论电子技术试验中对虚拟仪器的有效运用

欧阳斌

摘 要：在计算机技术、测试仪器及相关技术的发展背景下，仪器接口总线方式不断丰富和完善，为电子技术试验中虚拟仪器的运用提供了基础。相比于传统仪器，虚拟仪器实现了应用功能及范围上的延展，在电子技术试验中提供了更为方便、快捷、灵活的应用方式，其实践价值效力毋庸置疑。时至今日，有關电子技术试验中对虚拟仪器有效运用的学术研究备受关注，并成为现代科技发展的重要议题。本文基于对虚拟仪器的概述及分析，就其在电子技术试验中的有效运用进行了探究。

关键词：虚拟仪器 电子技术试验 有效运用

中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）02（a）-0051-02

自20世纪80年代“虚拟仪器”概念提出以来，其在历经了30多年的探索后获得了长足发展，并且技术醇熟度越来越高，在多个应用领域发挥重要作用。相较于其他技术，虚拟仪器技术具有高性能、强扩展性、节约时间以及无缝集成等特点优势。在电子技术试验中，虚拟仪器的有效运用，构建了一个全新的系统，为学习者提供了很好的便利操作平台。在具体的实践中，只有全面深刻了解虚拟仪器，才可对电子技术试验进行有效指导，这也是本文的构思路线。

1 虚拟仪器概述

信息化时代，虚拟仪器作为通信、电子、计算机等现代科学技术集约发展的产物，在科研、教学、测控等领域得到了广泛应用，并且发挥了重要作用。本节从概念与特点两个维度上对虚拟仪器进行了概述，为其有效运用作铺垫。

1.1 概念

20世纪80年代，美国仪器公司NI率先提出了虚拟仪器概念，在传统仪器领域引发了异常重大变革。综合来看，NI公司提出的虚拟仪器概念，其核心思想是“软件即仪器”，它通过对计算机技术、网络技术以及仪器技术的串联应用，充分发挥了计算机智能资源的有效性，并生成全新的虚拟仪器系统。在此过程中，虚拟仪器的构建包括电脑或工作站、软件和I/O部件。其中，I/O部件既可以是独立仪器，又可以是模块化仪器、数据采集板抑或传感器等，很直观地呈现图形编程语言，因而在不同工程应用和行业测控的用户中备受欢迎。通过虚拟仪器的图形化语言和程序框图，能够清晰、自然地显示当前数据流，并通过地图化的用户界面，直观地显示数据，更便于数据的查阅、修改等操作。目前，很多高校针对教学需求研发了虚拟仪器，并实现了时频分析、示波器、记录仪、信号源以及频谱分析仪等多样化功能，对推动电子技术试验发挥了重要作用。

1.2 特点

随着微机技术发展及应用，虚拟仪器的种类十分繁多，根据其总线方式的不同，可分为插卡型虚拟仪器、并行口市虚拟仪器、GPIB总线方式虚拟仪器、VXI总线方式虚拟仪器以及PXI总线方式虚拟仪器。其中，基于计算机内数据采集卡与专用软件结合的插卡型虚拟仪器，价格相对昂贵，并且受PC机机箱及总线限制。而并行口式虚拟仪器，将各种集成硬件容纳在一个采集盒内，能够完成各项测量测试仪器的功能，且可直连笔记本计算机，方便使用。GPIB总线方式的虚拟仪器，实现了单台手工操作向大规模自动测试系统的发展，能够同时串联多台仪器组合应用，数据获取精度高。VIX总线方式的虚拟仪器，具有标准开放、结构紧走、同步定时准确等有点，尤其适用于中大规模自动测量系统以及精度、速度要求高的场景，是其他虚拟仪器所不能比拟的。PXI总线方式虚拟器，具有高度的可扩展性优势，其与台式PC的性价比结合，势将成为未来虚拟仪器平台。

2 电子技术试验中虚拟仪器的有效运用

以当前的虚拟仪器技术发展形态来看，其在电子技术试验中的运用发挥了重要作用。如上分析，不同总线方式的虚拟仪器各有所长，在电子技术试验中的运用要求存在差异。作者结合上述理论，以电子技术试验实例为基础，提出了以下几种虚拟仪器有效运用策略，以供参考和借鉴。

2.1 二极管伏安特性曲线试验

针对二极管导体进行的伏安特性曲线试验，能够真实反映二极管电阻的变化规律，是物理学常用的图像试验法之一。在具体的试验操作中，应按照导线顺序将二极管电阻、虚拟信号发生器以及虚拟试波器进行有效连接，并认真予以检查，在多方面确认无误后，再打开虚拟仪器和计算机进行相关试验操作。同时，为了保障虚拟仪器可以达到适合值，还需根据计算机显示屏的呈现数值变化对虚拟仪器进行调整，从而提高二极管伏安特性曲线试验数据精准度。此后，通过多次调整虚拟仪器最终得到合适的通道值、衰减幅度值，继而获得稳定的波形，即二极管伏安特性曲线。对比传统试验演示方式，虚拟仪器在电子技术试验中的运用，能够有效保证数值精准度，且操控准确。在此过程中，就需注重利用现代计算机中的基础资源，根据引进软件或仪器模块进行语言环境下的编写。

2.2 共射极单管放大电路试验

在共射极单管放大电路试验中，首要保障相关器材连接正确，有效地将电容、电阻连接起来，以免影响试验结果。基于此，试验者还需对静态工作点进行设置优化。常规上来讲，信号幅度偏小时，则合理选择较低的静态工作点，不仅可以有效减少电能消耗，同时亦利于降低放大器噪音。在此过程中，要着重保障传输信号不能失真。此类电子技术试验中，合理选择静态工作点的关重原因在于，静态工作点选择不当会造成饱和失真或截止失真等现象发生，是综合测量静态工作点影响关重因素的重要试验。在虚拟仪器的运用过程中，试验者可根据不同应用形式发现弊端，从而分析可能存在的编程失误等情况，有效提升虚拟仪器的使用功能。

2.3 单极低频放大器演示试验

在单极低频放大器演示试验中，要将电阻、变阻器以及虚拟示波器等器件连接在一起，确保整个操作过程无误。在此过程中，虚拟仪器运用作用体现为显示电压波，继而根据所需的频率及波形，放在正确的时间和幅度上，最终获取有效波形。而这个波形正是通过虚拟仪器调整得来的低频放大器输入和输出电压波形。在此过程中，试验者势必会用到计算机的实用功能，包括数据分析、数据采集、数据处理、传输控制等，同时在同一PC机上实现虚拟仪器的不同功能，如数字存储示波器、智能信号发生器、频谱信号分析仪器等。基于虚拟仪器有效运用的电子技术试验，完成了对常规仪器的取代，并由此生成自行设计的操控方式，最终获取不同形式表达的检测数据。

3 结语

总而言之，电子技术试验中对虚拟仪器的有效运用，具有十分重要的价值及意义。未来随着计算机技术发展，虚拟仪器技术将更加醇熟，其采用总线方式可能会出现更加多元的变化，在电子技术试验中的运用功能不断延展。由于个人能力有限，加之虚拟仪器技术不断革新，本文做出的研究可能存在不足。因此，作者希望学术界大家持续关注此课题研究，深刻解读虚拟仪器的概念及特点，根据不同电子技术试验要求及需求，提出更多有效运用虚拟仪器的建议或策略，并藉此推动我国电子技术发展。

参考文献

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