一、 硬件系统
1、电源系统
(1)供电及安全体系:
① 单相三线220V电源输入,经漏电保护器的电源总开关后,,由接触器通过启、停按钮进行操作;
②漏电保护体系
电压型漏电保护器,控制屏若有漏电现象,即发出报警信号并使控制屏内的接触器跳闸,确保人身安全。
电流型漏电保护器,控制屏若有漏电现象,漏电流超过一定值即切断电源。
(2) 直流稳压电源:① ±5V/1A和±12V/1A各两路,均具有短路软截止自动恢复保护功能;② 0.0~18V/1A连续可调电源两路,具有短路软截止自动恢复保护功能,带数显电压表切换指示;③ 将两路0~18V电源通过适当的连接,可得到输出为0~±18V连续可调或0~36V连续可调的电源。
(3) 函数信号发生器:
本是一种新型高精度信号源,仪器外形美观、新颖,操作直观、方便,具有数字频率计及输出电压显示功能,仪器功能齐全、各端口具有保护功能,有效地防止了输出短路和外电路电流的倒灌对仪器的损坏,大大提高了整机的可靠性。
主要技术性能:(1)函数信号发生器频率范围为0.2Hz~2MHz;频率分七档;频率调整率0.1~1;输出正弦波、方波、三角波、脉冲波、斜波五种波形;输出阻抗50Ω;输出信号类型有调频、扫频;扫频类型线性、对数;扫频速率5s~10ms;输出电压幅度20Vp-p(1MΩ)、 10Vp-p(50Ω);输出短路保护,抗输入电压±35V(1分钟);对称度调节20%~80%。
(2)频率计测量精度6位±1% ±1个字;分辨率0.1Hz;外测频范围1Hz~25MHz;外测频灵敏度100mV。
(3)TTL/CMOS输出
输出幅度:低电平≤0.6V,高电平≥2.8V;输出阻抗600Ω;输出保护短路,抗输入电压±35V(1分钟)。
(4) 基准脉冲信号发生器:① 单次脉冲源,正负各两路脉冲输出、四路正负脉冲输出;② 计数脉冲,频率0.5Hz~300KHz分档连续可调;③标准频率脉冲点(Qn=4194304Hz/2n)6个。
2、测试仪器仪表
(1) 双路数字式真有效交流毫伏表(两只表):本仪器能对正弦波、三角波、方波等信号的有效值进行xx测量,量程0.2mV~600V(有效值),分六档量程,分辨率:0.1mV,测量频率范围为10Hz~2MHz,输入阻抗约100KΩ±10%,测量误差(以1KHz为基准)±0.5%读数值±2个字。
(2) 等精度数显频率计: 该频率计具有宽计量范围、高精度、高灵敏度。以高速低功耗CPLD器件为核心模块。配备高灵敏度的模拟变换电路与逻辑控制CPU。计频器的测量范围为0.5Hz到100MHz的频率,具有高的分辨率和灵敏度特性。频率范围0.5Hz—100MHz,灵敏度35mV(0.1—500kHz)//300mV(500k-100MHz) ,8位LED显示,阻抗1MΩ与小于40PF并联,闸门时基约1S, 精度±分辨率±时基误差。
(3) 直流数显毫安表一只,采用ICL公司高性能配以高速MPU单元设计而成,通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。具有自动与手动量程,测量范围:0-2000mA。手动量程为:20mA、200mA、2000mA。测量精度为0.5级。具有数据存储与查询功能。具有超量程报警、指示及切断总电源等功能。
(4)直流数显电压表一只,采用ICL公司高性能AD转换器配以高速MPU单元设计而成,通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。具有自动与手动量程,测量范围:0-200V。手动量程为:2V、20V、200V。测量精度为0.5级。具有数据存储与查询功能。具有超量程报警、指示及切断总电源等功能。
(5) 多功能逻辑测试笔:具有测定高电平、低电平、中间电平、高阻态及脉冲五个功能。
(6) 译码显示:采用六位十六进制七段译码显示器及两位无译码数码管(共阳、共阴各一只)。
(7) 电平显示:16位LED电平显示器。
(8) 逻辑电平开关:16位开关电平输出。
(9) 拨码开关: 六位可逆十进制拨码开关组。
(10) 扬声器:8Ω/0.25W喇叭一只。
(11) 指针式精密直流毫安表(带镜面):1mA一只。
3、实验功能板
(1) 实验功能板为两块,一块为数电实验用,另一块为模电实验用,正面印有元器件图形符号、字符及连线,反面有相应连线并焊好相应器件。
(2) 器件插座:集成电路插座,采用高可靠圆脚双列直插式,设有8P 2只、14P 8只、16P 6只、20P 1只、24P 1只、28P 只及40P 2只插座;分立器件插座,用作插电阻、电容、电位器、三极管和稳压块等,采用镀银紫铜管长插座,器件接触可靠。
(3) 数、模电实验功能板均设有可装、卸固定线路实验小板的蓝色插座四只。配有共射极单管放大器实验板、负反馈放大器实验板、射极跟随器实验板、RC正弦波振荡器实验板、差动放大器、OTL功率放大器实验板及数字、模拟EDA下载板各一块,可采用固定线路及灵活组合进行实验。
(4) 实验连接点、测量点:采用高可靠防转叠插座及测试弯针。
(5) 提供振荡线圈、继电器、拨码盘开关、按钮开关、晶振、桥堆、二极管、音乐电路、蜂鸣器、电容、数只多圈精密电位器及碳膜电位器等实验元器件。
(二)实验桌
实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构,桌面为防火耐磨高密度板,用于安装实验控制屏和实验工作用,设有两个抽屉。桌子右侧设置了放置示波器用的可拆卸搁板一块。
二、软件系统
随着计算机技术应用的快速发展和日益普及,计算机辅助教学(CAI)实验在现代教学设备中占据越来越重要的地位。为更好的适应当前高校实验室现代化、网络化建设,辅助老师更好的指导与管理整个实验的进程,我公司研制开发了“局域网联网型”多媒体实验教学管理软件。
将通讯系统模块,将数字示波器作为标准配置,同时配以“局域网联网型”多媒体实验教学管理软件和PSPICE9.0、EWB电路仿真软件。实验功能与TKDZ-1一致。
实验台(学生端)采用了总线通信方式,PC机通过实验台内置的实验管理器对装置上的智能仪器仪表进行数据采集与管理。能完成具有验证性、设计性、综合性、研究性数电模电实验项目。具有智能化仪器仪表,通过网络进行实验台管理、设备故障检测、实验仿真、网络通信、实验管理等功能。
电子学实验室综合解决方案分为三层,{zg}层为校园网、次层为实验室局域网、底层为实验台内部网络。它们之间共享数据库。
校园网层主要功能为学生与老师可以通过校网架起互动平台(建立一个管理网站),将网站的权限分为两级:老师和学生。学生根据学生号进入网络后,可以查看自己的历次实验结果报告,填写思考题等分析题目(实验数据不能修改),颜色使用黑色不能使用其它色;向实验管理系统发送实验预约申请;将实验所遇到的问题发送给自己的实验老师并能分类管理(教师端显示未回复问题概要,同时提示各班的情况,学生端显示老师的回复情况);老师进入网络后,能查看各个班级的学生各次实验报告;回复学生提出的问题,对实验报告进行批改。根据学生预约情况安排实验时间,并通告给相应学生。
实验室局域网层主要由教师机和学生机组成(用无线网构成)。学生机主要完成实验数据(报告)的处理、实验台监控、教师机通信、实验仿真;教师机主要完成实验报告的管理,实验台的管理监控,实验内容的发布(网站)等功能。实验台的管理主要包括用读卡器识别学生身份并分配实验工作台,学生机故障处理机制,教室动态监控。如果实验台超过30台教师即要采用服务器。
实验台内部网络层主要由仪表、信号源、电源、实验板、网络控制器等485网络构成,学生机和网络控制器采用以太网通讯,数字存储示波器采用USB接口通信。
总架构图如下:
部件详细功能描述
一、 校园网站建设(可以与INTERNET连接)
校园网站功能一:将网站的权限分为两级:老师和学生。学生根据学生号进入网络后,可以查看自己的历次实验结果报告,填写思考题等分析题目(实验数据不能修改),颜色使用黑色不能使用其它色;向实验管理系统发送实验预约申请;将实验所遇到的问题发送给自己的实验老师并能分类管理(教师端显示未回复问题概要,同时提示各班的情况,学生端显示老师的回复情况);老师进入网络后,能查看各个班级的学生各次实验报告;回复学生提出的问题,对实验报告进行批改。根据学生预约情况安排实验时间,并通知相应学生校园网站功能二:学生可以预习实验内容(实验指导书内),系统操作介绍与操作指南(系统介绍动画)使用.NET技术
二、 局域网站建设(留有系统介绍动画接口)
局域网站主要功能是为学生在实验过程中提供实验参考与操作步骤,使用说明等信息。
具体与校园网站功能二相同。
三、 教师管理软件
教师机软件分为两部分:实验管理和工作台管理。
1、 使用权限分为两类:实验指导老师和系统管理员,系统管理员权限{zg},实验指导老师次之。系统管理员负责对整个系统运行进行维护,实验用户管理(包括教师与学生信息),实验仪器的更改(实验台能使用那些仪表),实验内容的更改与发布,系统介绍更改与发布;实验指导老师负责在实验前选择实验内容,根据学号信息(读卡器)和设备情况分配学生实验工作台,实验过程中发布信息与在线指导(学生报告自动显示),对学生实验报告进行显示(学生报告提交后自动显示目录)、批改、打印(目录颜色改变)。对所有实验进行综合评分并生成班级学生成绩报表。
2、 教师机能完成学生实验台仪表参数的显示(图形化),故障显示(有错误自动提示)。
3、 采用SQL SERVER 2000数据库以上版本(具有安全机制即加密),使用DELPHI6以上版本编程。
4、 与学生机通过无线以太网进行通信(80台以下),与校园网连接。
四、 学生机软件
学生机软件功能分为:实验过程记录(实验报告填写)和工作台监控。
1、学生在进入实验前应填写登陆信息,同时与教师机内信息进行对比,如果与密码对应方可进入实验,同时接收教师机发来的开机命令。
2、实验软件中应有对仪表等实验台部件的数据进行采集功能(通过网络控制器),但这个应根据实验内容自动判断该章节能开启哪些仪表(具体操作控制由教师机完成)。
3、实验报告中的实验数据不能手工填写,只能由仪表来产生(可以复制仪表数据也可点击填写按钮自动填写),实验报告数据可以覆盖;实验中的笔答题可以键盘填写。
4、能将实验报告提交给教师机。
5、可以在线对老师提出问题和请求协助。
6、能将网络控制器数据定时的传输给教师机。
7、能将示波器图像数据读入软件界面中进行实验报告填写(通过USB接口)。
五、订购指南
本装置用途广泛,实验功能完备,投资效益明显,因此是全日制高等院校、电大、职业技术学院、中专、职校等电类及非电类专业理想的实验设备。它不仅适用于现有的更新改造,更是新建或扩建实验室的明智选择!