一個完整的信號分析系統通常由3部分組成：信號的獲取與采集、信號的分析與處理和結果的輸出與顯示。傳統的測試儀器基本上是以硬件或固化的軟件形式存在，儀器由生產廠家來定義、制造。傳統儀器的設計較復雜，靈活性差，沒有擺脫獨立使用，手工操作的模式,整個測試過程幾乎僅限于簡單的模仿人工測試的步驟，不適于一些較為復雜及測試參數較多的場合[1]。與傳統儀器相比，虛擬儀器（Virtual Instrument）具有高效、開放、易用靈活、功能強大、性價比高、可操作性好等明顯優點，具體表現為：智能化程度高，處理能力強，復用性強，系統費用低，可操作性強等[2]。基于虛擬儀器的優點，利用PCI9846和LabVIEW設計數據采集分析系統，用于汽車NVH分析。

1 系統組成

    虛擬儀器正在成為當今世界流行的一種儀器構成方案。虛擬儀器以計算機為基礎,結合相應的硬件和軟件,完成數據的采集和處理。其結構是開放式的，它把計算機平臺與具有標準接口的硬件模塊以及與開發測試軟件結合起來構成儀器系統，這種系統具有通用性、靈活性，便于開發測試應用。

1.1 硬件構成

        硬件系統以計算機為主體,以插入其中的數據采集卡為主要功能部件。被測信號由數據采集卡接收后,傳入計算機內部,由相應的軟件進行后續的分析處理工作，因此數據采集卡是虛擬儀器能否成功設計的關鍵所在[3]。

        本系統采用的數據采集卡是凌華科技生產的PCI9846。PCI9846是凌華科技的一款具有4通道，采樣精度達到16位，采樣頻率達到40MS/s的高速數字化儀，提供高精度、低噪音及高動態范圍性能，高密度且高精準度，專為輸入信號頻率高達20MHz的高頻和高動態范圍的信號而設計。模擬輸入范圍可以通過編程設置為±1V/±0.2V或±5V/±0.4V。配備了容量高達512MB的板載內存的PCI9846，擺脫了PCI總線的約束，使之能儲存更長時間的波形[4]。

1.2 軟件平臺

        軟件部分是虛擬儀器的心臟，目前，應用較廣泛的基于虛擬儀器的圖形化編程軟件開發平臺主要是美國國家儀器公司NI (National Instrument)開發的LabVIEW （Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench,實驗室虛擬儀器工程平臺）。LabVIEW是一種基于G（Graphic）語言的圖形編程開發環境，它廣泛地被工業界、學術界和研究實驗室所接受，用作開發數據采集系統、儀器控制軟件和分析軟件的標準語言，使用這種語言編程時，基本上不寫程序代碼，對于科學研究和工程應用來說是很理想的語言。它盡可能利用了技術人員、科學家、工程師所熟悉的術語、圖標和概念，因此，LabVIEW是一個面向較終用戶的工具。LabVIEW集成了與滿足GPIB、VXI、RS-232和RS-485協議的硬件及數據采集卡通訊的全部功能。它還內置了便于應用TCP/IP、ActiveX等軟件標準的庫函數[5]。這是一個功能強大且靈活的軟件，利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣。它可以增強構建使用者的科學和工程系統的能力，提供了實現儀器編程和數據采集系統的便捷途徑。使用它進行原理研究、設計、測試并實現儀器系統時，可以大大提高工作效率。

        LabVIEW含有種類豐富的函數庫，在很大程度上縮短了開發周期,而且開發的應用程序易于維護和擴展功能。應用LabVIEW開發環境進行數據采集與分析應用軟件的開發,將數據采集卡PCI9846和靈活方便的應用軟件開發平臺LabVIEW結合起來，可以降低開發成本，又可以縮短開發周期,使開發變得方便高效。

1.3 LabVIEW控制采集卡

PCI9846提供了LabVIEW驅動，安裝驅動時會自動查找LabVIEW目錄，然后將必要的文件復制到相應的文件夾中去，如果系統中沒有安裝LabVIEW或者其版本低于6.0，驅動安裝程序會彈出一個對話框提示更新LabVIEW的版本。LabVIEW驅動程序安裝完成后，在就可以在LabVIEW中使用PCI9846來進行數據采集了[4]。

LabVIEW驅動安裝完成后，在函數選板會增加如圖1所示相應的項，在本文中直接使用其中的“DAQPilotExpressVI”，根據提示完成相應設置后即可實現數據采集（圖2）。

 

圖1 LabVIEW 函數選板新增項