【正文】 e Bus)通用接口總線，是計算機和儀器的標準通信協(xié)議。 （ 3）用于集成的軟硬件平臺： 專為測試任務設計的 PXI 硬件平臺，已經(jīng)成為當今測試、測量和自動化應用的標準平臺，它的開放式構架、靈活性和 PC技術的成本優(yōu)勢為測量和自動化行業(yè)帶來了一場翻天覆地的改革。而軟件是虛擬儀器的核心，如圖 所示，其中軟件的基礎部分是設備驅(qū)動軟件，而這些標準的儀器驅(qū)動軟件使得系統(tǒng)的開發(fā)與儀器的硬件變化無關。在測量、檢測、電信、監(jiān)控、教育等方面的應用已廣泛開展。 能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為函數(shù)信號發(fā)生器。 信號發(fā)生器的發(fā)展史 信號發(fā)生器是生產(chǎn)實踐和科學研 究中應用十分廣泛的電子測量儀器 ，早在 20 年代電子設備剛出現(xiàn)時它就產(chǎn)生了。在分析本系統(tǒng)功能需求的基礎上，介紹了數(shù)據(jù)采集卡、 LABVIEW 的編程模式等設計中所涉及到的硬件和技術。 隨著現(xiàn)代電子、計算機和信號處理等技術的發(fā)展，極大促進了數(shù)字化技術在電子測量儀器中的應用，使原有的模擬信號處理逐步被數(shù)字信號處理所代替，從而擴充了儀器信號的處理能力，提高了信號測量的準確度、精度和變換速度，克服了模擬信號處理的諸多缺點，數(shù)字信號發(fā)生器隨之發(fā)展起來。其缺點是它的功能全部都是以硬件（或固化的軟件）的形式存在，無論是開發(fā)或者應用都缺乏靈活性。使用者用鼠標或鍵盤操作虛擬面板，就如同使用一臺專用測量儀器一樣。使用正確的軟件工具并通過設計或調(diào)用特定的程序模塊，工程師和科學家們可以高效地創(chuàng)建自己的應用以及友好的人機交互界面。 采集與控制 插入式數(shù)據(jù)采集板 GPIB 儀器 VXI/PXI 儀器 RS232 儀器 數(shù)據(jù)分析和處理 數(shù)字信號處理 數(shù)字濾波 統(tǒng)計分析 數(shù)值分析 結果顯示 網(wǎng)絡通信 硬盤拷貝輸出 文件 I/O 圖形用戶接口 平頂山學院畢業(yè)論文設計說明書 圖 虛擬儀器構成方式 （ 1） DAQ(Data Acquisition)數(shù)據(jù)采集卡是指基于計算機標準總線 (如 ISA、PCI、 USB 等 )的內(nèi)置功能插卡。其核心是 Compact PCI 結構和 Microsoft Windows 軟件。除此以外還有 HP公司的 HPVEE ， HPTIG 開發(fā)平臺，美國 Tektronix 公司的 TEKTest， TEKTNS平臺軟件，這些都是國際上公認的優(yōu)秀的虛擬儀器開發(fā)軟件平臺 [4]。在許多情況下，使用 VI 可以仿真?zhèn)鹘y(tǒng)儀器，不僅在屏幕上出現(xiàn)一個惟妙惟肖的標準儀器面板，而且其功能也與傳統(tǒng)標準儀器相差無幾 [7]。 數(shù)據(jù)采集卡的選擇 數(shù)據(jù)采集板卡的性能與眾多因素相關，要根據(jù)具體情況來具體分析 [9]。 (2)放大器。 程序框圖的具體設計步驟 利用 LABVIEW 開發(fā)平臺設計一個系統(tǒng)時，其中最主要的部 分是程序框圖的設創(chuàng)建通道 選擇連續(xù)采樣 寫入采樣 等待生成所有采樣 指定采樣率 、采樣數(shù) 開始 停止 并清楚任務 平頂山學院畢業(yè)論文設計說明書 計，下面就是程序框圖設計的基本過程： （ 1）創(chuàng)建虛擬通道：根據(jù)輸出的波形的類型設置物理通道的性質(zhì)、波形的一些基本參數(shù)。 圖 基本信號發(fā)生器前面板 PWM 波信號發(fā)生器 脈寬調(diào)制 (PWM)信號可以使用計數(shù)器或數(shù)字 I/O 輸出等數(shù)字信號來產(chǎn)生， 也可以利用任意波形發(fā)生器或 RF信號發(fā)生器之類的模擬信號來產(chǎn)生。 與現(xiàn)有的信號發(fā)生器相比，該多功能信號發(fā)生器不僅在輸出波形的種類有所增加，而且調(diào)節(jié)的范圍也增加了。虛擬儀器 也 以嶄新的模式和強大的功能深入人心 ， 伴隨計算機技術和信息技術的發(fā)展虛擬儀器必將拓展到各個領域 ， 引起儀器的深層次變革。該設計的 PWM 波是基于 NI USB6211 的計數(shù)器來設計的。 圖 基本波形虛擬通道 圖 PWM 波虛擬通道 （ 2）設置基本波形的緩沖區(qū)和采樣時鐘：緩沖區(qū)可以對信號的頻率、幅值、采樣值、波形類型等進行設置，采樣時鐘設置 為模擬。通常的放大器都是增益可調(diào)的，使用者可根據(jù)需要來選擇不同的增益倍數(shù)。 數(shù)據(jù)采集卡的主要性能指標 （ 1）采樣頻率 采樣頻率的高低，決定了在一定時間內(nèi)獲取原始信號信息的多少，為了能夠較好的再現(xiàn)原始信號，不產(chǎn)生波形失真，采樣率必須要足夠高才行。 （ 2） 設計的思路和運行過程清晰而且直觀。 LABVIEW 集成了與滿足 GPIB、 VXI、 RS232 和 RS485 協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。 PXI增加了用于多個板卡同步的觸發(fā)總線和 10MHz 參考時鐘，用于精確定時的星形觸發(fā)總線，以及用于相鄰模塊間高速通信的局部總線等，來滿足實驗和用戶的要求。在性能上，隨著 A/D轉換技術，濾波技術和信號調(diào)理技術的發(fā)展， DAQ 卡的采樣速率已達 1GB/s，精度高達 24 位，通道數(shù)高達 64 個，并具有數(shù)字 I/O，模擬 I/O 和計數(shù)器 /定時器等通道。此外，還 提供了更多交互式的測量工具和更高層的系統(tǒng)管理軟件工具，例如連接設計與測試的交互式軟件 Signal Express、用于傳統(tǒng) C語言的 Lab Windows/CVI、針對微軟 Visual Studio 的Measurement Studio 等等，均可滿足客戶對高性能應用的需求。該技術把儀器分為計算機、儀器硬件和應用軟件三部分 [3]。 隨著計算機軟硬件技術、通信技術及網(wǎng)絡技術的發(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大市場。 平頂山學院畢業(yè)論文設計說明書 圖 信號發(fā)生器基本原理框圖 信號發(fā)生器的應用非常廣泛，種類繁多。 關鍵詞 ： 虛擬儀器 ， 數(shù)據(jù)采集卡 ， 信號發(fā)生器 ， LABVIEW The design of multifunctional signal generator base on virtual instrument technology ABSTRACT Virtual instrument technology is formed by the instrument technology, puter technology, bus technology and software technology. Powerful digital processing’s ability of puter is used to achieve the main functions of instrument. Virtual instrument broke the framework of the traditional instruments, and built a new device model. This design uses NI USB6211 data acquisition card. The virtual instrument technology has been utilized in the design of multifunctional signal generator. The system has ability to produce sine wave, square wave, and triangle wave, saw tooth wave and PWM (Pulse Width Modulation) wave. This article summarizes the development and trend of the signal generator and virtual instrument at home and abroad at first. And then introduces the 平頂山學院畢業(yè)論文設計說明書 theory of signal generator and gives a basic block diagram of signal generator, also the frame structure and LABVIEW development platform of the virtual instrument with the inquiry of the bus’ s standard. Based on the analysis of this system’s functional requirem ents, this article introduces the hardware and technology which involved in design of the data acquisition card and the LABVIEW programming modes. Testify this article have great reference value. Key Words： Virtual Instruments， Data Acquisition Card