开发文本式虚拟仪器：技术要点与挑战

本节主要介绍以Visual C++为编程语言，开发文本式虚拟仪器的技术。一台虚拟仪器包括数据采集模块、数据分析模块、结果显示模块、辅助功能模块以及主控模块，如图5-1所示。

图5-1 系统功能模块示意图

数据采集模块的功能就是将待测的物理信号转化为计算机可以直接处理的离散数字序列。虚拟式音频分析仪的数据采集模块包括硬件和软件两个部分的实现。硬件部分包括话筒（传声器）、预处理电路、数据采集卡。软件部分主要负责采样参数调节和采样指令控制。

数据分析模块对采集模块得到的数字序列进行各种运算，从而得到分析的结果。对于音频分析仪来说，需要测量信号的交直流电压、频率特性和谐波失真等各项参数，在这里，数据分析模块实际上就是计算这些参数的一系列数字算法，这些数字算法替代了传统仪器中各种功能电路。作为虚拟式分析仪器的核心，数据分析模块集中体现了虚拟仪器技术的软件化、模块化的思想。(www.xing528.com)

分析仪器的最终目的就是向使用人员全面展示各项参数的分析结果，因此结果显示的工作就显得尤为重要，有必要将数据显示作为一个独立的功能模块加以考虑。虚拟式音频分析仪采用波形显示和数码显示相结合的方法，清晰地显示出交直流电压、频率特性及谐波失真等各项分析结果。

虚拟仪器依托计算机这一强大的计算平台，因此可以轻松地实现各种辅助功能，包括一些传统的硬件仪器难以实现的功能，例如实时报警、数据保存、报表打印等。虚拟式音频分析仪能够提供在线及离线分析的实时报警；随时保存音频信号的原始数据，留待以后做离线分析；导出分析结果数据及波形图像，以便作进一步的分析。

整个系统已经按照模块化的思想被划分为数据采集、数据分析、数据显示及辅助功能几个模块，模块内部功能明确，模块之间相互独立，体现出高内聚、低耦合地良好特性。为了形成系统，各模块之间必须按照既定的框架协议进行通信，这个既定的框架协议就形成一个特殊的模块，即主控模块。

主控模块提供用户接口。在接受用户指令后，主控模块通过统一调度各功能模块完成用户指令。虚拟式音频分析仪提供的逼真的仪器软面板可以看作主控模块的可视化表现形式。