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圖形化開發平臺在虛擬儀器中的應用
1、引言
現代計算機技術和信息技術的迅猛發展，猶如滾滾長江東流水，沖擊著國民經濟的各個領域，也引起了測量儀器和測試技術的巨大變革。人們曾為測量儀器從模擬化、數字化到智能化的進步而欣喜，也為自動測試技術的日新月異的發展所鼓舞，當今虛擬儀器技術的出現又使得測量儀器進步入了高科技的殿堂。
與傳統的儀器不同，虛擬儀器（Virtual Instrument）是基于計算機和標準總線技術的模塊化系統，通常它是由控制模塊、儀器模塊和軟件組成，在虛擬儀器中軟件是至關重要的，儀器的功能都要通過它來實現，因此軟件是虛擬儀器的核心，“軟件就是儀器”，從本質上反映了虛擬儀器的特征。
從構成方式上講，虛擬儀器可分為四大類：GPIB體系結構、PC-DAQ體系結構、VXI體系結構和PXI體系結構。
GPIB體系結構是通過GPIB總線將具有GPIB接口的計算機和儀器集成的測試系統。其優點是用戶可以充分利用自己的計算機和儀器資源，且組建方便靈活、操作簡單，曾是國際流行的自動測試系統。當今，在VXI為主的體系結構中，有時也采用GPIB作為輔助，這樣可以充分利用本單位儀器資源，或稱補VXI儀器模塊的不足。
VXI體系結構綜合了。PIB和VEM總線的優點，它集成的系統硬件集成度高、數據傳輸率快、便攜性好，是當今倍受業界關注的體系結構。
PXI體系結構是以PCI總線為基礎的體系結構，由于其總線吞吐率高、硬件的價格較低被業內人士認為是符合國情的一種體系結構。
虛擬儀器應用程序的開發環境主要有兩種=一種是基于傳統的文本語言的軟件開發環境，常用的有Lab Windows/CVI、.Visual BASIDC=VC++等：一種是基于圖形化語言的軟件開發環境，常用的有Lab VIEW和HP VEE。其中圖形化軟件開發系統是用工程人員所熟悉的術語和圖形化符號代替常規的文本語言編程，界面友好，操作簡便，可大大縮短系統開發周期，深受專業人員的青睞。
下面結合指揮調度設備測試系統〈它是通信設備綜合測試系統的分系統〉，重點介紹LabVIEW圖形化軟件開發環境在虛擬儀器和自動測試系統中的應用技術。
2、系統簡介
2.1系統概述
指揮調度設備測試系統主要用來測試信道的非線性失真度、信道幅頻特性、信道傳輸系數、信道雜音、信道隔離度以及信號調制度等主要參數和技術指標。
系統硬件由帶PCMCIA-GPIB接口卡的筆記本電腦、激勵源、時域測試儀器、頻域測試儀器等通過GPIB總線集成.
PCMCIA-PIB接口卡是美國NI公司推出的唯一適合于筆記本電腦的GPIB接口卡，其數據傳輸速度可達2.3Mbytes/s。其接口驅動程序〈NI-488.2）與IEEE488.1和IEEE488.2相兼容并支持LaWindows/CVI和LabVIEW等應用開發環境。
鑒于本系統采用了筆記本電腦作為系統控制器，簡化了系統硬件，增加了靈活性和便攜性，便于現場測試。
系統軟件是在LabVIEW圖形化語言環境下開發的，程序采用模塊化結構，只要在主程序中調用各個子程序模塊就可以進行相應的測試。圖1是測試系統軟件框圖。
受篇幅所限，下面僅對諧波失真測試子程序和測試報告打印子程序作一說明，其他測試子程序不再一一介紹。
2.2諧波失真度測試子程序設計
（l）諧波失真的測試原理及數學模型
眾所周知，當信號通過一個非線性網絡后，其輸出信號中會產生新的頻率分量，由此造成的失真稱為非線性失真。根據傅里葉級數，一個失真的正弦波可以分解為一系列幅度不同、相位有別的基波和各次諧波。因此非線性失真度定義為全部諧波能量與基波能量之比的量之比的平方根值。
當負載為純電阻時，可用全部諧波電壓的有效值與基波電壓的有效值之比的百分數來定義非線性失真度，即
（2）諧波失真測試程序設計
諧波失真測試程序的前面板和使用GPIB函數與GPIB儀器通信的的部分程序框圖分別示于圖2和圖3，不再文字贅述。
2.3LabVI EW編程環境中ActiveX技術及在測試報表中的應用
如上所述，LabVIEW是一種用于科學計算、過程控制、自動測試領域的圖形化語言，具強大的功能，但生成測試報表的能力卻不盡人意。為此我們可以利用AdiveX控制技術，將LabVIEW中的測試數據導入Microsoft Excel表格，即可生成一套精美實用的測試報告。
LabVIEW可以作為ActiveX自動控制服務端（Server〉和客戶端（Client）。
當LabVIEW作為ActiveX自動控制客戶端時，它可以控制其他的ActiveX服務端的應用程序（如Microsoft Exce1），這時LabVIEW能夠從這些應用程序中得到它們的屬性和執行方法并對它們進行設置。
在labview中創建一個客戶端應用程序，可以分為以下幾個步驟：
（1）使用Automation Open函數打開一個自動控制標識符（如Excel程序對象〉。
（2）用Property Node設置或得到對象的屬性。
（3）用Invoke Node執行屬于這個對象的方法。
（4）如果需要，還應使用數據轉換函數（T0G DATA〉把ActiveX格式的數據轉換成Labview支持的格式的數據。
（5）用Automation Close函數關閉自動控制標識符。
測試報告打印程序的部分框圖如圖4所示，其功能是創建一個Excel應用程序并設置其Visible屬性為真使Excel表格可見。當打開了Excel后，下面的工作就是打開一個新的Excel WorkBook、打開一張新的Excel Worksheet、向Excel Worksheet中添加數據、關閉Excel Worksheet并退出Excel。
3、結束語
常用的虛擬儀器軟件開發平臺是：LabWindows/CVI、LabVIEW和HP VEE
LabWindows/CVI是在C語言的基礎上綜合了標準化軟件開發平臺和圖形化軟件開發平臺的優點，為熟悉C語言的開發人員提供了一個功能強大的軟件開發環境，多用于組建大型測試系統或復雜的虛擬儀器。
LabVIEW和HP VEE是當前最為流行的圖形化開發環境，具有專業人員熟悉的圖形化語言和符合國際標準的IEEE488.2接口驅動程序，適合于專業人員組建小型的測試系統和較簡單的虛擬儀器或者用于大系統中某個分系統的編程。
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