远程电工电子实验硬件系统的研究

陈先生528

摘要
随着信息技术的发展，远程教学已经成为-种很有意义的学习方式。远程实验
0 h3 z- G& D- y9 j1 P是工科类专业远程教学中不可缺少的环节，也是推动远程教学进一-步曾及和发展的
重要因素，因此，开展远程实验的研究势在必行。根据现有的技术条件，结合远程
教学的实际需要,本文阐述了笔者开展远程电工电子实验硬件系统研究的主要成果。
论文的主要内容有:
(1)提出了远程电工电子实验系统的方案，实验系统由远程电工电子实验硬件
平台和远程实验软件平台所组成。通过小规模实验系统的研制，验证了远
程实验的可行性。在此基础上，提出了集实验主板、信号源、数字示波器
% ]- d- M. u# b' r! L! q/ ?/ G于一体的全数字化远程电工电子实验硬件平台方案。实验用户可远程、全
数字化、实时地控制远程电工电子实验硬件平台完成实验操作。
$ O4 }+ m! m) ~4 k7 o1 y# ~+ ](2)研制了全数字化实验主板，本方案选择模拟电子开关组成16选1的节点选
择器，构成了16节点的通用实验主板，可数字化设置实验主板上的元件节
( b$ M2 f' U3 a! E3 a0 q点的连接，选取数字式电阻作为实验电阻的元件库。选取不同参数值的电
2 [2 P2 P. _+ Q# u容和电感组成电感元件库和电容元件库，由模拟电子开关对电容和电感元
件参数作数字化选择。根据实验主板的硬件结构，设计的专用电路网表转
化程序，将便于用户理解的图形化的电路描述转化为便于实际硬件操作的
. a: ^; h# z5 k( c" _+ L" r电路网表。控制实验主板的单片机借助于电路网表所提供的信息，完成实
验电路结构和参数的全数字化设置，从而实现了在同- -实验主板上完成不
; S: i- X& l: K1 }同的电工电子实验。
# b6 K. u: E+ E" \( @* O(3) 对直接数字合成技术DDS(Diret Digital Synthes)进行了分析,通过对各种
方案的比较，应用DDS技术设计了任意波形发生器AWG(Atbitrary
Weveform Generator),为了能提高该信号源的参数指标和便于实验操作，本
5 v' c. Q# l3 R! h) Q方案选择了以复杂可编程逻辑器件cpld (Complex Programmable Logiec
) o/ |$ O, W6 g- c/ JDevice )为控制核心组成DDS任意波形发生器系统，实现了波形参数的全
数字化远程控制。
; l# J. x8 i: i" c+ h6 o' l, b3 M(4) 通过了远程实验系统的联合调试，完成I远程电工电子实验样机的研制，
! f9 b6 r" O$ e可在用户端操作10个实验。
! K2 `1 n7 D8 n" E( h) D" W/ l关键词:远程，电工电子实验，数字化，实验主板，直接数字合成，任意波形发生
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开展远程实验的研究势在必行。根据现有的技术条件，结合远程 教学的实际需要,本文阐述了笔者开展远程电工电子实验硬件系统研究的主要成果。