虚拟仪器在电子技术演示实验中的运用

在进行电子技术相关知识的学习过程中，一个必不可少的环节就是进行演示实验，这样才能保障学习者对电子技术有一个更加充分的了解。在信息技术还没出现之前，多采用的是实物演示、视频展示等方式向学习者展示演示实验过程，这不利于学习者真正去体验演示实验过程，随着网络信息技术的出现与发展，利用虚拟仪器进行电子技术演示实验成为很多人的选择。文章需要是对虚拟仪器在电子技术演示实验中的运用进行深入分析与研究。

【关键词】虚拟仪器 电子技术 演示实验 运用 实例分析

利用虚拟仪器进行电子技术演示实验在很多方面都具有一定的优势，因此目前很多电子技术演示实验室都会构建一个虚拟仪器演示实验系统，这样就为演示实验提供了很大的便利。只有对虚拟仪器有一个深入的认识与了解才可以对电子技术演示实验进行有效的指导，利于演示实验的顺利进行。虚拟仪器演示实验系统为学习者进行电子技术的学习提供了一个很好的平台，并且利于提升学习者的实际操作能力。

1 虚拟仪器在电子技术演示实验中的运用概述

1.1 虚拟仪器概述

虚拟仪器就是一个采用高性能的硬件组合以及各类软件来进行各种电子技术的实验与测量。在进行电子技术演示实验的过程中可以随时对实验过程进行操作、演练，并且能够及时看到实验过程中所产生的数据信息，可以对数据信息进行分析，利于学习者充分掌握电子技术的具体操作过程，进而促进他们对电子技术的学习。

虚拟仪器在长期的发展过程中形成了几种不同的类型。一是插卡型虚拟仪器，这类仪器采用的是PCI总线，它可以充分利用计算机的优势来进行实际演示实验操作，但是它也存在电源功率不足等缺点。二是并行口式虚拟仪器，这类仪器既可以与笔记本电脑相连接，又可以与台式电脑相连接，便于进行户外的演示实验，可以应用到各个领域当中。其他类型的虚拟仪器分别是GPIB总线方式的虚拟仪器、VXI总线方式虚拟仪器等，这几种不同类型的虚拟仪器在实际应用过程中各自尤其适用的范围与领域，这就需要根据实际的情况做出不同的选择。

1.2 虚拟仪器演示实验系统分析

虚拟仪器的电子技术演示实验系统是由实验电路模块、试验箱、数据采集卡、计算机现实屏等多个部件组成。在进行演示实验的操作过程中，需要教学者根据需要进行不同电路的实验演示，演示实验时电脑屏幕可以对实验进行检测与数据的测量，这样学习者可以有效对电子技术的实验进行全程的观察，并且在有了一定的知识储备之后还可以自己进行实验操作。

实际上虚拟仪器演示实验系统分为不同的类型，其中有一些是适合电子技术演示实验的系统，这些系统多具备以下几种功能。一是可以有效对电压、电流等进行信号的分析，与数据的显示处理，这样在一定程度上简化了演示实验的流程，并且可以对实验进行有效的监控。二是可以对系统进行程序控制，并且能够对信号发生器等进行手动的调节。需要注意的是在进行虚拟仪器系统的设计过程中需要坚持一定的设计原则，这样才使得系统的各类能够得以有效发挥。

2 电子技术演示实验中运用虚拟仪器的实例分析

2.1 共射级单管放大电路演示实验

实验中需要运用导线将实验电阻、电容等连接起来，并且保障实验器材连接过程完全正确。之后需要对静态工作点进行设置，通常来说，当信号的幅度不是很大时，可以选择较低的静态工作点，这样在一定程度上可以减少电能的消耗，并且利于放大器噪音的降低，这一过程也需要保障所传输的信号不能够失真。

之所以要选择合适的静态工作点，是因为如果静态工作点的选择不当就会造成饱和失真或截止失真的现象出现。静态工作点设置的过高就会造成饱和失真的现象发生，静态工作点设置的过低，截止失真的情况又会发生，因此该实验能够有效测试出在实验中影响静态工作点的各类因素。

2.2 二极管伏安特性曲线演示实验

在利用虚拟仪器演示实验系统进行二极管伏安特性曲线实验的过程中，需要进行以下实验操作。首选需要将二极管的电阻、虚拟信号发生器、虚拟试波器三者用导线按顺序进行连接，在实验操作时需要对三者的连接进行检查，确保连接无误之后打开虚拟仪器和计算机。其次要通过电脑显示频所显示出的数值对虚拟仪器进行调整，保障虚拟器的频率达到一个适合的值，在进行频率调整的过程中，需要注意电脑显示频的数据变化，这样可以保障实验更加具备精准度，之后需要将正弦信号值进行输出处理。最后经过多次对虚拟仪器的调整可以通过电脑显示屏得到最合适的通道值、衰减幅度值，演示实验结束以后就会出现一个较为稳定的波形即二极管伏安特性曲线。在整个实验过程中，如果利用以前的演示实验方式，不能够保障数值的精准度，但是利用虚拟仪器进行实验时，能够对实验进行准确的控制与操作。

2.3 单极低频放大器演示实验

在实验准备过程中需要将电阻、变阻器、虚拟示波器等连接在一起，然后根据电路实验图开始进行演示实验的操作。实验中需要利用虚拟仪器将电压波形显示出来，这个波形是通过对虚拟仪器调整而得来的低频放大器输入与输出的电压波形。

得到电压波形以后，需要实验者选择自己所需要的频率与波形，然后将其放在正确的时间与幅度上，保障最终得到实验者所需要的波形。在这一实验中，利用虚拟仪器可以准确输出电波数据，并且方便最后电波的选择与幅度的确定。

3 结语

实际上，目前虚拟仪器演示实验系统仍然存在很多不足的地方，例如实验存在盲目性、数据处理的精准度不足等，但是随着网络技术以及计算机技术的发展，虚拟仪器在电子技术演示实验中一定会发挥出更加重要的作用，并且虚拟仪器使用几乎是也会更加趋向完善。

参考文献

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[2]段国艳.电子技术虚拟实验系统研究与开发[D].西南交通大学，2013.

[3]马进，赵洪亮，卫永琴，牟建.虚拟仪器在电子技术实验中的应用研究[J].中国仪器仪表，2016（07）：43-46.

作者简介

范威威（1983-），男，吉林省公主岭市人。2008年毕业于吉林农业大学电子信息科学与技术专业，现供职于长春光华学院，硕士学位，研究方向为软件工程。

作者单位

长春光华学院 吉林省長春市 130031