CN211578196U - 多功能混合实验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能混合实验平台，包括：外壳，所述外壳的内底壁上设置有电脑板、主机板、高精度采集板、无线供电板和大功率电源板；面板，设置在所述外壳的上端，包括至少一个实验区，每个所述实验区设置有用于供电的发射模块，所述发射模块和所述无线供电板电连接；每个所述实验区用于承载实验板，每个所述实验板设置有用于接收供电的接收模块；显示器，和所述电脑板电连接。本实用新型可以将多种仪器功能和电脑板集成在一起，方便收集和处理数据，集成度高；外壳的上端设置有面板，面板上设置有至少一个实验区，每个实验区通过无线给实验板供电，使用更加便捷；显示器和电脑板电连接，可以对实验过程与结果进行显示。

Description

多功能混合实验平台

技术领域

本实用新型涉及教学用具技术领域，尤其涉及一种多功能混合实验平台。

背景技术

电子类和相关专业工学生按照大纲要求，做实验需要经常使用电子类仪器。传统实验仪器包括：示波器、信号源、电源、万用表、高精度采集卡、模拟电子电路实验箱、数字电路实验箱和自动化试验箱。这些设备的体积大，重量大，不变携带，集成度不高，使得实验必须在实验室里进行，对学习和使用非常不便。

同时，传统实验室还存在以下缺点：

(1)实验的时间和场地受限。由于必须在实验室进行，老师和学生在短暂的实验课上都不能充分解决实验中遇到的问题。

(2)实验中连线不便。学生在实验室里连接线路占用了很多时间，并且容易连错，解决这些问题占用了很多时间。

(3)实验设备种类多，不易管理。实验中需要用到各种仪器，需要花费很多时间管理各种仪器。

(4)实验板卡更换不便。传统实验平台不能同时放置多种板卡，做实验需用到不同实验板卡，更换和放置不易，对实验操作造成困难。

(5)电脑需要额外配置。传统实验室做实验和写报告需要用到电脑，需要额外放置，对使用带来不便。

(6)搜集实验数据复杂。传统实验室的实验设备是单独的多个设备，并没有集成电脑，从这些设备上搜集实验数据复杂，对撰写实验报告带来困难。

(7)教师辅导，监督和验收学生实验困难。传统实验室的实验环境没有网络功能，基于网络的高效率辅导，监督和验收功能缺失。

因此，研发一种可以对传统实验室的问题进行完善和解决，也可以用于替代老旧实验室的多功能混合实验平台是个亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种便携的、高集成化的多功能混合实验平台，以解决传统实验室存在的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种多功能混合实验平台，包括：

外壳，所述外壳的内底壁上设置有电脑板、主机板、高精度采集板、无线供电板和大功率电源板；

面板，设置在所述外壳的上端，包括至少一个实验区，每个所述实验区设置有用于供电的发射模块，所述发射模块和所述无线供电板电连接；每个所述实验区用于承载实验板，每个所述实验板设置有用于接收供电的接收模块；

显示器，和所述电脑板电连接。

在一具体实施例中，所述实验区成排成列设置。

在一具体实施例中，所述实验区有四个，四个所述实验区呈2× 2矩阵式布置。

在一具体实施例中，所述面板上还设置有金手指接口。

在一具体实施例中，所述面板后侧边缘处设置有安装凸起，所述安装凸起沿着左右方向延伸设置，所述金手指接口设置在所述安装凸起的前表面。

在一具体实施例中，所述金手指接口包括模拟、数字和供电接口，用于和自动化测试平台连接。

在一具体实施例中，所述面板上还设置有模拟/数字接口。

在一具体实施例中，所述主机板包括高速的数模变换DAC、模数变换ADC、高效能处理器MCU、高性能的信号链芯片组、高速的逻辑FPGA单元、电脑USB接口、电源接口和连接端子，所述连接端子设置在所述主机板的右侧边缘处，且朝着所述面板延伸设置，用于和所述面板连接。

在一具体实施例中，还包括万用表板，所述万用表板和所述主机板电连接。

在一具体实施例中，所述外壳的前表面设置有多个接线端口，所述接线端口包括万用表接头、电源接头、BNC接头和DB50接头。

本实用新型的有益之处在于：

区别于现有技术的情况，应用本实用新型的技术方案，通过在外壳的内底壁上设置有电脑板、主机板、高精度采集板、无线供电板和大功率电源板，可以将多种仪器功能和电脑板集成在一起，方便收集和处理数据，集成度高；另外，包含高速和高精度采集模块，能满足高性能的需求；外壳的上端设置有面板，面板上设置有至少一个实验区，每个实验区通过无线给实验板供电，使用更加便捷；显示器和电脑板电连接，可以对实验过程与结果进行显示。本实用新型的多功能混合实验平台具有便携的优点，能够当平常仪器使用，配合本实验平台就可以将一个实验室随身携带。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型多功能混合实验平台实施例的结构示意图；

图2是本实用新型多功能混合实验平台实施例的主机板的结构示意图；

图3是本实用新型多功能混合实验平台实施例的金手指接口与自动化测试平台连接时的实验平台的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1-图3，本实用新型多功能混合实验平台实施例包括：显示器1、面板2和外壳3。外壳3的内底壁上设置有电脑板31、主机板32、高精度采集板33、无线供电板34和大功率电源板35。面板2 设置在外壳3的上端，包括至少一个实验区21，每个实验区21设置有用于供电的发射模块22，发射模块22和无线供电板34电连接；每个实验区21用于承载实验板，每个实验板设置有用于接收供电的接收模块。显示器1和电脑板31电连接。

应用本实施例的技术方案，通过在外壳3的内底壁上设置有电脑板31、主机板32、高精度采集板33、无线供电板34和大功率电源板 35，可以将多种仪器功能和电脑板31集成在一起，方便收集和处理数据，集成度高；另外，包含高速和高精度采集模块，能满足高性能的需求；外壳3的上端设置有面板2，面板2上设置有至少一个实验区21，每个实验区21通过无线给实验板供电，使用更加便捷；显示器1和电脑板31电连接，可以对实验过程与结果进行显示。本实施例的多功能混合实验平台具有便携的优点，能够当平常仪器使用，配合本实验平台就可以将一个实验室随身携带。

在一实施例中，实验区21成排成列设置，这样，可以支持更多的实验板同时做实验。具体地，实验区21有四个，四个实验区21呈 2×2矩阵式布置。每个实验区21可以放置一个实验板，每个实验区 21设置有发射模块22，当实验板放置在实验区21时，发射模块22 可以通过无线给实验板供电，实验板通过接收模块实现无线接收供电。由此，四个实验板可以同时做实验，使用方便。

在一实施例中，面板2上还设置有金手指接口23。具体地，面板 2后侧边缘处设置有安装凸起，安装凸起沿着左右方向延伸设置，金手指接口23设置在安装凸起的前表面。金手指接口23包括模拟、数字和供电接口，用于和自动化测试平台24连接，从而通过PC端编程实现自动化测试，并且金手指接口23支持热插拔。自动化测试平台 24通过金手指接口23可以实现快速连接、固定，支持热插拔，将自动化测试平台24插入金手指接口23中就完成连接，取出时只需拔出就行，方便使用。

进一步地，面板2上还设置有模拟/数字接口。模拟/数字接口采用标准的2.54mm间距排针，方便扩展连接。具体地，模拟/数字接口设置在安装凸起的上表面。

在一实施例中，无线供电板34包括相互配合使用的发射模块22 和接收模块。发射模块22支持过流保护、动态电流限制，感应距离 <8mm，输出能够达到5v/1A。接收模块支持输入过压保护、电流限制，输入能够达到5v/1A。实验板采用无线供电，方便使用，极大提高灵活性。

在一实施例中，电脑板31包括一个PC机，对内负责和各个板卡之间通信，对外负责实现网络通信、显示，提供各种通用接口，并运行虚拟仪器软件。通过电脑板31对虚拟仪器软件二次开发，不需要再连接线路。

在一实施例中，主机板32是核心单元，包括高速的数模变换DAC、模数变换ADC、高效能处理器MCU、高性能的信号链芯片组321、高速的逻辑FPGA单元、电脑USB接口323、电源接口324和连接端子322，连接端子322设置在主机板32的右侧边缘处，且朝着面板2 延伸设置，用于和面板2连接。主机板32运行程序，并且跟PC机上开发的虚拟仪器软件进行交互，由此实现众多的仪器功能，使得多功能混合实验平台(以下称为本实验平台)能够完成电子类专业教学大纲要求的各种实验。使用虚拟仪器软件将台式仪器的界面在显示器1 上实现，屏幕尺寸增大，灵活性大大提高。利用主机板32基本的信号处理功能来完成多种仪器的高级功能。用户在一台个人电脑上就可以得到多个仪器的功能。在实验的过程中就可以及时获取数据，极大的方便了实验报告的撰写。

主机板32的集成度高，将传统实验室里的示波器、信号源功能集成，并且还集成了逻辑分析仪、脉冲信号发送器、波特图分析仪、频谱仪等传统实验室没有的仪器。主机板32使用标准的BNC接口，与现有仪器接口一样，使得用户易上手。

在一实施例中，高精度采集板33是高精度采集的核心单元，采用可拔插设计，包括数字采样和模拟采样。数字采样提供16路高速输入，16路高速输出通道，能够采集高速逻辑信号。模拟采样提供8 路24位高精度模拟采集，8路高精度模拟输出，并能够实现实时采集。高精度采集板33能够拔插更换，换成其他类型板卡，完成不同操作。

在一实施例中，还包括万用表板，万用表板使用集成化的万用表测试电路，实现了实体手持式万用表的功能。万用表板和主机板32 电连接，主机板32可以控制万用表板，使本实验平台具备了万用表的功能，扩展了应用范围。

在一实施例中，大功率电源板35和主机板32电连接，大功率电源板35负责电压的变换，将外部AC-DC适配器输入的电压转化为本实验平台需要的各种电压，并且可以被主机板32控制进行调节，检测电源板35的状态，能够满足对功率有要求的实验。

在一实施例中，外壳2的前表面设置有多个接线端口36，接线端口36包括万用表接头、电源接头、BNC接头和DB50接头。接线端口36都采用业界标准，方便使用。

在一实施例中，显示器1可以为笔记本显示器或者外置显示器，配置显示器1用于和电脑板31搭配一起使用，构成完整的电脑，方便使用和携带。

在一实施例中，实验板是具备了芯片和一部分电路连接的电路板。通过无线接收供电，另外为可变化的电路连接关系留出了接线端子，由用户根据实验需要手动用导线进行连接。实验板支持运算放大器电路实验、三极管电路实验、数字电路实验和电路基础实验。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种多功能混合实验平台，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳的内底壁上设置有电脑板、主机板、高精度采集板、无线供电板和大功率电源板；

面板，设置在所述外壳的上端，包括至少一个实验区，每个所述实验区设置有用于供电的发射模块，所述发射模块和所述无线供电板电连接；每个所述实验区用于承载实验板，每个所述实验板设置有用于接收供电的接收模块；

显示器，和所述电脑板电连接。

2.根据权利要求1所述的多功能混合实验平台，其特征在于，所述实验区成排成列设置。

3.根据权利要求2所述的多功能混合实验平台，其特征在于，所述实验区有四个，四个所述实验区呈2×2矩阵式布置。

4.根据权利要求1所述的多功能混合实验平台，其特征在于，所述面板上还设置有金手指接口。

5.根据权利要求4所述的多功能混合实验平台，其特征在于，所述面板后侧边缘处设置有安装凸起，所述安装凸起沿着左右方向延伸设置，所述金手指接口设置在所述安装凸起的前表面。

6.根据权利要求4所述的多功能混合实验平台，其特征在于，所述金手指接口包括模拟、数字和供电接口，用于和自动化测试平台连接。

7.根据权利要求1所述的多功能混合实验平台，其特征在于，所述面板上还设置有模拟/数字接口。

8.根据权利要求1所述的多功能混合实验平台，其特征在于，所述主机板包括高速的数模变换DAC、模数变换ADC、高效能处理器MCU、高性能的信号链芯片组、高速的逻辑FPGA单元、电脑USB接口、电源接口和连接端子，所述连接端子设置在所述主机板的右侧边缘处，且朝着所述面板延伸设置，用于和所述面板连接。

9.根据权利要求1所述的多功能混合实验平台，其特征在于，还包括万用表板，所述万用表板和所述主机板电连接。

10.根据权利要求1所述的多功能混合实验平台，其特征在于，所述外壳的前表面设置有多个接线端口，所述接线端口包括万用表接头、电源接头、BNC接头和DB50接头。

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