虚拟仪器(简称VI)是电子测量技术与计算机技术深层次结合的、具有很好发展前景的新一类电子仪器，目前已经在科学技术的各个领域得到广泛应用。本文详细介绍了基于USB2．0接口的虚拟数字存储示波器的设计实现，包括硬件电路的设计仿真、固件代码设计、驱动程序设计以及应用程序的设计等。在上述工作基础上，作者还从理论分析的角度深入探讨了虚拟仪器的采样技术，包括实时采样、顺序采样和随机采样，并在新开发的数字存储示波器系统上对不同采样方式进行了验证比较。除此之外，本文在分析了现有示波器中触发方式和触发原理的基础上，提出了负延迟触发和正延迟触发两种新的触发电路设计思路，并利用QuartusⅡ仿真软件进行了时序仿真，在大规模可编程器件FPGA中进行了验证。结果表明，该设计充分利用虚拟仪器的数字化优势，解决了模拟示波器中单脉冲信号难以捕捉的问题。测试结果表明，该虚拟数字存储示波器的最高采样速率达到80MSPS，输入信号的幅度范围为-5V～+5V，板上缓存为单路128K字节，可同时测量两路模拟信号，前端带宽100MHz，并具备强大的数据处理功能。