可重構(gòu)虛擬儀器測(cè)試技術(shù)教學(xué)平臺(tái)

　　為實(shí)現(xiàn)這一目的，我們利用了Windows平臺(tái)提供的VBScript腳本語(yǔ)言，將其集成到虛擬儀器平臺(tái)中，并添加FFT、FIR等常用信號(hào)分析函數(shù)、聲卡、攝像頭等硬件操作函數(shù)，以及畫(huà)線、畫(huà)圓等圖形功能函數(shù)，形成一個(gè)滿(mǎn)足測(cè)試技術(shù)課程教學(xué)需要的專(zhuān)用腳本語(yǔ)言，稱(chēng)之為Signal Basic。

圖5 正弦波信號(hào)發(fā)生器Signal Basic代碼和界面

　　例如，正弦波信號(hào)的數(shù)學(xué)公式為：
(1)

　　其中A為正弦波信號(hào)幅值、f為頻率、為初相位。這個(gè)公式對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)絲毫不陌生，但通過(guò)學(xué)生自己動(dòng)手編程設(shè)計(jì)成一個(gè)正弦波信號(hào)發(fā)生器后，他們對(duì)知識(shí)的理解深度就會(huì)完全不同。圖5是用Signal Basic腳本語(yǔ)言設(shè)計(jì)的正弦波信號(hào)發(fā)生器的例子，只需簡(jiǎn)單的幾行代碼就可以完成。圖中Document.xxx部分函數(shù)就是我們?cè)赩BScript中擴(kuò)展的專(zhuān)用函數(shù)，Sin函數(shù)、For語(yǔ)句等常規(guī)語(yǔ)言元素是VBScript的自有功能。

2.5 實(shí)驗(yàn)過(guò)程AVI抓屏和曲線加粗演示模式

　　在教學(xué)中，常常需要借助虛擬儀器實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)一些較難理解的理論內(nèi)容進(jìn)行演示?，F(xiàn)場(chǎng)虛擬儀器實(shí)驗(yàn)操作和演示一是費(fèi)時(shí)間，二是容易出錯(cuò)。為此，我們利用了Windows DirectX多媒體開(kāi)發(fā)庫(kù)中提供的視頻文件讀寫(xiě)技術(shù)，在虛擬儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)中集成了AVI抓屏功能，可以將虛擬儀器實(shí)驗(yàn)過(guò)程直接保存為AVI視頻文件。

　　在用虛擬儀器進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)還有一個(gè)問(wèn)題，就是波形、頻譜等曲線的線條較細(xì)，投影后教室后排的同學(xué)很難看清楚。為此，我們?cè)O(shè)置了曲線加粗演示模式。在該模式下，將實(shí)驗(yàn)中的波形、頻譜等曲線用加粗的線條顯示。這點(diǎn)很象PPT文件和Word文件投影后的顯示區(qū)別，雖然這只是一個(gè)不起眼的技術(shù)改進(jìn)，但卻可以使教學(xué)演示效果提高許多。

3 測(cè)試技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用情況

3.1 信號(hào)分析理論的可視化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

　　波形分析、頻譜分析、相關(guān)分析等信號(hào)分析理論是測(cè)試技術(shù)課程教學(xué)中的難點(diǎn)，傅立葉變換公式、卷積分定理等常常讓學(xué)生很頭疼。為提高教學(xué)效果，我們借助虛擬儀器實(shí)驗(yàn)將這些理論知識(shí)進(jìn)行可視化表達(dá)。下面是我們?cè)诮虒W(xué)中設(shè)計(jì)的部分復(fù)合文檔結(jié)構(gòu)的虛擬儀器實(shí)驗(yàn)?zāi)夸?，每個(gè)實(shí)驗(yàn)中又含若干個(gè)小實(shí)驗(yàn)：

1）典型信號(hào)時(shí)域波形分析實(shí)驗(yàn)
2）典型信號(hào)的頻譜分析與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
3）典型信號(hào)的相關(guān)分析與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
4）典型信號(hào)的概率密度分析與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
5）FFT譜分析中的誤差和改進(jìn)方法實(shí)驗(yàn)
6）數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
………

　　例如，圖6是我們?cè)O(shè)計(jì)的虛擬儀器形式的信號(hào)合成與分解實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)直觀的感受，可以更深刻的理解傅立葉變換的工程意義，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。