MATLAB/Simulink 是廣泛使用的用於仿真和模型設計的軟件工具。在 Simulink 中，示波器（Scope）是關鍵的工具之壹，用於顯示信號隨時間的變化。本文將詳細介紹如何在 MATLAB/Simulink 中設置和操作示波器，包括坐標軸、采樣頻率和輸出曲線等方面的內容。
壹、初始化與基本設置
首先，我們需要在 Simulink 模型中添加壹個示波器模塊。打開 Simulink 庫瀏覽器（Library Browser），在搜索欄輸入 "Scope"，然後將其拖動到妳的 Simulink 模型中。連接妳希望查看的信號到示波器的輸入端口。
二、配置示波器
1. 打開示波器窗口
雙擊示波器模塊，會彈出示波器窗口。這個窗口可以實時顯示妳所連接的信號。
2. 配置坐標軸
為了更好地觀察信號，可以調整坐標軸的範圍和刻度：
·? 時間軸（X 軸）: 在示波器窗口頂部的菜單欄中，點擊“View” -> “Configuration Properties...”。在彈出的對話框中切換到“Time”標簽頁，妳可以設置時間範圍（Start time 和 Stop time），這決定了 X 軸的顯示範圍。
·? 幅度軸（Y 軸）: 切換到“Display”標簽頁，妳可以設置 Y 軸的範圍（Minimum 和 Maximum）。妳還可以選擇是否自動調整 Y 軸範圍（Auto scale）。
3. 樣本時間與采樣頻率
示波器的采樣頻率由輸入信號的采樣時間決定。在 Simulink 中，每個模塊都有自己的采樣時間屬性，可以通過雙擊模塊並檢查其參數來查看或設置這種屬性。如果妳想確保示波器以特定的采樣頻率工作，請確保信號源模塊的采樣時間已經正確設置。
三、顯示與分析
1. 顯示多個信號
妳可以在壹個示波器中顯示多個信號，這對於比較信號非常有用。通過增加示波器的輸入端口並連接不同的信號。雙擊示波器，在彈出的窗口中點擊右上角的齒輪圖標（Settings），然後在“Main”標簽頁中選擇“Number of input ports”來增加輸入端口的數量。
2. 調整顯示樣式
在示波器窗口中，點擊“Style”選項卡，可以設置每條曲線的顏色、線型、標記等。這有助於區分不同的信號曲線。妳還可以在“Layout”選項卡中將顯示區域分割成多個子圖，使每個信號在獨立的繪圖區域中顯示。
3. 縮放與平移
通過鼠標滾輪可以縮放示波器的顯示區域；按住鼠標左鍵並拖動可以平移顯示區域。這樣可以方便地觀察特定時間段內的信號變化。
四、數據導出與後處理
1. 導出數據
示波器不僅能實時顯示信號，還能將數據導出以供後續分析。在示波器窗口中，點擊“File” -> “Save As” 可以將數據保存為 MAT 文件或其他格式。這樣妳可以在 MATLAB 工作區中進壹步處理這些數據。
2. 後處理
在 MATLAB 中加載導出的數據文件，然後使用 MATLAB 的各種函數進行後處理。例如，妳可以使用 plot 函數重新繪制信號，並使用 fft 函數進行頻譜分析：
matlab復制代碼
load('exported_data.mat');
t = data.time; % 假設時間數據保存在 data.time
y = data.signals.values; % 假設信號數據保存在 data.signals.values
% 繪制信號
figure;
plot(t, y);
xlabel('Time (s)');
ylabel('Amplitude');
title('Signal');
% 頻譜分析
Y = fft(y);
f = (0:length(Y)-1) * (fs / length(Y)); % fs 是采樣頻率
figure;
plot(f, abs(Y));
xlabel('Frequency (Hz)');
ylabel('Magnitude');
title('Frequency Spectrum');
同樣的，按照壹下步驟也可使用現實的示波器完成波形存儲：
1. 連接示波器：首先，將示波器的探頭與待測信號相連。確保探頭與信號接觸良好，避免因接觸不良造成測量誤差。
2. 設置示波器：調整示波器的時間基準和電壓基準，使波形在屏幕上清晰顯示。根據信號特點，選擇合適的觸發模式，如邊沿觸發、脈寬觸發等。
圖為普源精電MSO8204系列示波器界面
3. 保存波形數據：在示波器上找到保存波形數據的按鈕或菜單，選擇保存格式，如CSV、BMP等。設置保存路徑，確保存儲設備（如U盤、SD卡等）已正確連接。
圖為普源精電MSO8204系列示波器波形存儲界面
4. 開始保存：按下保存按鈕或執行保存命令，示波器開始將當前屏幕上的波形數據保存到存儲設備中。保存過程中，可以繼續調整示波器參數，觀察其他波形。
5. 完成保存：保存完成後，示波器會提示保存成功。此時，可以關閉示波器，拔下存儲設備，將波形數據傳輸到計算機進行處理和分析。
6. 數據分析：將保存的波形數據導入到計算機中的數據分析軟件，如Excel、MATLAB等。通過對數據進行處理和分析，可以得到信號的各項參數，如頻率、幅度、周期等。
五、腳本化控制示波器
MATLAB 提供了對 Simulink 模型的編程接口，妳可以使用腳本來控制示波器的行為。例如，以下代碼演示了如何通過命令行設置示波器的參數：
matlab復制代碼
% 加載模型
model = 'your_model_name';
load_system(model);
% 獲取示波器句柄
scope_block = [model, '/Scope'];
scope_handle = get_param(scope_block, 'Handle');
% 設置坐標軸範圍
set_param(scope_handle, 'YMin', '-10', 'YMax', '10');
% 設置時間範圍
set_param(scope_handle, 'TimeRange', '5'); % 設置為 5 秒
% 顯示示波器
open_system(scope_block);
六、總結
通過以上步驟，妳可以靈活地在 MATLAB/Simulink 中設置和操作示波器，實現對信號的實時監控和後續分析。無論是調整坐標軸、設置采樣頻率，還是導出和後處理數據，示波器都提供了豐富的功能來滿足各種需求。利用腳本化的控制方式，更能大幅提高工作效率和自動化程度。希望這篇文章能幫助妳更好地掌握 MATLAB/Simulink 中示波器的使用技巧。
歡迎訪問普源精電官方網站了解示波器產品詳情。