测试仪器是进行科学研究的重要工具,任何一台仪器都由信号的采集与控制、信号的分析与处理、结果的表达与输出这三大功能组成。传统仪器的功能都是由硬件来实现,这就决定了传统仪器的功能和结构只能由仪器生产厂家来定义和制造,而用户无法改变。虽然传统仪器的精度、功能和性能随着微电子技术和大规模集成电路技术的发展而不断提高,但是对于复杂的测试参数较多的场合,使用起来很不方便,其局限性非常明显。随着计算机技术的发展,出现了虚拟仪器,在计算机上实现仪器的三大功能,把计算机技术和仪器技术完美结合起来,充分利用飞速发展的计算机技术来实现或增强传统仪器的功能。虚拟仪器具有结构简单、研制周期短、系统可扩展、维护方便、性能/价格比好等特点。同时,它与网络和外设的连接相当方便,有利于实现数据的处理和信息的共享。虚拟仪器开创了仪器使用者可以成为仪器设计者的新时代,代表了仪器发展的方向。 本课题正是顺应仪器发展的趋势,运用以ANSI C库为基础的Lab Windows/CVI软件开发平台,通过熟练运用DLL技术,研制开发了虚拟信号发生器、基于声卡和凌华数据采集卡的虚拟示波器以及部分非线性信号的先进算法如小波分析、小波包分析和神经网络分析。其中基于声卡的虚拟数字示波器中信号采集部分的程序在Visual C++6.0开发环境下,使用功能强大的C++语言进行编写,主要是调用Windows系统的MMSYSTEM.DLL中的低级音频函数,采用双缓存机制,实现声卡对音频信号的实时采集;基于凌华数据采集卡的虚拟数字示波器是利用DLL技术直接在Lab Windows/CVI环境下编写,二者均可实现对实时信号的实时采集、实时分析、实时显示及存储功能;非线性信号的先进分析方法是用底层语言C编写,可形成独立模块,供其他程序使用。 本课题开发采用Lab Windows/CVI软件开发平台,可形成独立安装的软件包,完全腕离Lab Windows/CVI软件开发环境独立运行,安装方便、实用性强。虚拟仪器参数的控制全部通过图形用户界面进行人机交互,面板设计形象,易于实际操作。经实际验证,与传统仪器相比,测试效率及测试精度高。用户还可以通过相应的编程对虚拟仪器进行移植、改进或功能扩展,可被广泛应用于教学及实验、工程信号分析、故障诊断等领域。