模拟电子技术实验接口软件设计.pdf

模拟电子技术实验接口软件设计

(师范学院,物理系,物理学专业严振桂)
(学号:2000124104)

内容摘要:本文通过分析当前模拟电子技术实验教学的现状,在通用个人计算机平台下,
用 图形化编程工具,在数据采集硬件设备(DAQ 接口卡)的支持下,开发出新
的模拟电子技术实验的接口软件,利用计算机控制实际实验电路(本文指“晶体管单管放大
器电路”),完成实验数据的测量、分析、记录等。该接口软件可应用于模拟电子技术教学的
演示性实验、学生基本实验、设计性实验及远程模拟电子技术实验辅助教学(CAI)中;该
设计以计算机技术与网络技术为基础,结合实验教学法,充分利用虚拟仪器软件和硬件,提
高了电子技术实验精度,培养学生实验设计能力,填补远程教育中实验部分的空白,为远程
实验平台的建立及异地实验数据和学术交流奠定基础。
关键词:模拟电子技术实验,单管放大器,实验接口软件,计算机测控, LabView ,
DAQ,远程实验。
教师点评:论文设计思路清晰,研究模拟电子技术实验教学的特点及重点,以计算机技
术与网络技术为基础,结合实验教学法,充分利用虚拟仪器软件和硬件,开发出实用的模拟
电子技术实验的接口软件:利用计算机控制实际实验电路,完成了实验数据的测量,分析,
记录等功能,是一个优秀的毕业设计。(点评教师:蔡红红,讲师)

引言
随着现代信息技术的飞速发展,从 80 年代开始,出现了计算机辅助教学软件系统(CAI),
将文档、图片和声音文件组织起来,成为教师组织课堂内容的一把利剑,CAI 课件以其声图
并茂和表现形式多种多样赢得众多教师的喜爱。在模拟电子技术实验的授课过程中,需要对
信号进行分析,CAI 课件的引入,形象而生动地显示了模拟电路中各种信号量之间的关系,
美中不足的是这种讲授方式与实验脱节了。通过多媒体课件演示出来的结果是根据理论由计
算机模拟得到,而不是由实验得到的,因而在模拟电子技术实验教学中就缺乏一种与其相匹
配的教学软件。
当今社会信息技术迅猛发展,各行各业无不转向智能化、自动化、集成化。计算机控制
的数据采集技术在工程控制、自动化测控上的应用已非常成熟。在这样的背景下,数据采集
技术在模拟电子技术实验中逐步得到广泛应用。对模拟电子技术课程的教学而言,实验是一
个重要的不可分隔的组成部分。要在智能化、自动化、集成化这样的环境下开发模拟电子技
术实验,就需要一个数据接口,与传统的典型模拟电子技术实验电路相联。这个接口在数据
采集硬件设备的基础上主要通过软件来实现,即本论文的设计内容:模拟电子技术实验接口
程序设计。
模拟电子技术实验接口程序设计主要从以下三方面出发:
(1) 降低学生实验的操作复杂程度,该由计算机做的由计算机做;
(2) 有利于教师对学生实验的评价与辅助实验教学
(3) 弥补远程教育中实验的空白

一、模拟电子技术基础实验简介
《晶体管单管放大器》是整个模拟电子技术中最基础同时又是最重要的实验,该实验包
含了大部分模拟电子技术实验的内容,如:静态工作点的测量、输入电阻、输出电阻的测量,
放大电路幅频特性的测量等。因此,我们选择了该实验作为接口技术在模拟电子技术实验中
应用的典型示例。
“晶体管单管放大器实验”简介
图 为晶体管单管放大器的实验电路图该实验的
实验目的包括:
(1) 测量放大器的静态工作点;
1
(2) 观察静态工作点对放大器输出波形的影响;
(3) 测量放大器输入、输出电阻;
(4) 描绘放大器的幅频特性曲线。
电路原理参照《模拟电子技术基础》[1]第三版
图 晶体管单管放大器实验电路图
(童诗白主编。高等教育出版社)。

二、模拟电子技术实验接口程序设计
编程工具的选择
LabView 是实验室虚拟仪器集成环境(Laboratory Virtual Instrument Engineering
Workbench)的简称, 是 LabView 最新版本。LabView 的核心是 G 语言,在很多
场合,G 语言允许程序间并行进行的,这符合仪器的实时要求,这也是为什么选择用
开发模拟电子技术实验接口实验的原因之一;另一个重要原因是 提
供了强大的 DAQ 硬件设备的软件支持,在 LabView 环境中控制 DAQ 卡完成特定的任务。
可以说 LabView 是一种专门程控仪器编程的软件工具。
除此之外, 还为我们提供了功能强大的网络发布功能,通过