虛擬儀器在電子技術(shù)演示實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用

在進(jìn)行電子技術(shù)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)過程中，一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)就是進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，這樣才能保障學(xué)習(xí)者對(duì)電子技術(shù)有一個(gè)更加充分的了解。在信息技術(shù)還沒出現(xiàn)之前，多采用的是實(shí)物演示、視頻展示等方式向?qū)W習(xí)者展示演示實(shí)驗(yàn)過程，這不利于學(xué)習(xí)者真正去體驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)過程，隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，利用虛擬儀器進(jìn)行電子技術(shù)演示實(shí)驗(yàn)成為很多人的選擇。文章需要是對(duì)虛擬儀器在電子技術(shù)演示實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用進(jìn)行深入分析與研究。

【關(guān)鍵詞】虛擬儀器 電子技術(shù) 演示實(shí)驗(yàn) 運(yùn)用 實(shí)例分析

利用虛擬儀器進(jìn)行電子技術(shù)演示實(shí)驗(yàn)在很多方面都具有一定的優(yōu)勢(shì)，因此目前很多電子技術(shù)演示實(shí)驗(yàn)室都會(huì)構(gòu)建一個(gè)虛擬儀器演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，這樣就為演示實(shí)驗(yàn)提供了很大的便利。只有對(duì)虛擬儀器有一個(gè)深入的認(rèn)識(shí)與了解才可以對(duì)電子技術(shù)演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效的指導(dǎo)，利于演示實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。虛擬儀器演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為學(xué)習(xí)者進(jìn)行電子技術(shù)的學(xué)習(xí)提供了一個(gè)很好的平臺(tái)，并且利于提升學(xué)習(xí)者的實(shí)際操作能力。

1 虛擬儀器在電子技術(shù)演示實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用概述

1.1 虛擬儀器概述

虛擬儀器就是一個(gè)采用高性能的硬件組合以及各類軟件來進(jìn)行各種電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)與測量。在進(jìn)行電子技術(shù)演示實(shí)驗(yàn)的過程中可以隨時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行操作、演練，并且能夠及時(shí)看到實(shí)驗(yàn)過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，可以對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，利于學(xué)習(xí)者充分掌握電子技術(shù)的具體操作過程，進(jìn)而促進(jìn)他們對(duì)電子技術(shù)的學(xué)習(xí)。

虛擬儀器在長期的發(fā)展過程中形成了幾種不同的類型。一是插卡型虛擬儀器，這類儀器采用的是PCI總線，它可以充分利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)來進(jìn)行實(shí)際演示實(shí)驗(yàn)操作，但是它也存在電源功率不足等缺點(diǎn)。二是并行口式虛擬儀器，這類儀器既可以與筆記本電腦相連接，又可以與臺(tái)式電腦相連接，便于進(jìn)行戶外的演示實(shí)驗(yàn)，可以應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。其他類型的虛擬儀器分別是GPIB總線方式的虛擬儀器、VXI總線方式虛擬儀器等，這幾種不同類型的虛擬儀器在實(shí)際應(yīng)用過程中各自尤其適用的范圍與領(lǐng)域，這就需要根據(jù)實(shí)際的情況做出不同的選擇。

1.2 虛擬儀器演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分析

虛擬儀器的電子技術(shù)演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是由實(shí)驗(yàn)電路模塊、試驗(yàn)箱、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)現(xiàn)實(shí)屏等多個(gè)部件組成。在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)的操作過程中，需要教學(xué)者根據(jù)需要進(jìn)行不同電路的實(shí)驗(yàn)演示，演示實(shí)驗(yàn)時(shí)電腦屏幕可以對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢測與數(shù)據(jù)的測量，這樣學(xué)習(xí)者可以有效對(duì)電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全程的觀察，并且在有了一定的知識(shí)儲(chǔ)備之后還可以自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

實(shí)際上虛擬儀器演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分為不同的類型，其中有一些是適合電子技術(shù)演示實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)多具備以下幾種功能。一是可以有效對(duì)電壓、電流等進(jìn)行信號(hào)的分析，與數(shù)據(jù)的顯示處理，這樣在一定程度上簡化了演示實(shí)驗(yàn)的流程，并且可以對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效的監(jiān)控。二是可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行程序控制，并且能夠?qū)π盘?hào)發(fā)生器等進(jìn)行手動(dòng)的調(diào)節(jié)。需要注意的是在進(jìn)行虛擬儀器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中需要堅(jiān)持一定的設(shè)計(jì)原則，這樣才使得系統(tǒng)的各類能夠得以有效發(fā)揮。

2 電子技術(shù)演示實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用虛擬儀器的實(shí)例分析

2.1 共射級(jí)單管放大電路演示實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)中需要運(yùn)用導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)電阻、電容等連接起來，并且保障實(shí)驗(yàn)器材連接過程完全正確。之后需要對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，通常來說，當(dāng)信號(hào)的幅度不是很大時(shí)，可以選擇較低的靜態(tài)工作點(diǎn)，這樣在一定程度上可以減少電能的消耗，并且利于放大器噪音的降低，這一過程也需要保障所傳輸?shù)男盘?hào)不能夠失真。

之所以要選擇合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，是因?yàn)槿绻o態(tài)工作點(diǎn)的選擇不當(dāng)就會(huì)造成飽和失真或截止失真的現(xiàn)象出現(xiàn)。靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置的過高就會(huì)造成飽和失真的現(xiàn)象發(fā)生，靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置的過低，截止失真的情況又會(huì)發(fā)生，因此該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行y試出在實(shí)驗(yàn)中影響靜態(tài)工作點(diǎn)的各類因素。

2.2 二極管伏安特性曲線演示實(shí)驗(yàn)

在利用虛擬儀器演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行二極管伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)的過程中，需要進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)操作。首選需要將二極管的電阻、虛擬信號(hào)發(fā)生器、虛擬試波器三者用導(dǎo)線按順序進(jìn)行連接，在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)需要對(duì)三者的連接進(jìn)行檢查，確保連接無誤之后打開虛擬儀器和計(jì)算機(jī)。其次要通過電腦顯示頻所顯示出的數(shù)值對(duì)虛擬儀器進(jìn)行調(diào)整，保障虛擬器的頻率達(dá)到一個(gè)適合的值，在進(jìn)行頻率調(diào)整的過程中，需要注意電腦顯示頻的數(shù)據(jù)變化，這樣可以保障實(shí)驗(yàn)更加具備精準(zhǔn)度，之后需要將正弦信號(hào)值進(jìn)行輸出處理。最后經(jīng)過多次對(duì)虛擬儀器的調(diào)整可以通過電腦顯示屏得到最合適的通道值、衰減幅度值，演示實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)較為穩(wěn)定的波形即二極管伏安特性曲線。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，如果利用以前的演示實(shí)驗(yàn)方式，不能夠保障數(shù)值的精準(zhǔn)度，但是利用虛擬儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，能夠?qū)?shí)驗(yàn)進(jìn)行準(zhǔn)確的控制與操作。

2.3 單極低頻放大器演示實(shí)驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程中需要將電阻、變阻器、虛擬示波器等連接在一起，然后根據(jù)電路實(shí)驗(yàn)圖開始進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)的操作。實(shí)驗(yàn)中需要利用虛擬儀器將電壓波形顯示出來，這個(gè)波形是通過對(duì)虛擬儀器調(diào)整而得來的低頻放大器輸入與輸出的電壓波形。

得到電壓波形以后，需要實(shí)驗(yàn)者選擇自己所需要的頻率與波形，然后將其放在正確的時(shí)間與幅度上，保障最終得到實(shí)驗(yàn)者所需要的波形。在這一實(shí)驗(yàn)中，利用虛擬儀器可以準(zhǔn)確輸出電波數(shù)據(jù)，并且方便最后電波的選擇與幅度的確定。

3 結(jié)語

實(shí)際上，目前虛擬儀器演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)仍然存在很多不足的地方，例如實(shí)驗(yàn)存在盲目性、數(shù)據(jù)處理的精準(zhǔn)度不足等，但是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬儀器在電子技術(shù)演示實(shí)驗(yàn)中一定會(huì)發(fā)揮出更加重要的作用，并且虛擬儀器使用幾乎是也會(huì)更加趨向完善。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

范威威（1983-），男，吉林省公主嶺市人。2008年畢業(yè)于吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)供職于長春光華學(xué)院，碩士學(xué)位，研究方向?yàn)檐浖こ獭?/p>

作者單位

長春光華學(xué)院 吉林省長春市 130031