真实电路、真实数据、浏览器操作、虚拟仪器测量,虚实一体;
“互联网+电子技术基础“在线实验平台,采用3U标准机箱式结构,客户端学生实验均有实际硬件电路对应,硬件资源动态分配,每个实验平台能并发20个学生同时实验;多个平台可级联。支持:电路分析、模拟电子线路、数字逻辑电路(EDA)、信号系统、高频电子线路5门课程的实验实训;
实验系统在网管软件和操作平台的支持下,学生能在客户端浏览器上实时搭建和控制硬件电路,配置实验电路激励参数,选择测试点,虚拟仪器实时测量实验数据;
操作平台标配多种以实际仪器面板设计的虚拟仪器,学生既能测量电信号,又能训练仪器操作;标配:双踪通道示波器、8通道逻辑分析仪、函数信号源、双路稳压电源、三用表、毫伏表等;
1、传输媒介:网络;
2、实验电路:远端实验平台(真实器件,真实电路、真实数据);
3、操作平台:客户端浏览器;
4、实训内容:
实验电路设计(实验电路自由搭建,实验电路可存取);
实验电路调整(信号源、稳压源、器件参数:支路元件不少于5种可选)
实时信号测量(电压、电流、逻辑信号、响应波形);
虚拟仪器操作
5、实验报告:测试波形及数据拷贝,实验报告设计、上传、成绩查询;
3、减轻老师的维护与管理工作量,实验室真正做到全开放。
4、提升教学效果,理论课教师能用投影实时演示真实器件的各种特性,比对电路不同工作状态和条件下的优劣等;
5、多课程融合,引导学生理解所学课程作用;
6、真实仪器面板,巩固学生仪器仪表使用技能;(如下图)
真实仪器面板示波器
真实仪器面板稳压源
真实仪器面板信号源
互联网+电子技术基础在线实验平台
40个用户电路分析、信号系统与模数电机架配置图
3U机箱面板图
实物图片(内置网络交换机、服务器、在线实验平台)
l用户管理
网管平台是互联网+在线实验的保证,用户类型分教师用户和学生用户:
普通教师可以发布管理公告、设置学生实验权限、辅导学生实验、批改实验报告;
l实验室管理
实验室管理主要功能:
建立实验设备性能挡案,便于教师查阅维护;
统计实验设备利用率;
实验室管理系统
l客户端操作平台
实验操作平台基于浏览器设计,用户通过浏览器运行操作平台时,服务器通过记录的IP地址判断连接用户身份,为实验平台和操作平台中继数据及命令;当用户点击进入在线实验时,系统会自动分配硬件资源,实验平台根据用户命令自动搭建真实的实验电路,并将测量数据通过服务器实时回传给客户端;
学生通过浏览器调阅实验课件了解实验目的、实验原理、实验内容、实验步骤、实验注意事项,上传实验电子报告;
提供基于浏览器的虚拟仪器(示波器、逻辑分析仪、信号源、稳压源、三用表等),能实时测试各测试点时域波形、逻辑波形及电压电流等;
客户端操作平台
1、模拟电路在线实验操作平台
模拟电路在线实验器件拖放与实验电路搭建
模拟电路在线实验工作点调整
模拟电路在线实验放大器信号测试
模拟电路在线实验RC正弦波振荡器电路搭建(自由设计)
模拟电路在线实验RC正弦波振荡器信号测试
2、数字电路在线实验操作平台
实验电路搭建
逻辑分析仪测试
3、电路分析在线实验操作平台
串联谐振在线实验电路搭建
串联谐振在线实验激励信号与谐振时电容端信号测量
4、信号系统在线实验平台
零输入零状态响应
信号与系统卷积
信号分解与合成
序号
设备名称
数量
备注(指标与配置)
1
互联网+电路分析平台
1套
1、实验平台在网管软件支持下,学生能在客户端浏览器控制远端实验模块,完成实验电路搭建、激励信号与电路元件参数调整、测试点选取、实验数据采集、虚拟仪器操作、实时信号测试等在线实验操作;
2、实验平台采用3U标准机箱式结构,客户端学生实验均有真实硬件电路对应,硬件资源动态分配,每个实验平台能并发20个学生同时实验;多个平台可级联;
3、直流电路、动态电路、滤波器等实验电路学生可自由搭建,每个支路可选元件不少于三个;
4、在线实验平台BS架构,学生能调阅实验课件、搭建实验电路、操作虚拟仪器(三用表、稳压源、函数信号源、多通道示波器)、测试并拷贝实验数据或测试波形、随时存取实验电路、设计并上传电子报告;
l每个实验模块内置双路稳压电源,稳压源面板同真实仪器,电压步长正负0.1V;DDS信号源能产生任意信号,幅度频率可调,频率100HZ-100KHZ,幅度0-6Vpp可调;
l实验电路搭建和调整均采用电控器件,测试点设置和实验内容丰富;配套必要保护电路和操作提示,确保实验电路稳定可靠、实验操作简易;
l每个实验模块内置100M网口,客户端通过网络和硬件模块实时交互各种命令和数据。
5、能完成电路分析实验:万用表的使用、电路元件伏安关系的测量、基尔霍夫定律、线性电路特性研究(叠加、齐次、置换、互易)、线性有源单口网络等效电路及其参数的测定、正弦稳态电路的研究、RC电路的频率响应及选频网络特性测试、串并联谐振电路、互感电路研究;
6、标配24口网络交换机及连接网线25根;
2
互联网+模拟电路平台
2、实验平台采用3U标准机箱式结构,客户端学生实验均有实际硬件电路对应,硬件资源动态分配,每个实验平台能并发20个学生同时实验;多个平台可级联;
3、晶体管电路、比例放大器、振荡器、波形变换、比较器等实验电路学生可自由搭建,每个支路可选元件不少于三个;
4、在线实验平台BS架构,学生能调阅实验课件、搭建实验电路、操作虚拟仪器(三用表、函数信号源、多通道示波器)、测试并拷贝实验数据或测试波形、随时存取实验电路、设计并上传电子报告;
l每个实验模块内置双路稳压电源,输出电压+5V—-5V,步长0.1V;可控衰减器,衰减量0-40db,步长5db;可控DDS信号源,幅度频率可调,频率100H2-100KHZ,幅度0-6Vpp可调;
l实验电路可调器件均采用电控器件,学生能在后台浏览器虚拟实验桌面远程调整,完成电路设计、工作点调整、负载和反馈选择等控制;
l每个实验模块内置100M网口,客户端通过网络和硬件电路实时交互各种命令和数据。
5、能完成电路分析实验:单级放大电路、两级放大电路、负反馈放大电路、射极跟随器实验;双端差模放大、单端差模放大、双端共模抑止实验;比例求和、微积分电路、电压比较、有源低通高通带阻滤波器实验;方波、占空比可调矩形波、三角波、锯齿波产生实验;集成电路RC正弦波振荡器、RC正弦波振荡器、LC振荡器及选频放大器实验;方波三角波变换电路实验;
3
互联网+数字电路平台
1、实验平台在网管软件支持下,学生能在客户端浏览器控制远端实验模块,完成逻辑芯片选取、实验电路搭建、测试点选取、实验数据采集、虚拟仪器操作、实时信号测试等在线实验操作;
2、实验平台采用3U标准机箱式结构,客户端学生实验均有实际硬件电路对应,硬件资源动态分配,每个在线实验平台能并发20个学生同时实验;多个平台可级联;
3、以真实实验箱为实验桌面,配有逻辑脉冲、逻辑电平、时钟信号、LED指示、数码管、阻容器件、模拟信号源、电压表、逻辑分析仪等单元,支持数字逻辑电路实验、EDA实验;
4、在线实验平台BS架构,学生能调阅实验课件、搭建实验电路、操作虚拟仪器(各种逻辑信号、函数信号源、8路逻辑分析仪)、测试并拷贝实验数据或测试波形、随时存取实验电路、设计并上传电子报告;
l每个实验模块内置逻辑与脉冲信号产生,多种时钟信号、函数信号、LED逻辑信号指示、LED数码管显示等电路;
l每个实验模块标配2个数字电路设计开发模块、1个模数与数模模转换模块、555定时振荡与常用阻容器件;
l数字电路设计开发模块支持74系列芯片映射功能,鼠标拖放实验芯片;浏览器电子连线远端设计组合逻辑电路和时序逻辑电路;
lEDA实验支持原理图输入、仿真、加载、性能验证,学生不用插各种芯片并进行复杂连线,提升实验效率;
l每个硬件单元内置8路逻辑分析仪,浏览器可选测试点,逻辑分析仪采样率、触发电平(沿)可设,分辩率20ns,存贮深度:50K;
l每个实验模块内置100M网口,客户端通过网络和硬件模块实时交互各种命令和数据。
5、能完成基础实验:门电路逻辑功能及测试;三态门和OC门的研究;组合逻辑电路(半加器、全加器);编码器与译码器;数据选择器;触发器及其功能转换;移位寄存器;组合电路中的竞争与冒险;
应用设计实验:计数、译码与显示;MSI计数器的应用;双向移位寄存器应用;累加器的设计;格雷码与自然二进制码转换器;SRAM存储器;AD模数转换;DA数模转换;
课程设计:莫尔斯电码数发报器;动量程转换的数字频率计;8路彩灯控制器;十字路口的交通灯控制器;数字电子钟逻辑设计;四位二进制乘法器;
EDA实验:基于QuartusII基本库元件的原理图设计;基于QuartusII宏功能模块的原理图设计;基于原理图的计数器设计;用VHDL设计实现模8计数器;用VHDL设计实现常用组合逻辑电路;用VHDL设计常用时序电路
4
网管平台
只需1套
完成硬件资源管理、教务管理;
管理员上传实验课件、设置学生权限、发布各种通知信息;
建立客户端和硬件设备数据链接,转发配置命令和采集数据;
服务器配置
硬件配置:Intel至强E3-1225V6处理器,集成显卡,8GECC内存,1Tsata7200rpm硬盘,支持Raid0/1,千兆以太网口,标配DVD,标配250W单电源,windowsserver2012R2系统
5
审请硬件设备、电子接线搭建实验电路、配置激励信号和电路参数、选择测试点、采集数据、操作虚拟测试仪表(信号源、万用表、示波器、逻辑分析仪等)实时测试、截取测试波形,设计电子报告等
1、电路分析:万用表的使用、电路元件伏安关系的测量、基尔霍夫定律、线性电路特性研究(叠加、齐次、置换、互易)、线性有源单口网络等效电路及其参数的测定(戴维南、诺顿)、运算放大器与受控源特性研究、正弦稳态电路的研究、RC电路的频率响应及选频网络特性测试、串并联谐振电路、负阻抗变换器及其应用;
2、数电实验:门电路逻辑功能及测试;组合逻辑电路(半加器、全加器);编码器与译码器;数据选择器;触发器及其功能转换;移位寄存器;组合电路中的竞争与冒险;
应用设计实验:逻辑门的应用;计数、译码与显示;MSI计数器的应用;双向移位寄存器应用;累加器的设计;格雷码与自然二进制码转换器;SRAM存储器;AD模数转换;DA数模转换;
3、模拟电路:单级放大电路、两级放大电路、负反馈放大电路、射极跟随器实验;双端差模放大、单端差模放大、双端共模抑止实验;比例求和、微积分电路、电压比较、有源低通高通带阻滤波器实验;方波、占空比可调矩形波、三角波、锯齿波产生实验;集成电路RC正弦波振荡器、RC正弦波振荡器、LC振荡器及选频放大器实验;方波三角波变换电路实验;