[发明专利]一种基于数模电路实验的综合虚拟仪器及其运行方法

说明书

本发明提供了一种基于数模电路实验的综合虚拟仪器，包括实验底座和实验面板，所述实验底座包括呈箱型结构的实验底座外壳和设置在实验底座外壳内的电路板，所述实验底座设置电路板的一面设有插槽，所述实验底座中设有电源模块、输入输出模块和控制模块，所述实验面板设置在实验底座的插槽中，实验底座通过其外壳上设置的USB接口与电脑端连接。本发明还提供了一种基于数模电路实验的综合虚拟仪器的运行方法。本发明可同时完成多种电路测试实验，只需一个实验底座以及相应的电路实验面板，就可实现多门课程的教学，使用方便，运行可靠，适用于进行各种电路的实验研究，可满足电工原理、电路分析等课程实验教学的需要。

技术领域

本发明涉及数模电路实验技术领域，具体地，涉及一种基于数模电路实验的综合虚拟仪器及其运行方法。

背景技术

电子线路课程是电工、电子类专业的一门理论与实践性较强的专业基础课，电子线路实验课程是其重要的教学手段和途径。现有的电路实验底座(实验箱)功能单一、无嵌入式操作系统、无组合扩展功能，诸如信号发生器、示波器、逻辑分析仪、频谱分析仪、频率计、数字集成电路测试仪、LCR测量仪、万用表等，只有一种特定的功能。而在实际数模电路实验课程中，往往同时需用到两种或两种以上不同功能的仪器，对电路板进行电路测试实验，使得目前高频电路实验需在不同的实验箱上完成。而且实验箱大而笨重，采用同一个电源给不同电路供电，这样的实验箱操作不方便，实验操作复杂，产生的实验误差比较大，成本相对会更高，另外多个电路实验同时操作，相互干扰比较大。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供基于数模电路实验的综合虚拟仪器及其运行方法，本发明同时设有万用表接口、信号源接口、示波器接口、可调电源接口、可编程数字IO接口和数字输入/输出接口，可同时完成多种电路测试实验，专为各大专院校、中等专业学校和电大等学生学习高频电路课程而开发，只需一个实验底座以及相应的电路实验面板，就可实现多门课程的教学，使用方便，运行可靠，适用于进行各种电路的实验研究，可满足电工原理、电路分析等课程实验教学的需要。

根据本发明的一个方面，提供基于数模电路实验的综合虚拟仪器，包括实验底座和实验面板，所述实验底座包括呈箱型结构的实验底座外壳和设置在实验底座外壳内的电路板，所述实验底座设置电路板的一面设有插槽，所述实验底座中设有电源模块、输入输出模块和控制模块，所述实验面板设置在实验底座的插槽中，所述实验面板和电路板相距6mm，通过与电路板上设置的排针接触而实现与实验底座的电路连接，实验底座通过其外壳上设置的USB接口与电脑端连接；

其中，

--所述电源模块用于给输入输出模块、控制模块和实验面板的运行提供电源；

--所述输入输出模块包括多个接口，所述接口设置在实验底座外壳和电路板上，其分别为万用表接口、信号源接口、示波器接口、可调电源接口、可编程数字IO接口和数字输入/输出接口，所述接口插入表笔或连接测试仪器配合实验面板进行电路实验操作采集实验数据；

--所述实验面板为高频电路板，包括振荡器模块电路板、高频小信号放大器模块电路板、混频和中频放大器模块电路板、调幅与检波模块电路板和调频与鉴频模块电路板；

--所述控制模块采用MCU控制器，用于识别以及分析处理所述输入输出模块采集到的实验数据，并将分析的测试结果传输给电脑端；

--所述电脑端用于选择和发布实验任务，以及显示波形和测试数据。

所述实验底座具有以下特性：6000个读数自动量万用表功能；最高四通道示波器和四通道信号源；最高可达200MSPS的采样率，50MHz带宽；最高可达50瓦(±18V可调，1.5A)的电源输出；32通道并行数字IO和SPI、12C、UART、PWM。而且该仪器还设有动态链接库，可进行二次开发，定义更多的仪器功能，降低了二次开发的成本。