模块化可快速重组的电子综合实验平台设计

摘要：针对当前高校实行宽口径的招生所带来的实验室资源相对短缺的问题，尤其面向基础教学的基础实验室更为严重，甚至导致实验教学任务无法完成。为此，本文在电子技术实验室方面提出了模拟电子实验室与数字电子实验室通用的思想，研制了模块化可快速重组的电子综合实验平台。在电子技术基础实验室现有资源的基础上，实现了模拟电子实验室与数字电子实验室的通用，虚拟扩大了实验室规模，缓解了由于规模约束所带来巨大的教学压力。经过多年的教学实践，验证了模块化可快速重组的电子综合实验平台能够较好的服务于实验教学。

关键词：模拟电子实验；数字电子实验；模块化；快速重组

中图分类号：TH-39文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）10（a）-0000-00

0引言

电子技术基础（模拟电子技术、数字电子技术）是电工类各专业的主要专业基础课程，是电工类学生系统化学习专业知识的关键课程。电子技术基础实验对学生学习数字电子技术、模拟电子技术尤为重要，不仅能够使学生对理论知识加深理解，而且还能够培养、提高学生的动手能力。建设配套的实验室、实验设施是保证实验教学顺利进行的基本条件。

随着我校招生的规模逐年扩大，电子技术实验室仍然处于模拟电子、数字电子各一个实验室的规模，出现了相对的实验资源的严重短缺，难以满足日常的实验教学要求。在现有资源的基础上尽力解决或缓解当前实验教学压力是当务之急。为此，本文所采取的想法是：将模拟电子实验室与数字电子实验室实现通用，相当于模拟电子实验室、数字电子实验室各有两个。基于此思想，研制了模块化、可快速重组的电子综合实验平台。

1 设计原理

为了实现模拟电子实验室与数字电子实验室的相互通用，提高实验室利用率。首要问题是将数字电子实验箱和模拟电子实验箱融合成一个电子技术综合实验箱，该实验箱上的辅助电路必须同时满足数字电子实验与模拟电子实验的要求，与此同时还应能够满足学生课程设计，创新性电路板开发等扩展需求，免去了学生设计电源、信号发生器等工作。

模块化、可快速重组的电子综合实验平台不仅需要有完善的辅助电路，而且还应实现可快速可重组。欲实现模拟、数字实验项目的的快速切换，就需将数字电子、模拟电子等实验项目，设计成规格统一，能够在平台基础模块卡座上进行快速拆装的实验电路板。辅助电路的功能以及快速拆装的卡座等决定了“模块化可快速可重组电子综合实验平台”具有良好的扩展性。

2电子综合实验平台的构成

“模块化、可快速可重组电子综合实验平台”主要有两部分组成，一部分为电子测试仪器，主要有数字万用表、示波器、DDS信号源以及毫伏表；另一部分为模块化电子技术综合实验箱。模块化电子技术综合实验箱示意图如图1所示。

图1 模块化电子技术综合实验箱

3 实验项目模块

模块化电子技术综合实验箱面板的实验操作区内有6个实验电路模块安装卡位，在这6个卡位上可以快速安装、切换不同的实验项目模块。将数字电子实验和模拟电子实验的所有实验项目都制作成统一的规格实验电路板。

4 效果对比

以东北电力大学2014-2015（II）学期的电子技术实验教学任务为例，这学期实验教学342班/次，使用模块化可快速重组的电子综合实验平台和未采用模块化可快速重组的电子综合实验平台的效果进行对比分析。

未采用本文实验平台，只有1个模拟电子实验室可以使用。采用模块化可快速重组的电子综合实验平台等同于有2个模拟电子实验室可以使用。这里按一周5天，每天4次实验课计算，每周每个实验室最多可上20次实验课。

未采用本文实验平台需要17个教学周才能完成教学任务，而采用本文提出的平台8.5个教学周就能完成教学任务。然而实验开课受到理论教学进度的影响，一般在第6教学周开始。然而，每学期只有20个教学周，即使每天全天上实验课，未采用该实验平台也无法完成实验教学任务。

5 结论

经过多年的实验教学实践，表明模块化可快速重组的电子综合实验平台能够很好的缓解由规模受限所带来巨大的教学压力。模块化可快速可重组电子综合实验平台打破了一门课一个实验箱的常规，虚拟扩大了实验室规模，提高了实验场地、实验设备的自由度以及实验室建设的经济性，进而提高了教学效率。

參考文献

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