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)用于近距離的計算機和終端之間的相互通信當中，TDS210示波器也配接有DB9型插件的RS-232接口。當采用硬件握手方式進行通信控制時，示波器使用CD、CTS、RI三個控制信號表明其當前狀態(tài)，而Matlab使用RTS信號請求數(shù)據(jù)發(fā)送。由于采用異步通信協(xié)議對通信雙方的時鐘同步要求不太嚴格，由數(shù)據(jù)的起始位作為雙方通信的同步信號，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)備對象與端口

　　fclose（g）；

　　delete（g）；

　　freeserial（com1）；

　　用上述程序?qū)κ静ㄆ鬟M行讀取的方波信號如圖2所示。

　　3 數(shù)據(jù)分析與實例

　　從示波器讀取的數(shù)據(jù)按（1）式轉(zhuǎn)換后就是實現(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空間的信號滿足絕對可積條件，可以用快速傅立葉變換算法直接進行頻譜分析。圖3為對讀取的方波所做的FFT結(jié)果。由于對采樣信號的截取相當于對信號加矩形窗，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)。對于噪聲信號可作功率譜估計，上述采樣信號的功率譜估計如圖4所示。

　　從上面的數(shù)據(jù)通信過程和對采樣信號頻譜分析及功率譜估計實例可以看出：Matlab與示波器組成了一個信號采集及分析系統(tǒng)，示波器在其間起數(shù)據(jù)采集和存儲作用，而Matlab則實現(xiàn)對采樣得到的信號進行分析和處理。