文献综述----虚拟示波器概况

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1、虚拟示波器概况 1电子测量仪器的发展 电子测量仪器发展至今，大体可分为四代：模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。第 一代模拟仪器如指针式万用表、晶体管电压表等。第二代数字化仪器，如数字电压表、数字频率计 等，这类仪器目前相当普及。这类仪器将模拟信号的测量转化为数字号测量，并以数字方式输出最 终结果，适用于快速响应的较高准确率的测量。第三代智能仪器，这类仪器内置微处理器，既能进 行自动测试又具有一定的数据处理能力，可取代部分脑力劳动，习惯上称为智能仪器。它的功能模 块全部都是以硬件（或固化的软件）的形式存在，相对虚拟仪器而言，无论是开发还是应用，都缺 乏灵活性。第四代虚拟仪器，它是现代计算

2、机技术、通信技术和测量技术相结合的产物，是传统仪 器观念的一次巨大变革，是将来仪器产业发展一个重要方向1。 2传统仪器的缺陷 传统的测量仪器是一个自封闭的系统，它作为独立的设备拥有自己的机箱包括各种开关旋钮的 操作面板，信号输入输出端，指针式或 LED 显示表，CRT 或 LCD 波形显示窗口，打印输出端口。 仪器内部包括有传感器、信号处理器、A/D 转换器、微处理器、存储器和内部总线等专门化的电路。 通过这些电路来转换、测量、分析实际信号，并将结果以各种方式显示。但是由于仪器所包含的功 能均由仪器厂家定义， 所有的功能块全部都是以硬件(或固化了的软件)的形式存在于测量仪器中， 单 台仪器的功

3、能单一、固定，用户无法根据实际需要改变或扩展仪器功能2。而在实际应用中，电子 工程师往往需要用到多种不同的测量功能，在进行野外实地测量的情况下，在测量的信号种类较多 的情况下，在需要对被测信号进行存储、离线分析的情况下，传统测量仪器就体现出了诸多的不便 和功能上的局限。虽然电子计算机技术的发展给传统的仪器注入了强大的活力。特别是微电子技术 和大规模集成电路的发展，促进了数字化仪器，智能仪器的快速发展，使其功能越来越强，精度越 来越高，性能越来越好。但是，传统的测量仪器的固有局限性并没有根本改变3。 3虚拟仪器的提出及发展 虚拟仪器(VI- Virtual Instrument)是指通过应用程序

4、将通用计算机与功能化硬件结合起来， 用户可 通过友好的图形界而操作计算机，就像在操作自己定义、自己设计的单个仪器一样，从而完成对被 测量的采集、处理、分析、判断、显示、数据存储等。在这种仪器系统中，各种复杂测试功能、数 据分析和结果显示都完全由计算机软件完成，在很多方面有传统仪器无法比拟的优点，如使用灵活 方便、测试功能丰富、价格低廉、一机多用等，这些使得虚拟仪器成为未来电子测量仪器发展的主 要方向之一3。 国外的仪器产业早在上个世纪 80 年代末就开始了虚拟仪器的研究工作。在 90 年代以美国国家 仪器公司(NI), Motorola 公司等著名企业为代表，开始了仪器产业从数字化仪器、智能仪器向虚拟仪 器的过渡。伴随着 IT 技术的飞跃发展，虚拟仪器的概念使得现代计算机技术、通信技术和测量技术 达到了前所未有的紧密结合，进而引发了传统仪器观念的一次巨大变革4。虚拟仪器产业在国内的 现状和发展态势不容乐观。由于虚拟仪器是随着传统电子测控技术、计算机技术和通讯技术不断发 展、不断完善而产生的一项综合性结构化电子测量与控制技术。但是我国的计算机技术通信电子等 产业