交互式模電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種教學(xué)儀器，特別涉及一種交互式模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 《模擬電子技術(shù)》（下文簡稱"模電"）是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。長期 以來，模電課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)分開的。兩者各有各的目標(biāo)和任務(wù)，在不同的時(shí)間， 不同的地點(diǎn)，由不同的教師分別進(jìn)行，這是一種理論與實(shí)踐教學(xué)分離的組織形式。教學(xué)效果 存在的問題是：理論不能有效地指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)也不能有效的幫助學(xué)生對理論知識(shí)的理解。 弱化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)有的效能。學(xué)員普遍覺得實(shí)驗(yàn)難做，而要把實(shí)驗(yàn)做出正確的結(jié)果，則更 難。
[0003] "理實(shí)一體化"教學(xué)，就是在教學(xué)活動(dòng)中，把理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)等內(nèi)容有機(jī)融合， 在實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)中教理論，在實(shí)驗(yàn)應(yīng)用中理解理論。對"模電"課程，如果能將"理論講解、實(shí)驗(yàn) 演示、學(xué)生實(shí)踐操作"這三個(gè)主要環(huán)節(jié)整合在一個(gè)教學(xué)時(shí)段（比如2個(gè)課時(shí)）內(nèi)完成，那么就 真正實(shí)現(xiàn)了教師"做"中教，學(xué)生"做中學(xué)"，那么，學(xué)生也許就不會(huì)覺得"模電"難學(xué)了。這 無疑將大大提高教學(xué)的效能和效率。
[0004] 但是，這種教學(xué)模式對課程資源的要求很嚴(yán)格?？陀^需要課程資源高度集成才能 保證教學(xué)的正常進(jìn)行。"模電"課程資源有三種：課件、實(shí)驗(yàn)電路、測量儀器。要使"理論教 學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)"在時(shí)間維度上整合在一個(gè)教學(xué)時(shí)段中，做到"及學(xué)及練"，其前條件是"課件、 實(shí)驗(yàn)電路平臺(tái)、測量儀器平臺(tái)"這三種資源在空間上要整合在一起，達(dá)到"隨時(shí)可用"。
[0005] 而傳統(tǒng)模電實(shí)驗(yàn)室要配置多種儀器(示波器、交流毫伏表，信號(hào)發(fā)生器、直流電壓 表，直流穩(wěn)壓電源）和實(shí)驗(yàn)設(shè)備。儀器種類多、儀器體積大，由此造成實(shí)驗(yàn)室占地面積大，而 教學(xué)空間是有限的，這又制約了這些資源在空間和實(shí)驗(yàn)空間的整合。可見傳統(tǒng)的模電實(shí)驗(yàn) 室很難滿足理實(shí)一體化教學(xué)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種小型化、集約化，能使 實(shí)驗(yàn)環(huán)境與教學(xué)環(huán)境融合的一種交互式模電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種交互式模電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其包括 設(shè)置有基于LABVIEW的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的計(jì)算機(jī)；模電實(shí)驗(yàn)儀器平臺(tái)，所述模電實(shí)驗(yàn)儀器平臺(tái)上 設(shè)有一 PCB電路板，所述PCB電路板上設(shè)有至少一個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)電路，所述教學(xué)實(shí)驗(yàn)電路的輸 出端、輸入端均設(shè)有插線孔，所述模電實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上還設(shè)有信號(hào)發(fā)生器電路、直流穩(wěn) 壓電源電路、示波器信號(hào)輸入端口及電壓信號(hào)輸入端口，所述計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)采集卡與所 述示波器信號(hào)輸入端、電壓信號(hào)輸入端連接；所述基于LABVIEW的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括一模擬示 波器電路模塊和一模擬電壓表電路模塊，所述模擬示波器電路模塊用于控制所述數(shù)據(jù)采集 卡采集所述示波器信號(hào)輸入端口輸入信號(hào)的波形并進(jìn)行顯示，所述模擬電壓表電路模塊用 于控制所述數(shù)據(jù)采集卡采集所述電壓信號(hào)輸入端口輸入的信號(hào)并進(jìn)行顯示。
[0008] 優(yōu)選地，所述教學(xué)實(shí)驗(yàn)電路包括共射放大器電路、分壓偏置的工作點(diǎn)穩(wěn)定放大器 電路、射極跟隨器電路、多級放大器電路、多級負(fù)反饋放大器電路、反相比例放大器電路、 OTL功率放大器電路、正弦波發(fā)生器電路及三角波發(fā)生器電路。
[0009] 優(yōu)選地，所述基于LABVIEW的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括：任務(wù)導(dǎo)航模塊，所述任務(wù)導(dǎo)航模塊用 于選擇要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；實(shí)驗(yàn)電路原理圖顯示模塊，所述實(shí)驗(yàn)電路原理圖顯示模塊用于 顯示所做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的原理圖；操作步驟提示顯示模塊，所述操作步驟提示顯示模塊用于對 實(shí)驗(yàn)操作過程中的步驟進(jìn)行提示；參數(shù)設(shè)置模塊，所述參數(shù)設(shè)置模塊用于設(shè)置實(shí)驗(yàn)中的各 種參數(shù)。
[0010] 優(yōu)選地，所述基于LABVIEW的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)還包括一仿真演示模塊，所述仿真演示模 塊用于對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)畫仿真演示。
[0011] 優(yōu)選地，所述基于LABVIEW的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)還包括一理論教學(xué)課件顯示模塊，所述理 論教學(xué)課件顯示模塊用于顯示理論教學(xué)課件的內(nèi)容。
[0012] 優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集卡為ni-usb 6211數(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述計(jì) 算機(jī)通過USB總線連接。
[0013] 優(yōu)選地，所述直流穩(wěn)壓電源模塊包括+9V直流穩(wěn)壓電源模塊和-9V直流穩(wěn)壓電源 豐旲塊。
[0014] 如上所述，本發(fā)明的交互式模電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有以下有益效果：該交互式模電實(shí)驗(yàn) 系統(tǒng)將基于LABVIEW技術(shù)的計(jì)算機(jī)與設(shè)置有實(shí)驗(yàn)電路的模電實(shí)驗(yàn)儀器平臺(tái)聯(lián)合起來，利用 數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)和軟件配合，使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電子儀器的測量功能。用虛擬儀器代替 傳統(tǒng)的電子測量儀器，實(shí)現(xiàn)了測量的自動(dòng)化。這一系統(tǒng)不但可以降低設(shè)備購置和維護(hù)費(fèi)用， 而且，還可以大大降低實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的體積和重量，使實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)變得更加的小巧集約，而且便 于搬運(yùn)，這樣就為實(shí)驗(yàn)環(huán)境與教學(xué)環(huán)境的在空間的融合提供了可能性，進(jìn)而可大大提高教 學(xué)的效能和效率，真正實(shí)現(xiàn)了教師"做"中教，學(xué)生"做中學(xué)"的目的。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)連接示意圖。
[0016] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例模電實(shí)驗(yàn)儀器平臺(tái)的俯視圖。
[0017] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例基于LABVIEW的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的方框圖。
[0018] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例任務(wù)導(dǎo)航模塊界面。
[0019] 元件標(biāo)號(hào)說明。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種交互式模電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，其包括： 設(shè)置有基于LABVIEW的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的計(jì)算機(jī)； 模電實(shí)驗(yàn)儀器平臺(tái)，所述模電實(shí)驗(yàn)儀器平臺(tái)上設(shè)有一 PCB電路板，所述PCB電路板上設(shè) 有至少一個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)電路，所述教學(xué)實(shí)驗(yàn)電路的輸出端、輸入端均設(shè)有插線孔，所述模電實(shí) 驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上還設(shè)有信號(hào)發(fā)生器電路、直流穩(wěn)壓電源電路、示波器信號(hào)輸入端口及電 壓信號(hào)輸入端口，所述計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)采集卡與所述示波器信號(hào)輸入端、電壓信號(hào)輸入端 連接； 所述基于LABVIEW的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括一模擬示波器電路模塊和一模擬電壓表電路模塊， 所述模擬示波器電路模塊用于控制所述數(shù)據(jù)采集卡采集所述示波器信號(hào)輸入端口輸入信 號(hào)的波形并進(jìn)行顯示，所述模擬電壓表電路模塊用于控制所述數(shù)據(jù)采集卡采集所述電壓信 號(hào)輸入端口輸入的信號(hào)并進(jìn)行顯示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式模電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述教學(xué)實(shí)驗(yàn)電路包括 共射放大器電路、分壓偏置的工作點(diǎn)穩(wěn)定放大器電路、射極跟隨器電路、多級放大器電路、 多級負(fù)反饋放大器電路、反相比例放大器電路、0化功率放大器電路、正弦波發(fā)生器電路及 =角波發(fā)生器電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式模電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述基于LABVIEW的實(shí)驗(yàn) 平臺(tái)包括： 任務(wù)導(dǎo)航模塊，所述任務(wù)導(dǎo)航模塊用于選擇要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目； 實(shí)驗(yàn)電路原理圖顯示模塊，所述實(shí)驗(yàn)電路原理圖顯示模塊用于顯示所做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的原 理圖； 操作步驟提示顯示模塊，所述操作步驟提示顯示模塊用于對實(shí)驗(yàn)操作過程中的步驟進(jìn) 行提示； 參數(shù)設(shè)置模塊，所述參數(shù)設(shè)置模塊用于設(shè)置實(shí)驗(yàn)中的各種參數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的交互式模電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述基于LABVIEW的實(shí) 驗(yàn)平臺(tái)還包括一仿真演示模塊，所述仿真演示模塊用于對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)畫仿真演示。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的交互式模電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述基于LABVIEW的實(shí) 驗(yàn)平臺(tái)還包括一理論教學(xué)課件顯示模塊，所述理論教學(xué)課件顯示模塊用于顯示理論教學(xué)課 件的內(nèi)容。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式模電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集卡為 ni-usb 6211數(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述計(jì)算機(jī)通過USB總線連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式模電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述直流穩(wěn)壓電源模塊 包括+9V直流穩(wěn)壓電源模塊和-9V直流穩(wěn)壓電源模塊。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種適合各類職業(yè)院?！澳M電子技術(shù)”課程的交互式教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了模電”課的理論課件、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和必需的測量儀器三種資源的整合。該系統(tǒng)由“模電”實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和“Anlogic Electronics”交互式學(xué)習(xí)軟件組成?！澳ｋ姟睂?shí)驗(yàn)平臺(tái)含有實(shí)驗(yàn)電路PCB、多路數(shù)據(jù)采集卡和附屬電路。其中，“模電”實(shí)驗(yàn)電路PCB，配置有它有7個(gè)基本單元電路模塊和4個(gè)輔助模塊。通過接線，可搭建成基本電路和綜合電路實(shí)驗(yàn)。數(shù)據(jù)采集卡與附屬電路配合，保證了“模電”課程8個(gè)實(shí)驗(yàn)必需雙路示波器、三通道交直流電壓表、信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源。該系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)和自主開發(fā)的“Anlogic Electronics”軟件配合，實(shí)現(xiàn)“模電”課程實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)測量與交互式實(shí)驗(yàn)。
【IPC分類】G09B23-18
【公開號(hào)】CN104680902
【申請?zhí)枴緾N201410763394
【發(fā)明人】屈有安
【申請人】蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年12月11日