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一、設(shè)備主要性能、特點(diǎn)
本設(shè)備滿足《模擬電路》、《數(shù)字電路》、《電子技術(shù)基礎(chǔ)》、《電路分析》等課程實(shí)驗(yàn)大綱的教學(xué)要求，結(jié)合當(dāng)前電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)鋁合金實(shí)驗(yàn)箱維修難、容易壞、工藝一般等問(wèn)題，研發(fā)的新型芯片設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱，可以拓展完成虛擬電子技術(shù)仿真、虛擬儀器使用等現(xiàn)在電子技術(shù)發(fā)展的要求，全模塊化設(shè)計(jì)、同時(shí)全新設(shè)計(jì)了穩(wěn)壓電源，全部數(shù)字化設(shè)計(jì)，大幅度提高了可靠性及使用效率
1. 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由全模具設(shè)計(jì)，平臺(tái)尺寸：350mm×260mm×60mm，采用優(yōu)質(zhì)PVC及白色工程塑料一次成型。采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電源線220V直接供電，默認(rèn)上電自啟動(dòng)，同時(shí)額外預(yù)留24V供電接口以作備用；留有虛擬示波器、虛擬信號(hào)源接口，電源接口，I/O接口等常用接口，平臺(tái)可擴(kuò)展以太網(wǎng)、485、USB等多種通訊接口，2種電源供電接口及通訊接口位置均布置在實(shí)驗(yàn)箱側(cè)面。
2. 配置±5V/1A、±12V/0.5A、24V/3A全數(shù)字化設(shè)計(jì)（可數(shù)字化設(shè)置啟停），可擴(kuò)展2路隔離電源0～30V/0.2A連續(xù)可調(diào)穩(wěn)壓恒流電源，恒流源電流保護(hù)值輸出功率可200mA～0.9A任意設(shè)置，具有1鍵進(jìn)入恒壓恒流模式，調(diào)節(jié)精度0.01V/1mA，具有3檔速度調(diào)節(jié)，編碼器設(shè)置功能，默認(rèn)輸出6V(10mA）和12V（10mA），具有電壓斷電保持功能，能量吸收功能，可通信設(shè)置電壓電流，恒壓和恒流模式，具有通信接口及全網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)功能，可擴(kuò)展LABVIEW及手機(jī)APP軟件等云端工具。
3. 提供2路8位邏輯電平輸出及對(duì)應(yīng)邏輯電平指示。
4. 整機(jī)可放置4個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，模塊采用2mm厚印制線路板制成（尺寸：130mm×80mm×20mm），正面印有元器件圖形符號(hào)并焊好相關(guān)的元器件，反面為印刷線路，正反采用3mm亞克力面板保護(hù)，激光開(kāi)孔留出測(cè)試點(diǎn)及2號(hào)座，采用鍍鋅柱子完成電路電源供應(yīng)。模塊底部采用磁吸設(shè)計(jì)，模塊化設(shè)計(jì)，方便用戶更換安裝不同模塊。
5. 實(shí)驗(yàn)?zāi)K：提供一階二階動(dòng)態(tài)電路實(shí)驗(yàn)、電壓源與電流源的等效變換實(shí)驗(yàn)、基爾霍夫定理/疊加原理實(shí)驗(yàn)、RC選頻網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)、RLC串聯(lián)與并聯(lián)諧振實(shí)驗(yàn)、戴維南及諾頓定理實(shí)驗(yàn)。
6. 提供RLC元件阻抗特性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，提供元器件搭建區(qū)域，學(xué)生可自行進(jìn)行相關(guān)電路搭建，提供多種電容、電阻和電感。
7. 提供開(kāi)放式接口，設(shè)有各種類型的電容、電感、電阻、二極管、三極管等基本元器件供學(xué)生進(jìn)行電路搭建。
8. 電路原理技術(shù)仿真軟件1套
完成電子技術(shù)線上實(shí)驗(yàn)，包含數(shù)字電路、模擬電路、電路原理部分：
8.1 虛擬仿真軟件與實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景1:1仿真，本項(xiàng)目中實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)、模擬電路實(shí)驗(yàn)、電路原理實(shí)驗(yàn)與市面上硬件教學(xué)設(shè)備1:1仿真，實(shí)驗(yàn)流程1:1仿真，采用3D仿真模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
8.2 軟件前端界面由HTML語(yǔ)言開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)，用于界面交互以及實(shí)驗(yàn)效果展示。后端程序由ThinkPHP框架開(kāi)發(fā)完成，存儲(chǔ)用戶的基本數(shù)據(jù)信息，對(duì)用戶提交的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由unity3D引擎開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為C#，開(kāi)發(fā)完成后輸出WEBGL格式；分為后臺(tái)管理（教師端）及實(shí)驗(yàn)選擇、操作（學(xué)生端）。
8.3 虛擬仿真軟件通過(guò)對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)物進(jìn)行等比例建模和渲染搭建成虛擬的實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景，虛擬的實(shí)驗(yàn)設(shè)備可以讓用戶脫離實(shí)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方法和操作技能的學(xué)習(xí)，避免線路故障、硬件損壞等突發(fā)情況的發(fā)生。
8.4 軟件為在線虛擬仿真軟件，通過(guò)瀏覽器直接打開(kāi)網(wǎng)頁(yè)，不接受單機(jī)版軟件，解決用戶因沒(méi)有相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材而不能練習(xí)操作的問(wèn)題。用戶可以方便快捷的學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。軟件中的每個(gè)實(shí)驗(yàn)包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、元器件、電路搭建、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)成績(jī)六個(gè)模塊。
8.5 軟件中涉及到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)添加隨機(jī)小數(shù)，并根據(jù)相關(guān)數(shù)學(xué)公式計(jì)算所得，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的靈活性，同時(shí)，學(xué)生也可以經(jīng)過(guò)軟件的模擬學(xué)習(xí)后，后期在硬件實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)驗(yàn)證。
8.6 學(xué)生仿真接線時(shí)可以通過(guò)工具欄按鈕修改導(dǎo)線的顏色，對(duì)已經(jīng)接好的線段進(jìn)行修改刪除操作。
8.7 線上模擬電路實(shí)驗(yàn)箱：采用3D建模，使用感與硬件設(shè)備一致，包含以下部分：
（1）電源部分：具備仿真電源開(kāi)關(guān)功能，提供包含固定±5V、±12V直流電源輸出接口，±1.5V～12V直流可調(diào)電源輸出接口；提供交流低壓電源包含14V、16V、18V、7.5V輸出接口。
（2）仿真儀表部分：提供0～500V的數(shù)字直流電壓表，分四檔，包含500mV檔、5V檔、50V、500V檔；2A數(shù)字直流電流表，分四檔，包含2mA檔、20mA檔、200mA、2000mA檔。
（3）仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K：提供分立元件設(shè)計(jì)區(qū)：包含二極管、穩(wěn)壓管、發(fā)光二極管、可控硅、單結(jié)晶體管、三端穩(wěn)壓管、電位器、三極管、喇叭、電位器、IC插座、開(kāi)關(guān)、電阻、電容和電感：設(shè)計(jì)有橋堆2W10 1個(gè)、二極管1N4007 4個(gè) / IN4148 2個(gè)、穩(wěn)壓管2DW231 / 2CW53 / DC6.2V各1個(gè)、發(fā)光二極管1個(gè)、可控硅2P4M/BCR各1個(gè)、單結(jié)晶體管BT33 1個(gè)、三端穩(wěn)壓管7812 / 7912各1個(gè)，1W 電位器1K 1個(gè)、三極管33DG6B / 3DG12 / 3CG12 / 2SJ11 / 3DJ6F / 9014 / 9012各1個(gè)、8歐姆喇叭1個(gè)、0.5W電位器10K / 100K / 680K各1個(gè)、IC40 / IC16 / IC14插座各1個(gè)、IC8 2個(gè)、1×2開(kāi)關(guān)1個(gè)，各種固定值的電阻、電容和電感。
（4）自主擴(kuò)展：提供二極管1N4007 4個(gè) / IN4148 2個(gè)、穩(wěn)壓管2DW231 / 2CW53 / DC6.2V各1個(gè)、發(fā)光二極管1個(gè)、可控硅2P4M / BCR各1個(gè)、單結(jié)晶體管BT33 1個(gè)、三端穩(wěn)壓管7812/7912各1個(gè)，三極管33DG6B / 3DG12 / 3CG12 / 2SJ11 / 3DJ6F / 9014 / 9012各1個(gè)、8歐姆喇叭1個(gè)、1W電位器1K/10K/100K/1M各1個(gè)、IC40/IC16/IC14插座各1個(gè)、IC8 2個(gè)、1×2開(kāi)關(guān)1個(gè)，各種固定值的電阻、電容和電感60多個(gè)仿真模型，另設(shè)計(jì)有阻容件自由接插區(qū)。
（5）仿真直流信號(hào)源：提供雙路 -0.5V～+0.5V連續(xù)可調(diào)。
（6）模擬電路仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：?jiǎn)喂芙涣鞣糯箅娐穼?shí)驗(yàn)，射級(jí)跟隨電路實(shí)驗(yàn)，兩級(jí)交流放大電路實(shí)驗(yàn)，負(fù)反饋放大電路實(shí)驗(yàn)，比例放大運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)，加減法運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)，積分與微分電路實(shí)驗(yàn)，低通、高通、帶通、帶阻有源濾波器實(shí)驗(yàn)，RC正弦波振蕩電路實(shí)驗(yàn)，LC振蕩電路實(shí)驗(yàn)，集成電路RC正弦波振蕩電路實(shí)驗(yàn)，整流濾波與并聯(lián)穩(wěn)壓電路實(shí)驗(yàn)，OTL功率放大器實(shí)驗(yàn)，集成穩(wěn)壓電路實(shí)驗(yàn)。
8.8 線上電路原理實(shí)驗(yàn)箱：采用3D建模，使用感與硬件設(shè)備一致，包含以下部分：
（1）電源部分：具備仿真電源開(kāi)關(guān)功能，提供固定±5V、±12V直流電源輸出接口，0～30V/0～200mA雙路可調(diào)直流電源輸出接口。
（2）仿真儀表部分：提供4位數(shù)碼電壓電流雙顯示（輸入0.00～30.00V，0～199.9mA低電流顯示19.00mA）。
（3）可調(diào)電阻：提供實(shí)驗(yàn)所需的各種元件，如電阻、電容、電感及開(kāi)關(guān)等，阻值為0～99999.9Ω/2W，6位數(shù)碼指示當(dāng)前電阻值，12個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)相應(yīng)電阻值設(shè)置。
（3）仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K：繪制標(biāo)準(zhǔn)線路板，基爾霍夫定理/疊加原理實(shí)驗(yàn)、電壓源與電流源的等效變換實(shí)驗(yàn)、受控源VCVS和VCCS實(shí)驗(yàn)、RLC串并聯(lián)、戴維南及諾頓定理實(shí)驗(yàn)、二端口網(wǎng)絡(luò)及諾頓定理、一階二階動(dòng)態(tài)電路實(shí)驗(yàn)、RC選頻網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)；
（4）自主擴(kuò)展：提供開(kāi)放式接口，仿真模型包含撥碼開(kāi)關(guān)1個(gè)，8P芯片座1個(gè)，14P芯片座1個(gè)，復(fù)位按鈕1個(gè)，30Ω/51Ω/120Ω/510Ω/100Ω/1KΩ/2KΩ/3K/10kΩ/20kΩ電阻各1只，2200PF/0.01UF/0.1UF/0.22UF/1UF/15UF電容各1只，1N4007二極管2只，1N4148二極管2只，2AP9和2CW51各1只，6個(gè)測(cè)量點(diǎn)等基本元器件供學(xué)生進(jìn)行電路搭建。
（5）電路原理仿真實(shí)驗(yàn)：包含基爾霍夫定律的驗(yàn)證，疊加原理的驗(yàn)證，電壓源與電流源的等效變換，戴維南定理和諾頓定理的驗(yàn)證，最大功率傳輸條件的測(cè)定，受控源的實(shí)驗(yàn)研究，典型電信號(hào)的觀察與測(cè)量，RC一階電路的相應(yīng)測(cè)試，二階動(dòng)態(tài)電路響應(yīng)的研究，RC電路的動(dòng)態(tài)過(guò)程，RC選頻網(wǎng)絡(luò)特性測(cè)試，RLC串聯(lián)諧振蕩電路的研究，RLC串聯(lián)與并聯(lián)諧振。
8.9 線上數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱：采用3D建模，使用感與硬件設(shè)備一致，包含以下部分：
（1）電源部分：具備仿真電源開(kāi)關(guān)功能，提供包含固定5V、±12V直流電源輸出接口。
（2）仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K：包含12位邏輯電平輸出、12位邏輯電平指示、6位BCD譯碼驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管2組、2位七段LED數(shù)碼管3組；提供14-40PIN的DIP封裝高品質(zhì)零拔力的鎖緊插座各1個(gè)，總數(shù)16個(gè)；提供電位器2組、電子音響元件1組、邏輯筆單元1組。
（3）仿真信號(hào)源：
1）單脈沖電路：提供2組單脈沖電路，每組采用消抖動(dòng)的R-S電路，產(chǎn)生正、負(fù)脈沖各一個(gè)。
2）脈沖源：1HZ、10HZ、100HZ、1KHZ、10KHZ、100KHZ、1MHZ固定連續(xù)脈沖。
3）可調(diào)連續(xù)脈沖：1KHz～100KHz。
（4）數(shù)字電路仿真實(shí)驗(yàn)：包含TTL集成邏輯門(mén)的邏輯功能測(cè)試，組合邏輯電路的設(shè)計(jì)與測(cè)試，譯碼器及其應(yīng)用，數(shù)據(jù)選擇器及其應(yīng)用，觸發(fā)器及其應(yīng)用，集成邏輯電路的連接和驅(qū)動(dòng)，其他數(shù)電類實(shí)驗(yàn)。
9. 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱如下：
（1）疊加原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。
（2）戴維南定理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。
（3）RC一階電路響應(yīng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)。
（4）二階動(dòng)態(tài)電路響應(yīng)研究實(shí)驗(yàn)。
（5）R、L、C串聯(lián)諧振電路研究實(shí)驗(yàn)。
（6）典型電信號(hào)觀察與測(cè)量實(shí)驗(yàn)。
（7）RC選頻網(wǎng)絡(luò)特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)。
