虛擬儀器簡(jiǎn)介

虛擬儀器（Virtual Instruments簡(jiǎn)稱(chēng)VI）技術(shù)發(fā)展非常迅速，所有測量測試儀器的主要功能可由①數據采集②數據測試和分析③結果輸出顯示等三大部分組成，其中數據分析和結果輸出完全可由基于計算機的軟件系統來(lái)完成，因此只要另外提供一定的數據采集硬件，就可構成基于計算機組成的測量測試儀器?；谟嬎銠C的數字化測量測試儀器就稱(chēng)之為虛擬儀器（VI）。注意：這里所指的虛擬儀器和EDA仿真軟件中的虛擬儀器概念完全不同，它可以完全替代傳統臺式測量測試儀器。而EDA仿真軟件中的虛擬儀器是純軟件的、仿真的。

虛擬儀器可使用相同的硬件系統，通過(guò)不同的軟件就可以實(shí)現功能完全不同的各種測量測試儀器，即軟件系統是虛擬儀器的核心，軟件可以定義為各種儀器，因此可以說(shuō)“軟件即儀器”。

虛擬儀器儀器的分類(lèi):

虛擬儀器的發(fā)展隨著(zhù)微機的發(fā)展和采用總線(xiàn)方式的不同，可分為五種類(lèi)型：

第一類(lèi)：PC總線(xiàn)——插卡型虛擬儀器

這種方式借助于插入計算機內的數據采集卡與專(zhuān)用的軟件如LabVIEW相結合（注：美國NI公司的Labview是圖形化編程工具，它可以通過(guò)各種控件自已組建各種儀器。Labview/cvi是基于文本編程的程序員提供高效的編程工具，通過(guò)三種編程語(yǔ)言Visual C++,

Visual Basic, Labviews/cvi構成測試系統，它充分利用計算機的總線(xiàn)、機箱、電源及軟件的便利。但是受PC機機箱和總線(xiàn)限制，且有電源功率不足，機箱內部的噪聲電平較高，插槽數目也不多，插槽尺寸比較小，機箱內無(wú)屏蔽等缺點(diǎn)。另外，ISA總線(xiàn)的虛擬儀器已經(jīng)淘汰，PCI總線(xiàn)的虛擬儀器價(jià)格比較昂貴。

第二類(lèi)：并行口式虛擬儀器

最新發(fā)展的一系列可連接到計算機并行口的測試裝置，它們把儀器硬件集成在一個(gè)采集盒內。儀器軟件裝在計算機上，通?？梢酝瓿筛鞣N測量測試儀器的功能，可以組成數字存儲示波器、頻譜分析儀、邏緝分析儀、任意波形發(fā)生器、頻率計、數字萬(wàn)用表、功率計、程控穩壓電源、數據記錄儀、數據采集器。美國LINK公司的 DSO-2XXX系列虛擬儀器,它們的最大好處是可以與筆記本計算機相連，方便野外作業(yè)，又可與臺式PC機相連，實(shí)現臺式和便攜式兩用，非常方便。由于其價(jià)格低廉、用途廣泛，特別適合于研發(fā)部門(mén)和各種教學(xué)實(shí)驗室應用。

第三類(lèi)：GBIB總線(xiàn)方式的虛擬儀器

GPIB技術(shù)是 IEEE488標準的虛擬儀器早期的發(fā)展階段。它的出現使電子測量獨立的單臺手工操作向大規模自動(dòng)測試系統發(fā)展，典型的GPIB系統由一臺PC機、一塊 GPIB接口卡和若干臺BPIB形式的儀器通過(guò)GPIB電纜連接而成。在標準情況下，一塊GPIB接口可帶多達14臺儀器，電纜長(cháng)度可達40米。GPIB 技術(shù)可用計算機實(shí)現對儀器的操作和控制，替代傳統的人工操作方式，可以很多方便地把多臺儀器組合起來(lái)，形成自動(dòng)測量系統。GPIB測量系統的結構和命令簡(jiǎn)單，主要應用于臺式儀器，適合于精確度要求高的，但不要求對計算機高速傳輸狀況時(shí)應用。

第四類(lèi)：VXI總線(xiàn)方式虛擬儀器

VXI 總線(xiàn)是一種高速計算機總線(xiàn)VME總線(xiàn)在VI領(lǐng)域的擴展，它具有穩定的電源，強有力的冷卻能力和嚴格的RFI/EMI屏蔽。由于它的標準開(kāi)放、結構緊湊、數據吞吐能力強、定時(shí)和同步精確、模塊可重復利用、眾多儀器廠(chǎng)家支持的優(yōu)點(diǎn)，很快得到廣泛的應用。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，VXI系統的組建和使用越來(lái)越方便，尤其是組建大、中規模自動(dòng)測量系統以及對速度、精度要求高的場(chǎng)合。有其他儀器無(wú)法比擬的優(yōu)勢。然而，組建VXI總線(xiàn)要求有機箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造價(jià)比較高。

第五類(lèi)：PXI總線(xiàn)方式虛擬儀器

PXI總線(xiàn)方式是PCI總線(xiàn)內核技術(shù)增加了成熟的技術(shù)規范和要求形成的，增加了多板同步觸發(fā)總線(xiàn)的技術(shù)規范和要求形成的，增加了多板發(fā)總線(xiàn)，以使用于相鄰模塊的高速通訊的局總線(xiàn)。PXI的高度可擴展性。PXI具有8個(gè)擴展槽，而臺式PCI系統只有3~4個(gè)擴展槽，通過(guò)使用PCI—PCI橋接器，可擴展到256個(gè)擴展槽，臺式PC的性能價(jià)格比和PCI總線(xiàn)面向儀器領(lǐng)域的擴展優(yōu)勢結合起來(lái)，將形成未來(lái)的虛擬儀器平臺。

虛擬儀器的發(fā)展過(guò)程有兩條線(xiàn)：一、GPIB→VSI→PXI總線(xiàn)方式（適合大型高精度集成系統）

GPIB 于1978年問(wèn)世，VXI于1987年問(wèn)世，PXI于1997年問(wèn)世。

二、PC插卡→并口式→串口USB方式（適合于普及型的廉價(jià)系統，有廣闊的應用發(fā)展前景）

PC插卡式于80年代初問(wèn)世，并行口方式于1995年問(wèn)世，串口USB方式于1999年問(wèn)世。

綜上所述，虛擬儀器的發(fā)展取決于三個(gè)重要因素。①計