【正文】 中混雜有干擾噪聲，需要去掉噪聲，提高信噪比；若測試工作僅對部分頻段的信號感興趣，則有必要從輸出信號中分離出所需的頻率成分；當采用數(shù)字式儀器、儀表和計算機時，模擬輸出信號還要轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號等等。傳感器完成信號的獲取，它將被測參量轉(zhuǎn)換成相應可用于輸出的電信號。該測量系統(tǒng)由兩大部分構(gòu)成：傳感器及其調(diào)理電路部分和DAQ虛擬儀器硬件平臺。下面主要研究基于PCI總線的DAQ虛擬儀器系統(tǒng)。DAQ儀器以微型計算機為平臺，將計算機硬件積計算機軟件結(jié)合起來，實現(xiàn)特定的儀器測量和分析功能，它具有性價比高、設(shè)計手段靈活、通用性強等優(yōu)點，應用前景非常廣闊。以下對這些類型的虛擬儀器總線進行分析比較，根據(jù)自身的條件確定適合實驗室需要的建設(shè)方案。圖3—1虛擬儀器系統(tǒng)構(gòu)成我們知道虛擬儀器的硬件主要是由計算機和I／O接口設(shè)備兩部分組成的。也就是說，虛擬儀器是由計算機硬件資源、模塊化儀器硬件和用于數(shù)據(jù)分析、過程通訊及圖形用戶界面(GUI)的控制軟件組成，在軟件控制下，由模塊化儀器硬件進行測量信號的數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)采集完畢后，傳給計算機，軟件再進行數(shù)據(jù)的分析處理，通過圖形用戶界面等方式將結(jié)果顯示給用戶。虛擬儀器就是將這三大模塊的功能盡可能用計算機來實現(xiàn)?；贚abvIEW強大的功能，軟件實現(xiàn)較為方便，有效地節(jié)省了開發(fā)的時間。本小節(jié)討論了虛擬示波器的實現(xiàn)技術(shù)，并對信號的采樣技術(shù)和波形的顯示技術(shù)做了仔細的研究。從而得到被測信號的相關(guān)待測參數(shù)。當然可以在這個基礎(chǔ)上根據(jù)你的實際需要進行改進，實現(xiàn)頻率響應函數(shù)分析和相干函數(shù)分析。(3)數(shù)據(jù)讀取子程序該子程序主要是實現(xiàn)對被保存數(shù)據(jù)的讀取和波形的回放，能直觀地觀察到被采集到的數(shù)據(jù)波形。B，選擇不同的通道可以實現(xiàn)對輸入信號的選取。下面對各主要子虛擬儀器(子Vl)做個簡介。圖23虛擬示波器程序框圖該示波器是由一個主程序和幾個子程序組成的。本文開發(fā)的虛擬示波器是采用模塊化設(shè)計，借助于LabV工EW提供的可視化集成開發(fā)環(huán)境，我們可以很方便的設(shè)計出用戶所需要的虛擬儀器。頻譜分析模塊主要是采用FFT變換，實現(xiàn)頻域信號的分析，包括幅值頻譜、相位頻譜以及功率譜分析。電壓測量模塊主要完成對電壓幅值、電壓有效值、電壓的頻率及周期等參數(shù)的測量，并將結(jié)果顯示出來。ReadDeviceProAD_NotEmpty讀取設(shè)備上的AD數(shù)據(jù)，ReleaseDeviceProAD釋放設(shè)備上的AD部件，ReleaseDevice釋放設(shè)備對象所占用的系統(tǒng)資源及設(shè)備對象自身。CreatDevice負責創(chuàng)建PCI設(shè)備對象，并返回其設(shè)備對象句柄。時基控制主要控制采集卡的掃描率及采樣數(shù)。觸發(fā)控制主要包括觸發(fā)方式控制，觸發(fā)斜坡控制和觸發(fā)電平控制。圖22虛擬示波器前面板 信號采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊是虛擬示波器軟件的核心，主要完成數(shù)據(jù)的采集。在子程序中按下返回鍵就回到主程序面板。當按下“采集”按鈕，然后運行程序就可以開始采集信號。B”，用來實現(xiàn)單通道和雙通道顯示的功能。按Boolean》Vertical Switch路徑，設(shè)置“通道選擇”控鍵。如垂直靈敏度控鍵，設(shè)置三個刻度點(0．5Wdiv，1 V／div，2W div)，當置于不同檔時，可改變波形的垂直方向的靈敏度。點擊Show Control Palette》Numeric》Dial作為選擇開關(guān)，設(shè)置掃描速率和垂直靈敏度等各種控鍵，它們使用的是同一種旋鈕式控鍵。用Graph控鍵設(shè)計的示波器是完全同步的，波形穩(wěn)定。例如：打開LabVIEW前面板編輯窗口，點擊鼠標右鍵，顯示控制模板，選擇Graph》Waveform Graph，作為示波器的顯示器，它可以顯示一個或多個波形。前面板上設(shè)有各個功能模塊按鈕，當按下相應按鈕時，即可調(diào)用該子程序。由于虛擬面板直接面向用戶，是虛擬示波器控制軟件的核心。 采用模塊化的軟件設(shè)計思想編寫，每個功能的實現(xiàn)由一個模塊完成，系統(tǒng)軟件總體包括數(shù)據(jù)采集、參數(shù)測量、頻譜分析、濾波及數(shù)據(jù)存儲和回放等模塊，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理、記錄、顯示等功能口l。虛擬儀器從流程圖中接受命令。(2)編寫虛擬儀器流程圖。虛擬儀器的交 互式用戶接口被稱為前而板，它是模仿實際儀器的面板。(5)虛擬示波器不僅具有一般儀器所具有的操作面板，還具有計算機常用的輸入輸出設(shè)備，還可隨時在計算機磁盤中對采集到的數(shù)據(jù)進行讀寫操作，給用戶提供了極大的方便。本文中A/D轉(zhuǎn)換器選用12位，轉(zhuǎn)換誤差小于ILSB，運算中字長的選擇和減小計算誤差的措施可以保證所要求的計算精度。例如，若抽樣頻率為IkHz，樣本數(shù)取1024點(相當于T=ls)，則頻率分辨率為IHz。但虛擬示波器采用數(shù)字運算，頻率分辨率取決于被分析信號的長度，即信號的持續(xù)時間，使信號的持續(xù)時間是T，則頻率分辨率為△f=1/T。是一種理想的示波和分析系統(tǒng)。但是本儀器卻是一種多功能的綜合設(shè)備，例如，可以對信號進行頻譜分析、相位分析等。用本示波器的FFT功能處理1024點數(shù)據(jù)僅以毫秒為計時單位，這就能更正確地反映被分析信號的特征。由于計算機技術(shù)的高速發(fā)展，以個人計算機為核心的虛擬示波器實現(xiàn)實時處理是非常容易的。其頻率分辨率取決于信號樣本長度，只要存儲的容量足夠大，存儲的信號樣本足夠多，頻率分辨率就足夠高。其程序框圖如圖19所示。其功能為：當S1＝1，＋＝0時，器件使能，地址碼所指定的輸出端有信號（為0）輸出，其它所有輸出端均無信號（全為1）輸出。其程序框圖如圖18所示。圖17 D觸發(fā)器的程序框圖前面板如下： JK觸發(fā)器的設(shè)計在JK觸發(fā)器的設(shè)計中，JK表示兩個信號的輸入端，CLK是脈沖輸入端，Q與 為兩個互補輸出端。圖16與非門的程序框圖前面板如下： D觸發(fā)器的設(shè)計其功能為輸入為1時，輸出為1；輸入為0時，輸出亦為0，輸出Q與輸入D保持一致。圖15雙向同步計數(shù)器的程序框圖前面板如下：在與非門的實驗中，由于其比較簡單，設(shè)計起來也比較簡單，在這不過多的敘述了。即此計數(shù)器可作為加減用的同步雙向計數(shù)器。程序如圖14所示。如圖13所示。因此，所謂全加就是求取三個變量（本位Ai、加數(shù)Bi輸入以及低位向本位進位Ci1）的和S及本位向高位的進位Ci。圖12半加器程序框圖前面板如下：其實現(xiàn)功能為：當單獨按開關(guān)A或B時S亮，當開關(guān)A，B同時開時C亮，S暗。邏輯表達式為： S= A⊕B，C =AB。圖11 數(shù)字電路仿真實驗平臺 半加器的設(shè)計 半加器電路是指對兩個輸入數(shù)據(jù)位進行加法，輸出一個結(jié)果位，不考慮低位數(shù)據(jù)的進位，產(chǎn)生進位輸出的加法器電路。這樣在實驗教學中就可以非常方便地使用和查看各個模塊的功能。第一章 數(shù)字電路教學實驗的設(shè)計 在電子技術(shù)課程中，數(shù)字電路作為電類專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程，其實驗教學是十分重要的環(huán)節(jié)，實驗包括半加器、全加器、數(shù)據(jù)選擇器等內(nèi)容。也就是說，基于虛擬儀器系統(tǒng)進行的相應實驗或教學過程，通過配置相關(guān)的A/D或DAQ接口，即成為能完成實際儀器功能的儀器，故基于虛擬儀器進行教學、實驗，比基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)或仿真技術(shù)的教學實驗更具有實際意義！　　由于虛擬儀器LabVIEW中提供的布爾運算VI比較完備，再加上系統(tǒng)本身圖形化的語言風格，完全可以做到將“程序——邏輯圖——實驗過程——輸入輸出”等過程的結(jié)合，使過程簡單明晰，可以完成數(shù)字邏輯電路中幾乎所有的實驗及演示，如：半加器、全加器、比較器、計數(shù)器、與非門、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、譯碼器等等，而且，具體的實驗或演示過程，還可運用LabVIEW中程序執(zhí)行過程的“高亮度單步執(zhí)行”模式，充分地觀察到信號的動態(tài)流程和邏輯電路的運算過程，甚至可以將某種邏輯運算過程單獨開發(fā)為專門的用戶VI，形成一獨特功能的新型概念的“虛擬芯片”，供需要時直接調(diào)用。就信號的輸入/輸出來說，LabVIEW亦提供了豐富的輸入控件和輸出控件，如各種形式的開關(guān)、按鈕、指示燈、波形顯示器等等，這些“器件”可直接用簡單的拖動方式拖放到相應位置即可使用。其中的邏輯運算VI，其圖標就是標準的邏輯運算符號，其中相應的邏輯運算VI選板如圖1。其不同圖標（VI）相當于具有不同功能的“子程序”，圖標間的連線指定了數(shù)據(jù)的流向，相當于代碼語言的“賦值”語句。 通過NI ELVIS、Multisim及LabVIEW，實現(xiàn)從理論到完整功能應用的步進式無縫連接。學生可在軟前面板中同時觀察仿真結(jié)果及真實數(shù)據(jù)。學生可在Multisim中的NI ELVIS電路開發(fā)板上設(shè)計電路，而后進一步設(shè)計真實電路板，兩者的布線是完全相同的。這些文件讓學生在仿真環(huán)境下學習課本上的理論，并觀察到預期的理論結(jié)果。Multisim是一款通過SPICE實現(xiàn)仿真、設(shè)計及驗證電路的軟件包，它與NI ELVIS的配合使用能夠?qū)⒗碚撆c原型設(shè)計結(jié)合的更緊密。同時，NI ELVIS也是NI電子教育平臺中的重要部分，結(jié)合NI Multisim采集及仿真環(huán)境實現(xiàn)NI ELVIS板載電路的測量及仿真。NI ELVIS可通過USB接口與PC連接，實現(xiàn)快速易用的測量采集及顯示。1. 實驗教師工作繁雜實驗報告的評閱 ,典型問題的解答與數(shù)據(jù)核對 ,包含大量的重復性工作 ,給指導教師帶來很多重復性勞動 ,精力很難集中在實驗臺上。存在的問題是:第一 ,記錄時人為誤差較大。1. 實驗信息 ,特別是實驗數(shù)據(jù)的存儲、 分析和查詢是電子實驗的一個重要內(nèi)容。1. 1傳統(tǒng)電子學實驗室教學模式的弊端1. 實驗室設(shè)備利用率低高校實驗室教學設(shè)備數(shù)量有限 ,特別是一些貴重儀器 ,要做到學生與設(shè)備一對一配套是不現(xiàn)實的。電子學實驗是理工科專業(yè)教學的一個重要內(nèi)容 ,是培養(yǎng)學生電子技術(shù)應用和工程設(shè)計能力不可缺少的教學環(huán)節(jié)。關(guān)鍵詞:電子技術(shù)實驗教學 虛擬儀器 LabVIEW 優(yōu)勢Based on the NI ELVIS electronic experimental design AbstractWith popularization using lowcost highperformance puter resources, digital instrument platform is gradually replacing traditional electronic instrument has bee a trend. School teaching and scientific research in science and engineering in our country needs a lot of measurement analysis instruments, especially the electronic experimental teaching, each instrument must be configured more sets, and some equipment is very expensive. Therefore buy equipment investment funds, general school unbearable, causing the phenomenon such as lack of obsolete and outdated equipment, seriously affect the effect of teaching and research. In addition, due to the insufficiency of the traditional electronics laboratory teaching mode, lab equipment utilization rate is low, the experiment information management chaos, the experiment teachers work multifarious, in the end not just wasted a lot of school resources, and students can39。如果把虛擬儀器運用到實驗教學和科研中，不但可以節(jié)約大量儀器設(shè)備的經(jīng)費投入，而且能夠提高實驗教學和科研的質(zhì)量與效率。因此購置儀器設(shè)備的巨大投入經(jīng)費，一般學校難以承受，造成儀器設(shè)備缺乏和過時陳舊等現(xiàn)象，嚴重影響教學科研效果。安徽工程大學畢業(yè)論文基于NI ELVIS的電子實驗設(shè)計摘　要隨著低成本高性能的計算機資源普及運用，數(shù)字化儀器平臺逐漸取代傳統(tǒng)電子儀器已成為一種趨勢。我國理工科學校的教學、科研需要大量的測量分析儀器設(shè)備，特別是電子類實驗教學，每種儀器都必須配置多套，而且有些儀器設(shè)備價格十分昂貴。另外，由于傳統(tǒng)電子學實驗室教學模式存在的弊端，造成實驗室設(shè)備利用率低，實驗