CN104680903A - 交互式模电实验平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种交互式模电实验平台，包括实验平台主体，实验平台主体上设有：实验电路区，实验电路区包括PCB电路板，PCB电路板上设有至少一个教学实验电路；仪器端口区，仪器端口区设有信号发生电路、直流稳压电源电路，仪器端口区的表面设有信号发生电路输出端口、示波器信号输入端口和电压信号输入端口，信号发生电路输出端口与信号发生电路的输出端连接，示波器信号输入端口、电压信号输入端口与一数据采集卡电连接，数据采集卡上设有通讯接口。该交互式模电实验平台结构小巧、便于搬运，为实验环境与教学环境的在空间的融合提供了可能性，可大大提高教学的效能和效率，真正实现了教师“做”中教，学生“做中学”的目的。

Description

交互式模电实验平台

技术领域

本发明涉及一种教学仪器，特别涉及一种用于模拟电子教学过程中使用的交互式模电实验平台。

背景技术

《模拟电子技术》（下文简称“模电”）是一门理论性和实践性都很强的课程。长期以来，模电课程的理论教学和实践教学分开的。两者各有各的目标和任务，在不同的时间，不同的地点，由不同的教师分别进行，这是一种理论与实践教学分离的组织形式。教学效果存在的问题是：理论不能有效地指导实验，实验也不能有效的帮助学生对理论知识的理解。弱化了实验教学应有的效能。学员普遍觉得实验难做，而要把实验做出正确的结果，则更难。

“理实一体化”教学，就是在教学活动中，把理论教学、实践教学等内容有机融合，在实践、实验中教理论，在实验应用中理解理论。对“模电”课程，如果能将“理论讲解、实验演示、学生实践操作”这三个主要环节整合在一个教学时段（比如2个课时）内完成，那么就真正实现了教师“做”中教，学生“做中学”，那么，学生也许就不会觉得“模电”难学了。这无疑将大大提高教学的效能和效率。

在现有模电实验装置上做实验时，需要使用示波器、信号发生器、交流毫伏表、直流电压表、直流稳压电源等等多种仪器。由于仪器多，自动化程度低、手工操作程序繁复，学生往往因仪器使用不当，仪器与实验电路的接线不正确等问题诸多困难而造成完不成实验，或者很难做出正确的结果。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种小型化、集约化，能使实验环境与教学环境融合的一种交互式模电实验系统。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种交互式模电实验平台。 包括实验平台主体，所述实验平台主体上设有：实验电路区，所述实验电路区包括PCB电路板，所述PCB电路板上设有至少一个教学实验电路，所述教学实验电路的输出端、输入端均设有插线孔；仪器端口区，所述仪器端口区设有信号发生电路、直流稳压电源电路，两通道示波器信号输入端口、三通道电压信号输入端口，所述仪器端口区的信号发生电路输出端口与平台内置的信号发生电路的输出端连接，双通道示波器的输入端口、三通道交直流电压表的输入端口与平台内置的数据采集卡模拟输入通道相连接，所述数据采集卡上设有 USB接口。

优选地，所述教学实验电路包括共射放大器电路、分压偏置的工作点稳定放大器电路、射极跟随器电路、多级放大器电路、多级负反馈放大器电路、反相比例放大器电路、OTL功率放大器电路、正弦波发生器电路及三角波发生器电路。

优选地，所述直流稳压电源电路包括+9V直流稳压电源输出端和-9V直流稳压电源输出端。

优选地，所述仪器端口区内还设有一频率调节电路和幅度调节电路，所述频率调节电路、幅度调节电路与所述信号发生电路连接，所述仪器端口区上表面设有频率调节旋钮和幅度调节旋钮。

优选地，所述仪器端口区上设有三通道电压信号输入端口和两通道示波器信号输入端口。

如上所述，本发明的交互式模电实验平台具有以下有益效果：该交互式模电实验平台除了设置实验电路区外还设有一仪器端口区，仪器端口区内设置的信号发生电路、直流稳压电源电路用于向实验电路提供电源和信号源，示波器信号输入端口、电压信号输入端口与数据采集卡连接，这样该交互式模电实验平台除了可以直接与示波器、电压表等仪器连接外，还可以通过数据采集卡与计算机等设备连接，因此使用该交互式模电实验平台只需使用计算机就能实现模拟电子课程的实验与理论课件的，该交互式模电实验平台结构小巧、便于搬运，为实验环境与教学环境的在空间的融合提供了可能性，可大大提高教学的效能和效率，真正实现了教师“做”中教，学生“做中学”的目的。

附图说明

图1为本发明实施例的外形结构示意图。

图2为本发明实施例的俯视图。

元件标号说明。

1	实验平台主体
		2	实验电路区
3	仪器端口区
		31	信号发生电路输出端口
32	频率调节旋钮
		33	示波器信号输入端口
34	幅值调节旋钮
		35	电压信号输入端口
4	线路盒
		5	USB接口

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1、2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1、2所示，本发明提供一种交互式模电实验平台， 其包括实验平台主体1，实验平台主体1上设有一实验电路区2和一仪器端口区3。实验电路区2包括PCB电路板，PCB电路板上设有至少一个教学实验电路，教学实验电路的输出端、输入端均设有插线孔，这样可便于学生在实验过程中插接电路。上述教学实验电路均为本领域公知的一些电路，作为本发明的一种优选方式，该PCB电路板上的教学实验电路主要包括共射放大器电路、分压偏置的工作点稳定放大器电路、射极跟随器电路、多级放大器电路、多级负反馈放大器电路、反相比例放大器电路、OTL功率放大器电路、正弦波发生器电路及三角波发生器电路。这8个单元电路为教学的基本电路，如果对这8个单元电路进行整体设计，解决好电源电路连接的参数配合问题的话，就可以整合成一个“音频扩大机”。这样学生通过8个单元电路的实验，和一个音频扩音机的是综合实训，就可以使学生对模拟放大器的原理及应用建立一个全面而深刻的认识。

仪器端口区3位于实验电路区2的上方，仪器端口区3位于实验平台主体1的前端，实验电路区2与仪器端口区3分开，可便于电路的设计，如果要进行其他模拟电路实验只需更换PCB电路板即可，这样也可有效降低学校的采购成本。仪器端口区3上设有信号发生电路、直流稳压电源电路，仪器端口区3的下方设有一线路盒4，信号发生电路、直流稳压电源电路位于线路盒4内，在仪器端口区3的表面设有信号发生电路输出端口31、两通道示波器信号输入端口33和三通道电压信号输入端口35，信号发生电路输出端口31与信号发生电路的输出端连接。两通道示波器信号输入端口33、三通道电压信号输入端口35与一数据采集卡电连接，数据采集卡上设有通讯接口，数据采集卡位于线路盒4内。数据采集卡上设有USB接口5，通过USB接口5可以与计算机连接。

作为一种优选方式，直流稳压电源电路上设有+9V直流稳压电源输出端和-9V直流稳压电源输出端两个输出端，通过这两个输出端可分别向PCB电路板上提供电源。在仪器端口区3内还设有一调频电路和调幅电路，调频电路、调幅电路与所述发生电路连接，仪器端口区上表面设有调频旋钮32和调幅旋钮34，通过调频旋钮32和调幅旋钮34可对信号发生电路输出的信号进行调频、调幅。

在进行实验时可直接将使用导线连接信号发生电路输出端口31与PCB电路板上的电路连接，这样就无需在使用外接的信号发生器。同理，当需要使用示波器观测输出信号形状会输出信号电压时，可通过导线连接电路的输出端与示波器信号输入端口33或电压信号输入端口35连接，当在实验室内时，可直接将示波器、电压表的探针与示波器信号输入端口33或电压信号输入端口35连接。如在教室课堂上时，则可直接通过数据线连接数据采集卡与计算机，这样实验的数据就可通过数据采集卡传输到计算机内，通过计算机进行显示及存储。作为一种优选方式，数据采集卡采用ni-usb 6211数据采集卡。

该交互式模电实验平台除了设置实验电路区外还设有一仪器端口区，仪器端口区内设置的信号发生电路、直流稳压电源电路用于向实验电路提供电源和信号源，示波器信号输入端口、电压信号输入端口与数据采集卡连接，这样该交互式模电实验平台除了可以直接与示波器、电压表等仪器连接外，还可以通过数据采集卡与计算机等设备连接，因此使用该交互式模电实验平台只需使用较少的设备就能实现模拟电子课程的实验教学，该交互式模电实验平台结构小巧、便于搬运，为实验环境与教学环境的在空间的融合提供了可能性，可大大提高教学的效能和效率，真正实现了教师“做”中教，学生“做中学”的目的。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种交互式模电实验平台， 包括实验平台主体，其特征在于，所述实验平台主体上设有：实验电路区，所述实验电路区包括PCB电路板，所述PCB电路板上设有至少一个教学实验电路，所述教学实验电路的输出端、输入端均设有插线孔；

仪器端口区，所述仪器端口区设有信号发生电路、直流稳压电源电路，所述仪器端口区的表面设有信号发生电路输出端口、示波器信号输入端口和电压信号输入端口，所述信号发生电路输出端口与所述信号发生电路的输出端连接，所述示波器信号输入端口、电压信号输入端口与一数据采集卡电连接，所述数据采集卡上设有USB接口。

2.根根据权利要求1所述的交互式模电实验平台，其特征在于：所述教学实验电路包括共射放大器电路、分压偏置的工作点稳定放大器电路、射极跟随器电路、多级放大器电路、多级负反馈放大器电路、反相比例放大器电路、OTL功率放大器电路、正弦波发生器电路及三角波发生器电路。

3.根据权利要求1所述的交互式模电实验平台，其特征在于：所述直流稳压电源电路包括+9V直流稳压电源输出端和-9V直流稳压电源输出端。

4.根据权利要求1所述的交互式模电实验平台，其特征在于：所述仪器端口区内还设有一频率调节电路和幅度调节电路，所述频率调节电路、幅度调节电路与所述信号发生电路连接，所述仪器端口区上表面设有频率调节旋钮和幅度调节旋钮。

5.根据权利要求1所述的交互式模电实验平台，其特征在于：所述仪器端口区上设有三通道电压信号输入端口和两通道示波器信号输入端口。