虛擬儀器技術在高頻電子線路教學中的應用

唐萬偉

【摘要】 高頻電子線路課程理論性強，需要通過較多的實驗練習進行理論知識的理解，而課時和實驗地點的限制又使同學們練習較少。針對這一問題，提出了一種基于虛擬儀器技術的高頻電子線路實驗平臺的設計方法。與傳統的高頻電子線路硬件實驗相比，該實驗平臺能彌補硬件實驗的不足，打破傳統實驗固定地點的局限，減少實驗設備的投入，結合課上的理論講解，有利于激發學生的學習興趣。

【關鍵詞】 虛擬儀器 高頻電子線路 LabVIEW

高頻電子線路課程是電子信息工程專業和通信工程專業的一門專業基礎課程。對后續課程的學習效果有很大的影響。要加強對教材中基本理論知識的理解和掌握需要通過實驗使學生更直觀的體會理論知識在實踐中的應用，如能讓學生通過參與對實驗平臺設計還可以培養學生實際動手能力、發現問題、分析問題、解決問題的能力。以往的高頻電子線路的實驗都是在試驗箱上完成的，以驗證性的實驗為主，學生的設計能力沒有得到鍛煉。

虛擬儀器技術突破了傳統電子儀器以硬件為主體的模式充分利用了最新的計算機技術來實現和擴展傳統儀器的功能。

LabVIEW提供很多外觀與傳統儀器（如示波器、萬用表）類似的控件，可用來方便地創建用戶界面。是一款功能比較強大的虛擬儀器設計軟件。與傳統的編程語言比較，LabVIEW圖形編程方式能夠節省85%以上的程序開發時間，其運行速度卻幾乎不受影響，體現出了極高的效率。

一、虛擬儀器技術

虛擬儀器技術就是利用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量的一種技術。具有性能高，擴展性強，開發時間少，無縫集成等優點

在高頻電子線路的教學中，如果使用LabVIEW進行實驗平臺的設計，幫助同學學習理解、掌握課堂上的理論知識，既可以達到與硬件實驗同樣的效果，又提供給學生更多的實踐機會。基于其諸多優勢，很多高校也在積極探索研究適合各自課程的虛擬實驗平臺。

二、高頻電子線路虛擬實驗平臺設計

實驗總體分為六大部分，即振幅調制與解調，小信號放大，數字調制與解調，頻率變換與混頻，功率放大與選頻與濾波，實驗組成如圖1所示。

三、實驗范例

打開虛擬實驗平臺的可執行程序進入入口界面如圖2所示。學生可以通過左側的選項卡進入相應的實驗模塊學習，這里以數字調制與解調實驗模塊為例做以說明。

點擊數字調制與解調進入相應的子模塊，如圖3所示。

設置輸入為1010001100可以立即得出相應的2ASK，2FSK，2PSK的圖行如圖3所示。再通過點擊上方的解調選項卡可以看到各種調制相應的解調的波形。實踐證明通過該實驗平臺的訓練，學生可以很輕松的掌握基本原理，收到了實驗輔助理論教學的作用。

四、結語

文中提出的基于LabVIEW的高頻電子線路實驗平臺，可以彌補學校硬件實驗設施的不足，提升教學效率，通過提供實驗的源程序，讓學生可以自行修改程序，激發學生的學習興趣，使學生從被動的應付實驗變為主動的設計實驗，從而提升的學生實踐創新能力。