唐萬偉

【摘要】 高頻電子線路課程理論性強(qiáng)，需要通過較多的實(shí)驗練習(xí)進(jìn)行理論知識的理解，而課時和實(shí)驗地點(diǎn)的限制又使同學(xué)們練習(xí)較少。針對這一問題，提出了一種基于虛擬儀器技術(shù)的高頻電子線路實(shí)驗平臺的設(shè)計方法。與傳統(tǒng)的高頻電子線路硬件實(shí)驗相比，該實(shí)驗平臺能彌補(bǔ)硬件實(shí)驗的不足，打破傳統(tǒng)實(shí)驗固定地點(diǎn)的局限，減少實(shí)驗設(shè)備的投入，結(jié)合課上的理論講解，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

【關(guān)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(yè)和通信工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)效果有很大的影響。要加強(qiáng)對教材中基本理論知識的理解和掌握需要通過實(shí)驗使學(xué)生更直觀的體會理論知識在實(shí)踐中的應(yīng)用，如能讓學(xué)生通過參與對實(shí)驗平臺設(shè)計還可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動手能力、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。以往的高頻電子線路的實(shí)驗都是在試驗箱上完成的，以驗證性的實(shí)驗為主，學(xué)生的設(shè)計能力沒有得到鍛煉。

虛擬儀器技術(shù)突破了傳統(tǒng)電子儀器以硬件為主體的模式充分利用了最新的計算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能。

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

一、虛擬儀器技術(shù)

虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量的一種技術(shù)。具有性能高，擴(kuò)展性強(qiáng)，開發(fā)時間少，無縫集成等優(yōu)點(diǎn)

在高頻電子線路的教學(xué)中，如果使用LabVIEW進(jìn)行實(shí)驗平臺的設(shè)計，幫助同學(xué)學(xué)習(xí)理解、掌握課堂上的理論知識，既可以達(dá)到與硬件實(shí)驗同樣的效果，又提供給學(xué)生更多的實(shí)踐機(jī)會?；谄渲T多優(yōu)勢，很多高校也在積極探索研究適合各自課程的虛擬實(shí)驗平臺。

二、高頻電子線路虛擬實(shí)驗平臺設(shè)計

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

三、實(shí)驗范例

打開虛擬實(shí)驗平臺的可執(zhí)行程序進(jìn)入入口界面如圖2所示。學(xué)生可以通過左側(cè)的選項卡進(jìn)入相應(yīng)的實(shí)驗?zāi)K學(xué)習(xí)，這里以數(shù)字調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗?zāi)K為例做以說明。

點(diǎn)擊數(shù)字調(diào)制與解調(diào)進(jìn)入相應(yīng)的子模塊，如圖3所示。

設(shè)置輸入為1010001100可以立即得出相應(yīng)的2ASK，2FSK，2PSK的圖行如圖3所示。再通過點(diǎn)擊上方的解調(diào)選項卡可以看到各種調(diào)制相應(yīng)的解調(diào)的波形。實(shí)踐證明通過該實(shí)驗平臺的訓(xùn)練，學(xué)生可以很輕松的掌握基本原理，收到了實(shí)驗輔助理論教學(xué)的作用。

四、結(jié)語

文中提出的基于LabVIEW的高頻電子線路實(shí)驗平臺，可以彌補(bǔ)學(xué)校硬件實(shí)驗設(shè)施的不足，提升教學(xué)效率，通過提供實(shí)驗的源程序，讓學(xué)生可以自行修改程序，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生從被動的應(yīng)付實(shí)驗變?yōu)橹鲃拥脑O(shè)計實(shí)驗，從而提升的學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力。