点数。当fs=10MHzfa=31MHz时的采样时域波形和频谱如图2图3所示。图2数据采集的时域波形

对虚拟仪器进行研发，利用LabVIEW虚拟仪器设计平台与基于PCI总线的高速数据采集卡构建了一个虚拟仪器系统。较为详细地介绍了如何利用美国NI公司的LabVIEW图形化编程语言。分别从硬件、软件两个方面对仪器的构成、设计与实现进行了详细的叙述。

本仪经研究表明。

器可以完成信号发生、数据采集、时域波形显示、数据存储、波形存储、波形回放、波形打印、参数丈量、信号处置、频谱分析、频域波形显示等功能。关键词：虚拟仪器；PCI总线；LabVIEW虚拟

对激进仪器概念的重大突破，仪器是现代计算机技术同仪器技术深层次结合产生的新概念仪器。仪器领域内的一次革命。虚拟仪器是继模拟式仪表、分立元件式仪表、数字式仪表、智能仪器之后的新一代仪器。所谓虚

就是以通用计算机为核心的硬件平台上，拟仪器。由用户设计定义，具有虚拟面板，功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。虚拟仪器的实质是利用PC计算机显示器的显示功能模拟激进仪器的控制面板，以多种形

利用PC计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理，式表达输出检测结果。利用I/O接口设备完成信号的采集、丈量和调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。本

以数据采集卡、计算机为仪器硬件平台组成的插卡式虚拟仪器系统。文的虚拟仪器采用DA QDataA cquisit系统。

也是廉价的方式，这种基于计算机总线的丈量系统是构成虚拟仪器基本的方式。可以有效地利用当前用户已有的计算机，使用时将数据采集卡插入计算机的插槽即可。要用到PCI和ISA 计算机总线，由于ISA 总线只有8位和16位两档，高时钟频率只有5MHz峰值传输速率只能达到8MB/

限制了整个系统的性能。PCI局部总线是32位总线，无法实现对数据的高速传输。总线时钟为33MHz数据传输率高达132MB/所以本虚拟仪器系统选用基于PCI总线。1硬件模块平台　本虚拟仪器由一块基于

将它装置在一台运行的PC机上，PCI总线的高速数据采集卡和相应的软件组成。可构成一个功能强大的数字虚拟仪器。其系统框图及工作原理如图1所示。图1系统结构框图　工作原理：首先由主机启动顺序，发出

发生出频率随时间在1MHz70MHz范围内变化的恒幅正弦波模拟信号。信号通过按时间步进的频率控制字送入信号源电路。

从而实现虚拟仪器的功能。1AD6640AD6640芯片是一种单片式的12位分辨率模数转换器，理。内含采样坚持电路和基准源，可实现高速的A/D转换，采样速率可达65MSPS

每个输入的电压范围是以2.4V为中心，无杂散动态范围达80dB模拟信号输入采用差分结构。上下摆动在1V以内。由于两个输入的相位相差180?所以AD6640模拟输入信号的大峰—峰值2V2FPGA 逻辑控

制　采集卡内部控制逻辑主要由FPGA 编程完成。FPGA 需要完成以下几个逻辑控制:地址译码;控制DDSAD9850发生采样时钟;控制FIFO完成数据存储;响应PCI9054信号并以DMA 方式把数据传输到主机。3DDSDD

具有频率切换速度快、分辨率和稳定度高等突出优点。系统中使用的DDS为AD9850芯片，S采用高速的数字电路和高速D/A 转换技术。外接30MHz晶振，其内部时钟通过6倍频可达180MHz4

总线控制器PCI9054PCI905432位/33MHz通用PCI总线控制器接口芯片。该芯片符合PCI总线规范2.2支持突发传

突发传输速率达到132MB/支持双地址周期，输。寻址空间高达4GByte内部有6种可编程的FIFO以实现零等待突发传输及局部总线之间的异步操作。PCI9054数据传输支持主模

可以编程选择。2软件模块及其功能　虚拟仪器软面板是虚拟仪器的重要组成局部，式和从模式。用户使用虚拟仪器的过程就是通过鼠标操作虚拟仪器软面板的过程，并能获得比传统仪器的面板操作更为形象和直观的效果。其界面及功能都是由LabVIEW编程环境的设计方法来实现的充分利用了计算机软件资源和

具有精度高、速度快、性价比高、操作简便、功能多且灵活等优点。整个虚拟仪器在Windo强大处置能力。w

主要由虚拟存储示波器、虚拟频谱分析仪组成。其性能如表1所示。表1虚拟仪器的性能 2.1数据采集模块　数据采集模块是虚拟示波器的软件核心，s2000操作系统平台下基于数据采集模块。主要完成数据采

高于8MHz按实际采样率采样。由于AD6640高工作频率为65MHz而扫频信号的频率上限为70MHz依照奈奎集的控制。AD6640工作频率为8MHz65MHz采样率低于8MHz需分频后仍按8MHz采样。

显然直接采样并不可行，斯特理论:采样率（fs必需大于信号高频率成分（fa两倍。那么对70MHz信号就需至少140MHz采样频率。因此用欠采样来解决。fs由欠采样定理公式 得出，N为信号一个周期内采样