基于虚拟仪器技术的虚拟电子实验室的研究——电子电路的设计与仿真

摘要

以Internet为代表的信息革命，使人类社会进入了全新的网络时代，社会、经济、文化各领域的发展呈现了全新的模式。“数字化校园”是目前各高校的发展模式和方向。在数字校园应用支撑系统的建设中，虚拟实验室是一个重要的组成部分，虚拟实验室作为一种新的实验教学模式，是信息时代的产物，它在教育、科研等领域中具有广阔的应用前景，是实验教学的一个新的发展方向。虚拟实验室系统的开发可以有效克服实验仪器数量和质量的不足以及实验场地、课时数的限制，充分地利用仪器资源，使有限的资金发挥更大的作用。因此，开发虚拟实验室十分必要。 本虚拟实验室以教学革新为出发点，利用现有计算机资源，以Multisim 7为开发平台，构建出适合教学使用的实验室。本实验室的目的就是要使学生更好地掌握仪器知识，增强动手能力。 简单介绍了虚拟仪器和虚拟实验室的概念和特点，并且分析研究了实现虚拟实验室所需要的关键技术。提出了一种虚拟实验室的构建方法，对实验室的组成以及基于虚拟仪器的虚拟实验室的实施方案进行了研究，并在该虚拟电子实验室中构建了一种实验教学模型。最后在基于虚拟仪器的虚拟实验室中，以三极管单管放大电路为例，进行了设计与仿真。

目录

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声明

1绪论

1.1课题来源

1.2研究目的和意义

1.3国内外研究现状及发展趋势

1.3.1国外研究现状

1.3.2国内研究现状

1.3.3虚拟实验室的发展趋势

2虚拟仪器技术

2.1虚拟仪器的概念

2.2虚拟仪器的演变过程

2.3虚拟仪器的特点

2.4虚拟仪器与传统仪器的比较

2.5虚拟仪器的结构

2.5.1虚拟仪器的硬件结构

2.5.2虚拟仪器的软件结构

2.6将虚拟仪器引入电子实验的必要性

2.6.1培养适合时代发展人才要求的需要

2.6.2提高教学质量的需要

3 Multisim 7

3.1 Multisim 7软件简介

3.2 Multisim 7的特点

3.3 Multisim 7的元件库

3.4 Multisim 7的虚拟仪器

3.5 Multisim 7的基本分析方法

3.5.1基本仿真分析方法

3.5.2电路性能分析方法

3.5.3扫描分析方法

3.5.4统计分析方法

3.5.5其他分析方法

3.6 Multisim 7的特殊功能

4虚拟实验室的理论研究

4.1虚拟实验室的基本概念

4.1.1虚拟实验室的定义

4.1.2功能定位

4.2虚拟实验室的主要功能

4.3虚拟实验室的主要特点

4.4实现虚拟实验室的关键技术

4.4.1网络技术

4.4.2 HTML语言

4.4.3 ASP技术

4.4.4数据库访问技术

4.4.5文件上传技术

4.4.6用户验证技术

5虚拟电子实验室的构建

5.1总体目标与分析

5.2虚拟电子实验室中实验教学的模型

5.2.1实验界面呈现

5.2.2实验情景设置

5.2.3实验过程模拟与仿真

5.2.4实验结果总结与评价

5.3实验室的组成

5.3.1实验室的核心部件是虚拟仪器

5.3.2系统组成

5.4虚拟电子实验室的实施方案

5.4.1学生客户端的设计与实现

5.4.2教师客户端的设计与实现

5.4.3网络实验管理实现的功能

5.4.4系统服务器端的设计

6电子电路的设计与应用仿真

6.1虚拟实验的操作流程

6.2应用实例——三极管单管放大电路

6.2.1创建电路图

6.2.2单管放大电路的工作原理

6.2.3仿真分析

7结论及发展展望

7.1总结

7.2发展展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的科研成果