西电微波技术虚拟实验报告_格式要求

第一篇：西电微波技术虚拟实验报告_格式要求

实验报告格式要求

一、设计要求

即实验标题下的内容，包括设计何种电路、有何指标要求、测量哪些参数等。

二、实验仪器

硬件：PC机

软件：Microwave Office软件

三、设计步骤

简要的写明主要设计步骤，计算的参数，创建的电路图、测量图。具体的软件操作步骤不用写。

四、实验数据记录

表

1、表2的计算结果，软件仿真的所有结果，尤其是微带线电路优化后的尺寸。

五、结果分析

对仿真结果进行说明，是否符合设计要求？优化结果是否理想？哪些不理想？不理想的原因及解决的方法……

六、实验总结

两个软件的主要功能，对软件使用的掌握情况。

做了哪些实验内容，对相关理论知识的掌握。

有哪些提高、不足……

对本课程的建议、意见……

（注：报告的前5项仅写实验8的相关内容，第6项为整个课程的总结。报告手写、打印均可。）

第二篇：模电实验报告要求

实验二 晶体管共射极单管放大器 要求：完成实验内容1、2、3、4、5 实验报告要求：讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响；分析讨论在调试过程中出现的问题，总结实验的心得体会。

实验三 负反馈放大器

要求：完成实验内容1、2.(1)实验报告要求：根据实验结果，总结电压串联负反馈对放大器性能的影响。

实验四 射极跟随器

要求：完成实验内容1、2、3、4、5 实验报告要求：整理实验数据，并画出曲线UL＝f(Ui)；分析射极跟随器的性能和特点。

实验五 差动放大器

要求：完成实验内容1、2 实验报告要求：整理实验数据，比较静态工作点和差模电压放大倍数的实验结果和理论估算值；比较差动放大电路单端输出时CMRR的实测值与具有恒流源的差动放大器CMRR实测值；根据实验结果，总结电阻RE和恒流源的作用。

实验六 集成运算放大器的基本应用 要求：完成实验内容1、2、3、4 实验报告要求：整理实验数据，画出波形图（注意波形间的相位关系）；将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。

实验七 低频功率放大器─ OTL 功率放大器 要求：完成实验内容1、2.(1)实验报告要求：整理实验数据，计算静态工作点、最大不失真输出功率Pom等，并与理论值进行比较。

第三篇：北理工微波实验报告总结

实验一 一般微波测试系统的调试

一、实验目的

1．了解一般微波测试系统的组成及其主要元、器件的作用，初步掌握它们的调整方法。2． 掌握频率、波导波长和驻波比的测量方法。3． 掌握晶体校正曲线的绘制方法。

二、实验装置与实验原理

常用的一般微波测试系统如1-1所示（示意图）。

测量放大器微波信号源隔离器可变衰减器频率计精密衰减器测量线终端负载图1-1

本实验是由矩形波导（3厘米波段，TE10模）组成的微波测试系统。其中，微波信号源（固态源或反射式速调管振荡器）产生一个受到（方波）调制的微波高频振荡，其可调频率范围约为7.5~12.4GHz。隔离器的构成是：在一小段波导内放有一个表面涂有吸收材料的铁氧体薄片，并外加一个恒定磁场使之磁化，从而对不同方向传输的微波信号产生了不同的磁导率，导致向正方向（终端负载方向）传播的波衰减很小，而反向（向信号源）传播的波则衰减很大，此即所谓的隔离作用，它使信号源能较稳定地工作。频率计实际上就是一个可调的圆柱形谐振腔，其底部有孔（或缝隙）与波导相通。在失谐状态下它从波导内吸收的能量很小，对系统影响不大；当调到与微波信号源地频率一致（谐振）时，腔中的场最强，从波导（主传输线）内吸收的能量也较多，从而使测量放大器的指示数从某一值突然降到某一最低值，如图1－2(a)所示。此时即可从频率计的刻度上读出信号源的频率。从图1-1可知，腔与波导（主传输线）只有一个耦合元件（孔），形成主传输线的分路，这种连接方式称为吸收式（或称反应式）连接方法。另一种是，腔与主传输线有两个耦合器件，并把腔串接于主传输线中，谐振时腔中的场最强，输出的能量也较多，因而测量放大器的指示也最大，如

图1-2(b)所示。这种连接方法称为通过式连接法。在实际中无论哪种连接方式，当不测频率时，为了不影响其它实验项目的观测，应把腔调到失谐状态。可变衰减器也是由一小段波导构成的，其中放有一表面涂有损耗性材料，并与波导窄壁平行放置的薄介质片。介质片越靠近波导中心处，衰减越大，反之，衰减越小。利用可变衰减器可以连续地改变信号源传向负载方向功率的大小；另外，如同隔离器一样，可变衰减器也具有一定的隔离作用。测量线是一段在其宽壁中心线开有一窄缝隙的矩形波导，与其配套的还有一个装有微波范围内用的晶体二极管检波器及同轴线调谐式探针座。探针从缝隙插入波导后，送入测量（选频）放大器，通过该放大器表头的读数，即可进行各实验项目的测量工作。系统的最后部分是终端负载，它是被测试的某一微波元、器件，也可以是匹配负载、短路片或短路活塞等。

IIOfr(a)fO图1-2fr(b)f 需要指出的是，由于微波信号源产生的等幅高频振荡很微弱，若对其直接进行检波，则检波器输出的直流分量也是很微弱的，用一般仪表难以对其进行观测。因此为了提高测试灵敏度，以便于观测，通常用一方波（重复频率1000Hz）对高频振荡进行幅度调制（也有用脉冲或其它波调制的）。经调制后的高频振荡通过检波后输出的是其包络，对包络中的基频（1000Hz）加以放大后再经检波，取出其直流分量加于测量放大器的指示表头，读数就方便了。

三、实验内容

1．首先按图1-1所示将测量系统安装好，然后接通电源和测量仪器的有关开关，观察微波信号源有无输出指示。若有指示，当改变衰减量或移动测量线探针的位置时，测量放大器的表头指示会有起伏的变化，这说明系统已在工作了。但这并不一定是最佳工作状态。例如，若是反射式速调管信号源的话还应把它调到输出功率最大的振荡模式（如n=2，参见附录），并结合调节信号源处的短路活塞，以使能量更有效地传向负载。若有必要，还可以调

节测量线探头座内的短路活塞，以获得较高地灵敏度，或者调节测量线探针伸入波导的程度，以便较好地拾取信号地能量（注意，伸入太多会影响波导内的场分布）。对于其它微波信号源也应根据说明书调到最佳状态。有时信号源无输出，但测量放大器也有一定指示。这可能是热噪声或其它杂散场的影响；若信号源有输出，但测量放大器的指示不稳定或者当测量线探针移动时，其指示不变，均属不正常情况，应检查原因，使之正常工作。系统正常工作时，可调节测量放大器的有关旋钮或可变衰减器的衰减量（衰减量不能为零，否则会烧坏晶体二极管），使测量放大器的指示便于读数。

2．测量微波信号源的频率和波导波长。测量信号源的频率调节旋钮，可使频率在7.5~12.4GHz的范围内变化。选取该范围内的某个频率，用频率计测出它的频率，并用测量线测出该频率的波导波长g。在测g时应将系统终端短路（例如用金属短路板或短路活塞），则系统呈纯驻波状态（理论上），其场强的幅度分布如图1-3所示。当测量线的探针处于z1和z2位置时，测量放大器的指示为最小（理论上为零），Ezd4z2d3图1-3d2z1d1此时从测量线的刻度上即可求出波导波长g2z2z1。在实际测量中，由于受设备的精度、灵敏度的限制，以及其它因素的影响，很难精确地确定z1和z2的位置。为提高测试精度，可采用“平均法”测定它们的位置，如图1-3所示。为了确定z1，使在z1两侧（尽量地靠近z1）的d1和d2处测量放大器有相同的指示数，则z1(d1d2)/2，同理可得z2(d3d4)/2。这比直接去测z1和z2要精确些。

3．绘制晶体矫正曲线

需要指出的是，当用测量线测定微波系统（波导）内场强幅度的分布规律时，测量放大器的指示值并不直接表示高频信号的场强值，而是通过晶体二极管检波后的电流值。我们已知传输系统的驻波s为：

sEmax/EminUmax/Umin

由于晶体二极管为一非线性器件（如图1-4(a)所示），因此就不能用测量放大器的读数直接套用上面的公式求出驻波比s。为了求出s，应作出晶体管的输入电压U（它与探针拾取的场强幅值成正比）与检波电流的关系曲线（如图1-4(b)所示），称为晶体校正曲线。

II(a)U图1-4(b)E此曲线中的电流虽然是从测量放大器中读出的值，但它对应的U值（或E），此时并非加于晶体二极管上的电压值，而是通过测量于计算求出的与场强幅值成正比例的“等效”的电压值。有了校正缺陷，当探针在场强幅值最大值时，测量放大器有一读数Imax，探针在场强幅值最小处时，有一读数Imin，从校正曲线中查出Imax和Imin，分别对应的U和Uminmax（Emax）（Emin），则驻波比s为：

UmaxEmaxs

UminEmin为了作出晶体校正曲线，需将系统终端短路，形成纯驻波状态。如图1-5所示。

EzB图1-5A

场强E的幅度E可表示为：

EEmaxsinzEmaxsin2gz

为了求出场强幅值与检波电流I之间的关系（晶体校正曲线），就要利用这个公式计算场强值（也即校正曲线中的U）。在7.5~12.4GHz范围内选定某一频率，使系统正常工作，并求出该频率对应的波导波长g。将测量线探针移到场强幅值的节点。例如图1-5中所示的A点，作为z0的参考点，并记下此时测量放大器的读数，从公式看该读数（理论上为零，实际上不为零）对应的E应为零。B是场强幅值的腹点，ABg4，将此距离等分为若干个小段（例如10个小段），从A点开始，按分小段使探针逐次向B点移动，并记住每一位置所对应的测量放大器的读数I，已经每一位置的坐标z的值，则sinB点对应于Emax，若Emax已知，则利用公式

2gz即可求出。

EEmaxsin2gz

即可求出每点的E（U）与每点的I一一对应的关系，根据这组数据即可画出晶体校正曲线。但实际上，Emax的值我们并不知道具体等于多少，为了解决这一问题，在作晶体校正曲线时，只需要知道各点场强幅值的相对大小就可以了，并不需要求出它们的绝对大小，因此，我们可以把B点对应的电流读数I作为Emax看待，而其它点的E（相对值）即可求出了。在实际测量中，为计算方便起见，可利用调节信号源的输出，可变衰减器的衰减量和测量放大器的有关旋钮等方法，使B对应的I的读数为10的某个整数倍（例如100）。另外需要指出的是，作晶体校正曲线也可以从场强幅值的腹点B开始，逐渐向节点A移动探针，测出所需要的数据，场强幅值的变化为余弦。但B点的确切位置比A点更难确定，所以，从A点开始，比从B点开始要好些。

最后补充一点，当晶体二极管的检波电流很小时，其电压和电流有近似于平方律的关系式：IKUK是与管子型号有关的结构参数，是常数。此时的驻波比S可近似为 2SEmaxEminUmaxImaxUminImin

而不需要查晶体校正曲线。

实验二 阻抗的测量

一、实验目的

1． 掌握最常用的阻抗的测量方法，并能利用公式和阻抗或导纳圆图计算阻抗。2． 测量喇叭天线的等效（输入）阻抗。

二、实验装置和实验原理

在微波范围内经常遇到对微波元（器）件阻抗的测量问题（例如，在研究若干个元、器件相互间的连接和匹配问题时），因此掌握阻抗的测量方法是十分重要的。测量阻抗的方法有多种，其中较常用的是利用测量线来进行测量。实验装置和实验一所用的完全相同。为画图简单起见，我们用方框图把它表示出来，如图2－1所示。

测量放大器信号源隔离器可变衰减器频率计精密衰减器测量线负载图2-

1三、实验内容

1．当无耗传输线终端接有任意复数阻抗的负载Zl时，系统呈行驻波状态，电压或场强幅值的分布规律如图2－2所示。

ZcZlEzλg2图2-2l1

为了求出被测阻抗Zl可采用两种方法，用公式计算和查圆图。首先讨论一下用公式计算的方法。根据传输线理论，等效（输入）阻抗Z(z)为

ZzZc据此，对终端被测负载Zl而言应为：

1(z)

1(z)ZlZc1(0)e1(0)ej0j0

式中，Zc为传输线的特性阻抗，(z)为电压反射系数，(0)为终端负载处的反射系数，0为其初相角。在电压（或场强幅度）最小点处反射系数(z)的相角应满足cos(2z0)1

cos(2z0)1

即2z0(2n1),n0,1,2,3...若取距终端负载最近的那个电压（或场强幅值）最小点的距离zzminl1，代入上式，则：

02l1

而2g，(0)s1 s1式中，g为波导波长，s为驻波比。由此可知，只要测出s和l1（在某一频率下），即可求出负载Zl，它比计算方法要方便得多，例如用阻抗圆图（用导纳圆图也可）来求阻抗Zl，如图2－3所示。如前所述，首先测出在某一频率下得驻波比s和电压最小点（距终端被测负载Zl最近得那点）的距离l1，然后在图2－3中以O点为圆心画出等驻波比圆（s圆），并与实轴交于P点，该点即电压最小点处的位置，其阻抗的归一化值为1/s。由P点开始沿等s圆逆时针旋转l1/g刻度，过此刻度与圆心O连一直线与s圆相交于M点，该点对应的值就是被测负载Zl的归一化值，将该值再乘以Zc，即得所求的负载阻抗Zl。

向信号源SPOrM向负载xl1λg图2-3

2．在实际测负载阻抗Zl的过程中，由于系统结构上的原因，用测量线无法直测得距负载最近的那个电压（或场强幅值）最小点的距离l1，例如，它可能处于测量线探针无法接近的位置。此时，可采用简接方法求出l，如图2－4所示。首先，将测量系统得终端用短路板

Zl12Ezz2l1z1图2-4

短路，形成纯驻波状态（参见图2-4中的图形①），终端即为电压（或场强幅值）得最小点（理论上为零点），从终端算起向信号源方向，每隔g/2的距离就出现一个最小点，因此总会由一些最小点落在测量探针可以达到的范围之内。我们可以任取其中的某个最小点（例如Z1点）看作系统得终端位置（即被测负载Zl的位置），然后取下短路板，接上被测负载Zl，此时系统呈纯驻波状态（参见图4-2中的图形②），在Z1的左侧找到距Z1最近的那个电压（或场强幅值）最小值位置Z2，则所求得l1Z2Z1。至此，再利用圆图即可求出被测负载Zl。

3． 在7.5~12.4GHz频率范围内得某个频率上将系统调整到正常工作状态，测出频率及其波导波长。在终端负载处装上被测的喇叭天线，求出驻波比s和距终端负载最近的电压（场强幅值）最小的距离l1，用阻抗（或导纳）圆图求出喇叭天线的等效（输入）阻抗，并将其与计算法求出的阻抗加以对照。改变一下信号源的频率，再重作一次，以观测喇叭天线等效（输入）阻抗的变化。

实验三 阻抗匹配

一、实验目的

掌握阻抗匹配的方法，利用单螺钉（相当于单株线）调配器使波导系统与喇叭天线相匹配。

二、实验装置和实验原理

1．阻抗匹配在实际应用中是很普遍、很重要的。因为这可以使信号源的功率更有效地供给传输线，并使传输线的负载吸收更多的功率，而且还可提高传输线的功率容量和增加信号源的稳定性等。匹配一般有信号源与传输线之间的匹配，以及传输线与负载之间的匹配。本实验仅研究后者的匹配问题。传输线与负载的匹配可以采用阻抗变换器来达到。也可以采用在传输系统中并联电抗性元件的方法达到。本实验采用后者，使波导系统与喇叭天线（负载）相匹配。

2．实验装置如图3－1所示。它与实验一和实验二的装置基本上是一样的，只是在测量

测量放大器信号源隔离器可变衰减器频率计频率计精密衰减器测量线负载图3-1调配器线与终端负载（喇叭天线）之间加入了一段带有螺钉调配器的矩形波导，称为单螺钉（单株线）调配器，利用它使波导系统与喇叭天线得到匹配。

3．图3－2是单螺钉调配器结构的示意图及其等效电路，终端负载Zl为一喇叭天线。螺钉从矩形波导宽壁的中心线处的缝隙中插入波导内，其插入深度可以调节，螺钉可以在缝隙中左右移动。由等效电路可知，螺钉的作用相当于一个并联在AA截面处的短路支线l(单株线)，当负载Zl给定后，首先选取合适的距离d，当不考虑支线的影响时，使从AA向负载看去的归一化输入导纳为YiA1jb，然后调节l的长度（即螺钉深度），使其归一化的

输入电纳jbl恰好与jb相抵消（即b与bl大小相等，而符号相反），则在AA处总的导纳YAA1，从而在该截面处得到匹配。实验表明，螺钉插入深度较小时，其主要作用是使电场集中，具有电容的性质（容性电抗），当插入较多时，主要呈现电感性质（感性电抗），而插入适中时，近似于一串联谐振电路。这三种情况都与波导尺寸、螺钉直径和工作频率等有关。在实际应用中，螺钉插入深度太多（尤其传输大功率时），会引起传输系统功率容量下降。因此，螺钉调配器一般都工作于容性电抗的范围内。

缝隙螺钉AyiAZc测量线调配器喇叭天线ljblA’Zld图3-2

三、实验内容

1．首先在7.5~12.4GHz范围内某个频率上将整个实验装置调整到正常工作状态，测出所选定的频率和它对应的波导波长g，然后将喇叭天线和单螺钉调配器（在结构上它们可能已连成一个整体）一起接在测量线的终端。把螺钉从缝隙中全部旋出，测出驻波比s，以及喇叭天线的归一化的等效（输入）导纳yl，设它位于导纳圆图的P点，如图3-3所示。从P点开始沿等驻波比圆（s圆）向信号源方向转动，与g1的圆相交于M1和M2两点，它们距负载的距离（相对于g的值）分别为

d1g和

d2g，d1和d2是调配器螺钉可以选择的两个位置。但是，如前所述，为使螺钉工作在容抗范围内，因此应选M2点（也即dd2）作为螺钉的位置。

2．螺钉位置确定后，慢慢地调节其插入深度，每调节一次，都要从测量放大器上观察

一下驻波比s的变化趋势：应使最大读数与最小读数之差越小越好。当调到所要求的匹配状态时（例如，使s1.05）,最大读数和最小读数之差应降到最小（例如，约5个小格左右）。由于各种因素的影响，螺钉的实际位置d会稍微偏离理论计算值，在实际调配过程中可略加调整，并根据实验确定螺钉的最后位置。应当指出，以上所述，是从理论的角度上阐述了单株线（单螺钉）调配器的计算方法和调匹配的过程。目的在于加深对其匹配原理的理解。如果仅从达到匹配目的观点看，可不必先进行计算，而是直接调节螺钉的位置和插入深度，并用测量放大器进行观测，直至达到匹配为止。

3．如前所述，喇叭天线与单螺钉调配器在结构上可能是一个整体。如果这样，那么，d1λgd2λgS向信号源M1g=1PO向负载M2图3-3

在测量线终端处所呈现的负载，就不单是喇叭天线本身的等效（输入）阻抗了，而是包含了单螺钉调配器那段波导的影响在内的总的阻抗(参见图3-2)。为方便起见，我们用总导纳（总阻抗的倒数）来确定螺钉的位置d，为此，应首先找到这个总导纳归一化值在导纳圆图上的位置，然后由此位置开始，沿等驻波比圆（s圆）逆时针转到g1的圆相交于两点，取其中电抗为负的点作为安置螺钉的位置，则距离d根据圆图的刻度就可求出。若由此而确定的d可能因其太小，而落不到单螺钉调配器的缝隙内，则可增加g/2的某个倍数，使d落入缝隙内。D定了之后，再调螺钉的插入深度直到匹配为止。总的导纳知道了，则喇叭本身的导纳也就可求了。顺便指出，如同在实验二中求负载阻抗那样，首先将测量线终端短路，取

某一电压（场强幅值）最小点（节点）作为终端的参考点，然后取下短路板，接上被测负载（现为喇叭天线和单螺钉调配器）出现了新的节点，两节点距离之差即为负载最近的电压节点的距离l1。知道了l1，则被测负载即可求出。但有时会出现上述节点处处相重合，即l10的情况，这说明被测负载的阻抗是一纯电阻性阻抗，其值为Zl

ZCs。

第四篇：西电毕业论文规范要求

西安电子科技大学

网络教育本科生毕业论文规范

一 论文格式、页面设置、用纸及装订顺序

1． 章的标题：如：“摘要”、“目录”、“第一章„”、“附录”等，黑体加粗，3号，居中排列，每一章单独另起一页。

2． 论文内节的标题：如：“2.1认证方案”、“9.5小结”等，黑体加粗，4号，左对齐。

3． 正文：中文为宋体，英文为“Times News Roman”，小四号。正文中的图名和表名用相应的五号字体，正文中的图和表必须有编号，如：“表3.1”、“图2.5”等。表名以及编号应位于表格的正上方，图名以及编号应位于图的正下方。

4． 页眉：五号字宋体，居中排列。页眉从第一章开始，左页页眉为论文题目，右页页眉为章的标题。

5． 页码：对称页边距，宋体小五号，排在页脚行的最外侧，不加任何修饰，从第一章（或绪论）开始编排。

6． 字间距： 采用标准字间距。行间距：采用固定值20磅行间距。

7． 页面设置：上边距3.0cm，下边距2.0cm，内侧边距3.0cm，外侧边距2.0cm，页眉2.0cm，页脚1.0cm，装订线1.0cm。

8． 论文用纸： 一律为A4。

9． 打印：双面打印。右页为奇数页，左页为偶数页。

10．论文装订顺序：

顺序依次为：封面→任务书→工作计划表→开题报告评议表→中期报告评议表→毕业论文评审表→中文摘要→目录→绪论→正文→结论→致谢→参考文献。

二 论文的封面、中文摘要、毕业论文评审表及目录

1． 封面：封面统一下发，论文题目应在25字以内。

2． 毕业论文表格：任务书、工作计划表、开题报告评议表、中期报告评议表由导师提供，导师须填写内容、签字；毕业论文评审表由网上下载，导师填写评语、签字。各种表格均为单独一页，背面为空白。

3． 中文摘要：宋体，小四号字，是关于论文的内容不加注释和评论的简短陈述，主要是简要说明研究工作的目的、方法、结果和结论，重点说明本论文的成果和新见解。关键词是为了文献标引工作从论文中选取出来用以表示全文主题内容信息的术语。

（1）中文摘要，一般为200字。

（2）每篇论文选取3 ~ 5个关键词，中文为黑体小四号。关键词排列在摘要的左下

方一行，起始格式为：“关键词：”。具体的各个关键词之间以均匀间隔排列，之

间不加任何分隔符号。

（3）目录：按照论文的章、节、附录等前后顺序，编写序号、名称和页码。目录中的章及章名黑体加粗，4号，左对齐；节及节名、目及目名小四号字，宋体，左缩进一个字对齐。目录页排在摘要之后，另页右面起，顺序双面排版。

三 论文主体

1． 绪论：作为论文的开端，简要说明作者所做工作的目的、范围和国内外关于本领域的发展情况，本人的设想、研究方法及本论文的主要内容，另页右面起打印。

2． 正文：是一个逻辑严密、论述准确、结构合理、内容充实的整体，作者可视具体研究分为若干章。全文应予参考文献紧密结合，重点论述作者本人的独立研究工作和个人见解。论文不得模糊学生本人与他人的工作界限，参考或引用了他人的学术成果或学术观点，必须给出参考文献，严禁抄袭、占有他人成果。正文字数不少于1万5千字，每一章单独另起一页。

3． 结论：要求简明扼要、实事求是地概括全部论文所得的若干重要结果，着重介绍本人独立研究和创造性成果及其在本学科领域中的地位，并指出需进一步完善的地方，单独另起一页。

4． 致谢：对协助完成论文研究工作的单位和个人表示感谢，单独另起一页。

5． 参考文献：参考文献的数量应在5篇以上，其中期刊文献占50%以上，国外文献1篇以上。在论文中引用参考文献时，引出处右上角用方括号标注阿拉伯数字编排的序号（必须与参考文献一致）。参考文献单独另起一页，其排列格式分为：

（1）专著中的文献格式：

[序号] 主要责任者.文献题名[M].出版地:出版者,出版年:页码.（2）期刊中的文献格式：

[序号] 主要责任者.文献题名[J].刊名,出版年份,卷号(期号):起止页码.（3）电子图书、电子报刊等文献格式：

［序号］主要责任者.题名：其他题名信息［文献类型标志/文献载体标志］.出

版地：出版者，出版年(更新或修改日期)［引用日期］.获取和访问路径.当作者超过三人时，只著录前三个人，人名中间用“，”分隔，其后加“等”字即可。

西安电子科技大学网络与继续教育学院

2010年9月25日

第五篇：LabView虚拟示波器实验报告

内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

虚拟仪器课程设计

报告

题目：双通道虚拟示波器 姓名：朱梦元 学号：1067106207 班级：10自动化2班 指导教师：肖俊生内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

．1 绪论

在数字电路实验中，需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用表和逻辑笔使用方法比较简单，而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器是一种使用非常广泛，且使用相对复杂的仪器。本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。

示波器工作原理是：示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等

示波器用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器，由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测电流的波形外，还可以测定频率、电压强度等。凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测。虚拟仪器介绍

1.1 虚拟仪器简介

虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。自1986年问世以来，世界各国的工程师和科学家们都已将NI LabVIEW图形化开发工具用于产品设计周期的各个环节，从而改善了产品质量、缩短了产品投放市场的时间，并提高了产品开发和生产效率。使用集成化的虚拟仪器环境与现实世界的信号相连，分析数据以获取实用信息，共享信息成果，有助于在较大范围内提高生产效率。虚拟仪器提供的各种工具能满足我们任何项目需要。

20年来，无论是初学乍用的新手还是经验丰富的程序开发人员，虚拟仪器在各种不同的工程应用和行业的测量及控制的用户中广受欢迎，这都归功于其直观化的图形 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

编程语言。虚拟仪器的图形化数据流语言和程序框图能自然地显示您的数据流，同时地图化的用户界面直观地显示数据，使我们能够轻松地查看、修改数据或控制输入。

美国国家仪器公司NI（National Instruments）提出的虚拟测量仪器（VI）概念，引发了传统仪器领域的一场重大变革，使得计算机和网络技术得以长驱直入仪器领域，和仪器技术结合起来，从而开创了“软件即是仪器”的先河。

“软件即是仪器”这是NI公司提出的虚拟仪器理念的核心思想。从这一思想出发，基于电脑或工作站、软件和I／O部件来构建虚拟仪器。I／O部件可以是独立仪器、模块化仪器、数据采集板（DAQ）或传感器。NI所拥有的虚拟仪器产品包括软件产品（如LabVIEW）、GPIB产品、数据采集产品、信号处理产品、图像采集产品、DSP产品和VXI控制产品等。

1.2 虚拟仪器的特点和优势

虚拟仪器具有传统独立仪器无法比拟的优势，但它并不否定传统仪器的作用，它们相互交叉又相互补充，相得益彰。在高速度、高带宽和专业测试领域，独立仪器具有无可替代的优势。在中低档测试领域，虚拟仪器可取代一部分独立仪器的工作，但完成复杂环境下的自动化测试是虚拟仪器的拿 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

手好戏，是传统的独立仪器难以胜任的，甚至不可思议的工作。

LabVIEW是NI推出的虚拟仪器开发平台软件，它们能够以其直观简便的编程方式、众多的源码级的设备驱动程序、多种多样的分析和表达功能支持，为用户快捷地构筑自己在实际生产中所需要的仪器系统创造了基础条件。

LabVIEW采用图形化编程语言--G语言，产生的程序是框图的形式，易学易用，特别适合硬件工程师、实验室技术人员、生产线工艺技术人员的学习和使用，可在很短的时间内掌握并应用到实践中去。特别是对于熟悉仪器结构和硬件电路的硬件工程师、现场工程技术人员及测试技术人员来说，编程就像设计电路图一样；因此，硬件工程师、现场工程技术人员及测试技术人员们学习LabVIEW驾轻就熟，在很短的时间内就能够学会并应用LabVIEW。也不必去记忆那眼花缭乱的文本式程序代码。

LabVIEW这么容易学习和使用，是不是LabVIEW的功能十分有限呢？不。像C或C++等其它计算机高级语言一样，LabVIEW也是一种通用编程系统，具有各种各样、功能强大的函数库，包括数据采集、GPIB、串行仪器控制、数据分析、数据显示及数据存储，甚至还有目前十分热门的网络功能。LabVIEW也有完善的仿真、调试工具，如设置断点、单步等。LabVIEW的动态连续跟踪方式，可以连续、动态地观察程序 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

中的数据及其变化情况，比其它语言的开发环境更方便、更?有效。而且LabVIEW与其它计算机语言相比，有一个特别重要的不同点：其它计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码行，而LabVIEW采用图形化编程语言--G语言。

LabVIEW程序又称为虚拟仪器，它的表现形式和功能类似于实际的仪器；但LabVIEW程序很容易改变设置和功能。因此，LabVIEW特别适用于实验室、多品种小批量的生产线等需要经常改变仪器和设备的参数和功能的场合，及对信号进行分析研究、传输等场合。

总之，由于LabVIEW能够为用户提供简明、直观、易用的图形编程方式，能够将繁琐复杂的语言编程简化成为以菜单提示方式选择功能，并且用线条将各种功能连接起来，十分省时简便，深受用户青睐。与传统的编程语言比较，LabVIEW图形编程方式能够节省85％以上的程序开发时间，其运行速度却几乎不受影响，体现出了极高的效率。使用虚拟仪器产品，用户可以根据实际生产需要重新构筑新的仪器系统。例如，用户可以将原有的带有RS232接口的仪器、VXI总线仪器以及GPIB仪器通过计算机，联接在一起，组成各种各样新的仪器系统，由计算机进行统一管理和操作。可以预见，由于LabVIEW这些其他语言无法比拟的优势，已经成为该领域的一朵奇葩！最终将引发传统的仪器产业一场新的革命。内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

实验内容

一．设计题目: 双通道虚拟示波器 二．设计目的: 通过实验，初步了解虚拟仪器的概念，基本掌握labview8.5的操作方法，掌握各种控件和编程函数的用法。以labview8.5为操作环境，创建示波器vi，并实现一定的功能。

三.设计要求: 运用labview8.5软件，创建一个虚拟双通道示波器VI，并实现以下功能：

 运行、停止

 可显示两路图形，X、Y轴调整

 显示模式：单通道、多通道模式，运算模式(两通道相加、两通道相减等)。

 测量：频率、周期、幅值、上升时间、占空比等参数

四.设计思想

虚拟示波器是由信号调理器，PCI总线的数据采集卡组成的外部采集系统加上软件构成的分析处理系统组成。被测信号送到信号调理电路，进行隔离、放大、滤波整流后送数 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

据采集卡进行A/D转换，最后由控制软件对测试信号进行数据处理，完成波形显示，参数测量、频谱分析等功能。系统结构如图1显示

图1

五．设计实现过程

启动LabVIEW8.5,进入程序运行界面，进入程序框图，击右键进行选择：

1．面板的设计

将文字，旋钮的指示的颜色通过属性进行修改，使其美观，再将面板上的各控件布置整齐，使其大方。总是，只需使前面板美观，整齐，大方！

参数旋钮如图示：

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图2

图3

前面板整体结构图如下：

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图4

2．程序图的设计

（1）波形测量通道的设计

①在程序框图页面右击选执行过程控制 →条件结果和while循环

②在程序框图中右击选信号处理→波形生成→信号仿真，进行属性设置

③分别设置数值作为信号仿真频率和幅值的输入并连接。

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图5（2）同理，可以完成两通道相加的程序设计

图6

（3）两通道相减的程序设计

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图7（4）在前面板运行此程序，看是否出现预期的结果，如出现错误进行调整(通道选择，频率和幅值的调整)，直至正常。

（5）进行数据采集的设计

在程序框图中右击，选输入→DAQ，input→在程序框图中右击选输入找出DAQ，用两个，双击进行属性设置；具体设置如下：

图8 双击进行属性设置，在输入选a0,a1,即得，通过其便可将所产生的信号送入采集卡，在第二个DAQ也双击得 到

选a0,a1及连续信号得，并进行采样频率,采样点数的输入控件设置，内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

便可将信号从数据卡中信号输出，通过波形图便可验证所产生信号的实用性。

（6）DAQ数据采集卡的使用

参考模拟信号生成之后，利用数据采集卡对其信号进行采集，步骤是在程序框图中击右键（Acquire Signals），选择“Analog Input→Voltage”单，在函数选板的“输入”子目录中打开“DAQ Assistant”，然后配置采集信号类单击进入，再选择“Dev1(PCI-6221)→ai0,ai1” 单击“Finish”，进入配置选板，选择“Terminal Configuration→RSE”,再“Timing settings”中设置“Acquisition Mode→Continuous Samples”然后单击“Run”看是否能够采集到信号，若不能，再重复上述步骤，直至能采集到信号才完成通道配置。并且加上一个“采样点数和采样频率”，信号采集通道完成，接着用一个拆分信号将信号拆分，并与条件语句相连，配置信号采集通道完成。

（7）数据的统计

在后面板中，击右键，从Express中的信号分析控件中，选择旋分析控件，在后面板面板生成一个相应的控件，双 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

击这个控件得到配置统计界面。

后面板整体结构图如下：

图9 六．LabVIEW设计的心得体会

通过这次labview的课程设计，具体的来说我掌握了了公式节点的用法；滤波器的用法；图形编辑器的用法和子VI的建立过程及调用；掌握了while循环、for循环、条件结构循环的用法；初步了解了顺序结构的用法；了解了数据采集的基本知识；熟悉了写入测量文件及保存数据的基本操作、程序调试过程中的单步执行、断点设置以及探针工具的使用方法、延时程序的调用方法等等。

我明白了课堂中学习到的知识得到运用，课堂学的东西远远不能满足实际应用，我深刻的知道实验对于理论知识的 14 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计

升华的重要性。在今后的求学过程中，注重对自己动手能力的培养，全面发展自己，做个真正意义上的大学生。