虛擬儀器在高職院校通信原理實驗中的應用

李可

摘 要：通信原理課程在高職院校中，是移動通信專業的專業基礎課程，對于高職院校學生來講，該門課程理論性強，比較抽象，學生理解困難。虛擬儀器，即Labview仿真設計，能夠在教學中進行實驗仿真演示和操作，使學生通過實驗來更好地理解理論所學，動手操作實驗，極大增強學生的學習興趣，調動學習主動性。

關鍵詞：虛擬儀器;通信原理;高職院校

一、虛擬儀器簡介

虛擬儀器，即LabVIEW（Laboratory Virtual Instrumentation EngineeringWorkbench，實驗室虛擬儀器工程平臺）是一種用圖標代替文本行創建應用程序的圖形化編程語言，LabVIEW 的程序叫做 VI，即虛擬儀器。它的核心概念就是“軟件即是儀器”，用具體圖形表示函數，用連接線表示數據流向^[1]。在“通信原理”實驗中使用虛擬儀器的模塊化程序設計語言，能夠把抽象的內容具體化，較傳統教學更生動，對通信系統的設計更靈活。

二、虛擬儀器在通信原理實驗中的作用

傳統通信原理的教學方法，多是采用寫板書、列公式、畫草圖的方式講授，大部分的課程都是理論公式的推到，對高職院校的學生來說，適用性不強。通信原理的實驗臺多是固定的實驗，內容單一，開發性實驗非常缺乏，不能添加新的實驗。實驗臺價格昂貴，數量有限，不能同時滿足學生同步實驗，通常實驗需要分批分組進行。

引入虛擬儀器，通過仿真設計，學生可以自己進行模塊設計，把自己的思路融入到實驗中，通過實驗，進行探索學習，不再是被動的灌輸知識。通過虛擬儀器仿真，使學生的想法得以實現。而且可以獨立成組，不受時間、地點、試驗臺的限制，課后學生也可以進行分析實驗，極大的提高了教學效果^[2]。

三、案例分析

我們以PCM脈沖編碼調制過程為例，進行舉例分析。

（一）正弦信號的生成

利用虛擬儀器仿真，生成正弦波信號波形，可以進行參數選擇，直觀易懂，如圖1所示。

（二）信號的采樣

根據Nyquist采樣定理，如果以的采樣頻率進行均勻采樣，原信號可以被這些采樣值完全確定。采樣后信息如圖2所示。

（三）信號的量化

信號的量化采用A律13折線壓縮原理，量化后的波形如圖3所示。

（四）信號的編碼

把量化后的信號變換成二進制碼組的過程稱之為編碼，基于A律13折線的碼位安排：

極性碼????????? 段落碼??????????????? 段內碼

C1??????????? C2 C3 C4??????????????? C5 C6 C7 C8

編碼后的碼型如圖4所示。

通過虛擬儀器仿真模型，可以非常直觀地看到PCM脈沖編碼過程，從模擬信號到數字化的轉化。

本文通過虛擬儀器在高職院校通信原理實驗中的應用舉例，進行分析，觀察到了傳統實驗臺不能操作的實驗，進一步提升學生主動學習課程的積極性，從而使教學效果得到改善。

參考文獻

[1] 楊冠男.“通信原理”虛實結合的教學方法探索[J].電腦知識與技術，2017，13（8）：148-149，166.