[发明专利]一种低阶LTI连续系统特性综合性实验装置

权利要求书

1.一种低阶LTI连续系统特性综合性实验装置，其特征在于，包括依次连接的实验控制模块、便携式多功能实验设备和LTI连续系统仿真模块，其中，

所述便携式多功能实验设备包括：

激励信号发生器，在所述实验控制模块的控制下，产生发送至所述LTI连续系统电路仿真模块的实验激励信号；

响应信号采集器，在所述实验控制模块的控制下，采集所述LTI连续系统电路仿真模块的输入端和输出端的实际信号；

可编程直流电源，在所述实验控制模块的控制下，向所述LTI连续系统电路仿真模块提供直流工作电源；

所述LTI连续系统仿真模块包括：

PCB端子连接器，实现与所述便携式多功能实验设备的电气连接；

低阶LTI连续系统特性实验电路，模拟低阶LTI连续系统，基于所述实验激励信号，实现低阶LTI连续系统的特性验证实验；

时域信号采集通道选择电路，实现所述低阶LTI连续系统特性实验电路上不同观测信号的选择。

2.根据权利要求1所述的低阶LTI连续系统特性综合性实验装置，其特征在于，所述激励信号发生器、响应信号采集器和可编程直流电源集成于一便携式设备本体中。

3.根据权利要求1所述的低阶LTI连续系统特性综合性实验装置，其特征在于，所述便携式多功能实验设备通过USB接口与所述实验控制模块连接。

4.根据权利要求1所述的低阶LTI连续系统特性综合性实验装置，其特征在于，所述低阶LTI连续系统特性实验电路包括无源RLC低阶系统模拟模块、有源运放低阶系统模拟模块和自定义低阶系统模拟模块，所述无源RLC低阶系统模拟模块、有源运放低阶系统模拟模块和自定义低阶系统模拟模块的输入端和电源端直接与PCB端子连接器连接，输出端通过时域信号采集通道选择电路与PCB端子连接器连接；

基于所述低阶LTI连续系统特性实验电路完成的实验包括一阶/二阶LTI连续系统的时域响应特性观察与测试、一阶/二阶LTI连续系统的频率响应特性观察与测试、二阶LTI连续系统的典型分析与综合设计、二阶LTI连续系统内部状态轨迹显示和低阶LTI连续系统模型建模及验证。

5.根据权利要求4所述的低阶LTI连续系统特性综合性实验装置，其特征在于，所述无源RLC低阶系统模拟模块包括无源电子元器件和跳线开关，所述无源电子元器件包括电阻、电感和电容，通过跳线开关的通断实现无源RC一阶系统或RLC二阶系统的模拟。

6.根据权利要求4所述的低阶LTI连续系统特性综合性实验装置，其特征在于，所述有源运放低阶系统模拟模块包括比例电路、积分电路、一阶惯性电路和跳线开关，通过串联、并联和/或反馈形式实现有源电路低阶系统的模拟。

7.根据权利要求4所述的低阶LTI连续系统特性综合性实验装置，其特征在于，所述自定义低阶系统模拟模块包括用于放置自定义电路的空间，该空间边缘设置有与所述PCB端子连接器连接的多个端口，所述端口包括激励信号输入端口、采集信号输出端口和电源端口。

8.根据权利要求1所述的低阶LTI连续系统特性综合性实验装置，其特征在于，所述PCB端子连接器、低阶LTI连续系统特性实验电路和时域信号采集通道选择电路集成在一便携式印刷电路线路板。

9.根据权利要求8所述的低阶LTI连续系统特性综合性实验装置，其特征在于，所述印刷电路线路板上表面丝印有用于进行低阶LTI连续系统特性实验的电路原理图和简要说明文字内容。

10.根据权利要求1所述的低阶LTI连续系统特性综合性实验装置，其特征在于，所述实验控制模块包括运行有设备驱动程序和测试控制软件的计算机。