:SHAP SQU 通道1波形设置为方波

:SOUR1:FUNC:SHAP RAMP 通道1波形设置为三角波

:SOUR1:FUNC:SHAP PULS 通道1波形设置为脉冲波

:SOUR1:VOLT:IMM:AMPL 5.0 通道1幅值设置为 5V

:SOUR1:VOLT:IMM:AMPL 5VPP 通道1峰峰值设置为5V

:OUTP1:STATE ON 通道1信号输出

:OUTP1:STATE OFF 通道1信号关闭

:SOUR1:VOLT:LEV:IMM:HIGH 5.0 通道1高值设置为5V

:SOUR1:VOLT:LEV:IMM:LOW -0.5 通道1低值设置为-0.5V

:SOUR1:FREQ 1000 通道1频率设置为1000HZ

:SOUR1:VOLT:LEV:IMM:OFFS 2.5 通道1直流偏置设置为 2.5V

:SOUR1:FUNC:SQU:DCYC 50 通道1方波占空比设置为50%

:SOUR1:PULS:DCYC 20 通道1脉冲波占空比设置为20%

:SOUR1:PULS:WIDT 100US 通道1脉冲波正向宽度设置为100US

:SOUR1:PHAS:ADJ 90 通道1相位设置为90

5 NI VISA通讯设置

可以通过NI MAX添加以太网通讯接口与波形解决方案通讯，设置方法如下：

5.1 打开NI MAX软件

5.2 选择手动输入参数

5.3 手动输入IP地址和端口

5.4 设备命名

5.5 完成设置

5.6 通讯测试-打开VISA测试面板

5.7 通讯测试-结束符设置

5.8 通讯测试-发送指令

5.9 LABView编程范例