示波器是電子測(cè)量行業(yè)最常用的測(cè)量儀器儀表之一，它能電信號(hào)通過示波器儀表輸入后輸出成看得見的圖象，讓人們更直觀的去研究各種電現(xiàn)象的變化過程或者信號(hào)的變化過程。隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的測(cè)量方法在許多的場(chǎng)合已經(jīng)不再適用了，許多儀器都打出“智能化”的口號(hào)，如何實(shí)現(xiàn)智能化呢，于是“虛擬儀器”就應(yīng)運(yùn)而生了。相對(duì)于示波器而言，虛擬示波器，也就是智能化數(shù)字示波器的產(chǎn)生，無疑是示波器發(fā)展的一個(gè)重大的突破，在示波器的功能和作用方面都發(fā)生了重大的變化。

關(guān)于虛擬示波器，可以這樣來理解，虛擬示波器是利用高性能的硬件模塊和高效靈活的軟件來實(shí)現(xiàn)普通儀器的功能和許多拓展功能的一種軟硬件系統(tǒng)。

虛擬示波器的組成部分

主要是包括信號(hào)采集與控制，數(shù)據(jù)分析和處理，測(cè)量結(jié)果的顯示三大部分。信號(hào)采集與控制是由計(jì)算機(jī)和儀器硬件組成硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的采集、測(cè)量、轉(zhuǎn)換與控制;數(shù)據(jù)分析與處理則是表現(xiàn)在虛擬示波器充分利用計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)、運(yùn)算功能，并通過軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入數(shù)據(jù)信號(hào)的分析與處理;虛擬示波器測(cè)量結(jié)果的顯示是利用計(jì)算機(jī)的資源，如顯示器、存儲(chǔ)器等，把測(cè)量結(jié)果進(jìn)行多種方式的表達(dá)與輸出，也可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和利用。

虛擬示波器作為一個(gè)完整的軟硬件系統(tǒng)，它和傳統(tǒng)的示波器相比，比傳統(tǒng)示波器價(jià)格要便宜，并具有波形觸發(fā)、存儲(chǔ)、顯示、測(cè)量、波形數(shù)據(jù)分析處理等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，那虛擬示波器的特點(diǎn)是什么呢？主要體現(xiàn)在：

（1）采用當(dāng)前廣泛使用的 USB 接口，使虛擬儀器與計(jì)算機(jī)接口更加方便，通信速度更高;

（2）使用高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行高速采樣;

（3）使用高性能的單片機(jī)進(jìn)行控制，使用高速大容量存儲(chǔ)器實(shí)時(shí)保存采樣數(shù)據(jù)，提高了儀器的性能;

（4）使用 Labview 語言設(shè)計(jì)上位機(jī)應(yīng)用程序，可以實(shí)現(xiàn)波形顯示，以及對(duì)數(shù)據(jù)的分析和處理。

虛擬示波器在開發(fā)的過程中軟件現(xiàn)實(shí)是整個(gè)項(xiàng)目的重要的組成部分，也是關(guān)鍵的技術(shù)之一。下面我們來分析一下虛擬示波器的軟件，它包括：

（1）軟件功能-與硬件鏈接，控制設(shè)備工作正常，信號(hào)的顯示和存儲(chǔ)，信號(hào)的分析和處理;

（2）軟件組成-三大部分包括硬件驅(qū)動(dòng)程序部分，虛擬面板部分以及信號(hào)后期處理部分;

（3）軟件結(jié)構(gòu)-將用戶界面集合成一個(gè)整體，通過界面上的相關(guān)控件來實(shí)現(xiàn)示波器的各種功能，下圖是一種軟件結(jié)構(gòu)：

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

性能高

虛擬儀器技術(shù)是在PC技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所以完全“繼承”了以現(xiàn)成即用的PC技術(shù)為主導(dǎo)的最新商業(yè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，包括功能超卓的處理器和文件I/O，使您在數(shù)據(jù)高速導(dǎo)入磁盤的同時(shí)就能實(shí)時(shí)地進(jìn)行復(fù)雜的分析。此外，當(dāng)前正蓬勃發(fā)展的一些新興技術(shù)（如多核、PCI Express等）也成為推動(dòng)虛擬儀器技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)力，使其展現(xiàn)出更強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。

擴(kuò)展性強(qiáng)

NI的軟硬件工具使得工程師和科學(xué)家們不再圈囿于固有的、封閉的技術(shù)之中。得益于NI軟件的靈活性，只需更新您的計(jì)算機(jī)或測(cè)量硬件，就能以最少的硬件投資和極少、甚至無需軟件上的升級(jí)即可改進(jìn)您的整個(gè)現(xiàn)有系統(tǒng)。在利用最新科技的時(shí)候，您可以把它們集成到現(xiàn)有的測(cè)量設(shè)備，最終以較少的成本加速產(chǎn)品上市的時(shí)間。

高效開發(fā)

在驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用兩個(gè)層面上，NI高效的軟件構(gòu)架能與計(jì)算機(jī)、儀器儀表和通訊方面的最新技術(shù)結(jié)合在一起。NI設(shè)計(jì)這一軟件構(gòu)架的初衷就是為了方便用戶操作的同時(shí)，還提供了高靈活性和強(qiáng)大的功能，使您輕松地配置、創(chuàng)建、發(fā)布、維護(hù)和修改高性能、低成本的測(cè)量和控制解決方案。

集成

虛擬儀器技術(shù)從本質(zhì)上說是一個(gè)集成的軟硬件概念。隨著產(chǎn)品在功能上不斷地趨于復(fù)雜，工程師們通常需要集成多個(gè)測(cè)量設(shè)備來滿足完整的測(cè)試需求，而連接和集成這些不同設(shè)備總是要耗費(fèi)大量的時(shí)間。NI的虛擬儀器軟件平臺(tái)為所有的I/O設(shè)備提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口，幫助用戶輕松地將多個(gè)測(cè)量設(shè)備集成到一個(gè)系統(tǒng)之中，減少了任務(wù)的復(fù)雜性。

兼容性好

面對(duì)目前市場(chǎng)上的所有測(cè)量軟硬件工具，工程師們要花很多時(shí)間去學(xué)習(xí)如何使用它們，所以花時(shí)間選擇合適的工具這一點(diǎn)至關(guān)重要。NI為您提供了種類齊全的測(cè)試測(cè)量硬件產(chǎn)品，從數(shù)據(jù)采集、信號(hào)條理、聲音和振動(dòng)測(cè)量、視覺、運(yùn)動(dòng)、儀器控制、分布式I/O到CAN接口等工業(yè)通訊應(yīng)有盡有。

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

無論是現(xiàn)在還是將來，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建的測(cè)量和自動(dòng)化系統(tǒng)都能使您節(jié)省開發(fā)和維護(hù)的成本。NI深知這一點(diǎn)對(duì)用戶來說至關(guān)重要，我們也在積極地參與和推動(dòng)開放式的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)。

技術(shù)改進(jìn)

NI在致力于提供最先進(jìn)的技術(shù)的同時(shí)保證了系統(tǒng)對(duì)之前版本的兼容性，所以工程師和科學(xué)家們可以在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)一直使用同一個(gè)解決方案。為了獲得這種長(zhǎng)期的解決方案，NI提供了一個(gè)軟件構(gòu)架，它包括標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序接口（簡(jiǎn)稱 API）以便在計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和操作系統(tǒng)不斷改進(jìn)的同時(shí)確保兼容性和可擴(kuò)展性。