对各个厂家的不同测试设备，使用者需要的知识很多。这样的仪器不仅使用频率和利用率低，而且硬件存在冗余。鉴于上述原因，基于计算机的测试仪器逐渐变成现实，其出现和广泛使用对测控仪器产生较为深刻的影响。虚拟仪器的概念虚拟仪器简称的概念是年由美国国家仪器公司首先提出的，虚拟仪器是指通过应用程序将通用计算机与功能化模块硬件结合起来，用户可以通过友好的图形界面来操作这台计算机，就像在操作自己定虚拟示波器软件设计义，自己设计的台单个仪器样，从而完成对被测试量的采集分析判断显示数据存储等。虚拟仪器的实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果利用计算机强大的软件功能实现对信号数据的运算分析和处理利用接口设备完成信号的采集测量与调理，从而完成各种测试功能的种计算机仪器系统。与传统仪器样，虚拟仪器同样可以划分为数据采集数据分析处理显示结果三大功能块，虚拟仪器以透明方式把计算机资源和仪器硬件的测控能力相结合，实现仪器的功能运作应，用程序将可选硬件如等总线设备和可重复使用源码库函数等软件结合起来实现模块间的通信，源码库函数为用户构造自己的虚拟仪器系统提供了基本的软件模块，当用户的测试要求变化时，可以方便地由用户自己来增减硬软件模块，或重新配置现有系统以满足系统的测试要求。虚拟仪器技术的发展现状虚拟技术，计算机通讯技术和网络技术是信息技术最重要的组成部分。虚拟技术蕴含的巨大潜力，使发达国家趋之若鹜。世纪年代首先在美国兴起和发展起来的虚拟仪器无疑是虚拟技术领域中的重要组成部分，因此自年美国研制成功第台虚拟仪器以来，虚拟仪器在世界范围内发展十分迅速。如世界著名的公司公司等已经形成了系列化的虚拟函数信号发生器信号分析仪存储示波器及图表记录仪等产品，进入年代末期，我国些科研单位及高等院校如清华大学哈尔滨工业大学电子科技大学哈尔滨仪器王公司等也十分重视虚拟仪器的开发与研究。虚拟仪器技术经过十几年的发展，而今正沿着总线与驱动程序标准化软硬件模块化编程平台的图形化和硬件模块的即插即用方向进步。以开放式模块化仪器标准为基础的虚拟仪器标准正日趋完善虚拟仪器技术在发达国家的推广应用也十分普及，不仅在电子测量领域过程控制领域包括人们生活的其它许多领域利用虚拟仪器实现复杂的测量与控制系统的例子也很多。近年来，世界各国的虚拟仪器公司开发了不少虚拟仪器开发平台软件，除去最早和最有影响力的公司开发的和之外，还有美国公司的和平台软件美国公司虚拟示波器软件设计软件以及美国公司的平台软件，也是优秀的虚拟仪器开发平台软件。虚拟仪器正在继续迅速发展，它可以取代测量技术传统领域的各类仪器。虚拟仪器在组成和改变仪器的功能和技术性能方面具有灵活性和经济性，因而适应于当代科学技术迅速发展和科学研究不断深化所提出的更高更新的测量课题和测量需求。虚拟仪器相比于传统仪器具有诸多优势，而这些优势使得虚拟仪器技术非常适用于电网谐波测量方面的应用。虚拟仪器的组成虚拟仪器由软件和硬件两部分组成，突破了传统电子仪器以硬件为主体的模式，用具有测试软件的计算机实现传统电子仪器的功能。虚拟仪器的硬件是计算机和为其配置的各种传感器互感器信号调理器数据采集器等计算机及其配置的电子测量仪器硬件模块组成了虚拟仪器测试硬件平台的基础。软件是虚拟仪器的灵魂，公司在提出虚拟仪器概念时用软件就是仪器的口号来表达虚拟仪器的特征，强调了软件在虚拟仪器中极为重要的位置，虚拟仪器的软件包括虚拟仪器的前面板信号采集模块信号处理模块和数据存储模块等。因此测量信号是在软件的控制下，经由电子测量硬件平台的采集，再经电子计算机的处理，得到最终的测试结果，并以数据曲线图形等显示在电子计算机的终端显示屏上。虚拟仪器采用的总线方式虚拟仪器的突出成就不仅是可以利用机组建成为灵活的虚拟仪器，更为重要的是它可以通过各种不同的接口总线，组建不同规模的自动测试系统。它可以借助不同的接口总线的沟通，将虚拟仪器带接口总线的各种电子仪器或各种插件单元，调配并组建成为中小型或大型的自动测试系统。虚拟仪器系统开发所采用的总线包括传统的总线通用接口总线总线总线以及已经被机广泛采图形模板光标图例标签说明虚拟示波器软件设计图的图形控件的独有控件的数据并没有事先存在个数组中，它是实时显示的，为了能够看到先前的数据，控件内部含有个显示缓冲器，其中保留了些历史数据。这个缓冲器按照先进先出的原则管理，其最大容量是个数据点。滚动条它直接对应于显示缓冲器，通过它可以前后观察缓冲器内任何位置的数据。数据显示选中它，可以在图形右上角出现个数字显示器，这样可以在画出曲线的同时显示当前最新的个数据值。刷新模式提供了三种画面的刷新模式，分别是条壮图它与纸带式图表记录仪类似。曲线从左到右连续绘制，当新的数据点到达右部边界时，先前的数据点逐次左移。示波器模式它与示波器类似。曲线从左到右连续绘制，当新的数据点到达右部边界时，清屏刷新，从左边开始新的绘制。它的速度较快。扫描模式与示波器模式的不同在于当新的数据点到达右部边界时，不清屏，而是在最左边出现条垂直扫描线，以它为分界线，将原有曲线逐点向右推，同时在左边画出新的数据点。如此循环下去。堆叠式图区在相同的纵坐标下，由于各种测量信号的差异，将几条曲线显示在同个图区有困难时，可以组织出种纵坐标相同，而有各自横坐标的堆叠式图区。打开目录的，那里提供了有关的各种形态的例子，以及堆叠式图区的例子虚拟示波器软件设计前面板设计打开软件，新建之后，我们会看到前面板，点击查看菜单里的控件选板和工具选板，般工具选板默认是开启的。如下图。图工具选板图控件选板虚拟示波器前面板需要的控件有，图形显示控件目录下的波形图控件，数值输入控件中目录下的旋钮个，个用来调幅值，另外用来调节频率，前面板的工作量不是很大，只需要做出个示波器的样子，能够显示波形就可以了。下图为该设计的前面板。虚拟示波器软件设计图虚拟示波器前面板程序编写信号发生器的设计数据模拟模块是用自己模块模拟发出波形模拟采集的数据波形，主要为分析波形等使用，模拟的波形主要分为两个通道或将两个通道的叠加成个波形。发出的波形主要有正弦波方波三角波锯齿波高斯白噪声。主要方法是在中用函数信号发生器产生个信号，实际上相当于通过软件实现了个信号发生器的功能。主要实现如下图虚拟示波器软件设计正弦波公式为为振幅，周期，相位。方波公式为,频率为的值为的方波。电流的波形为矩形的电流即为方波电流。不论轴上下是不对称的，只要是矩形就可叫方波，必要时，可加对称，不对称加以说明。方波不定是交流波。主要看该方波有没有正负交替，要直是个符号就是直流了，可以全是正的，也可以全是负的如果有正有负就是交流了。三角波三角波函数输入锯齿波般主要由搭建硬件电路来实现，效果如下图虚拟示波器软件设计波形方式对应的控件如下有正弦波方波三角波锯齿波高斯白噪声。程序的主要实现模块，当选择模拟波形时，有两个通道可以选择波形，可以调整幅值频率相位。可以将两个不同的波形进行叠加，形成各种不同想要的波形。信号发生器的设计多通道波形叠加,主要是指正弦波方波三角波锯齿波白噪声七个波形任意叠加显示，可以单独显示任何个波形，也可以显示任何个个或个波形叠加，主要程序实现如下图主要实现方法是将各个控件合成个数组，由开关量变成模拟量，通过控件进行判断，最终达到任意波形叠加。双通道叠加，主要功能是将两个通道的波形叠加到起得到想要的波形，例如正弦白噪声就会模拟出个受干扰的正弦信号虚拟示波器软件设计频谱分析模块频谱分析模块主要利用现有的模块完成的，波形信号过来以后通过自功率谱，然后求以位底的对数，最后乘以送个波形显示，主要算法是根据入门与精通上的说明编写的。第四章波形显示及实验结果完成示波器之后，在这章中将对设计结果做些实验来验证下虚拟示波器的性能。显示正弦波波形函数发生器通道选择正弦波波形，通道二不选择波形。运行结果如图所示。虚拟示波器软件设计图正弦波显示方波波形当函数发生器发出的是方波的时候，运行结果如图所示。图方波显示三角波波形函数发生器发出三角波。显示结果如图所示。图三角波显示高斯白噪声波形虚拟示波器软件设计图高斯白噪声显示噪声波形图噪声显示锯齿波形图锯齿波形各个信号与经过频谱分析后波形对比虚拟示波器软件设计正弦波及频谱分析后的波形发出波形设置及频谱分析后最大值最小值如下图虚拟示波器软件设计方波方波及频谱分析后的波形对比虚拟示波器软件设计三角波及频谱分析后的波形对比锯齿波及频谱分析后的波形对比虚拟示波器软件设计高斯白噪声及频谱分析后的波形对比波形叠加及频谱分析如下图，两个通道分别为正弦波与方波，频谱分析波形框显示为第个通道频谱分析后的波形。叠加波形以后波形如下虚拟示波器软件设计正弦加白噪声效果如下图叠加后虚拟示波器软件设计多通道波形叠加效果如下图，主要功能是可以实现正弦波方波三角波锯齿波高斯白噪声六个波形任意叠加。虚拟示波器软件设计虚拟示波器软件设计虚拟示波器软件设计第五章展望随着莫尔定律的持续发展及个人计算机技术的日新月异，虚拟仪器系统的功能也越来越强大。个人计算机的内存影像处理输入输出及中央处理单元的性能每年都在提高，而这些技术都有利于虚拟的测量和自动化系统的发展。从个人计算机的出现至今，其性能已提高了倍，而其价格却不断地下降，因此，这些功能强大性能可靠成本低廉的计算机系统被广泛应用到实验室的产品研发及生产线上产品的制程中。个人计算机的不断发展进步不仅使得虚拟仪器系统成为种低成本高弹性的解决方案，更大大提升了企业生产率，而这是传统的仪器设备所无法比拟的优势。虚拟仪器正在继续迅速发展。它可以取代测量技术传统领域的各类仪器。虚拟仪器在组成和改变仪器的功能和技术性能方面具有灵活性与经济性，因而特别适应于当代科学技术迅速发展和科学研究不断深化所提出的更高更新的测量课题和测量需求。没有测量就没有鉴别，科学技术就不能前进。虚拟仪器将会在科学技术的各个领域得到广泛应用。虚拟示波器软件设计结束语通过这个毕业设计，接触了这款强大的图形编程软件，并从中获得了很多知识。现在已经可以熟练的操作这款编程软件，而且也能后设计些基于的虚拟仪器。另外，对信号发生器也有