[發明專利]一種多功能教學儀器

在審

• 申請號: 201510320992.0
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN104882053A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 楊潔
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 曹政

技術領域

本發明涉及教學儀器的技術改進，特別涉及一種多功能教學儀器。

背景技術

傅立葉變換，數字濾波器設計，信號的調制與解調在電子信息類學科以及相關工程應用中占據重要的地位，同時也是高校相關專業教學的重要內容。

目前教師教授相關內容時主要還是依賴于書本上的插圖與公式，擅長編程的教師可能會使用MATLAB等軟件工具來實現上述變換的效果圖。但是書本上的插圖畢竟有限不利于學生理解上述變換的過程，MATLAB等軟件雖然功能強大，但每種功能的實現都要修改相應的程序才能執行，操作比較復雜，不利于教學推廣。

針對上述問題，提供一種專門的教學儀器，將傅立葉變換，數字濾波器設計以及信號調制與解調的效果進行直觀顯示。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種多功能教學儀器，以達到將傅立葉變換，數字濾波器設計以及信號調制與解調的效果進行直觀顯示的目的。

為達到上述目的，本發明的技術方案是，一種多功能教學儀器，其特征在于：所述的教學儀器包括FPGA處理器模塊分別連接信號處理模塊和液晶顯示屏；FPGA處理器模塊通過AVALON總線同時連有Flash存儲器、SDRAM存儲器、VGA接口模塊、USB接口模塊、操作面板模塊、SD卡接口模塊。

所述的教學儀器設有系統電源模塊為整個系統供電。

所述的教學儀器中各模塊的電路設置于儀器盒內，儀器盒上設有兩個操作面板區，用于安裝操作面板模塊的按鍵與旋鈕；同時儀器盒連接有液晶顯示屏；儀器盒上連接有信號處理面板，用于安裝信號處理模塊電路幅度調節的旋鈕；同時信號處理面板上連接有信號輸出端子和信號輸入端子；儀器盒右側連接有示波器輸出端、示波器輸入端，其分別連接信號處理模塊的信號輸出端與輸入端。

所述儀器盒正前方連接有SD卡接口與電源開關。

所述儀器盒左側連接有VGA接口、USB接口。

所述的液晶顯示屏與儀器盒為活動連接，在不用時液晶顯示屏閉合蓋住儀器盒。

所述的FPGA處理器模塊中FPGA芯片采用ALTERA公司的Cyclone?IV系列芯片EP4CE10F17C8N。

所述的信號處理模塊將接收到的信號通過信號輸入端口、衰減電路接入高速DA芯片將數字信號轉換成模擬信號，信號通過巴特沃斯低通濾波器以及調幅電路處理后由信號輸出端口輸出最后通過液晶屏顯示出來。

一種多功能教學儀器，由于采用上述的結構，本發明的優點為高校的數字信號處理與電子線路的教學提供一種輔助工具，將其中經典的傅立葉變化，數字濾波器設計，信號的調制解調等重難點內容通過該輔助工具形象化，具體化，使學生對教學內容更加深刻，幫助教師提升教學效果。本發明設計小巧，使用方便，成本較低，具有很好的市場前景。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明；

圖1為本發明一種多功能教學儀器結構框圖；

圖2為本發明一種多功能教學儀器結構示意圖；

圖3為本發明一種多功能教學儀器的側面結構示意圖；

圖4為本發明一種多功能教學儀器中信號處理模塊的原理圖；

在圖1-3中，1、FPGA處理器模塊；2、液晶顯示屏；3、信號處理模塊；4、操作面板模塊；5、Flash存儲器；6、SDRAM存儲器；7、系統電源模塊；8、VGA接口模塊；9、USB接口模塊；10、SD卡接口模塊；11、儀器盒；12、操作面版區；13、信號處理面板；14、信號輸出端子；15、信號輸入端子；16、示波器輸出端；17、示波器輸入端；18、SD卡接口；19、USB接口；20、電源開關；21、VGA接口。

具體實施方式

本發明主要通過VGA接口12連接投影儀顯示的方法將傅立葉變換，數字濾波器設計以及信號調制與解調的效果顯示在投影儀屏幕上。其最大的特點是實現了上述功能的動態效果圖顯示，使用者可以很方便地通過外接輸入或內置接口輸入的方式輸入源數據或參數，輸出端的效果圖或功能會立刻顯示出來，這是MATLAB等軟件無法實現的。本發明除了可以用于課堂上的教學演示外還有輔助功能，其提供了作信號激勵源與示波器的功能，使用者在沒有函數信號發生器和示波器的情況下，可以使用該儀器來代替，方便且成本低。