[发明专利]一种模拟电子电路学习实验考评方法与系统

说明书

本发明公开了一种模拟电子电路学习、实验、考评方法与系统，该系统包含有智能化检测分析处理系统和模拟电路综合操作实验平台两大部分。使学生能在实验室或课堂上对模拟电子电路课程中数十种电路进行检测、分析与处理，使学生能快速得到各电路的性能参数及这些参数与电路元器件间的相互关系，使学生们的电路设计、调测与故障排除能力大大提高，本发明的另一个作用是考评功能，学生在平台上对典型电路作设计、调整、检测或故障排除，可客观公正快速考评学生的理论知识、实操能力及设计水平。学生在教师指导或自学教材后，本发明对所学电路进行实践活动，弄清各电路元件在电路中所起的作用，对电路相关指标的影响，大大节省实验空间、节省了实验投资以及实验前后的准备时间。

技术领域

本发明属于一种模拟电子电路学习、实验、考评方法与系统，属于教学理念与实验技术领域。

背景技术

模拟电子电路是各高校理工科多个专业的必修主干课，每年学习这一课程的学生多达数百万人，这一课程的教学基本上以课堂讲授为主、实验为辅的模式进行，是一门师生公认的难教难学的课程。近年来，这一课程的教学与实验虽有许多改革，但仍问题甚多，效果不佳。

发明者根据自身数十年的教学、科研、实验的经历与体验，提出了一种新的模拟电子电路的学习、实验、考评的方法与系统，使理论教学与实验操作密切结合，并以智能化的手段进行操作，直观明了，快速有效。实践证明，这一发明行之有效。

发明内容

本发明的装置包含有智能化检测分析处理系统和模拟电路综合操作实验平台两大部分。能对模拟电子电路课程中数十种电路进行检测，分析与处理，使学生能快速得到各电路的性能参数及这些参数与电路元器件间的相互关系，使学生们的电路设计、调测与故障排除能力大大提高，本发明的另一个作用是考评功能，学生在平台上对典型电路作设计、调整、检测和故障排除，可客观公正快速考评学生的理论知识、实操能力及设计水平。另外本发明也特别适合学生自学。

模拟电路综合操作平台即为各种需要学习、分析、处理的多种电路模块，包含有课程教学中所要讲述的多种放大电路、振荡电路、滤波电路及它们的组合电路。这些电路模块均制成物理尺寸一致，电源输入端、地端、信号输入输出端位置一致的标准板卡，以方便在做实验时插入不同位置而不至于损坏电路元件。

智能化检测分析处理系统为模拟电路做各种实验时提供正弦波电压、电流信号，提供宽频带的扫频信号，并能对被测电路的输出信号进行分析与处理。故这一小系统起到了信号源、电压表、示波器、扫频仪等多种仪器仪表的作用，并能给出或展示被测电路的输入电阻、输出电阻、电路增益、电路的上下限截止频率、电路的通频带宽度、幅频特性曲线性能指标与参数。

进一步地，多功能信号源产生正弦波、方波、宽频带调频波、调幅波所需信号。信号调理的第一个作用是将多功能信号源输出的信号转换成幅度较小，以满足被测电路所需的电压与电流；信号调理第二个作用，是将被测电路的输出电流转化成电压以供检测电路所需。

进一步地，智能化检测分析处理系统的控制核心，用单片机或FPGA或嵌入式芯片。

利用该系统进行的一种模拟电子电路学习、实验、考评方法，该方法包括如下步骤，步骤1.1智能化监测、分析、处理装置是由智能化核心芯片、DDS信号源、信号调理、显示屏、接口电路及人机交互多种功能电路组成。能够送出所需的正弦波、宽频带扫频波多种信号，对被测电路的输出信号进行检测与分析。

步骤1.2被测模拟电路综合操作平台，包含有按总线方式设计有多个可插入电路模块的插座及各种被测电路模块，包括各种模拟放大电路模块、多种滤波电路模块、信号源模块以及它们的组合电路模块。

步骤1.3在智能化检验核心的小系统中设立电路模型库，存储上述步骤1.2中涉及的各种电路模型和电路的仿真结果及计算公式，提供教学需求以及自学需求。

步骤2将模拟电路的课堂理论教学与实验操作融合在一起；