LabVIEW编程和虚拟实验设计-1
基于LabVIEW的网络虚拟实验室的设计和实现
２ 网络 虚拟 实 验 室 的通 信 模 式
分布 式应用程 序 之间 的通 信模式 主要有 ｃ ｓ ／
模 式和 Ｂ Ｓ模式 ． ／ ／ Ｂ Ｓ模式 和 ｃ ｓ模 式 相 比简 化 ／ 了客 户 端 ， 不 要 求 在 客 户 机 上 安装 客 户 程 序 ； 它 Ｂ Ｓ模式 所有 的信 息都通 过 Ｗｅ ／ ｂ发 布． 个 优点 这
对 网络 虚拟实 验 室尤 为 突 出 ， 因为 如果 采 用 Ｃ Ｓ ／
１ 网络 虚拟 实 验 室 的 开发 环 境
１ ＡＳ ． １ Ｐ开 发 环 境
ＡＳ Ｐ是 一个 ｗ ｅ ｂ服 务 端 的开 发 环 境 ， 用 利
收 稿 日期 ： ０ ２０ － ５ ２ １ － １０ ．
分 ～ 。 ．
了设 计． 现 了虚拟 示波器 、 拟信号 发生 器等 虚 实 虚 拟 实 验 ， 虚 拟 实 验 作 为 子 ＶＩ 计 了一 个 虚 拟 将 设 实 验平 台 ， 并对 虚拟 实验平 台进 行 网络化 ， 网络 使 虚 拟实 验能 真 正 打破 时间 和 空 间 的局 限 ， 好 的 更 服 务于 教学 与科 研 工作 ．
网络 虚 拟 实验 室 将 采 用 Ｉ Ｉ Ｓ＋Ａｃ ｓ ＋ Ｄ ｅ ｅｓ ｒ—
对培养 学 生 的实 际操作 能力 和解决 问题 的能 力 是
至关重 要 的［ ． 年来 随着学 生人数 增加 ， 得 实 １近 ］ 使 验室 的设 备无 论在 技术 上 ， 还是规 模上 ， 都难 以满 足 日益增 长 的现 代 教 育 的要 求 ． 现 实 的 意 义上 从 来说 ， 采用 网络虚 拟 实验室 ， 以降低科 研成 本 和 可 节 省研 究 经 费 ， 其 是 通 过 联 网后 能 实 现科 学仪 尤 器 的资源 共享 ， 免 了仪器 设备 的重复 添置 、 买 避 购 和 浪费． 突破 了传 统 实践教 学模式 受 时间 、 点 的 地 限制 ， 且可 以利用 计 算 机 网 络提 高 实 践 教 学 效 并 率． 于 网络 虚拟 实验 的开 放性 和共享 性 ， 鉴 资源 的 可重 复利 用率 提 高 ， 系统组 建 时间缩短 ， 能易 于 功 扩展 和管 理 ， 使学 生 的实验 操作 机会 得 以增 加 ， 实 验 范 围和科 目得 以扩 大． 文 运用 模 块 化 的设 计 本
《虚拟仪器技术实验》LabVIEW 编程的结构实验
《虚拟仪器技术实验》LabVIEW 编程的结构实验一、实验目的1、学习并掌握 For 循环和 While 循环以及它们的不同点。
2、学习使用移位寄存器（shift register）二、实验设备1、安装有 LabVIEW 的计算机。
三、实验内容1.创建一个关于 While 循环的 VIA.实验要求实现在 While 循环内放置随机数对象，并在前面板上显示随机数及While 循环的实时次数。
并在前面板设置开关控制按钮，实现 While 循环的停止控制。
前面板如图 2.3，最后将该 VI 保存为 While Loop.vi 文件B.实验结果图2-1While循环前面板图2-2While循环后面板2.创建一个可以产生并在图表中显示随机数的 VIA.实验要求前面板有一个控制旋钮可在 0 到10 秒之间调节循环时间，还有一个开关可以中止 VI 的运行。
学习怎样改变开关的动作属性，以便不用每次运行 VI 时都要打开开关。
B.实验结果图2-3前面板图2-4后面板A.实验要求创建一个关于 For 循环的 VI实现在 For 循环内放置随机数对象，并在前面板上显示随机数及 For 循环的实时次数。
For 循环的指定执行次数设为 100 次。
前面板如图 2.4，最后将该 VI 保存为 For Loop.vi 文件。
B.实验结果图2-5 for循环前面板图2-6 for循环后面板3.练习使用移位寄存器：A.实验要求设计一个包含移位寄存器的 While 循环，该前面板有 4 个数字指示器，X（i）指示器用于显示当前循环的实时次数 i 值，X（i-1）指示器用于显示前一次迭代的已循环次数 i 的值，X（i-2）指示器用于显示两个迭代前的已循环次数 i 的值，X（i-3）指示器用于显示三个迭代前的已循环次数 i 的值。
移位寄存器的初始化值设为 0。
并在前面板设置开关控制按钮，实现 While 循环的停止控制。
最后将该 VI 保存 Viewing Shift Registers.vi 文件B.实验结果图2-7移位寄存器前面板图2-8移位寄存器后面板4.设计一个 VI，实现使用循环和移位寄存器计算随机数序列的移动平均值A.实验要求要求该 VI 产生一个随机序列，序列长度由前面板滑动条控件输入，该随机数序列的移动平均值由公式可计算Avei表示在第i 次计算的平均值，RNi是来自随机数函数的当前随机数。
LabVIEW及仿真实验指导书
《 LabVIEW及仿真》课程实验指导书段金英编西京学院机电工程系2014 年 2 月前言 (1)实验一Labview的认识性实验(2学时) (2)实验二Labview的基本操作（2学时） (4)实验三数据操作实验（2学时） (7)实验四labview结构在编程中的应用（6学时） (11)实验五labview中字符串、数组、簇的实验（4学时） (18)实验六图表和图形实验（4学时） (26)实验七专业测试系统的搭建实验（2学时） (31)实验八创建子VI（2学时） (36)实验九人机界面交互设计实验（2学时） (39)实验十波形编辑及频谱分析实验（4学时） (43)实验十一基于声卡的数据采集系统（2学时） (45)主要参考文献 (52)虚拟仪器设计是计算机科学与技术的一个前沿学科，它也是一个综合性的学科。
《LabVIEW及仿真》为测控技术与仪器专业的一门选修课，其目的是使学生初步了解虚拟仪器设计的基本原理，初步学习和掌握虚拟仪器的基本技术，以便拓宽知识面，并为进一步学习和应用奠定基础。
本书包括11个实验项目，共32学时。
适合自动化与测控技术与仪器专业的学生使用。
实验一 Labview的认识性实验(2学时)一、实验目的1、熟悉Labview的基本组件2、熟悉Labview的前面板、程序框图、快捷和下拉菜单3、掌握Labview的选项板及在线帮助二、仪器、设备1、WINDOWS2000仪器、设备（将显示属性中的分辨率设置为1024*768）2、Labview8.2软件三、内容与步骤：[练习1] 启动Labview，查找Labview示例步骤：1.打开文件VibrationAnalysis.vi(c:/ProgramFiles/National Instruments/LabVIEW 8.2/examples/apps/demos.llb)2.单击按钮Run运行该程序3.改变采样速率4.改变采样速度，验证希望速度与实际速度是否一致[练习2] 熟悉前面板与程序框图的切换及观察程序流的执行过程1.在练习1的基础上，利用快捷方式将前面板切换到程序框图。
labwiew课程设计
labwiew课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握LabVIEW编程基础，包括数据类型、结构、控件的使用和编程逻辑。
2. 使学生了解LabVIEW在科学数据采集与处理中的应用。
3. 帮助学生理解虚拟仪器概念，掌握通过LabVIEW创建虚拟仪器的方法。
技能目标：1. 培养学生运用LabVIEW进行数据采集、分析、处理的能力。
2. 培养学生通过LabVIEW解决实际问题的编程能力。
3. 提高学生团队协作、沟通表达的能力，能够共同完成一个简单的虚拟仪器项目。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对LabVIEW编程的兴趣，激发学习热情。
2. 培养学生具有创新意识和实践精神，敢于尝试新方法解决问题。
3. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的真实性和准确性。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合实际操作，使学生掌握LabVIEW 编程技能。
学生特点：学生具备一定的计算机操作基础，对编程有一定了解，但LabVIEW 编程技能尚需培养。
教学要求：结合LabVIEW教材，以实践操作为主，注重培养学生的实际编程能力，将理论知识与实际应用相结合。
在教学过程中，关注学生的个体差异，提供个性化的指导。
通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程和实际应用打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容围绕以下几方面展开：1. LabVIEW基本概念与操作环境：介绍LabVIEW的基本组成、操作界面及常用工具，使学生熟悉LabVIEW编程环境。
教材章节：第一章 LabVIEW概述2. 数据类型与控件：讲解LabVIEW中的基本数据类型、控件使用方法，以及数据类型的转换。
教材章节：第二章 数据类型与控件3. 程序框图设计：教授程序框图的基本构成、节点、连线等概念，培养学生设计程序框图的能力。
教材章节：第三章 程序框图设计4. 数据采集与处理：介绍数据采集卡的使用、数据采集与处理的基本方法，以及相关函数和子VI。
如何利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真
如何利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种集数据采集、信号处理、仪器控制和虚拟仪器设计于一身的集成开发环境，广泛应用于各个领域的工程实验和测试中。
本文将介绍如何利用LabVIEW进行虚拟仪器设计和仿真，并提供一些实际案例来说明其应用价值。
一、LabVIEW介绍LabVIEW是由美国国家仪器公司（National Instruments, NI）于1986年推出的一种图形化编程语言。
与传统的文本编程语言相比，LabVIEW通过将函数块拖拽到界面上并进行连接来组成程序，使得程序的开发更加直观、易于理解。
LabVIEW提供了丰富的工具箱和函数库，可用于数据采集、信号处理、仪器控制和用户界面设计等方面。
二、虚拟仪器设计虚拟仪器是指利用计算机软件和硬件模拟真实仪器的功能。
利用LabVIEW可以轻松地设计各种虚拟仪器，如示波器、信号发生器、频谱分析仪等，用于实现数据采集和信号处理等功能。
LabVIEW提供了众多的仪器模拟器和控件，用户只需简单地拖拽和配置这些组件，即可实现一个功能完备的虚拟仪器。
三、虚拟仪器仿真利用LabVIEW进行虚拟仪器仿真可以帮助用户在设计阶段快速验证算法和性能，并且可以方便地进行多种参数的调整和测试。
LabVIEW提供了灵活且强大的仿真工具，用户可以根据需要配置仿真场景、定义仿真信号和操作流程，并通过动态调整参数和监测仿真结果来完成虚拟仪器的性能评估。
四、LabVIEW在工程实践中的应用1. 数据采集和处理利用LabVIEW可以方便地搭建数据采集系统，并通过各种传感器和硬件设备获取实时数据。
同时，LabVIEW提供了丰富的信号处理函数和算法，可以对采集的数据进行滤波、降噪、频谱分析等处理，从而提取出有效信息。
2. 仪器控制和自动化LabVIEW支持与各类仪器设备的通讯和控制，可以通过GPIB、USB、Ethernet等接口与仪器进行连接，并通过LabVIEW编写程序来实现仪器的自动化控制。
labview虚拟仪器实验报告
labview虚拟仪器实验报告LabVIEW虚拟仪器实验报告实验目的：本实验旨在通过LabVIEW虚拟仪器软件进行实验，以探究其在科学研究和工程实践中的应用，以及对实验数据的采集、分析和处理能力。
实验仪器：LabVIEW虚拟仪器软件实验内容：1. 创建虚拟仪器界面：通过LabVIEW软件，创建一个简单的虚拟仪器界面，包括数据采集、实时显示和控制功能。
2. 数据采集与分析：利用LabVIEW软件进行数据采集，并对采集到的数据进行分析和处理，包括统计分析、波形显示等功能。
3. 信号发生器与示波器模拟：通过LabVIEW软件模拟信号发生器和示波器的功能，实现信号的生成和观测。
实验步骤：1. 打开LabVIEW软件，创建一个新的虚拟仪器界面。
2. 添加数据采集模块，并设置采集参数和采集通道。
3. 运行虚拟仪器界面，观察数据采集情况，并进行实时显示。
4. 对采集到的数据进行分析，包括统计分析和波形显示。
5. 模拟信号发生器和示波器的功能，生成不同类型的信号并进行观测。
实验结果：通过LabVIEW虚拟仪器软件，我们成功创建了一个简单的虚拟仪器界面，并实现了数据采集、分析和处理的功能。
我们还成功模拟了信号发生器和示波器的功能，实现了信号的生成和观测。
这些结果表明，LabVIEW虚拟仪器软件具有强大的数据采集和处理能力，可以广泛应用于科学研究和工程实践中。
结论：LabVIEW虚拟仪器软件作为一种强大的实验工具，具有广泛的应用前景。
它不仅可以帮助科研人员进行数据采集和分析，还可以帮助工程师进行系统监测和控制。
因此，我们应该充分发挥LabVIEW虚拟仪器软件的优势，推动其在科学研究和工程实践中的应用。
labview实验报告
LABview实验报告实验课程：虚拟仪器学生姓名：学号：学院班级：目录实验一 LabVIEW编程环境与基本操作实验 (3)实验二 LabVIEW编程的结构实验1 (9)实验三LabVIEW编程的结构实验2 (14)实验四LabVIEW编程的图形图表、数组与簇 (18)实验一 LabVIEW 编程环境与基本操作实验一、实验目的1．了解LabVIEW 的编程环境。
2．掌握LabVIEW 的基本操作方法，并编制简单的程序。
3．学习建立子程序的过程 二、实验内容1.建立一个测量温度和容积的VI 。
a.实验步骤1)选择 File»New ，打开一个新的前面板窗口。
2)从 Controls»Numeric 中选择 Tank 放到前面板中。
3)在标签文本框中输入“容积” ，然后在前面板中的其他任何位置单击一下。
4)把容器显示对象的显示范围设置为0.0到1000.a.使用文本编辑工具（Text Edit Tool ），双击容器坐标10.0标度，使它高亮显示。
b.在坐标中输入 1000，再在前面板中的其他任何地方单击一下。
这时0.0到1000.0之间的增量将被自动显示。
5)在容器旁配数据显示。
将鼠标移到容器上，点右键，在出现的快速菜单中选Visible Iterms»Digital Display 即可。
6)从Controls»Numeric 中选择一个温度计，将它放到前面板中。
设置其标签为“温度”,显示范围为0到100，同时配数字显示。
可得到如下的前面板图。
图1.3 练习2的前面板图7)Windows»Show Diagram 打开流程图窗口。
从功能模板中选择对象，将它们放到流程图上组成下图（其中的标注是后加的）。
图1.4 练习2的流程图随机数发生器乘法函数 数值常数连接点该流程图中新增的对象有两个乘法器、两个数值常数、一个随机数发生器，温度和容积对象是由前面板的设置自动带出来的。
LabVIEW虚拟仪器程序设计及应用教学设计
LabVIEW虚拟仪器程序设计及应用教学设计前言LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench），俗称“拉伯维”，是一款基于图形化编程的虚拟仪器开发平台。
该软件可以将传感器、运动控制器等硬件系统与计算机进行连接，开发出各种虚拟仪器。
本篇文档从实际案例出发，介绍LabVIEW虚拟仪器程序的设计方法及其在教学中的应用。
设计案例我们以一个简单的LED灯控制为例，介绍如何使用LabVIEW进行虚拟仪器程序设计。
实验目的了解LabVIEW虚拟仪器程序设计方法，能够完成简单的LED灯控制功能。
实验原理LED灯是一种常见的电子元件，其控制原理是通过改变LED灯两端的电压差来控制其亮度状态。
为了控制LED灯的电压差，我们需要使用开关控制电路。
在虚拟仪器程序中，我们可以使用按钮控制开关状态，通过控制电流通断的方式来控制LED灯的亮灭状态。
实验步骤1.打开LabVIEW软件，新建一个虚拟仪器程序。
点击菜单栏中的“NewVI”按钮。
2.在弹出的窗口中选择“Blank VI”，单击“Finish”按钮。
3.在虚拟仪器的界面中，选择“Controls Palette”面板中的“Boolean”选项，拖拽“Boolean”控件到虚拟仪器界面中。
4.在“Boolean”控件的属性配置中，将“Caption”属性设置为“开关”，将“True Text”属性设置为“开”，将“False Text”属性设置为“关”。
5.在“Functions Palette”面板中选择“Structures”选项，选择“Case Structure”控件，并拖拽到虚拟仪器的界面中。
6.将“Boolean”控件的上下两端连接到“Case Structure”控件的输入端口中。
7.将“LED灯”控件从“Controls Palette”面板中拖拽到虚拟仪器的界面中。
8.将“LED灯”控件的属性配置中，将“Caption”属性设置为“LED灯”。
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LabVIEW6.0立体控件和 事件响应 LabVIEW7.0 Express VI LabVIEW8.0工程库和面 向对象编程
本课程使用8.6，是应用比 较广的版本 已经出现了LabVIEW2011
新版本的不兼容！！
19
虚拟仪器vs传统仪器
传统仪器
功能已由生产厂家完全确 定；需要另外仪器功能，就要 更新、购置新的仪器
UCSD
1. 2. 3. 4. 5.
6.
7.
8.
频谱分析 基本通信信号与噪声 正交调制、频带信号和噪声 基带数据产生和滤波 数字基带传输-PAM 锁相环 数字带通数字链路-BPSK QPSK
32
USRP实验准备作为 《通信原理》实验的一 部分，丰富实践环节可 选内容
为什么选择LabVIEW？
LabVIEW 是目前比较成功、应用比较广泛的虚拟仪 器软件开发环境。
虚拟实验 内容来源于：
NI的实验案例 NI提供的通信原理实验室 网络的通信案例资源 学生的开发项目
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对虚拟实验的探索2-1
大四毕设
计算机网络仿真平台通信原理硬件实验
模块化 可以观察实际波形
40
基于 LabVIEW开发通信仿真模型1
用于教学和演示
学会讨论 学会自学 学会合作 学会展示
7
选题
灵活运用LabVIEW编程 语言工具
在学习了LabVIEW语言基本 知识之后：
尽你所能 获取信息
提出方案并讨论
选择自己感 兴趣的课题
完成课题设计和 书面报告
辅导老师参与
8
怎么获取帮助
老师和助教
助教：李宇琛
13426006334 liyuchen@
10
我和LabVIEW ：一个NI工程师的十年编 程经验 阮奇桢 北京航空航天大学出版社
LabVIEW 程序设计-从入门到精通 陈锡辉，张银鸿 著 清华大学出版社
11
LabVIEW 8实用教程 毕晓普、乔瑞萍 机械工业出版社
LabVIEW 大学实用教程 JEFFREY TRAVIS、JIM KRING、乔瑞萍 电子工业出版社
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基于NI PXI RF平台的创新-2 电台水印的嵌入—鉴别无线电真伪
水印信息
发信机的 其他部分 被发送信号
[1].专利.《一种为无线电台施加 水印的方法》 检索号：201110121146.8 射频发送信号 [2].专利.《无线电台水印的检测 方法》 正在申请中…
水印嵌入器
优势：
1. 可以应用在所有的通信系统 2. 对电台的技术方式透明 3. 不改变原有电台的硬件
NI USRP-2920 50 MHz – 2.2 GHz NI USRP-2921 2.4–2.5GHz;4.9-5.9GHz
31
两本美国高校USRP教材的内容
Austin
1.1 1.2 2.1 2.2 3 4 5 6 7 8 LabVIEW 介绍 USRP硬件介绍 调制和解调 脉冲成形和匹配滤波 同步：窄带信道的符号时钟恢复 信道估计与均衡 帧检测与频偏纠正 OFDM调制 & 频域均衡 OFDM系统的同步算法 OFDM系统的信道编码
14
2013年全国虚拟仪器大赛
简介和报名指导
15
1.绪论—十万个？
什么是LabVIEW？ 什么是虚拟仪器？ 在通信领域的应用？ 虚拟实验系统？
16
虚拟仪器和LabVIEW
1986年美国NI公司提出了 虚拟仪器的概念，提出了” 软件即仪器”的口号，推 出图形化编程软件 LabVIEW 。
JPEG
ASCII
36
LabVIEW 虚拟实验开发案例
远程发布虚拟通信实验室 通信类仿真应用和教学 基于 NI PXI RF平台 基于 USRP平台
——我们可以用LabVIEW 做什么？
37
对虚拟实验的探索1
大三课外
远程虚拟实验平台
基于LabVIEW 的远程发
布
用户端操控服务器端的
虚拟仪器
用户自己可据需求确定功能 有较大设计、优化空间 更灵活，可满足自己需求
20
虚拟仪器举例——虚拟示波器
21
虚拟仪器举例——虚拟电压表
22
LabVIEW ？
LabVIEW （Laboratory Virtual Instrument Engineering Work bench，实验室虚拟仪器工程平台） 图形化编程语言G在流程图中创建源程序 尽可能利用技术人员、熟悉的术语、图标和概念。 面向最终用户
PXI IF/RF 软件无线电平台 USRP
27
通信？
Conversion
NI Modulation Toolkit
Modulation Demodulation
* Communication Toolkits : Modulation, Spectral Measurement, Digital Filter Design, Advanced Signal Processing
Introduction To Hardware Analog Modulation Transceivers Digital Modulation Transceivers Transceiver Calculations Transceivers With Custom Data
QAM, FSK RFSG,RFSA AM, FM PN Sequence BER, EVM
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LabVIEW & PXI-based Comms Lab
University of California – Berkeley
Dr. Ali Niknejad, UC Berkeley
USRP（Universal Software Radio Peripheral）
简化的软件无线电平台
Dr. Robert , W.Heath, Digital Communications - Physical Layer Exploration Lab Using the NI USRPTM Platform, University of Texas at Austin George Papen, Patrick Ling, RF Systems Lab for NI PXI and USRP Platforms, UCSD
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In-Class Demos
Maximizing Spectral Efficiency
OFDM
Spectral Channel Leakage Bandwidth
Multi-Channel Implementations
Carrier Recovery
Channel Coding
Noise vs. M-ary
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LabVIEW 的特点
图形化的编程语言 数据流驱动的程序
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资料来自“中国大学校园 研讨会，NI宣讲”
25
测试测量 控制 仿真 演示 快速开发 跨平台
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在通信领域
Communication Toolkits
Modulation Spectral
Measurement Digital Filter Design Advanced Signal Processing
远程化 对Matlab、C有良好的兼容性 通过LabVIEW 可实现对硬件的控制 开发的高效率，易上手 理论更形象、更直观
NI基于软件无线电平台的通信专业教学架构
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Theory Fundamentals
Example: Orthogonal Frequency Division Multiplexing
来源于学生课外创新活动 2010获得京津唐虚拟仪器大 赛自由组特等奖 发表论文
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软件无线电
软件无线电：通过在统一的硬件上运行不 同的软件，实现不同的无线电系统。
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软件无线电平台
可面向自然灾害、大型集会等应急通信需 求 可以推广至其他无线电系统
Nothing is I mpossible
NI PXI RF/IF System硬件平台
NI PXI-5671
任意信号发生器PXI-5441 射频上变频器PXI-5610
NI PXI-5661
数字化仪PXI-5142 射频下变频器PXI-5600
频率范围2.7GHz
覆盖广播、2G、3G、WiFi、
蓝牙
LabVIEW 软件编程
12
更好的利用网络资源
范例、往届比赛作品 教程、特色程序 行业应用、疑难解答
/labview
13
学会LabVIEW之后
作为相关课程和项目的辅助 参加 NI举办的LabVIEW大赛（全国） 通过 CLAD/CLD认证 用于工作中的仿真和测试
大三课上
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学生作业1
大三课上
声音特性
Smith圆图计算器
大三课外
44
学生作业2
大三课外
Turbo编解码
课上没学
参考论文
2周时间
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基于NI PXI RF平台的创新-1 感知无线电和抗干扰通信
实现
软件无线电接收 不同调制方式的无线电发射 简易感知无线电和抗干扰通 信