第 9章 智能仪器与自动测试技术
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第 9章 智能仪器与自动测试技术第 9章 智能仪器与自动测试技术
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教学目的和要求了解：
1．自动测试技术的发展；
2,GBIP总线的结构性能；
3,VXI总线的结构和器件分类；
4．智能仪器的结构以及虚拟仪器的结构。
掌握：
1,GBIP系统的基本结构和传递的过程；
2,VXI总线的原理及应用。
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第 9章 智能仪器与自动测试技术随着现代科学技术的迅速发展，生产和项目研发的规模越来越大，生产效率要求也越来越高，产品研究和开发过程中要求测试的项目和内容也日趋复杂，而且测量的精度和速度要求也很高，通常还伴随着大量的数据处理和统计运算的工作。在这种情况下，靠人工和简单功能的仪器进行测试已不能胜任，
如何解决测试技术的自动化问题就成为技术人员关心和着力研究的问题。计算机技术、实时采样技术、频率合成技术的发展和成熟，给自动测试技术和系统的研究奠定了基础，检测技术、
传感器技术、数据传输和处理技术以及大规模集成电路技术的发展，尤其是单片计算机技术和计算机科学的飞速发展，为测试技术的自动化提供了必要的技术条件和手段。
通常将在计算机控制下，能自动进行各种信号测量、数据处理、传输，并以适当方式显示或输出测试结果的系统称为自动测试系统，简称 ATS（ Automated Test System），这种技术我们称之为自动测试技术。在自动测试系统中，整个工作都是在预先编制好的测试程序统一指挥下完成的，系统中的各种仪器和设备是智能化的，都可进行程序控制。
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9.1 智能仪器与自动测量技术的发展自动测试系统（ ATS）是一个不断发展的概念，随着各种高新技术在检测领域的运用，它不断被赋予各种新的内容和组织形式。通常，将智能仪器与自动测量技术的发展分为以下几个阶段：
1.单机及专用系统阶段
20世纪 70年代，随着微电子技术的发展和微处理器的普及，以及计算机技术与电子测量技术的结合，出现了以微处理器为基础的智能仪器。它具有键盘操作、数字显示、数据存储与简单运算等功能，可实现自动测量，如智能化电子计数器、智能化半导体测试仪等。
2.以标准接口和总线为主要特征的阶段
20世纪 70年代末期，标准化的通用接口总线出现了，因而可利用 GPIB,VXI等仪器系统总线将一台计算机和若干台电子测量仪器连接在一起，组成自动测试系统。在这种自动测试系统中，各设备都用标准化的接口和统一的无源总线以搭积木的形式连接起来。
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9.1 智能仪器与自动测量技术的发展
3.PC机仪器阶段
20世纪 80年代，计算机特别是个人计算机得到了广泛的普及与应用。在电子测量领域，计算机与仪器之间的相互关系也在发生改变。在早期的自动测量系统中，仪器占据主要位置，而计算机系统起辅助作用； 而到了 GPIB仪器和 VXI仪器阶段，
计算机系统越来越占据着重要和主要地位。基于这种趋势，出现了“计算机即是仪器”的测试仪器新概念，诞生了个人仪器和虚拟仪器。
个人仪器以个人计算机为核心，辅以仪器电路板和扩展箱，
与个人计算机内部总线相连,在应用软件的控制下，共同完成测试测量任务。 虚拟仪器技术的实质是充分利用最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能，计算机硬件解决信号的输入 /输出，软件实现仪器测试测量功能。互联网技术在电子测量领域的应用，进一步改变了测量技术的以往面貌，实现了分布式测量和资源共享，标志着自动测试与电子测量技术发展的一个崭新方向。
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9.2 智能仪器与个人仪器
20世纪 70年代以来，随着微处理器的广泛应用，出现了解完全突破传统概念的新一代仪器 ----智能仪器。这类仪器以微处理为核心，代替常规电子线路，具有信息采集、显示、处理、传输以及优化控制等功能。另外这类仪器一般都配有标准接口，
可以参与自动测试系统的组建。
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9.2.1 智能仪器智能仪器是计算机技术与电子测量仪器紧密结合的产物，是内含微型计算机或微处理器,能够按照预定的程序进行一系列测量测试的测量仪器，并具有对测量数据进行存储、运算、分析判断、接口输出及自动化操作等功能。
1.智能仪器的特点仪器与微处理器相结合，使得软件替代了许多传统的硬件逻辑，带来更小的体积、更高的集成度、更直观方便和智能的显示与操作、更有效的数据存储处理与通信。同传统仪器相比，智能仪器具有以下几个突出特点：
① 以软件为核心，具有强大的控制能力。
② 具有强大的数据存储处理功能。
③ 实现仪器功能多样化。
④ 智能化、自动化程度高。
2.智能仪器的基本结构智能仪器实际上是一个专用的微型计算机系统，它由硬件和软件两大部分组成。
(1）智能仪器的硬件结构智能仪器的硬件部分主要包括 CPU、存储器、内部总线、各种 I/O接口、通信接口、人机接口（键盘、开关、按钮、显示器）等，如图 9.1所示。
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9.2.1 智能仪器图 9.1 智能仪器的基本结构存 储 器C P U
标 准仪 器接 口仪 器 总 线
I / O
显 示
I / O
键 盘
I / O
D / A
转 换 器
I / O
A / D
转 换 器输 出电 路输 入电 路
B U S
被 测 电 压输 入 输 出 通 道第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.2.1 智能仪器
（ 2）智能仪器的软件组成智能仪器的软件是其灵魂，整个测量工作是在软件的控制下进行的。没有软件，
智能仪器就无法工作，软件是智能仪器自动化程度和智能化程度的主要标志。智能仪器的软件部分主要包括监控程序和接口管理程序两部分。
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9.2.2 个人仪器
个人仪器是在智能仪器的基础上，在个人计算机的基础上开发的一种崭新仪器。其基本构想是将原智能仪器中测量部分的电路以附加插件或模块的形式插入到个人计算机的总线插槽或扩展箱内，
而将原智能仪器中所需的控制、存储、数据处理、
显示和和操作等任务都移交给个人计算机来完成。
这样，通过共用个人计算机的硬件，只需不同的仪器插卡，就可以实现不同功能的智能仪器。
图 9.2示出了一种在微机内部的扩展槽及微机外部的插件箱中都插入仪器卡的混合式个人仪器结构。
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9.2.2 个人仪器图 9.2 个人仪器系统的构成仪 器 插 接 卡内 部 总 线个 人 计 算 机仪 器 插 接 卡第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3 自动测试系统
自动测试系统主要体现以软件控制、以功能组合方式实现的合成仪器自动测试技术，以高速 A/D、
D/A和 DSP芯片为基础组成通用测试仪器硬件系统，而测试 /测量任务的实现以及系统升级完全依靠软件来实现，例如，进一步利用“软件就是仪器”的虚拟仪器技术的发展，可以将频谱分析仪、
射频功率计、波形分析仪、时间 /频率测试仪和
AC/DC电压测量等各种仪器的功能由一个 VXI总线合成仪器模块来实现，其它测量仪器进行相应的升级改造，然后整个系统依靠软件系统完成信息的采集、数据处理及其它显示、打印和传输等功能。
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9.3.1 自动测试系统的组成通常，自动测试系统包括以下五部分：
（ 1）控制器：主要是计算机，如小型机、个人计算机、微处理机、
单片机等，是系统的指挥及控制中心。
（ 2）程控仪器设备：包括各种程控仪器、激励源、程控开关、程控伺服系统、执行元件，以及显示、打印、存储记录等的器件，
能完成一定的具体的测试及控制任务。
（ 3）总线与接口：是连接控制器与各程控仪器、设备的通路，完成消息、命令、数据的传输与交换，包括插卡、插槽及电缆等。
（ 4）测试软件：为了完成系统测试任务而编制的、在控制器上运行的各种应用软件，如测试主程序、驱动程序、数据处理程序，
以及输入 /输出软件等。
（ 5）被测对象：随测试任务的不同，被测对象往往是千差万别的，
由操作人员通过测试电缆，接插件、开关等与程控仪器和设备相连。
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9.3.1 自动测试系统的组成图 9.3 典型的 GPIB自动测试系统
G P I B 接口计算机
G P I B 接口频率合成器
G P I B 接口
D M M
G P I B 接口频率计
G P I B 接口打印机被测器件
G P I B 总线第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3.2 自动测试系统的总线所有的程控仪器、设备均配备标准接口，并联在通用接口总线上。
接口总线系统的优点是可以根据具体测试任务的需要，选用现成的标准总线接口的仪器（包括计算机），组建自动测试系统，系统也可以随时改建或重建。 因此，各器件可用于任何一个自动测试系统中间进行毫不含混的信息交换。为此，各器件的接口在机械上、电气上、功能上必须相容，在运行上必须规范，以保证各种命令和测试数据在互 联设备间准确无误地传递。具体体现在以下三个方面：
（ 1）机械上的相容性：接插头、插座的尺寸、信号线的数目以及位置必须相同。
（ 2）电气上的相容性：每条信号线所允许的电压和电流大小，以及逻辑电平、逻辑极性等必须相容。
（ 3）功能上的相容性：接口功能、接口消息以及编码惯例等必须相容。
以上三个要素通常被称为接口总线系统三要素，它们不管器件的特性和运行而作统一规定。至于运行上的相容性，包括测量数据的表示方法和编码格式、程控指令的格式等，这些与器件本身的特性和运 行有关。目前，标准接口总线系统主要有 RS-232C,CAMAC、
IEEE-488,VXI,PXI,IEEE-1394及 USB总线等。
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9.3.2 自动测试系统的总线
1,GPIB总线
GPIB总线于 1972年由美国惠普公司（ HP,Agilent公司的前身）推出，
后为美国电气与电子工程师学会（ IEEE）及国际电工委员会（ IEC）
接纳，又称 IEEE-488总线。 GPIB采用 24芯总线，分为数据总线、挂钩线和管理总线三种，总线结构与连接如图 9.4所示。
图 9.4 GPIB标准接口总线系统结构与连接接 口 部 分控 / 讲 / 听 者
( 计 算 机 )
用 户 编 程接 口 部 分听 / 讲 者
( 测 量 仪 器 )
D U T
接 口 部 分听 者
( 信 号 源 )
接 口 部 分听 者
( 记 录 仪 )
硬 拷 贝
I F C
A T N
E O I
R E N
S R Q
D A V
N R F D
N D A C
D I O
1
D I O
8
仪 器 装 置 接 口仪 器 装 置 本 身接 口 管 理控 制 线数 据 挂 钩联 络 线数 据 总 线通用接口总线第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3.2 自动测试系统的总线
（ 1）数据总线,GPIB中数据总线 8条，标名为 DIO1~DIO8。
这 8条 DIO线用于传送系统内一切远地消息，包括仪器消息和和接口消息。
（ 2）数据挂钩联络线：挂钩线有 3条，用来实现讲者和听者之间的通信联络，确保数据总线能够准确无误、双向异步、
有节奏地传输消息，这种传输方式称为三线挂钩。这三条控制线称为挂钩线，它们分别如下。
① DAV（ Data Valid）数据有效线。当为低电平（逻辑 1）
时，源方向受者表示 DIO线上载有信息，并且有效，各听者可以接收；当 DAV为高电平（逻辑 0）时，表示 DIO线上没有信息或者即使有信息也无效，听者不应该接收。
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9.3.2 自动测试系统的总线
② NRFD（ Not Ready For Data）未准备好接收数据线。
此线为各听者所共用，用来向源方表明听者接收数据的准备情况。当 NRFD为高电平（逻辑 0）时，各听者向讲者或控者表明，所有听者都已准备好接收数据；当 NRFD
（逻辑 1）为低电平时则表明有部分听者或全部听者还没有准备好接收数据。
③ NDAC（ Not Data Accepted）未接收数据线。此线为各听者共同使用。当 NDAC为低电平（逻辑 1）时，表明部分听者或全部听者尚未接收完数据，讲者或控者必须继续等待，不更新 DIO线上的数据，直到全部听者都已接收完数据即 NDAC变为高电平（逻辑 0）为止。
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9.3.2 自动测试系统的总线
（ 3）接口管理控制线共有 5条，用来管理接口本身的工作。
它们所载有的信息为系统中各台设备通用，被控者选定的仪器都必须接收。
① 注意线 ATN（ Attention）。 ATN线由控者使用。当 ATN为低电平时，表示数据总线上由控者发布的信息是接口信息，
除控者外的所有仪器都有要注意接收； ATN为高电平时，
表示数据总线上所载的信息是由讲者输出的仪器信息，只有已经被寻址为听者的那些仪器设备才能接收。
② 结束或识别线 EOI（ End For Identify）。 EOI线由控者使用。 EOI线与 ATN线配合使用有两个作用：当 EOI线为低电平,ATN线为高电平时，表示讲者已经传完一个字节的数据；当 EOI线为低电平,ATN线也为低电平时，由控者进行点名，用来识别哪个设备提出了服务请求。
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9.3.2 自动测试系统的总线
③ 服务请求线 SRQ（ Service Request）。当具有服务请求功能接口的仪器在需要向控者请求服务时，可将 SRQ线由高电平变为低电平。以便向控者表明要求服务，即要求控者中断当前的工作程序，希望由将它变成讲者，报告情况。
④ 接口清除线 IFC（ Interface Clear）。它由控者使用，当 IFC线由高变低时，命令系统的全部接口恢复到初始状态。
⑤ 远控线 REN（ REMOTE Enable）。当有一台可程控仪器不接入系统而单独使用时，将 REN线高为高电平即可，这时该仪器工作时只受面板的控制；当要将仪器接入一个自动测试系统中并成为系统中的一个器件时，同控者将 REN线高为低电平并配合 ATN线，接入的仪器就能接受系统控制了。
如图 9.5所示，在一个 GPIB标准接口总线系统中，要进行有效的通信联络，至少有“讲者”、“听者”、“控者”三类仪器设备，
控者、讲者、听者被称为系统功能的三要素。
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图 9.5 GPIB接口消息和仪器消息仪 器 功 能 接 口 功 能 接 口 功 能 仪 器 功 能总 线接 口 消 息仪 器 消 息第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3.2 自动测试系统的总线
2.VXI总线
VXI总线是 VMEbus Extensions for Instrumentationr 的缩写，它是 VME总线在仪器中的扩展。对于该系统总线的概况可以粗略描述如下：该系统最多可以包含 256个器件，每个器件都有惟一的地址单元，系统允许有 A,B,C,D四种尺寸的模块，并把模块插入特制的主机箱内各插槽中，系统组建就像插放和更新书籍一样灵活、方便。对该系统的控制和管理可以通过主机箱外的外部控者或嵌入主机箱的内部控者来实现。
（ 1）测试仪器模块化。
VXI系统的全部器件都采用插件式结构，插入以 VME总线作为机箱主板总线的机箱内，插件和供插入插件的主机架尺寸满足严格的要求。 VXI总线仪器主机架结构图如图 9.6所示。
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图 9.6 VXI总线仪器主机架结构图
1 2 层 印 制 电 路 板上 导 轨
P
1
连 接 器
P
2
连 接 器
C 尺 寸 插 件下 导 轨冷 气 孔托 架
B 尺 寸插 件
B 尺 寸插 件运 送 器电 源风 扇冷 空 气第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3.2 自动测试系统的总线
（ 2）具有 32位数据总线，数据传输速率高。
主板总线在功能上相当于连接独立仪器的 GPIB总线，但具有更高的吞吐率，控制器也做成插卡挂接在主板总线上进行总线上的各种 活动的调度和控制，基本总线数据传输速率为 40 Mb/s，远远高于其他测试系统总线的数据传输速率。
（ 3）系统可靠性高，可维修性好。
用 VXI总线组建的系统结构紧凑、体积小、重量轻，简化了连接和控制关系，有利于提高系统的可靠性和可维修性。
（ 4）电磁兼容性好。
在 VXI总线的设计和标准的制定中，充分考虑了系统的供电、冷却系统和电磁兼容性能，以及底板上信号的传输延迟及同步等，对每 项指标都有严格的标准，全部 VXI总线集中在高质量、多层印制电路板内，这就保证了 VXI总线系统的高精度及运行的稳定性和可靠性；
而且频带宽，现已有从直流到微波的各种仪器模块。
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9.3.2 自动测试系统的总线
（ 5）通用性强，标准化程度高。
不仅硬件进行标准化，而且软件也进行标准化。软件的可维护性与可扩充性好，这也是 VXI总线优于其他总线，得到迅速发展的一个重要因素。
（ 6）适应性、灵活性强，兼容性好。
有 B,C,D三种规格的机箱和 A,B,C,D四种规格的模块供用户选择； 支持 8位,16位,24位和 32位的数据传输。系统组建者可根据需要选择不同厂家、不同种类的器件进行组合，
灵活方便地组建适应性极强的自动测试系统。为了充分利用资源,VXI总线开发了与其他总线系统连接和转换的模块，这使得 VXI总线系统具有巨大的包容性，可与任何总线系统的仪器或系统联合工作。 VXI系统是计算机控制下的一种自动测试系统。图 9.7 是选用 C型主机架的 HP75000 VXI仪器系统示意图。
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9.3.2 自动测试系统的总线
3.PXI总线
（ 1） PXI总线的特点。 PXI总线是 PCI总线的增强与扩展，并与现有工业标准
Compact PCI兼容。
（ 2） PXI软件特性。为了充分发掘 PXI在提供高度集成化的测控平台方面的潜力，
PXI选用开放式软件体系结构，用以定义出一个与不同类型硬件相连的公共接口。
图 9.7 HP75000 VXI仪器系统示意图指令模块功率表数字多用表函数发生器计数器数字变换器
R F
开关模拟开关模拟矩阵开关用户定做模块
V X I 总 线 主 机 架软 面 板
G P I B
与 D U T
之 间 的 信 号接 口 连 接 组件 ( I T A )
被 测 件
( D U T )
其 他 V X I 系 统
G P I B 仪 器数 字设 备第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4 虚拟仪器
虚拟仪器概念是为了适应 PC卡式仪器而提出的。
众所周知，传统仪器主要包括三个部分：数据采集与控制、数据分析和数据显示。而 PC卡式仪器由于自身不带仪器面板，因此必须借助于 PC机作为其数据分析而显示的工具。利用 PC机强大的图形环境和在线帮助功能，建立图形化虚拟仪器面板，完成对仪器的控制、数据分析与显示。这种包括实际仪器使用、操作信息的软件与 PC 机结合构成的仪器就称为虚拟仪器。
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9.4.1 虚拟仪器的概念与特点
1,虚拟仪器的概念虚拟仪器（简称 VI）是电子测量技术与计算机技术更加紧密结合产生的一种新仪器模式，是指以通用计算机作为核心硬件平台，配以相应的硬件模块作为信号输入 /输出接口，利用仪器软件开发平台在计算机的屏幕上虚拟出仪器的面板和相应的功能，通过鼠标或键盘交互式操作完成相应测试测量任务的仪器。虚拟仪器概念是为了适应 PC卡式仪器而提出的。众所周知，
传统仪器主要包括三个部分：数据采集与控制、数据分析和数据显示。而 PC卡式仪器由于自身不带仪器面板，因此必须借助于 PC机作为其数据分析而显示的工具。利用 PC机强大的图形环境和在线帮助功能，建立图形化虚拟仪器面板，完成对仪器的控制、数据分析与显示。这种包括实际仪器使用、操作信息的软件与 PC 机结合构成的仪器就称为虚拟仪器。它与传统仪器的比较如表 9.1。
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表 9.1 虚拟仪器与传统仪器的比较对比项目 虚拟仪器 传统仪器技术实现核心 软 件 硬 件开发和维护费用低 高技术更新周期 短 长可配置性 强 功能单一、可配置性差数据处理 可编辑、存储、打印无法直接处理通讯实现 易于与其它设备通讯不易实现通讯功能实现 由用户自己定义 由厂家预先定义第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4.1 虚拟仪器的概念与特点
2,虚拟仪器的特点与传统仪器相比，虚拟仪器有以下特点：
① 它是一种功能意义上而非物理意义上的仪器，融合了计算机强大的硬件资源。
② 强调“软件就是仪器” 的新概念，软件在仪器中充当了以往由硬件甚至整机实现的角色。
③ 友好的图形化用户界面，可实现人机交互。
④ 更新速度快，可维护性好。
⑤ 采用模块化结构，系统具有良好的开放性和可扩展性。
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9.4.2 虚拟仪器的基本组成虚拟仪器主要由硬件和软件组成。
1.虚拟仪器的硬件构成虚拟仪器的硬件结构主要由两部分组成，一部分是计算机硬件，一部分是仪器硬件。仪器硬件和计算机硬件一起工作，
用来采集数据、提供源信号和控制信号，例如数据采集卡。他们和软件部分组合在一起构成任何一种用户需要的测试仪器。
虚拟仪器的硬件组成如图 9.8所示。数据的采集通过输入 /
输出接口设备来完成。输入 / 输出接口设备可以是以各种 PC为基础的内置数据采集插卡、通用接口总线（ GPIB）卡、串口、
VXI或 PXI总线接口模块等设备，或者是其他各种可编程的外置测试设备，分别构成 DAQ,GPIB,VXI,PXI等标准体系结构的虚拟仪器，其中最常见的是数据采集（ DAQ）卡。
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图 9.8 虚拟仪器的硬件组成
S
C
X
I
1
1
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GP IB 仪器串口仪器
D A Q 产品测试 单元工业过程
V X I 仪器应用软件
P C 或工作站采集与控制仪器硬件分析与表达应用软件分析与表达应用软件应用软件
PC 或工作站采集与控制仪器硬件
VXI 仪器
G P I B 仪器串口仪器
DAQ 产品工业过程测试单元第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4.2 虚拟仪器的基本组成
2.虚拟仪器的软件结构硬件平台是虚拟仪器的基础，仪器用软件是其核心。基本硬件确定后，要使虚拟仪器具有用户自行定义的功能与界面，就必须有功能 强大的仪器用软件。
VXI总线虚拟仪器的软件结构示意图如图 9.9所示，包括应用软件开发环境、仪器驱动器,VISA API三部分。
图 9.9 虚拟仪器软件结构交 互 式 控 制 工 具 资 源 编 辑 器 资 源 管 理 器 V X I 功 能 库
V I S A A P I
仪 器 驱 动 器应 用 软 件 包编 程 语 言 ( V i s u a l C + + 或 V i s u a l B a s i c 等 )
应 用 软 件 开 发 环 境第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4.2 虚拟仪器的基本组成
1,VISA API总线接口软件总线接口软件驻留在计算机系统之中执行总线的特殊功能，它处于软件框架的最底层，是实现虚拟仪器功能的最基础软件，一般要求该软件还必须与其它仪器系统
（ GPIB,RS-232等）的软件结构兼容，以便于系统集成。
① 资源管理软件执行 VXI总线特性、系统的初始化与组态；
② 在建立仪器过程中，用户通过资源编辑器使资源管理器组态 VXI总线系统；
③ 交互式控制工具用户能够交互监控 VXI总线背板和器件，
并在开发过程中通过它调试 VXI总线系统；
④ VXI总线功能库涉及到 VXI总线的低层通信协议，为用户控制 VXI总线系统提供多种功能调用。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4.2 虚拟仪器的基本组成
2．仪器驱动器软件它是完成某一定仪器的控制与通信的软件程序，是用户软件的一部分，是 VXI总线虚拟仪器的核心。仪器驱动软件处于软件框架的中间层，完成对某一特定仪器的控制与通讯，它可作为用户程序的一部分。每个仪器模块均有自己的仪器驱动程序。仪器驱动程序的实质是为用户提供用于仪器操作的较抽象的操作函数集。对于应用程序来说，
它对仪器的操作是通过仪器驱动程序来实现的；仪器驱动程序对于仪 器的操作与管理，又是通过输入 /输出（ I/O）软件所提供的统一基础与格式的函数库（ VASA）调用实现的。其包括以下内容：
① 操作接口：提供了一个虚拟仪器面板，用户通过对该面板控制完成对仪器的操作；
② 编辑接口：将仪器虚拟面板的相应操作转换成仪器的代码，以实现对仪器驱动的功能调用；
③ I/O接口：提供了仪器驱动器与仪器的通信能力；
④ 功能库：描述了仪器驱动器所能完成的测试功能；
⑤ 子程序接口：使得仪器驱动器在运行时能调用它所需要的软件模块。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4.2 虚拟仪器的基本组成
3．应用软件开发环境应用软件开发环境位于软件框架的最顶层，它将计算机的数据分析和显示能力与仪器驱动器融合在一起，为用户开发虚拟仪器提供了必须的软件工具与环境。目前，有两类虚拟仪器的开始环境，一类是基于传统的文本式编程语言平台，如 NI公司的 LabWindows/CVI和微软公司的 VC++,Visual Basic等；
另一类是基于图形化工程环境的图形编程语言平台，如 HP公司的 HP VEE,NI公司的 LabVIEW等。
未来的自动检测技术的发展趋势，就是采用开放的商业标准，充分利用计算机丰富的软硬件资源，突破传统测试技术在数据信号处理、显示、传送、存储、打印等方面的局限，大幅度减少测试系统软、硬件的开发、升级的费用，实现系统的互操作性，满足维护的灵活性，实现不同维护级别间自动检测系统的通用，最大限度地发挥检测系统的能力，实现信息共享，
从而对被测的各个系统、项目和数据进行综合分析、评估，得出准确判断，完成自动测试控制功能。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4.3 虚拟仪器的设计开发
1.测试需求的制定明确用户想解决什么问题，即仪器要完成哪些功能，以及用户对面板操作上的要求，从而确定面板需要什么控制部件和指示部件，并进行面板
2.硬件选择虚拟仪器的硬件一般分为基础硬件平台和仪器硬件设备。
采用不同硬件体系结构的虚拟仪器系统性能比较如表 9.2所示，用户必须根据测试功能与性能需求、资金情况等进行合理的选择。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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表 9.2 不同体系结构虚拟仪器的系统性能平 台特 性 GPIB PC-DAQ VXI
传输宽度 8 8,16,32(可扩至 64) 8,16,32(可扩至 64)
吞吐率 1MB/s(三线 )，8MB/s( HS488) 1~2MB/s(ISA)，132MB/s(PCI) 40MB/s，80MB/s(VME64)
定时与控制能力 无 无
8根 TTL触发线,2根 ECL
触发线面市产品种类 >10 000 >1000 >1000
扩展能力 用多接口卡 众多的第三方产品 标准 MXI接口结构大小 大 小 中第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4.3 虚拟仪器的设计开发
3.仪器驱动器的开发通常，仪器驱动器包括函数体、交互式操作接口、编程接口,I/O接口、功能库、子程序接口等几个部分。
4.虚拟仪器软面板的设计软面板的具体设计应注意以下几点：
① 软面板应设计成能在不同平台和计算机显示器上完成各种操作，
所以必须保证每个软面板在不同平台和不同分辨率的显示器之间是可移植的。
② 字体选择应基于可移植性和易读性。
③ 根据外观、效果、可移植性及打印的要求来选择颜色。
④ 仪器或公司的图标显示在主面板上。
⑤ 不同面板上的控制器和指示器应该是一致的、易读的，应能足够容纳所表示的最大数字或选项
⑥ 软面板应支持鼠标和键盘操作，应提供在线帮助功能。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.5 EWB与 Multisim 7简介
Electronics Workbench（简称 EWB）是加拿大 IIT公司于 20世纪
80年代末推出的电子线路仿真软件。它可以对模拟、数字和模拟 /数字混合电路进行仿真，克服了传统电子产品的设计受实验室客观条件限制的局限性，用虚拟的元件搭建各种电路，用虚拟的仪表进行各种参数和性能指标的测试。因此，在电子工程设计和电子类教学领域中 得到广泛应用。与其他电路仿真软件相比,EWB具有以下特点：
1．系统集成度高，界面直观，操作方便
EWB软件把电路图的创建、电路的测试分析和仿真结果等内容都集成到一个电路窗口中。整个操作界面就像一个实验平台，创建电路所需的无器件、仿真电路所需的测试仪器均可直接从电路窗口中选取，并且虚拟的元器件、仪器与实物外形非常相似，仪器的操作开关,按键同实际仪器也极为相似。因此，该软件易学易用。
2．具备模拟、数字及模拟 /数字混合电路的仿真在电路窗口中既可以对模拟或数字电路进行仿真，还可以对模拟
/数字混合电路进行仿真。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.5 EWB与 Multisim 7简介
3．提供较为丰富的元器件库
EWB的元器件提供了数千种类型的元器件及各类元器件的理想参数。用户还可以根据需要修改元件参数或创建新元件。
4．电路分析手段完备
EWB除了用之于种常用的测试仪表来对仿真电路测试之外，还提供了电路的直流工作点分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析和失真分析等到 4种常用的分析方法。这些分析方法基本能满足一般电子电路的分析和设计要求。
5．输出方式灵活对电路进行仿真进，它可以储存测试点的数据、测试仪器的工作状态、显示的波形以及电路元件的统计清单等内容。
6．兼容性好
EWB的元件库与 SPICE的元件库完全兼容，电路文件可以直接输出到常见印刷电路板设计软件中，如 Protel,OrCAD等。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.5 EWB与 Multisim 7简介
随着技术的发展,EWB软件也在进行不断升级，国内常见的升级版本有 EBW4.0,EWB5.0；发展到 5.x版本以后，
IIT公司对 EWB进行较大的变动，软件名称也变为 Multisim
V6；到了 2001年该软件又升级为 Multisim 2001，允许用户自定义元器件的属性，可以把一个子电路当作一个元件使用，并且开设了 EdaPARTS.com网站，为用户提供元器件模型的扩充和技术支持； 2003年,IIT公司又对
Multisim 2001 进行了较大的改进，升级为 Multisim 7，增加了 3D元件以及安捷伦的万用表、示波器、函数信号发生器等仿实物的虚拟仪表，使得虚拟电子工作平台更加接近实际的实验平台。具体来讲,Multisim 7具有以下特点：
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.5 EWB与 Multisim 7简介
1．用户界面直观
Multisim 7沿袭了 EWB界面的特点，提供了一个灵活的、直观的工作界面来创建和定位电路。 Multisim 7（教育版）考虑到学生的特点，允许教师根据自身需要、课程内容和学生水平设置软件的用户界面，以创建具有个性化的菜单、工具栏和快捷键。还要以使用密码来控制学生所接触的功能、仪器和分析项目。
2．种类繁多的元件和模型
Multisim 7提供的元件库拥有 13000个元件。尽管元件库很大，但由于元件被分为不同的“系列”，所以可以方便的找到所需要的元件。
Multisim 7元件库含有所有的标准器件及当今最先进的数字集成电路。
数据库中的每一个器件都有具体的符号、仿真模型和封装，用于电路图的建立、仿真和电路板的制作。
Multisim 7还含有大量的交互元件、批示元件、虚拟元件、额定元件和三维立体元件。交互元件可以在仿真过程中改变元器件的参数，避免为改变元器件参数而停止仿真，节省了时间，也使仿真的结果能直观反映元件参数的变化；指示元件可以通过改变外观来表示电平大小，给用户一个实时视觉反馈；虚拟元件的数值可以任意改变，有利于说明某一概念或理论观点；额定元件通过“熔断”来加强用户对所设计的参数超出标准的理解； 3D元件的外观与实际元件非常相似，有助于理解电路原理图与实际电路之间的关系。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.5 EWB与 Multisim 7简介
3．元件放置迅速和连线简捷方便在虚拟电子工作平台上建立电路的仿真，相对比较费时的步骤是放置元件和连线,Multisim 7可以使学生几乎不需要指导就可以轻易地完成元件的放置。元件的连接也非常简单，只需单击源引脚和目的引脚就可以完成元件的连接。当元件移动和旋转时,Multisim 7仍可以保持它们的连接。连线可以任意拖动和微调。
4．进行 SPICE仿真对电子电路进行 SPICE（ Simulation Prgram with Integrated
Circuit Emphasis）仿真可以快速了解电路的功能和性能。 Multisim 7
为模拟、数字以及模拟 /数字混合电路提供了快速并且精确的仿真。
Multisim 7的核心是基于使用带 XSPICE扩展的伯克利 SPICE的强大的工业标准 SPICE引擎来加强数字仿真的。 Multisim 7的界面对最为陌生的用户来说都是非常直观的。这使用户运用 SPICE的功能而不必去担心 SPICE复杂的句法。
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9.5 EWB与 Multisim 7简介
5．虚拟仪器
Multisim 7提供了逻辑分析仪、安捷伦仪器、波特图仪、失真分析仪、频率计数器、函数信号发生器、数字万用表、网络分析仪、瓦 特表和字信号发生器等 18种虚拟仪器，其功能与实际仪表相同。特别是安捷伦的 54622D示波器,3441A数字万用表和 33120A信号发生器，
它们的面板与实际仪表完全相同，各旋钮和按键的功能也与实际一样。
通过这些虚拟器件，免去昂贵的仪表费用，用户们可以毫无风险地接 触所有仪器，掌握常用登记表的使用。
6．强大的电路分析功能
Multisim 7除了提供虚拟仪表，为了更好地掌握电路的性能，还提供了直流工作点分析、交流分析敏感度分析,3dB点分析、批处理分析、直流扫描分析、失真分析、博里叶分析、模型参数扫描分析、
蒙特卡罗分析、噪声系数分析、温度扫描分析、传输函数分析、用户 自定义分析和最坏情况分析等 19种分析，这些分析在现实中有可能是无法实现的。
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9.5 EWB与 Multisim 7简介
7．强大的作图功能
Multisim 7提供了强大的作图功能，可将仿真分析结果进行显示、调节、储存、打印和输出。使用作图器还可以对仿真结果进行测量、设置标记、重建坐标系以及添加网格。所有显示的图形都可以被微软 Excel,Mathsoft Mathcad 以及 LABVIEW
等软件调用。
8．后处理器利用后处理器，要吧对仿真结果和波形进行传统的数学和工程运算。如算术运算、三角运算、代数运算、布尔代数运算、运算矢量运算和复杂的数学函数运算。
9,RF电路的仿真大多数 SPICE模型在进行高频仿真时,SPICE仿真的结果与实地电路测试结果相差较大，因此对射频电路仿真是不准确的。 Multisim 7提供了专门用于射频电路仿真的元件模型库和仪表，以此搭建射频电路并进行实验，提高了射频电路仿真的准确性。
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9.5 EWB与 Multisim 7简介
10,HDL仿真利用 MultiHDL模块（需另外单独安装）,Multisim 7
还可以进行 HDL(Hardware Description Language，硬件描述语言 )仿真。 MultiHDL环境下，可以编写与 IEEE标准兼容的 VHDL或 VerilogHDL程序，该软件环境具有完整的设计入口、高度自动化的项目管理、强大的仿真功能、高级的波形显示和综合高度功能。
针对不同用户的需要,Multisim 7发行了增强专业版
（ Power Professional）、专业版（ Professional）、个人版（ Personal）、教育版（ Education）、学生版
（ Student）和演示版 (Demo)。各版本的功能和价格也明显不同，本书以 Multisim 7教育版为例，系统地介绍
Multisim 7的主要功能以及在电路分析、模拟电子线路、
脉冲与数字电路、高频电子线路等电子课程中的应用。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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本章小结
1．通常将在计算机控制下，能自动进行各种信号测量、数据处理、传输，并以适当方式显示或输出测试结果的系统称为自动测试系统（简称 ATS）这种技术我们称之为自动测试技术。在自动测试系统中，整个工作都是在预先编制好的测试程序统一指挥下完成的，系统中的各种仪器和设备是智能化的，
都可进行程序控制。
2．自动测试系统的发展过程分为三代。其中第二代自动测试系统是基于
GPIB构建的。
GPIB基本性能以及 GPIB的接口三要素。 GPIB系统中器件功能主要分为三种：
控者、讲者和听者。 GPIB中的消息分为接口消息和仪器消息。 GPIB的总线基本组成分为：数据总线、挂历钩线和管理总线。基于 GPIB的系统中，信息的传递是利用三线挂钩技术。
3．第三代自动测试系统是基于 VXI总线构建的。软件是整个仪器的关键。
VXI系统仪器模块有：消息器件、寄存器器件、存储器器件和扩展器件。采用
IEEE-488.2规范。
4．智能仪器是利用微处理器来进行控制的，由软件和硬件构成，带有 GPIB
接口的智能仪器可构成自动测试系统。
5．“软件就是仪器”是虚拟仪器的内涵。虚拟仪器的硬件由计算机硬件和仪器硬件构成；软件由 VXI总线接口软件、仪器驱动和应用软件开发环境构成。
数字信号处理（ DSP）是虚拟仪器的重要组成部分。
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第 9章 智能仪器与自动测试技术第 9章 智能仪器与自动测试技术
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教学目的和要求了解：
1．自动测试技术的发展；
2,GBIP总线的结构性能；
3,VXI总线的结构和器件分类；
4．智能仪器的结构以及虚拟仪器的结构。
掌握：
1,GBIP系统的基本结构和传递的过程；
2,VXI总线的原理及应用。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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第 9章 智能仪器与自动测试技术随着现代科学技术的迅速发展，生产和项目研发的规模越来越大，生产效率要求也越来越高，产品研究和开发过程中要求测试的项目和内容也日趋复杂，而且测量的精度和速度要求也很高，通常还伴随着大量的数据处理和统计运算的工作。在这种情况下，靠人工和简单功能的仪器进行测试已不能胜任，
如何解决测试技术的自动化问题就成为技术人员关心和着力研究的问题。计算机技术、实时采样技术、频率合成技术的发展和成熟，给自动测试技术和系统的研究奠定了基础，检测技术、
传感器技术、数据传输和处理技术以及大规模集成电路技术的发展，尤其是单片计算机技术和计算机科学的飞速发展，为测试技术的自动化提供了必要的技术条件和手段。
通常将在计算机控制下，能自动进行各种信号测量、数据处理、传输，并以适当方式显示或输出测试结果的系统称为自动测试系统，简称 ATS（ Automated Test System），这种技术我们称之为自动测试技术。在自动测试系统中，整个工作都是在预先编制好的测试程序统一指挥下完成的，系统中的各种仪器和设备是智能化的，都可进行程序控制。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.1 智能仪器与自动测量技术的发展自动测试系统（ ATS）是一个不断发展的概念，随着各种高新技术在检测领域的运用，它不断被赋予各种新的内容和组织形式。通常，将智能仪器与自动测量技术的发展分为以下几个阶段：
1.单机及专用系统阶段
20世纪 70年代，随着微电子技术的发展和微处理器的普及，以及计算机技术与电子测量技术的结合，出现了以微处理器为基础的智能仪器。它具有键盘操作、数字显示、数据存储与简单运算等功能，可实现自动测量，如智能化电子计数器、智能化半导体测试仪等。
2.以标准接口和总线为主要特征的阶段
20世纪 70年代末期，标准化的通用接口总线出现了，因而可利用 GPIB,VXI等仪器系统总线将一台计算机和若干台电子测量仪器连接在一起，组成自动测试系统。在这种自动测试系统中，各设备都用标准化的接口和统一的无源总线以搭积木的形式连接起来。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.1 智能仪器与自动测量技术的发展
3.PC机仪器阶段
20世纪 80年代，计算机特别是个人计算机得到了广泛的普及与应用。在电子测量领域，计算机与仪器之间的相互关系也在发生改变。在早期的自动测量系统中，仪器占据主要位置，而计算机系统起辅助作用； 而到了 GPIB仪器和 VXI仪器阶段，
计算机系统越来越占据着重要和主要地位。基于这种趋势，出现了“计算机即是仪器”的测试仪器新概念，诞生了个人仪器和虚拟仪器。
个人仪器以个人计算机为核心，辅以仪器电路板和扩展箱，
与个人计算机内部总线相连,在应用软件的控制下，共同完成测试测量任务。 虚拟仪器技术的实质是充分利用最新的计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能，计算机硬件解决信号的输入 /输出，软件实现仪器测试测量功能。互联网技术在电子测量领域的应用，进一步改变了测量技术的以往面貌，实现了分布式测量和资源共享，标志着自动测试与电子测量技术发展的一个崭新方向。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.2 智能仪器与个人仪器
20世纪 70年代以来，随着微处理器的广泛应用，出现了解完全突破传统概念的新一代仪器 ----智能仪器。这类仪器以微处理为核心，代替常规电子线路，具有信息采集、显示、处理、传输以及优化控制等功能。另外这类仪器一般都配有标准接口，
可以参与自动测试系统的组建。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.2.1 智能仪器智能仪器是计算机技术与电子测量仪器紧密结合的产物，是内含微型计算机或微处理器,能够按照预定的程序进行一系列测量测试的测量仪器，并具有对测量数据进行存储、运算、分析判断、接口输出及自动化操作等功能。
1.智能仪器的特点仪器与微处理器相结合，使得软件替代了许多传统的硬件逻辑，带来更小的体积、更高的集成度、更直观方便和智能的显示与操作、更有效的数据存储处理与通信。同传统仪器相比，智能仪器具有以下几个突出特点：
① 以软件为核心，具有强大的控制能力。
② 具有强大的数据存储处理功能。
③ 实现仪器功能多样化。
④ 智能化、自动化程度高。
2.智能仪器的基本结构智能仪器实际上是一个专用的微型计算机系统，它由硬件和软件两大部分组成。
(1）智能仪器的硬件结构智能仪器的硬件部分主要包括 CPU、存储器、内部总线、各种 I/O接口、通信接口、人机接口（键盘、开关、按钮、显示器）等，如图 9.1所示。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.2.1 智能仪器图 9.1 智能仪器的基本结构存 储 器C P U
标 准仪 器接 口仪 器 总 线
I / O
显 示
I / O
键 盘
I / O
D / A
转 换 器
I / O
A / D
转 换 器输 出电 路输 入电 路
B U S
被 测 电 压输 入 输 出 通 道第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.2.1 智能仪器
（ 2）智能仪器的软件组成智能仪器的软件是其灵魂，整个测量工作是在软件的控制下进行的。没有软件，
智能仪器就无法工作，软件是智能仪器自动化程度和智能化程度的主要标志。智能仪器的软件部分主要包括监控程序和接口管理程序两部分。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.2.2 个人仪器
个人仪器是在智能仪器的基础上，在个人计算机的基础上开发的一种崭新仪器。其基本构想是将原智能仪器中测量部分的电路以附加插件或模块的形式插入到个人计算机的总线插槽或扩展箱内，
而将原智能仪器中所需的控制、存储、数据处理、
显示和和操作等任务都移交给个人计算机来完成。
这样，通过共用个人计算机的硬件，只需不同的仪器插卡，就可以实现不同功能的智能仪器。
图 9.2示出了一种在微机内部的扩展槽及微机外部的插件箱中都插入仪器卡的混合式个人仪器结构。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.2.2 个人仪器图 9.2 个人仪器系统的构成仪 器 插 接 卡内 部 总 线个 人 计 算 机仪 器 插 接 卡第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3 自动测试系统
自动测试系统主要体现以软件控制、以功能组合方式实现的合成仪器自动测试技术，以高速 A/D、
D/A和 DSP芯片为基础组成通用测试仪器硬件系统，而测试 /测量任务的实现以及系统升级完全依靠软件来实现，例如，进一步利用“软件就是仪器”的虚拟仪器技术的发展，可以将频谱分析仪、
射频功率计、波形分析仪、时间 /频率测试仪和
AC/DC电压测量等各种仪器的功能由一个 VXI总线合成仪器模块来实现，其它测量仪器进行相应的升级改造，然后整个系统依靠软件系统完成信息的采集、数据处理及其它显示、打印和传输等功能。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3.1 自动测试系统的组成通常，自动测试系统包括以下五部分：
（ 1）控制器：主要是计算机，如小型机、个人计算机、微处理机、
单片机等，是系统的指挥及控制中心。
（ 2）程控仪器设备：包括各种程控仪器、激励源、程控开关、程控伺服系统、执行元件，以及显示、打印、存储记录等的器件，
能完成一定的具体的测试及控制任务。
（ 3）总线与接口：是连接控制器与各程控仪器、设备的通路，完成消息、命令、数据的传输与交换，包括插卡、插槽及电缆等。
（ 4）测试软件：为了完成系统测试任务而编制的、在控制器上运行的各种应用软件，如测试主程序、驱动程序、数据处理程序，
以及输入 /输出软件等。
（ 5）被测对象：随测试任务的不同，被测对象往往是千差万别的，
由操作人员通过测试电缆，接插件、开关等与程控仪器和设备相连。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3.1 自动测试系统的组成图 9.3 典型的 GPIB自动测试系统
G P I B 接口计算机
G P I B 接口频率合成器
G P I B 接口
D M M
G P I B 接口频率计
G P I B 接口打印机被测器件
G P I B 总线第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3.2 自动测试系统的总线所有的程控仪器、设备均配备标准接口，并联在通用接口总线上。
接口总线系统的优点是可以根据具体测试任务的需要，选用现成的标准总线接口的仪器（包括计算机），组建自动测试系统，系统也可以随时改建或重建。 因此，各器件可用于任何一个自动测试系统中间进行毫不含混的信息交换。为此，各器件的接口在机械上、电气上、功能上必须相容，在运行上必须规范，以保证各种命令和测试数据在互 联设备间准确无误地传递。具体体现在以下三个方面：
（ 1）机械上的相容性：接插头、插座的尺寸、信号线的数目以及位置必须相同。
（ 2）电气上的相容性：每条信号线所允许的电压和电流大小，以及逻辑电平、逻辑极性等必须相容。
（ 3）功能上的相容性：接口功能、接口消息以及编码惯例等必须相容。
以上三个要素通常被称为接口总线系统三要素，它们不管器件的特性和运行而作统一规定。至于运行上的相容性，包括测量数据的表示方法和编码格式、程控指令的格式等，这些与器件本身的特性和运 行有关。目前，标准接口总线系统主要有 RS-232C,CAMAC、
IEEE-488,VXI,PXI,IEEE-1394及 USB总线等。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3.2 自动测试系统的总线
1,GPIB总线
GPIB总线于 1972年由美国惠普公司（ HP,Agilent公司的前身）推出，
后为美国电气与电子工程师学会（ IEEE）及国际电工委员会（ IEC）
接纳，又称 IEEE-488总线。 GPIB采用 24芯总线，分为数据总线、挂钩线和管理总线三种，总线结构与连接如图 9.4所示。
图 9.4 GPIB标准接口总线系统结构与连接接 口 部 分控 / 讲 / 听 者
( 计 算 机 )
用 户 编 程接 口 部 分听 / 讲 者
( 测 量 仪 器 )
D U T
接 口 部 分听 者
( 信 号 源 )
接 口 部 分听 者
( 记 录 仪 )
硬 拷 贝
I F C
A T N
E O I
R E N
S R Q
D A V
N R F D
N D A C
D I O
1
D I O
8
仪 器 装 置 接 口仪 器 装 置 本 身接 口 管 理控 制 线数 据 挂 钩联 络 线数 据 总 线通用接口总线第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3.2 自动测试系统的总线
（ 1）数据总线,GPIB中数据总线 8条，标名为 DIO1~DIO8。
这 8条 DIO线用于传送系统内一切远地消息，包括仪器消息和和接口消息。
（ 2）数据挂钩联络线：挂钩线有 3条，用来实现讲者和听者之间的通信联络，确保数据总线能够准确无误、双向异步、
有节奏地传输消息，这种传输方式称为三线挂钩。这三条控制线称为挂钩线，它们分别如下。
① DAV（ Data Valid）数据有效线。当为低电平（逻辑 1）
时，源方向受者表示 DIO线上载有信息，并且有效，各听者可以接收；当 DAV为高电平（逻辑 0）时，表示 DIO线上没有信息或者即使有信息也无效，听者不应该接收。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3.2 自动测试系统的总线
② NRFD（ Not Ready For Data）未准备好接收数据线。
此线为各听者所共用，用来向源方表明听者接收数据的准备情况。当 NRFD为高电平（逻辑 0）时，各听者向讲者或控者表明，所有听者都已准备好接收数据；当 NRFD
（逻辑 1）为低电平时则表明有部分听者或全部听者还没有准备好接收数据。
③ NDAC（ Not Data Accepted）未接收数据线。此线为各听者共同使用。当 NDAC为低电平（逻辑 1）时，表明部分听者或全部听者尚未接收完数据，讲者或控者必须继续等待，不更新 DIO线上的数据，直到全部听者都已接收完数据即 NDAC变为高电平（逻辑 0）为止。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3.2 自动测试系统的总线
（ 3）接口管理控制线共有 5条，用来管理接口本身的工作。
它们所载有的信息为系统中各台设备通用，被控者选定的仪器都必须接收。
① 注意线 ATN（ Attention）。 ATN线由控者使用。当 ATN为低电平时，表示数据总线上由控者发布的信息是接口信息，
除控者外的所有仪器都有要注意接收； ATN为高电平时，
表示数据总线上所载的信息是由讲者输出的仪器信息，只有已经被寻址为听者的那些仪器设备才能接收。
② 结束或识别线 EOI（ End For Identify）。 EOI线由控者使用。 EOI线与 ATN线配合使用有两个作用：当 EOI线为低电平,ATN线为高电平时，表示讲者已经传完一个字节的数据；当 EOI线为低电平,ATN线也为低电平时，由控者进行点名，用来识别哪个设备提出了服务请求。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3.2 自动测试系统的总线
③ 服务请求线 SRQ（ Service Request）。当具有服务请求功能接口的仪器在需要向控者请求服务时，可将 SRQ线由高电平变为低电平。以便向控者表明要求服务，即要求控者中断当前的工作程序，希望由将它变成讲者，报告情况。
④ 接口清除线 IFC（ Interface Clear）。它由控者使用，当 IFC线由高变低时，命令系统的全部接口恢复到初始状态。
⑤ 远控线 REN（ REMOTE Enable）。当有一台可程控仪器不接入系统而单独使用时，将 REN线高为高电平即可，这时该仪器工作时只受面板的控制；当要将仪器接入一个自动测试系统中并成为系统中的一个器件时，同控者将 REN线高为低电平并配合 ATN线，接入的仪器就能接受系统控制了。
如图 9.5所示，在一个 GPIB标准接口总线系统中，要进行有效的通信联络，至少有“讲者”、“听者”、“控者”三类仪器设备，
控者、讲者、听者被称为系统功能的三要素。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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图 9.5 GPIB接口消息和仪器消息仪 器 功 能 接 口 功 能 接 口 功 能 仪 器 功 能总 线接 口 消 息仪 器 消 息第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3.2 自动测试系统的总线
2.VXI总线
VXI总线是 VMEbus Extensions for Instrumentationr 的缩写，它是 VME总线在仪器中的扩展。对于该系统总线的概况可以粗略描述如下：该系统最多可以包含 256个器件，每个器件都有惟一的地址单元，系统允许有 A,B,C,D四种尺寸的模块，并把模块插入特制的主机箱内各插槽中，系统组建就像插放和更新书籍一样灵活、方便。对该系统的控制和管理可以通过主机箱外的外部控者或嵌入主机箱的内部控者来实现。
（ 1）测试仪器模块化。
VXI系统的全部器件都采用插件式结构，插入以 VME总线作为机箱主板总线的机箱内，插件和供插入插件的主机架尺寸满足严格的要求。 VXI总线仪器主机架结构图如图 9.6所示。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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图 9.6 VXI总线仪器主机架结构图
1 2 层 印 制 电 路 板上 导 轨
P
1
连 接 器
P
2
连 接 器
C 尺 寸 插 件下 导 轨冷 气 孔托 架
B 尺 寸插 件
B 尺 寸插 件运 送 器电 源风 扇冷 空 气第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3.2 自动测试系统的总线
（ 2）具有 32位数据总线，数据传输速率高。
主板总线在功能上相当于连接独立仪器的 GPIB总线，但具有更高的吞吐率，控制器也做成插卡挂接在主板总线上进行总线上的各种 活动的调度和控制，基本总线数据传输速率为 40 Mb/s，远远高于其他测试系统总线的数据传输速率。
（ 3）系统可靠性高，可维修性好。
用 VXI总线组建的系统结构紧凑、体积小、重量轻，简化了连接和控制关系，有利于提高系统的可靠性和可维修性。
（ 4）电磁兼容性好。
在 VXI总线的设计和标准的制定中，充分考虑了系统的供电、冷却系统和电磁兼容性能，以及底板上信号的传输延迟及同步等，对每 项指标都有严格的标准，全部 VXI总线集中在高质量、多层印制电路板内，这就保证了 VXI总线系统的高精度及运行的稳定性和可靠性；
而且频带宽，现已有从直流到微波的各种仪器模块。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3.2 自动测试系统的总线
（ 5）通用性强，标准化程度高。
不仅硬件进行标准化，而且软件也进行标准化。软件的可维护性与可扩充性好，这也是 VXI总线优于其他总线，得到迅速发展的一个重要因素。
（ 6）适应性、灵活性强，兼容性好。
有 B,C,D三种规格的机箱和 A,B,C,D四种规格的模块供用户选择； 支持 8位,16位,24位和 32位的数据传输。系统组建者可根据需要选择不同厂家、不同种类的器件进行组合，
灵活方便地组建适应性极强的自动测试系统。为了充分利用资源,VXI总线开发了与其他总线系统连接和转换的模块，这使得 VXI总线系统具有巨大的包容性，可与任何总线系统的仪器或系统联合工作。 VXI系统是计算机控制下的一种自动测试系统。图 9.7 是选用 C型主机架的 HP75000 VXI仪器系统示意图。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.3.2 自动测试系统的总线
3.PXI总线
（ 1） PXI总线的特点。 PXI总线是 PCI总线的增强与扩展，并与现有工业标准
Compact PCI兼容。
（ 2） PXI软件特性。为了充分发掘 PXI在提供高度集成化的测控平台方面的潜力，
PXI选用开放式软件体系结构，用以定义出一个与不同类型硬件相连的公共接口。
图 9.7 HP75000 VXI仪器系统示意图指令模块功率表数字多用表函数发生器计数器数字变换器
R F
开关模拟开关模拟矩阵开关用户定做模块
V X I 总 线 主 机 架软 面 板
G P I B
与 D U T
之 间 的 信 号接 口 连 接 组件 ( I T A )
被 测 件
( D U T )
其 他 V X I 系 统
G P I B 仪 器数 字设 备第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4 虚拟仪器
虚拟仪器概念是为了适应 PC卡式仪器而提出的。
众所周知，传统仪器主要包括三个部分：数据采集与控制、数据分析和数据显示。而 PC卡式仪器由于自身不带仪器面板，因此必须借助于 PC机作为其数据分析而显示的工具。利用 PC机强大的图形环境和在线帮助功能，建立图形化虚拟仪器面板，完成对仪器的控制、数据分析与显示。这种包括实际仪器使用、操作信息的软件与 PC 机结合构成的仪器就称为虚拟仪器。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4.1 虚拟仪器的概念与特点
1,虚拟仪器的概念虚拟仪器（简称 VI）是电子测量技术与计算机技术更加紧密结合产生的一种新仪器模式，是指以通用计算机作为核心硬件平台，配以相应的硬件模块作为信号输入 /输出接口，利用仪器软件开发平台在计算机的屏幕上虚拟出仪器的面板和相应的功能，通过鼠标或键盘交互式操作完成相应测试测量任务的仪器。虚拟仪器概念是为了适应 PC卡式仪器而提出的。众所周知，
传统仪器主要包括三个部分：数据采集与控制、数据分析和数据显示。而 PC卡式仪器由于自身不带仪器面板，因此必须借助于 PC机作为其数据分析而显示的工具。利用 PC机强大的图形环境和在线帮助功能，建立图形化虚拟仪器面板，完成对仪器的控制、数据分析与显示。这种包括实际仪器使用、操作信息的软件与 PC 机结合构成的仪器就称为虚拟仪器。它与传统仪器的比较如表 9.1。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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表 9.1 虚拟仪器与传统仪器的比较对比项目 虚拟仪器 传统仪器技术实现核心 软 件 硬 件开发和维护费用低 高技术更新周期 短 长可配置性 强 功能单一、可配置性差数据处理 可编辑、存储、打印无法直接处理通讯实现 易于与其它设备通讯不易实现通讯功能实现 由用户自己定义 由厂家预先定义第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4.1 虚拟仪器的概念与特点
2,虚拟仪器的特点与传统仪器相比，虚拟仪器有以下特点：
① 它是一种功能意义上而非物理意义上的仪器，融合了计算机强大的硬件资源。
② 强调“软件就是仪器” 的新概念，软件在仪器中充当了以往由硬件甚至整机实现的角色。
③ 友好的图形化用户界面，可实现人机交互。
④ 更新速度快，可维护性好。
⑤ 采用模块化结构，系统具有良好的开放性和可扩展性。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4.2 虚拟仪器的基本组成虚拟仪器主要由硬件和软件组成。
1.虚拟仪器的硬件构成虚拟仪器的硬件结构主要由两部分组成，一部分是计算机硬件，一部分是仪器硬件。仪器硬件和计算机硬件一起工作，
用来采集数据、提供源信号和控制信号，例如数据采集卡。他们和软件部分组合在一起构成任何一种用户需要的测试仪器。
虚拟仪器的硬件组成如图 9.8所示。数据的采集通过输入 /
输出接口设备来完成。输入 / 输出接口设备可以是以各种 PC为基础的内置数据采集插卡、通用接口总线（ GPIB）卡、串口、
VXI或 PXI总线接口模块等设备，或者是其他各种可编程的外置测试设备，分别构成 DAQ,GPIB,VXI,PXI等标准体系结构的虚拟仪器，其中最常见的是数据采集（ DAQ）卡。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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图 9.8 虚拟仪器的硬件组成
S
C
X
I
1
1
4
0
S
C
X
I
1
1
4
0
S
C
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1
1
4
0
S
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1
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-
1
0
0
1
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I
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S
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1
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0
0
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p
e
r
a
t
u
r
e
GP IB 仪器串口仪器
D A Q 产品测试 单元工业过程
V X I 仪器应用软件
P C 或工作站采集与控制仪器硬件分析与表达应用软件分析与表达应用软件应用软件
PC 或工作站采集与控制仪器硬件
VXI 仪器
G P I B 仪器串口仪器
DAQ 产品工业过程测试单元第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4.2 虚拟仪器的基本组成
2.虚拟仪器的软件结构硬件平台是虚拟仪器的基础，仪器用软件是其核心。基本硬件确定后，要使虚拟仪器具有用户自行定义的功能与界面，就必须有功能 强大的仪器用软件。
VXI总线虚拟仪器的软件结构示意图如图 9.9所示，包括应用软件开发环境、仪器驱动器,VISA API三部分。
图 9.9 虚拟仪器软件结构交 互 式 控 制 工 具 资 源 编 辑 器 资 源 管 理 器 V X I 功 能 库
V I S A A P I
仪 器 驱 动 器应 用 软 件 包编 程 语 言 ( V i s u a l C + + 或 V i s u a l B a s i c 等 )
应 用 软 件 开 发 环 境第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4.2 虚拟仪器的基本组成
1,VISA API总线接口软件总线接口软件驻留在计算机系统之中执行总线的特殊功能，它处于软件框架的最底层，是实现虚拟仪器功能的最基础软件，一般要求该软件还必须与其它仪器系统
（ GPIB,RS-232等）的软件结构兼容，以便于系统集成。
① 资源管理软件执行 VXI总线特性、系统的初始化与组态；
② 在建立仪器过程中，用户通过资源编辑器使资源管理器组态 VXI总线系统；
③ 交互式控制工具用户能够交互监控 VXI总线背板和器件，
并在开发过程中通过它调试 VXI总线系统；
④ VXI总线功能库涉及到 VXI总线的低层通信协议，为用户控制 VXI总线系统提供多种功能调用。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4.2 虚拟仪器的基本组成
2．仪器驱动器软件它是完成某一定仪器的控制与通信的软件程序，是用户软件的一部分，是 VXI总线虚拟仪器的核心。仪器驱动软件处于软件框架的中间层，完成对某一特定仪器的控制与通讯，它可作为用户程序的一部分。每个仪器模块均有自己的仪器驱动程序。仪器驱动程序的实质是为用户提供用于仪器操作的较抽象的操作函数集。对于应用程序来说，
它对仪器的操作是通过仪器驱动程序来实现的；仪器驱动程序对于仪 器的操作与管理，又是通过输入 /输出（ I/O）软件所提供的统一基础与格式的函数库（ VASA）调用实现的。其包括以下内容：
① 操作接口：提供了一个虚拟仪器面板，用户通过对该面板控制完成对仪器的操作；
② 编辑接口：将仪器虚拟面板的相应操作转换成仪器的代码，以实现对仪器驱动的功能调用；
③ I/O接口：提供了仪器驱动器与仪器的通信能力；
④ 功能库：描述了仪器驱动器所能完成的测试功能；
⑤ 子程序接口：使得仪器驱动器在运行时能调用它所需要的软件模块。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4.2 虚拟仪器的基本组成
3．应用软件开发环境应用软件开发环境位于软件框架的最顶层，它将计算机的数据分析和显示能力与仪器驱动器融合在一起，为用户开发虚拟仪器提供了必须的软件工具与环境。目前，有两类虚拟仪器的开始环境，一类是基于传统的文本式编程语言平台，如 NI公司的 LabWindows/CVI和微软公司的 VC++,Visual Basic等；
另一类是基于图形化工程环境的图形编程语言平台，如 HP公司的 HP VEE,NI公司的 LabVIEW等。
未来的自动检测技术的发展趋势，就是采用开放的商业标准，充分利用计算机丰富的软硬件资源，突破传统测试技术在数据信号处理、显示、传送、存储、打印等方面的局限，大幅度减少测试系统软、硬件的开发、升级的费用，实现系统的互操作性，满足维护的灵活性，实现不同维护级别间自动检测系统的通用，最大限度地发挥检测系统的能力，实现信息共享，
从而对被测的各个系统、项目和数据进行综合分析、评估，得出准确判断，完成自动测试控制功能。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4.3 虚拟仪器的设计开发
1.测试需求的制定明确用户想解决什么问题，即仪器要完成哪些功能，以及用户对面板操作上的要求，从而确定面板需要什么控制部件和指示部件，并进行面板
2.硬件选择虚拟仪器的硬件一般分为基础硬件平台和仪器硬件设备。
采用不同硬件体系结构的虚拟仪器系统性能比较如表 9.2所示，用户必须根据测试功能与性能需求、资金情况等进行合理的选择。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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表 9.2 不同体系结构虚拟仪器的系统性能平 台特 性 GPIB PC-DAQ VXI
传输宽度 8 8,16,32(可扩至 64) 8,16,32(可扩至 64)
吞吐率 1MB/s(三线 )，8MB/s( HS488) 1~2MB/s(ISA)，132MB/s(PCI) 40MB/s，80MB/s(VME64)
定时与控制能力 无 无
8根 TTL触发线,2根 ECL
触发线面市产品种类 >10 000 >1000 >1000
扩展能力 用多接口卡 众多的第三方产品 标准 MXI接口结构大小 大 小 中第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.4.3 虚拟仪器的设计开发
3.仪器驱动器的开发通常，仪器驱动器包括函数体、交互式操作接口、编程接口,I/O接口、功能库、子程序接口等几个部分。
4.虚拟仪器软面板的设计软面板的具体设计应注意以下几点：
① 软面板应设计成能在不同平台和计算机显示器上完成各种操作，
所以必须保证每个软面板在不同平台和不同分辨率的显示器之间是可移植的。
② 字体选择应基于可移植性和易读性。
③ 根据外观、效果、可移植性及打印的要求来选择颜色。
④ 仪器或公司的图标显示在主面板上。
⑤ 不同面板上的控制器和指示器应该是一致的、易读的，应能足够容纳所表示的最大数字或选项
⑥ 软面板应支持鼠标和键盘操作，应提供在线帮助功能。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.5 EWB与 Multisim 7简介
Electronics Workbench（简称 EWB）是加拿大 IIT公司于 20世纪
80年代末推出的电子线路仿真软件。它可以对模拟、数字和模拟 /数字混合电路进行仿真，克服了传统电子产品的设计受实验室客观条件限制的局限性，用虚拟的元件搭建各种电路，用虚拟的仪表进行各种参数和性能指标的测试。因此，在电子工程设计和电子类教学领域中 得到广泛应用。与其他电路仿真软件相比,EWB具有以下特点：
1．系统集成度高，界面直观，操作方便
EWB软件把电路图的创建、电路的测试分析和仿真结果等内容都集成到一个电路窗口中。整个操作界面就像一个实验平台，创建电路所需的无器件、仿真电路所需的测试仪器均可直接从电路窗口中选取，并且虚拟的元器件、仪器与实物外形非常相似，仪器的操作开关,按键同实际仪器也极为相似。因此，该软件易学易用。
2．具备模拟、数字及模拟 /数字混合电路的仿真在电路窗口中既可以对模拟或数字电路进行仿真，还可以对模拟
/数字混合电路进行仿真。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.5 EWB与 Multisim 7简介
3．提供较为丰富的元器件库
EWB的元器件提供了数千种类型的元器件及各类元器件的理想参数。用户还可以根据需要修改元件参数或创建新元件。
4．电路分析手段完备
EWB除了用之于种常用的测试仪表来对仿真电路测试之外，还提供了电路的直流工作点分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析和失真分析等到 4种常用的分析方法。这些分析方法基本能满足一般电子电路的分析和设计要求。
5．输出方式灵活对电路进行仿真进，它可以储存测试点的数据、测试仪器的工作状态、显示的波形以及电路元件的统计清单等内容。
6．兼容性好
EWB的元件库与 SPICE的元件库完全兼容，电路文件可以直接输出到常见印刷电路板设计软件中，如 Protel,OrCAD等。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.5 EWB与 Multisim 7简介
随着技术的发展,EWB软件也在进行不断升级，国内常见的升级版本有 EBW4.0,EWB5.0；发展到 5.x版本以后，
IIT公司对 EWB进行较大的变动，软件名称也变为 Multisim
V6；到了 2001年该软件又升级为 Multisim 2001，允许用户自定义元器件的属性，可以把一个子电路当作一个元件使用，并且开设了 EdaPARTS.com网站，为用户提供元器件模型的扩充和技术支持； 2003年,IIT公司又对
Multisim 2001 进行了较大的改进，升级为 Multisim 7，增加了 3D元件以及安捷伦的万用表、示波器、函数信号发生器等仿实物的虚拟仪表，使得虚拟电子工作平台更加接近实际的实验平台。具体来讲,Multisim 7具有以下特点：
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.5 EWB与 Multisim 7简介
1．用户界面直观
Multisim 7沿袭了 EWB界面的特点，提供了一个灵活的、直观的工作界面来创建和定位电路。 Multisim 7（教育版）考虑到学生的特点，允许教师根据自身需要、课程内容和学生水平设置软件的用户界面，以创建具有个性化的菜单、工具栏和快捷键。还要以使用密码来控制学生所接触的功能、仪器和分析项目。
2．种类繁多的元件和模型
Multisim 7提供的元件库拥有 13000个元件。尽管元件库很大，但由于元件被分为不同的“系列”，所以可以方便的找到所需要的元件。
Multisim 7元件库含有所有的标准器件及当今最先进的数字集成电路。
数据库中的每一个器件都有具体的符号、仿真模型和封装，用于电路图的建立、仿真和电路板的制作。
Multisim 7还含有大量的交互元件、批示元件、虚拟元件、额定元件和三维立体元件。交互元件可以在仿真过程中改变元器件的参数，避免为改变元器件参数而停止仿真，节省了时间，也使仿真的结果能直观反映元件参数的变化；指示元件可以通过改变外观来表示电平大小，给用户一个实时视觉反馈；虚拟元件的数值可以任意改变，有利于说明某一概念或理论观点；额定元件通过“熔断”来加强用户对所设计的参数超出标准的理解； 3D元件的外观与实际元件非常相似，有助于理解电路原理图与实际电路之间的关系。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.5 EWB与 Multisim 7简介
3．元件放置迅速和连线简捷方便在虚拟电子工作平台上建立电路的仿真，相对比较费时的步骤是放置元件和连线,Multisim 7可以使学生几乎不需要指导就可以轻易地完成元件的放置。元件的连接也非常简单，只需单击源引脚和目的引脚就可以完成元件的连接。当元件移动和旋转时,Multisim 7仍可以保持它们的连接。连线可以任意拖动和微调。
4．进行 SPICE仿真对电子电路进行 SPICE（ Simulation Prgram with Integrated
Circuit Emphasis）仿真可以快速了解电路的功能和性能。 Multisim 7
为模拟、数字以及模拟 /数字混合电路提供了快速并且精确的仿真。
Multisim 7的核心是基于使用带 XSPICE扩展的伯克利 SPICE的强大的工业标准 SPICE引擎来加强数字仿真的。 Multisim 7的界面对最为陌生的用户来说都是非常直观的。这使用户运用 SPICE的功能而不必去担心 SPICE复杂的句法。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.5 EWB与 Multisim 7简介
5．虚拟仪器
Multisim 7提供了逻辑分析仪、安捷伦仪器、波特图仪、失真分析仪、频率计数器、函数信号发生器、数字万用表、网络分析仪、瓦 特表和字信号发生器等 18种虚拟仪器，其功能与实际仪表相同。特别是安捷伦的 54622D示波器,3441A数字万用表和 33120A信号发生器，
它们的面板与实际仪表完全相同，各旋钮和按键的功能也与实际一样。
通过这些虚拟器件，免去昂贵的仪表费用，用户们可以毫无风险地接 触所有仪器，掌握常用登记表的使用。
6．强大的电路分析功能
Multisim 7除了提供虚拟仪表，为了更好地掌握电路的性能，还提供了直流工作点分析、交流分析敏感度分析,3dB点分析、批处理分析、直流扫描分析、失真分析、博里叶分析、模型参数扫描分析、
蒙特卡罗分析、噪声系数分析、温度扫描分析、传输函数分析、用户 自定义分析和最坏情况分析等 19种分析，这些分析在现实中有可能是无法实现的。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.5 EWB与 Multisim 7简介
7．强大的作图功能
Multisim 7提供了强大的作图功能，可将仿真分析结果进行显示、调节、储存、打印和输出。使用作图器还可以对仿真结果进行测量、设置标记、重建坐标系以及添加网格。所有显示的图形都可以被微软 Excel,Mathsoft Mathcad 以及 LABVIEW
等软件调用。
8．后处理器利用后处理器，要吧对仿真结果和波形进行传统的数学和工程运算。如算术运算、三角运算、代数运算、布尔代数运算、运算矢量运算和复杂的数学函数运算。
9,RF电路的仿真大多数 SPICE模型在进行高频仿真时,SPICE仿真的结果与实地电路测试结果相差较大，因此对射频电路仿真是不准确的。 Multisim 7提供了专门用于射频电路仿真的元件模型库和仪表，以此搭建射频电路并进行实验，提高了射频电路仿真的准确性。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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9.5 EWB与 Multisim 7简介
10,HDL仿真利用 MultiHDL模块（需另外单独安装）,Multisim 7
还可以进行 HDL(Hardware Description Language，硬件描述语言 )仿真。 MultiHDL环境下，可以编写与 IEEE标准兼容的 VHDL或 VerilogHDL程序，该软件环境具有完整的设计入口、高度自动化的项目管理、强大的仿真功能、高级的波形显示和综合高度功能。
针对不同用户的需要,Multisim 7发行了增强专业版
（ Power Professional）、专业版（ Professional）、个人版（ Personal）、教育版（ Education）、学生版
（ Student）和演示版 (Demo)。各版本的功能和价格也明显不同，本书以 Multisim 7教育版为例，系统地介绍
Multisim 7的主要功能以及在电路分析、模拟电子线路、
脉冲与数字电路、高频电子线路等电子课程中的应用。
第 9章 智能仪器与自动测试技术
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本章小结
1．通常将在计算机控制下，能自动进行各种信号测量、数据处理、传输，并以适当方式显示或输出测试结果的系统称为自动测试系统（简称 ATS）这种技术我们称之为自动测试技术。在自动测试系统中，整个工作都是在预先编制好的测试程序统一指挥下完成的，系统中的各种仪器和设备是智能化的，
都可进行程序控制。
2．自动测试系统的发展过程分为三代。其中第二代自动测试系统是基于
GPIB构建的。
GPIB基本性能以及 GPIB的接口三要素。 GPIB系统中器件功能主要分为三种：
控者、讲者和听者。 GPIB中的消息分为接口消息和仪器消息。 GPIB的总线基本组成分为：数据总线、挂历钩线和管理总线。基于 GPIB的系统中，信息的传递是利用三线挂钩技术。
3．第三代自动测试系统是基于 VXI总线构建的。软件是整个仪器的关键。
VXI系统仪器模块有：消息器件、寄存器器件、存储器器件和扩展器件。采用
IEEE-488.2规范。
4．智能仪器是利用微处理器来进行控制的，由软件和硬件构成，带有 GPIB
接口的智能仪器可构成自动测试系统。
5．“软件就是仪器”是虚拟仪器的内涵。虚拟仪器的硬件由计算机硬件和仪器硬件构成；软件由 VXI总线接口软件、仪器驱动和应用软件开发环境构成。
数字信号处理（ DSP）是虚拟仪器的重要组成部分。
