電子技術實驗臺改進思路探索

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摘要:本文闡述了電子技術實驗臺在實驗教學中起到的重要作用，分析了電子技術實驗臺的現狀，結合天煌教儀公司生產的DZX－3型實驗臺詳細剖析了目前該平臺在使用過程中存在的問題，提出了具體的改進措施。最后，簡要介紹了改進后的實驗臺的應用前景。

關鍵詞:實驗教學;電子技術;實驗平臺

1研究意義

近年來，由教育部和信息產業部共同主辦的電子設計大賽越來越受到社會各方面的關注，比賽本身對推動高等學校促進信息與電子類學科課程體系和課程內容的改革也具有很強的指導意義［1］。電子設計大賽對學生綜合應用專業知識分析解決問題以及動手實踐的能力有很高的要求，而實驗教學正是提高這些能力的有效手段。另一方面，實驗教學貫穿于整個數字電子技術和模擬電子技術的教學過程中，是電子技術教學的必由之路，也是高校電類專業系列實驗課程中的一個重要教學內容［2～4］。通過實驗演繹，不僅能夠使學生對基本理論有更深的認識，更能提高學生動手能力和啟發學生對問題的思考。實驗教學依托于實驗平臺進行，實驗平臺的好壞直接影響著實驗教學的質量。因此，簡單明了、設計合理而又安全可靠的實驗平臺更有助于教學質量的提高［5］。

2電子技術實驗設備的現狀及不足之處

2.1電子技術實驗設備的現狀

目前，各院校使用的電子技術實驗設備主要為實驗箱與實驗臺兩種，實驗箱由于體積小，電子技術實驗課程的兩個主要部分模電和數電實驗只能分開來做，分為模擬電子技術實驗箱和數字電子技術實驗箱，目前國內不少廠家都有生產實驗箱，實驗箱雖然能完成一些簡單的實驗教學任務，但缺點也顯而易見，主要體現在容量較小，能完成的實驗數量有限，對于一些提高型設計型實驗更是顯得捉襟見肘。現在多數院校在電子實驗室設備更新時較多選擇實驗臺裝置，實驗臺的空間較大，能完成的實驗項目較多，而且整體更簡潔直觀。無論是實驗箱或是實驗臺，都應能夠適應不同的實驗條件的要求［6］。國內廠家生產的電子技術實驗裝置面板基本雷同，結構類似，功能單一，只能滿足常用的數模電子實驗，而對于現在教學要求難以滿足。

2.2我院電子實驗設備的不足之處

目前我院使用的電子技術實驗平臺是天煌教儀公司生產的DZX－3型電子技術實驗臺，已沿用數年，該裝置的某些功能明顯不足，不能夠很好地滿足正常的教學需求。主要問題表現在以下幾個方面:(1)集成芯片插槽數量不足，分布也不合理。常用的16引腳和14引腳插槽數量過少，不同班級選做不同的數電實驗時經常遇到需要換插芯片的問題，由于插槽數量少并且是焊接式底座，更換芯片時經常會遇到芯片引腳彎折，造成芯片損壞，更嚴重的是，芯片引腳針斷在插槽里無法取出，導致整個芯片槽無法使用，嚴重地影響實驗教學。(2)實驗臺上與十六位數字邏輯電平輸入顯示LED相連接的三極管裸露在外側，它的管腳精細，在實驗過程中學生常常會自覺不自覺地誤觸導致三極管管腳斷裂損壞，導致發光管LED不能使用，它的焊接點在實驗面板的背側，維修更換極不方便，給多路數據輸入輸出顯示等實驗教學帶來不便。(3)面板上直流電壓表的數量不足，在某些模擬電子課程實驗中，有時需要測量輸入電壓與輸出電壓之間的變化關系，只有一只電壓表，只能分別插拔重接電壓表，不能夠實時連續地觀測它們之間的變化關系，降低了實驗的效果。(4)在數電的實驗實習課程設計等教學中，經常需要用到大量的常用集成電路芯片。譬如74/54系列的TTL電路芯片、CMOS電路芯片等等。由于學生大多數初學電路，初做實驗，在使用過程中，難免存在許多偶然的低級錯誤或者失誤，造成一些集成芯片的損壞，給后續的實驗造成很多麻煩。常規的芯片連接電路測試檢查浪費時間，也不方便，需要設計專門的集成芯片邏輯功能測試儀模塊，以對芯片進行快速有效的檢查。(5)模擬電子技術實驗區提供了0～18V可調電源，沒有運放實驗需用的穩定的±12V電源，每次實驗前都需要學生自己重新調節電壓，運放實驗精度要求較高，電壓的波動對輸入輸出關系的影響較大，其結果使得不同學生得出的實驗結果往往存在著較大的偏差。

3具體的改進措施

針對我院電子技術實驗臺以上的不足，我們提出了如下的一些改進措施:(1)對于芯片插槽數量不足的問題，傳統的焊接式芯片插槽如上述所言，有諸多的不便和缺陷之處，擬全部采用帶彈簧鎖緊的芯片插槽，這種插槽有許多優點，方便靈活，不易損壞芯片。實驗面板采用分立插接式結構，根據不同的實驗要求選擇不同的芯片插槽的種類和數量，更換方便靈活。(2)與數字邏輯顯示相連接的三極管全部放在實驗面板的背面，避免觸碰，設計成分立式LED顯示模塊，將三極管、LED和電阻組合成一個輸出顯示模塊，減少三極管使用的人為損壞，提高LED邏輯電平指示的效能。(3)儀表部分。增加一只直流電壓測量儀表，這樣可以實現輸入輸出電壓測量的同步關聯，能夠實時地觀測實驗電路中輸入電壓與輸出電壓之間的變化關系，使得結果分析更加清晰準確。(4)設計專用的集成電路芯片邏輯功能測試儀模塊，用以檢測常用集成芯片的好壞，減少實驗線路連接故障時的查找和檢測時間，提高實驗教學的效果。(5)在電源部分增加穩定的±12V電壓，這樣在基本放大電路和集成運放實驗中將有更穩定和可靠的電壓源輸出，測量的準確性和精度將會更高。整個實驗單元均采用分立模塊式結構，在實驗教學和學生自己動手學習設計等選擇中將更加方便靈活，能提高學生對實驗電路和各種元件的認識，激發學生對電子電路知識學習的興趣和了解

4應用前景

改進后的電子技術實驗臺能完成正常的實驗教學需要，對于現在要求的多增加些開放型設計型實驗教學，本平臺能夠達到更好的兼容，對現在大學生的SRT項目、大學生科技活動競賽、研究生科研等能夠提供有力的支撐。新平臺的分立式模塊化結構方便靈活，可以讓學生自己動手設計和搭接線路，對學生的動手實踐和創新能力能有極大的提高。

5結語

電子信息技術的飛速發展為電類、非電類專業教學提出了更新、更高的要求，這要求教師應能更高效地完成教學計劃，使學生學有所得，學有所獲。本實驗臺充分考慮了學生實驗過程中影響實驗效率的因素，并對其進行相應優化，讓學生能夠在實驗中更加注重實驗本質與內涵而不被實驗平臺自身缺陷所困擾。同時，有利于促進實驗教學的進一步改革，為教師實驗教學質量的提高提供了一定的幫助。

參考文獻:

［1］張曉東，印月，周群.電子技術實驗箱設計思路新探索［J］.實驗科學與技術，2016，14(2):69－71.

［2］程春雨，吳振宇，吳雅楠，等.適于層次化教學模擬電子技術實驗平臺的研制［J］.實驗室科學，2000，17(5):34－37.

［3］馬楚儀，張廷鋒.電子技術綜合設計性實驗平臺的建設與實踐［J］.中國現代教育裝備，2009(13):120－122.

［4］謝銳，陳崇輝.電子技術實驗平臺的設計與改進［J］.科技創新與應用.2016(6):27－28.

作者：鄒春富 單位：南京農業大學