1、虚拟仪器虚拟仪器第第3 3章章 虚拟仪器虚拟仪器教学重点 虚拟仪器的基本概念虚拟仪器的基本概念 虚拟仪器的开发工具虚拟仪器的开发工具 虚拟仪器的数据采集虚拟仪器的数据采集 虚拟仪器的信号处理虚拟仪器的信号处理3.1 概述 微处理器微处理器MPUMPU程序存储器程序存储器（ROMROM）数据存储器数据存储器（ROMROM）I/O I/O接口接口键盘显示接口键盘显示接口标准仪用标准仪用通信接口通信接口 A/D A/D转换器转换器 D/A D/A转换器转换器键盘键盘显示显示外部仪用外部仪用标准总线标准总线信号信号调理调理 模拟模拟执行器执行器通信接口通信接口人机接口人机接口模拟量输入输出模拟量输入输
2、出被测量被测量基于计算机的仪器系统 ISA/PCIISA/PCI插卡式仪器插卡式仪器RS232/485RS232/485串行通信串行通信 仪器仪器 打印口打印口并行通信并行通信 仪器仪器 GPIB/GPIB/VXI/PXIVXI/PXI总线仪器总线仪器 计算机计算机 USB USB串行通信串行通信 仪器仪器 测控对象测控对象INTERNETINTERNET催生虚拟仪器的土壤催生虚拟仪器的土壤虚拟仪器概念的提出n虚拟仪器概念最早是由美国国家仪器公司虚拟仪器概念最早是由美国国家仪器公司（National Instrument，NI）在）在1986年提年提出的，这种仪器和个人计算机的概念相适应，出的
3、，这种仪器和个人计算机的概念相适应，当 时 被 称 为 个 人 仪 器。（当 时 被 称 为 个 人 仪 器。（P e r s o n a l Instrument）。）。n1986年，年，NI公司推出了图形化的虚拟仪器编公司推出了图形化的虚拟仪器编程环境程环境LabVIEW，标志着虚拟仪器软件设计平，标志着虚拟仪器软件设计平台基本成型，虚拟仪器从概念构思变为工程师台基本成型，虚拟仪器从概念构思变为工程师可实现的具体对象。可实现的具体对象。1.虚拟仪器定义n什么是什么是虚拟仪器虚拟仪器?虚拟仪器是指，在以通用计算机为虚拟仪器是指，在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户自己设计定核心的硬件平台
4、上，由用户自己设计定义，具有虚拟的操作面板，测试功能由义，具有虚拟的操作面板，测试功能由测试软件来实现的一种计算机仪器系统。测试软件来实现的一种计算机仪器系统。Virtual Instrument，VI软面板软面板插入插入计算机计算机仪器卡仪器卡虚拟仪器定义的理解虚拟的含义n虚拟的仪器面板虚拟的仪器面板 传统仪器面板上的器件都是实物，而传统仪器面板上的器件都是实物，而虚拟仪器面板控件是外形与实物相像的图虚拟仪器面板控件是外形与实物相像的图标，其操作对应着相应的软件程序，使用标，其操作对应着相应的软件程序，使用鼠标式键盘操作虚拟面板的控件；鼠标式键盘操作虚拟面板的控件；n虚拟仪器的测控功能虚拟仪
5、器的测控功能 传统的仪器特别是早期的仪器，它的传统的仪器特别是早期的仪器，它的功能是通过硬件来实现的，而虚拟仪器是功能是通过硬件来实现的，而虚拟仪器是通过软件编程来实现的。通过软件编程来实现的。2.虚拟仪器的特点 仪器=A/D+CPU+软件The Software Is Instruments传统仪器虚拟仪器关键是硬件关键是软件开发与维护费用高开发与维护费用低技术更新周期长技术更新周期短价格高价格低，并且可重用性与可配置性强厂商定义仪器功能用户定义仪器功能系统封闭、固定系统开放、灵活，与计算机的进步同不易与其他设备连接容易与其他设备连接 基于基于数据采集卡数据采集卡的虚拟仪器的虚拟仪器 基于基
6、于GPIBGPIB总线方式总线方式的虚拟仪器的虚拟仪器 基于基于VXIVXI总线方式总线方式的虚拟仪器的虚拟仪器 基于基于PXIPXI总线方式总线方式的虚拟仪器的虚拟仪器 基于基于LXILXI总线方式总线方式的虚拟仪器的虚拟仪器3.虚拟仪器的体系结构基于基于USBUSB总线的数据采集卡总线的数据采集卡基于基于PCIPCI总线数据采集卡总线数据采集卡DAQ产品NI的DAQ及VXI产品PXI产品PXI Modules Link to Other StandardsbusVXI or VME4.虚拟仪器的软件开发平台n软件平台软件平台n基于文本式编程语言开发工具基于文本式编程语言开发工具 VC+，V
7、B，C+Build，LabWindows/CVI，Delphi等。等。n基于图形化编程语言开发工具基于图形化编程语言开发工具 LabVIEW（NI 公司）公司）HP VEE（HP 公司）公司）软面板举例：动态信号分析仪软面板5.虚拟仪器的应用航空航空航天航天教学教学核工业核工业军工军工通信测试通信测试铁道铁道.测量仪器工业监测装备性能测试装备性能测试实验室应用其他应用远程地质灾害监测研究远程地质灾害监测研究网络化仪器的应用网络化仪器的应用6.虚拟仪器发展趋势虚拟仪器发展趋势1)开放式数据采集标准将使虚拟仪器走上开放式数据采集标准将使虚拟仪器走上标准化、通用化、系标准化、通用化、系列化和模块化列
8、化和模块化的道路；的道路；2)高性能计算机的发展推动着仪器发展，计算机具有仪器所需高性能计算机的发展推动着仪器发展，计算机具有仪器所需要的最先进及性能价格比最好的显示与存储能力，尤其是要的最先进及性能价格比最好的显示与存储能力，尤其是计算计算机总线技术机总线技术的发展；的发展；3)虚拟仪器软件环境将朝着为广大用户提供简单易用的虚拟仪器软件环境将朝着为广大用户提供简单易用的图形化图形化开发环境开发环境，用于测试、测量与控制应用系统的开发，帮助工程，用于测试、测量与控制应用系统的开发，帮助工程师和科学家们实现更高的开发效率方向前进；师和科学家们实现更高的开发效率方向前进；4)数据采集产品的性能数据
9、采集产品的性能的不断提高，为测试技术水平的提高提的不断提高，为测试技术水平的提高提供了可靠保证；供了可靠保证；5)随着网络技术的发展，随着网络技术的发展，”网络即仪器网络即仪器”将成为新的概念，将成为新的概念，网网络化仪器络化仪器必将在新世纪推动仪器界新的革命。必将在新世纪推动仪器界新的革命。3.2 虚拟仪器开发工具-LabVIEWnLabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，实验室虚拟仪器工实验室虚拟仪器工程平台程平台)是美国是美国 NI 公司推出的一种基于公司推出的一种基于G 语言语言(Graphics Lang
10、uage，图形化编，图形化编程语言程语言)的虚拟仪器软件开发工具；的虚拟仪器软件开发工具；n目的：目的：简化程序的开发工作，使用户能快简化程序的开发工作，使用户能快 速、简便地完成自己的工作。速、简便地完成自己的工作。3.2.1 LabVIEW的特点（1）编程简单编程简单，不需要记忆编程语言；，不需要记忆编程语言；（2）开发周期短开发周期短；（3）高效性高效性，这主要是以软件做保证；，这主要是以软件做保证；（4）开放性开放性，可根据实际情况进行更新扩展，可根据实际情况进行更新扩展，发展迅速；发展迅速；（5）自定义性自定义性，工程师们可以在非常广泛的，工程师们可以在非常广泛的测量和控制应用中自定
11、义芯片级硬件功能；测量和控制应用中自定义芯片级硬件功能；（6）性价比高性价比高，能一机多用。，能一机多用。3.2.2 LabVIEW8.2开发平台n使用使用LabVIEWLabVIEW开发平台编制的程序称为虚开发平台编制的程序称为虚拟仪器，简称拟仪器，简称VIVI。VIVI由以下由以下3 3部分构成：部分构成：前面板前面板：即用户界面；即用户界面；程序框图程序框图：包含用于定义：包含用于定义VIVI功能的图形化功能的图形化源代码；源代码；图标和连线板图标和连线板：用以识别：用以识别VIVI的接口，以便的接口，以便在创建在创建VIVI时调用另一个时调用另一个VIVI。当一个。当一个VIVI应用应
12、用 在其他在其他VIVI中，则称为子中，则称为子VIVI。子。子VIVI相当相当 于文本编程语言中的子程序。于文本编程语言中的子程序。1.前面板 n前面板是前面板是VIVI的用户界面。创建的用户界面。创建VIVI时，通常应时，通常应先设计前面板，然后设计程序框图执行在前先设计前面板，然后设计程序框图执行在前面板上创建的输入、输出任务。面板上创建的输入、输出任务。2.程序框图n程序框图是图形化源代码的集合，图形化源代码程序框图是图形化源代码的集合，图形化源代码又称又称G G代码或程序框图代码。代码或程序框图代码。程序框图由程序框图由接线端、节点、连接线端、节点、连线和结构等构成。线和结构等构成。
13、接线端接线端：是程序框图中传递数：是程序框图中传递数据的起点和终点。控件接线端据的起点和终点。控件接线端用来为前面板上的对象与程序用来为前面板上的对象与程序框图传递数据。框图传递数据。节点节点：是实现程序功能的基本：是实现程序功能的基本单元，具有输入、输出端，在单元，具有输入、输出端，在VIVI运行时完成一定的操作。运行时完成一定的操作。连线连线：是程序框图中各个对：是程序框图中各个对象之间传递数据的通道。象之间传递数据的通道。结构结构：是文本编程语言中的循：是文本编程语言中的循环和条件语句的图形化表示。环和条件语句的图形化表示。3.图标和连线板n创建创建VIVI的前面板和程序框图后，可创建图
14、标的前面板和程序框图后，可创建图标和连线板，以便将该和连线板，以便将该VIVI作为子作为子VIVI调用。调用。n图标和连线板图形：图标和连线板图形：图标图标是是VIVI的图形化表的图形化表示，可包含文字、图示，可包含文字、图形或图文组合。形或图文组合。连线板连线板用于显示用于显示VIVI中所有输入控件中所有输入控件和显示控件的接线端，类似于文本和显示控件的接线端，类似于文本编程语言中调用函数时使用的参数编程语言中调用函数时使用的参数列表。列表。3.2.3 LabVIEW8.2的操作选板nLabVIEW8.2包含包含3 3个操作选板个操作选板:工具选板工具选板 控件选板控件选板 函数选板函数选板
15、 1.工具选板2.控件选板控件选板包括控件选板包括创建前面板所创建前面板所需的输入控件需的输入控件和显示控件。和显示控件。经典控经典控件子选件子选板板3.函数选板函数选板中函数选板中包含创建程包含创建程序框图所需序框图所需的的VIVI和函数。和函数。编程子选编程子选板的图标、板的图标、名称及功名称及功能能 3.2.4 LabVIEW8.2的菜单和工具栏 LabVIEW8.2菜单菜单LabVIEW8.2的工具栏的工具栏中止执行文本设置对齐对象分布对象显示即时帮助窗口单步步入单步步过单步步出3.2.5 LabVIEW8.2中的数据类型n支持的数据类型有：支持的数据类型有：数值型数值型 布尔型布尔型
16、 数组型数组型 字符串型字符串型 波形数据类型波形数据类型 簇簇 路径路径 3.2.6 创建虚拟仪器1.1.创建一个虚拟仪器的一般步骤创建一个虚拟仪器的一般步骤（1）前面板设计）前面板设计（2）程序框图）程序框图（3）数据流编程）数据流编程（4）功能检验）功能检验（5）保存文件）保存文件 创建一个虚拟仪器两数相加与两数相减两数相加与两数相减VIVI2.2.调试虚拟仪器调试虚拟仪器 n虚拟仪器的一般调试步骤虚拟仪器的一般调试步骤（1）运行）运行VI（2）清除语法错误）清除语法错误（3）高亮显示执行过程）高亮显示执行过程（4）单步执行）单步执行（5）探针工具）探针工具（6）断点）断点 3.创建和调
17、用子VIn构造一个子构造一个子VI的主要工作就是需先为子的主要工作就是需先为子VI创创建连线板和图标建连线板和图标 调用子VI示例 n前面板前面板 框图程序框图程序 4.虚拟仪器创建举例n测温范围：测温范围：0100oCn测温传感器：测温传感器：AD590，灵敏度：，灵敏度：1A/K AD580AD5242001K1K2K9.09KV07V5VAD590G=100例1 虚拟温度计虚拟温度计VI前面板前面板程序程序框图框图例例2 求求1001nnMain()int i,sum;Sum=0;For(i=1;i100;i+)sum=sum+i;Printf(“sum=%d”,sum);For循环程序
18、设计举例 While循环应用示例main()int a,i,n；a=1;i=0;scanf(“%d”,&n)；do i=i+1；a=a*i；while(in);printf(“n!=%d”,a)；前面板和程序框图前面板和程序框图 例3 求求N!例4 温度采集报警程序前面板和程序框图前面板和程序框图 例5 波形显示 设计一个程序，进行设计一个程序，进行2组数据采集，采样间隔相同，组数据采集，采样间隔相同，但一个采集但一个采集30点的数据，另一个采集点的数据，另一个采集50点的数据，用波点的数据，用波形图显示测量结果。形图显示测量结果。显示两组数据显示两组数据VIVI的前面板和程序框图的前面板和程
19、序框图 3.3 虚拟仪器的数据采集DAQDAQ虚拟仪器又称虚拟仪器又称PC-DAQPC-DAQ仪器系统，其组成如下图所示。仪器系统，其组成如下图所示。它由一台它由一台PCPC机和基于标准总线的采集卡（仪器卡）构成，机和基于标准总线的采集卡（仪器卡）构成，同时还配备有仪器驱动软件来支持硬件工作。同时还配备有仪器驱动软件来支持硬件工作。1.数据采集设备的设置与测试测试与自动化资源测试与自动化资源管理器管理器MAX是是Measurement&Automation Explorer的缩写，的缩写，是访问计算机当中是访问计算机当中NI的各种软硬件资的各种软硬件资源的一个接口源的一个接口。设备设置与测试在
20、在Measurement&Automation Explorer的下拉菜单的下拉菜单中，可利用中，可利用Self-Test，Test Panels对采集卡对采集卡进行自检，面板测试等进行自检，面板测试等操作。操作。2.利用NI USB-6009数据采集卡实现数据采集主要技术指标主要技术指标：8个模拟通道（个模拟通道（14位、位、48位位kS/s采样速度）；采样速度）；2路路14位模拟输出通道；位模拟输出通道；12个个I/O通道；通道；1个个32位计数器位计数器/定时器定时器。产品通过产品通过USB接口供电，不需要任何外接电源。它们均包括用于直接信号连接口供电，不需要任何外接电源。它们均包括用于
21、直接信号连接可拆卸螺孔端子、用于支持外部设备以及传感器接可拆卸螺孔端子、用于支持外部设备以及传感器1个参考电压、低噪音高精度个参考电压、低噪音高精度的的4层电路板，以及高达层电路板，以及高达35v的模拟输入过电压保护。的模拟输入过电压保护。模拟输入：模拟输入：AI0AI7模拟输出：模拟输出：AO0,AO1数字数字I/O：P0.0P0.7,P1.0P1.3定时定时/计数器：计数器：PFI0NI USB-6009的接线端子分配(1)利用NI-DAQmx采集函数实现数据采集单通道数据单通道数据采集采集VIVI多通道数据采集VI（2）利用NI-DAQmx函数构建模拟输出模拟输出程序框图模拟输出程序框图
22、前面板前面板（3）利用NI-DAQmx函数构建数字I/O输出控制控制P0P0口的口的8 8根根I/OI/O线输线输出状态出状态（4）工程实战霍尔元件传感器霍尔元件传感器调理电路调理电路6009数据采集模块数据采集模块Labview处理处理控制和显示控制和显示基于基于LabVIEWLabVIEW计数信号采集与控制平台的构建计数信号采集与控制平台的构建1）霍尔元件传感器典型的线性型霍尔器件典型的线性型霍尔器件H03H032）调理电路原理图霍尔元件霍尔元件H03的管脚的管脚3输出的交流电压脉冲信号，通过输出的交流电压脉冲信号，通过C0601耦耦合到合到OP07的输入端，经的输入端，经OP07 放大后
23、，送至放大后，送至LM393电压比较电压比较器，将模拟信号转换为输出信号，送至器，将模拟信号转换为输出信号，送至DAQ6009的计数通道。的计数通道。3)计数器数据采集与控制程序前面板前面板程序框图程序框图3.4 信号产生n信号产生是仪器系统的重要组成部分，要评价任信号产生是仪器系统的重要组成部分，要评价任意一个网络或系统的特性，必须外加一定的测试意一个网络或系统的特性，必须外加一定的测试信号，其性能方能显示出来。信号，其性能方能显示出来。n最常用的测试信号有正弦波、三角波、方波、锯齿最常用的测试信号有正弦波、三角波、方波、锯齿波、噪声波及多频波（由不同频率的正弦波叠加而波、噪声波及多频波（由
24、不同频率的正弦波叠加而形成的波形）等。形成的波形）等。1.数字化频率的概念T为采样间隔，为采样间隔，T为信号周为信号周期，期，n为设一个周期内的采为设一个周期内的采样点数，则样点数，则 T=n T 设采样频率设采样频率：fs =1/T而信号频率而信号频率：fx=1/T=1/(n T)=fS/n数字化频率数字化频率：f=fx/fs=1/n即数字化频率即数字化频率=信号频率信号频率/采样频率采样频率)fi360sin(A)i(u00离散正弦信号离散正弦信号：2.正弦信号产生例例1：利用利用Sine Wave.vi产生正弦波产生正弦波 前面板前面板程序框图程序框图 信号发生器例例2 2：创建一个可以
25、产生正弦波、三角波、方波和锯创建一个可以产生正弦波、三角波、方波和锯齿波的信号发生器。齿波的信号发生器。3.5 虚拟仪器的信号分析与处理n为深入了解信号的物理实质，将其进行分类研究是为深入了解信号的物理实质，将其进行分类研究是非常必要的，从不同角度观察信号，可分为：非常必要的，从不同角度观察信号，可分为：时域时域和频域。和频域。时间幅值频率时域分析频域分析时域分析与频时域分析与频域分析的关系域分析的关系1.信号的时域分析n时域分析时域分析是指在时间域内研究系统在一定输入信是指在时间域内研究系统在一定输入信号的作用下，其输出信号随时间的变化情况；号的作用下，其输出信号随时间的变化情况；信号的时域
26、描述信号的时域描述:以时间为独立变量，描述信号随以时间为独立变量，描述信号随时间的变化特征，反映信号幅值随时间变化的关系；时间的变化特征，反映信号幅值随时间变化的关系；优点优点:形象、直观形象、直观缺点缺点:不能明显揭示信号的内在结构不能明显揭示信号的内在结构信号的时域分析举例一相关分析n所谓所谓“相关相关”是指变量之间的线性关系；是指变量之间的线性关系；n相关性相关性是指信号的相似和关联程度，相关分析不是指信号的相似和关联程度，相关分析不仅可用于确定性信号，也可用于随机信号的检测、仅可用于确定性信号，也可用于随机信号的检测、识别和提取等；识别和提取等；n相关分析常用相关分析常用相关函数相关函
27、数（自相关函数和互相关函（自相关函数和互相关函数）或相关系数来描述；数）或相关系数来描述；n相关函数相关函数和和功率谱功率谱(密度密度)是一对傅立叶变换。是一对傅立叶变换。相关函数nxymnynxmR)()()(相关函数序列相关函数序列 自相关函数自相关函数：反映了信号在时移中的相关性。：反映了信号在时移中的相关性。互相关函数互相关函数：反映了两个信号在时移中的相关性。：反映了两个信号在时移中的相关性。相关分析工程应用实例 自相关分析：机械加工表面粗糙度自相关分析：机械加工表面粗糙度互相关分析：地下输油管道漏损位置的探测将两拾音器测得的音响信号将两拾音器测得的音响信号x1(t)x1(t)和和x
28、2(t)x2(t)进行互进行互相关分析，找出互相关值最大处的延时相关分析，找出互相关值最大处的延时，即可，即可由由确定油管破损位置。确定油管破损位置。2vS LabVIEW中的相关分析函数Auto Correlation.viCross Correlation.vi10NkkjkjXXRxx10NkkjkYXRxyj互相关运算举例前面板前面板程序框图程序框图 2.信号的频域分析n频域分析频域分析是采用傅立叶变换将时域信号是采用傅立叶变换将时域信号X(t)变换为变换为频域信号频域信号X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解，从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征；信号的特征；信号的频域描述信号
29、的频域描述：应用傅里叶变换，对信号进行变：应用傅里叶变换，对信号进行变换换(分解分解)，以频率为独立变量，建立信号幅值、相，以频率为独立变量，建立信号幅值、相位与频率的关系位与频率的关系;特点特点：频域描述抽取信号内在的频率组成，信息：频域描述抽取信号内在的频率组成，信息丰富，应用广泛。丰富，应用广泛。时域-频域关系的建立n时域信号时域信号x(t)x(t)的傅里叶变换为的傅里叶变换为:例如，例如，50Hz正弦波信号正弦波信号x(t)=10sin(2*50*t)其频谱函数为其频谱函数为转换过程如图所示转换过程如图所示:频域分析应用描述n信号的频谱代表了信号在不同频率分量处信号成信号的频谱代表了信
30、号在不同频率分量处信号成分的大小，它能够提供比时域信号波形更直观、分的大小，它能够提供比时域信号波形更直观、更丰富的信息。更丰富的信息。(1)快速傅立叶变换FFT的实现n傅里叶变换是信号处理与数据处理中一个重傅里叶变换是信号处理与数据处理中一个重要分析工具，其意义在于将时域与频域信号要分析工具，其意义在于将时域与频域信号联系起来，通过频域分析将复杂的信号分解联系起来，通过频域分析将复杂的信号分解为各个单一的频率成分。为各个单一的频率成分。FFT.vi例:双边傅里叶变换前面板前面板程序框图程序框图Nffs频率间隔与采频率间隔与采样频率和采样样频率和采样点数的关系点数的关系（2）频谱分析n频谱分析
31、频谱分析是指把时间域的各种动态信号通过傅里叶是指把时间域的各种动态信号通过傅里叶变换转换到频率域进行分析。变换转换到频率域进行分析。n内容包括内容包括:频谱分析频谱分析：包括幅值谱和相位谱、实部频谱和虚部频谱；：包括幅值谱和相位谱、实部频谱和虚部频谱；功率谱分析功率谱分析：包括自谱和互谱；：包括自谱和互谱；频率响应函数分析频率响应函数分析：系统输出信号与输入信号频谱之比；：系统输出信号与输入信号频谱之比；相干函数分析相干函数分析：系统输入信号与输出信号之间谱的相关：系统输入信号与输出信号之间谱的相关程度。程度。1）幅度谱和相位谱 nLabVIEW8.2中，用于计算输入序列的幅度谱和相中，用于计
32、算输入序列的幅度谱和相位谱函数位谱函数Amplitude and Phase Spectrum.vi的的图标及端口如图所示。图标及端口如图所示。等效数学运算式公式：等效数学运算式公式：amplitudeNSignalFFTspectrum)(幅度谱分析举例前面板前面板程序框图程序框图 2）功率谱nLabVIEW8.2中，用于计算输入序列的单边中，用于计算输入序列的单边自功率谱函数自功率谱函数Auto Power Spectrum.vi的的图标及端口如图所示。图标及端口如图所示。等效数学运算式公式等效数学运算式公式2)()(NsignalFFTsignalFFTSpectrumPower自功率谱
33、分析举例前面板前面板程序框图程序框图 3.数字滤波器n数字滤波器数字滤波器即是以数值计算的方法来实现对即是以数值计算的方法来实现对离散化信号的处理，以减少干扰信号在有用离散化信号的处理，以减少干扰信号在有用信号中所占的比例，从而改变信号的质量，信号中所占的比例，从而改变信号的质量，达到滤波或加工信号的目的。达到滤波或加工信号的目的。n数字滤波器分为数字滤波器分为 无限冲激响应滤波器无限冲激响应滤波器IIRIIR 有限冲激响应滤波器有限冲激响应滤波器FIRFIR特点特点：精度高、稳定性好、灵活性强、处：精度高、稳定性好、灵活性强、处 理功能强理功能强LabVIEW提供的滤波器函数数字滤波器应用举
34、例使用巴特沃斯滤波器使用巴特沃斯滤波器提出正弦信号提出正弦信号3.6 虚拟仪器举例1.虚拟虚拟数字电压表数字电压表n设计一个数字电压表，该数字电压表可以测量直流电压和设计一个数字电压表，该数字电压表可以测量直流电压和交流电压，同时还可以改变采样频率和采样点数。交流电压，同时还可以改变采样频率和采样点数。2.虚拟示波器3.基于声卡的虚拟数据数据采集系统信号预处理传感器声卡输入缓冲区信号处理波形显示数字存储待采集信号PC 机利用声卡作为数据采集设备，可以组成一个低利用声卡作为数据采集设备，可以组成一个低成本高性能的数据采集与分析系统。它适合采成本高性能的数据采集与分析系统。它适合采集音频域的信号，
35、即输入信号频率必须处于集音频域的信号，即输入信号频率必须处于2020kHz 的音频范围内。的音频范围内。本章结束本章结束谢谢！在以在以PC 机为基础的虚拟仪器中，插入式数机为基础的虚拟仪器中，插入式数据采集卡据采集卡DAQ(Data Acquisition)是虚拟仪器是虚拟仪器中最常用的接口形式之一。中最常用的接口形式之一。基于数据采集卡的虚拟仪器基于数据采集卡的虚拟仪器基于基于GPIB方式的虚拟仪器方式的虚拟仪器GPIBInterfaceDMMGPIB 电缆电缆 GPIB(General Purpose Interface Bus)GPIB(General Purpose Interface
36、 Bus)是由是由HPHP公司于公司于19781978年制定的总线标准，是传统测试仪器在数年制定的总线标准，是传统测试仪器在数字接口方面的延伸和扩展。字接口方面的延伸和扩展。基于基于VXI总线方式的虚拟仪器总线方式的虚拟仪器 虚拟仪器技术中最引人注目的应用是基于虚拟仪器技术中最引人注目的应用是基于VXI总线总线（VMEbus Extension for Instrumentation）平台技）平台技术的自动测试仪器系统。术的自动测试仪器系统。基于基于PXI总线方式的虚拟仪器总线方式的虚拟仪器 PXI（PCI eXtensions for Instrumentation）总线是）总线是N I公公
37、司在司在2019年年9月月1日推出的全新的开放性、模块化仪器总日推出的全新的开放性、模块化仪器总线规范。它以线规范。它以CompactPCI为基础，是为基础，是PCI总线面向仪器总线面向仪器领域的扩展。领域的扩展。基于基于LXI总线方式的虚拟仪器总线方式的虚拟仪器 2019年年9月，月，VXI 科技公司和安捷伦公司共同推出一种适用科技公司和安捷伦公司共同推出一种适用于自动测试系统的新一代基于局域网（于自动测试系统的新一代基于局域网（LAN）的模块化测）的模块化测量仪器接口标准量仪器接口标准LXI（LAN-based eXtensions for Instrumentation），即），即LAN的仪器扩展的仪器扩展。
