基于labview的信号频谱分析仪毕业设计论文
基于labview的频谱分析
摘要信号处理几乎涉及到所有的工程技术领域,而频谱分析正是信号处理中一个非常重要的分析手段。
一般的频谱分析都依靠传统频谱分析仪来完成,价格昂贵,体积庞大,不便于工程技术人员的携带。
虚拟频谱分析仪改变了原有频谱分析仪的整体设计思路,用软件代替了硬件。
使工程技术人员可以用一部笔记本电脑到现场就可轻松完成信号的采集、处理及频谱分析。
关键字：Labview；信号处理；频谱分析。
目录1 目的及基本要求 12 频谱分析仪程序设计原理 13频谱分析仪设计和仿真 23.1 总体程序设计 23.2各功能模块详细设计 83.3 程序存在的不足 114 结果及性能分析 124.1 运行结果 124.2性能分析 13参考文献 141 目的及基本要求熟悉LabVIEW开发环境，掌握基于LabVIEW的虚拟仪器原理、设计方法和实现技巧，运用专业课程中的基本理论和实践知识，采用LabVIEW开发工具,实现梦幻钢琴程序游戏的设计和仿真。
要求通过本课程设计使学生熟悉LabVIEW开发环境，掌握基于LabVIEW的虚拟仪器设计原理、设计方法和实现技巧，使学生掌握通信系统设计和仿真工具，为毕业设计做准备，为将来的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。
利用LabVIEW强大的虚拟仪器开发功能，可实现基于快速傅里叶变换(FFT)的现代频谱分析仪功能，采用数字方法直接由模拟／转换器(ADC)数字对输进信号取样，再经滤波，加窗函数处理后获得频谱图。
2频谱分析仪设计原理采用数字处理式频谱分析原理设计虚拟频谱分析仪.工作流程如下:连续时间信号经过采样变为离散时间信号,利用LabVIEW强大的数字信号处理功能,对数据进行滤波、加窗、FFT运算处理,得到信号的幅度谱、相位谱及功率谱等. 采样过程中,对不同的频率信号,选用合适的采样速率,以满足采样定理,防止频率混叠.进行傅里叶变换的数据在理论上应为无限长的离散数据序列.实际上,只能对有限长的信号进行分析与处理,所以必须对无限长的离散序列进行截断,只取采样时间内的有限数据,从而存在着频谱泄漏问题.本文设计中分别用矩形窗、汉宁窗、哈明窗、布来克曼窗等窗函数减少频谱泄漏.由于取样信号中混叠噪声信号,因此为了消除干扰,在进行FFT变换前,应先进行滤波处理.本文设计采用巴特沃斯(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev)、椭圆(Ellipse)、贝塞尔(Bessel)等滤波器进行滤波.3 频谱分析仪设计与仿真3.1总体程序设计本文设计的虚拟频谱分析仪由周期性信号发生器和频谱分析器两个子模块组成。
毕升杯论文
基于LabVIEW的高精度频谱分析仪摘要：本频谱分析仪由加速度传感器、单片机、液晶显示和LabVIEW四个部分组成。
传感器部分是以MMA7455加速度传感器为核心，含放大，滤波，A/D转换电路的集成模块。
单片机选用STC89C52，它将传感器采集到的数据通过串口上传到LabVIEW，同时用1602液晶显示加速度值。
上位机采用LabVIEW编程对数据进行1024点FFT处理，并根据文献，利用连续傅里叶谱算法进行频谱细分进一步提高频率分辨率。
理论验证和实际试验表明该系统实现简单可靠，精度高，只要提高A/D转换的精度，可以设计成一个便携式高精度斜拉索索力检测系统。
关键字：MMA7455 STC89C52 LCD1602 LabVIEW 频谱细分Abstract：The spectrum analyzer is composed of four parts : the acceleration sensor,SCM, LCD display and LabVIEW software. MMA7455L is used in the Sensor part which includes amplifier, filter, A/D converter . The STC89C52 transmits the data collected by sensors to the LabVIEW through the serial port, meanwhile the data also displayed by the LCD1602. The computer software designed by the LabVIEW calculates the 1024-point FFT by an improved algorithm, and it outputs high resolution detected frequency. Theoretical and real experiments show that the system is simple , reliable and high precision. It can be designed as a portable bridge cable force detection system by improving the conversion accuracy of A/D converter. Keyword:MMA7455L STC89C52 LCD1602 LabVIEW spectrum algorithm一、方案比较与论证1、加速度传感器比较与论证方案一：采用压电式传感器LC0405。
基于LabVIEW的频谱分析仪的设计
３ 期 ６
杨金孝 ， ： 于 Ｌ ｂ ＩＷ 的频谱分析仪的设计 等 基 ａＶ Ｅ
９ ９ ０１
由于提 高频 率 的分 辨 率 与过 于庞 大 的采 样 点
信号 的努桥 与处理 （ 予频域的 ） 萋
的运 算量 之 间的矛 盾 ， 们 提 出 了选 择 性 的频 率 细 我 化 的方法 。 率 细 化 的 方法 有许 多 种 ， 中又 以复 频 其
第 １ ０卷
第３ ６期
２１ ０ ０年 １ ２月
科
学
技
术
与
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中图法 分类号
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文献标志码
Ａ
Ｌ ｂ Ｉ Ｗ 是美 国 Ｎ 公司专 门针 对测 控 领 域开 ａＶ Ｅ Ｉ 发 的一 种 图 形 化 的程 序 设 计 工 具 。利 用 图标 和连
杂 的特 征提 取手 段 ， 由于几 乎 所 有 成熟 的信 号 变换
域 信号 处理 都被 Ｌ ｂ Ｉ Ｗ 中简 单 图形 化 的调用 实 ａＶ Ｅ
表现。
其 在测控 领域 的应 用也越 来越 多 ¨ 。 Ｊ 本文 先利 用数 据 采 集 卡采 集 信 号 的 电压 数 据 ，
然 后借助 于 Ｌ ｂ Ｉ Ｗ 的信 号 分 析 函数 进 行 频 域 分 ａＶ Ｅ
析 Ｊ利用 高级 信号 处 理理 论 中 的频 域 多分 辨 率 分 ，
基于LabVIEW的虚拟信号频谱分析仪设计
谱分析仪的软件设计方法 ， Ｌｂ ＩＷ８６ 以 ａＶ Ｅ ． 作为开发平 台， 配合利用 Ｎ 公 司的 Ｐ Ｉ ５ 数据采集卡， Ｉ Ｃ６ １ ２ 实现
信号 采集 、 示 和频谱 分析 功 能． 显
１ 频 谱 分 析 仪 器 功 能
频谱 分 析是将 信 号强 度按 频率顺 序 展 开 ， 其 成 为频 率 的 函 数． 义 介 绍 的信 号 分 析 仪 的 主要 功 能 使 本
前面板用于设置输人参数 、 观察信号及信号分析结果 ， 模拟真实的频谱分析仪面板． 由于虚拟面板直
接 面 向用 户 ， 是控 制 软件 的核 心 ， 因此设 计这 部分 时 ， 主要 考 虑 界 面美 观 、 操作 简 洁 ， 户能 通 过 面板 上 的 用
收 稿 日期 ： ０ ０—１ ２ ２１ ０— ６
数据采集卡 ， 虚拟 信号分析仪能够分析信号频率小 于 ５ Ｈｚ最大 幅值 小于 ５Ｖ的 电压 信号 的频 谱 ； ０ｋ ， 采集 到 的波形通过相应 的程序处理模块 处理 ， 能够得 到波形的频率 、 幅值 、 平均值 和均方根 等信息 ；波形信 号、 号 信 参数信息及波形 的频谱分析 结果 能够通过保存模块 以报表 的形式进行保存 ． 实验 证明 ， 所设计 的频 谱分析仪
人机交互界面． 使用过程中， 用户可 同时观察信号的时域波形 、 单频信号的波形参数和频谱分析结果．
图 １ 虚拟 频谱分析仪前 面板
３ 软 件 程 序 设 计
基 于虚 拟仪 器 的频谱 分 析仪 程 序设 计 主要 包括 ３个 模 块 ： 号 采集 与 处理 、 信 信号 的频谱 分 析 、 号 及 信 信 号 频谱 分 析结 果保 存 ． ３ １ 信 号采 集与 处 理 数 据 采集 模块 利用 Ｎ 公 司 的 Ｐ Ｉ２ １数 据采 集 卡进 行 数据 采集 ， ． Ｉ Ｃ６５ 频谱 分析 仪 的
labview虚拟信号频谱分析仪的设计与实现-毕业设计[管理资料]
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目录1 绪论 (4)课题研究的背景和意义 (4)虚拟仪器的国内外现状综述 (4)频谱分析技术发展现状及趋势 (5)本文所作的工作 (6)2 虚拟仪器及LabVIEW (7)虚拟仪器的简介 (7)虚拟仪器及其构成 (7)虚拟仪器的发展 (7)虚拟仪器与传统仪器的比较 (8)LabVIEW 的介绍 (9)LabVIEW软件的特点 (9)LabVIEW的基本开发环境 (9)LabVIEW模板简介 (9)3 LabVIEW虚拟信号频谱分析仪的设计与实现 (11)信号频谱分析基础 (11)周期信号与离散频谱 (11)傅立叶级数的三角函数展开式 (12)傅立叶级数的复指数函数展开式 (12)周期信号频谱的特点 (13) (13)频谱密度函数X(ω) (13)、非周期信号的傅立叶积分表示 (14).......................................................................................... 错误!未定义书签。
(i)及其频谱x s(ω) (15)(DFT) (16)信号的频谱分析 (17)栅栏效应 (17)泄漏 (18)窗平滑技术 (18)4 软件模拟平台的构建 (18)基于实验教学的频谱分析仪的设计 (19) (22) (22)数据处理模块 (23) (24)结果显示模块 (24)仪器面板和程序流程图 (25)程序的集成与调试 (27)频谱分析仪的波形显示 (28)正弦信号的频谱图和相位图 (28)加噪声的正弦信号的频谱图和相位图 (29)5结论 (30)6致谢 (30)7参考文献 (30)摘要本文设计的虚拟频谱分析仪结合了虚拟仪器技术，频谱教正技术和软件编程技术。
借助于数据采集系统将被测信号采集到主控计算机内，利用虚拟仪器进行测量和分析，并将结果输出大批屏幕或报表中，从而完成整个测试过程。
围绕虚拟频谱分析仪的设计和实现这个主题，本文研究了频谱分析仪的原理和仪器各项功能的实现方法。
基于LabVIEW和DSP技术的FFT频谱分析仪
基于LabVIEW和DSP技术的FFT频谱分析仪1 虚拟仪器概念和特点虚拟仪器是虚拟技术在仪器仪表领域中的一个重要应用。
它是日益发展的计算机硬件、软件和总线技术在向其他技术领域密集渗透的过程中，与测试技术、仪器仪表技术密切结合孕育出的一项新的成果。
20 世纪80 年代，NI 公司首先提出了虚拟仪器的概念，认为虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统，是一种由计算机操纵的模块化仪器系统。
虚拟仪器是以计算机作为仪器统一的硬件平台，充分利用计算机独具的运算、存储、回放、调用、显示以及与文件管理等基本智能化功能，同时把传统仪器的专业化功能和面板控件软件化，使其与计算机融为一体，构成了从外观到功能都完全与传统硬件仪器一致，同时又充分享用计算机智能资源的全新的仪器系统。
由于仪器的专业化功能和面板控件都由软件形成，因此国际上把这类新型的仪器称为“虚拟仪器”[1]。
目前在虚拟仪器技术领域，使用较为广泛的计算机语言是NI 公司推出的LabVIEW。
LabVIEW 是一种图形化的编程语言开发环境，类似于C 和BASIC 开发环境，但较之不同的是，LabVIEW 使用的是图形化的编辑语言，又称为“G”语言。
这种编程语言的特点是用具有框图结构的VI 代替繁琐的程序代码，产生的程序是框图的形式，同时它尽可能利用了技术人员、工程师、专家所熟悉的术语、概念和图标，因而广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受。
LabVIEW 逐渐成为一种标准的数据采集和仪器控制软件，在进行研究、设计、测试并实现仪器系统时，可大大提高工作效率。
2 DSP 在虚拟仪器中的应用在PC 虚拟仪器领域，采用高速DSP 和局部总线的结构将成为PC 虚拟仪器的主流结构。
虚拟仪器作为仪器发展的新阶段，虽然其专业化功能和面板控件都是以软件形式所表现出来，但其硬件采集。
基于LabVIEW的音频信号数据采集和频谱分析
毕业设计（论文）基于LabVIEW的音频信号数据采集和频谱分析系别自动化工程系专业名称测控技术与仪器班级学号学生姓名指导教师XXXX年6月10日基于LabVIEW的音频信号数据采集和频谱分析摘要虚拟仪器是20世纪80年代兴起的一项新技术，是现代仪器仪表发展的重要方向，在建模仿真、设计规划和教育训练等方面都有应用。
目前NI公司所提供数据采集设备性能好，但是价格昂贵，构建信号分析系统成本偏高。
计算机声卡具备数据传输和A/D转换功能，作为数据采集卡具有价格低廉、开发容易和系统灵活等优点。
基于上述分析，本文用计算机声卡代替普通采集卡作为硬件，在LabVIEW平台上设计了一个信号分析系统，并在信号分析实验中进行了应用。
主要贡献为下述几点: l)提出了采用声卡作为数据采集设备构建虚拟音频信号分析系统并应用于实验教学的设想。
通过高校实验室现状的调研和对声卡性能的分析，分析了由声卡组建可以用于实验教学的信号分析系统的必要性和可行性。
2)构建了基于LabVIEW的音频信号采集分析系统，具有信号采集、分析、波形显示、存储以及数据文件再调用分析等功能。
分析、解决了设计及实现过程中出现的问题。
关键词：LabVIEW，声卡数据采集，信号分析A Signal Analysis System Based on LabVIEWAuthor：Du WenjuanTutor：XXAbstractVirtual instrument technology is a new technology, and it is an important direction in modern instrumentation development. Virtual instruments are often used in modeling and simulation, design and planning, education and training. The acquisition equipment from NI has a good performance, but constructing signals analysis system will cause high cost.Sound card with data transmission and A/D converter functions as a DAQ card has low-price, easy-developing and flexible-system such virtues. Based on the above analysis, taking the computer sound card instead of DAQ card as hardware, designs the system based on LabVIEW, and implements it in the signal analysis experiments. The main contents are listed as follows:l)An envisage for using sound card as a virtual audio data acquisition equipment to construct the signals analysis system and implements it in the experiments is put forward. The necessity and feasibility by the sound card system to set up signals analysis system based on research of teaching program of experiments in the number of traditional college is analyzed.2)Audio signal acquisition and analyze system is constructed based on LabVIEW, it has functions of virtual signal acquisition, analysis, waveform display, storage and transfer of data files to meet the needs of the experimental teaching.Key Words：LabVIEW, Sound card data acquisition, Signals Analysis目录1 绪论 (1)1.1 课题开发背景和发展现状 (1)1.2 研究的意义 (2)2 虚拟仪器、声卡及数据采集理论 (3)2.1 虚拟仪器介绍 (3)2.1.1虚拟仪器的特点 (3)2.1.2虚拟仪器的组成 (4)2.1.3 虚拟仪器与传统仪器的比较 (4)2.2 LabVIEW简介 (6)2.2.1 LabVIEW程序的基本构成 (6)2.2.2 LabVIEW的应用 (7)2.3声卡 (7)2.3.1声卡的基本功能 (8)2.3.2声卡的工作原理 (8)2.3.3声卡的性能指标 (9)2.4 信号分析理论 (10)2.4.1 数据采集理论基础 (10)2.4.2快速傅立叶变换（FFT） (12)2.4.3 谐波分析理论 (14)3 信号分析系统解决方案 (18)3.1声卡作为数据采集卡的可行性分析 (18)3.2信号分析系统设计方案比较 (19)3.3 系统模块划分 (20)4 信号处理程序设计 (22)4.1 系统欢迎界面的设计 (22)4.2系统主页面的设计 (23)4.3实时采集信号模块的设计 (25)4.4 历史重载信号模块的设计 (26)4.5信号采集和处理模块 (26)4.5.1音频信号的采集 (26)4.5.2音频信号的分析 (28)4.6辅助模块 (29)4.7帮助模块 (29)4.8程序的运行与调试 (30)4.8.1运行VI (30)4.8.2调试VI (30)5 实验结果 (32)总结和展望 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (38)附录A (38)附录B (40)1 绪论本文旨在运用虚拟仪器开发软件LabVIEW8.5，设计开发基于声卡的音频信号数据采集和频谱分析系统，使其具有通过普通声卡进行声音数据的采集、分析、显示以及存储的功能。
基于LabVIEW的虚拟频谱分析仪的设计与实现
基于LabVIEW的虚拟频谱分析仪的设计与实现
引言
LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一种图形化的编程语言，集成了满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数
据采集卡通讯的全部功能，还内置了便于应用TCP／IP、ActiveX等软件标
准的库函数。
利用LabVIEW可以方便地建立各种虚拟仪器。
频谱分析仪是对无线电信号进行测量的必备手段，是从事电子产品研发、
生产、检验的常用工具，应用十分广泛，被称为工程师的射频万用表。
传统
的频谱分析仪的前端电路是一定带宽内可调谐的接收机，输入信号经变频器
变频后由低通滤器输出。
滤波输出信号作为垂直分量，频率作为水平分量，
在示波器屏幕上绘出坐标图，就是输入信号的频谱图。
由于变频器可以达到
很宽的频率，例如30Hz-30GHz，与外部混频器配合，可扩展到100GHz以上，所以频潜分析仪是频率覆盖最宽的测量仪器之一，无论测量连续信号或调制
信号，频谱分析仪都是很理想的测量工具。
但是传统的频谱分析仪只能测量
频率的幅度，缺少相位信息，因此属于标量仪器，而且体积庞大。
利用LabVIEW强大的虚拟仪器开发功能，可实现基于快速傅里叶变换(FFT)的现
代频谱分析仪功能，采用数字方法直接由模拟／转换器(ADC)数字对输入信
号取样，再经FFT处理后获得频谱图，可以解决传统频谱分析仪价格昂贵，
携带不便等缺点。
1 虚拟频谱分析仪总体设计方案
虚拟频谱分析仪由数据采集卡、计算机和在其上运行的用LabVIEW开发
的应用软件组成，如图1所示。
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基于LABVIEW的信号频谱分析仪设计摘要随着科学技术的进步，对测量技术的要求越来越高。
电子测量技术在各个领域得到越来越广泛的应用，传统的电子测量仪器由于其功能单一，体积庞大，已经很难满足实际工作的需要。
集成电路和计算机技术的迅猛发展使电子测量仪器逐渐向数字化、智能化方向发展，与传统仪器相比表现为：功能更强、处理速度更快、频带更宽、用途更广、操作更简单、体积更小、可扩充性更好。
微型计算机的普及程度和性能不断提高，使得基于PC平台的虚拟仪器系统应运而生。
虚拟仪器可以充分利用计算机的运算、存储和显示功能，因而在降低仪器成本的同时使仪器的灵活性和数据处理能力大大提高，可以很好地满足学校科研和教学改革的需要。
本文论述了基于虚拟仪器概念的信号采集系统的实现方案，重点讨论了在数据传输、显示和处理中的关键技术。
使用USB数据采集卡，最终实现了基于 PC 平台的，具有频率计和频谱分析仪功能的数字存储示波器系统。
本文所选用的软件LabView 是美国 NI 公司的创新软件产品，也是日前应用最广泛、发展最快、功能最强的图形化软件开发环境。
它具有开发周期短、运行速度快、可重用性、使用方便灵活等优点。
因此LabView 对虚拟存储示波器的设计是一种最理想的方法。
关键词：虚拟仪器；数字存储示波器；谐波分析仪；LabView仪器驱动程序THE DESIGN OF SIGNAL SPECTRUM ANALYSER BASED ON LABVIEWABSTRACTWith the advancement of science and technology, the development of measurement technique is getting more and more important. The application of electronic measurement technique has extended to more fields than ever. Due to limited functions and big size, traditional electronic measurement equipment is no longer suited for common purposes. Thanks to the rapid development of integrated circuit and computer technology, measurement instruments are becoming digitized and pared with traditional equipment, the new instruments have more functions, higher processing speed, wider bandwidth, friendlier interface,smaller size and better expandability. The prevalence and rocketing development of personal computers give birth to a new kind of instrument, Virtual Instrument (VI). VI is based on PC platform, and can make use of the software and hardware resources of a PC. Compared with its ability of data processing and flexibility, VI has a low price, which means it is a good choice for research and teaching reform inuniversities.This dissertation discusses the implementation of a signal acquisition system,based on the concept of VI and focuses on key techniques in data transmission, display and processing. With a USB data acquisition card connectedto PC, a digital storage oscillograph (DSO) with the function of cymometer and spectrum analyzer is bVIEW is the innovate software of national instruments corps, of America.lt is also the most widely used、the most quickly developing and the strongest function gragh software.lt has short epolder and fast run-rate.So LabViewis the best way of design virtual digital storage oscillogragh.Key words: virtual instrument；digital-storage oscillograph；Harmonic-Analyser LabVIEW-instrument driver equivalent目录1 绪论 (1)1.1虚拟仪器的概念 (1)1.2虚拟仪器的组成 (1)1.3虚拟仪器的特点及优势 (2)1.4虚拟仪器的发展状况 (3)1.5本课题的意义 (3)2 数据采集和谐波分析理论 (6)2.1数据采集理论基础 (6)2.1.1快速傅立叶变换(FFT) (7)2.1.2准同步采样 (9)2.2谐波分析理论 (11)2.2.1谐波分析原理 (11)2.2.2谐波参数定义 (13)2.2.3功率概念 (14)3 系统软硬件开发平台 (15)3.1系统软件开发平台-LABVIEW (15)3.2系统硬件平台 (16)4系统软件体系结构 (19)4.1软件总体构成 (19)4.2数据采集过程 (21)4.3系统应用程序设计 (22)5 仿真结果和误差分析 (30)5.1仿真结果 (30)5.2误差分析 (34)6 结论和展望 (36)6.1结论 (36)6.2展望 (36)参考文献 (36)致谢 (40)1 绪论1.1 虚拟仪器的概念虚拟仪器[1](Virtual Instrument ,VI)的概念是由美国国家仪器公司(NI)最先提出的。
所谓虚拟仪器是基于计算机的软硬件测试平台，它可代替传统的测量仪器，如示波器[2]、逻辑分析仪、信号发生器、频谱分析仪[11]等;可集成于自动控制、工业控制系统之中;可自由构建成专有仪器系统。
虚拟仪器是智能仪器之后的新一代测量仪器。
虚拟仪器的核心技术思想就是“软件即是仪器”。
该技术把仪器分为计算机、仪器硬件和应用软件三部分。
虚拟仪器以通用计算机和配备标准数字接口的测量仪器(包括 GPIB, RS-232 等传统仪器以及新型的 VXI 模块化仪器)为基础，将仪器硬件连接到各种计算机平台上，直接利用计算机丰富的软硬件资源，将计算机硬件(处理器、存储器、显示器)和测量仪器(频率计、示波器、信号源)等硬件资源与计算机软件资源(包括数据的处理、控制、分析和表达、过程通讯以及图形用户界面)有机的结合起来[2]。
1.2 虚拟仪器的组成虚拟仪器由软件和硬件两部分组成，突破了传统电子仪器以硬件为主体的模式用具有测试软件的计算机实现传统电子仪器的功能。
虚拟仪器的构成框图如图1.2所示[9]。
虚拟仪器的硬件是计算机和为其配置的各种传感器互感器信号调理器数据采集器等计算机及其配置的电子测量仪器硬件模块组成了虚拟仪器测试硬件平台的基础。
软件是虚拟仪器的灵魂。
NI 公司在提出虚拟仪器概念时用“软件就是仪器（Software is Instrument ）”的口号来表达虚拟仪器的特征，强调了软件在虚拟仪器中极为重要的位置。
虚拟仪器的软件包括：虚拟仪器的前面板、信号采集模块、信号处理模块和数据存储模块等[4]。
因此测量信号是在软件的控制下，经由电子测量硬件平台的采集，再经电子图1.1 虚拟仪器系统组成框图计算机的处理，得到最终的测试结果，并以数据、曲线、图形等显示在电子计算机的终端显示屏上。
1.3 虚拟仪器的特点及优势虚拟仪器是基于计算机的功能化硬件模块和计算机软件构成的电子测试仪器[14]，而软件是虚拟仪器的核心。
其中软件的基础部分是设备驱动软件，而这些标准的仪器驱动软件使得系统的开发与仪器的硬件变化无关。
这是虚拟仪器最大的优点之一，有了这一点，仪器的开发和换代时间将大大缩短。
虚拟仪器中应用程序将可选硬件(如 GPIB, VXI, RS-232, DAQ 板)[12]和可重复用库函数等软件结合在一起，实现了仪器模块间的通信、定时与触发。
原码库函数为用户构造自己的虚拟仪器(VI)系统提供了基本的软件模块。
由于VI 的模块化、开放性和灵活性，以及软件是关键的特点，当用户的测试要求变化时可以方便地由用户自己来增减硬、软件模块，或重新配置现有系统以满足新的测试要求。
这样，当用户从一个项目转向另一个项目时，就能简单地构造出新的 VI系统而不丢失己有的硬件和软件资源。
虚拟仪器技术的优势在于可由用户定义自己的专用仪器系统，且功能灵活，很容易构建，所以应用面极为广泛。
尤其在科研、开发、测量、检测、计量、测控等领域更是不可多得的好工具。
虚拟仪器技术先进，十分符合国际上流行的”硬件软件化”的发展趋势，因而常被称作“软件仪器“。
它功能强大，可实现示波器、逻辑分析仪、频谱仪、信号发生器等多种普通仪器全部功能，配以专用探头和软件还可检测特定系统的参数，如汽车发动机参数、汽油标号、炉窑温度、血液脉搏波、心电参数等多种数据;它操作灵活，完全图形化界面，风格简约，符合传统设备的使用习惯，用户不经培训即可迅速掌握操作规程；它集成方便，不但可以和高速数据采集设备构成自动测量系统，而且可以和控制设备构成自动控制系统。
表 1.1 虚拟仪器与传统仪器的比较由表 1.1 可见，与传统仪器相比，虚拟仪器在各方面都具有明显的优势，能够满足科技高速发展对电子测量技术提出的新要求，必然会成为电子测量仪器发展的趋势。