虚拟示波器(Virtual Oscilloscope)的源代码通常包括信号采集、图形显示、参数测量等功能。这里提供一个简化的Python示例,使用PyQt5和Matplotlib实现基本的虚拟示波器界面。该示例模拟信号输入并显示波形。
安装必要的Python库:
pip install PyQt5 matplotlib numpy
import sysimport numpy as npfrom PyQt5.QtWidgets import *from PyQt5.QtCore import QTimerimport matplotlib.pyplot as pltfrom matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg as FigureCanvasclass VirtualOscilloscope(QMainWindow):
def __init__(self):
super().__init__()
self.setWindowTitle("Virtual Oscilloscope")
self.setGeometry(100, 100, 1000, 600)
# 初始化数据
self.time = np.linspace(0, 1, 1000)
self.signal = np.sin(2 * np.pi * 5 * self.time)
# 创建UI
self.initUI()
# 定时器更新波形
self.timer = QTimer()
self.timer.timeout.connect(self.update_plot)
self.timer.start(100) # 100ms更新一次
def initUI(self):
# 中心部件
central_widget = QWidget()
self.setCentralWidget(central_widget)
layout = QVBoxLayout(central_widget)
# 控制面板
control_panel = QHBoxLayout()
self.freq_slider = QSlider()
self.freq_slider.setMinimum(1)
self.freq_slider.setMaximum(20)
self.freq_slider.setValue(5)
self.freq_slider.valueChanged.connect(self.change_frequency)
control_panel.addWidget(QLabel("Frequency (Hz):"))
control_panel.addWidget(self.freq_slider)
# 振幅滑块
self.amp_slider = QSlider()
self.amp_slider.setMinimum(1)
self.amp_slider.setMaximum(10)
self.amp_slider.setValue(1)
self.amp_slider.valueChanged.connect(self.change_amplitude)
control_panel.addWidget(QLabel("Amplitude:"))
control_panel.addWidget(self.amp_slider)
layout.addLayout(control_panel)
# 波形显示区域
self.figure, self.ax = plt.subplots()
self.canvas = FigureCanvas(self.figure)
layout.addWidget(self.canvas)
# 初始绘图
self.line, = self.ax.plot(self.time, self.signal, 'b-')
self.ax.set_xlabel("Time (s)")
self.ax.set_ylabel("Amplitude")
self.ax.grid(True)
self.ax.set_ylim(-2, 2)
def change_frequency(self):
freq = self.freq_slider.value()
self.signal = np.sin(2 * np.pi * freq * self.time)
def change_amplitude(self):
amp = self.amp_slider.value()
freq = self.freq_slider.value()
self.signal = amp * np.sin(2 * np.pi * freq * self.time)
def update_plot(self):
# 模拟实时数据更新(此处可替换为实际硬件采集)
noise = 0.1 * np.random.randn(len(self.time))
self.line.set_ydata(self.signal + noise)
self.canvas.draw()if __name__ == "__main__":
app = QApplication(sys.argv)
window = VirtualOscilloscope()
window.show()
sys.exit(app.exec_())波形显示:使用Matplotlib绘制实时波形。
参数调节:通过滑块调节信号频率和振幅。
实时更新:通过定时器模拟数据采集。
可扩展性:
可连接真实硬件(如声卡、ADC模块)替换模拟信号。
添加FFT频谱分析、触发控制、保存数据等功能。
使用pyaudio采集音频信号。
使用pyserial连接外部ADC模块(如Arduino)。
触发控制:边沿触发、电平触发。
测量工具:电压、频率、占空比测量。
多通道支持:同时显示多个信号。
数据保存:保存为CSV或WAV文件。
实际硬件开发需根据设备接口编写驱动。
高性能应用建议使用C++或LabVIEW。
本示例为教学简化版本,实际项目中需优化性能和稳定性。
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