虛擬儀器在高職院校通信原理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

李可

摘 要：通信原理課程在高職院校中，是移動(dòng)通信專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，對于高職院校學(xué)生來講，該門課程理論性強(qiáng)，比較抽象，學(xué)生理解困難。虛擬儀器，即Labview仿真設(shè)計(jì)，能夠在教學(xué)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真演示和操作，使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來更好地理解理論所學(xué)，動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，極大增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器;通信原理;高職院校

一、虛擬儀器簡介

虛擬儀器，即LabVIEW（Laboratory Virtual Instrumentation EngineeringWorkbench，實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺(tái)）是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語言，LabVIEW 的程序叫做 VI，即虛擬儀器。它的核心概念就是“軟件即是儀器”，用具體圖形表示函數(shù)，用連接線表示數(shù)據(jù)流向^[1]。在“通信原理”實(shí)驗(yàn)中使用虛擬儀器的模塊化程序設(shè)計(jì)語言，能夠把抽象的內(nèi)容具體化，較傳統(tǒng)教學(xué)更生動(dòng)，對通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更靈活。

二、虛擬儀器在通信原理實(shí)驗(yàn)中的作用

傳統(tǒng)通信原理的教學(xué)方法，多是采用寫板書、列公式、畫草圖的方式講授，大部分的課程都是理論公式的推到，對高職院校的學(xué)生來說，適用性不強(qiáng)。通信原理的實(shí)驗(yàn)臺(tái)多是固定的實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容單一，開發(fā)性實(shí)驗(yàn)非常缺乏，不能添加新的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)價(jià)格昂貴，數(shù)量有限，不能同時(shí)滿足學(xué)生同步實(shí)驗(yàn)，通常實(shí)驗(yàn)需要分批分組進(jìn)行。

引入虛擬儀器，通過仿真設(shè)計(jì)，學(xué)生可以自己進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)，把自己的思路融入到實(shí)驗(yàn)中，通過實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行探索學(xué)習(xí)，不再是被動(dòng)的灌輸知識(shí)。通過虛擬儀器仿真，使學(xué)生的想法得以實(shí)現(xiàn)。而且可以獨(dú)立成組，不受時(shí)間、地點(diǎn)、試驗(yàn)臺(tái)的限制，課后學(xué)生也可以進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn)，極大的提高了教學(xué)效果^[2]。

三、案例分析

我們以PCM脈沖編碼調(diào)制過程為例，進(jìn)行舉例分析。

（一）正弦信號(hào)的生成

利用虛擬儀器仿真，生成正弦波信號(hào)波形，可以進(jìn)行參數(shù)選擇，直觀易懂，如圖1所示。

（二）信號(hào)的采樣

根據(jù)Nyquist采樣定理，如果以的采樣頻率進(jìn)行均勻采樣，原信號(hào)可以被這些采樣值完全確定。采樣后信息如圖2所示。

（三）信號(hào)的量化

信號(hào)的量化采用A律13折線壓縮原理，量化后的波形如圖3所示。

（四）信號(hào)的編碼

把量化后的信號(hào)變換成二進(jìn)制碼組的過程稱之為編碼，基于A律13折線的碼位安排：

極性碼????????? 段落碼??????????????? 段內(nèi)碼

C1??????????? C2 C3 C4??????????????? C5 C6 C7 C8

編碼后的碼型如圖4所示。

通過虛擬儀器仿真模型，可以非常直觀地看到PCM脈沖編碼過程，從模擬信號(hào)到數(shù)字化的轉(zhuǎn)化。

本文通過虛擬儀器在高職院校通信原理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用舉例，進(jìn)行分析，觀察到了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)不能操作的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步提升學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)課程的積極性，從而使教學(xué)效果得到改善。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊冠男.“通信原理”虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)方法探索[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2017，13（8）：148-149，166.