虚拟仪器是一种利用计算机数据采集和数字信号处理技术，根据实际仪器需求构建的系统。其核心在于通过软件来定义和实现传统硬件仪器的功能，实现灵活多变的测试、测量和控制功能。虚拟仪器系统通常包含硬件部分（如数据采集卡、传感器等）和软件部分（如LabVIEW）。本文主要介绍了虚拟信号源的设计和应用，特别是利用LabVIEW技术实现的多种虚拟信号发生器的设计方法及其应用。
LabVIEW是一种图形化编程语言，由美国国家仪器（National Instruments，简称NI）公司开发。它广泛应用于数据采集、仪器控制以及工业自动化领域。由于LabVIEW的图形化编程环境直观易懂，因此在虚拟仪器的研究和开发中被广泛使用。
虚拟信号源是指能够模拟真实世界信号源的软件程序，它能够生成具有特定波形、频率和幅度的信号。虚拟信号源的设计通常需要考虑以下几个方面：
1. 波形多样性：虚拟信号发生器应能够生成多种不同的信号波形，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。这些波形在工科实验教学和理论研究中是基础且常见的需求。
2. 用户自定义功能：除了常规波形外，还应允许用户根据具体需求输入公式来定义和生成特定波形，这样可以模拟各种复杂信号进行实验和研究。
3. 扫频信号源：在测试系统频率响应特性时，扫频信号源能够提供频率递增或递减的信号，以测试系统的频率响应。
4. 参数可调性：虚拟信号源的参数（如频率、幅度、采样率、占空比等）应可由用户自由设定和调整，以满足不同实验和仿真应用中的精确需求。
本文所提到的三种虚拟函数信号发生器设计包括：
1. 通用多波形信号源设计：该发生器能够产生多种常用信号波形，并允许用户根据需求自由定义和控制信号波形的各种参数。
2. 扫频信号源设计：专为测试系统频率响应特性设计，可以提供频率自动变化的信号源，其频率上限值由用户自定义。
3. 用户自定义公式信号发生器设计：用户可按照自定义公式生成特殊规律的周期信号，适用于特定需求的仿真实验。
虚拟信号发生器的应用十分广泛，比如在信号与系统的课程中，利用虚拟信号源可以对信号之间的基本运算（加、减、乘）进行验证和研究。通过虚拟信号源的程序框图和前面板可以直观地进行信号运算的仿真实验，并观察不同波形组合在运算后的结果。
此外，虚拟信号源还可用于信号分析实验、信号分解实验以及信号合成实验。比如使用虚拟信号源产生不同波形，再通过软件对这些信号进行频谱分析、时域分析、滤波处理等，以此进行信号的深入研究和测试。
LabVIEW技术在虚拟仪器的设计与应用中扮演了非常关键的角色。通过它能够简便快捷地设计出满足多种测试需求的虚拟信号发生器，极大地丰富了实验和研究的可能性，提高了工作效率和数据处理的灵活性。随着虚拟仿真技术的不断发展，未来其应用前景将会更加广阔。
