1 虛擬儀器的特點和構成0 _0 m U- b% @) J
1.1 虛擬儀器的特點
# x" k0 }4 \* h, Y 與傳統(tǒng)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(yōu)點,，具體表現(xiàn)為：. ?8 w, O# k* y7 ^; q, [
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(jù)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(tǒng)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,。
7 z; m2 d9 }) b3 U: U 復用性強,，系統(tǒng)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(shù)字采樣器,，可設計出數(shù)字示波器、邏輯分析儀,、計數(shù)器等多種儀器。這樣形成的測試儀 器系統(tǒng)功能更靈活,、更高效,、更開放、系統(tǒng)費用更低,。通過與計算機網(wǎng)絡連接,，還可實現(xiàn)虛 擬儀器的分布式共享,，更好地發(fā)揮儀器的使用價值。
2 T" P/ \& H: E4 i0 h" M+ X3 @ 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(shù) 據(jù)庫系統(tǒng)或通過網(wǎng)絡發(fā)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,。
. ?* n) y" S% m/ U% Q7 i+ u 1.2 虛擬儀器的構成0 \/ ? \+ r9 m4 w3 Q
虛擬儀器的構建主要從硬件電路的設計、軟件開發(fā)與設計2個方面考慮,。
0 ~ V& \$ H( Q4 _. @ 硬件電路的設計主要根據(jù)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(yōu)點，因此自1987被首次推出后迅速得到各大儀 器生產(chǎn)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(fā) 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(xiàn)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(shù)據(jù)采集；信號輸出與控制,；數(shù)據(jù)實時處理,。這3部分概括了數(shù)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,。 # X1 z# Q5 r" r2 X6 T
例如使用高速數(shù)據(jù)采集模塊和高速實時數(shù)據(jù)處理模塊就能構成1臺示波器、1臺數(shù)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(shù)據(jù)處理模塊就能構成1臺函數(shù)發(fā)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(xiàn)場總線 接口和各類傳感器接口,。系統(tǒng)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(shù)據(jù)。擴展器目前是備用件,，為今后新型器件提供發(fā)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(yōu)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(tǒng)吞吐量大大提高,。 |
發(fā)表于 2009-12-11 09:20:50
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