基于LabVIEW 的單管放大電路參數(shù)測試虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

位凱朋+蒲永紅+劉志堅(jiān)+蔣毓鵬

【摘要】本文應(yīng)用LabVIEW技術(shù)設(shè)計(jì)了單管放大電路實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)前面板和程序框圖的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的描述；并對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明采用labivew技術(shù)設(shè)計(jì)的虛擬實(shí)驗(yàn)操作方便，實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確。

【關(guān)鍵詞】labview 單管放大電路實(shí)驗(yàn) 虛擬實(shí)驗(yàn)

【中圖分類號】TN710-4；G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）05-0048-01

LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW與其他計(jì)算機(jī)語言的區(qū)別是：其他計(jì)算機(jī)語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式；也是開發(fā)測量或控制系統(tǒng)的理想選擇[1-2]。LabVIEW開發(fā)環(huán)境集成了工程師和科學(xué)家快速構(gòu)建各種應(yīng)用所需的所有工具，旨在幫助工程師和科學(xué)家解決問題、提高生產(chǎn)力和不斷創(chuàng)新。利用虛擬儀器的優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)和創(chuàng)建虛擬儀器。Labview技術(shù)也被廣泛的使用在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，本文就以單管放大電路實(shí)驗(yàn)為例，具體介紹labview技術(shù)下該虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

一、單管放大電路虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.共發(fā)射極單管放大電路原理圖

共發(fā)射極單管放大電路參數(shù)測試原理圖如圖1所示：RWRB1和RB2組成了偏置電路，并在發(fā)射極接電阻RE，對發(fā)射極點(diǎn)位中的直流分量起到負(fù)反饋的作用，以穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。當(dāng)三極管導(dǎo)通時(shí)，Ube≈0.6-0.7v；當(dāng)放大電路的輸入端添加輸入信號Ui后，在放大電路的輸出端便可以得到一個與Ui相位相反，幅值放大了輸出信號Uo，從而實(shí)現(xiàn)電壓放大[3]。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是在不接入輸入信號Ui時(shí)，測量電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Ub、Ue、Uc的值，電壓放大倍數(shù)的測量主要是在調(diào)整合適的靜態(tài)工作點(diǎn)后，結(jié)束正弦輸入信號，用示波器觀察放大電路的輸出電壓Uo的波形。

2.Labview環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)原理圖中的電阻、電源、示波器等可以通過LabVIEW 的標(biāo)準(zhǔn)控件編輯器窗口來編輯，控件編輯器中可以對控件的大小、顏色、相對位置隨意調(diào)整或者添加文本或者插入圖片等。首先創(chuàng)建一個新的子VI，把電路圖的圖片直接粘貼到前面板上，數(shù)值顯示控件勝在精確，讀數(shù)方便，可顯示數(shù)據(jù)范圍廣，添加10個數(shù)值輸入控件，用來輸入電路的電阻、電源等參數(shù)；添加 4個數(shù)值顯示控件，用來顯示靜態(tài)工作點(diǎn)和電壓放大倍數(shù)。儀表控件則有形象直觀，生動形象的效果，輸入輸出電壓波形用示波器顯示，在前面上添加兩個示波器[4-5]。

本實(shí)驗(yàn)的程序框圖采用在一個while循環(huán)中嵌套公式節(jié)點(diǎn)法，程序框圖的左邊是輸入的數(shù)據(jù)變量，變量的數(shù)值可以在前面直接更改，公式節(jié)點(diǎn)框圖中間是具體的計(jì)算公式，公式的編程方法和C語言一樣，行末用分號結(jié)束[6]。框圖的右邊是對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)輸出量。框圖中間根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以方便的構(gòu)建輸出量與輸入量之間的表達(dá)式。設(shè)計(jì)的程序框圖如圖3。

二、實(shí)驗(yàn)的仿真

輸入U(xiǎn)cc，RB1，等實(shí)驗(yàn)基本參數(shù)及在放大電路輸入端輸入頻率為1kHz，幅值為10mV的正弦信號Ui進(jìn)行共發(fā)射極放大電路模擬實(shí)驗(yàn)，觀測示波器輸出電壓的波形。經(jīng)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合要求。所以實(shí)驗(yàn)可行。

三、結(jié)語

在labview環(huán)境下設(shè)計(jì)的單管放大電路參數(shù)測試實(shí)驗(yàn)操作操作方便，實(shí)驗(yàn)界面清晰，而且滿足電路實(shí)驗(yàn)的要求；此外，學(xué)生可以通過下載虛擬實(shí)驗(yàn)程序，自己在電腦上完成虛擬實(shí)驗(yàn)，有效彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)資源和學(xué)生實(shí)驗(yàn)要求之間的缺口，可以有效節(jié)省實(shí)驗(yàn)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳國順，張桐，郭陽寬，王正林.精通LabVIEW程序設(shè)計(jì)[M].電子工業(yè)出版社，2012.

[2]陳樹學(xué)，劉萱.LabVIEW寶典，2014.

[3]汪敬華.電子技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社.

[4]豈興明，田京京，朱洪歧.LabVIEW入門與實(shí)戰(zhàn)開發(fā)100例[M].電子工業(yè)出版社.

[5]張桐，陳國順，王正林.精通LabVIEW 程序設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[6]陳錫輝，張銀鴻.LabVIEW 8.20 程序設(shè)計(jì)從入門到精通[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.