，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安电子科技大学出版社，杨乐平，李海涛等高级程序设计清华大学出版社，年月刘君华，郭会军，赵向阳，贾惠芹基于的虚拟仪器设计电子工业出版社，年月目录第章引言虚拟仪器发展现状虚拟仪器产生的背景虚拟仪器的概念虚拟仪器技术的发展现状虚拟仪器的组成虚拟仪器采用的总线方式本文的主要工作第二章原理框图与设计思路原理及框图设计思路图设计框图第三章软件环境及其编程软件环境介绍编程图形显示控件前面板设计程序编写第四章波形显示及实验结果显示正弦波波形显示方波波形显示三角波波形显示高斯白噪声波形显示噪声波形显示锯齿波形各个信号与经过频谱分析后波形对比波形叠加及频谱分析叠加波形以后波形如下正弦加白噪声效果如下图叠加后多通道波形叠加第五章展望结束语致谢参考文献目录第章引言虚拟仪器发展现状随着计算机技术的发展，传统仪器开始向计算机化的方向发展虚拟仪器是年代提出的新概念虚拟仪器技术的提出与发展，标志着二十世纪自动测试与电子测量仪器领域技术发展的个重要方向所谓虚拟仪器，就是在通用的计算机平台上定义和设计仪器的测试功能，使用者操作这台计算机，就像是在使用台专门设计的电子仪器传统仪器般由操作面板信号输入端口检测结果输出这几部分组成，是台独立的装置，功能都是通过硬件电路或固化软件实现，传统仪器由仪器生产厂家给定，其功能和规模般是固定的，用户无法随意改变其结构和功能。另外传统仪器价格昂贵，技术更新慢周期为到年，开发费用高，这使得传统仪器很难适应信息时代对仪器的要求，随着测试技术和计算机技术深层次的结合，出现了虚拟仪器。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，组建不同规模的自测试系统。它可以藉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甚至大型的自动调试系统。当今虚拟仪器的系统开发采用的总线包括传统的串行总线通用接口总线总线，以及已经被机广泛采用的通用例如测量结果的谱分析快速傅立叶变换各种数字滤波器卷积处理和相关函数处理微积分峰值和阈值检队波形发生噪声发生回归分析数值运算时域和频域分析等，使虚拟仪器发展成为可以组建极为复杂自动测试系统的仪器系统。虚拟仪器的发展是信息技术的个重要领域它对科学技术的发展和国防工业农业的生产将产生不可估量的影响。虚拟仪器的研究有利于改善我国高性能测控设备依赖进口的现状。我国的测控技术薄弱环节在于高性能的硬件设备跟不上，很多依赖进口。而在虚拟仪器中，软件是关键。而软件的发展在智力资源丰富的条件下，可以很快发展。这样，我们就可以扬长避短，推动测控技术的快速发展，缩短我国测控技术与国外水平的差距。虚拟仪器可广泛应用于航天航空军事工程电力工程机械工程建筑工程铁路交通地质勘探生物医疗等很多需要高性能测控设备进行电子测量振动分析声学分析故障诊断等科学分析的场合。在大专院校使用虚拟仪器，可以让学生使用到那些般学校买虚拟示波器软件设计不起的昂贵的高性能测控设备和精密仪器设备，在节约了大量仪器设备经费投入的同时还开阔了学生们的眼界和思路。虚拟仪器可以非常灵活地进行教学中的原理设计实验，并进行直观的演示，为提高教学质量与效率创造了条件。随着网络技术的发展，虚拟仪器有着十分光明的前景，将虚拟仪器应用于网络技术，可以为远程教学和远程实验提供强大的功能，进步提高实验室设备的利用率，并为异地实验数据及更广泛的学术交流提供了高效的平台。虚拟仪器产生的背景现代科技的进步以计算机的进步为代表，不断创新的计算机技术，从各个层面上影响着各行各业的技术进步，今天的测控仪器行业同样经历着场翻天覆地的变革，方面，计算机技术的进步为新型的测控仪器产生提供了现实基础，主要表现在微处理器和技术的快速进步以及其性能价格比不断上升大大改变了传统电子行业的设计思想和观念，原来许多由硬件完成的功能今天能够依靠软件实现面向对象技术，可视化程序开发语言在软件领域为更多易于使用，功能强大的软件开发提供了可能性。另方面，传统的测控仪器越来越满足不了科技进步的要求，主要表现在现代测控要求仪器不仅仅能单独测量到个量，而更希望它们之间能够互相通信，实现信息共享，从而完成对被测系统的综合分析评估，得行总线和总线即，也叫做火线。世界各国的公司，特别是美国公司，为使虚拟仪器能够适应上述各种总线的配置，开发了大量的软件以及适应要求的硬件插件，可以灵活地组建不同复杂程度的虚拟仪器自动测试系统。总线是机早期采用的通用串行总线，至今仍然适用于要求较低的虚拟仪器或测试系统。仪器总线已经风行多年，由于它只是位并行仪器总线，传输速率和传输距离有限，已经跟不上当今大规模自测试系统的需虚拟示波器软件设计求。但是，采用总线的仪器或插件，仍然大量存在，直在应用，因此总线仍然是组建中等水平自动测试系统所欢迎的总线。总线是在总线的基础上发展起来的仪器总线，成为当今国际上测量仪器总线的主体。它可以满足当代科学技术发展的测试要求，成为世界各国开发虚拟仪器最重视的开发对象。在这方面，不仅常有新的软件出现，也常有高水平的系统开发成果的报道。从事虚拟仪器开发的厂家和公司，也很注意通用串行总线和串行总线虚拟仪器的开发，是因为虚拟仪器系统主控常采用机，而当今机已经更多地采用总线和总线，二是因为总线已经得到广泛的支持。微软全面支持总线，和也支持，的修订版也支持，公司和公司也已经支持。但是，总线只限于用在较简单的测试系统中，当今用虚拟仪器组建自动测试系统，更有前途的是采用串行总线，这是因为这种高速串行总线，能够以或的速率传送数据，显然会成为虚拟仪器发展最有前途的总线。目前国际上虚拟仪器所用总线的传站速度的最高记录，已经达到。虚拟仪器开发商不仅注意使虚拟仪器能够适应上述各种通用计算机总线系统，使之为虚拟仪器服务，而且也注意建立各种仪器专用的总线系统。美国公司在年月日推出模块化仪器的主流平台，这是与完全兼容的系统。这种虚拟仪器模块化主流平台，的传输速度已经达到，是目前已经发布的最高传输速度。虚拟仪器的开发厂家，为扩大虚拟仪器的功能，在测量结果的数据处理表达模式及其变换方面也做了许多工作，发布了各种软件，建立了数据处理的高级分析库和开发工具库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