口袋实验室：理论与实践的完美结合

“电路”“数字电路”和“模拟电路”等电类专业基础课，是实践性很强的课程。初学者在开始学习的时候，往往会觉得它们很深奥。如果缺乏实践的机会，学习者会认为课程里面的内容毫无用武之地，书本上的知识难以理解甚至难以相信，眼不见不为实！有的时候突然有了新的idea，却不知道想得对不对，毕竟实践才是检验真理的标准。这时，或许需要一个进入实验室的机会，需要用仪器来检验理论，用仪器来检验设计，用仪器来验证idea。

图1-1　传统实验室

众所周知，电路虽然是“设计”出来的，但更是调试出来的，可以毫不夸张地说，世界上几乎没有任何一套稍微复杂一点的电路是不经过调试就可直接由设计到生产的。而电路的调试离不开测量仪器，特别是最常用的示波器、信号源、电源等。当我们走进传统实验室（图1-1），各种仪器设备像小山一样堆叠在一起。不同的仪器均拥有自己的显示器、供电模块、处理器单元、内存空间和存储器。如果实验室里有多套类似的仪器设备，那么就会有成倍增加的显示器、电源、处理器内存和存储器。这对于硬件来说是巨大的重复和浪费。更重要的是，这样一套实验室设备价格高昂，所需要占用的面积也不小，使得实验只能在固定的地点和合适的时间开展，给同学们的实践带来不便。而且近年来，随着慕课（MOOC，Massive Open Online Courses）的快速发展，各大在线课程平台上涌现出很多优秀的电类专业基础课，吸引了很多同学通过网络进行学习。但是，MOOC无法提供实践教学需要的实验室环境，这就给同学们深入掌握课程内容带来了困难。(www.xing528.com)

图1-2　口袋实验室

那么想象一下，如果有这样一种实验室，它能把所有的实验设备和仪器都放进一个口袋里（图1-2），那么无论在图书馆、宿舍，还是在教室，只要需要，都可以随时建立起属于自己的专属实验室——便携式口袋实验室。这种实验室能够将实验仪器按照需求进行合理整合，高效而灵活，价廉而便利。拥有这样一个实验室，就可以随时获得理论知识的感性认知机会，设计理念就可以随时付诸实践并接受检验。

近年来，由于EDA技术的不断发展成熟，电子产品和虚拟仪器价格的不断下降，笔记本电脑的全面普及，以虚拟仪器为核心架构的便携式口袋实验室迎来了蓬勃发展时期。那么究竟什么是虚拟仪器？口袋实验室又包括哪些组成部分？这本书究竟有什么用处？本章的后续部分将对以上问题一一解答。