基于LabVIEW軟件的通信原理實驗教學平臺設計方案

在給學生頻率調制實驗的講解時，需要從更實用的角度進行介紹，應該考察載波頻率和FM偏移對于調制所得的FM信號產生的影響。

在這里需要對基帶頻率、載波頻率和FM偏移三個基本參數進行調整?；鶐ьl率可以調整信息信號的頻率。

載波頻率則是用來傳輸信息信號的頻率。

而FM偏移則確定了載波信號和調制信號的最大瞬時頻率差。首先對基帶頻率進行調整，觀察由此對FM調制波形圖所產生的影響。然后改變載波頻率，觀察對FM調制信號的影響，頻率偏移可以自動進行調整，以免超過載波頻率。載波頻率等于基帶頻率情況下的波形圖如圖6所示。由于這些頻率是完全一致的，因此FM調制信號不再是純粹的正弦信號。

從圖6中可以看出，調制后的信號已經不能清晰地表示基帶信號。在理想情況下，載波頻率應該遠高于基帶信號的頻率。在圖7中，能看到載波頻率提升之后的結果。這里每個頻率的整周期信號都已經被表示出來了。

下面考察調制指數對與FM信號的影響。

將載波頻率調整到最大值1MHz.注意到FM偏移的最大值已經自動調整為500kHz.然后拖動滑動條將FM偏移設定為1MHz,并觀察結果。所得到的時域信號的頻率波動非常明顯。如圖8所示，基帶信號的最低電平是由0Hz頻率所表示的，而基帶信號的最高電平則是由2MHz頻率所表示。

較大的FM偏移值從視覺上而言比較直觀，而較小的FM偏移值則不然。為了證明這點，把FM偏移值設定為200kHz,在這種情況下，基帶信號的不同電平將由800kHz至1.2MHz的頻率表示。調制后的時域波形如圖9所示。此時，頻率偏移的變化在時域上不再那么明顯。但是，這種影響對于通信系統(tǒng)而言則是至關重要的。

理想情況下，一個通信系統(tǒng)應該采用最大的頻率偏移，以便更精確地表示基帶信號，但增加頻率偏移的代價則是提高信號發(fā)生的功率以及所占用的頻帶寬度。

可以通過點擊“頻域”標簽，觀察調制后信號的FFT功率譜。同時逐漸調整頻率偏移變量，觀察對信道寬度的影響。注意到頻率偏移較高的情況下，信道將占據較寬的頻帶。圖10中是一個載波頻率為1MHz,頻率偏移為500kHz的FM信號?？梢詮膱D10中看出，調制信號占據了超過1MHz的帶寬。

實踐證明通過這樣的講解，學生可以很輕松的掌握頻率調制的原理，收到了實驗輔助理論教學的作用。

4.虛擬實驗室在遠程教育中的應用

LABVIEW還具有非常強大的網絡功能[6-7],本實驗平臺利用LabVIEW虛擬儀器技術與Web技術，將實驗平臺放在實驗室服務器中，遠程客戶端可以通過網絡訪問服務器進行虛擬實驗。實現了學生在宿舍也可以進行實驗的目的。LabVIEW中集成了Remote panel技術，在實驗室的服務器程序設計完成之后，可以通過LabVIEW程序中的網絡發(fā)布工具將程序嵌入到HTML文件中，然后通過LabVIEW提供的網絡服務器向網上進行發(fā)布，可以實現瀏覽器訪問。此時，當用戶在瀏覽器環(huán)境下鍵入產生的HTML文件網絡路徑后便可在自己的PC機上使用Web上的虛擬儀器進行通信原理的相關實驗了。

5.結束語

通信原理虛擬實驗平臺涵蓋了通信原理課程中的主要內容，提供了所有仿真實驗的源代碼，學生可以自己進行程序的修改，可以充分調動學生的學習積極性，提高學生對通信原理課程的學習興趣。一方面可以彌補實驗箱覆蓋面有限的問題，另一方面又可以加深學生對通信原理理論的理解。使學生從被動應付實驗變?yōu)橹鲃釉O計實驗，使學生脫離了固定實驗室時間和地點的限制，有利于充分發(fā)揮學生的主觀能動性和創(chuàng)造性。