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Case 电子信息工程

互联网+电子技术基础在线实验平台

Date: 2020-03-16
Views: 43

互联网+电子技术基础在线实验平台

真实电路、真实数据、浏览器操作、虚拟仪器测量,虚实一体;

一、        简述:

“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;

互联网+电子技术基础在线实验平台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;

二、        在线实验系统介绍

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:

Ø  实验电路设计(实验电路自由搭建,实验电路可存取);

Ø  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)

Ø  实时信号测量(电压、电流、逻辑信号、响应波形);

Ø  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;

三、        远程实验优点:

1、  有效解决实验场地与学生实验时间充突的矛盾,学生能在远端随时、随地、随兴完成课程实验,进行设计创新开发;

2、  克服实验模式单一、实验内容固定的问题,学生能自由安排实验时间选择扩展实验内容,从而激发学生实验的积极性,满足学生个性化的教学要求;

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、  互联网+电子技术基础在线实验平台真实仪器面板,巩固学生仪器仪表使用技能;(如下图)

互联网+电子技术基础在线实验平台真实仪器面板示波器

 

互联网+电子技术基础在线实验平台

 

 

 

 

 

 

 

 

 

真实仪器面板稳压源

 

 

互联网+电子技术基础在线实验平台                         真实仪器面板信号源

四、设备图片与配置

互联网+电子技术基础在线实验平台

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

 

互联网+电子技术基础在线实验平台3U机箱面板图

 

互联网+电子技术基础在线实验平台

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

实物图片(内置网络交换机、服务器、在线实验平台)

五、网络与管理平台

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:

教师用户分为管理教师与普通教师;管理教师可以管理在线实验平台的一切日常事务,包括用户管理、课程管理、实验平台配置、实验内容编辑、实验时间安排、公告管理等功能;

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;

学生用户能够预约实验时间、调阅实验课件、进行实验操作、测试实验结果、上传实验报告和查看成绩。

l  实验室管理

实验室管理主要功能:

动态分配硬件资源、建立用户链接;在实验设备不足时预约实验时间,分时分配实验设备;

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;

 

互联网+电子技术基础在线实验平台

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

实验室管理系统

l  客户端操作平台

Ø  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;

Ø  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;

Ø  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;

 

互联网+电子技术基础在线实验平台

互联网+电子技术基础在线实验平台客户端操作平台

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

电子报告

六、      操作界面

1、        模拟电路在线实验操作平台

互联网+电子技术基础在线实验平台 

 

 

 

 

 


互联网+电子技术基础在线实验平台

                       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

 

 

 

 

 

 

互联网+电子技术基础在线实验平台

                            模拟电路在线实验 放大器信号测试

 

互联网+电子技术基础在线实验平台

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

互联网+电子技术基础在线实验平台

                                      实验电路搭建

互联网+电子技术基础在线实验平台

逻辑分析仪测试

 

 

 

 

 

 

3、电路分析在线实验操作平台

互联网+电子技术基础在线实验平台

                             串联谐振在线实验 电路搭建

互联网+电子技术基础在线实验平台

互联网+电子技术基础在线实验平台

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

互联网+电子技术基础在线实验平台

实验电路搭建

互联网+电子技术基础在线实验平台

零输入零状态响应

互联网+电子技术基础在线实验平台

                              信号与系统卷积

 

互联网+电子技术基础在线实验平台

信号分解与合成

 

七、      系统配置(20个学生终端)

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

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  每个实验模块内置双通道数据采集卡,可选测试点,每通道采样点不低于1M,虚拟示波器采用泰克示波器面板,扫描速度、灵敏度、工作方式、触发方式、余辉时间均可设置;支持FFT功能;

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

1

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  每个实验模块内置双通道数据采集卡,可选测试点,每通道采样点不低于1M,虚拟示波器采用泰克示波器面板,扫描速度、灵敏度、工作方式、触发方式、余辉时间均可设置;支持FFT功能;

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;

6、标配24口网络交换机及连接网线25根;

3

互联网+数字电路平台

1

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;

l  EDA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Quartus II基本库元件的原理图设计;基于Quartus II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

6、标配24口网络交换机及连接网线25根;

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;

学生预约实验时间、预习实验原理和实验操作、上传电子报告;

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,8G ECC内存,1T sata 7200rpm硬盘,支持Raid 0/1,千兆以太网口,标配DVD,标配250W单电源,windows server 2012 R2系统

5

客户端操作平台

只需1套

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

 

八、      实验内容

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;

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Quartus II基本库元件的原理图设计;基于Quartus II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

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;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;

若需了解更多内容,

 

请拨打我司咨询电话:0755-82709812

 

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