電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱設(shè)計(jì)思路探討

胡望波 咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院

電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱設(shè)計(jì)思路探討

胡望波 咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院

電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要使用電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱，無(wú)論是在課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)上還是在課外實(shí)踐過(guò)程中，各個(gè)階段都需要電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱。但目前的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱存在著一系列的問(wèn)題，為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，研究組需要自主研發(fā)一個(gè)新型的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱，需要轉(zhuǎn)變思想，摒棄傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，利用新型的電路結(jié)構(gòu)方式，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)箱各功能的模塊化，具有強(qiáng)大的拓展功能，并且很耐用，價(jià)格又在合理的范圍內(nèi)。下面將對(duì)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討。

電子技術(shù)；實(shí)驗(yàn)箱；設(shè)計(jì)思路

引言

電類專業(yè)教學(xué)的基礎(chǔ)設(shè)施是電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱，無(wú)論是課堂教學(xué)還是課外實(shí)踐活動(dòng)都離不開(kāi)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱，它貫穿于大學(xué)學(xué)習(xí)實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及電子設(shè)計(jì)等各個(gè)過(guò)程中。但目前的電子實(shí)驗(yàn)箱存在著一些問(wèn)題，為了提供一個(gè)更好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，本文將探討電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱的新思路。通過(guò)新型的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱，教師既可以向?qū)W生安排實(shí)驗(yàn)活動(dòng)又可以進(jìn)行知識(shí)的講解，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度。另一方面，學(xué)生還可以將實(shí)驗(yàn)箱帶到寢室進(jìn)一步地進(jìn)行試驗(yàn)，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。新型電子實(shí)驗(yàn)箱的應(yīng)用可以使得學(xué)生更加主動(dòng)地學(xué)習(xí)，推進(jìn)電子技術(shù)課程的教學(xué)。

1.目前電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱存在的問(wèn)題

目前我校采用的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱已經(jīng)不能滿足學(xué)生和教師的需要。當(dāng)前使用的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱，存在的主要問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下兩點(diǎn)。

1.1 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱的元器件老化嚴(yán)重

由于購(gòu)買電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱過(guò)早，也已經(jīng)使用了很長(zhǎng)時(shí)間，很多元器件已經(jīng)出現(xiàn)老化和破損的情況，器件的破損直接導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課程無(wú)法順利開(kāi)展，因此，不能滿足學(xué)生對(duì)上課實(shí)驗(yàn)的需要，使得課堂教學(xué)效率低下，完全不能滿足實(shí)驗(yàn)改革的需求。

1.2 實(shí)驗(yàn)箱的功能性比較單一，綜合性不高

目前而言，學(xué)校使用的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱，一般分為兩種。一種是數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)箱，另一種是模擬電子實(shí)驗(yàn)箱。學(xué)生在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)必須要掌握這兩種型號(hào)的實(shí)驗(yàn)箱，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)加重，需要花更多的時(shí)間在這上面[1]。另一方面，每個(gè)實(shí)驗(yàn)箱的功能都比較簡(jiǎn)單，只能完成內(nèi)容較少的實(shí)驗(yàn)。而電子電路包含太廣單一的電路不能實(shí)現(xiàn)電子電路功能系統(tǒng)的功能多樣化。

2.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱設(shè)計(jì)新思路

就目前而言，電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱中，元器件安裝的位置比較小，沒(méi)有單片機(jī)接口處，所以不能大規(guī)模的對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。依照這一現(xiàn)狀，本文通過(guò)自主研發(fā)，制作了一個(gè)新型的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱。具體情況如下。

2.1 對(duì)實(shí)驗(yàn)箱的外觀進(jìn)行改造

在考慮課程對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)尺度的安排，不對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量產(chǎn)生影響的情況下，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)室的美觀程度。新型的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱的尺寸控制在合適的范圍內(nèi)，重量控制在6Kg以內(nèi)。利用鋁合金箱對(duì)其進(jìn)行封箱包裝，造型美觀。

2.2 對(duì)功能電路進(jìn)行模塊化

采用模塊化的設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)出新型的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱，對(duì)模和模電輸出單元進(jìn)行分離膜塊設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的不同要求，可以對(duì)其進(jìn)行自由地安裝模塊，非常的方便與靈活。另一方面，對(duì)芯片的臭作和固定安裝區(qū)域的器件進(jìn)行混合排列的方式[2]。芯片的管腳插孔的周圍會(huì)均勻排列著些器件的插孔。在實(shí)際電路連接過(guò)程中，能夠連接地更為緊湊，減少電路故障的發(fā)生情況。在不使用芯片的情況下，芯片的抽空可以當(dāng)做固定器件的接口來(lái)利用。

2.3 為信號(hào)測(cè)量增加專用的端口，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程與在線系統(tǒng)測(cè)量

實(shí)驗(yàn)室教學(xué)改個(gè)中有“在線測(cè)試系統(tǒng)”設(shè)置，為了滿足這一要求，新型電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱專門為其增設(shè)了電路參數(shù)以及波形測(cè)試的功能區(qū)。在此設(shè)計(jì)中，有6個(gè)可以自動(dòng)鎖緊數(shù)據(jù)源的電壓測(cè)試插孔，并且為在自動(dòng)鎖緊式的插座周圍還有適當(dāng)?shù)夭遄?，設(shè)計(jì)了4個(gè)示波器接口和探頭阻抗匹配電路。每個(gè)接口的設(shè)置可以自動(dòng)切換斷開(kāi)和啟動(dòng)[3]。可以在1X和10X這兩種方式內(nèi)進(jìn)行自由地切換。其中，1X是有源方式，在信號(hào)較弱、電源紋波較小的情況下進(jìn)行測(cè)量。10X方式屬于無(wú)源10被的衰減的方式，對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)可以對(duì)示波器的波形進(jìn)行糾正。

2.4 功能拓展區(qū)可以實(shí)現(xiàn)自主設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如果電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱設(shè)有擴(kuò)展功能，例如夜景顯示和單機(jī)片等，可以使得實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容更加完善與齊全，有效地提高實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，為電子實(shí)驗(yàn)室提供了更加優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)裝備[4]。學(xué)生可以自主地根據(jù)實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目任務(wù)和規(guī)定的要求，對(duì)實(shí)驗(yàn)箱上的模塊進(jìn)行選擇，通過(guò)導(dǎo)線將各個(gè)模塊連接起來(lái)，并根據(jù)電路的指標(biāo)選擇合適的參數(shù)元件，將其安插到各個(gè)模塊中，通過(guò)不斷地調(diào)式完成電子項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)工作。學(xué)生子啊通用板上對(duì)元件進(jìn)行安裝、焊接與調(diào)式都屬于比較常規(guī)性的電子項(xiàng)目開(kāi)發(fā)工作，開(kāi)發(fā)時(shí)間的多少與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的難易程度有關(guān)，開(kāi)發(fā)工作所需要的最少的天數(shù)也要幾天或是幾個(gè)月。但這新型的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱功能性強(qiáng)大，僅僅通過(guò)對(duì)元件的安插、安插導(dǎo)線等幾個(gè)步驟就能快速地對(duì)電路功能進(jìn)行驗(yàn)證，所以在更短的時(shí)間就能完成項(xiàng)目開(kāi)發(fā)工作，甚至一天之內(nèi)就能做好幾個(gè)方案。新型電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱的使用會(huì)大大提高學(xué)生的電子系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用和設(shè)計(jì)能力。

新型電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱的設(shè)計(jì)工作已經(jīng)完成，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)箱的適用性，讓學(xué)校的教師與學(xué)會(huì)生進(jìn)行工能性的測(cè)試，結(jié)果表明，新型的實(shí)驗(yàn)箱操作更為簡(jiǎn)單，保護(hù)功能更為強(qiáng)大，電路搭建也很方便，受到了廣泛地好評(píng)。

3.結(jié)語(yǔ)

電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱是電子類專業(yè)的學(xué)生經(jīng)常使用的一個(gè)設(shè)備，無(wú)論是在課堂實(shí)驗(yàn)還是子啊課后實(shí)踐中都需要。而目前的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱存在著一系列問(wèn)題。為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率，提高學(xué)生實(shí)際操作能力，探索研究了新型的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱，在不影響實(shí)驗(yàn)效果的情況下使電子科技實(shí)驗(yàn)箱變得更加美觀，增加實(shí)驗(yàn)箱的功能性，使其貢呢實(shí)現(xiàn)模塊化，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求進(jìn)行自主安裝，同時(shí)功能拓展區(qū)實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)設(shè)計(jì)，縮短項(xiàng)目開(kāi)發(fā)所需要的時(shí)間，使其操作更加簡(jiǎn)單并且容易掌握。

[1]鄭勇.梁海峰.吳勇.等.新型自控原理實(shí)驗(yàn)裝置的研制[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2015，13(4):98

[2] 張遠(yuǎn)岐.任茂林.劉國(guó)昌.電路模擬數(shù)字綜合實(shí)驗(yàn)箱的研制[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2014，17(5):65

[3] 沈任元.學(xué)生主動(dòng)型實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降奶剿髋c實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015,26（5）∶96

[4] 劉涇.數(shù)字模擬多功能實(shí)驗(yàn)箱的研發(fā)[J].綿陽(yáng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2014,36（9）∶56

胡望波（1977—），男，漢族，湖北黃岡人，學(xué)士學(xué)位，講師，研究方向∶電子技術(shù)、制冷與空調(diào)技術(shù)