CN110751888A - 一种层次化模拟电路实验箱 - Google Patents
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Abstract
一种层次化模拟电路实验箱，在实验箱中设置电源模块、仪器仪表模块、直流电源电路模块、集成功放电路模块、分立功放电路模块、可控硅电路模块、差分放大电路模块、集成运算放大电路模块、分立元件放大电路模块、场效应管电路模块、拓展性实验区、分立元件插接区、电源线及导线放置区，以上各电路的输入端和输出端通过PCB板线路引至PCB面板形成可快速插拔的端口，输入端口通过导线和信号发生器输出端口相连；输出端口通过导线和测量仪表、扬声器相量分别进行测量或发出报警声；中间信号的传输通过导线进行连接；本发明的实验箱性能稳定，灵活性高，既能满足大多数同学的基本动手能力的锻炼，也能为更优秀的学生提供综合性电路设计的机会。
Description
技术领域
本发明涉及一种实验箱，具体是一种层次化模拟电路实验箱，属于电路实验操作设备技术领域。
背景技术
目前，针对大学生拓展实验课，其实验室设备偏向于固定式实验仪器，主要存在以下几方面的问题：
(1)每个电路单元电子器件均已固定，电子器件不可替代不可自选；
(2)每个电路单元设计为固定结构，而且各器件之间均已连接好，学生基本不需要参与电路的连接，只需接入相关仪表测试数据即可；
(3)除了基本实验外，没有可扩展的电路供学生实践。
上述情况造成了以下方面的后果：
学生不能够通过选择不同参数的器件去了解不同参数的器件给电路带来的不同结果，从而无法深刻理解相关电子器件的作用以及电路工作原理；学生失去了自行设计电路以及搭建电路的机会，不能通过自己动手去更透彻地理解电路的原理和设计过程；同时抹杀了学生的好奇心及探索欲望；最后现有的实验室操作设备测量出来的实验数据没有差异性，会造成同学之间的实验数据有抄袭机会。
总之，传统的模拟电路实验箱电路结构固定、器件固定、无扩展性实验的缺陷阻碍了对学生的实践能力、独立分析问题、解决问题及创新能力的培养。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种层次化模拟电路实验箱，该实验箱性能稳定，灵活性高，既能满足大多数同学的基本动手能力的锻炼，也能为更优秀的学生提供综合性电路设计的机会。
为了实现上述目的，本发明提供一种层次化模拟电路实验箱，包括实验箱，在实验箱中设置电源模块、仪器仪表模块、直流电源电路模块、集成功放电路模块、分立功放电路模块、可控硅电路模块、差分放大电路模块、集成运算放大电路模块、分立元件放大电路模块、场效应管电路模块、拓展性实验区、分立元件插接区、电源线及导线放置区，以上各电路的输入端和输出端通过PCB板线路引至PCB面板形成可快速插拔的端口，输入端口通过导线和信号发生器输出端口相连；输出端口通过导线和测量仪表、扬声器相量分别进行测量或发出报警声；中间信号的传输通过导线进行连接。
所述的电源模块为各电路模块提供工作电源，其工作电压为220V±10％，50HZ的交流电。
作为本发明的进一步改进，所述仪器仪表模块包括数字直流电压表、函数信号发生器、数字频率计，数字直流电压表用来测量0-30V之间的直流电压；函数信号发生器可以提供10Hz～1MHz频率的交流信号源，幅值分四档可输出0～20V的方波、0～15V的三角波和0～10V的正弦波；数字频率计可测量0～300KHz的信号频率。
作为本发明的进一步改进，所述直流电源电路模块为直流信号源，可为实验电路提供双路–0.5V～+0.5V、–5V～+5V两档连续可调的直流电源；-5V～-12V、+5V～+27V两档可调的直流电源；提供±5V、±12V的固定电源。
作为本发明的进一步改进，所述电源输出均有过流保护、自动恢复功能。
作为本发明的进一步改进，实验连线插孔采用锁紧式镀金插孔，通过焊接固定在实验板上，不松动，不氧化，寿命长，连接可靠，维修方便、简捷。
作为本发明的进一步改进，所述拓展性实验区包括函数信号发生器的组装与调试，温度监测及控制电路，用运算放大器组成万用电表的设计与调试。
作为本发明的进一步改进，所述分立元件插接区包括50个阻容元件的接插件和3个三极管的接插件。
本发明的实验箱由电源模块、仪器仪表模块(电压表、函数信号发生器和频率计)、直流电源电路模块、集成功放电路模块、分立功放电路模块、可控硅电路模块、差分放大电路模块、集成运算放大电路模块、分立元件放大电路模块、场效应管电路模块、可插接电位器区、可插接电阻区、可插接晶体管区、电源线及导线放置区组成；电路的输入端和输出端通过PCB板线路引至PCB面板形成可快速插拔的端口，输入端口通过导线和信号发生器输出端口相连；输出端口通过导线和测量仪表或扬声器相量分别进行测量或发出报警声；中间信号的传输通过导线进行连接，该实验箱集成了各单元电路及数字直流电压表、函数信号发生器、频率计于一体，无需外界信号发生器便可为实验电路提供所需信号源，电压表并联在各单元电路模块的相应器件测量电压；函数信号发生器为单元电路模块提供方波、三角波和正弦波作为输入信号源；频率计用来测量信号的频率；本发明的拓展性实验区可以为优秀的学生提供更多的学习空间，提升自我实践能力；本实验箱的各模块安排从基本的测试验证性实验到扩展性设计实验的难度递加，既能满足大多数同学的基本动手能力的锻炼，也能为更优秀的学生提供综合性电路设计的机会，摆脱了传统的傻瓜式实验过程，本实验箱需要学生自行设计电路，可选择不同的器件参数，尝试不同的参数带来的实验数据的差异，进行从而激发学生的研究和学习兴趣，更深层次的巩固理论所学知识。也可以对不同电路进行组合，培养学生的实践能力和综合应用能力。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、实验箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种层次化模拟电路实验箱，包括实验箱，在实验箱中设置电源模块、仪器仪表模块、直流电源电路模块、集成功放电路模块、分立功放电路模块、可控硅电路模块、差分放大电路模块、集成运算放大电路模块、分立元件放大电路模块、场效应管电路模块、拓展性实验区、分立元件插接区、电源线及导线放置区，以上各电路的输入端和输出端通过PCB板线路引至PCB面板形成可快速插拔的端口，输入端口通过导线和信号发生器输出端口相连；输出端口通过导线和测量仪表、扬声器相量分别进行测量或发出报警声；中间信号的传输通过导线进行连接。
电源模块为各电路模块提供工作电源，其工作电压为220V±10％，50HZ的交流电。
仪器仪表模块包括数字直流电压表、函数信号发生器、数字频率计，数字直流电压表用来测量0-30V之间的直流电压；函数信号发生器可以提供10Hz～1MHz频率的交流信号源，幅值分四档可输出0～20V的方波、0～15V的三角波和0～10V的正弦波；数字频率计可测量0～300KHz的信号频率。
直流电源电路模块为直流信号源，可为实验电路提供双路–0.5V～+0.5V、–5V～+5V两档连续可调的直流电源；-5V～-12V、+5V～+27V两档可调的直流电源；提供±5V、±12V的固定电源。
电源输出均有过流保护、自动恢复功能。
实验连线插孔采用锁紧式镀金插孔，通过焊接固定在实验板上。
拓展性实验区包括函数信号发生器的组装与调试，温度监测及控制电路，用运算放大器组成万用电表的设计与调试。
分立元件插接区包括50个阻容元件的接插件和3个三极管的接插件。
本发明的实验箱由电源模块、仪器仪表模块(电压表、函数信号发生器和频率计)、直流电源电路模块、集成功放电路模块、分立功放电路模块、可控硅电路模块、差分放大电路模块、集成运算放大电路模块、分立元件放大电路模块、场效应管电路模块、可插接电位器区、可插接电阻区、可插接晶体管区、电源线及导线放置区组成；电路的输入端和输出端通过PCB板线路引至PCB面板形成可快速插拔的端口，输入端口通过导线和信号发生器输出端口相连；输出端口通过导线和测量仪表或扬声器相量分别进行测量或发出报警声；中间信号的传输通过导线进行连接，该实验箱集成了各单元电路及数字直流电压表、函数信号发生器、频率计于一体，无需外界信号发生器便可为实验电路提供所需信号源，电压表并联在各单元电路模块的相应器件测量电压；函数信号发生器为单元电路模块提供方波、三角波和正弦波作为输入信号源；频率计用来测量信号的频率；本发明的拓展性实验区可以为优秀的学生提供更多的学习空间，提升自我实践能力；在做电路实验的时候，根据实验需要，学生可以有针对性地区选择应该使用该实验箱中的哪些电路模块，通过导线将其与电源模块连接，再通过导线连接相应的输出元件即可；本实验箱的各模块安排从基本的测试验证性实验到扩展性设计实验的难度递加，既能满足大多数同学的基本动手能力的锻炼，也能为更优秀的学生提供综合性电路设计的机会，摆脱了传统的傻瓜式实验过程，本实验箱需要学生自行设计电路，可选择不同的器件参数，尝试不同的参数带来的实验数据的差异，进行从而激发学生的研究和学习兴趣，更深层次的巩固理论所学知识。也可以对不同电路进行组合，培养学生的实践能力和综合应用能力。
Claims (8)
1.一种层次化模拟电路实验箱，包括实验箱，其特征在于，在实验箱中设置电源模块、仪器仪表模块、直流电源电路模块、集成功放电路模块、分立功放电路模块、可控硅电路模块、差分放大电路模块、集成运算放大电路模块、分立元件放大电路模块、场效应管电路模块、拓展性实验区、分立元件插接区、电源线及导线放置区，以上各电路的输入端和输出端通过PCB板线路引至PCB面板形成可快速插拔的端口，输入端口通过导线和信号发生器输出端口相连；输出端口通过导线和测量仪表、扬声器相量分别进行测量或发出报警声；中间信号的传输通过导线进行连接。
2.根据权利要求1所述的一种层次化模拟电路实验箱，其特征在于，所述的电源模块为各电路模块提供工作电源，其工作电压为220V±10％，50HZ的交流电。
3.根据权利要求2所述的一种层次化模拟电路实验箱，其特征在于，所述仪器仪表模块包括数字直流电压表、函数信号发生器、数字频率计，数字直流电压表用来测量0-30V之间的直流电压；函数信号发生器可以提供10Hz～1MHz频率的交流信号源，幅值分四档可输出0～20V的方波、0～15V的三角波和0～10V的正弦波；数字频率计可测量0～300KHz的信号频率。
4.根据权利要求1所述的一种层次化模拟电路实验箱，其特征在于，所述直流电源电路模块为直流信号源，可为实验电路提供双路–0.5V～+0.5V、–5V～+5V两档连续可调的直流电源；-5V～-12V、+5V～+27V两档可调的直流电源；提供±5V、±12V的固定电源。
5.根据权利要求1所述的一种层次化模拟电路实验箱，其特征在于，所述电源输出均有过流保护、自动恢复功能。
6.根据权利要求1所述的一种层次化模拟电路实验箱，其特征在于，实验连线插孔采用锁紧式镀金插孔，通过焊接固定在实验板上。
7.根据权利要求1所述的一种层次化模拟电路实验箱，其特征在于，所述拓展性实验区包括函数信号发生器的组装与调试，温度监测及控制电路，用运算放大器组成万用电表的设计与调试。
8.根据权利要求1所述的一种层次化模拟电路实验箱，其特征在于，所述分立元件插接区包括50个阻容元件的接插件和3个三极管的接插件。
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