【正文】 學生在完成新儀器開發(fā)學習到許多新知識的同時完成實驗內(nèi)容，將理論與實踐完美結(jié)合，使其具有成功感，提高其學習實驗課程的興趣。在采用傳統(tǒng)授課模式時，對于數(shù)字系統(tǒng)所特有的這種頻率混疊現(xiàn)象，學生感到抽象，理解困難，而現(xiàn)在只需簡單的調(diào)節(jié)虛擬函數(shù)發(fā)生器的信號頻率參數(shù)和采樣頻率，即可顯現(xiàn)。 采樣開始，多路開關(guān)對采樣通道進行一次掃描，每個通道采樣一個點。并將各個庫函數(shù)做成圖標的形式存放在相應功能的子模板上，設(shè)計者在設(shè)計流程圖時，只需根據(jù)欲實現(xiàn)的功能與操作，從子模板上選擇相應的“圖標”,并放在流程圖編輯窗口中相應的位置上即可。應用程序生成器可以將 LabVIEW 編寫的文件轉(zhuǎn)化為可在 Windows 下獨立執(zhí)行的軟件包，保護應用程序不被修改，也增強了程序運行的靈活性。程序的前面板具有與傳統(tǒng)儀器類似的界面，可接受用戶的鼠標指令。也可以采用專業(yè)的圖形化編程軟件進行編程，如 LabVIEW 軟件。 Pl ay)系統(tǒng)規(guī)范的定義，虛擬儀器系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)應包含三部分： I/O 接口軟件 I/O 接口軟件存在于儀器（即 I/O 接口設(shè)備）與儀器驅(qū)動程序之間，是一個完成對儀器寄存器單元進行直接存取數(shù)據(jù)操作，并為儀器與儀器驅(qū)動程序提供信息傳遞的底層軟件，是實現(xiàn)開放的、統(tǒng)一的虛擬儀器系統(tǒng)的基礎(chǔ)與核心。它是繼 IEEE488 總線之后，為適應測量儀器從分立的臺式和機架式結(jié)構(gòu)發(fā)展為更為緊湊的模塊式結(jié)構(gòu)的需要而推出的一種新的總線標準。下面的框圖反映了常見的虛擬儀器方案如圖 所示被測系統(tǒng) 信號調(diào)整 數(shù)據(jù)采集卡 數(shù)據(jù)處理虛擬儀器面板圖 常見的虛擬儀器方案 虛擬儀器概述 20 世紀 80 年代美國國家儀器公司（National Instruments Company，簡稱NI）首先提出了虛擬儀器的概念。 虛擬儀器在實驗教學中的運用 虛擬儀器技術(shù)在儀器設(shè)備使用實驗教學中的運用 實驗教學是許多專業(yè)必須進行的一項教學活動。用戶可以根據(jù)自己的需要，設(shè)計自己的儀器系統(tǒng)，滿足多種多樣的應用要求。 適用面窄。運用虛擬儀器代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器，不但能滿足電子信息類實驗教學的需要，大大提高設(shè)備利用率實現(xiàn)資源共享，降低實驗室建設(shè)成本，用戶還可以根據(jù)自己需要定義儀器的新功能。二是電了信息技術(shù)作為新的支柱產(chǎn)業(yè)，發(fā)展非常迅速，技術(shù)更新快，導致高校的課程特別是實驗課程往往落后于技術(shù)的進步，無法滿足實驗教學的需要。從構(gòu)成上來說，虛擬儀器就是利用計算機，配上相應的硬件和專用軟件，形成既有普通儀器的基本功能，又有一般儀器所沒有的特殊功能的新型儀器。 強調(diào)“軟件就是儀器” ，的新概念，軟件在儀器中代替由硬件甚至整機實現(xiàn)的角色。近一、兩年來這些學校在原有的基礎(chǔ)上，又開發(fā)了一批新的虛擬儀器系統(tǒng)用于教學和科研。 8 計算機VXI 儀器GPIB 儀器 串行口儀器PXI 儀器 DAQ 卡測試環(huán)境圖 虛擬儀器的硬件體系結(jié)構(gòu) 基于通用接口總線 GPIB 接口的虛擬儀器系統(tǒng) GPIB(General Purpose Interface Bus)總線，即 IEEE488 通用接口總線，是 HP 公司在 70 年代推出的臺式儀器接口總線。PXI 將 PC 計算機的性能價格比優(yōu)勢與 PCI 總線面向儀器領(lǐng)域的必要擴展完美地結(jié)合起來，形成了一種主流的虛擬儀器測試平臺。如何提高它們的綜合使用效率？如何對它們進行更有效的管理？是用戶值得考慮的問題。作為編寫應用程序的語言，除了編程方式不同外，LabVIEW 具備編程語言的所有特征，因此被稱為 G (Graphical)語言。LabVIEW 的強大功能歸因于它的層次化結(jié)構(gòu)，用戶可以把創(chuàng)建的 VI 程序當作子程序調(diào)用，以創(chuàng)建更復雜的程序，而這種調(diào)用的層次是沒有限制的。工具模板如圖 所示。它的性能直接影響數(shù)據(jù)采集的速度和精度。具有如下特征：（1）能產(chǎn)生常用信號和任意信號波形。圖 虛擬數(shù)字濾波器前面板圖 虛擬數(shù)字濾波器框圖程序 虛擬實驗教學系統(tǒng)的實現(xiàn) 在虛擬信號頻譜分析儀、虛擬數(shù)字濾波器、虛擬示波器、虛擬函數(shù)發(fā)生器、 19 虛擬積分器和微分器等實驗教學用虛擬儀器設(shè)計與實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，如果將每一臺儀器作為 SubVI 集成在虛擬儀器實驗教學系統(tǒng)用戶界面下，可以方便地進行電子信息類實驗的教學。西安:西安電子科技大學出版社，[8]刀何瑛，宋利， LabVIEW 的數(shù)采卡(DAQ)驅(qū)動程序設(shè)計[J].電子測量與儀表， (4): 3537[9] VISA 的研究[M].測控技術(shù)，[10]張健，基于 LabVIEIY 虛擬儀器實驗教學系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].河北工業(yè)大學學報，2022, :1225[11] 虛擬儀器技術(shù)緊隨時代，不斷創(chuàng)新[0L]. [12][0L ].p13 24[13]丁玉美，[M].西安:西安電子科技大學出版社，2022[14]徐天成，錢冬寧，[M).哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社，2022[15][0L]. [16]楊樂平，[J].電子技術(shù)與應用，2022 (7):2830[17]虛擬示波器[0L].電子開發(fā)網(wǎng)。濾波器位于 Functions 模版\Analyze 子模板\SignalProcessing 子模板\Filters 子模板中。 虛擬函數(shù)發(fā)生器 函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生測量所需的信號源，其波形有正弦波、方波、三角波、鋸齒波、正負脈沖、調(diào)幅調(diào)頻和隨機信號等不同種類，信號的頻率和幅值等參數(shù)可按需要進行調(diào)節(jié)。而傳感器和信號調(diào)理電路針對不同的測試對象有不同的選擇和設(shè)計。這三個模板是：工具模板（tool palette） ，控制模板（controls palette）和功能模板（function palette） 。虛擬儀器模型、圖形界而和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)流程圖編程是 LabVIEW 三大核心技術(shù)。LabVIEW 本身是功能較完整的軟件開發(fā)環(huán)境，它是作為替代常規(guī)的 Basic 或 C 語言而設(shè)計的。虛擬儀器驅(qū)動程序是連接上層應用程序與底層 I/O 接口軟件的紐帶和橋梁。pXI總線是 PCI 總線的擴展與增強，具有高度的可擴展性。根據(jù) I/O 接口設(shè)備總線類型的不同，虛擬儀器的主流構(gòu)成方案主要有 GPIB 虛擬儀器測試系統(tǒng)、VXI總線虛擬儀器測試系統(tǒng)、PXI 總線虛擬儀器測試系統(tǒng)、串行口或其它工業(yè)標準總線的系統(tǒng)和 PCDAQ/PCI 插卡式虛擬儀器系統(tǒng)等五種，如圖 2. 1 所示。這對現(xiàn)代遠程教育具有十分重要的意義。其主要優(yōu)點歸納如下： 打破了傳統(tǒng)儀器的功能概念，由計算機完成信號的分析、顯示、存儲、打印等功能。 虛擬儀器（Virtual Istrument 簡稱 VI） 是在以計算機為核心的硬件平 4 臺上，通過軟件將計算機硬件資源與儀器硬件有機地融為一體，利用計算機強大的軟件功能實現(xiàn)信號數(shù)據(jù)的運算、分析、處理，從而完成各種測試功能的儀器系統(tǒng)。很多學科都是以實驗課程為基礎(chǔ)的，缺少了實驗的支持，學科的教學和科研活動就無法進行。本文采用模塊化的設(shè)計思想，描述了基于 LabVIEW 開發(fā)平臺設(shè)計虛擬示波器的過程，給出了虛擬信號頻譜分析儀、虛擬濾波器、虛擬信號發(fā)生器、慮擬積分器和微分器等實驗教學用虛擬儀器的一前面板圖和程序流程圖。 維護、使用、管理復雜。虛擬儀器可廣泛應用于電子測量、電力工程、物礦勘探、醫(yī)療、振動分析、聲學分析、故障診斷及教學科研等諸多領(lǐng)域。傳統(tǒng)的教學方法是讓學生在教師的指導下進行實驗的操作，隨之而來的問題是教師的工作量很大而很難對所有學生進行指導，既影響教學效果又容易造成儀器損壞。 虛擬儀器的基本構(gòu)成包括計算機、虛擬儀器軟件、硬件接口模塊等。VXI 總線集中了智能儀器、個人儀器和自動測試系統(tǒng)的很多優(yōu)點，其性能全面優(yōu)于 IEEE488 總線系統(tǒng)，而且使自動化測試系統(tǒng)的測試速度大大提高，滿足目前自動測試系統(tǒng)向標準化、自動化、智能化、模塊化及便攜式方向發(fā)展的要求。 儀器驅(qū)動程序每個儀器模塊均有自己的儀器驅(qū)動程序。2. 2 虛擬儀器開發(fā)平臺 LabVIEW 在構(gòu)建虛擬儀器系統(tǒng)所需要的硬件平臺確定之后，就需要通過軟件來實現(xiàn)需要達到的各種功能。 LabVIEW 的核心是 VI。能調(diào)用 C，BASIC 語言程序。目前這類儀器加工復雜、價格昂貴。 數(shù)字信號存到數(shù)據(jù)緩存。利用軟件生成的各種虛擬信號可對虛擬儀器的后續(xù)軟件處理部分進行調(diào)試和功能檢驗，還可以設(shè)計各種虛擬儀器，實現(xiàn)各種理論分析及功能演示，為形象直觀教學提供了極大的方便。 由于時間的關(guān)系，LabVIEW 所具有的強大功能還有許多是作者未曾開發(fā)和加以很好利用