傳統(tǒng)示波器功能比較單一、測試準確度差，而目前的數(shù)字存儲示波器雖然測試準確度高，且具有較強的數(shù)字化處理能力，但是這種示波器價格昂貴，儀器功能模塊固定，不具備用戶對儀器進行定義和用戶編程的功能。虛擬示波器采用計算機的虛擬技術，模擬數(shù)字存儲示波器的操作和功能，它使用個人計算機及其信號采集接口電路來捕捉信號波形，并通過圖形用戶界面來模擬示波器的操作面板，對信號完成測量，并可用于工業(yè)過程自動控制中，對實時信號進行采集與分析。由于通過計算機串口[1]來實現(xiàn)，a/d和d/a硬件電路自我設計相對可靠性差、實現(xiàn)起來也比較繁瑣，所以，選用基于isa總線的數(shù)據(jù)采集卡，這樣可保證硬件電路的可靠性。在軟件設計時有采用labview的[2][3]，不過從軟件靈活性、可擴展性角度出發(fā)，還是選用通用的編程語言較好。作者使用borland公司的delphi開發(fā)工具，基于相關的數(shù)據(jù)采集卡，設計出虛擬示波器和信號發(fā)生器，該系統(tǒng)目前已經(jīng)在實驗室中使用，效果良好，并得到有關專家的好評。下面就本軟件的開發(fā)過程和內(nèi)容作一些說明。2 總體結(jié)構(gòu)說明設計時總的思路是將需要觀測的物理信號經(jīng)過相應的電壓調(diào)節(jié)電路送入數(shù)據(jù)采集卡（a/d），然后再送入軟示波器進行波形觀測和處理。軟信號發(fā)生器發(fā)出的信號經(jīng)過數(shù)據(jù)采集卡（d/a）和相應的電壓調(diào)節(jié)電路可以送入物理設備作為信號源使用。總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。在這里，數(shù)據(jù)采集卡可以自己設計，也可以使用現(xiàn)有的產(chǎn)品。為了方便以及保證系統(tǒng)的精確度，作者在開發(fā)過程中使用的是中國臺灣研華pcl711s（isa接口）數(shù)據(jù)采集卡，這款數(shù)據(jù)采集卡速度快，性能高，價格相對全家特別適用于實驗室使用。它提供8個模擬量輸入通道，電壓最大范圍為+5v～-5v，1個模擬量輸出通道，電壓最大范圍在0v～+10v。電壓調(diào)節(jié)電路的作用是對超過數(shù)據(jù)采集卡測量范圍的電壓信號進行一定的比例調(diào)節(jié)，同時也可以對軟信號發(fā)生器發(fā)出的信號進行一次的調(diào)節(jié)以適應實際物理設備的需要。3 軟件設計delphi是一個優(yōu)秀的編程開發(fā)工具，用它開發(fā)程序方便、快捷、且代碼執(zhí)行效率高。下面就軟件設計中的各部分程序作簡要的說明。3.1 數(shù)據(jù)采集卡的選擇和設置程序這部分程序包括采集卡型號的選擇（系統(tǒng)兼容研華pcl812pg等相關型號的數(shù)據(jù)采集卡），數(shù)據(jù)采集卡的輸入輸出設定、電壓范圍的設定。3.2 操作面板程序這部分程度包括控制面板和顯示面板。控制面板中含有信號發(fā)生器的面板、示波器的控制面板。顯示面板包括實時數(shù)據(jù)顯示窗口、實時波形顯示窗口，如圖2所示。信號發(fā)生器的控制面板中含有波形選擇（提供正弦波、方波、階躍波三種）、幅值勤周期設定窗口。示波器的控制面板中含波形顯示的速度調(diào)節(jié)（提供0.01秒/格～10秒/格）旋鈕、顯示幅度的設定窗口、實時波形的保存和打印以及開始、暫停、退出等控制按鈕。實時波形顯示窗口采用分頁式顯示8個通道的信號波形，每頁可同時顯示兩通道，橫軸為時間軸（分10小格）。 3.3 波形實時顯示程序這部分程序是將數(shù)據(jù)采集卡采集到的數(shù)據(jù)以一定的波形顯示出來，程序的精度達到每秒顯示1000個數(shù)據(jù)。程序?qū)⒉杉碾妷簲?shù)值放入一數(shù)組中，同時把連續(xù)采集的電壓數(shù)值在所選定的通道上按照所設定的波形顯示速度在指定區(qū)域?qū)崟r地顯示出來，并仿照物理示波器進行滾屏顯示。3.4 控制程序這部分程序?qū)φ麄€系統(tǒng)起到協(xié)調(diào)和控制作用，采集windows多任務機制讓cpu對各個任務進行循環(huán)偵測并響應各消息對列。這樣達到對數(shù)據(jù)的采集、波形的繪制、鼠標和鍵盤的響應、信號波形的發(fā)生，其它一些程序運行等許多任務的協(xié)調(diào)和管理