如何利用MATLAB語(yǔ)言編程控制示波器

示波器作為電子工程師最常用的時(shí)域儀器之一，是電路設(shè)計(jì)、研發(fā)、實(shí)驗(yàn)、制造或維修電子等常用的測(cè)試工具。面對(duì)當(dāng)今各種復(fù)雜測(cè)量挑戰(zhàn)，工程師們需要最好的工具，快速而精確地解決測(cè)試疑難，示波器是廣大電子工程師測(cè)試的關(guān)鍵工具。

在有些情況下，需要編程控制示波器采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)示波器的自動(dòng)化操作，最終完成自動(dòng)化測(cè)試。

有些特殊場(chǎng)合，由于安全問題，需要把示波器放到封閉實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，也需要編程控制示波器采集數(shù)據(jù)安全地完成測(cè)試任務(wù)。

因此實(shí)現(xiàn)對(duì)示波器的自動(dòng)設(shè)置和遠(yuǎn)程采集數(shù)據(jù)，成為很多前沿科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)，以及生產(chǎn)自動(dòng)化的必需環(huán)節(jié)。

控制示波器常用的編程語(yǔ)言有MATLAB、Python、Labview、VC、C#等。MATLAB是許多工程師非常喜歡的編程開發(fā)工具，可以非常方便進(jìn)行各種信號(hào)處理，深受廣大工程師和學(xué)生的喜愛。本文介紹利用MATLAB編程控制示波器完成采集數(shù)據(jù)并顯示波形。我們可以把MATLAB安裝在示波器上或者安裝在PC上，MATLAB可以直接與示波器進(jìn)行通信。

下面將以文章和視頻的方式詳細(xì)講解如何利用MATLAB語(yǔ)言編程控制泰克的示波器，充分發(fā)揮示波器功能。

編程前的準(zhǔn)備工作

下面介紹MATLAB編程控制示波器之前的準(zhǔn)備工作。

1安裝NI-VISA

利用MATLAB控制儀器，需要安裝一個(gè)VISA，建議安裝NI-VISA庫(kù)，可以去NI官方網(wǎng)站下載安裝。

2接口的選擇和設(shè)置

根據(jù)示波器支持的接口，可選用GPIB、RS232、USB、Ethernet等接口來編程控制儀器，本文利用MATLAB通過以太網(wǎng)接口編程控制實(shí)時(shí)示波器為例。

控制接口的選取 a. LAN

[TCPIP0::192.168.0.1::INSTR]

b. GPIB

[GPIB0::1::INSTR]

c. Serial

[serial('COM1','BaudRate',4800)]

d. USB

[USB::XXX::XXX::XXX::INSTR]

e.Virtual GPIB

[GPIB8::1::INSTR]

示波器和PC的設(shè)置(以LAN為例)a. 設(shè)置示波器的IP地址 例如: 192.168.0.2

b. 設(shè)置PC的IP地址 例如: 192.168.0.1

c. 關(guān)閉示波器和PC的防火墻

d. 在PC端 ping 192.168.0.2，看是否ping通

3示波器編程手冊(cè)下載

下面分別泰克MSO2系示波器、MDO3系示波器、MSO4/5/6系示波器、DPO/MSO70K系列示波器的編程手冊(cè)下載鏈接。

不同系列示波器編程手冊(cè) a.MSO2系示波器

b.MDO3系示波器

c.MSO4/5/6系示波器

d.DPO/MSO70K示波器

Matlab編程控制示波器流程

利用Matlab編程控制示波器，通過發(fā)送SCPI指令實(shí)現(xiàn)對(duì)示波器的控制和操作，設(shè)置示波器的相關(guān)參數(shù)，然后采集示波器的數(shù)據(jù)并顯示。

1連接示波器

MATLAB可以利用GPIB、RS232、USB、Ethernet等接口控制示波器，今天利用以LAN以太網(wǎng)口控制示波器為例，利用visa命令創(chuàng)建對(duì)象。

2詢問示波器 IDN

利用query發(fā)送SCPI命令詢問示波器的產(chǎn)品信息，可以得到示波器的廠家、型號(hào)、序列號(hào)、固件版本等。

3設(shè)置示波器出廠設(shè)置

利用fprintf發(fā)送SCPI命令*RST對(duì)示波器進(jìn)行出廠設(shè)置。

4設(shè)置示波器參數(shù)

利用fprintf發(fā)送SCPI命令設(shè)置示波器的參數(shù)，設(shè)置示波器的運(yùn)行模式、水平刻度、采樣率、垂直刻度、垂直位置、觸發(fā)電平、觸發(fā)類型等。

5讀取測(cè)量結(jié)果

先用fprintf發(fā)送SCPI命令設(shè)置測(cè)量項(xiàng)和參數(shù)，然后用query讀取測(cè)量結(jié)果，下面的代碼以測(cè)量信號(hào)的周期為例。

6讀取通道波形數(shù)據(jù)

先利用fprintf發(fā)curve?命令，利用binblockread讀取數(shù)據(jù)，然后利用query獲取相關(guān)的垂直刻度信息，最后轉(zhuǎn)換成電壓數(shù)據(jù)。

7讀取水平時(shí)基數(shù)據(jù)

先發(fā)query發(fā)相關(guān)命令，然后計(jì)算出示波器的水平刻度數(shù)據(jù)。

8畫通道波形圖

利用plot把示波器采集的波形數(shù)據(jù)畫圖。

9斷開儀器連接

利用fclose斷開與示波器通信連接。

總結(jié)

本介紹如何利用MATLAB語(yǔ)言編程控制示波器采集數(shù)據(jù)并顯示波形，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)示波器的自動(dòng)化操作，完成自動(dòng)測(cè)試和分析，大大提高工作效率。