虚拟仪器在电子技术教学、实验中的应用前景

作者：信息来源:电子市场 2006-11-24

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随着电子技术的飞速发展，新器件与新的实验方法层出不穷，传统的实验教学方法有点落后于时代的发展。为此，各大院校相继建立起电子电工实验中心与EDA教学实验室，确立了实际操作与计算机模拟仿真相结合的实验教学方式，利用现代科技条件并充分挖掘现有仪器设备的潜力，从培养学生运用知识和提高实际工作能力出发，突出创新教...

才培养的需要。 EDA技术已经在电子设计领域得到广泛应用。发达

家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。一台电子产品的设计过程，从概念的确立，到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计，再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点，可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。电子设计自动化教学的计算机化以及电子实验的数字化、计算机化

毫无争议的发展趋势。利用当今最先进"ELECTRONICS WORKBENCH"、"PSPICE"等电子电路设计软件以及一些自动设计软件，完成电子电路的计算机辅助设计、超大规模集成电路设计实验、现场可编程门阵列（FPGA）和可编程逻辑器件（PLD）的实验以及印刷电路板（PCB）的设计。学生在计算机上完成电路设计计算、电路模拟和印刷电路板设计，并在实验室完成实际制作。在电路测试和故障查询时，应用虚拟仪器技术，对各种实际典型电路的分析、对实际

数的测量等，充分利用虚拟仪器的优势，培养学生设计电路系统的能力和实际操作的能力。以上

些教学的新手段早已稍稍地走进了我们电子技术的课堂和实验室，正在改变着电子技术教学的传统模式，这也是时代发展，现代教育技术发展的必然。虚拟仪器在教学中的应用在电工电子实验室的建设中，教师普遍反映实验室常规设备有的已经老化，有的技术上有些落后，在当前学校经费较少的情况下，如果配置常规仪器、仪表，学校财力难以支付，也不符合目前学校的实际。而且，随着测试仪器的数字化、计算机化的发展趋势，传统测试仪器渐浙有被取代的趋势。如果运用虚拟仪器技术，以微机为基础，构建集成化测试平台，代替常规仪器、仪表，不但满足电工电子实验教学的需要，而且将这批微机可做为其他有关计算机课程教学用机，大大提高了设备利用率，降低了实验室建设的成本。当前应该解决的是如何使虚拟仪器和现有仪器配合，挖掘现有仪器的潜力，达到逐步淘汰和取代传统仪器的目的。以下列举两种实验室建设方案，以作比较：（表格）方案水平配置单价元/套评价 1 常规示波器、频率计、逻辑分析仪、频谱分析仪 35000 设备使用率低，资源浪费大，测试手段繁琐复杂。 2 先进计算机一台、混合信号示波器RVO2100L一台 12000

一机多能、使用方便，支持二次开发。
符合仪器的发展方向
设备利用率高，还可以用于计算机其他方面的教学.

应用虚拟仪器技术，该测试平台可对电路进行以下实际测量：
1．数字存储示波器。波型显示、测量和存储
2． 16踪逻辑分析仪。分析逻辑时序。
3．可实现频率、周期、电压等的自动测量功能。
4．可对信号进行频谱分析。
5．可观测李沙育图形。总之，电子测试仪器的数字化、计算机化是发展方向，是电子实验室的最佳选择。目前国家正在加大对教育的投入，正是革新实验室装备的黄金时期，同时，虚拟仪器的出现，也使我们以不大的代价赶上国外电子实验室的最先进水平成为可能。通过使用虚拟仪器，学生可以在相同课时内同时学习电子技术和计算机的使用技巧。不但掌握了通用电路的测试技巧，加强对电路原理的理解，同时还接触了先进的技术，从一个更高的起点面对明天的世界。由于虚拟仪器开放的数据结构以及EDA的紧密联系，在数据的处理或二次开发过程中，更可从多方面训练加强学生综合能力，使他们的动手能力与理论基础同时得到提高。

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