[發明專利]一種便攜式電子實驗教學平臺

在審

• 申請號: 201710457352.3
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107038941A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 何勝陽;廖流波;任廣輝;趙雅琴
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 畢雅鳳

技術領域

本發明涉及實驗教學平臺。

背景技術

在電路實驗、信號與系統實驗、數字電路實驗、模擬電路實驗等電子類課程的實驗中，需要使用到信號發生器和信號采集和分析設備(如示波器、頻譜儀，網絡分析儀等)，還會用到萬用表等測量設備。

這些設備價格并不便宜，學生無法單獨購買，學校也不能給學生每人配備一套設備，往往是在實驗室的每個實驗臺配備一套，而且都比較笨重，因此電子實驗臺上面這些設備都占據了很大一部分空間，不具便攜性；

現有的實驗都是安排了固定的時間讓學生在實驗室進行實驗，而實驗課時也是固定的，因此學生并不能安排自己的時間來進行實驗，也缺少時間對實驗進行拓展，十分不方便；

在學生需要用到實驗室的設備進行創新創業項目或者比賽時，需要選擇實驗室的非實驗時間才能使用實驗設備，不利于學生的學習、創新創業項目的進行或比賽的進行；

實驗室開放的時間都需要有老師進行看管，需要消耗一定的人力資源，如果學生能夠利用設備自主實驗的話，可以節省這部分人力資源；

現有的這些示波器、信號發生器、頻譜儀、萬用表、網絡分析儀等設備都是單獨的設備，并且有的不支持與電腦或手機連接傳輸采集到的數據，或者如果每個設備都要進行連接需要很多數據傳輸線纜才能完成，并不方便進行數據存儲的工作，不方便對數據進行二次處理。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的電子實驗教學平臺設備貴重、不具便攜性、不方便對采集的數據進行存儲及二次處理的問題，從而提供一種便攜式電子實驗教學平臺。

本發明所述的一種便攜式電子實驗教學平臺，包括電源、數據處理及控制模塊、數字IO、萬用表芯片、無線模塊、USB接口、多個數模轉換器、多個濾波及運算放大電路、多個模數轉換器、多個捕捉電路和定制模塊；

電源包括直流穩壓電壓源和電流源芯片；

多個數模轉換器和多個濾波及運算放大電路一一對應，多個模數轉換器和多個捕捉電路一一對應；

數據處理及控制模塊的輸出控制信號端與數模轉換器的控制信號輸入端連接，數模轉換器的模擬信號輸出端與濾波及運算放大電路的模擬信號輸入端連接；

外部通過USB接口為電源和數據處理及控制模塊供電，外部設備通過USB接口或無線模塊與數據處理及控制模塊通信，數據處理及控制模塊的萬用表控制信號端與萬用表芯片的控制信號輸入端連接，萬用表芯片的萬用表數據輸出端與數據處理及控制模塊的萬用表數據輸入端連接，數據處理及控制模塊的捕捉控制信號輸出端與模數轉換器的捕捉控制信號輸入端連接，捕捉電路采集輸入信號，捕捉電路的采集信號輸出端與模數轉換器的采集信號輸入端相連，模數轉換器的數字信號輸出端與數據處理及控制模塊的數字信號輸入端相連；

定制模塊包括顯示模塊和輸入模塊；

數據處理及控制模塊的顯示信號輸出端通過數字IO與顯示模塊的顯示信號輸入端相連，輸入模塊用于輸入控制信號，輸入模塊的控制信號輸出端通過數字IO與數據處理及控制模塊的控制信號輸入端相連。

顯示模塊和輸入模塊采用觸摸顯示屏模塊實現。

優選的是，無線模塊采用Wi-Fi模塊、藍牙模塊或無線數傳模塊實現。

優選的是，數據處理及控制模塊采用單片機、ARM微處理器、DSP或FPGA實現。

優選的是，數模轉換器的通道數為1-4路，模數轉換器的通道數為1-6路。

優選的是，連接所用的導線串聯有隔離芯片。

優選的是，還包括DDS芯片，數據處理及控制模塊的波形輸出控制信號端與DDS芯片的波形輸出控制信號輸入端連接，DDS芯片的輸出端與濾波及運算放大電路的輸入端連接。

優選的是，定制模塊還包括按鍵、電機驅動模塊、電機和邏輯電路；

按鍵與數字IO連接，數據處理及控制模塊的電機控制信號輸出端通過數字IO與電機驅動模塊的電機控制信號輸入端連接，電機驅動模塊的驅動信號輸出端與電機連接，電機驅動模塊的電機反饋信號輸出端通過數字IO與數據處理及控制模塊的電機反饋信號輸入端連接，邏輯電路與數字IO連接。

優選的是，外部設備采用電腦或手機實現，外部設備內嵌入應用程序，應用程序包括教師用戶端和學生用戶端，教師用戶端能夠查看學生用戶端連接的實驗教學平臺的運行狀況，并向學生用戶端發送指導意見，學生用戶端用于接收數據處理及控制模塊發送的數據及向接收數據處理及控制模塊發送控制信號，并用于接收教師用戶端的指導意見。

有益效果：