labview signalexpress在教学中的应用new

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1、LabVIEWSignalExpress在教学中的应用NILabVIEWSignalExpress是一款基于LabVIEW图形化设计平台的交互式环境，它可以让学生通过多种方式获得动手实践的学习体验，从生物医学工程到航空工程，从低年级到高年级的各类学生都可以受益于这种强大的、步骤清晰的交互式学习方法。由于NILabVIEWSignalExpress可与几千种设备进行连接，并使用USB、GPIB或串口等总线作为接口，学生和研究人员可以在实验室中使用LabVIEWSignalExpress进行各类工作。他们可以在系统

2、运行的过程中，借助LabVIEWSignalExpress进行交互式分析并快速而容易地定制他们的算法。本文将通过课程当中的各类示例向您说明LabVIEWSignalExpress所带来的优势。交互式地比较仿真和实际结果电路设计是工程上的一个基本概念。通常来说，学生们使用SPICE仿真软件，如NIMultisim，进行电路设计，但是他们无法比较实际数据和仿真结果，因为这个过程非常繁琐，需要书面记录实际信号或将实际信号存储在软盘当中等手动操作。但是，这些工具并不是无缝整合在一起的。使用LabVIEWSignalEx

3、press,、NI教学实验室虚拟仪器套件(NIELVIS)和业内领先的NIMultisimSPICE仿真软件，学生们可以通过一个无缝的平台，在仿真和实际信号环境下进行设计、建模和结果比较等一系列工作。图1展示了如何使用LabVIEWSignalExprss为电路和电子教学提供无缝集成的完整平台。Figure1.LabVIEWSignalExpress用于无缝集成.为了进一步了解整个平台的细节，我们将RLC电路作为一个例子，从中了解NI电子教学平台(Multisim、NIELVIS和LabVIEWSignalEx

4、press)的强大功能。每个工科学生都必须学习RLC电路，一般来说，学生们首先从课本中学习基本概念，然后使用Multisim等SPICE仿真和绘图软件，对RLC电路进行设计和仿真，以了解电路的特性。Multisim所提供的虚拟元件和一些分析功能使之成为电路仿真的理想选择。在进行电路仿真之后，学生可以在NIELVIS等建模平台上对RLC电路进行建模。NIELVIS能够提供包括示波器、函数发生器、数字万用表等12种整合仪器，从而组成一个精简但功能丰富的建模平台。最后学生会比较仿真结果和现实信号。在使用传统方法时，这

5、可能是一个非常繁琐的步骤，但是LabVIEWSignalExpress让学生们可以便捷地导入SPICE的仿真结果和建模时的现实信号，并交互式地对两组信号进行比较，从而理解现实信号中噪声等现象所产生的影响。由此，LabVIEWSignalExpress提供了一个简单直观的接口，帮助学生从理论概念出发，深入了解实际信号。与几百种仪器和传感器的连接性现在教学中会应用到种类繁多的仪器设备，如新一代的模块化仪器(如图2所示)，示波器、数字万用表和函数发生器等传统仪器，以及在生物医学工程和纳米技术等新兴领域中的成百上千种定

6、制化仪器。各种不同的仪器会通过不同的总线进行通信，每种仪器都会使用不同的软件，要在一个独立的环境中连接到多个仪器并协同工作变得越来越困难。Figure2.模块化仪器借助LabVIEWSignalExpress，学生和研究人员可以使用单一的接口与几千种仪器通过不同的总线进行连接，并获取测量数据。无论在教室或是实验室，他们都能够交互式地对数据进行分析，并生成报告，而不必手动将数据保存到软盘或USB驱动器，再使用MicrosoftExcel等软件进行数据处理。由于LabVIEWSignalExpress是一个完全交互

7、式的平台，学生和研究人员可以在应用程序还在运行的情况下分析数据并进行修改。另外，他们能够更快地对系统进行分析，并实时做出调整。交互式地对数据进行分析借助LabVIEWSignalExpress，学生和研究人员不必等到整个系统完成之后再对其进行调整。例如，如果要对信号进行采集并进行快速傅立叶变换，传统方法需要先编写执行整个流程的程序(采集信号、对信号进行滤波并执行快速傅立叶变换)，然后运行程序，评估运行结果，根据评估结果通过各种方式对系统进行调整，如确定快速傅立叶变换各种参数、改变滤波器类型等等。现在，学生和研究

8、人员可以在从传感器采集数据的同时，使用LabVIEWSignalExpress添加并修改分析函数。图3表示了在系统采集数据的同时向系统中添加一个快速傅立叶变换(FFT)函数。Figure3.带FFT功能的数据采集由于学生现在可以交互式地进行数据分析，因此他们能够更便捷地深入了解各种理论概念的细节。例如，现在他们可以完全掌握IIR滤波器和FIR滤波器的区别，滤波器拓扑结构选择对于输出的影