信息工程通信外文翻譯外文文獻(xiàn)英文文獻(xiàn)基于虛擬儀器的信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(已修改)
2024-12-22 10:06 本頁面
【正文】 原 文 虛擬儀器的產(chǎn)生背景 當(dāng)今我們處于一個(gè)正在高度發(fā)展的信息社會(huì)，要求在有限的時(shí)空上實(shí)現(xiàn)大量信息的交換，必然帶來信息密度的急劇增大，要求電子系統(tǒng)對(duì)于信息的處理速度越來越高，功能越來越強(qiáng)，這使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜。一方面電子技術(shù)及市場的發(fā)展從客觀上要求測試儀器向自動(dòng)化及柔性化的方向發(fā)展，另一方面，電子技術(shù)及市場的發(fā)展也給虛擬儀器的產(chǎn)生提供了可能。在這種形式下，基于微計(jì)算機(jī)的虛擬儀器逐步變得現(xiàn)實(shí)，它的出現(xiàn)和廣泛使用為測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供一個(gè)極佳的模式，并且使工程師們?cè)跍y量和控制方面得到強(qiáng)大功能和靈活性。 2 虛 擬儀器的概念 虛擬儀器 (Virtual Instrument，簡稱 VI)的概念是由美國國家儀器公司 (NI)在 20 世紀(jì) 80 年代最早提出的。虛擬儀器就是在以通用計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上，由用戶設(shè)計(jì)定義、具有虛擬前面板、測試功能由測試軟件實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。其核心的思想是利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大資源使本來需要硬件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)軟件化，以便最大限度地降低系統(tǒng)成本，增強(qiáng)系統(tǒng)功能與靈活性。虛擬儀器代表著從傳統(tǒng)硬件為主的測試系統(tǒng)到以軟件為中心的測試系統(tǒng)的根本性轉(zhuǎn)變。虛擬儀器的出現(xiàn)是儀器發(fā)展史上的一場革命，代表著儀器發(fā)展的最新方 向和潮流，對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步將產(chǎn)生不可估量的影響。虛擬儀器具有性能高、擴(kuò)展性強(qiáng)、開發(fā)時(shí)間短、無縫集成等優(yōu)勢。 3. 圖形化虛擬儀器開發(fā)平臺(tái) — LABVIEW 簡介及其優(yōu)勢 LABVIEW是 Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench (實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成開發(fā)環(huán)境 )的簡稱，是由美國國家儀器公司 (National instruments, IN)創(chuàng)立的一個(gè)功能強(qiáng)大而又靈活的儀器和分析應(yīng)用開發(fā)工具。 Labview 一種圖形化的編程語言，主要用來開 發(fā)數(shù)據(jù)采集，儀器控制及數(shù)據(jù)處理分析等軟件，功能強(qiáng)大。目前，該開發(fā)軟件在國際測試、測控行業(yè)比較流行，在國內(nèi)的測控領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是在科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用的一種通用儀器。 LABVIEW軟件開發(fā)平臺(tái)具有以下優(yōu)點(diǎn) : 圖形化的編程方式，設(shè)計(jì)者無需寫任何文本格式的代碼，是真正的工程師的語言。 提供了豐富的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲(chǔ)的庫函數(shù)。 既提供了傳統(tǒng)的程序調(diào)試手段，如設(shè)置斷點(diǎn)、單步運(yùn)行，同時(shí)提供有獨(dú)到的高亮執(zhí)行工具，使程序動(dòng)畫式運(yùn)行，利于設(shè)計(jì)者觀察程序運(yùn)行的細(xì)節(jié)，使程序的調(diào)試 和開發(fā)更為便捷。 32bit 的編譯器編譯生成 32bit 的編譯程序，保證用戶數(shù)據(jù)采集、測試和測量方案的高速執(zhí)行。 囊括了 DAQ, GPIB, PXI, VXI, RS232/485 在內(nèi)的各種儀器通信總線標(biāo)準(zhǔn)的所有功能函數(shù)，使得不懂總線標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)者也能夠驅(qū)動(dòng)不同總線標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備與儀器。 提供大量與外部代碼或軟件進(jìn)行連接的機(jī)制，諸如 DLL(動(dòng)態(tài)連接庫 )、 DDE(共享庫 )、ActiveX 等。 強(qiáng)大的 Inter 功能，支持常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，方便網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程測控儀器的開發(fā)。 圖形化程序設(shè)計(jì)編程簡單 、直觀、開發(fā)效率高。隨著虛擬儀器技術(shù)的不斷發(fā)展，圖形化的編程語言必將成為測試和控制領(lǐng)域內(nèi)最流行的發(fā)展趨勢。 4. 虛擬儀器的發(fā)展方向 虛擬儀器作為新興的儀器儀表，其優(yōu)勢在于用戶可自行定義儀器的功能和結(jié)構(gòu)等，且構(gòu)建容易、轉(zhuǎn)換靈活，它已廣泛應(yīng)用于電子測量、聲學(xué)分析、故障診斷、航天航空、機(jī)械工程、建筑工程、鐵路交通、生物醫(yī)療、教學(xué)及科研等諸多方面。 隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、通信技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，給虛擬儀器的發(fā)展提供了廣闊的天地，國內(nèi)外儀器界正看中這個(gè)大市場。測控儀器將會(huì)向高效、高速、高精度和高可靠性以及自動(dòng)化、 智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。開放式數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)將使虛擬儀器走上標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化和模塊化的道路。 虛擬儀器作為教學(xué)的新手段，已慢慢地走進(jìn)了電子技術(shù)的課堂和實(shí)驗(yàn)室，正逐漸改變著電子技術(shù)教學(xué)的傳統(tǒng)模式，這也是現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的必然。在電工電子實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)中，實(shí)驗(yàn)室常規(guī)設(shè)備有的已經(jīng)老化，有的技術(shù)上有些落后，在當(dāng)前學(xué)校經(jīng)費(fèi)較少的情況下，如果配置常規(guī)儀器、儀表，學(xué)校財(cái)力難以支付，也不符合目前學(xué)校的實(shí)際。而且，隨著測試儀器的數(shù)字化、計(jì)算機(jī)化的發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)測試儀器漸漸有被取代的趨勢。如果運(yùn)用虛擬儀器技術(shù)，以微機(jī)為基礎(chǔ) ，構(gòu)建集成化測試平臺(tái)，代替常規(guī)儀器、儀表，不但滿足電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，而且將這批微機(jī)可作為其他有關(guān)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)用機(jī)，大大提高了設(shè)備利用率，降低了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的成本。當(dāng)前應(yīng)該解決的是如何使虛擬儀器和現(xiàn)有儀器配合，挖掘現(xiàn)有儀器的潛力，達(dá)到逐步淘汰和取代傳統(tǒng)儀器的目的。 總之，虛擬儀器有很廣闊的發(fā)展空間，并最終要取代大量的傳統(tǒng)儀器成為儀器領(lǐng)域的主流產(chǎn)品，成為測量、分析、控制、自動(dòng)化儀表的核心。 信號(hào)發(fā)生器 (signal generator)又稱信號(hào)源或振蕩器， 是一種能提供各種頻率、波形和輸 出電平電信號(hào)，常用作測試的信號(hào)源或激勵(lì)源的設(shè)備。 在生產(chǎn)實(shí)踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛
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