虚拟信号发生器的设计开题报告

1. 研究目的与意义

虚拟仪器（VI）是计算机辅助测试（CAT）的最新发展，它充分利用快速发展的计算机及通信网络技术来提高测试计量仪器设备的功能、性能和应用范围，为用户定义和构造自己的测试仪器系统提供了全新的解决方案。虚拟仪器并不完全等同于计算机辅助测试，它是一种基于信号采集与分析理论、具有标准化软硬件及其接口和良好集成性与柔性的仪器系统，是一种新的测试仪器标准和技术规范。 虚拟仪器技术构建的应变测试仪的诸多优点表明，虚拟仪器系统具有重要的现实意义和推广价值, 是传统应变测量仪器的理想替代产品。随着计算机网络技术的迅速发展，将为虚拟仪器提供更强大的功能，即可以实现远距离的网络化虚拟仪器实时测试。只要在应变测量系统中添加网络功能模块，借助于宽带网络技术可以很容易的实现远距离实时测试，这是基于虚拟仪器技术构建的应变测试系统今后的发展方向。相信将来的应变测量系统一定是虚拟仪器技术与计算机网络技术相结合的系统，其测试功能会更强大，精度会更高，应用会更广。

2. 国内外研究现状分析

国外虚拟仪器技术自上世纪80年代由美国NI 公司提出以来，一直成为发达国家自动测控领域的研究热点和应用前沿。虚拟仪器在国外已发展成为一种新的产业。北卡罗来纳大学 （UNC）的计算机系是进行VR研究最早最著名的大学。他们主要研究：分子建模、航空驾驶、外科手术仿真、建筑仿真等。在显示技术上，UNC开发了一个帮助用户在复杂视景中建立实时动态显示的并行处理系统，叫做像素飞机（Pixel planes）。东京大学的广濑研究室重点研究虚拟现实的可视化问题。为了克服当前显示和交互作用技术的局限性，他们正在开发一种虚拟全息系统。现在他们已经有了4项成果：一个类似CAVE的系统、用HIMD在建筑群中漫游、人体测量和模型随动、飞行仿真器。

国内虚拟仪器最早的研究也是从引进消化NI 的产品开始。国家自然科学基金委员会也曾将虚拟仪器研究作为现代机械工程科学前沿学科之一，列入为 十五期间优先资助领域。目前有些研究已取得可喜成绩，如863项目虚拟仪器关键技术的研究及其产业化，所研制的一体化虚拟仪器就是一种不同于欧美虚拟仪器的技术。这项成果表明我国在虚拟仪器方面走出一条自主创新的路子。.变时基(VTB)传递函数(导纳)测量分析方法，变时基技术相对于国内外传统的等时基方法，能显著提高瞬态激励测试结果的精度与稳定性，目前，此项技术结合弹性聚能力锤，成功解决了大型低频结构锤击模态试验问题，达到国际领先水平，已获国家发明专利。高精度频率、幅值、相位和阻尼测量技术，这是一项国际性难题，是FFT方法和虚拟仪器界的拦路虎。该技术的突破已使虚拟仪器从一般低精度仪器进入高端科学仪器的行列，具有重大的国际价值，这是值得中国人自豪的创新。

3. 研究的基本内容与计划

1.研究的内容

虚拟信号发生器就是利用采集卡的模拟输出功能来连续产生一些设定好的信号，相对于传统信号发生器，它具有更加丰富的功能。在了解虚拟仪器的基础上利用labview软件设计一个虚拟信号发生器，时期能够产生正弦波，方波，三角波，锯齿波，白噪声等波形；并能对时域信号的频率，幅度，相位等参量进行控制；对时域信号进行频谱分析，并能进行滤波等处理。

进度安排

4. 研究创新点

虚拟仪器彻底打破了传统仪器只能由生产厂家定义，用户无法改变的局面，从而使得任何一个用户都可以方便灵活的用鼠标或按键在计算机上操作虚拟仪器软件面板的各种旋钮进行测试工作。

虚拟信号发生器的测量功能是可以根据需要来选择确定的，具有很强的灵活性，可以通过软件编程来实现。

虚拟信号发生器可以实现可以实现多种波形的采集，以及调节。