基于LabVIEW的虚拟模电实验的构建——调制解调器(3)

　　（3）学生不能根据自己的学习进度安排实验时间，更不能像做家庭作业一样在课余时间进行练习。有限的教学时数与学生技能的提高矛盾突出。

　　（4）实验的元器件离散性大，变化引起的温漂、干扰等因素会造成实验数据的偏差。

　　（5）传统的技术实验是以实物为主的，设备易磨损老化，需要定期更新；教学实验室的设备配置与教学大纲的教学要求相对应，随着教学要求的提高及电子技术的飞速发展，实验设备的技术水平也不断提高，数量也要有所增加，这要消耗我们有限的教学经费。

　　而使用LABVIEW恰好能够弥补实验的不足。它的优点是：

　　（1）在上即可完成和实现实验的线路连接，例如，显示检测点的电压电流波形及对电路进行直流分析、交流分析、瞬态分析、傅立叶分析等多种分析，及时获得实验结果。

　　（2）评估元器件参数变化（包括故障）对电路造成的影响。分析一些较难测量的电路特性，如进行噪声（Noise）、频谱（Fourier）、器件灵敏度（Sensitivity）、温度特性（Temperature）分析等。

　　（3）可以在短暂的实验时间里快速完成较复杂的线路连接、测试工作。

　　（4）可以很容易地实现对学生的量化评估。

　　2.3 LabVIEW应用解决方案

　　LabVIEW自1986年正式推出，至今已发展到以最新版本LabVIEW7.0Express为核心，包括控制与仿真、高级数字信号处理、过程控制、模糊控制和PID控制等众多软件包，可运行于现今所有Windows系统、Linux,Macintosh,Sun和HP-UX等多种平台的标准软件开发环境〔，们。其已被广泛应用于包括航空航天、工业自动化、、汽车、半导体和生物等世界范围内的众多领域，其概括如下:

　　（1）.LabV工EW应用于测试与测量

　　LabVIEW已成为测试与测量领域的工业标准，通过GPIB,VXI,PLC、串行设备和插卡式数据采集板卡可以构成实际的数据采集系统。它提供了工业界最大的仪器驱动程序库，同时还支持通过Internet,ActiveX,DE 、和SQL等交互式通信方式实现数据共享，它提供的众多开发工具使复杂的测试测量任务变得简单易行.

　　（2）.LabV工EW应用于过程控制和工业自动化

　　LabVIEW强大的硬件驱动、图形显示能力和便捷的快速程序设计为过程控制和工业自动化提供了优秀的解决方案.同时由于NI公司提供有全系列的基于PC的多功能板卡，其与LabVIEW在底层即实现了软、硬件的无逢连接，节约了系统的构建时间并增强了系统可靠性。

　　（3）.LabVIEW应用于实验室研究与自动化

　　LabVIEW为科学家和工程师提供了功能强大的高技分析库，包括统计、估计、回归分析、线性代数、信号生成算法、时域和频域分析等众多科学领域。在联合时域分析、小波和数字滤波器等高级或特殊分析场合，LabV工EW提供有专门的附加软件包。

　　3 方案论证

　　3.1可行性研究

　　在虚拟仪器系统中，信号的获取与采集是由以计算机为核心的硬件平台来完成的。在此硬件平台基础上，调用测试软件来完成某种功能的测试任务，便可构成该种功能的虚拟测量仪器。在同一硬件平台上，调用不同的测试软件的可构成不同功能的虚拟仪器。因此，出现了‘软件就是仪器’的概念。如对采集的数据通过测试软件进行标定和数据点的显示就构成了一台数字示波器；如对采集的数据利用软件进行FFT变换，则构成了一台频谱分析仪……信号分析与处理要求取的特征值，如峰值，真有效值，均值，均方值，方差，标准差，以及频谱，相关函数，概率密度函数等，如用硬件电路来获取，其电路是复杂的，昂贵的，甚至是不易实现的，然而用软件编程来获取是很容易实现的。这是虚拟仪器比传统仪器具有的绝对优势所在。

　　LabVIEW提供了各种常用的包括信号时域分析，相关分析，曲线拟合，微分，积分等信号分析、处理所需的图标。这些图标各自对应一段软件子程序，可在流程图编辑窗口中的‘function’功能模板上的‘signal processing’子模板上方便的调出，供用户编辑流程图使用。

　　3.2系统的功能作用

　　3.2.1辅助课堂教学

　　传统的模电技术教学往往是理论教学和实验部分分开进行。教师在教室内用粉笔、黑板传授抽象的理论知识，在黑板上画电路图，给学生分析电路特性，分析电路随着某一元件的变化而变化的情况。教师讲得辛苦，却得不到理想的效果；学生听课吃力，往往不得要领，很难对有关理论留下深刻的印象。进行实验，其主要目的就是为了课堂上传授的理论知识，加深对理论的理解和记忆。但是我们很难将一个实验搬到课堂中来，倘若有虚拟实验室，便可以很方便地利用其在课堂上进行演示，让抽象的理论及时得到检验，给予学生感官上的认识，达到从感性认识到理性认识的有机过渡。

　　3.2.2仿真

　　辅助实验教学的开展，为学习者提供一个检验模电技术理论和知识的环境。充分利用计算机快速准确将繁琐的计算公式通过编制程序计算出结果，画出精确仿真图线，帮助学生理解和分析复杂的电路。学生可以独立使用自己计算机中构建的