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集、放大和模数转换等。
图 6 虚拟仪器的硬件结构
根据构成虚拟仪器的接口总线的不同，可分为以下几种常用方案。
1.PC-DAQ系统
在以 PC 为基础的虚拟仪器中，插入式数据采集卡是虚拟仪器中最常用的接口形
式之一，其功能是将现场数据采集到计算机中，或将计算机中数据输出给受控对象，
典型结构如图7所示。
图 7 基于数据采集卡的虚拟仪器的典型结构
这种系统是以数据采集板卡、信号调理电路和计算机为硬件平台组成的插卡式虚
拟仪器系统。它采用PCI 或ISA计算机本身的总线，故将数据采集板卡插入计算机的
空闲插槽中即可。PC-DAQ测量系统是构成虚拟仪器的最基本的方式，也是最廉价的方
式。
2.基于GPIB总线方式的虚拟仪器
通用接口总线（GPIB）是由 HP 公司于 1978 年制定的总线标准，是传统测试仪器
在数字接口方面的延伸和扩展。
典型的基于GPIB总线方式的虚拟仪器系统由一台PC、一块GPIB接口卡和若干台
GPIB形式的仪器通过GPIB电缆连接而成， 利用GPIB设备与计算机组成的虚拟仪器系
统一般有串行连接、星形连接和混合连接三种方法，见图8。通过GPIB技术可以实现
计算机对仪器的操作与控制，替代了传统的人工操作方式，提高了测试、测量效率。
(a)GPIB 设备的串行连接 (b)GPIB设备的并行连接
图 8 GPIB 设备与计算机的连接方式
3.基于VXI总线方式的虚拟仪器
在虚拟仪器技术中最引人注目的应用是基于VXI总线的自动测试仪器系统。由于
VXI 总线具有标准开放、结构紧凑、数据吞吐能力强、定时和同步精确、模块可重复
利用、众多厂家支持等优点，所以得到了广泛应用。进过20年的发展，VXI系统的组
建和使用越来越方便，尤其是在组建大、中规模自动测试仪器系统和对速度、精度要
求高的场合，具有其他仪器无法比拟的优势。此外，VXI 总线的组建方案其功能最为
强大、 组建的系统最为稳定，但 VXI 总线在实现强大功能的同时，价格也是十分昂
贵的。
由于PC-DAQ系统具有研制周期短、更新改进方便的优点，能较好的满足所设计测
试台的基本要求，并且相对于其他总线的虚拟仪器系统来说成本相对低廉，系统架构
简单稳定，对于虚拟仪器技术的初学者来说较容易掌握，这些都是我们选择 PC-DAQ
系统来架构我们测试系统的主要原因。
我们选择的PC-DAQ测试系统的硬件结构如下图9所示。
图 9 基于 PC-DAQ 系统的控制系统框图
2.4.3 测试系统软件架构
在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是解决信号的输入/输出问题的方法和软件赖以生
存、运行的物理环境，软件才是整个仪器的核心，任何使用者只要通过调整或修改仪
器的软件，便可以方便的改变和增减仪器的功能和规模，甚至仪器的性质。在很大程
度上，虚拟仪器系统能否成功的运行，就取决于虚拟仪器的软件。软件是虚拟仪器的
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