基于LabVIEW 的单管放大电路参数测试虚拟实验设计

位凯朋+蒲永红+刘志坚+蒋毓鹏

【摘要】本文应用LabVIEW技术设计了单管放大电路实验，对实验前面板和程序框图的设计进行了详细的描述；并对实验进行了仿真，结果表明采用labivew技术设计的虚拟实验操作方便，实验结果精确。

【关键词】labview 单管放大电路实验 虚拟实验

【中图分类号】TN710-4；G434 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）05-0048-01

LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的区别是：其他計算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式；也是开发测量或控制系统的理想选择[1-2]。LabVIEW开发环境集成了工程师和科学家快速构建各种应用所需的所有工具，旨在帮助工程师和科学家解决问题、提高生产力和不断创新。利用虚拟仪器的优点，开发和创建虚拟仪器。Labview技术也被广泛的使用在实验教学中，本文就以单管放大电路实验为例，具体介绍labview技术下该虚拟实验的设计与实现。

一、单管放大电路虚拟实验设计

1.共发射极单管放大电路原理图

共发射极单管放大电路参数测试原理图如图1所示：RWRB1和RB2组成了偏置电路，并在发射极接电阻RE，对发射极点位中的直流分量起到负反馈的作用，以稳定放大电路的静态工作点。当三极管导通时，Ube≈0.6-0.7v；当放大电路的输入端添加输入信号Ui后，在放大电路的输出端便可以得到一个与Ui相位相反，幅值放大了输出信号Uo，从而实现电压放大[3]。

实验内容主要是在不接入输入信号Ui时，测量电路的静态工作点Ub、Ue、Uc的值，电压放大倍数的测量主要是在调整合适的静态工作点后，结束正弦输入信号，用示波器观察放大电路的输出电压Uo的波形。

2.Labview环境下的实验设计

实验原理图中的电阻、电源、示波器等可以通过LabVIEW 的标准控件编辑器窗口来编辑，控件编辑器中可以对控件的大小、颜色、相对位置随意调整或者添加文本或者插入图片等。首先创建一个新的子VI，把电路图的图片直接粘贴到前面板上，数值显示控件胜在精确，读数方便，可显示数据范围广，添加10个数值输入控件，用来输入电路的电阻、电源等参数；添加 4个数值显示控件，用来显示静态工作点和电压放大倍数。仪表控件则有形象直观，生动形象的效果，输入输出电压波形用示波器显示，在前面上添加两个示波器[4-5]。

本实验的程序框图采用在一个while循环中嵌套公式节点法，程序框图的左边是输入的数据变量，变量的数值可以在前面直接更改，公式节点框图中间是具体的计算公式，公式的编程方法和C语言一样，行末用分号结束[6]。框图的右边是对应的实验输出量。框图中间根据实验内容可以方便的构建输出量与输入量之间的表达式。设计的程序框图如图3。

二、实验的仿真

输入Ucc，RB1，等实验基本参数及在放大电路输入端输入频率为1kHz，幅值为10mV的正弦信号Ui进行共发射极放大电路模拟实验，观测示波器输出电压的波形。经验证，实验数据符合要求。所以实验可行。

三、结语

在labview环境下设计的单管放大电路参数测试实验操作操作方便，实验界面清晰，而且满足电路实验的要求；此外，学生可以通过下载虚拟实验程序，自己在电脑上完成虚拟实验，有效弥补了实验资源和学生实验要求之间的缺口，可以有效节省实验成本。

参考文献：

[1]陈国顺，张桐，郭阳宽，王正林.精通LabVIEW程序设计[M].电子工业出版社，2012.

[2]陈树学，刘萱.LabVIEW宝典，2014.

[3]汪敬华.电子技术[M].清华大学出版社.

[4]岂兴明，田京京，朱洪歧.LabVIEW入门与实战开发100例[M].电子工业出版社.

[5]张桐，陈国顺，王正林.精通LabVIEW 程序设计[M].北京：电子工业出版社，2008.

[6]陈锡辉，张银鸿.LabVIEW 8.20 程序设计从入门到精通[M].北京：清华大学出版社，2007.