电工电子技术实验教学装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种电工电子技术实验教学装置，其包含至少1个电工电子电路的实验模块与多路选择开关模块相连接；多路选择开关模块的其中一路输出端接至DC放大电路，多路选择开关模块的另一路输出端接至自动增益控制模块；DC放大电路和自动增益控制模块的输出端均接至A/D采集模块；A/D采集模块的输出端与SOC微控制模块相连；SOC微控制模块与上位计算机相连接；SOC微控制模块的控制端分别连接自动增益控制模块、DDS信号源模块和多路选择开关模块；DDS信号源模块的输出端与实验模块输入端相连。本实用新型专利技术具有结构简单、通用性强并便于携带的特点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子电路教学领域，具体为一种电工电子技术实验教学装置。
技术介绍
电工电子技术课程是电子信息类专业基础课，学好电工电子技术课程，实验环节是必不可少的。通过实验可以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，实验起着培养学生形成创新思维的作用，也是培养学生创新能力的重要途径。通常地，电工电子技术实验内容主要包括基尔霍夫定律、叠加定理、动态电路、正弦电路、RLC串联谐振电路等各模块电路。国内大多数普通高校的实验室，作为培养学生提高动手能力的重要基地，每个模块实验时间仅两学时，这样很难完成教学大纲规定的实验教学内容，掌握知识的时间和空间都是很有限的，往往学习延续性不够，存在着很多问题， 实验课上没解决的问题，课后还是照样得不到解决。因此，电工电子技术实验教学已不能只局限于实验室中，将实验环节延伸至课外， 无疑具有重要现实意义。开发基于PC的电工电子技术实验教学装置，让学生课外在宿舍利用PC机自主进行电工电子技术实验，解决实验课时没有完成的遗留问题，已显得很有必要，这样可以使学生实践环节得以真正拓展。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单、通用性强并便于携带的电工电子技术实验教学装置。为解决上述问题，本技术所设计的电工电子技术实验教学装置，主要由包含至少1个电工电子电路的实验模块、SOC (片上系统)微控制模块、DDS (直接数字合成)信号源模块、多路选择开关模块、自动增益控制模块、A/D(模/数)采集模块、DC(直流)放大电路和上位计算机构成；上述实验模块与多路选择开关模块相连接；多路选择开关模块的其中一路输出端接至DC放大电路，多路选择开关模块的另一路输出端接至自动增益控制模块；DC放大电路和自动增益控制模块的输出端均接至A/D采集模块；A/D采集模块的输出端与SOC微控制模块相连；SOC微控制模块与上位计算机相连接；SOC微控制模块的控制端分别连接自动增益控制模块、DDS信号源模块和多路选择开关模块；DDS信号源模块的输出端与实验模块输入端相连。上述方案中，所述实验模块最好包含有基尔霍夫验证电路、叠加定理验证电路、动态电路、正弦电路、和/或RLC串联谐振电路等典型的电工电子电路。为了满足不同的实验需求，上述方案所述实验模块上最好还设有扩展插孔以供学生自行设计。上述方案所述自动增益控制模块和A/D采集模块之间还串接有一信号调理模块来对待测信号进行放大、滤波等处理，以便转换成A/D采集模块所能够更好识别的标准信号。为了实现实验平台与不同上位计算机的连接，所述上位计算机和SOC微控制模块通过串行通讯接口相连接。本技术与现有技术相比，学生可利用上位计算机辅助完成多种电工电子电路的实验调试和相关测试内容，并可通过上位计算机选择要实验的电路模块，利用控件和编程完成诸如电压波形显示、参数测量以及指标计算等工作。通过该技术，电工电子技术实验教学环节将得到真正地课外拓展，提高了学生实验兴趣，使学生更好地掌握相关专业
技术实现思路
。附图说明图1为本技术一种电工电子技术实验教学装置的原理框图。具体实施方式本技术一种电工电子技术实验教学装置如图1所示，其主要由包含至少1个电工电子电路的实验模块、SOC微控制模块、DDS信号源模块、多路选择开关模块、自动增益控制模块、A/D采集模块、DC放大电路和上位计算机构成；上述实验模块与多路选择开关模块相连接；多路选择开关模块的其中一路输出端接至DC放大电路，多路选择开关模块的另一路输出端接至自动增益控制模块；DC放大电路和自动增益控制模块的输出端均接至A/D 采集模块；A/D采集模块的输出端与SOC微控制模块相连；SOC微控制模块与上位计算机相连接；SOC微控制模块的控制端分别连接自动增益控制模块、DDS信号源模块和多路选择开关模块；DDS信号源模块的输出端与实验模块输入端相连。在本技术优选实施例中，上述实验模块不仅可以包含有基尔霍夫验证电路、 叠加定理验证电路、动态电路、正弦电路、和/或RLC串联谐振电路等典型电路，而且还可以在实验模块上设有扩展插孔来供元件插入，这样学生便可以根据实验指标要求，自行设计电路元件参数，以实现多种电工电子电路的实验教学。上述A/D采集模块可以独立于SOC微控制模块的外部，也可以集成在SOC微控制模块内，这取决与所选用的SOC微控制模块的型号。而由于本技术优选实施例所选用的SOC微控制器的型号为C8051F310芯片，该芯片自身集成有A/D采集模块，因此本技术优选实施例无需独立的A/D采集模块即可完成上述功能。由于上述本技术优选实施例所选用的A/D转换器只能输入一定要求范围内的信号，而自动增益控制模块可以将要采集的交流电压进行幅度的自动调整，调到适合A/D采集的幅度范围内。因此为了让A/D采集模块能够更好的对所测信号进行采集，上述自动增益控制模块和A/D采集模块之间还串接有一信号调理模块，该信号调理模块需要对自动增益控制模块输出的信号进行位移、滤波、 线性补偿、隔离、保护等措施后，才能送A/D转换器中。为了实现实验平台与上位计算机的互联，本实用采用串行通讯接口来连接上位计算机和SOC微控制模块。在本技术优选实施例中，所选用的串行通讯接口为RS232串口。上述上位计算机内部装有辅助测试软件。当学生在进行实验时，先要根据需要选择实验模块上已有电工电子电路或进行自行设计接入扩展插孔中，并通过切换多路选择开关模块选通实验模块输入输出端口。此时通过上位计算机选择所进行的实验项目，并发送信号至SOC微控制模块去控制DDS信号源模块，设定DDS信号源模块的参数大小，产生所需激励信号。上述激励信号经过实验模块内所选定的电工电子电路后，输出待测信号至自动增益控制模块。经过自动增益控制后的信号经过信号调理模块的调理，转换成满足A/D转换器极性要求的信号后送入A/D转换器。A/D转换器将信号转换后经SOC微控制模块返回至上位计算机。上位计算机端用控件显示输入、输出波形，并用控件标尺测量电压大小及其它参数，最后将上述实验参数进行计算后，显示出最终实验结果。该装置并可借助上位机进行理论计算和误差分析。权利要求1.电工电子技术实验教学装置，其特征在于主要由包含至少1个电工电子电路的实验模块、SOC微控制模块、DDS信号源模块、多路选择开关模块、自动增益控制模块、A/D采集模块、DC放大电路和上位计算机构成；上述实验模块与多路选择开关模块相连接；多路选择开关模块的其中一路输出端接至DC放大电路，多路选择开关模块的另一路输出端接至自动增益控制模块；DC放大电路和自动增益控制模块的输出端均接至A/D采集模块；A/D 采集模块的输出端与SOC微控制模块相连；SOC微控制模块与上位计算机相连接；SOC微控制模块的控制端分别连接自动增益控制模块、DDS信号源模块和多路选择开关模块；DDS信号源模块的输出端与实验模块输入端相连。2.根据权利要求1所述的电工电子技术实验教学装置，其特征在于所述实验模块包含有基尔霍夫验证电路、叠加定理验证电路、动态电路、正弦电路、和/或RLC串联谐振电路。3.根据权利要求1或2所述的电工电子技术实验教学装置，其特征在于所述实验模块上还设有扩展插孔。4.根据权利要求1或2所述的电工电本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．电工电子技术实验教学装置，其特征在于：主要由包含至少１个电工电子电路的实验模块、ＳＯＣ微控制模块、ＤＤＳ信号源模块、多路选择开关模块、自动增益控制模块、Ａ／Ｄ采集模块、ＤＣ放大电路和上位计算机构成；上述实验模块与多路选择开关模块相连接；多路选择开关模块的其中一路输出端接至ＤＣ放大电路，多路选择开关模块的另一路输出端接至自动增益控制模块；ＤＣ放大电路和自动增益控制模块的输出端均接至Ａ／Ｄ采集模块；Ａ／Ｄ采集模块的输出端与ＳＯＣ微控制模块相连；ＳＯＣ微控制模块与上位计算机相连接；ＳＯＣ微控制模块的控制端分别连接自动增益控制模块、ＤＤＳ信号源模块和多路选择开关模块；ＤＤＳ信号源模块的输出端与实验模块输入端相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王守华，赵响，邓艳容，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：实用新型
国别省市：45