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2024-10-18 07:00

電力電子技術(shù)及數(shù)模電綜合實驗臺，模擬電路實訓(xùn)

導(dǎo)言：
　　在當(dāng)今高速發(fā)展的電子信息時代，電力電子技術(shù)與數(shù)字模擬電路（數(shù)模電）的綜合運用日益成為工業(yè)、交通、通信等多個領(lǐng)域的核心。為了滿足教育界對于高素質(zhì)電子技術(shù)人才的培養(yǎng)需求，電力電子技術(shù)及數(shù)模電綜合實驗臺應(yīng)運而生，成為教學(xué)和實訓(xùn)中不可或缺的重要工具。
　　一、電力電子技術(shù)及數(shù)模電綜合實驗臺簡介
　　電力電子技術(shù)及數(shù)模電綜合實驗臺是一款集成了電力電子技術(shù)與模擬-數(shù)字電路實驗功能的教學(xué)設(shè)備。它不僅涵蓋了電力電子變換、控制與驅(qū)動等基礎(chǔ)實驗內(nèi)容，還包含了模擬電路和數(shù)字電路的設(shè)計、分析與調(diào)試等實踐項目。該實驗臺采用模塊化設(shè)計，便于學(xué)生理解不同電子元件與電路之間的關(guān)系，并通過實物操作加深理論知識的理解。
　　二、主要功能特點
　　1. 多功能集成：集電源管理、信號處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等功能于一體，支持多種電力電子與數(shù)模電實驗。
　　2. 靈活配置：提供豐富的接口和擴展模塊，方便學(xué)生根據(jù)不同的實驗需求進行快速搭建和調(diào)試。
　　3. 實時監(jiān)控：配備有實時數(shù)據(jù)采集與顯示系統(tǒng)，幫助學(xué)生直觀了解實驗過程中各參數(shù)的變化情況。
　　4. 安全保護：設(shè)有過流、過壓、過熱等多重保護措施，確保實驗過程的安全性。
　　5. 易于操作：友好的用戶界面和詳盡的操作指南，使得學(xué)生即使是初次接觸也能快速上手。
　　三、教學(xué)應(yīng)用價值
　　電力電子技術(shù)及數(shù)模電綜合實驗臺在教學(xué)中發(fā)揮著極其重要的作用：
　　1. 理論與實踐結(jié)合：通過實際操作讓學(xué)生將抽象的電子理論知識轉(zhuǎn)化為具體技能，增強學(xué)習(xí)的實踐性和趣味性。
　　2. 創(chuàng)新能力培養(yǎng)：鼓勵學(xué)生在完成基礎(chǔ)實驗的同時，進行創(chuàng)新性設(shè)計與改進，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛力。
　　3. 團隊協(xié)作精神：學(xué)生在分組完成復(fù)雜實驗的過程中學(xué)會協(xié)作與交流，提升團隊合作能力。
　　4. 工程意識形成：模擬真實的工程項目環(huán)境，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中逐漸形成工程化的思維模式。
DBC-6 電力電子技術(shù)及數(shù)模電綜合實驗臺
 
電力電子技術(shù)及數(shù)模電綜合實驗臺
（設(shè)備尺寸：長1400mm*寬700mm，高1500mm）
一、概述
1、采用模塊化設(shè)計，包含數(shù)字電路實驗單元、模擬電路實驗單元、電路原理實驗單元；防反接設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)短路保護及自動恢復(fù)功能；
2、配套使用的單元電路模塊尺寸約150×125mm，每個模塊正面有中英文標(biāo)識，反面工程塑料開模底盒無縫保護，單元電路模塊底盒采用透明亞克力，防塵防潮。配有4個專用供電及固定插座，與實驗掛箱配套使用，外觀精美而耐用；
3、單元電路模塊上集成兩種供電方式，確保單元模塊既可以安裝在實驗箱上使用，通過實驗箱底板進行供電，又可以脫離實驗箱底板，通過外部供電獨立進行實驗；
4、主要由實驗箱主體、實驗?zāi)K搭建組成，實驗箱主體采用高密度復(fù)合材料、鋁合金包邊、不銹鋼鉸鏈鉚接而成，實驗箱主面板才用優(yōu)質(zhì)PCB材質(zhì)。
★二、實驗資源
1、電源輸入：AC220V±10%50Hz
2、電源輸出：
1）提供直流電源輸出：-5V/0.2A~+5V/0.2A可調(diào)， -12V/0.2A~+12V/0.2A可調(diào)，固定電源+12V/1A，-12/1A,+5V/1A，-5V/1A；設(shè)有短路保護自動恢復(fù)功能；
2）提供交流電源AC15V，AC7.5V，AC0V；
3）信號源（函數(shù)發(fā)生器）：
幅度連續(xù)可調(diào)信號源，可輸出三角波、方波、正弦波，頻率范圍10Hz~100KHz；
提供正負輸出單次脈沖（脈沖信號發(fā)生器）：
提供正負脈沖輸出，每按一次輸出一個正負脈沖；
4）提供三態(tài)邏輯測試筆：
可測量和顯示TTL電平的高電平、低電平和高阻態(tài)；
3、提供12V/5W燈泡負載一個；
4、提供200歐/2W功率電阻一個；
5、提供12V/1.2W直流電機負載一個；
6、智能型真有效值交流數(shù)字毫伏表
1)測量范圍：0.2mV～400V, 具有量程自動切換,超量程自動報警功能。
2)TFT液晶屏顯示四位測量值。
3)測量精度：±0.5%+5。
4)頻率范圍：10Hz～600KHz。
5)輸入阻抗：1MΩ，輸入電容≤30pF。
6)抽樣率：5次/秒
7)工作溫度范圍：-20℃～+50℃。
8)儀表采用現(xiàn)代化技術(shù)，液晶中文顯示，具備智能化數(shù)字化，具備人機界面，通過按鍵能夠?qū)x表進行設(shè)置操作,量程自動切換模式、校準(zhǔn)、調(diào)零、濾波級數(shù)設(shè)置、通信地址設(shè)置、超量程保護、短路保護等功能。硬件部分整體性強，集成度高，采用表貼工藝制作，工業(yè)塑料外殼，面板嵌入安裝，使用穩(wěn)定，容易更換和升級維護。
7、提供50W單相變壓器一只，作為電力電子模塊的同步變壓器和整流變壓器使用。輸入AC220V，輸出AC15V，AC17V, AC24V。
三、實驗?zāi)K
（1）模擬電路實驗?zāi)K
①　晶體管放大電路一
模塊上具有電源供電指示及供電單元、晶體管放大單元模塊電路，可完成單管放大電路實驗、兩級放大電路實驗、負反饋放大電路實驗等試驗內(nèi)容，實驗電路通過開關(guān)切換即可完成不同實驗電路的搭建。同時配有專用的波形測試環(huán)，方便波形的測量。
②　晶體管放大電路二
模塊上具有電源供電指示及供電單元、差分放大電路、場效應(yīng)管放大電路，可完成場效應(yīng)管放大電路實驗以及差動放大器等實驗內(nèi)容，實驗電路通過開關(guān)切換即可完成不同實驗電路的搭建。同時配有專用的波形測試環(huán)，方便波形的測量。
③　波形發(fā)生電路
模塊上具有電源供電指示及供電單元、波形發(fā)生電路，可完成RC正弦波振蕩器實驗、LC正弦波振蕩器等實驗內(nèi)容，實驗電路通過開關(guān)切換即可完成不同實驗電路的搭建。同時配有專用的波形測試環(huán)，方便波形的測量。
④　集成運放電路
模塊上具有電源供電指示及供電單元和集成功放放大電路實驗內(nèi)容等，同時模塊還提供各種實驗中所需要的電阻、電容、二極管等常用元器件以滿足實驗需求。
⑤　功率放大電路
模塊上具有電源供電指示及供電單元、功率放大電路，可完成OTL功率放大電路、集成功率放大電路等實驗內(nèi)容，實驗電路通過開關(guān)切換即可完成不同實驗電路的搭建。同時配有專用的波形測試環(huán)，方便波形的測量。
⑥　直流穩(wěn)壓電源電路
模塊上具有電源供電指示及供電單元、整流電路、輸入濾波、輸出濾波、可調(diào)集成穩(wěn)壓、二極管穩(wěn)壓、晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓、晶閘管可控整流、固定集成穩(wěn)壓電路，可完成各種穩(wěn)壓電路實驗內(nèi)容。
（2）數(shù)字電路實驗?zāi)K
①　DIP拓展電路一
模板上具有電源供電指示及供電單元、2組14腳鎖緊插座，方便擴展使用各種數(shù)字芯片，拓展實訓(xùn)內(nèi)容。
②　DIP拓展電路二
模板上具有電源供電指示及供電單元、1組20腳鎖緊插座，軍品圓孔型直插式IC插座，方便擴展使用各種數(shù)字芯片，拓展實訓(xùn)內(nèi)容。
③　DIP拓展電路三
模板上具有電源供電指示及供電單元、2塊400孔面包板，提供16路單排插座轉(zhuǎn)鍍金臺階插座電路，方便擴展使用各種數(shù)字芯片，自由搭建實驗電路，拓展實訓(xùn)內(nèi)容。
④　邏輯電平輸出電路
模塊上具有電源供電指示及供電單元、2組TTL三態(tài)輸出電路單元（帶三色指示燈）、16路TTL電平輸出單元（帶三色指示燈）、16路帶驅(qū)動TTL電平指示單元（三色指示燈），提供實驗所需各種邏輯電平資源。
⑤　LED顯示電路模塊
模塊上具有電源供電指示及供電單元、共陰數(shù)碼管單元、共陽數(shù)碼管單元、8*8LED點陣單元，6組LED數(shù)碼管及配套驅(qū)動顯示單元，可在模塊上完成各種LED基礎(chǔ)顯示實驗及數(shù)字時鐘實驗。
⑥　數(shù)電選配芯片套件
提供1套實驗所需各種數(shù)字邏輯芯片，滿足常規(guī)數(shù)字電路實驗和學(xué)生自行創(chuàng)新實驗的需求。
⑦　單結(jié)晶體管觸發(fā)電路模塊
提供單結(jié)晶體管BT33（或BT35）觸發(fā)電路、經(jīng)脈沖變壓器隔離放大電路后，產(chǎn)生2路晶閘管觸發(fā)脈沖G-K，設(shè)有移相控制電位器及波形觀測孔。
⑧　單相全橋觸發(fā)電路模塊
提供西門子TCA785集成觸發(fā)電路，經(jīng)脈沖變壓器隔離放大電路后，產(chǎn)生4路晶閘管觸發(fā)脈沖G-K，其中2路和另外2路相位互差180度，可完成單相全控橋式整流和單相半控橋式整流觸發(fā)，設(shè)有移相控制電位器及波形觀測孔。
⑨ 單相整流主電路模塊
提供 4只晶閘管，設(shè)有阻容吸收和熔絲保護功能。提供2只二極管和24V燈泡負載一只。
⑩ SPWM 逆變電路原理（DC-AC）模塊
  提供SPWM波形發(fā)生器，2路IR2110橋式驅(qū)動電路，4只MOSFET，構(gòu)成單相全橋SPWM逆變電路。
★四、電子實訓(xùn)創(chuàng)新教學(xué)與管理模塊-元器件檢測模塊（全室配1套）
（1）印刷線路板為單層印刷電路板，印刷線路板厚度為2mm，每塊印刷線路板四個角上有4mm鏍絲固定孔。
（2）印刷線路板的正面印刷：正面用白底黑字清晰的繪制出器件符號。印刷線路板的反面制作：印刷線路板線寬3mm，器件裝在反面, 正面用鍍金接線孔引出。
（3）線路板固定在塑料密封盒口上，塑料密封盒底內(nèi)貼一個寫有編號內(nèi)容的無線射頻卡，手持式RFID讀卡器，除了要能讀寫無件盒的編號，還要能顯示出該元件盒的標(biāo)準(zhǔn)答案。
（4）元器件檢測元件為三極管、電解電容、二極管，晶閘管、單結(jié)晶體管檢測內(nèi)容為器件類型、 管腳名及好壞的判斷，每塊檢測板在內(nèi)部接線要有所差異，如三極管的E、B、C三個極任意接到編號為1、2、3的三個引出點上。
注：（5）RFID讀卡器為整個實驗室配置1套。
五、設(shè)備可完成的實驗項目
1、電力電子技術(shù)實驗
實驗一  單結(jié)晶體管觸發(fā)電路
實驗二  西門子TCA785集成觸發(fā)電路
實驗三  單相半波可控整流電路
實驗四  單相橋式半控整流電路
實驗五  單相橋式全控整流電路
實驗六  單相SPWM逆變電路原理（DC-AC）
2、模擬電路部分
實驗一  常用電子儀器的使用
實驗二  單管放大電路的測量
實驗三　場效應(yīng)管放大器
實驗四　負反饋放大器
實驗五　差動放大器
實驗六  集成運放基本運算電路
實驗七  集成運放比較器
實驗八  集成運算放大器的有源濾波器
實驗九  RC正弦波振蕩器
實驗十　LC正弦波振蕩器
實驗十一　低頻功率放大器（Ⅰ）─OTL 功率放大器
實驗十二　低頻功率放大器（Ⅱ）─集成功率放大器
實驗十三　集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓電源
實驗十四  串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電源
3、數(shù)字電路部分
實驗一  數(shù)字電路實驗基礎(chǔ)
實驗二  集成邏輯門電路的邏輯功能
實驗三  組合邏輯電路的分析
實驗四  數(shù)據(jù)選擇器
實驗五  小規(guī)模組合邏輯電路的設(shè)計
實驗六  中規(guī)模組合邏輯電路的設(shè)計
實驗七  觸發(fā)器
實驗八  同步時序邏輯電路的分析
實驗九  中規(guī)模集成時序邏輯器件的應(yīng)用
實驗十  計數(shù)器
實驗十一  數(shù)字鐘

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