Matlab與TDS系列數(shù)字示波器的通信過程

　　RS-232串行通信接口被廣泛應(yīng)用于近距離的計(jì)算機(jī)和終端之間的相互通信當(dāng)中，TDS210示波器也配接有DB9型插件的RS-232接口。當(dāng)采用硬件握手方式進(jìn)行通信控制時(shí)，示波器使用CD、CTS、RI三個(gè)控制信號(hào)表明其當(dāng)前狀態(tài)，而Matlab使用RTS信號(hào)請(qǐng)求數(shù)據(jù)發(fā)送。由于采用異步通信協(xié)議對(duì)通信雙方的時(shí)鐘同步要求不太嚴(yán)格，由數(shù)據(jù)的起始位作為雙方通信的同步信號(hào)，因此Matlab與示波器之間采用異步通信，編制的從示波器讀取數(shù)據(jù)的部分程序如下：

　　%創(chuàng)造設(shè)備對(duì)象

　　g=serial（com1）；

　　%通信初始化g.InputBufferSize=10000;

　　g.timeout=10;

　　%設(shè)定傳輸波特率為9600b/s，字符格式為：8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，終止符為LF，沒有奇偶校驗(yàn)位，使用硬件握手方式。

　　g.BaudRate=9600；

　　g.Parity=none;

　　g.StopBits=1；

　　g.Terminator=LF;

　　g.FlowControl=hardware;

　　%連接設(shè)備對(duì)象

　　fopen（g）

　　%數(shù)據(jù)傳輸

　　fprintf（g,select: refa on）；

　　fprintf（g,data:source refa）；

　　fprintf（g,data:encdg srib）；

　　fprintf（g,data:start 1）；

　　fprintf（g,data:stop 2500）；

　　fprinft（g,data:width 2）；

　　fprintf（g,wfmpre:xzero?）；

　　xzero=fscanf（g,%f）；

　　fprintf（g,wfmpre:xincr?）；

　　xincr=fscanf（g,%f）；

　　fprintf（g,wfmpre:yzero?）；

　　yzero=fscanf（g,%f）；

　　fprintf（g,wfmpre:ymult?）；

　　ymult=fscanf（g,%f）；

　　fprintf（g,wfmpre:yoff?）；

　　yoff=fscanf（g,%f）；

　　fprintf（g,curve?）；

　　out=fread（g,2500,int16）；

　　%釋放設(shè)備對(duì)象與端口

　　fclose（g）；

　　delete（g）；

　　freeserial（com1）；

　　用上述程序?qū)κ静ㄆ鬟M(jìn)行讀取的方波信號(hào)如圖2所示。

　　3 數(shù)據(jù)分析與實(shí)例

　　從示波器讀取的數(shù)據(jù)按（1）式轉(zhuǎn)換后就是實(shí)現(xiàn)測量所得的波形數(shù)據(jù)值，相應(yīng)的采樣頻率為1/Xincr。L1空間的信號(hào)滿足絕對(duì)可積條件，可以用快速傅立葉變換算法直接進(jìn)行頻譜分析。圖3為對(duì)讀取的方波所做的FFT結(jié)果。由于對(duì)采樣信號(hào)的截取相當(dāng)于對(duì)信號(hào)加矩形窗，不可避免地引起頻譜泄漏和混疊，在滿足采樣定理和保證示波器波形周期完整的條件下，所做的頻譜分析結(jié)果與示波器所得的波形周期數(shù)無關(guān)。對(duì)于噪聲信號(hào)可作功率譜估計(jì)，上述采樣信號(hào)的功率譜估計(jì)如圖4所示。

　　從上面的數(shù)據(jù)通信過程和對(duì)采樣信號(hào)頻譜分析及功率譜估計(jì)實(shí)例可以看出：Matlab與示波器組成了一個(gè)信號(hào)采集及分析系統(tǒng)，示波器在其間起數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)作用，而Matlab則實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣得到的信號(hào)進(jìn)行分析和處理。