HK-430型RLC电路特性及应用实验仪

技术参数

一、设备主要性能、特点

本设备满足《模拟电路》、《数字电路》、《电子技术基础》、《电路分析》等课程实验大纲的教学要求，结合当前电子技术实验发展趋势，针对铝合金实验箱维修难、容易坏、工艺一般等问题，研发的新型芯片设计技术实验箱，可以拓展完成虚拟电子技术仿真、虚拟仪器使用等现在电子技术发展的要求，全模块化设计、同时全新设计了稳压电源，全部数字化设计，大幅度提高了可靠性及使用效率

1. 实验平台由全模具设计，平台尺寸：350mm×260mm×60mm，采用优质PVC及白色工程塑料一次成型。采用工业标准电源线220V直接供电，默认上电自启动，同时额外预留24V供电接口以作备用；留有虚拟示波器、虚拟信号源接口，电源接口，I/O接口等常用接口，平台可扩展以太网、485、USB等多种通讯接口，2种电源供电接口及通讯接口位置均布置在实验箱侧面。

2. 配置±5V/1A、±12V/0.5A、24V/3A全数字化设计（可数字化设置启停），可扩展2路隔离电源0～30V/0.2A连续可调稳压恒流电源，恒流源电流保护值输出功率可200mA～0.9A任意设置，具有1键进入恒压恒流模式，调节精度0.01V/1mA，具有3档速度调节，编码器设置功能，默认输出6V(10mA）和12V（10mA），具有电压断电保持功能，能量吸收功能，可通信设置电压电流，恒压和恒流模式，具有通信接口及全网络数据监测功能，可扩展LABVIEW及手机APP软件等云端工具。

3. 提供2路8位逻辑电平输出及对应逻辑电平指示。

4. 整机可放置4个实验模块，模块采用2mm厚印制线路板制成（尺寸：130mm×80mm×20mm），正面印有元器件图形符号并焊好相关的元器件，反面为印刷线路，正反采用3mm亚克力面板保护，激光开孔留出测试点及2号座，采用镀锌柱子完成电路电源供应。模块底部采用磁吸设计，模块化设计，方便用户更换安装不同模块。

5. 实验模块：提供一阶二阶动态电路实验、电压源与电流源的等效变换实验、基尔霍夫定理/叠加原理实验、RC选频网络实验、RLC串联与并联谐振实验、戴维南及诺顿定理实验。

6. 提供RLC元件阻抗特性的测定实验，提供元器件搭建区域，学生可自行进行相关电路搭建，提供多种电容、电阻和电感。

7. 提供开放式接口，设有各种类型的电容、电感、电阻、二极管、三极管等基本元器件供学生进行电路搭建。

8. 电路原理技术仿真软件1套

完成电子技术线上实验，包含数字电路、模拟电路、电路原理部分：

8.1 虚拟仿真软件与实验室场景1:1仿真，本项目中实验设备数字电路实验、模拟电路实验、电路原理实验与市面上硬件教学设备1:1仿真，实验流程1:1仿真，采用3D仿真模式进行实验。

8.2 软件前端界面由HTML语言开发实现，用于界面交互以及实验效果展示。后端程序由ThinkPHP框架开发完成，存储用户的基本数据信息，对用户提交的实验数据进行分析统计。实验内容由unity3D引擎开发，开发语言为C#，开发完成后输出WEBGL格式；分为后台管理（教师端）及实验选择、操作（学生端）。

8.3 虚拟仿真软件通过对教学实验设备实物进行等比例建模和渲染搭建成虚拟的实验室场景，虚拟的实验设备可以让用户脱离实物进行实验方法和操作技能的学习，避免线路故障、硬件损坏等突发情况的发生。

8.4 软件为在线虚拟仿真软件，通过浏览器直接打开网页，不接受单机版软件，解决用户因没有相关实验器材而不能练习操作的问题。用户可以方便快捷的学习有关专业的实验内容。软件中的每个实验包括实验目的、实验原理、元器件、电路搭建、实验报告、实验成绩六个模块。

8.5 软件中涉及到实验数据添加随机小数，并根据相关数学公式计算所得，保证实验数据的灵活性，同时，学生也可以经过软件的模拟学习后，后期在硬件实验台上进行数据的实测验证。

8.6 学生仿真接线时可以通过工具栏按钮修改导线的颜色，对已经接好的线段进行修改删除操作。

8.7 线上模拟电路实验箱：采用3D建模，使用感与硬件设备一致，包含以下部分：

（1）电源部分：具备仿真电源开关功能，提供包含固定±5V、±12V直流电源输出接口，±1.5V～12V直流可调电源输出接口；提供交流低压电源包含14V、16V、18V、7.5V输出接口。

（2）仿真仪表部分：提供0～500V的数字直流电压表，分四档，包含500mV档、5V档、50V、500V档；2A数字直流电流表，分四档，包含2mA档、20mA档、200mA、2000mA档。

（3）仿真实验模块：提供分立元件设计区：包含二极管、稳压管、发光二极管、可控硅、单结晶体管、三端稳压管、电位器、三极管、喇叭、电位器、IC插座、开关、电阻、电容和电感：设计有桥堆2W10 1个、二极管1N4007 4个 / IN4148 2个、稳压管2DW231 / 2CW53 / DC6.2V各1个、发光二极管1个、可控硅2P4M/BCR各1个、单结晶体管BT33 1个、三端稳压管7812 / 7912各1个，1W 电位器1K 1个、三极管33DG6B / 3DG12 / 3CG12 / 2SJ11 / 3DJ6F / 9014 / 9012各1个、8欧姆喇叭1个、0.5W电位器10K / 100K / 680K各1个、IC40 / IC16 / IC14插座各1个、IC8 2个、1×2开关1个，各种固定值的电阻、电容和电感。

（4）自主扩展：提供二极管1N4007 4个 / IN4148 2个、稳压管2DW231 / 2CW53 / DC6.2V各1个、发光二极管1个、可控硅2P4M / BCR各1个、单结晶体管BT33 1个、三端稳压管7812/7912各1个，三极管33DG6B / 3DG12 / 3CG12 / 2SJ11 / 3DJ6F / 9014 / 9012各1个、8欧姆喇叭1个、1W电位器1K/10K/100K/1M各1个、IC40/IC16/IC14插座各1个、IC8 2个、1×2开关1个，各种固定值的电阻、电容和电感60多个仿真模型，另设计有阻容件自由接插区。

（5）仿真直流信号源：提供双路 -0.5V～+0.5V连续可调。

（6）模拟电路仿真实验内容：单管交流放大电路实验，射级跟随电路实验，两级交流放大电路实验，负反馈放大电路实验，比例放大运算电路实验，加减法运算电路实验，积分与微分电路实验，低通、高通、带通、带阻有源滤波器实验，RC正弦波振荡电路实验，LC振荡电路实验，集成电路RC正弦波振荡电路实验，整流滤波与并联稳压电路实验，OTL功率放大器实验，集成稳压电路实验。

8.8 线上电路原理实验箱：采用3D建模，使用感与硬件设备一致，包含以下部分：

（1）电源部分：具备仿真电源开关功能，提供固定±5V、±12V直流电源输出接口，0～30V/0～200mA双路可调直流电源输出接口。

（2）仿真仪表部分：提供4位数码电压电流双显示（输入0.00～30.00V，0～199.9mA低电流显示19.00mA）。

（3）可调电阻：提供实验所需的各种元件，如电阻、电容、电感及开关等，阻值为0～99999.9Ω/2W，6位数码指示当前电阻值，12个按键对应相应电阻值设置。

（3）仿真实验模块：绘制标准线路板，基尔霍夫定理/叠加原理实验、电压源与电流源的等效变换实验、受控源VCVS和VCCS实验、RLC串并联、戴维南及诺顿定理实验、二端口网络及诺顿定理、一阶二阶动态电路实验、RC选频网络实验；

（4）自主扩展：提供开放式接口，仿真模型包含拨码开关1个，8P芯片座1个，14P芯片座1个，复位按钮1个，30Ω/51Ω/120Ω/510Ω/100Ω/1KΩ/2KΩ/3K/10kΩ/20kΩ电阻各1只，2200PF/0.01UF/0.1UF/0.22UF/1UF/15UF电容各1只，1N4007二极管2只，1N4148二极管2只，2AP9和2CW51各1只，6个测量点等基本元器件供学生进行电路搭建。

（5）电路原理仿真实验：包含基尔霍夫定律的验证，叠加原理的验证，电压源与电流源的等效变换，戴维南定理和诺顿定理的验证，最大功率传输条件的测定，受控源的实验研究，典型电信号的观察与测量，RC一阶电路的相应测试，二阶动态电路响应的研究，RC电路的动态过程，RC选频网络特性测试，RLC串联谐振荡电路的研究，RLC串联与并联谐振。

8.9 线上数字电路实验箱：采用3D建模，使用感与硬件设备一致，包含以下部分：

（1）电源部分：具备仿真电源开关功能，提供包含固定5V、±12V直流电源输出接口。

（2）仿真实验模块：包含12位逻辑电平输出、12位逻辑电平指示、6位BCD译码驱动数码管2组、2位七段LED数码管3组；提供14-40PIN的DIP封装高品质零拔力的锁紧插座各1个，总数16个；提供电位器2组、电子音响元件1组、逻辑笔单元1组。

（3）仿真信号源：

1）单脉冲电路：提供2组单脉冲电路，每组采用消抖动的R-S电路，产生正、负脉冲各一个。

2）脉冲源：1HZ、10HZ、100HZ、1KHZ、10KHZ、100KHZ、1MHZ固定连续脉冲。

3）可调连续脉冲：1KHz～100KHz。

（4）数字电路仿真实验：包含TTL集成逻辑门的逻辑功能测试，组合逻辑电路的设计与测试，译码器及其应用，数据选择器及其应用，触发器及其应用，集成逻辑电路的连接和驱动，其他数电类实验。

9. 实验项目名称如下：

（1）叠加原理验证实验。

（2）戴维南定理验证实验。

（3）RC一阶电路响应测试实验。

（4）二阶动态电路响应研究实验。

（5）R、L、C串联谐振电路研究实验。

（6）典型电信号观察与测量实验。

（7）RC选频网络特性测试实验。