电子技术演示实验中仪器的实用性

1电子技术演示实验

1.1二极管伏安特性曲线演示实验

二极管伏安特性曲线演示实验中，可以按照图1所示，把虚拟信号发生器、二极管、电阻和虚拟示波器用导线连接。检查无误后，开启计算机以及虚拟仪器。接下来，就是对虚拟仪器的反复调整。这时就可以通过计算机桌面上的虚拟仪器面板对其进行适当地调节。二极管等效为电阻是需要在低频小信号的条件下的，因此，经过调节，使虚拟发生器的频率达到一个恰当的值，就可以输出正确的正弦信号值。根据教程内容可知，交流信号与输出电压可以忽略不计。那么，测量过程中，直流电压表上的读数可以认为是图中电阻R的直流电压值。最终，经过对虚拟示波器的反复调节，使通道值和衰减幅度值等等处于一个最合适的数值，这样就得到了一个稳定的波形，这就是最后需要的二极管伏安特性曲线。

1.2单级低频放大器演示实验

单极低频放大器演示实验中，根据图2所示，把虚拟信号发生器、5个电阻、2个电容、1个滑动变阻器和虚拟示波器连接在一起。然后，把该实验电路图经过投影仪到大屏幕上，这样可以便于学生的观察。接下来，需要经过调试将单极低频放大器的输入与输出电压的波形通过虚拟仪器显示出来。这个实验中，连接必须要完全正确。所以，根据测量需要，放大器的输入端应该与虚拟示波器的CH2探头相连，其输出端与虚拟示波器的CH1探头连接，而虚拟发生器与放大器的输入端连接。最后一步也是很重要的，按照教程的要求，选择所需的波形与频率，把幅度和时间安置在正确的位置上，这样才可以得到所需的波形。以上就是整个单极低频放大器演示实验的所有过程。图3是虚拟示波器和计算机上显示的波形。从图4可以看出，输出与出入电压的相位正好相反。通过具体计算，该电压被放大了80倍左右。根据实验的具体要求，如果需要虚拟放大器的两种失真状态，即截止失真和饱和失真，可以适当调整三极管静态工作点的位置。那么，虚拟放大器的饱和失真波形如图7所示。如果要研究单极低频放大器频率特征，可以把虚拟示波器换为虚拟频率特性来测量。共射级单管放大电路演示实验中，按照图5所示，把虚拟信号发生器，若干电阻、电容以及虚拟示波器用导线连接起来。类比上个实验，将该实验电路图展示在投影仪屏幕上面。接着，在虚拟发生器与虚拟示波器连接正确的条件下，需要设置合适的静态工作点。其一般的要求是：信号幅度较小时，在保证输出信号不失真的情况下，常选择较低的静态工作点，以降低放大器的噪声和减少电源的能量损耗。输入信号较大时，工作点适当提高，直至负载线的中点位置。在共射级单管放大电路演示实验中，对静态工作点的设置要求很是严格。当静态工作点的设置不恰当时，势必会造成饱和失真或者截止失真现象的出现。饱和失真的情况出现在静态工作点太高的时候；截止失真的情况则出现在静态工作点太低的时候。最后，该实验还可以测出放大倍数。通过推断与演算，还可以知道影响静态工作点的主要因素。

2虚拟仪器在电子技术演示实验中存在的问题

2.1简便的虚拟仪器导致了实验的盲目性

虚拟仪器技术的引入，带给使用者更多便利的同时，它的弊端也随之而来。因为该项技术可以很方便的使用，在实验过程中，很多本身就缺乏相关的理论知识的实验者会把太多的精力集中在计算机软件的使用或者是对虚拟仪器程序的编写上，而忽略了与实验相关的理论知识，更不会顾忌实验的拓展部分以及实验本身的局限性给实验带来的影响等等方面的问题。如果是这样，那么演示实验就失去了它本身特有的目的与功能，虚拟仪器技术也得不到最合理的使用。

2.2虚拟仪器本身的局限性

在实验完成后，数据的记录与处理是必不可少的。在电子技术演示实验中，利用计算机记录与处理数据带来不少方便的同时，也产生了很多不利的地方。对于不同的计算机，其本身的性能和实时性都各不相同，这些都会或多或少的影响到最后数据的准确性。而网络本身的不畅通，不仅造成了测量数据的迟缓，而且也使数据的测量变得不再精确。与此同时，负责测量的数据采集卡也有很多不稳定的因素存在，其中的分辨率、响应时间等等都有待进一步的提高。

3总结

这是一个注重实践与理论相结合的时代，虚拟仪器在电子技术演示实验中的成功应用正迎合了这个时代的需要。作为学校现在教学与科研必不可少的一种手段，虚拟仪器在演示实验中已经成为了一种不可阻挡的趋势，对电子技术的发展有着不可估量的作用。在日后的不断完善与改进下，相信电子技术及其相关领域会得到很大的发展，虚拟仪器技术也一定会有更加重大的突破与创新之处。

作者：范蕴秋