一种电子电路实验平台的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种教学实验仪器，特别是针对电子学科的模拟及数字电子电路实验的教学实验仪器，具体是一种电子电路实验平台，至少包括实验平台、电源单元、实验单元、显示单元器和信号源单元，电源单元、显示单元器、信号源单元嵌入在实验平台面板的不同位置的面板框内，其特征是：实验平台至少包括电连接插件；通过所述电连接插件使实验单元连接在实验平台上，实验单元与电源单元、显示单元器、信号源单元进行电连接。它不增加占地面积的情况下，在一个平台上可以有更多的实验内容开设，且具有实验内容多、准备容易的特点。
【专利说明】
一种电子电路实验平台
技术领域
[0001]本发明涉及一种教学实验仪器，特别是针对电子学科的模拟及数字电子电路实验的教学实验仪器，具体是一种电子电路实验平台。
【背景技术】
[0002]在大学或中专院校的电子专业，其中必不可少的是模拟及数字电子电路实验，现有的模拟及数字电子电路实验采用分立式或集中控制式，分立式的模拟电子电路采用一个平台或几个平台结构，分立式的数字电子电路也是采用一个平台或几个平台结构。一个平台包括数字电路实验和模拟实验会压缩许多实验课程的内容，因为台面有限，装不下这么多的实验内容。分立式的需要在开设不同的实验课程时，将需要开设的实验仪器搬到桌面上。会给管理带来许多问题。具体是占地方，实验内容少，每次换实验课时，实验课开设准备时间长。
[0003]另外，通常的实验设备只用于实验过程，性能单一，不利于设备的综合利用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种电子电路实验平台，以便在不增加占地面积的情况下，在一个平台上可以有更多的实验内容开设，且具有实验内容多、准备容易的特点。
[0005]本发明的另一个目的是使电子电路实验不仅能利用于实验，还能为科研服务。
[0006]本发明的目的是这样实现的，一种电子电路实验平台，至少包括实验平台、电源单元、实验单元、显示单元器和信号源单元，电源单元、显示单元器、信号源单元嵌入在实验平台面板的不同位置的面板框内，其特征是:实验平台至少包括电连接插件;通过所述电连接插件使实验单元连接在实验平台上，实验单元与电源单元、显示单元器、信号源单元进行电连接。
[0007]所述的实验单元是模拟电路实验单元或数字电路实验单元或集合有模拟电路实验单元和数字电路实验单元的综合板，综合板有一通信接口和处理电路，处理电路通过A/D接口分别与信号输入端子和信号输出端子电连接，用于获取信号输入端子和信号输出端子的电信号，用于通过通信接口与计算单元电连接，向计算单元输出实验过程中的实验数据。
[0008]所述的电连接插件包括:± 12V电源，5V电源和电源地，± 12V电源，5V电源和电源地分布在模拟电路实验单元或数字电路实验单元的4个角。
[0009]所述的信号源单元包括:数字信号源、函数信号源、直流信号源、单脉冲信号源、连续脉冲信号源，数字信号源、函数信号源、直流信号源、单脉冲信号源、连续脉冲信号源为独立的电路，其中，数字信号源由十组固定频率的矩形波信号源组成，分别是lhz、10hz、10hz、Ikhz、1khz、10khz、500khz、IMhz、5Mhz、1Mhz，Ihz、1hz、100hz、Ikhz、1khz、100khz、500khz、lMhz、5Mhz、10Mhz各有一个输入插线孔，通过连接线与数字电路实验单元的信号输入接口连接;当数字电路实验单元连接的是数字分频电路或数字倍频电路时，数字电路实验单元通过频率计可以显示输出结果。
[0010]所述的函数信号源包括频率选择和输出波形选择，输出波形选择包括三角波、正弦波和矩形波，函数信号源由频率调节电位器对选择的频率范围内进行调节输出，函数信号源由幅度调节电位器对选择的频率输出电压进行调节输出，函数信号源由一个输出插线孔进行信号输出。
[0011]所述的直流信号源输出0-5V的可调直流电压。
[0012]所述的单脉冲信号源通过调节电位器调节宽度，通过另一个调节电位器调节脉冲幅值。
[0013]所述的连续脉冲信号源通过调节电位器调节连续脉冲的宽度，通过另一个调节电位器调节连续脉冲的幅值。
[0014]所述的电源单元包括:总电源、直流电源、低压交流电源；其中总电源包括总电源开关和指示，总电源漏电保护器;直流电源包括输出±5、±12和0-33V输出；低压交流电源包括7.5￥、15￥、2狀、3(^输出；所述的总电源、直流电源、低压交流电源分别通过不同的插孔输出，使用时，通过带连接插头的电源线接入模拟电路实验单元或数字电路实验单元。
[0015]所述的显示单元器包括:电压电流表、频率计、逻辑电平输出、逻辑电平测量；其中，逻辑电平输出包括一个低电平指示灯、一个高电平指示灯和一个逻辑笔，测量时，逻辑笔电接触检测点，低电平指示灯亮，说明此点为低电平;高电平指示灯亮，说明此点为高电平;所述的显示单元器中的逻辑电平测量由16路电平输入插孔和对应的16路LED构成，通过16路电平输入插孔与数字电路实验中的数字输出端电连接，可以了解输出的数字量。
[0016]所述的实验平台面板固定有电位器组，电位器组包括:Ik欧电位器，1k欧电位器，10k欧电位器，680k欧电位器和4位数可调阻箱，4位数可调阻箱的精度在0.1k欧一999.9k欧，Ik欧电位器，1k欧电位器，10k欧电位器，680k欧电位器和4位数可调阻箱分别有连接端子。
[0017]所述的模拟电路实验单元包括:运算放大器电路，低频三极管放大电路，高频三极管放大电路，三极管构成的振荡器电路，其中运算放大器电路包括四运放构成的测量放大器;单运放构成低噪声放大电路、单运放构成差分电路、跟随器电路，模拟电路实验单元中的电路采用模拟电路教程给出的电路，模拟电路实验单元中信号输入与接口端子连接，通过接口端子与信号源单元的信号输出插孔电连接;运算放大器电路，低频三极管放大电路，高频三极管放大电路为独立电路。
[0018]所述的数字电路实验单元包括由门电路构成计数器、分频器、倍频器、触发器;计数器、分频器、倍频器、触发器各为独立的电路，数字电路实验单元采用的数字电路由数字电路教程给出，数字电路实验单元中信号输入与接口端子连接，通过连接将接口端子与信号源单元的信号输出插孔电连接。
[0019]本发明的有益效果:
本发明将实验单元与实验平台通过电连接插件连接，使整体实验平台体积减小，实验内容增加，使组织实验和管理实验变得轻松，使新增加的实验内容很容易兼容到实验平台上。
【附图说明】
[0020]下面结合实施例附图对本发明作进一步说明: 图1是本发明实施例示意图；
图2是实验平台面板固定有电位器组的结构示意图；
图3是模拟电路实验单元结构示意图；
图4是数字电路实验单元结构示意图；
图5是综合板电路框图。
[0021 ]图中，1、总电源;2、直流电源;3、低压交流电源;4、电压电流表;5、频率计;6、逻辑笔;7、数字信号源;8、函数信号源;9、直流信号源；10、单脉冲信号源；11、连续脉冲信号源；12、电位器组;13、逻辑电平输出；14、逻辑电平测量;15、实验单元;16、电连接插件；17、实验平台；18、型号标贴。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，一种电子电路实验平台，至少包括实验平台、电源单元、显示单元器、信号源单元，电源单元、显示单元器、信号源单元嵌入在实验平台面板的不同位置的面板框内，其特征是:实验平台17至少包括一电连接插件16;通过所述电连接插件16使实验单元15连接在实验平台17上，电连接插件16包括:电源插头16A和电源插孔16B;实验单元15与电源单元、显示单元器、信号源单元进行电连接。
[0023]所述的实验单元15是模拟电路实验单元或数字电路实验单元。
[0024]所述的接口包括:± 12V电源，5V电源和电源地，± 12V电源，5V电源和电源地分布在模拟电路实验单元或数字电路实验单元的4个角。
[0025]如图2所示，所述的信号源单元包括:数字信号源7、函数信号源8、直流信号源9、单脉冲信号源10、连续脉冲信号源11，数字信号源7、函数信号源8、直流信号源9、单脉冲信号源10、连续脉冲信号源11为独立的电路，其中，数字信号源7由十组固定频率的矩形波信号源组成，分别是Ihz、1hz、10hz、Ikhz、1khz、10khz、500khz、IMhz、5Mhz、1Mhz，Ihz、1hz、I OOhz、Ikhz、I Okhz、I OOkhz、500khz、IMhz、5Mhz、I OMhz 各有一个输入插线孔，通过连接线与数字电路实验单元的信号输入接口连接。当数字电路实验单元连接的是数字分频电路或数字倍频电路时，数字电路实验单元通过频率计可以显示输出结果。
[0026]函数信号源8包括频率选择和输出波形选择，输出波形选择包括三角波、正弦波和矩形波，函数信号源8由频率调节电位器对选择的频率范围内进行调节输出，函数信号源8由幅度调节电位器对选择的频率输出电压进行调节输出，函数信号源8由一个输出插线孔进行信号输出。
[0027]直流信号源9输出0-5V的可调直流电压。
[0028]单脉冲信号源10通过调节电位器调节宽度，通过另一个调节电位器调节脉冲幅值。
[0029]连续脉冲信号源11通过调节电位器调节连续脉冲的宽度，通过另一个调节电位器调节连续脉冲的幅值。
[0030]所述的电源单元包括:总电源1、直流电源2、低压交流电源3。其中总电源I包括总电源开关和指示，总电源漏电保护器(空所开关)。电源单元的直流电源2包括输出±5、±12和0-33￥输出。电源单元的低压交流电源3包括7.5￥、15￥、24￥、30￥输出。所述的总电源1、直流电源2、低压交流电源3分别通过不同的插孔输出，使用时，通过带连接插头的电源线接入模拟电路实验单元或数字电路实验单元。
[0031]所述的显示单元器包括:电压电流表4、频率计5、逻辑电平输出13、逻辑电平测量14。其中，逻辑电平输出13包括一个低电平指示灯、一个高电平指示灯和一个逻辑笔，测量时，逻辑笔电接触检测点，低电平指示灯亮，说明此点为低电平;高电平指示灯亮，说明此点为高电平。所述的显示单元器中的逻辑电平测量14由16路电平输入插孔和对应的16路LED构成，通过16路电平输入插孔与数字电路实验中的数字输出端电连接，可以了解输出的数字量。如四位输出是1111，则说明数字量为十进制15或16进制F。
[0032]所述的实验平台面板固定有电位器组12，电位器组12包括:Ik欧电位器1201，1k欧电位器1202，10k欧电位器1203，680k欧电位器1204和4位数可调阻箱1205，4位数可调阻箱1205的精度在0.1k欧一999.9k欧，Ik欧电位器1201，1k欧电位器1202，10k欧电位器1203，680k欧电位器1204和4位数可调阻箱1205分别有连接端子1206。使用时，选择需要档位的电位器组或可调阻箱1205，通过对应的连接端子1206与模拟电路实验单元或数字电路实验单元接口连接，使选用的电位器组或可调阻箱1205电连接在电路中。
[0033 ]如图3所示，所述的模拟电路实验单元包括:实验板1501、运算放大器电路1504、低频三极管放大电路1502、高频三极管放大电路1503及三极管构成的振荡器电路1507，运算放大器电路1504、低频三极管放大电路1502、高频三极管放大电路1503及三极管构成的振荡器电路1507布置在实验板1501上，运算放大器电路1504、低频三极管放大电路1502、高频三极管放大电路1503及三极管构成的振荡器电路1507或独立布置在实验板1501上或集中布置在实验板1501上，当然也可以部分集中布置在实验板1501，每一个电路的信号输入口和信号输入端子1506导体连接，每一个电路的信号输出口和信号输出端子1505导体连接；模拟电路实验单元中信号输入端子1506与模拟信号源通过引线导体连接。
[0034]模拟电路实验单元其中运算放大器电路包括四运放构成的测量放大器。单运放构成低噪声放大电路、单运放构成差分电路、跟随器电路，或模拟电路实验单元中的电路采用模拟电路教程给出的电路。运算放大器电路，低频三极管放大电路，高频三极管放大电路为独立电路。
[0035]模拟电路实验单元有4个电源插头16A，电源插头16A与电连接插件16的电源插孔16B连接。
[0036]如图4所示，所述的数字电路实验单元包括:实验板1501、计数器1508、分频器1509、倍频器1510、触发器1511，分频器1509、倍频器1510、触发器1511布置在实验板1501上，分频器1509、倍频器1510、触发器1511或独立布置在实验板1501上或集中布置在实验板1501上，当然也可以部分集中布置在实验板1501，数字电路实验单元采用的数字电路由数字电路教程给出，每一个电路的信号输入口和信号输入端子1506导体连接，每一个电路的信号输出口和信号输出端子1505导体连接;数字电路实验单元中信号输入端子1506与数字信号源通过引线导体连接。
[0037]如图5所示，所述的实验单元15是集合有模拟电路实验单元和数字电路实验单元的综合板，综合板有一通信接口 1513和处理电路1512，处理电路1512通过A/D接口分别与信号输入端子1506和信号输出端子1505电连接，用于获取信号输入端子1506和信号输出端子1505的电信号，用于通过通信接口 1513与计算单元1514电连接，向计算单元1514输出实验过程中的实验数据。
[0038]实际上，数字电路实验单元或和/或模拟电路实验单元均可采用图5的结构，在数字电路实验单元和/或模拟电路实验单元增加通信接口 1513和处理电路1512，处理电路1512通过A/D接口分别与信号输入端子1506和信号输出端子1505电连接，用于获取信号输入端子1506和信号输出端子1505的电信号，用于通过通信接口 1513与计算单元1514电连接，向计算单元1514输出实验过程中的实验数据。
[0039]实验或科研时，通过计算单元1514将需要的实验或科研电路输入到数字电路实验单元或或模拟电路实验单元的处理电路1512，处理电路1512通过获取实验中对应端子的信号，得到输入信号或输出信号，计算单元1514通过对实验或科研电路对应的实验数据，给出实验结果，将实验仪器变成科研仪器，实现多重使用。
[0040]本发明将实验平台水平分成四个大区域，左I区由总电源1、低压交流电源3和型号标贴18;总电源I和低压交流电源3是按纵向分布的长方形分布，总电源I和低压交流电源3大小相同，并排排位，总电源I和低压交流电源3的下端有一型号标贴18，以示实验平台的型号；左2区域上下分三层，包括:直流电源2、电压电流表4、频率计5、数字信号源7和函数信号源8;上层从左到右分别是电压电流表4和直流电源2;中层是函数信号源8;下层是从左到右分别是数字信号源7和频率计5;右3区域为实验单元；右4区域包括上下4层，上层从左到右分别是直流信号源9、单脉冲信号源10、连续脉冲信号源11、逻辑笔6;下三层分别是电位器组12、逻辑电平输出13和逻辑电平测量14。
[0041]本发明中在实验平台(17)的每个单元为独立结构，使用时根据需要通过导线连接。
[0042]本发明使用时，选定实验类型，是模拟电路实验或数字电路实验，是模拟电路实验时，选择模拟电路实验的实验内容单元，将选择的模拟电路实验的实验内容单元连接在实验平台区。是数字电路实验时，选择数字电路实验的实验内容单元，将选择的数字电路实验的实验内容单元连接在实验平台区。一个实验只更换一个模拟电路实验单元板或数字电路实验单元板，模拟电路实验单元或数字电路实验单元尺寸大小相同。
[0043]本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
【主权项】
1.一种电子电路实验平台，至少包括实验平台(17)、电源单元、实验单元、显示单元器和信号源单元，电源单元、显示单元器、信号源单元嵌入在实验平台面板的不同位置的面板框内，其特征是:实验平台(17)至少包括电连接插件;通过所述电连接插件使实验单元(15)连接在实验平台(17)上，实验单元与电源单元、显示单元器、信号源单元进行电连接。2.根据权利要求1所述的一种电子电路实验平台，其特征是:所述的实验单元是模拟电路实验单元或数字电路实验单元或集合有模拟电路实验单元和数字电路实验单元的综合板，综合板有一通信接口(1513)和处理电路(1512)，处理电路(1512)通过A/D接口分别与信号输入端子(I 506)和信号输出端子(I 505)电连接，用于获取信号输入端子(I 506)和信号输出端子(1505)的电信号，用于通过通信接口(1513)与计算单元(1514)电连接，向计算单元(1514)输出实验过程中的实验数据;实验时，通过计算单元(1514)将需要的实验或科研电路输入到数字电路实验单元或模拟电路实验单元的处理电路(1512 )，处理电路(1512 )通过获取实验中对应端子的信号，得到输入信号或输出信号，计算单元(1514)通过对实验或科研电路对应的实验数据，给出实验结果。3.根据权利要求1所述的一种电子电路实验平台，其特征是:所述的电连接插件(16)包括:土 12V电源，5V电源和电源地，± 12V电源，5V电源和电源地分布在模拟电路实验单元或数字电路实验单元的4个角。4.根据权利要求1所述的一种电子电路实验平台，其特征是:所述的信号源单元包括:数字信号源(7)、函数信号源(8)、直流信号源(9)、单脉冲信号源(10)、连续脉冲信号源(11)，数字信号源(7)、函数信号源(8)、直流信号源(9)、单脉冲信号源(10)、连续脉冲信号源(11)为独立的电路，其中，数字信号源(7)由十组固定频率的矩形波信号源组成，分别是Ihz、1hz、10hz、Ikhz、1khz、10khz、500khz、IMhz、5Mhz、1Mhz，Ihz、1hz、10hz、Ikhz、1khz、10khz、500khz、IMhz、5Mhz、1Mhz各有一个输入插线孔，通过连接线与数字电路实验单元的信号输入接口连接；当数字电路实验单元连接的是数字分频电路或数字倍频电路时，数字电路实验单元通过频率计可以显示输出结果。5.根据权利要求4所述的一种电子电路实验平台，其特征是:所述的函数信号源(8)包括频率选择和输出波形选择，输出波形选择包括三角波、正弦波和矩形波，函数信号源(8)由频率调节电位器对选择的频率范围内进行调节输出，函数信号源(8)由幅度调节电位器对选择的频率输出电压进行调节输出，函数信号源(8)由一个输出插线孔进行信号输出。6.根据权利要求1所述的一种电子电路实验平台，其特征是:所述的实验平台面板固定有电位器组(12)，电位器组(12)包括:Ik欧电位器(1201)，1k欧电位器(1202)，10k欧电位器(1203)，680k欧电位器(1204)和4位数可调阻箱(1205)，4位数可调阻箱(1205)的精度在0.1k欧一999.9k欧，Ik欧电位器(1201)，1k欧电位器(1202)，10k欧电位器(1203)，680k欧电位器(1204)和4位数可调阻箱(1205)分别有连接端子(1206)。7.根据权利要求2所述的一种电子电路实验平台，其特征是:所述的模拟电路实验单元包括:运算放大器电路，低频三极管放大电路，高频三极管放大电路，三极管构成的振荡器电路，其中运算放大器电路包括四运放构成的测量放大器;单运放构成低噪声放大电路、单运放构成差分电路、跟随器电路，模拟电路实验单元中的电路采用模拟电路教程给出的电路，模拟电路实验单元中信号输入与接口端子连接，通过接口端子与信号源单元的信号输出插孔电连接;运算放大器电路，低频三极管放大电路，高频三极管放大电路为独立电路。8.根据权利要求2所述的一种电子电路实验平台，其特征是:所述的数字电路实验单元包括由门电路构成计数器、分频器、倍频器、触发器;计数器、分频器、倍频器、触发器各为独立的电路，数字电路实验单元采用的数字电路由数字电路教程给出，数字电路实验单元中信号输入与接口端子连接，通过连接将接口端子与信号源单元的信号输出插孔电连接。9.根据权利要求1所述的一种电子电路实验平台，其特征是:所述的电源单元包括:总电源(I)、直流电源(2)、低压交流电源(3);其中总电源(I)包括总电源开关和指示，总电源漏电保护器；直流电源(2)包括输出±5、±12和0-33V输出；低压交流电源(3)包括7.5V、15V、24V、30V输出；所述的总电源(1)、直流电源(2)、低压交流电源(3)分别通过不同的插孔输出，使用时，通过带连接插头的电源线接入模拟电路实验单元或数字电路实验单元。10.根据权利要求1所述的一种电子电路实验平台，其特征是:所述的显示单元器包括:电压电流表(4)、频率计(5)、逻辑电平输出(13)、逻辑电平测量(14);其中，逻辑电平输出(13)包括一个低电平指示灯、一个高电平指示灯和一个逻辑笔，测量时，逻辑笔电接触检测点，低电平指示灯亮，说明此点为低电平;高电平指示灯亮，说明此点为高电平;所述的显示单元器中的逻辑电平测量(14)由16路电平输入插孔和对应的16路LED构成，通过16路电平输入插孔与数字电路实验中的数字输出端电连接，可以了解输出的数字量。
【文档编号】G09B23/18GK106023751SQ201610628622
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年8月4日
【发明人】孙津平, 吕红娟, 朱叶, 孙建成
【申请人】西安铁路职业技术学院