[發明專利]一種基于數模電路實驗的綜合虛擬儀器及其運行方法

在審

• 申請號: 201910065563.1
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109615991A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 劉少楠;胡宗敏;李梅梅
• 申請（專利權）人: 東北大學秦皇島分校;上海澄科電子科技有限公司
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種基于數模電路實驗的綜合虛擬儀器，包括實驗底座和實驗面板，所述實驗底座包括呈箱型結構的實驗底座外殼和設置在實驗底座外殼內的電路板，所述實驗底座設置電路板的一面設有插槽，所述實驗底座中設有電源模塊、輸入輸出模塊和控制模塊，所述實驗面板設置在實驗底座的插槽中，實驗底座通過其外殼上設置的USB接口與電腦端連接。本發明還提供了一種基于數模電路實驗的綜合虛擬儀器的運行方法。本發明可同時完成多種電路測試實驗，只需一個實驗底座以及相應的電路實驗面板，就可實現多門課程的教學，使用方便，運行可靠，適用于進行各種電路的實驗研究，可滿足電工原理、電路分析等課程實驗教學的需要。

技術領域

本發明涉及數模電路實驗技術領域，具體地，涉及一種基于數模電路實驗的綜合虛擬儀器及其運行方法。

背景技術

電子線路課程是電工、電子類專業的一門理論與實踐性較強的專業基礎課，電子線路實驗課程是其重要的教學手段和途徑。現有的電路實驗底座(實驗箱)功能單一、無嵌入式操作系統、無組合擴展功能，諸如信號發生器、示波器、邏輯分析儀、頻譜分析儀、頻率計、數字集成電路測試儀、LCR測量儀、萬用表等，只有一種特定的功能。而在實際數模電路實驗課程中，往往同時需用到兩種或兩種以上不同功能的儀器，對電路板進行電路測試實驗，使得目前高頻電路實驗需在不同的實驗箱上完成。而且實驗箱大而笨重，采用同一個電源給不同電路供電，這樣的實驗箱操作不方便，實驗操作復雜，產生的實驗誤差比較大，成本相對會更高，另外多個電路實驗同時操作，相互干擾比較大。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供基于數模電路實驗的綜合虛擬儀器及其運行方法，本發明同時設有萬用表接口、信號源接口、示波器接口、可調電源接口、可編程數字IO接口和數字輸入/輸出接口，可同時完成多種電路測試實驗，專為各大專院校、中等專業學校和電大等學生學習高頻電路課程而開發，只需一個實驗底座以及相應的電路實驗面板，就可實現多門課程的教學，使用方便，運行可靠，適用于進行各種電路的實驗研究，可滿足電工原理、電路分析等課程實驗教學的需要。

根據本發明的一個方面，提供基于數模電路實驗的綜合虛擬儀器，包括實驗底座和實驗面板，所述實驗底座包括呈箱型結構的實驗底座外殼和設置在實驗底座外殼內的電路板，所述實驗底座設置電路板的一面設有插槽，所述實驗底座中設有電源模塊、輸入輸出模塊和控制模塊，所述實驗面板設置在實驗底座的插槽中，所述實驗面板和電路板相距6mm，通過與電路板上設置的排針接觸而實現與實驗底座的電路連接，實驗底座通過其外殼上設置的USB接口與電腦端連接；

其中，

--所述電源模塊用于給輸入輸出模塊、控制模塊和實驗面板的運行提供電源；

--所述輸入輸出模塊包括多個接口，所述接口設置在實驗底座外殼和電路板上，其分別為萬用表接口、信號源接口、示波器接口、可調電源接口、可編程數字IO接口和數字輸入/輸出接口，所述接口插入表筆或連接測試儀器配合實驗面板進行電路實驗操作采集實驗數據；

--所述實驗面板為高頻電路板，包括振蕩器模塊電路板、高頻小信號放大器模塊電路板、混頻和中頻放大器模塊電路板、調幅與檢波模塊電路板和調頻與鑒頻模塊電路板；

--所述控制模塊采用MCU控制器，用于識別以及分析處理所述輸入輸出模塊采集到的實驗數據，并將分析的測試結果傳輸給電腦端；

--所述電腦端用于選擇和發布實驗任務，以及顯示波形和測試數據。

所述實驗底座具有以下特性：6000個讀數自動量萬用表功能；最高四通道示波器和四通道信號源；最高可達200MSPS的采樣率，50MHz帶寬；最高可達50瓦(±18V可調，1.5A)的電源輸出；32通道并行數字IO和SPI、12C、UART、PWM。而且該儀器還設有動態鏈接庫，可進行二次開發，定義更多的儀器功能，降低了二次開發的成本。