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當(dāng)今儀器儀表的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)方法
2013-08-14
隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，微處理器的速度越來(lái)越快，價(jià)格越來(lái)越低，已被廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，使得一些實(shí)時(shí)性要求很高，原本由硬件完成的功能，可以通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。甚至許多原來(lái)用硬件電路難以解訣或根本無(wú)法解決的問(wèn)題，也可以采用軟件技術(shù)很好地加以解決。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展和高速數(shù)字信號(hào)處理器的廣泛采用，極大地增強(qiáng)了儀器的信號(hào)處理能力。數(shù)字濾波、FFT、相關(guān)、卷積等是信號(hào)處理的常用方法，其共同特點(diǎn)是，算法的主要運(yùn)算都是由迭代式的乘和加組成，這些運(yùn)算如果在通用微機(jī)上用軟件完成，運(yùn)算時(shí)間較長(zhǎng)，而數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)硬件完成上述乘、加運(yùn)算，大大提高了儀器性能，推動(dòng)了數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在儀器儀表領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
1.2集成化、模塊化
大規(guī)模集成電路LSI技術(shù)發(fā)展到今天，集成電路的密度越來(lái)越高，體積越來(lái)越小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，功能也越來(lái)越強(qiáng)大，從而大大提高了每個(gè)模塊進(jìn)而整個(gè)儀器系統(tǒng)的集成度。模塊化功能硬件是現(xiàn)代儀器儀表的一個(gè)強(qiáng)有力的支持，它使得儀器更加靈活，儀器的硬件組成更加簡(jiǎn)潔，比如在需要增加某種測(cè)試功能時(shí)，只需增加少量的模塊化功能硬件，再調(diào)用相應(yīng)的軟件來(lái)使用此硬件即可。
1.3 參數(shù)整定與修改實(shí)時(shí)化
隨著各種現(xiàn)場(chǎng)可編程器件和在線(xiàn)編程技術(shù)的發(fā)展，儀器儀表的參數(shù)甚至結(jié)構(gòu)不必在設(shè)計(jì)時(shí)就確定，而是可以在儀器使用的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)置入和動(dòng)態(tài)修改。
1.4 硬件平臺(tái)通用化
現(xiàn)代儀器儀表強(qiáng)調(diào)軟件的作用，選配一個(gè)或幾個(gè)帶共性的基本儀器硬件來(lái)組成一個(gè)通用硬件平臺(tái)，通過(guò)調(diào)用不同的軟件來(lái)擴(kuò)展或組成各種功能的儀器或系統(tǒng)。一臺(tái)儀器大致可分解為三個(gè)部分：1)數(shù)據(jù)的采集；2)數(shù)據(jù)的分析與處理；3)存儲(chǔ)、顯示或輸出。傳統(tǒng)的儀器是由廠家將上述三類(lèi)功能部件根據(jù)儀器功能按固定的方式組建，一般一種儀器只有一種或數(shù)種功能。而現(xiàn)代儀器則是將具有上述一種或多種功能的通用硬件模塊組合起來(lái)，通過(guò)編制不同的軟件來(lái)構(gòu)成任何一種儀器。
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