基于LabVIEW 的單管放大電路參數測試虛擬實驗設計

位凱朋+蒲永紅+劉志堅+蔣毓鵬

【摘要】本文應用LabVIEW技術設計了單管放大電路實驗，對實驗前面板和程序框圖的設計進行了詳細的描述；并對實驗進行了仿真，結果表明采用labivew技術設計的虛擬實驗操作方便，實驗結果精確。

【關鍵詞】labview 單管放大電路實驗 虛擬實驗

【中圖分類號】TN710-4；G434 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）05-0048-01

LabVIEW是一種程序開發環境，由美國國家儀器（NI）公司研制開發，類似于C和BASIC開發環境，但是LabVIEW與其他計算機語言的區別是：其他計算機語言都是采用基于文本的語言產生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產生的程序是框圖的形式；也是開發測量或控制系統的理想選擇[1-2]。LabVIEW開發環境集成了工程師和科學家快速構建各種應用所需的所有工具，旨在幫助工程師和科學家解決問題、提高生產力和不斷創新。利用虛擬儀器的優點，開發和創建虛擬儀器。Labview技術也被廣泛的使用在實驗教學中，本文就以單管放大電路實驗為例，具體介紹labview技術下該虛擬實驗的設計與實現。

一、單管放大電路虛擬實驗設計

1.共發射極單管放大電路原理圖

共發射極單管放大電路參數測試原理圖如圖1所示：RWRB1和RB2組成了偏置電路，并在發射極接電阻RE，對發射極點位中的直流分量起到負反饋的作用，以穩定放大電路的靜態工作點。當三極管導通時，Ube≈0.6-0.7v；當放大電路的輸入端添加輸入信號Ui后，在放大電路的輸出端便可以得到一個與Ui相位相反，幅值放大了輸出信號Uo，從而實現電壓放大[3]。

實驗內容主要是在不接入輸入信號Ui時，測量電路的靜態工作點Ub、Ue、Uc的值，電壓放大倍數的測量主要是在調整合適的靜態工作點后，結束正弦輸入信號，用示波器觀察放大電路的輸出電壓Uo的波形。

2.Labview環境下的實驗設計

實驗原理圖中的電阻、電源、示波器等可以通過LabVIEW 的標準控件編輯器窗口來編輯，控件編輯器中可以對控件的大小、顏色、相對位置隨意調整或者添加文本或者插入圖片等。首先創建一個新的子VI，把電路圖的圖片直接粘貼到前面板上，數值顯示控件勝在精確，讀數方便，可顯示數據范圍廣，添加10個數值輸入控件，用來輸入電路的電阻、電源等參數；添加 4個數值顯示控件，用來顯示靜態工作點和電壓放大倍數。儀表控件則有形象直觀，生動形象的效果，輸入輸出電壓波形用示波器顯示，在前面上添加兩個示波器[4-5]。

本實驗的程序框圖采用在一個while循環中嵌套公式節點法，程序框圖的左邊是輸入的數據變量，變量的數值可以在前面直接更改，公式節點框圖中間是具體的計算公式，公式的編程方法和C語言一樣，行末用分號結束[6]。框圖的右邊是對應的實驗輸出量。框圖中間根據實驗內容可以方便的構建輸出量與輸入量之間的表達式。設計的程序框圖如圖3。

二、實驗的仿真

輸入Ucc，RB1，等實驗基本參數及在放大電路輸入端輸入頻率為1kHz，幅值為10mV的正弦信號Ui進行共發射極放大電路模擬實驗，觀測示波器輸出電壓的波形。經驗證，實驗數據符合要求。所以實驗可行。

三、結語

在labview環境下設計的單管放大電路參數測試實驗操作操作方便，實驗界面清晰，而且滿足電路實驗的要求；此外，學生可以通過下載虛擬實驗程序，自己在電腦上完成虛擬實驗，有效彌補了實驗資源和學生實驗要求之間的缺口，可以有效節省實驗成本。

參考文獻：

[1]陳國順，張桐，郭陽寬，王正林.精通LabVIEW程序設計[M].電子工業出版社，2012.

[2]陳樹學，劉萱.LabVIEW寶典，2014.

[3]汪敬華.電子技術[M].清華大學出版社.

[4]豈興明，田京京，朱洪歧.LabVIEW入門與實戰開發100例[M].電子工業出版社.

[5]張桐，陳國順，王正林.精通LabVIEW 程序設計[M].北京：電子工業出版社，2008.

[6]陳錫輝，張銀鴻.LabVIEW 8.20 程序設計從入門到精通[M].北京：清華大學出版社，2007.