labview的模拟电子电路实验系统设计【字数：9154】
模拟电路是电学专业的一门非常重要的课程，若掌握不佳则会对后续的专业课学习产生影响，而通过实验可以让学生更直观深刻地理解电路的原理。现在计算机技术高速发展，虚拟仪器已成为仪器技术研究的热点，它比传统仪器有显著的优势，将其引入教学不仅可以扩大学生的实践平台，亦可为教学提供一种新的辅佐方式。本设计是基于LabVIEW平台所建立的实验系统，其中包括信号发生器、共射极放大电路、加法运算电路等多个实验项目，并加入了信号采集环节，更具实用性。通过实例说明该平台能够创建模拟电路实验系统，且操作简单，易于完成。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究目的及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本课题的主要内容 2
2 虚拟仪器及LabVIEW简介 4
2.1 虚拟仪器的概念 4
2.2 图像化编程语言LabVIEW 4
3 实验系统的总体方案 6
4 实验系统的软件部分 8
4.1 登录界面的实现 8
4.2 实验项目的实现 11
4.2.1 信号发生器 11
4.2.2 共射极放大电路 12
4.2.3 加法运算电路 15
4.2.4 减法运算电路 16
4.2.5 积分运算电路 17
4.2.6 微分运算电路 18
5 实验系统的硬件部分 19
5.1 数据采集基本概念 19
5.2 传感器与信号调理 19
5.3 数据采集卡 19
5.3.1 数据采集卡的定义 19
5.3.2 采样率 19
5.3.3 信号类型选择 19
5.3.4 测量系统类型选择 20
5.4.5 PCI6221 22
5.4 数据实时采集模块 23
5.5 连续模拟输入 25
6 程序调试及存在的问题 26
6.1程序调试过程 26
6.2存在的问题 29
7 总结 30
参考文献 31
致谢 32
1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
绪论
研究目的及意义
构建基于LabVIEW的虚拟试验系统对于普通高校的教育及远程教学来说，都是实用的。目前，计算机技术快速发展，借助计算机来实现模拟仿真已成为现代教学的一种主流方式。对于电学相干专业的学生来说，《模拟电路》是一门十分重要的课程，若掌握不佳则会对后续的专业课学习产生影响。而通过实验可以让学生更直观深刻地理解电路的原理，故大多数理工科院校都会花费大量资金购买实验器材，但这些器材通常很昂贵，这就会导致部分器材使用时间较长，没有及时更新换代，这是教学上的一大障碍。
就模拟电路而言，基于LabVIEW的模拟电子电路实验系统的研究，可以达到扩展学生的实践平台以及为课程教学提供了一种新型的辅助手段的目的。
LabVIEW虚拟仪器较传统仪器而言更经济，安全，复用率高且技术更新更容易。很多专业性较强的实验还需要用到一些特殊仪器，如波特仪、逻辑分析仪等，故在传统实验中，学生可能在调试仪器上花费过多的精力，而没有注重实验的本身，这样实验效果就会不如预期。若加入计算机接口标准化的硬件进行数据采集，再经过软件部分对采集的数据进行剖析处理，则可以最大程度的减少学生在仪器使用上的困惑。而软件部分能够由用户本人定义，不仅比其他现有的仿真软件更易于编译和操作，与硬件结合后更是兼备了很高的可扩展性。与虚拟系统一起教学不仅有利于学生对模拟电路的理解，同时还给远程教育提供可实现的条件，具有良好的教育意义。
由于上述的特点，将基于LabVIEW的实验系统引入实验教学是具有可观的优越性和可行性的。将其运用于一些高校的重要课程中，例如本课题的模拟电路，都是一种易于构建、可以推广的教学模式。
国内外研究现状
如今，计算机教学已经相对普及，已经有一部分高校开始将LabVIEW应用于教学，不仅如此，欧美的许多高校非计算机专业的学生选修G语言并用它开发应用软件的人数已经超过C等文本语言，当然，我国高校的G语言教学实践也在迅速展开。随着LabVIEW使用者的增长，它会成为一个更加开放互动的平台。
但对于远程实验教学而言，还需在上述的基础上进一步构建基于LabVIEW虚拟仪器系统的网络虚拟实验室，一旦建成，那么基本上可以解决现代远程教育中的实验教学。我们现阶段所研究的只是单纯的虚拟实验系统，通过对该系统的不断完善，可以进一步推动虚拟实验系统的普及，从而在不远地将来实现网络远程实验教学，故现阶段的研究也具有良好的教学意义。
可以预见，未来随着网络技术和无线技术的不断发展，我们不仅能够将LabVIEW用于虚拟实验的教学，还可以更方便的在全球范围内共享知识和经验，形成一个完善且一体化的基于LabVIEW的教学系统。
国内专家预测，未来的几年内，我国将有50％的仪器为虚拟仪器。它相较传统实验更灵活、紧凑、经济、功能更强，虚拟实验也将会逐步取代传统的测试仪器而成为教学实验的主流。而如上文所述，利用LabVIEW构建实验教学平台相比其他编程软件有着可观的优势，相信在以后，基于LabVIEW的实验系统会发挥主导的作用。
本课题的主要内容
了解和掌握基于虚拟仪器技术构建测试系统的基本原理，分析模拟电子电路实验系统功能需求，对系统的硬件进行选择和设计，完成系统的流程和软件的行设计，最后运用LabVIEW编制系统控制软件，实现模拟电子电路实验系统设计。
本课题针对模拟电子电路实验教学需求，基于虚拟仪器技术结合相关硬件电路设计一套模拟电子电路实验。需要选择和设计系统的硬件，并运用图形化编程软件LabVIEW 编制实验系统数据采集软件，通过软硬件的配合，实现模拟电子电路实验系统各项功能。
全文主要分为五个部分，每个章节的主要内容如下：
第一章为绪论部分，简要阐述了本课题的研究目的、意义，国内外研究现状及本课题的主要内容。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究目的及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本课题的主要内容 2
2 虚拟仪器及LabVIEW简介 4
2.1 虚拟仪器的概念 4
2.2 图像化编程语言LabVIEW 4
3 实验系统的总体方案 6
4 实验系统的软件部分 8
4.1 登录界面的实现 8
4.2 实验项目的实现 11
4.2.1 信号发生器 11
4.2.2 共射极放大电路 12
4.2.3 加法运算电路 15
4.2.4 减法运算电路 16
4.2.5 积分运算电路 17
4.2.6 微分运算电路 18
5 实验系统的硬件部分 19
5.1 数据采集基本概念 19
5.2 传感器与信号调理 19
5.3 数据采集卡 19
5.3.1 数据采集卡的定义 19
5.3.2 采样率 19
5.3.3 信号类型选择 19
5.3.4 测量系统类型选择 20
5.4.5 PCI6221 22
5.4 数据实时采集模块 23
5.5 连续模拟输入 25
6 程序调试及存在的问题 26
6.1程序调试过程 26
6.2存在的问题 29
7 总结 30
参考文献 31
致谢 32
1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
绪论
研究目的及意义
构建基于LabVIEW的虚拟试验系统对于普通高校的教育及远程教学来说，都是实用的。目前，计算机技术快速发展，借助计算机来实现模拟仿真已成为现代教学的一种主流方式。对于电学相干专业的学生来说，《模拟电路》是一门十分重要的课程，若掌握不佳则会对后续的专业课学习产生影响。而通过实验可以让学生更直观深刻地理解电路的原理，故大多数理工科院校都会花费大量资金购买实验器材，但这些器材通常很昂贵，这就会导致部分器材使用时间较长，没有及时更新换代，这是教学上的一大障碍。
就模拟电路而言，基于LabVIEW的模拟电子电路实验系统的研究，可以达到扩展学生的实践平台以及为课程教学提供了一种新型的辅助手段的目的。
LabVIEW虚拟仪器较传统仪器而言更经济，安全，复用率高且技术更新更容易。很多专业性较强的实验还需要用到一些特殊仪器，如波特仪、逻辑分析仪等，故在传统实验中，学生可能在调试仪器上花费过多的精力，而没有注重实验的本身，这样实验效果就会不如预期。若加入计算机接口标准化的硬件进行数据采集，再经过软件部分对采集的数据进行剖析处理，则可以最大程度的减少学生在仪器使用上的困惑。而软件部分能够由用户本人定义，不仅比其他现有的仿真软件更易于编译和操作，与硬件结合后更是兼备了很高的可扩展性。与虚拟系统一起教学不仅有利于学生对模拟电路的理解，同时还给远程教育提供可实现的条件，具有良好的教育意义。
由于上述的特点，将基于LabVIEW的实验系统引入实验教学是具有可观的优越性和可行性的。将其运用于一些高校的重要课程中，例如本课题的模拟电路，都是一种易于构建、可以推广的教学模式。
国内外研究现状
如今，计算机教学已经相对普及，已经有一部分高校开始将LabVIEW应用于教学，不仅如此，欧美的许多高校非计算机专业的学生选修G语言并用它开发应用软件的人数已经超过C等文本语言，当然，我国高校的G语言教学实践也在迅速展开。随着LabVIEW使用者的增长，它会成为一个更加开放互动的平台。
但对于远程实验教学而言，还需在上述的基础上进一步构建基于LabVIEW虚拟仪器系统的网络虚拟实验室，一旦建成，那么基本上可以解决现代远程教育中的实验教学。我们现阶段所研究的只是单纯的虚拟实验系统，通过对该系统的不断完善，可以进一步推动虚拟实验系统的普及，从而在不远地将来实现网络远程实验教学，故现阶段的研究也具有良好的教学意义。
可以预见，未来随着网络技术和无线技术的不断发展，我们不仅能够将LabVIEW用于虚拟实验的教学，还可以更方便的在全球范围内共享知识和经验，形成一个完善且一体化的基于LabVIEW的教学系统。
国内专家预测，未来的几年内，我国将有50％的仪器为虚拟仪器。它相较传统实验更灵活、紧凑、经济、功能更强，虚拟实验也将会逐步取代传统的测试仪器而成为教学实验的主流。而如上文所述，利用LabVIEW构建实验教学平台相比其他编程软件有着可观的优势，相信在以后，基于LabVIEW的实验系统会发挥主导的作用。
本课题的主要内容
了解和掌握基于虚拟仪器技术构建测试系统的基本原理，分析模拟电子电路实验系统功能需求，对系统的硬件进行选择和设计，完成系统的流程和软件的行设计，最后运用LabVIEW编制系统控制软件，实现模拟电子电路实验系统设计。
本课题针对模拟电子电路实验教学需求，基于虚拟仪器技术结合相关硬件电路设计一套模拟电子电路实验。需要选择和设计系统的硬件，并运用图形化编程软件LabVIEW 编制实验系统数据采集软件，通过软硬件的配合，实现模拟电子电路实验系统各项功能。
全文主要分为五个部分，每个章节的主要内容如下：
第一章为绪论部分，简要阐述了本课题的研究目的、意义，国内外研究现状及本课题的主要内容。
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