1 虛擬儀器的特點和構成
- a" [5 k. }- p" q# \ 1.1 虛擬儀器的特點
, k# I& o2 v) P. _6 V x3 B* i 與傳統儀器相比，虛擬儀器具有高效、開放、易用靈活、功能強大、性價比高、可操作性 好等明顯優點，具體表現為：
U. f/ G5 Q. D" z 智能化程度高，處理能力強 虛擬儀器的處理能力和智能化程度主要取決于儀器軟件水平。用戶完全可以根據實際應用需求，將先進的信號處理算法、人工智能技術和專家系統應用于儀器設計與集成，從而將智能儀器水平提高到一個新的層次。
+ Y. u3 J1 n2 X' M 復用性強，系統費用低 應用虛擬儀器思想，用相同的基本硬件可構造多種不同功能的測試分析儀器，如同一個高 速數字采樣器，可設計出數字示波器、邏輯分析儀、計數器等多種儀器。這樣形成的測試儀 器系統功能更靈活、更高效、更開放、系統費用更低。通過與計算機網絡連接，還可實現虛 擬儀器的分布式共享，更好地發揮儀器的使用價值。3 O, J1 v: O, j% j1 f
可操作性強，易用靈活 虛擬儀器面板可由用戶定義，針對不同應用可以設計不同的操作顯示界面。使用計算機的 多媒體處理能力可以使儀器操作變得更加直觀、簡便、易于理解，測量結果可以直接進入數 據庫系統或通過網絡發送。測量完后還可打印、顯示所需的報表或曲線，這些都使得儀器的 可操作性大大提高而且易用、靈活。& {$ B4 N I9 m3 K+ V: X% O6 r- m P
1.2 虛擬儀器的構成6 @ C: X$ N' k, u# I% v: f% g; f
虛擬儀器的構建主要從硬件電路的設計、軟件開發與設計2個方面考慮。# [& u3 @( I* o# | p9 Z1 Y
硬件電路的設計主要根據用戶所面對的任務決定，其中接口設計可選用的接口總線標準包 括GP IB總線、VXI總線等。推薦選用VXI總線。因為他具有通用性強、可擴充性好、傳輸速 率高、抗干擾能力強以及良好的開放性能等優點，因此自1987被首次推出后迅速得到各大儀 器生產廠家的認可，目前VXI模塊化儀器被認為是虛擬儀器的最理想平臺，是儀器硬件的發 展方向。由于VXI虛擬儀器的硬件平臺的基本組成是一些通用模塊和專用接口。因此硬件電 路的設計一般可以選擇用現有的各種不同的功能模塊來搭建。通用模塊包括：信號調 理和高速數據采集；信號輸出與控制；數據實時處理。這3部分概括了數字化儀 器的基本組成。將具有一種或多種功能的通用模塊組建起來，就能構成任何一種虛擬儀器。
* p9 W% _6 E9 P9 b- u" a' v/ F% a7 d 例如使用高速數據采集模塊和高速實時數據處理模塊就能構成1臺示波器、1臺數字化儀或 1臺頻譜分析儀；使用信號輸 出與控制模塊和實時數據處理模塊就能構成1臺函數發生器、 1臺信號源或1臺控制器。專用接口是針對特定用途儀器需要的設計，也包括一些現場總線 接口和各類傳感器接口。系統的主要硬件包括控制器、主機箱和儀器模塊。常用的控制方案 有GPIB總線控制方式的硬件方案、MXI總線控制方式的硬件方案、嵌入式計算機控制方式的 硬件方案3種。VXI儀器模塊又稱為器件（devices）。VXI有4種器件：寄存器基器件、消 息基器件、存儲器器件和擴展器件。存儲器器件不過是專用寄存器基器件，用來保存和傳輸 大量數據。擴展器目前是備用件，為今后新型器件提供發展通道。將VXI儀器制作成寄存器 基器件，還是消息基器件是首先要做出的決策。寄存器基器件的通信情況極像VME總線器件 ，是在低層用二進制信息編制程序。他的明顯優點在于速度寄存器基器件完全是在 直接 硬件控制這一層次上進行通信的。這種高速通信可以使測試系統吞吐量大大提高。 |
發表于 2009-12-11 09:20:50
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