虛擬儀器主要由計(jì)算機(jī)、軟件、A/D采集卡及調(diào)理放大器三個(gè)重要因素組成。其中計(jì)算機(jī)是載體，軟件是核心，高質(zhì)量的A/D采集卡及調(diào)理放大器是關(guān)鍵。隨著微機(jī)的發(fā)展，根據(jù)采用總線方式的不同，虛擬儀器主要分為板卡式和總線式兩種。板卡式適合于普及型的廉價(jià)系統(tǒng)，有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景;總線式適合大型高精度集成系統(tǒng)。以上兩種形式主要發(fā)展過程如下：
1、總線方式為GPIB→VXI→PXI。其中GPIB總線(也為488總線)于1978年問世;VXI總線于1987年問世;PXI總線于1997年問世。
2、卡式為PC插卡→并口式→串口USB方式。其中PC插卡式于80年代初問世;并行口方式于1995年問世;串口USB方式于1999年問世。具體分類見圖2.
圖2：虛擬儀器系統(tǒng)框圖
下面海洋儀器主要就USB儀器與板卡式儀器的區(qū)別進(jìn)行具體說明：
1、PCI總線插卡型虛擬儀器：也為板卡式儀器，早期為ISA總線插卡型儀器。板卡式儀器借助于插入計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡與專用的軟件(如LabView)兩者相結(jié)合構(gòu)成測試系統(tǒng)。插卡型虛擬儀器充分利用計(jì)算機(jī)的總線、機(jī)箱、電源及軟件的便利。但是受PC機(jī)機(jī)箱和總線限制，且有電源功率不足，機(jī)箱內(nèi)部的噪聲電平較高，插槽數(shù)目也不多，插槽尺寸比較小，機(jī)箱內(nèi)無屏蔽等缺點(diǎn)相比于USB外置儀器其安裝與使用也不方便，并且高頻性能和測試精度也要差一些。
圖3：PCI總線卡
2、串行口式虛擬儀器：是可連接到計(jì)算機(jī)串口上的測量裝置，把儀器硬件集成在一個(gè)采集盒內(nèi)，儀器軟件裝在計(jì)算機(jī)上，通?？梢酝瓿筛鞣N測量測試儀器的功能?？梢越M成數(shù)字存儲示波器、頻譜分析儀、邏輯分析儀、任意波形發(fā)生器、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、數(shù)字萬用表、功率計(jì)、FFT分析儀、數(shù)據(jù)記錄儀、數(shù)據(jù)采集器等。早期為RS232接口型儀器，現(xiàn)在最流行的為USB儀器。
USB儀器充分利用USB串口的即插即用和熱插拔兩項(xiàng)優(yōu)越性能，不用打開計(jì)算機(jī)進(jìn)行插槽式安裝，做到即插即用。而且既可以與筆記本電腦相連，又可與臺式PC機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)臺式和便攜式兩用，非常方便。由于是外置與計(jì)算機(jī)相連，不是內(nèi)插到計(jì)算機(jī)內(nèi)，是準(zhǔn)獨(dú)立儀器，比板卡式儀器要靈活方便，并且易實(shí)現(xiàn)高頻，其性能要強(qiáng)于板卡式儀器。USB儀器價(jià)格低廉、用途廣泛，特別適合于研發(fā)部門和各種教學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。
表1 USB儀器與板卡式儀器
