虛擬儀器在電子技術演示實驗中的運用

在進行電子技術相關知識的學習過程中，一個必不可少的環節就是進行演示實驗，這樣才能保障學習者對電子技術有一個更加充分的了解。在信息技術還沒出現之前，多采用的是實物演示、視頻展示等方式向學習者展示演示實驗過程，這不利于學習者真正去體驗演示實驗過程，隨著網絡信息技術的出現與發展，利用虛擬儀器進行電子技術演示實驗成為很多人的選擇。文章需要是對虛擬儀器在電子技術演示實驗中的運用進行深入分析與研究。

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利用虛擬儀器進行電子技術演示實驗在很多方面都具有一定的優勢，因此目前很多電子技術演示實驗室都會構建一個虛擬儀器演示實驗系統，這樣就為演示實驗提供了很大的便利。只有對虛擬儀器有一個深入的認識與了解才可以對電子技術演示實驗進行有效的指導，利于演示實驗的順利進行。虛擬儀器演示實驗系統為學習者進行電子技術的學習提供了一個很好的平臺，并且利于提升學習者的實際操作能力。

1 虛擬儀器在電子技術演示實驗中的運用概述

1.1 虛擬儀器概述

虛擬儀器就是一個采用高性能的硬件組合以及各類軟件來進行各種電子技術的實驗與測量。在進行電子技術演示實驗的過程中可以隨時對實驗過程進行操作、演練，并且能夠及時看到實驗過程中所產生的數據信息，可以對數據信息進行分析，利于學習者充分掌握電子技術的具體操作過程，進而促進他們對電子技術的學習。

虛擬儀器在長期的發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，它可以充分利用計算機的優勢來進行實際演示實驗操作，但是它也存在電源功率不足等缺點。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，又可以與臺式電腦相連接，便于進行戶外的演示實驗，可以應用到各個領域當中。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際應用過程中各自尤其適用的范圍與領域，這就需要根據實際的情況做出不同的選擇。

1.2 虛擬儀器演示實驗系統分析

虛擬儀器的電子技術演示實驗系統是由實驗電路模塊、試驗箱、數據采集卡、計算機現實屏等多個部件組成。在進行演示實驗的操作過程中，需要教學者根據需要進行不同電路的實驗演示，演示實驗時電腦屏幕可以對實驗進行檢測與數據的測量，這樣學習者可以有效對電子技術的實驗進行全程的觀察，并且在有了一定的知識儲備之后還可以自己進行實驗操作。

實際上虛擬儀器演示實驗系統分為不同的類型，其中有一些是適合電子技術演示實驗的系統，這些系統多具備以下幾種功能。一是可以有效對電壓、電流等進行信號的分析，與數據的顯示處理，這樣在一定程度上簡化了演示實驗的流程，并且可以對實驗進行有效的監控。二是可以對系統進行程序控制，并且能夠對信號發生器等進行手動的調節。需要注意的是在進行虛擬儀器系統的設計過程中需要堅持一定的設計原則，這樣才使得系統的各類能夠得以有效發揮。

2 電子技術演示實驗中運用虛擬儀器的實例分析

2.1 共射級單管放大電路演示實驗

實驗中需要運用導線將實驗電阻、電容等連接起來，并且保障實驗器材連接過程完全正確。之后需要對靜態工作點進行設置，通常來說，當信號的幅度不是很大時，可以選擇較低的靜態工作點，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的信號不能夠失真。

之所以要選擇合適的靜態工作點，是因為如果靜態工作點的選擇不當就會造成飽和失真或截止失真的現象出現。靜態工作點設置的過高就會造成飽和失真的現象發生，靜態工作點設置的過低，截止失真的情況又會發生，因此該實驗能夠有效測試出在實驗中影響靜態工作點的各類因素。

2.2 二極管伏安特性曲線演示實驗

在利用虛擬儀器演示實驗系統進行二極管伏安特性曲線實驗的過程中，需要進行以下實驗操作。首選需要將二極管的電阻、虛擬信號發生器、虛擬試波器三者用導線按順序進行連接，在實驗操作時需要對三者的連接進行檢查，確保連接無誤之后打開虛擬儀器和計算機。其次要通過電腦顯示頻所顯示出的數值對虛擬儀器進行調整，保障虛擬器的頻率達到一個適合的值，在進行頻率調整的過程中，需要注意電腦顯示頻的數據變化，這樣可以保障實驗更加具備精準度，之后需要將正弦信號值進行輸出處理。最后經過多次對虛擬儀器的調整可以通過電腦顯示屏得到最合適的通道值、衰減幅度值，演示實驗結束以后就會出現一個較為穩定的波形即二極管伏安特性曲線。在整個實驗過程中，如果利用以前的演示實驗方式，不能夠保障數值的精準度，但是利用虛擬儀器進行實驗時，能夠對實驗進行準確的控制與操作。

2.3 單極低頻放大器演示實驗

在實驗準備過程中需要將電阻、變阻器、虛擬示波器等連接在一起，然后根據電路實驗圖開始進行演示實驗的操作。實驗中需要利用虛擬儀器將電壓波形顯示出來，這個波形是通過對虛擬儀器調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，需要實驗者選擇自己所需要的頻率與波形，然后將其放在正確的時間與幅度上，保障最終得到實驗者所需要的波形。在這一實驗中，利用虛擬儀器可以準確輸出電波數據，并且方便最后電波的選擇與幅度的確定。

3 結語

實際上，目前虛擬儀器演示實驗系統仍然存在很多不足的地方，例如實驗存在盲目性、數據處理的精準度不足等，但是隨著網絡技術以及計算機技術的發展，虛擬儀器在電子技術演示實驗中一定會發揮出更加重要的作用，并且虛擬儀器使用幾乎是也會更加趨向完善。

參考文獻

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作者簡介

范威威（1983-），男，吉林省公主嶺市人。2008年畢業于吉林農業大學電子信息科學與技術專業，現供職于長春光華學院，碩士學位，研究方向為軟件工程。

作者單位

長春光華學院 吉林省長春市 130031