[发明专利]一种基于复平面的信号采样教学演示仪

摘要

本发明涉及一种教育或演示用具，具体为一种基于复平面的信号采样教学演示仪，用于演示针对复信号的采样定理，使学生直观地观察过采样、等采样和欠采样的过程，从而对采样定理从感性认识上升到理性认识，使教学工作的效果进一步提升。本发明中，复平面信号演示板的透光部分和不透光部分相结合共同代表了原始复信号，复平面信号演示板的转速代表了原始复信号的频率，采样脉冲演示板以特定频率闪烁代表该频率的采样脉冲信号，采样脉冲演示板透过复平面信号演示板透明部分所呈现的发光图样在复平面信号演示板旋转时被人眼观察到的状态代表采样后得到的样本信号。

主权项

1.一种基于复平面的信号采样教学演示仪，包括：底座、操作面板和演示装置；其特征在于，所述底座为顶面开口的盒状结构，所述操作面板固定于底座的顶面，所述演示装置设置于底座内部；其中，所述操作面板包括：上盖板、参数设置装置、显示装置和观察窗；所述上盖板固定在底座的上表面，且上盖板上分别对应于参数设置装置、显示装置和观察窗开设预留开口；所述参数设置装置的顶端从上盖板的预留开口露出，用于设置演示仪的采样脉冲信号和原始复信号演示参数；所述显示装置顶端从上盖板的预留开口露出，用于显示采样脉冲和原始复信号的频率及其大小关系；所述观察窗为透明结构、且固定于上盖板的预留开口处，用于观察；所述演示装置包括：基板、主控模块、驱动模块、步进电机、采样脉冲演示板和复平面信号演示板；所述基板固定在底座的内底面，位于所述操作面板的正下方；所述主控模块固定于基板上，包括：主控芯片、时钟模块、复位电路和电源电路，主控芯片用于控制演示仪以正常流程工作，时钟模块用于为演示仪中所有有源器件提供时钟，电源电路用于为演示仪供电，复位电路用于主控模块复位；所述驱动模块固定于基板上，包括：参数设置输入电路、显示装置驱动电路、电动机驱动电路和采样脉冲演示板驱动电路；所述主控芯片分别通过参数设置输入电路、显示装置驱动电路、电动机驱动电路和采样脉冲演示板驱动电路与参数设置装置、显示装置、步进电机和采样脉冲演示板分别相连；所述步进电机固定于基板上，且位于所述观察窗的几何中心；所述采样脉冲演示板固定于基板上，由一个或多个采样脉冲发生器构成，且尺寸不大于观察窗；所述采样脉冲发生器为以步进电机转轴为圆心的环状发光LED，其闪烁频率代表采样脉冲频率；所述采样脉冲发生器之间均设置有隔光环；所述复平面信号演示板固定于步进电机转子末端、并与基板平行，使之在步进电机带动下匀速转动；所述复平面信号演示板为圆形薄板，尺寸不大于观察窗且不小于采样脉冲演示板；所述复平面信号演示板上开设有与采样脉冲发生器相同数量的透光窗口，一个透光窗口正对一个采样脉冲发生器。