一种多模块的模拟电子技术实验平台的制作方法

一种多模块的模拟电子技术实验平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于实验领域，涉及一种多模块的模拟电子技术实验平台。
【背景技术】
[0002]模拟电子技术实验平台在大、中专院校和高等职业技术学校电类专业模拟电子技术实验领域有着广泛的应用，是高等学校模拟电子技术实验室建设不可或缺的实验用具，需求量大，有着广泛的应用前景。但由于模拟电子技术实验属于传统实验领域，在本世纪初，市场上已经涌现出了一大批模拟电子技术实验平台，并且在后续几年的快速发展过程中，由于过度生产，各学校已经购买的模拟电子技术实验平台的数量基本达到饱和，从而导致近几年各仪器厂商对模拟电子技术实验平台更新改造的投入相对较少。
[0003]随着电子行业的飞速发展以及电子元器件制造工艺的不断提高，如今，市场上已经涌现出一大批新型电子元器件，其中，很多电子元器件在传统模拟电子技术实验平台上都没有使用，以至于一部分学生在设计实验电路时仍选用已经停产的电子元器件。在这种背景下，为满足当今模拟电子技术实验需要，有必要设计一款能够向学生介绍多种新型常用电子元器件的模拟电子技术实验平台，该新型模拟电子技术实验平台应是对现有同类实验平台所用器件和所提供功能的一种极大扩充。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供了一个涵盖面广，实验内容可以按阶梯递进式难度进行设置的一种多模块的模拟电子技术实验平台，可以满足不同层次学生个性化需求的模拟电子技术实验平台。
[0005]本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]一种多模块的模拟电子技术实验平台，由下述十个模块中至少一个模块构成，各模块由统一的电源电路供电。
[0007]模块1:二极管驱动电路模块，由小功率二极管驱动电路、肖特基二极管驱动电路、整流二极管驱动电路、发光二极管驱动电路、双色发光二极管驱动电路、稳压二极管驱动电路、双向稳压管驱动电路、数码管驱动电路或光电二极管驱动电路中的一种驱动电路或两种以上驱动电路构成。
[0008]模块2:晶体三极管放大模块，由共发射极单管放大电路、共集电极单管放大电路或共基极单管放大电路构成。
[0009]模块3:两种不同负反馈方式下射极耦合差分放大电路对比模块
[0010]包括电阻负反馈射极耦合差分放大电路和恒流源负反馈射极耦合差分放大电路；由差分对称管电路和电阻负反馈电路一起构成的电阻负反馈射极耦合差分放大电路；由差分对称管电路和恒流源负反馈电路一起构成的恒流源负反馈射极耦合差分放大电路；
[0011]模块4:放大电路放大性能对比分析模块，由晶体管放大电路、结型场效应管放大电路、MOS型场效应管放大电路或集成运放放大电路中的两种或两种以上放大电路组成。
[0012]模块5:单路直流电压源电路模块，由交流电压变换电路、整流电路、滤波电路和稳压电路串联后构成，可以给满足电压条件的单电源工作电路供电。
[0013]模块6:障碍物检测并判别模块电路，由障碍物检测传感器接口电路、电压比较器和状态指示电路级联构成。
[0014]模块7:称重传感器模块电路，由称重传感器接口电路与差分放大电路或仪表放大电路级联构成。
[0015]模块8:温度传感器模块电路和光敏传感器模块电路
[0016]正温度系数或负温度系数热敏传感器做成温度传感器接口电路，光敏传感器做成光敏传感器接口电路；温度传感器接口电路或光敏传感器接口电路与放大电路级联，经放大电路放大后的输出信号送到电压比较器或迟滞比较器进行比较，最后将比较结果送给状态指示电路显示出来。
[0017]模块9:正弦波方波产生模块，由RC正弦波振荡电路与迟滞比较器级联组成。
[0018]模块10:压控函数发生器模块电路
[0019]直流可调电压源、电压跟随器、极性变换电路、线性积分电路和迟滞比较器级联，通过反馈控制电路输出的控制信号控制极性变换电路，电路级联后，在线性积分电路的输出端可以得到三角波输出信号，在迟滞比较器的输出端可以得到方波输出信号；迟滞比较器输出的方波信号通过微分电路处理后得到脉冲波输出信号。
[0020]本实验平台可以将全部电子元器件外置，一次或多次把所有使用到的电子元器件都呈现给学生，让学生在完成实验的过程中可以直观地看到所使用电子元器件的真实外形，从而帮助学生达到正确认识常用电子元器件外部特征，掌握常用电子元器件使用方法的实验培养目标。该实验平台各模块之间可以通过导线互联，以构成多种不同的实验电路。本实验平台在交流输入端装有交流指针电流表，以帮助学生直观地学习并掌握有功功率、无功功率和视在功率的概念和区别。本实验平台首次采用了集成电源变压器，也首次将多种常用二极管系统地植入到模拟电子技术实验平台上。
[0021]在单管放大电路实验中，本实验平台首次采用静态和动态分离的设计，将晶体三极管静态工作点的设置和动态分析分开处理，从而实现了在同一个静态工作电路基础上可以完成三种不同组态单管放大电路的交流放大分析实验。
【附图说明】
[0022]图1是二极管驱动电路模块。
[0023]图2晶体三极管三种基本组态放大模块电路。
[0024]图3两种不同负反馈方式下射极耦合差分放大电路对比模块电路。
[0025]图4放大电路放大性能对比模块电路。
[0026]图5单路直流电压源电路模块。
[0027]图6障碍物检测并判别模块电路。
[0028]图7称重传感器模块电路。
[0029]图8温度传感器模块电路和光敏传感器模块电路。
[0030]图9正弦波方波产生模块电路。
[0031]图10压控函数发生器模块电路。
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图和技术方案详细叙述本实用新型的【具体实施方式】。
[0033]本实验平台第一次将九种不同特性常用二极管驱动电路系统地植入到模拟电子技术实验平台上，二极管驱动电路模块包括:小功率二极管驱动电路、整流二极管驱动电路、肖特基二极管驱动电路、发光二极管驱动电路、双色发光二极管驱动电路、稳压二极管驱动电路、双向稳压管驱动电路、数码管驱动电路或光电二极管驱动电路，如图1所示。从而帮助学生分析这9种常用二极管的不同特性、掌握其使用方法和注意事项，完成常用二极管的对比分析使用实验。 [0034]本实验平台首次在模拟电子技术实验平台上采用静态和动态分离的设计方法，将晶体三极管静态工作点设置电路和动态放大分析电路分开处理，从而实现了在同一个静态工作电路基础上可以完成三种不同组态单管放大电路的动态分析实验。具体实施办法如图2所示，静态工作点设置电路在同一个静态工作电路基础上，让学生自己设计晶体三极管单管放大电路三种基本组态交流放大电路:共发射极单管放大电路、共集电极单管放大电路或共基极单管放大电路，从而在同一个静态工作电路基础上实现了三种不同组态单管放大电路实验。
[0035]本实验平台首次将电阻负反馈射极耦合差分放大电路和恒流源负反馈射极耦合差分放大电路设计在同一个电路模块上，如图3所示，并通过选择开关和电位器将这两种不同负反馈方式下的射极耦合差分放大电路的静态工作点调成一致，以完成两种不同负反馈方式下的射极耦合差分放大电路的对比分析实验。射极耦合差分放大电路包括电阻负反馈射极耦合差分放大电路和恒流源负反馈射极耦合差分放大电路。
[0036]本实验平台提供的放大电路有:晶体管放大电路、结型场效应管放大电路、MOS型场效应管放大电路、集成运放放大电路如图4所示，从而实现了 4种不同放大方式下交流放大特性的对比实验。
[0037]在电源电路设计实验中，本实验平台对各单元电路采用了模块化设计方法，单元电路为交流电压变换电路、整流电路、滤波电路和稳压电路，串联后构成单路直流电压源电路，可以给单电源工作电路供电；完全独立的单元电路通过级联的方式完成单路直流电压源电路设计实验，如图5所示，以帮助学生更好地观察并理解每一级单元电路的输出波形和电路功能。
[0038]本实验平台采用模块化电路设计方式，将槽型光耦植入到障碍物检测传感器接口电路中，并通过与电压比较器、状态指示电路级联，如图6所示，以完成障碍物检测和判别实验。
[0039]本实验平台采用模块化电路设计方式，将称重传感器植入到称重传感器接口电路中，并与差分放大电路或仪表放大电路级联，如图7所示，完成了称重传感器应用电路实验。
[0040]本实验平台采用模块化电路设计方式，将正温度系数或负温度系数热敏传感器、光敏传感器分别植入到温度传感器接口电路和光敏传感器接口电路中，并与电压放大电路、电压比较电路或迟滞比较电路、状态指示电路级联，如图8所示，从而实现了温度传感器应用电路和光敏传感器应用电路实验。
[0041]本实验平台采用模块化电路设计方式，将集成运放RC正弦波振荡电路与迟滞比较器级联，如图9所示，从而完成正弦波、方波产生电路实验。
[0042]本实验平台采用模块化电路设计方式，将直流可调电压源、电压跟随器、极性变换电路、线性积分电路、迟滞比较器级联，如图10所示，通过反馈控制电路输出的控制信号控制极性变换电路，电路级联后，在线性积分电路的输出端可以得到三角波输出信号，在迟滞比较器的输出端可以得到方波输出信号；迟滞比较器输出的方波信号通过微分电路处理后得到脉冲波信号，从而实现了压控函数发生器设计实验。
【主权项】
1.一种多模块的模拟电子技术实验平台，由下述十个模块中至少一个模块构成，各模块由统一的电源电路供电，其特征在于， 模块1:二极管驱动电路模块，由小功率二极管驱动电路、肖特基二极管驱动电路、整流二极管驱动电路、发光二极管驱动电路、双色发光二极管驱动电路、稳压二极管驱动电路、双向稳压管驱动电路、数码管驱动电路或光电二极管驱动电路中的一种驱动电路或两种以上驱动电路构成； 模块2:晶体三极管放大模块，由共发射极单管放大电路、共集电极单管放大电路或共基极单管放大电路构成； 模块3:两种不同负反馈方式下射极耦合差分放大电路对比模块， 包括电阻负反馈射极耦合差分放大电路和恒流源负反馈射极耦合差分放大电路；由差分对称管电路和电阻负反馈电路一起构成的电阻负反馈射极耦合差分放大电路；由差分对称管电路和恒流源负反馈电路一起构成的恒流源负反馈射极耦合差分放大电路； 模块4:放大电路放大性能对比模块，由晶体管放大电路、结型场效应管放大电路、MOS型场效应管放大电路或集成运放放大电路中的两种或两种以上放大电路组成； 模块5:单路直流电压源电路模块，由交流电压变换电路、整流电路、滤波电路和稳压电路串联后构成，可以给满足电压条件的单电源工作电路供电； 模块6:障碍物检测并判别模块电路，由障碍物检测传感器接口电路、电压比较器和状态指示电路级联构成； 模块7:称重传感器模块电路，由称重传感器接口电路与差分放大电路或仪表放大电路级联构成； 模块8:温度传感器模块电路和光敏传感器模块电路， 正温度系数或负温度系数热敏传感器做成温度传感器接口电路，光敏传感器做成光敏传感器接口电路；温度传感器接口电路或光敏传感器接口电路与放大电路级联，经放大电路放大后的输出信号送到电压比较器或迟滞比较器进行比较，最后将比较结果送给状态指示电路显示出来； 模块9:正弦波方波产生模块，由RC正弦波振荡电路与迟滞比较器级联组成； 模块10:压控函数发生器模块电路， 直流可调电压源、电压跟随器、极性变换电路、线性积分电路和迟滞比较器级联，通过反馈控制电路输出的控制信号控制极性变换电路，电路级联后，在线性积分电路的输出端得到三角波输出信号，在迟滞比较器的输出端得到方波输出信号；迟滞比较器输出的方波信号通过微分电路处理后得到脉冲波输出信号。
【专利摘要】本实用新型属于实验设备技术领域，涉及一种多模块的模拟电子技术实验平台。该实验平台包括下述10个模块中的至少一种，由统一的电源电路供电；10个模块为二极管驱动电路模块、晶体三极管三种基本组态放大模块、两种不同负反馈方式下射极耦合差分放大电路对比模块、放大电路放大性能对比模块、单路直流电压源电路模块、障碍物检测并判别模块、称重传感器模块、温度传感器模块和光敏传感器模块、正弦波方波产生模块和压控函数发生器模块。该实验平台把所有使用到的电子元器件全部呈现给学生，让学生在完成实验的过程中可以直观地看到所使用对电子元器件的真实外形。各模块之间可以通过导线互联，以构成多种不同实验电路。
【IPC分类】G09B23-18
【公开号】CN204614322
【申请号】CN201520325154
【发明人】程春雨, 陈建辉, 吴雅楠
【申请人】大连理工大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月19日