一种便携式模拟数字电子实验设备的制作方法

本实用新型属于电子技术领域，适用于弱电专业学生实验、实训和技术开发。具体涉及一种便携式模拟数字电子实验设备。

背景技术：

目前常见的数字模拟电子技术实验装置，其实验项目是由单一的实验模板选配的，一般功能较多的模拟电子实验箱和数字电子实验箱是分开的，体积一般比较庞大或者功能简单。通常采用在数字实验区增加可更换的模拟实验电路板的组装方式。例如：型号khm-3型的大型数字模拟电子技术实验装置。

存在的问题：(1)实验模块为单体，分散不集中，面板空旷，实验电路松散不好管理，并且容易丢失，不易收藏；(2)常见的数字模拟电子技术实验装置体积庞大，不便于携带搬运，(3)在讲解理论课的时候通常不在实验教室里，但是常见的数字模拟电子技术实验装置由于体积庞大放在专属的实验室内，所以不能在讲解理论课的时候使用数字模拟电子技术实验装置，学生不能形象的理解教学内容；(4)常见的数字模拟电子技术实验装置的成本较昂贵，基本在5000元以上；(5)目前的采用在数字实验区增加可更换的模拟实验电路板的组装方式可以实现的实验项目不全面，无法完全满足教学的要求。

目前未见有将模拟和数字电子所有实验电路集中在一块面板上的产品。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种便携式模拟数字电子实验设备。本实用新型将模拟与数字电子实验模块集成一体，实验电路分区域分模块的布局，便于携带方便使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为。

一种便携式模拟数字电子实验设备，包括箱体、箱盖、电路板、整机直流电源，ac9v交流电源和正负12v转正负5v直流电路板组成，所述箱体活动连接箱盖，所述箱体和所述箱盖上安装有相互配合使用的卡扣用于开闭，所述箱体的一端安装把手，所述箱体内部表面黏贴有箱体绒布；所述箱盖内部表面黏贴覆盖有箱盖绒布，所述箱盖绒布上还连接有收纳兜用于收纳零散的配件，所述箱体内上部连接整块电路板，所述箱体内底部中间位置固定安装支撑板位于所述电路板下方用以支撑上方的电路板，所述支撑板左右两边分别固定安装ac9v交流电源和整机直流电源，所述箱体内侧壁上下居中安装整机交流电源ac220v，所述整机交流电源ac220v同时电气连接ac9v交流电源和整机直流电源，所述整机直流电源电气连接正负12v转正负5v直流电路板。

所述电路板系统包括模拟电子电路模块、数字电子电路模块、测量仪表模块、直流电源模块和交流电源模块；以上种类模块分布采用如下分布，所述电路板的右边为数字电子电路区域，左边为模拟电子电路区域，左边区域即模拟电子区域的第一横排分为5个模块，从左到右为直流电压表模块、直流毫安表模块、数字毫伏表、常用电子元件模块和桥式整流滤波模块；左边区域即模拟电子区域的第二横排为3个模块，从左到右为串联型晶体管稳压源模块、场效应管放大器模块和射极跟随器模块；左边区域即模拟电子区域的第三横排分为4个模块，从左到右为晶闸管可控整流模块电路、tol功率放大器模块、负反馈放大器模块和晶体管共射极单管放大器模块；左边区域即模拟电子区域的第四横排分为4个模块，从左到右为rc正弦波振荡器模块、函数信号发生器模块、集成运算放大器模块和差动放大器模块；左边区域即模拟电子区域的第五横排分为4个模块，从左到右为二极管半波整流滤波稳压模块、集成稳压电源模块、集成功率放大器模块和脉冲信号发生器模块。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型便携式模拟数字电子实验设备将模拟与数字电子实验模块集成一体，实验电路分区域分模块的布局，并且增加了扩展开发部分。各个部分模块化非常醒目，便于识别和操作，收纳方便，实验模块不易丢失。

(2)本实用新型便携式模拟数字电子实验设备采用便携式，方便教学，可以在教室或实训室演示教学。使用本实用新型可以在讲解理论课的时候使用，学生能够形象的理解教学内容；同时便于携带方便使用，解决了原设备的庞大臃肿，空旷的缺陷。

(3)本实用新型便携式模拟数字电子实验设备的成本在2000-3000元左右，而常见的数字模拟电子技术实验装置的成本较昂贵，基本在5000元以上，因此本实用新型降低了成本，具有经济价值。

(4)本实用新型便携式模拟数字电子实验设备的数字电子技术实验不少于20种，模拟电子技术实验不少于20种，克服了目前采用在数字实验区增加可更换的模拟实验电路板的组装方式可以实现的实验项目不全面，无法完全满足教学要求的缺点。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型内部结构示意图。

图3为本实用新型系统机构示意图。

图4为本实用新型电路板的各模块分布介绍图。

图5为本实用新型的常用电子元件模块(3-1)电路图。

图6为本实用新型的桥式整流滤波模块(3-2)电路图。

图7为本实用新型的串联型晶体管稳压源模块(3-3)电路图。

图8为本实用新型的场效应管放大器模块(3-4)电路图。

图9为本实用新型的射极跟随器模块(3-5)电路图。

图10为本实用新型的晶闸管可控整流模块(3-6)电路图。

图11为本实用新型的tol功率放大器模块(3-7)电路图。

图12为本实用新型的负反馈放大器模块(3-8)电路图。

图13为本实用新型的晶体管共射极单管放大器模块(3-9)电路图。

图14为本实用新型的rc正弦波振荡器模块(3-10)电路图。

图15为本实用新型的函数信号发生器模块(3-11)电路图。

图16为本实用新型的集成运算放大器模块(3-12)电路图。

图17为本实用新型的差动放大器模块(3-13)电路图。

图18为本实用新型的二极管半波整流滤波稳压模块(3-14)电路图。

图19为本实用新型的集成稳压电源模块(3-15)电路图。

图20为本实用新型的集成功率放大器模块(3-16)电路图。

图21为本实用新型的脉冲信号发生器模块(3-17)电路图。

图22为本实用新型的数字电路模块(3-18)电路图(上)。

图23为本实用新型的数字电路模块(3-18)电路图(中)。

图24为本实用新型的数字电路模块(3-18)电路图(下)。

图25为本实用新型的直流电压表模块(3-19)电路图。

图26为本实用新型的直流毫安表模块(3-20)电路图。

图27为本实用新型的数字毫伏表(3-21)电路图。

附图中1为箱体，1-1为把手，1-2为鸭嘴扣，1-3箱体绒布，2为箱盖，2-1箱盖绒布，2-2为收纳兜，2-3为鸭嘴扣，3为电路板，3-1为常用电子元件模块，3-2为桥式整流滤波模块，3-3为串联型晶体管稳压源模块，3-4为场效应管放大器模块，3-5为射极跟随器模块，3-6为晶闸管可控整流模块，3-7为tol功率放大器模块，3-8为负反馈放大器模块，3-9为晶体管共射极单管放大器模块，3-10为rc正弦波振荡器模块，3-11为函数信号发生器模块，3-12为集成运算放大器模块，3-13为差动放大器模块，3-14为二极管半波整流滤波稳压模块，3-15为集成稳压电源模块，3-16为集成功率放大器模块，3-17为脉冲信号发生器模块，3-18为数字电路模块，3-19为直流电压表模块，3-20为直流毫安表模块，3-21为数字毫伏表，4为铝骨架，5为整机直流电源，6为ac9v交流电源，7为正负12v转正负5v直流电路板，8为支撑板，9为整机交流电源ac220v，10为模拟电子电路模块，11为测量仪表模块，12为数字电子电路模块，13为交流电源模块，14为直流电源模块，15为电源，16为数码管显示模块，17为数字电路模块，18为逻辑电平显示模块，19为单次脉冲输入模块，20逻辑电平输入模块。

具体实施方式

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

根据图1和图2可知，本实用新型的整体结构包括箱体1、箱盖2、电路板3、整机直流电源5，ac9v交流电源6和正负12v转正负5v直流电路板7组成，所述箱体1铰接箱盖2，所述箱体1的外壁前侧面上螺栓安装把手1-1，所述箱体1的外壁前侧面上螺栓安装有两个鸭嘴扣母扣1-2分别位于所述把手1-1的两侧，所述箱体1内部表面黏贴有箱体绒布1-3；所述箱盖2内部表面黏贴覆盖有箱盖绒布2-1，所述箱盖绒布2-1上还连接有收纳兜2-2用于收纳零散的配件，所述箱盖2的外表面的前侧面上螺栓连接有2个鸭嘴扣子扣2-3，所述2个鸭嘴扣子扣2-3分别与所述2个鸭嘴扣母扣1-2配合扣合使用，所述箱体1的内部四周内壁上部设计为微凸用于放置螺栓连接整块电路板3，所述箱体1内底部中间位置固定安装支撑板8位于所述电路板3下方用以支撑上方的电路板3，所述支撑板8左右分别固定安装ac9v交流电源6和整机直流电源5，所述箱体内侧壁上下居中安装整机交流电源ac220v9，所述整机交流电源ac220v9同时电气连接ac9v交流电源6和整机直流电源5，所述整机直流电源5电气连接正负12v转正负5v直流电路板7；所述交流电源6输出ac9v送给电路板3；所述正负12v转正负5v直流电路板7输出正负12v和正负5v送给电路板3；所述箱体1和箱盖2棱和棱角处覆盖安装铝骨架4用于保护避免磨损。

根据图3可知，本实用新型的系统由模拟电子电路模块、数字电子电路模块、测量仪表模块、直流电源模块和交流电源模块组成。测量仪表模块主要为模拟电子电路模块提供测量服务，直流电源模块同时为模拟电子电路模块和数字电子电路模块提供电源服务，交流电源模块为模拟电子电路模块提供交流电服务。

根据图4可知，本实用新型电路板的整体分布情况，图4是采用序号3-1至3-21进行说明，本实用新型的电路板的右边为数字电子电路区域3-18，左边为模拟电子电路区域，左边区域即模拟电子区域的第一横排分为5个模块，从左到右为直流电压表模块3-19、直流毫安表模块3-20、数字毫伏表3-21、常用电子元件模块3-1和桥式整流滤波模块3-2；左边区域即模拟电子区域的第二横排为3个模块，从左到右为串联型晶体管稳压源模块3-3、场效应管放大器模块3-4和射极跟随器模块3-5；左边区域即模拟电子区域的第三横排分为4个模块，从左到右为晶闸管可控整流模块3-6电路图、tol功率放大器模块3-7、负反馈放大器模块3-8和晶体管共射极单管放大器模块3-9；左边区域即模拟电子区域的第四横排分为4个模块，从左到右为rc正弦波振荡器模块3-10、函数信号发生器模块3-11、集成运算放大器模块3-12和差动放大器模块3-13；左边区域即模拟电子区域的第五横排分为4个模块，从左到右为二极管半波整流滤波稳压模块3-14、集成稳压电源模块3-15、集成功率放大器模块3-16和脉冲信号发生器模块3-17。

根据图5常用电子元件模块(3-1)电路图可知，常用电子元件模块由q1、q2、q3、q4、led1、led2、c1、c2、c3、c4、d1、d2、r1、r2、r3、r4组成，由此组成常用电子元器件组，提供检测、测量、识别和认识的常用电子元器件以及用于万用表测量。

根据图6桥式整流滤波模块(3-2)电路图可知，桥式整流滤波模块由交流9v、整流桥d11～d14、滤波电容c42、保护电阻r99和负载r127、r128组成。整流桥d11～d14输出与保护电阻r99串联再与负载r127、r128串联。交流9v为整流桥d11～d14提供输入电压，滤波电容c42将整流桥输出的脉动直流进行滤波，以获得直流电压，保护电阻r99串联在输出回路中防止短路，烧毁其他元件，负载r127、r128用以检测带载能力等，本电路模块可以完成全波整流、电容滤波功能，可了解带载、空载、短路的输出电压，计算稳压系数和输出电阻。

根据图7串联型晶体管稳压源模块(3-3)电路图可知，由滤波电容c43，调压电路，过流保护电路，基准电路，采样电路，电源滤波电容c44和负载电路组成，实现串联型晶体管稳压功能。滤波电容c43正端输入接电源负端接地，滤除输入电压的纹波，调压电路w14与r104串联为q18、q19提供电压，调压电路w14、r104、q18、q19改变调整管的基极电流来控制调整管的控制能力，电流采样电阻r100一段接调整管q18的发射极另一端接输出，r101和r106串联分压给q20的基极，防止输出短路造成输出电流过大烧毁其他元器件，基准电路由r102与zw1串联提供一个标准电压，采样电路r103与w15、r107串联，由电位器w15的滑动端接q21的基极对输出电压进行采样来控制调整管基极电流达到控制输出的电压的目的，电源滤波电容c44正端接输出负端接地再次滤波以得到更平稳的直流电压，负载电路由w16与r105串联组成用以检测带载能力等。

根据图8场效应管放大器模块(3-4)电路图可知，由输入电容，偏置电阻，输出电容，旁路电容，负载组成，实现场效应管放大器电路功能。输入电容c17一端接信号源另一端接场效应管栅极，偏置电阻w5与r41串联分压接r39接到q9栅极、r37、r42分别接到q9的源极和漏极，旁路电容c18一端接q9的漏极另一端接地，场效应管q9放大功能,负载由输出电容c16与r40串联组成。

根据图9射极跟随器模块(3-5)电路图可知，由输入回路，偏置回路，输出回路，q6放大器回路组成，完成射极跟随器功能。输入回路由信号源经r20与c8串联组成输入回路，为放大器q6的基极提供输入信号，w2与r19串联、r21接q6的发射极组成偏置电路，电源为放大器提供静态电压以保证放大器工作在放大区，c9与r22串联组成输出回路用以检测带载能力等，q6放大器回路对输入信号进行放大。

根据图10晶闸管可控整流模块(3-6)电路图可知，由交流电源ac9v，全波整流回路，稳压回路，触发回路，输出回路组成，完成晶体管可控整流功能。交流电源ac9v与全波整流回路d6、d7、d9、d10串联提供交流电压，稳压回路由r95串联d8完成稳压作用，为后一级电路提供直流工作电源，触发回路w12与r97和c41串联为c41充电并接到t1的e端、r96、r98分别接到t1的b1和b2端组成一个尖脉冲生成电路，b2端接t2给的g端，以触发可控硅，输出回路由r94与ds16串联与t2的a端相连，用以检测带载能力等。

根据图11tol功率放大器模块(3-7)电路图可知，由输入回路，偏置电路，自举电路，推动电路，推挽电路，输出回路组成，完成功率放大的功能。输入回路由输入的低频信号经过c32送给推动三极管的基极，自举电路由r83、w12、r86、c30串联组成，利用电容c30的电压继续维持供电，推动电路由r86与r87串联分压为q17的基极提供偏置电压，r88与c33并联接地，将输入的小信号进行放大以推动后级的放大器，输出回路由d5与w11串联以消除交越失真、r84一端接r83另一端接q15的基极以提供偏执电压，q15的发射极与q16的集电极相连组成对管同时与c31正极相连构成输出回路，输出接8欧姆的扬声器用以检测带载能力等。

根据图12负反馈放大器模块(3-8)电路图可知，由输入回路，前级放大器，后级放大器，负反馈电路，输出电路组成,完成负反馈放大功能。输入回路由r27与c12串联并与前级放大器q7组成，将信号源的信号送给前级放大器，前级放大器由w4、r25、r26、r23、c10、r32、r34、c13组成的基本单管放大器，前级放大器对信号进行一级放大后由c10送给后级放大器，后级放大器由w3、r26、r30、r24、q8、r35、c14组成基本共射极单管放大器，将前级信号进行再次放大，由r36与c15串联组成负反馈电路，将后级的输出信号以负反馈的形式反馈到前级方法器q7的发射极以抑制输出信号的大小，改善信号质量，输出电路由c11与r33串联组成，用以检测带载能力等。

根据图13晶体管共射极单管放大器模块(3-9)电路图可知，由输入电路，偏置电路，放大器，输出电路组成，完成晶体管共射极单管放大器功能。由r14与c6串联组成输入电路，将信号源的信号由电容c6的正极送给三极管q5的基极，由w1与r13串联构成q5的上偏置电阻，r15接地构成q5的下偏置电阻，q5的集电极通过r12接到电源，q5的发射极通过r16接地、c7为旁路电容，由q5的集电极接c6与r17组成输出电路，以检测带载能力等。

根据图14rc正弦波振荡器模块(3-10)电路图可知，由选频网络，正反馈电路，负反馈电路，基本放大电路，输出电路组成，完成rc震荡波震荡功能。由r55与c19或串联后，r62与c20、c24、c26并联后再串联构成选频网络，由c22与选聘网络串联构成正反馈电路，将输出信号由c23反馈到前一级放大器q13的基极，w7与r56串联组成负反馈电路，将输出信号反馈到前级放大器q13的发射极，以控制放大器的输出幅度，由c23、r57、r63、r58、r64、r59、r65、r66、c21、c25、q13、q14组成两级基本放大电路对正弦波信号进行放大，三极管q14的集电极接c22组成输出电路，用以检测带载能力等。

根据图15函数信号发生器模块(3-11)电路图可知，由集成电路max038芯片，波形选择电路，频率选择电路，频率微调电路，波形输出电路组成。完成正弦波、三角波、方波生成的函数信号发生器功能。芯片max038的3脚a0和4脚a1接k33波形选择开关上，组成波形选择电路，当a1＝1时输出正弦波，当a0＝0，a1＝1时输出三角波，当a0＝1，a1＝0时输出方波，max038的5脚接c57或c58、c59、c60、c62、c63、c64组成频率选择电路，max038的1脚通过w19与r123串联接到10脚，组成频率微调电路，对输出频率进行微调，max038的19脚输出接r124、r125组成波形电路，用以检测带载能力等。

根据图16集成运算放大器模块(3-12)电路图可知，由直流信号源电路，运算放大器芯片ua741，积分电路，微分电路，反比例运算电路，加减法运算电路组成。用以完成集成运算放大器的运算功能。由r71一端接+12v电源另一端与w10、r76串联，r76的另一端接-12v，改变w10的滑动端的位置可以输出正负电压和零电压，由r72一端接+12v电源另一端与w19、r77串联，r77的另一端接-12v，改变w9的滑动端的位置可以输出正负电压和零电压，组成直流信号源，由r75一端接输入信号另一端接ua741芯片的2脚，c28将输出电压反馈到2脚构成积分电路，由r75一端接输入信号另一端接ua741芯片的2脚，c29将输出电压反馈到2脚构成微分电路，由r67、r69分别接到直流信号源的输出另一端接到ua741芯片的2脚，r68、r70的一端接2脚，两一端接6脚组成加减法运算电路。

根据图17差动放大器模块(3-13)电路图可知，由输入电路，输出电路，典型差动放大器，恒流源式差动放大器组成，完成差动放大功能。由r46的一端接q11的基极，另一端接输入信号ui1和r48，r48的另一端接地，r50的一端接q10的基极，另一端接r51和输入信号ui2，r51的另一端接地，组成输入电路。r43和r44的一端接电源+12v，另一端分别接q11、q10的集电极和差动放大器的输出uo1和uo2组成输出电路，w6的滑动端经k8接r52组成典型差动放大器电路，w6的滑动端经k8接q12的集电极组成恒流式源差动放大器。

根据图18二极管半波整流滤波稳压模块(3-14)电路图可知，由交流电源，半波整流电路，滤波电路，稳压电路组成，完成半波整流滤波稳压功能。交流电源ac连端分别接半波整流二极管d22的正极和地组成半波整流电路，滤波电容c65一端接二极管d22的负极另一端接地，组成滤波电路，r9的一端接d22的负极另一端接dz1的负极，dz1的正极接地组成稳压电路，提供直流输出。

根据图19集成稳压电源模块(3-15)电路图可知，由稳压芯片78lm05，滤波电路组成，完成集成稳压电源工能。滤波电容c45、c47的一端接输入ui，即稳压芯片的1脚，另一端接地(gnd)，滤波电容c48、c46的一端接输入uo，即稳压芯片的3脚，另一端接地(gnd)，组成滤波电路。对输入和输出电路进行滤波。

根据图20集成功率放大器模块(3-16)电路图可知，由输入电路，集成功放芯片，滤波电路，输出电路组成。完成集成功率放大的功能。集成功放芯片tda2822m的6、7脚分别接r92、r89和uil、uir组成输入电路，滤波电容c39、c38的正极分别接集成功放芯片tda2822m的5、8脚，负极接地，滤波电容c34、c37的正极分别接到集成功放芯片tda2822m的1、3脚，负极分别接uol、uor输出端，滤波电容c36、c40分别与r91、r92串联，r91、r92的另一端接地，滤除高频信号，组成输出电路。

根据图21脉冲信号发生器模块(3-17)电路图可知，由时基芯片ne555，1khz频率选择电路，1hz频率选择电路，频率输出电路组成。1khz频率选择电路，完成1khz和1hz的脉冲频率发生功能。r109、一端接电源+5v，另一端接时基芯片ne555的7脚和r108和d15的正极另一端接c50到地组成，1khz频率选择电路，r109、一端接电源+5v，另一端接时基芯片ne555的7脚和r108和d15的正极另一端接k、c51到地组成2hz频率选择电路组成，使输出信号为2hz。

根据图22、图23和图24组合成的整体数字电路模块(3-18)电路图可知，由电源部分，显示电路，集成块扩展部分，逻辑电平显示模电路，单次脉冲电路，逻辑点评输入电路组成。顶部为电源部分，旗下方式显示电路，再下是集成块扩展部分，扩展部分左右为备用扩展com端，集成块扩展部分下方是逻辑电平显示模电路，再下是单次脉冲电路，最下方是逻辑点评输入电路。成数字电子技术实验实训功能。电源部分由+12v、-12v、+5v、-5v、ac9v组成为正板提供所需的直流和交流电压。

根据图25直流电压表模块(3-19)电路图可知，其功能为测量直流电源电压和各个静态工作点电压。

根据图26直流毫安表模块(3-20)电路图可知，其功能为测量各个静态工作点的电流。

根据图27数字毫伏表(3-21)电路图可知，其功能为测量交流放大器的输入和输出电压。

现有的型号为khm-3型的大型数字模拟电子技术实验装置，能够实验的种类有5种，负反馈放大电路，rc振荡器，功率放大器，射极跟随器，差动放大器；本实用新型的实验种类为模拟电子技术实验不少于20种，常用电子元件识别与检测、桥式整流、桥式整流滤波、桥式整流滤波稳压、串联型晶体管稳压源、场效应管放大器、射极跟随器、晶闸管可控整流电路、tol功率放大器电路、负反馈放大器电路、晶体管共射极单管放大器电路、rc正弦波振荡器电路、函数信号发生器电路、集成运算放大器电路可以做5个功能的实验、差动放大器电路、二极管半波整流电路、二极管半波整流滤波电路、二极管半波整流滤波稳压电路、集成稳压电源电路、集成功率放大器电路、脉冲信号发生器电路。

本实用新型的数字电子技术实验不少于20种，包括与、或、非、ttl集成逻辑门的参数测试、cmos集成逻辑门的参数测试、集成逻辑电路的连接和驱动、加法器、译码器及其应用、组合逻辑电路的设计与测试、数据选择器、触发器、移位寄存器及其应用、计数器、集成定时器、脉冲分配器及其应用、单稳态触发器与施密特触发器、脉冲延时与波形整形电路、使用门电路产生脉冲信号——自激多谐振荡器、数字频率计、d/a、a/d转换器、综合性实验——智力竞赛抢答装置、电子秒表、综合性实验——3位半直流数字电压表74。在实验的具体操作上有方便操作，模块清晰，小巧方便，便于携带等优点。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。