前言

現(xiàn)代社會快速發(fā)展所提出的各種測試任務，已不再滿足于眼觀手記的傳統(tǒng)形式，也不再可能都去為之研制專用的傳統(tǒng)儀器了。以計算機為核心、若干通用設備共同完成測試任務的自動測試系統(tǒng)應運而生，并將虛擬儀器的理念變?yōu)楝F(xiàn)實。本書試圖能夠比較全面地闡明自動測試系統(tǒng)和虛擬儀器的基本概念、工作原理、典型形式和實現(xiàn)方法，期望能對讀者從事這一領域的工作有所幫助。這里說明幾點想法，以便讀者了解本書寫作的思路。

本書作者曾長期從事自動測試領域的科技攻關，親身經(jīng)歷了自動測試系統(tǒng)的結構體系從大型CAMAC機架到分散的GPIB臺式儀器，再發(fā)展為VXI和PXI系統(tǒng)的卡式儀器機箱，又回歸成USB裝置和臺式合成儀器，乃至LXI網(wǎng)絡形式和虛擬儀器結構的技術演變過程。深感自動測試系統(tǒng)與相關標準、規(guī)范的緊密聯(lián)系，以致所做工作常常陷入乏味的規(guī)范的研究，所編教材也難免會有看似規(guī)范的解釋文本。然而，規(guī)范要求準確和全面，因此難免冗長煩瑣，還要照顧不同觀點。且其為了避免爭議，文字上不惜重復，并不適于普通讀者的入門學習。本書則以經(jīng)驗總結和學習指導為目的，在闡述諸如GPIB、VXI、RS232、TCP/IP、USB、SCPI、IEEE488.2和IEEE1149等有關內(nèi)容時，先盡量簡明地指出規(guī)范要點，然后主要通過示例討論來說明其基本原理和實現(xiàn)方法，期望能夠得到讀者的歡迎。

自動測試技術的發(fā)展過程中PC最具活力，諸如用戶界面、分析計算、總線接口、網(wǎng)絡通信、數(shù)據(jù)庫和多媒體等虛擬儀器的重要功能無不受益于PC的豐富資源。因此本書不僅對諸如頻譜分析、數(shù)字濾波器、時間序列建模和統(tǒng)計分析等軟件算法進行了專門的討論，而且對自動測試系統(tǒng)和虛擬儀器各主要部分的討論最終也都歸結為PC軟件的建立。常常通過一段編程代碼來表述系統(tǒng)的工作過程，說明程控命令的使用，體現(xiàn)設計的思想。希望讀者能夠舉一反三，在此基礎上繼續(xù)實踐和創(chuàng)新。

虛擬儀器說到底還是儀器，因此必然涉及硬件測試電路的設計。由于儀器的大多數(shù)功能已被PC軟件所取代，所需開發(fā)的硬件電路只是最核心、最必要的測試功能，故其實現(xiàn)的困難也會相對減少。考慮最典型的儀器功能就是數(shù)據(jù)采集器，因此本書將深入討論其基本組成結構、核心采樣量化元件的原理和特點、主要通道電路（前置放大器、隔離器、濾波器、通道開關等）的設計方法，以及微控制器總線、監(jiān)控方式和實時操作系統(tǒng)應用等實際問題。

本書選擇PCB電子功能模件作為自動測試的典型應用領域，全面闡述ATE的路內(nèi)測試、功能測試、總線測試、邊界掃描測試的基本原理和實現(xiàn)方法。同時，也以大型旋轉機械的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷和小型心電監(jiān)視為例，分別說明自動測試系統(tǒng)和虛擬儀器的廣泛應用前景。

本書涉及的內(nèi)容較廣，均在自動測試與虛擬儀器這一主題下體現(xiàn)各自的作用，展示了實際工程技術中如何運用基礎知識解決實際問題的方法和規(guī)律。本書也將有關參考文獻分列在各章之后，以便讀者對照使用。

鑒于作者的工作范圍和知識水平所限，書中存在缺點和錯誤在所難免，懇切歡迎讀者的批評指正。