[发明专利]模拟电路实验设备及其所需电子元件的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及教学实验设备技术领域，特别涉及一种模拟电路实验设备及其所需电子元件各类及数量的确定方法。

背景技术

模拟电路作为电子专业的一门基础核心课程，有较强的理论性和实践性，在课程体系中具有非常重要的作用。因为模拟电路的器件种类繁多，参数和信号有无穷多个连续的状态，所以理论知识复杂，相比数字电路，模拟电路的学习难度更大，难以达到理论和实践的有机结合。研发有效的模拟电路实验设备，促进学生理论与实践结合，帮助学生将模拟电路理论知识应用到工程实践上，具有非常重要的意义。

模拟电路实验的目的是通过实验帮助学生巩固理论知识，让学生找到理论结果和实验结果之间的联系和区别，从而达到理论和实践相结合的效果，能够把理论知识熟练应用到工程上。要达到这样的目的，必须要有相应的实验设备。

中国专利文件“一种模拟电子电路实验实训装置”，申请号为CN201020235716.7，公开(公告)号为CN201732503U，公开了一种模拟电子电路实验实训装置。该实验箱将模拟电路的常用短路模块都印制在了实验箱里的一整块PCB上，在进行模拟电路实验的时候，学生能完成的只是对模拟电路的验证性实验，假如需要进行模拟电路的创新设计实验，由于这种实验箱的电路都被完全固定，无法灵活更改实验模块，则模拟电路的创新设计实验就无法完成，对学生的模拟电路实践能力的培养也就十分有限。

中国专利文件“模拟电路实验箱”，申请号为CN201520843866.9，公开(公告)号为CN205068952U，公开了一种模拟电路实验箱。该实验箱将模拟电路中的电路分别做成模块形式，虽然在实验中能将实验电路灵活组装拆卸，但是箱体本身并没有抽屉或者任何其他的存放空间对这些电路模块进行存放，也没有为学生提供可供更换的器件与存放地方，这使得学生无法自主更换出故障的器件，这不利于对电路模块的统一管理，所有电路模块需要被实验室管理人员单独保存，增加了对实验器材的管理难度的同时也浪费了空间资源。

中国专利文件“积木结构模拟电路实验箱”，申请号为CN88215972.0，公开(公告)号为CN2039446U，公开了一种积木结构模拟电路实验箱。该实验箱虽然是采用模块化的电路进行积木式搭建，但电路内容较为传统，均是统一的经典电路，缺乏创新，而学生无法在其中学到更多东西，而且电路中每一个元件没有与之相关的参数以供选择，无法让学生通过比较不同参数得到的不同数据来了解这一元件的作用，也就无法真正的理解所做实验的原理，更不用说从该实验拓展相关的更深层次的知识。

可见，现有模拟电路教学实验设备主要存在以下三方面的不足

1、是在硬件结构上普遍采用的是“一箱一板”或“可积木式组合电路模块”的结构，即一个箱子里面放上一整块电路实验板或一个箱子上面可以自由选择放几块电路，实验箱外面有一个电源开关和一个电源插口，箱子的盖子可以合上并锁住，设备的硬件电路固化，学生能改变的电路结构和器件参数有限。这样的实验设备结构简单，操作方便，有利于学生测试有限的几个性能指标参数，虽然积木式结构的实验箱能完成一些设计性实验，但是不能帮助学生理解每个器件的作用和每个器件对电路整体性能的影响，导致学生即使完成实验内容，但仍然对电路工作原理的理解仍然不深刻，难以达到“把理论知识熟练应用到工程上”的目的。

2、普通积木式的实验箱管理不便

箱体没有太多的扩展功能，作用只是为里面的实验板提供保护和方便携带移动。这一类模拟电路实验箱结构简单，箱子内没有任何可以存放实验工具或者实验耗材的地方，学生在做实验的时候一些额外的耗材或者实验用品都需要从实验指导老师处获取。

上述实验箱由于箱体内的实验电路都是被全部做在了一块板子上，所以并不需要考虑电路板的存放问题。另一类则是将模拟电路课程里的电路进行模块化设计，把每个电路都做成单独的电路模块，并且将电源接口单独引出，学生在做实验的时候需要从外部电源对电路板单独供电，很是麻烦，并且也没有统一的存放管理电路板的箱子。这类实验器材就只是很多单独的模拟电路模块，不利于实验室进行存放和管理。

3、实验内容有限，工程应用能力培养不足

结合我们做的设备每个器件的参数都可以改变，测量实验结果，并给出仿真结果，引导学生理论和实践结合，促进学生能将理论知识应用到工程实践中，培养学生的应用和创新能力，在学习基础知识的同时也能了解到所学知识点在工程上的应用。