labview 在模拟电子电路设计和仿真中应用

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1、LabVIEW在模拟电子电路设计和仿真中应用　　摘要：该文介绍了基于LabVIEW的模拟电子电路设计与仿真，阐述了LabVIEW在编程特性、图形界面、扩展功能以及虚拟仪器技术等各方面作为模拟电子电路仿真软件的优势。以LabVIEW设计一个多功能信号发生器为例，详细说明了基于模拟电子电路设计与仿真的原理和方法，教学实践证明，将LabVIEW技术与多媒体教学相结合，能有效地增强学生对电路的感性认识，使抽象的内容形象化，培养学生的综合设计应用能力和实践能力，对培养和造就应用型工程技术人才起到较大的促进作用。关键词：LabVIEW程序设计；模拟电子技术；电路仿真中图分类号：TP39

2、1.9文献标识码：A文章编号：1009-3044（2013）18-4328-03模拟电子技术实验是电子技术的一门重要的，实践性很强的专业基础课程。随着模拟电路技术和计算机技术的飞速发展，EDA（electronicdesignautomation）技术作为电子设计与制造中的主流技术，已成为理工科专业学生必备技能之一。EDA软件引入实验教学8，可以让学生了解新技术新方法的运用，拓展思维，培养创新能力，如基于SPICE的各种针对模电的仿真技术，能仿真电路运行时的瞬时状况，并能观察各个节点的波形变化[1]。如Pspice、Protel等，有些还配有丰富的虚拟仪器和外设，能形象直观

3、表现和测量电路工作现Tinna，Multisim等。EDA实践教学让学生真正体验工程师的产品设计制造流程，实现对学生的工程素质培养。作为一种不是专业的EDA开发软件，美国国家仪器公司（NationalInstrunentsCorpotion，NI）认为[2]，虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统，是一种计算机操纵的模块化仪器系统。过去40年的时间里，美国国家仪器公司（NI）通过虚拟仪器技术为测试测量和自动化领域带来了一场革新：虚拟仪器技术把现成即用的商业技术与创新的软、硬件平台相集成，从而为嵌入式设计、工业控制

4、以及测试和测量提供了一种独特的解决方案。使用虚拟仪器技术，工程师可以利用图形化开发软件方便、高效的创建完全自定义的解决方案，以满足灵活多变的需求趋势。1虚拟仪器与LabVIEW技术8虚拟仪器就是建立在软件架构上的仪器系统，通用的计算机作为仪器的硬件平台，利用计算机强大的运输、储存、调用、显示和文件管理功能，将传统仪器的功能软件化，构成与传统仪器相似而又主要依赖计算机系统的特殊仪器系统[3]。虚拟仪器的正常工作是通过软件系统完成的，软件系统既要负责硬件的正常控制，也要对数据进行分析和处理，其主要分为操作系统，仪器系统和处理应用软件。操作系统一般就是PC机自身的操作系统。由于其

5、结合了传统的PC架构，虚拟仪器因此具有很高的可靠性和可维护性。用户可以根据自身需求来对仪器的外观和功能进行深度开发，而且由于计算机性能的强大，虚拟仪器具有测量精度高，系统搭建方便，数据采集处理能力强等一系列特点。LabVIEW（LaboratoryVirtualInstrumentationEngineeringWorkbench，实验室虚拟仪器工程平台）是由NI（美国国家仪器）开发的图形化程序编译平台[4]。和传统编程语言不同的是，图形化编程语言的程序流程采用了”数据流”的概念，其优势是设计者在完成系统组件的搭建的同时，就完成了软件的编写。LabVIEW创新性的引入了虚拟

6、仪器的概念，用户可以通过友好的人机交互界面直接控制仪器。LabVIEW提供了大量的库函数，包括：信号截取、信号分析、机器视觉、数值运算、逻辑运算、声音震动分析、数据存储等。由于LabVIEW具有特殊的图形程序，简单易懂的开发接口，丰富的通信接口支持，大大缩短了开发原型的速度，也提高了软件的可维护性，因此逐渐受到系统开发及研究人员的喜爱。目前广泛的被应用于工业自动化领域。2模拟电子电路运用LabVIEW设计的原理和方法8虚拟仪器（VI）即LABVIEW应用程序，它是使用LabVIEW开发平台编制的程序，简称为VI。VI包括三个部分：程序前面板、框图程序和图标/连接器[5]。程

7、序前面板用于设置输入数值和观察输出量，用于模拟真实仪表的前面板。在程序前面板上，输入量被称为控制（Controls），输出量被称为显示（Indicators）。控制和显示是以各种图标形式出现在前面板上，如旋钮、开关、按钮、图表、图形等，这使这得前面板直观易懂。下面是一个温度计程序（ThermometerVI）的前面板。每一个程序前面板都对应着一段框图程序。框图程序用LabVIEW图形编程语言编写，可以把它理解成传统程序的源代码。框图程序由端口、节点、图框和连线构成。其中端口被用来同程序前面板的控制和显示传递数据，节