LabVIEW在电子线路实验教学中的应用
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2020-11-03
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LabVIEW在电子线路实验教学中的应用在电子线路实验教学中的应用
摘 要：针对目前电子线路实验教学中存在的问题，结合实例介绍了LabVIEW和虚拟仪器技术在电子线路实验教
学中的特点和优势。利用LabVIEW构建虚拟仪器和实验，弥补了传统实验设备的不足，加大了实验室现有资源
的利用，达到了改善实验条件、提高教学质量的目的。同时，将虚拟实验与传统实验相结合的教学方法使教学
更生动，有利于促进学生自主学习和创新能力的培养。 0 引言 《电子线路》是高等院校电子类专业学
生必修的一门专业技术基础课。由于该课程理论性和实践性都很强，学生不易理解和掌握，实验成为必不可少
的一个教学环节。 传统实验教学需要大量的仪器设备，但由于设备功能单一，可以开设的实验课程有
摘 要：针对目前电子线路实验教学中存在的问题，结合实例介绍了LabVIEW和虚拟仪器技术在电子线路实验教学中的特点
和优势。利用LabVIEW构建虚拟仪器和实验，弥补了传统实验设备的不足，加大了实验室现有资源的利用，达到了改善实验
条件、提高教学质量的目的。同时，将虚拟实验与传统实验相结合的教学方法使教学更生动，有利于促进学生自主学习和创新
能力的培养。
0 引言引言
《电子线路》是高等院校电子类专业学生必修的一门专业技术基础课。由于该课程理论性和实践性都很强，学生不易理解
和掌握，实验成为必不可少的一个教学环节。
传统实验教学需要大量的仪器设备，但由于设备功能单一，可以开设的实验课程有限，学生进行实际电路设计和仪器操作
的机会少，动手能力难以提高。利用实验室虚拟仪器工程平台LabVIEW可以开发出形式多样的与实际仪器功能类似的虚拟仪
器，满足学生不同层次的实验需要，提高他们的电路设计与应用能力；同时利用LabVIEW还可实现实验室精密仪器的自动控
制，减少误操作带来的设备损坏。本文结合LabVIEW开发软件，利用实验室现有的仪器设备，通过构建实例说明LabVIEW在
电子线路实验教学中的应用。
1 LabVIEW与虚拟仪器技术与虚拟仪器技术
1.1 LabVIEW简介简介
LabVIEW(Laboratory Virtual Instruments EngineeringWorkbench，实验室虚拟仪器工程平台)是美国NI公司于1986年推
出的虚拟仪器开发工具，它采用图形化编程方法，为设计者提供了一个轻松、便捷的设计环境。利用LabVIEW，设计者可以
轻松组建测量系统并构造自己的仪器界面，无需进行繁琐的计算机代码的编写。
LabVIEW程序一般包括两个主要部分：前面板和框图程序。前面板用于设置各类参数、观察输出数据及波形，框图程序
是程序的图形化源代码。
LabVIEW软件具有以下特点：
(1)直观的图形化编程环境。利用图形控件开发系统的用户界面，通过框图模块实现各种函数功能，提高了开发效率。
(2)灵活的接口功能。LabVIEW既可以和专用采集设备进行通信，也可以和具有GPIB、PXI、RS-232、VXI等接口的仪器
进行通信，广泛应用于实验测量、数据采集及处理等方面。
(3)丰富的实时支持库。LabVIEW提供了大量可供用户直接调用的函数库，如数字信号处理函数库、数值分析函数库等，
并提供了数据采集、分析、显示及仪器控制等所需要的工具。
(4)强大的设备驱动和Internet功能。LabVIEW集成了上千种仪器和测量设备驱动，能够快速配置和使用各种仪器设备；同
时LabVIEW支持常用的网络协议。
1.2 虚拟仪器技术虚拟仪器技术
"虚拟仪器"概念的提出是对传统仪器的重大突破，是计算机软硬件、总线技术和测控技术、仪器仪表技术等密切结合的产
物。与传统仪器不同，虚拟仪器的核心是应用软件。利用LabVIEW直观的图形化开发环境和功能强大的库函数，可以根据实
际需要灵活地设计各种虚拟仪器。用户通过修改软件，可以方便地增加和调整虚拟仪器的功能。通过友好的图形界面操作虚拟
仪器，如同操作物理仪器一样方便。在硬件设备的支持下，利用虚拟仪器还可以完成数据的采集、分析和处理等功能。
计算机和网络技术的日趋成熟为虚拟仪器的发展创造了良好的外部环境。将虚拟仪器技术应用于教学实验中，为传统的实
验教学注入了新的活力。采用虚拟仪器技术一方面使仪器操作界面更加友好，显示形象生动，提高了学生的学习兴趣；另一方
面它使不具备完善实验条件的院校能够开设一些复杂实验。此外，虚拟仪器不受实验环境及设备精度的影响，测量数据稳定可
靠，既提高了实验效率，又降低了实验成本。利用网络及多媒体技术，还可进行远程实验教学，实现教学手段的现代化。
2 LabVIEW在电子线路实验教学中的应用实例在电子线路实验教学中的应用实例
基于LabVIEW及虚拟仪器的上述特点，下面结合实验教学需要，通过典型实例介绍LabVIEW在电子线路实验教学中的应
用。
2.1 一阶反相输入低通滤波器实验一阶反相输入低通滤波器实验
集成运放是一种高性能的直接耦合放大电路，广泛应用于模拟信号的处理和发生电路。因其高性能、低价位，在大多数情
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