计算机光盘软件与应用 ２０１０年第１５期 Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ＣＤ Ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ Ａｐｐｌ ｉｃａｔ ｉｏｎｓ 工程技术 基于ＬａｂＶＩＥＷ的虚拟模电实验的构建 肖见锋，伍毅，赵琳琳 （江西先锋软件职业技术学院，南昌 ３３００４１） 摘要：本文介绍了基于ＬａｂＶＩＥＷ的模拟电子技术实验系统——虚拟调制解调器的设计与实现。此系统具有参数调节 方便、易实现、可靠度高等优点。在高等工程教育中采用虚拟实验室，可以从根本上解决实验与实习经费严重短缺问题。 关键词：ＬＡＢＶＩＥＷ；模拟电子技术虚拟实验；调制解调器 中困分类号：ＴＰ２７４ 文献标识码：Ａ 文章嫡号：１００７－９５９９（２０１０）１５—００６３－０１ ＬａｂＶＩＥＷ－ｂａｓｅｄ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｍｏｄｅｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｅｓｔ Ｘｉａｏ Ｊｉａｎｆｅｎｇ，Ｗｕ Ｙｉ，Ｚｈａｏ Ｌｉｎｌｉｎ （Ｐｉｏｎｅｅｒ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｊｉａｎｇｘｉ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００４１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎ￣ｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ＬａｂＶＩＥＷ－ｂａｓｅｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｖｉｒｔｕａｌ ｍｏｄｅｍ．Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｅａｓｙ ｔｏ ａｄｊｕｓｔ，ｅａｓｙ ｔｏ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ，ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ．Ｈｉｇｈｅｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｕｓｅ ０ｆ ｖｉｒｔｕａｌ ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ ｔｈａｔ ｃａｎ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｌｙ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｓｅｖｅｒｅ ｓｈｏｒｔａｇｅ ｏｆ ｆｕｎｄｉｎｇ ｆｏｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＬＡＢＶＩＥＷ；Ａｎａｌｏｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｖｉｒｔｕａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ；Ｍｏｄｅｍ 一、绪论 （一）虚拟仪器 虚拟仪器的概念最早由美国ＮＩ公司于１８９５年提出ｎ，其英 文原称为Ｖｒｕｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，简称ｖｉ，是在以计算机为核心的硬 件平台上，其功能由用户设计和定义，具有虚拟面板，其测试功 能由测试软件实现的一种计算机测试系统．其实质是利用计算机 显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达 输出检测结果：利用计算机强大的软件功能来实现信号数据的运 算、分析和处理：利用ｉ／０接口设备完成信号的采集、测ｌｔ与调 理，从而建立集各种测试功能为一体的计算机仪器系统。 （二）ＬａｂＶｌＥＷ开发平台简介及Ｇ语言 ＬａｂＶｌＥＷ是实验室虚拟仪器集成环境（Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｅｎｉｅｒｎｏｋｅｃ）的缩写，是美国国家仪器公司推出的基 于Ｇ语言的虚拟仪器软件开发平台，也是目前应用最广、发展最 快、功能最强的图形化软件开发集成环境。 （三）目的与意义 用ＬＡＢＶＩＥＷ构建一个模拟电子技术虚拟实验系统——调制解 调器。 从现实的意义上来说，在高等工程教育中采用虚拟实验室， 可以从根本上解决实验与实习经费严重短缺问题。作为传统电子 技术实验的补充，使学生初步掌握仿真软件技术，可使实验内容 紧密联系课本内容，比较全面地概括和反映部分所学的知识点， 将课堂内容具体化。 二、方案论证 在虚拟仪器系统中，信号的获取与采集是由以计算机为核心 图１ 虚拟调幅波解调器前面板 ２．流程图设计。 在设计举例虚拟正弦信号发生器的流程图基础上再增加～个 正弦波发生器图标，另外执行ｆｕｎｅｔｉｏｎｓ＞＞ａｎａｌｙｚｅ＞＞Ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓＳｉｎｇ＞＞ｆｉｌｔｅｒ＞＞ｂｕｔｔｅｒｗｏｅｔｈ ｆｉｌｔｅｒ．ｖｉ操作，调入巴特 沃斯滤波器图标。 设置低频调制信号的频率为１Ｈｚ，幅值为１Ｖ，初始相位０，设 置载波高频信号的频率为ｌＯＨｚ，幅值为１Ｖ，初始相位为０，设置巴 特沃斯滤波器的低截止频率为２Ｈｚ，设置对调制和载波信号的采样 频率均为５０Ｈｚ，采样点数均为２００点。运行结果如图２所示 的硬件平台来完成的。在此硬件平台基础上，调用测试软件来完 成某种功能的测试任务，便可构成该种功能的虚拟测量仪器。在 同一硬件平台上，调用不同的测试软件的可构成不同功能的虚拟 仪器。因此，出现了“软件就是仪器”的概念。如对采集的数据 通过测试软件进行标定和数据点的显示就构成了一台数字示波 器；用硬件电路来获取，其电路是复杂的，昂贵的，甚至是不易 实现的，然而用软件编程来获取是很容易实现的。这是虚拟仪器 比传统仪器具有的绝对优势所在。 三、设计举例虚拟调制解调器 （一）功能要求 用该调幅波解调器可观察调幅波，以及经过巴特沃斯滤波器 后的解调信号波形。 （二）设计步骤 １．前面板设计。 在上例虚拟正弦信号发生器发的基础上再增加一个正弦波发 生器，为两个正弦波发生器～个做载波，一个做调制信号。 前面板设计同上例。需添加参数输入型数字控件，用以设置低 通滤波器的低截止频率。增加三个输出显示型控件，分别用以显示 图２虚拟调幅波解调器前面板 四、结论 事实证明将虚拟仪器技术引入到教学实验中是行之有效的解 决方案。应用虚拟仪器技术，使我们能够在计算机上按照自己的 需求来设计实验与仪器，方便灵活而且开发周期短。它可以提高 实验效率、降低实验成本、增强学生学习的积极性，取得较好的 教学效果，其具有传统实验所无可比拟的优势。本文设计的调制 解调器正是实现了模电实验的仿真。 参考文献： ｆ１］Ｒｏｂｅｒｔ Ｈ Ｂｉｓｈｏｐ，ＬａｂＶｌＥＷ７实用教程．电子工业出版社，２００５ ［２］王海宝．ＬａｂＶＩＥＷ虚拟仪器程序设计与应用．西南交通大学出版 社．２００５ ６３一
