可重構(gòu)虛擬儀器測試技術(shù)教學平臺

　　為實現(xiàn)這一目的，我們利用了Windows平臺提供的VBScript腳本語言，將其集成到虛擬儀器平臺中，并添加FFT、FIR等常用信號分析函數(shù)、聲卡、攝像頭等硬件操作函數(shù)，以及畫線、畫圓等圖形功能函數(shù)，形成一個滿足測試技術(shù)課程教學需要的專用腳本語言，稱之為Signal Basic。

圖5 正弦波信號發(fā)生器Signal Basic代碼和界面

　　例如，正弦波信號的數(shù)學公式為：
(1)

　　其中A為正弦波信號幅值、f為頻率、為初相位。這個公式對學生來說絲毫不陌生，但通過學生自己動手編程設(shè)計成一個正弦波信號發(fā)生器后，他們對知識的理解深度就會完全不同。圖5是用Signal Basic腳本語言設(shè)計的正弦波信號發(fā)生器的例子，只需簡單的幾行代碼就可以完成。圖中Document.xxx部分函數(shù)就是我們在VBScript中擴展的專用函數(shù)，Sin函數(shù)、For語句等常規(guī)語言元素是VBScript的自有功能。

2.5 實驗過程AVI抓屏和曲線加粗演示模式

　　在教學中，常常需要借助虛擬儀器實驗來對一些較難理解的理論內(nèi)容進行演示?，F(xiàn)場虛擬儀器實驗操作和演示一是費時間，二是容易出錯。為此，我們利用了Windows DirectX多媒體開發(fā)庫中提供的視頻文件讀寫技術(shù)，在虛擬儀器實驗教學平臺中集成了AVI抓屏功能，可以將虛擬儀器實驗過程直接保存為AVI視頻文件。

　　在用虛擬儀器進行演示實驗時還有一個問題，就是波形、頻譜等曲線的線條較細，投影后教室后排的同學很難看清楚。為此，我們設(shè)置了曲線加粗演示模式。在該模式下，將實驗中的波形、頻譜等曲線用加粗的線條顯示。這點很象PPT文件和Word文件投影后的顯示區(qū)別，雖然這只是一個不起眼的技術(shù)改進，但卻可以使教學演示效果提高許多。

3 測試技術(shù)教學中的應(yīng)用情況

3.1 信號分析理論的可視化實驗教學

　　波形分析、頻譜分析、相關(guān)分析等信號分析理論是測試技術(shù)課程教學中的難點，傅立葉變換公式、卷積分定理等常常讓學生很頭疼。為提高教學效果，我們借助虛擬儀器實驗將這些理論知識進行可視化表達。下面是我們在教學中設(shè)計的部分復(fù)合文檔結(jié)構(gòu)的虛擬儀器實驗?zāi)夸?，每個實驗中又含若干個小實驗：

1）典型信號時域波形分析實驗
2）典型信號的頻譜分析與應(yīng)用實驗
3）典型信號的相關(guān)分析與應(yīng)用實驗
4）典型信號的概率密度分析與應(yīng)用實驗
5）FFT譜分析中的誤差和改進方法實驗
6）數(shù)字濾波器設(shè)計與應(yīng)用實驗
………

　　例如，圖6是我們設(shè)計的虛擬儀器形式的信號合成與分解實驗。學生通過直觀的感受，可以更深刻的理解傅立葉變換的工程意義，激發(fā)他們的學習興趣。