前言

现代社会快速发展所提出的各种测试任务，已不再满足于眼观手记的传统形式，也不再可能都去为之研制专用的传统仪器了。以计算机为核心、若干通用设备共同完成测试任务的自动测试系统应运而生，并将虚拟仪器的理念变为现实。本书试图能够比较全面地阐明自动测试系统和虚拟仪器的基本概念、工作原理、典型形式和实现方法，期望能对读者从事这一领域的工作有所帮助。这里说明几点想法，以便读者了解本书写作的思路。

本书作者曾长期从事自动测试领域的科技攻关，亲身经历了自动测试系统的结构体系从大型CAMAC机架到分散的GPIB台式仪器，再发展为VXI和PXI系统的卡式仪器机箱，又回归成USB装置和台式合成仪器，乃至LXI网络形式和虚拟仪器结构的技术演变过程。深感自动测试系统与相关标准、规范的紧密联系，以致所做工作常常陷入乏味的规范的研究，所编教材也难免会有看似规范的解释文本。然而，规范要求准确和全面，因此难免冗长烦琐，还要照顾不同观点。且其为了避免争议，文字上不惜重复，并不适于普通读者的入门学习。本书则以经验总结和学习指导为目的，在阐述诸如GPIB、VXI、RS232、TCP/IP、USB、SCPI、IEEE488.2和IEEE1149等有关内容时，先尽量简明地指出规范要点，然后主要通过示例讨论来说明其基本原理和实现方法，期望能够得到读者的欢迎。

自动测试技术的发展过程中PC最具活力，诸如用户界面、分析计算、总线接口、网络通信、数据库和多媒体等虚拟仪器的重要功能无不受益于PC的丰富资源。因此本书不仅对诸如频谱分析、数字滤波器、时间序列建模和统计分析等软件算法进行了专门的讨论，而且对自动测试系统和虚拟仪器各主要部分的讨论最终也都归结为PC软件的建立。常常通过一段编程代码来表述系统的工作过程，说明程控命令的使用，体现设计的思想。希望读者能够举一反三，在此基础上继续实践和创新。

虚拟仪器说到底还是仪器，因此必然涉及硬件测试电路的设计。由于仪器的大多数功能已被PC软件所取代，所需开发的硬件电路只是最核心、最必要的测试功能，故其实现的困难也会相对减少。考虑最典型的仪器功能就是数据采集器，因此本书将深入讨论其基本组成结构、核心采样量化元件的原理和特点、主要通道电路（前置放大器、隔离器、滤波器、通道开关等）的设计方法，以及微控制器总线、监控方式和实时操作系统应用等实际问题。

本书选择PCB电子功能模件作为自动测试的典型应用领域，全面阐述ATE的路内测试、功能测试、总线测试、边界扫描测试的基本原理和实现方法。同时，也以大型旋转机械的状态监测与故障诊断和小型心电监视为例，分别说明自动测试系统和虚拟仪器的广泛应用前景。

本书涉及的内容较广，均在自动测试与虚拟仪器这一主题下体现各自的作用，展示了实际工程技术中如何运用基础知识解决实际问题的方法和规律。本书也将有关参考文献分列在各章之后，以便读者对照使用。

鉴于作者的工作范围和知识水平所限，书中存在缺点和错误在所难免，恳切欢迎读者的批评指正。