淺談虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)

1、淺談虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室的建設(shè) 內(nèi)容摘要：現(xiàn)代教育技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)蓬勃發(fā)展起來(lái)。虛擬實(shí)驗(yàn)室具有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。本文介紹了虛擬儀器系統(tǒng)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性和可行性，并以工程力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)為例給出了建立虛擬實(shí)驗(yàn)室的方法。關(guān)鍵字：實(shí)驗(yàn) ；虛擬儀器 ；虛擬實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)是教學(xué)活動(dòng)中一個(gè)必不可少的過(guò)程，尤其是對(duì)于理工類(lèi)的一些學(xué)科，例如物理、化學(xué)、機(jī) 電、計(jì)算機(jī)等實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)好這些課程更是至關(guān)重要。學(xué)生只有通過(guò)足夠的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和一定數(shù)量的綜合性實(shí)驗(yàn)，才能真正理解和掌握該學(xué)科的理論知識(shí)，才能獲得一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，并初步具有處理?shí)際問(wèn)題的能力。因此，充實(shí)

2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增開(kāi)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，不斷改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)是十分必要的。 隨著人類(lèi)對(duì)自然規(guī)律探索的深入，現(xiàn)代文明的不斷發(fā)展，建設(shè)現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)室面臨著越來(lái)越多的挑戰(zhàn)。對(duì)于以培養(yǎng)面向世紀(jì)的現(xiàn)代化人才為宗旨的大學(xué)教育來(lái)說(shuō)，如何使學(xué)生能夠掌握現(xiàn)代技術(shù)， 如何設(shè)計(jì)和建設(shè)能夠兼容過(guò)去、立足現(xiàn)代、面向未來(lái)的實(shí)驗(yàn)室更是值得深入探索和實(shí)踐。一、虛擬儀器系統(tǒng)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性眾所周知，儀器是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，要保證綜合性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)質(zhì)量，就要同時(shí)購(gòu)置多套先進(jìn)而昂貴的儀器。一個(gè)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)要使用多種儀器，而且不同實(shí)驗(yàn)所用的儀器也不盡相同，如果開(kāi)設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)所需儀器就更多，這么多的儀器不僅價(jià)值昂貴、體積大、占用空間

3、多，而且相互連接也十分麻煩。如何更合理地配置教育資源，解決好資金投入與人才培養(yǎng)之間的矛盾，是學(xué)校開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教育經(jīng)常需要考慮而又傷腦筋的問(wèn)題。 由于條件的限制，我國(guó)大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)一直落后于先進(jìn)國(guó)家，這在一定程度上影響了高素質(zhì)人才的培養(yǎng)，制約了我國(guó)科研和工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展。以往的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，通常是根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和方向，選擇相應(yīng)的專(zhuān)用儀器設(shè)備。為了進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，有時(shí)也會(huì)選擇一些儀器與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的接口設(shè)備，使儀器系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間具備通信的能力，達(dá)到數(shù)據(jù)共享的目的。不可否認(rèn)，這樣的實(shí)驗(yàn)室在科學(xué)實(shí)驗(yàn)及教學(xué)活動(dòng)中發(fā)揮了極為重要的作用。然而，這種建設(shè)方法所忽視的是實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的靈活性和開(kāi)放性，也

4、沒(méi)有充分利用當(dāng)前迅速發(fā)展著的相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)和設(shè)備。因此，在實(shí)驗(yàn)環(huán)境和對(duì)象不斷變化的今天，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方法已經(jīng)難以適應(yīng)，加速大學(xué)現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。實(shí)驗(yàn)手段和技術(shù)的進(jìn)步，必然促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。以虛擬儀器設(shè)備及技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)設(shè)備正是這種進(jìn)步的具體體現(xiàn)。 建設(shè)以虛擬儀器設(shè)備及技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室并不意味著對(duì)傳統(tǒng)設(shè)備和環(huán)境的否定。虛擬儀器系統(tǒng)可以將已有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備中的絕大多數(shù)融入新的系統(tǒng)當(dāng)中，并且充分利用當(dāng)今流行的現(xiàn)代技術(shù)和手段，保證實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)落后。事實(shí)上，建立以虛擬儀器設(shè)備及技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，更為關(guān)注的應(yīng)該是它的內(nèi)在意義，是它的技術(shù)思

5、路。設(shè)備本身總有過(guò)時(shí)的時(shí)候，包括虛擬儀器本身在內(nèi)，而正確的技術(shù)發(fā)展思路可 以使我們的實(shí)驗(yàn)室始終處于現(xiàn)代化的行列，為科研和教學(xué)提供適應(yīng)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)手段。二、虛擬儀器系統(tǒng)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可行性（一）虛擬儀器系統(tǒng)的基本構(gòu)成虛擬儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)介入儀器領(lǐng)域所形成的 一種新型的、富有生命力的儀器種類(lèi)，在虛擬儀器中，計(jì)算機(jī)處于核心地位，儀器的結(jié)構(gòu)概念和設(shè)計(jì)觀點(diǎn)等都發(fā)生了突破性的變化。從構(gòu)成上來(lái)說(shuō)，虛擬儀器就是利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)，配上相應(yīng)的硬件和專(zhuān)用軟件，形成既有普通儀器的基本功能，又有一 般儀器所沒(méi)有的特殊功能的高檔低價(jià)新型儀器。從使用上來(lái)說(shuō)，虛擬儀器利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形環(huán)境，建立界面友好的虛擬儀器面板（即軟面

6、板），操作人員通過(guò)友好的圖形界面及圖形化編程語(yǔ)言控制儀器運(yùn)行，完成對(duì)被測(cè)試量的采集、分析、判 斷、顯示、存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)生成。 虛擬儀器技術(shù)的實(shí)質(zhì)是充分利用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能。虛擬儀器的基本構(gòu)成包括計(jì)算機(jī)、虛擬儀器軟件、硬件接口模塊等。目前較為常用的虛擬儀器系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集卡系統(tǒng)、GPIB儀器控制系統(tǒng)、VXI儀器系統(tǒng)以及這三者之 間的任意組合。在這里，硬件僅僅是解決信號(hào)的輸入輸出，軟件才是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵。正因?yàn)槿绱?，所以?dāng)基本硬件確定以后，就可以通過(guò)不同的軟件 （如用于數(shù)據(jù)分析、過(guò)程通訊及圖形用戶(hù)界面的軟件）實(shí)現(xiàn)不同的功能。虛擬儀器應(yīng)用軟件集成了儀器的所有采集、控制、數(shù)據(jù)分析、

7、結(jié)果輸出和用戶(hù)界面等功能，使傳統(tǒng)儀器的某些硬件乃至整個(gè)儀器都被計(jì)算機(jī)軟件所代替。因此從某種意義上可以說(shuō)：軟件就是儀器。用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要，設(shè)計(jì)自己的儀器系統(tǒng)，滿(mǎn)足多種多樣的應(yīng)用要求。利用計(jì)算機(jī)豐富的軟、硬件資源，可以大大突破傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)的處理、表達(dá)、傳遞、儲(chǔ)存等方面的限制，達(dá)到傳統(tǒng)儀器無(wú)法比擬的效果。（二）虛擬儀器在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用高等院校特別是理工科院校，實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備所需投資巨大，一般學(xué)校很難滿(mǎn)足，造成許多學(xué)校儀器設(shè)備缺乏和過(guò)時(shí)陳舊等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響教學(xué)科研。使用虛擬儀器不但可以節(jié)約大量?jī)x器設(shè)備的經(jīng)費(fèi)投入，而且能夠提高教學(xué)科研的質(zhì)量與效率。 由于虛擬儀器的硬件是以通用微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)

8、的，我國(guó)普通高校的實(shí)驗(yàn)室一般都擁有相當(dāng)數(shù)量的通用計(jì)算機(jī)，因此，只要購(gòu)買(mǎi)一定的儀器模板以及相應(yīng)的軟件就可以構(gòu)成足夠數(shù)量的虛擬儀器供學(xué)生使用。另一方面，在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，通過(guò)操作者的不同定義，可以虛擬出不同的儀器，各儀器之間 還可以通過(guò)不同的窗口進(jìn)行切換，因此實(shí)驗(yàn)室無(wú)需配備各種傳統(tǒng)儀器，可以通過(guò)軟件設(shè)計(jì)使虛擬儀器和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備不斷更新。學(xué)生在計(jì)算機(jī)上操縱各種虛擬儀器進(jìn)行試驗(yàn)，就如同是在操作傳統(tǒng)儀器一樣有效，與在真實(shí)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)做出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一樣的。這樣，使用基于虛擬儀器系統(tǒng)的虛擬實(shí)驗(yàn)來(lái)代替實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，能很好地解決現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的矛盾，又符合現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展方向。 三、工程力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室-衰

9、減振動(dòng)實(shí)驗(yàn)（一）實(shí)驗(yàn)原理振動(dòng)臺(tái)由臺(tái)面、支撐彈簧片及電磁阻尼器組成，在瞬時(shí)或持續(xù)的干擾力作用下，臺(tái)面沿水平面縱軸方向振動(dòng)。鋁質(zhì)臺(tái)面在電磁阻尼器的磁隙中運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)速度成正比的電渦流阻尼，調(diào)節(jié)電磁鐵的勵(lì)磁電流可改變阻尼的大小。 試驗(yàn)裝置如下圖所示 （二）實(shí)驗(yàn)裝置序號(hào)名稱(chēng)數(shù)量主要技術(shù)指標(biāo)參考類(lèi)型生產(chǎn)廠(chǎng)家1水平振動(dòng)臺(tái)1固有頻率：約10HZ阻尼比：0.01-0.20可變自制2電子示波器1通用型3阻尼器電源1DC輸出：0-30V，2APAB 32-2AKIKUSUI（日本）（三）實(shí)驗(yàn)步驟通過(guò)鏈接控制面板或在窗口中直接單擊各實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，打開(kāi)各實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的控制面板，并開(kāi)通電源。（可以使用縮放按鈕功能

10、，方便操作） 1、打開(kāi)如右圖所示的“阻尼器電源”控制面板。確定按下了 “A”和“OUTPUT”按鈕，調(diào)整“輸出電壓或電流微調(diào)”旋鈕，如下圖所示，將電流輸出值大致調(diào)為0.5A（同強(qiáng)迫振動(dòng)實(shí)驗(yàn)）。2、在“水平振動(dòng)臺(tái)”上輸入振動(dòng)臺(tái)的初始位移，點(diǎn)擊“OK”，這時(shí)，在“電子示波器”上將計(jì)入下振動(dòng)臺(tái)的衰減波形。3、使用控制面板上的“衰減曲線(xiàn)”功能按鈕，系統(tǒng)將自動(dòng)繪出當(dāng)前振動(dòng)狀態(tài)下的衰減曲線(xiàn)。通過(guò)這個(gè)衰減曲線(xiàn)，試驗(yàn)者可取得衰減曲線(xiàn)上任意點(diǎn)的數(shù)據(jù)。4、為增加對(duì)本實(shí)驗(yàn)的了解，試驗(yàn)者可調(diào)整阻尼器電源的輸出電流，以觀察不同阻尼狀。5、 測(cè)試完畢時(shí)，將阻尼器電源的輸出調(diào)至零。然后關(guān)閉所有儀器的電源。（四）實(shí)驗(yàn)演示（五

11、）虛擬示波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案1、虛擬示波器的結(jié)構(gòu)與組成本虛擬數(shù)字示波器主要由一塊PCI總線(xiàn)的多功能數(shù)據(jù)采集卡和相應(yīng)的軟件組成。將它們安裝在一臺(tái)運(yùn)行Windows95/98/NT的PC機(jī)上（建議配置在 PENTIUM233以上），即構(gòu)成一個(gè)功能強(qiáng)大的可存儲(chǔ)數(shù)字示波器。該數(shù)字示波器操作與顯示主面板如圖1所示。   1.1 數(shù)據(jù)采集卡PCI總線(xiàn)傳輸速率高數(shù)據(jù)吞吐量大是今后數(shù)據(jù)采集板卡設(shè)計(jì)的主流。本設(shè)計(jì)采用的PCI1200數(shù)據(jù)采集卡是一塊性?xún)r(jià)比較好的產(chǎn)品，支持DMA方式和雙緩沖區(qū)模式，保證了實(shí)時(shí)信號(hào)不間斷采集與存儲(chǔ)。它支持單極和雙極性模擬信號(hào)輸入，信號(hào)輸入范圍分別為55V

12、和010V。提供16路單端8路差動(dòng)模擬輸入通道、2路獨(dú)立的DA輸出通道、24線(xiàn)的TTL型數(shù)字IO、3個(gè)16位的定時(shí)計(jì)數(shù)器等多種功能。這些功能使得我們不僅可以用該卡設(shè)計(jì)虛擬示波器，也可以設(shè)計(jì)虛擬函數(shù)發(fā)生器或虛擬計(jì)數(shù)器，做到一卡多用。當(dāng)然，限于經(jīng)費(fèi)條件，我們選擇的PCI1200卡的采樣速率只能達(dá)到100kSs，對(duì)實(shí)際示波器而言，這遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足信號(hào)帶寬的要求。目前市場(chǎng)上采樣速率達(dá)200MSs的PCI數(shù)據(jù)采集卡已有成熟產(chǎn)品，技術(shù)上實(shí)現(xiàn)高帶寬的虛擬示波器不存在問(wèn)題。實(shí)際測(cè)量時(shí)輸入信號(hào)通過(guò)BNC接頭從輸入端子進(jìn)入數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集。1.2 儀器功能    本虛擬數(shù)字示波器設(shè)計(jì)參

13、考了HP公司的雙通道臺(tái)式數(shù)字存儲(chǔ)示波器HP54603B的功能，并在儀器分析和處理功能上有所擴(kuò)展。儀器主要功能包括：雙通道信號(hào)輸入、觸發(fā)控制、通道控制、時(shí)基控制、波形顯示、參數(shù)自動(dòng)測(cè)量、頻譜分析、波形存儲(chǔ)和回放等。本虛擬數(shù)字示波器還提供網(wǎng)絡(luò)接口，允許通過(guò)TCPIP協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)儀器共享或遠(yuǎn)程控制。表1是本虛擬數(shù)字示波器與HP54603B的功能對(duì)照表。由表1可以看出，除了由于經(jīng)費(fèi)原因使得所選數(shù)據(jù)采集卡采樣速率低于HP54603B外，本虛擬示波器在顯示、測(cè)量、分析、存儲(chǔ)和外部連接等方面的功能都不低于甚至高于HP54603B。 2、 軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境虛擬數(shù)字示波器軟件設(shè)計(jì)采

14、用了先進(jìn)的圖形化編程語(yǔ)言工具LabVIEW 5.1 for Windows98NT。LabVIEW編程的主要特點(diǎn)就是將虛擬儀器分解為若干基本的功能模塊（相當(dāng)于硬件設(shè)計(jì)中的集成電路），模塊的引腳代表輸入輸出接口。編程者可以通過(guò)交互式手段，采用圖形化框圖設(shè)計(jì)的方法，完成虛擬儀器的邏輯和測(cè)量分析功能設(shè)計(jì)。圖2是虛擬數(shù)字示波器頻譜分析模塊程序。    由圖2可以看出，LabVIEW程序設(shè)計(jì)過(guò)程與人們?cè)O(shè)計(jì)儀器的思維過(guò)程十分相近，程序框圖就實(shí)現(xiàn)了程序代碼功能，避免了一般程序設(shè)計(jì)從框圖構(gòu)思到程序表示的繁瑣。LabVIEW編程的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是將軟件的界面設(shè)計(jì)與功能設(shè)計(jì)獨(dú)立開(kāi)來(lái)，修改

15、人機(jī)交互界面無(wú)需對(duì)整個(gè)程序進(jìn)行調(diào)試，這對(duì)設(shè)計(jì)像儀器操作面板這樣復(fù)雜的人機(jī)界面而言是十分方便的。LabVIEW還為用戶(hù)提供了函數(shù)擴(kuò)展功能，利用LabVIEW中的Code Interface Node（CIN），可以調(diào)用用C等傳統(tǒng)編程語(yǔ)言寫(xiě)的程序代碼；利用LabVIEW中的Call Library Function可以調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（.DLL）?？傊琇abVIEW 作為圖形化編程語(yǔ)言環(huán)境，為虛擬儀器開(kāi)發(fā)提供了一種快捷、方便和功能強(qiáng)大的軟件工具。2.2 主要功能模塊    概括地講，虛擬示波器主要由軟件控制完成信號(hào)的采集、處理和顯示。系統(tǒng)軟件總體上包括數(shù)據(jù)采集、波

16、形顯示、參數(shù)測(cè)量、頻譜分析及波形存儲(chǔ)和回放等五大模塊，其功能結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。  2.2.1 數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊主要完成數(shù)據(jù)采集的控制，包括觸發(fā)控制、通道選擇控制、時(shí)基控制等。其中：     ·觸發(fā)控制包括觸發(fā)模式、觸發(fā)斜坡、觸發(fā)電平控制；    ·通道選擇主要控制單通道或雙通道測(cè)量；    ·時(shí)基控制主要控制采集卡掃描率、每一通道掃描次數(shù)（取樣數(shù)）。    2.2.2 波形顯示模塊   

17、 軟件提供了三種波形顯示模式：    ·A B AB模式：通過(guò)顯示通道選擇按鍵摚翑和摚聰，可以任意顯示某一通道或兩通道輸入信號(hào)的波形；    ·X Y模式：當(dāng)兩通道都處于選通狀態(tài)時(shí)，使用此模式來(lái)顯示李沙育（Lissajous）圖形、測(cè)量相位差或頻率；    ·AB AB模式：當(dāng)兩通道都處于選通狀態(tài)時(shí)，使用此模式來(lái)顯示兩通道信號(hào)代數(shù)相加、相減后的波形。2.2.3 參數(shù)測(cè)量模塊    參數(shù)測(cè)量模塊主要模擬HP54603B的參數(shù)測(cè)量功能，完成包括Vrm

18、s等12個(gè)電壓參數(shù)和頻率、周期等7個(gè)時(shí)間參數(shù)的測(cè)量并顯示其測(cè)量結(jié)果。    2.2.4 頻譜分析模塊     頻譜分析模塊采用快速FFT算法，完成頻域信號(hào)分析?？蓪?shí)現(xiàn)的頻譜分析控制包括：    ·Windows選擇，提供了9種頻譜分析窗口；    ·LogLinear選擇，提供了2種坐標(biāo)顯示模式；    ·Display Unit選擇，提供了8種單位。2.2.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和回放模塊   

19、 按鍵撔磁虜控制是否進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)按鍵摱僚虜控制是否從數(shù)據(jù)文件中讀取數(shù)據(jù)。主面板提供了兩個(gè)文件名輸入框，前一個(gè)為信號(hào)波形數(shù)據(jù)文件名輸入框，后一個(gè)為采樣周期文件名輸入框，這兩個(gè)文件由寫(xiě)盤(pán)功能和讀盤(pán)功能共用。從軟盤(pán)或硬盤(pán)上讀取的數(shù)據(jù)同實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)一樣，能夠進(jìn)行自動(dòng)參數(shù)測(cè)量以及顯示波形并保留在顯示窗口（顯示模式可以設(shè)置為三種模式中的任意一種），還可以根據(jù)需要設(shè)置進(jìn)行頻譜分析。    2.3 主要控制結(jié)構(gòu)    2.3.1 測(cè)量控制結(jié)構(gòu)    通過(guò)邏輯按鍵“測(cè)量”控制是否進(jìn)行測(cè)量；通過(guò)邏輯按鍵“通道”控制通道選擇

20、。    2.3.2 自動(dòng)調(diào)整掃描率控制結(jié)構(gòu)    由邏輯按鍵組“自動(dòng)”、“手動(dòng)”來(lái)控制是自動(dòng)調(diào)整掃描率還是手動(dòng)調(diào)整掃描率。    2.3.3 正常顯示、記憶顯示控制結(jié)構(gòu)    由雙功能邏輯驅(qū)動(dòng)鍵“正常/記憶”控制，缺省為正常顯示。處于正常狀態(tài)時(shí)，最多只能顯示A、B兩通道輸入的2個(gè)信號(hào)的波形；處于記憶狀態(tài)時(shí)，最多可以記憶顯示A、B兩通道輸入的17個(gè)信號(hào)的波形（A通道可記憶顯示16組信號(hào)數(shù)據(jù)，B通道只能記憶顯示組信號(hào)數(shù)據(jù)）。在實(shí)際應(yīng)用中，記憶顯示功能主要用于測(cè)量信號(hào)的抖動(dòng)情況或

21、比較分析兩個(gè)以上的信號(hào)波形。本文介紹的虛擬數(shù)字示波器不僅具有一般臺(tái)式數(shù)字存儲(chǔ)示波器的功能，而且充分發(fā)揮了微機(jī)強(qiáng)大的功能和軟件設(shè)計(jì)的靈活性，主要技術(shù)特點(diǎn)表現(xiàn)在：（1）采用圖形化編程語(yǔ)言L(fǎng)abVIEW和面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)，軟件開(kāi)發(fā)效率高，可操作性和可維護(hù)性好；（2）為數(shù)字存儲(chǔ)示波器增加了頻域分析功能；（3）充分利用了計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)與外設(shè)連接的能力，測(cè)量結(jié)果和波形可直接打印輸出或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享；（4）硬件具有開(kāi)放性，允許通過(guò)升級(jí)硬件來(lái)提高其性能；（5）在相同硬件條件下，可以通過(guò)修改或增加軟件模塊，形成新的儀器功能。為了確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行，基于虛擬儀器的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可分四個(gè)階段予以實(shí)施。第一階段，在充分利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)資源的基