随着社会的进步和科技的迅猛发展,当今社会对测量仪器的需求越来越广泛,对测量技术各种要求越来越高。以虚拟仪器为代表的新型电子测量仪器改变了传统仪器的设计观念,充分利用计算机强大的软硬件功能,使得其中部分硬件功能由软件实现,实现硬件软件化,把电子测量技术和计算机技术紧密结合起来,是融合了电子测量、计算机和网络技术的新型测量技术。与传统仪器相比,虚拟仪器在智能化程度、处理能力和操作性能方面都具有明显的优势,特别是基于计算机平台的各种测量仪器由于成本低、使用方便、性能更强等优点得到了更广泛的应用,对科研和教学都有重要的意义。本文设计了一套基于PC机的虚拟实验仪器系统,整个系统的硬件平台是以FPGA为主控芯片的数据采集卡,在此基础上利用Lab VIEW语言实现了虚拟数字示波器、信号发生器和虚拟频谱仪等组成的虚拟仪器系统的开发,并通过Remote Panels技术实现了对系统的远程控制。(1)本文首先介绍了课题的研究背景及意义,虚拟仪器的国内外现状和本文所做的主要研究工作。(2)阐述了系统的实现指标、虚拟仪器软件开发平台的选择以及数据采集的关键技术,并提出系统的总体设计方案。(3)阐述了系统硬件平台的设计过程,在提出硬件平台设计方案后,研究了信号调理电路、A/D转换电路、USB接口和D/A模块的设计,并在FPGA中利用硬件描述语言Verilog编写了A/D采样控制模块和SRAM读写控制模块。(4)详细叙述了虚拟实验仪器系统的软件开发过程,该系统实现了虚拟数字示波器、信号发生器和频谱分析仪等仪器。在阐述了本系统软件设计方案的基础上,给出了采集模块、滤波模块、参数测量、数据保存和回放、信号发生以及幅度谱、相位谱和功率谱分析等模块的详细设计过程,并对每个仪器的功能进行了综合测试和结果分析。(5)详细阐述了远程虚拟仪器实验室的实现过程,通过对DataSocket技术和Remote Panels技术两种远程虚拟仪器技术做出对比,选择Remote Panels技术实现对本系统的远程监控。