自主式信號與系統實驗裝置
自主式信號與系統實驗裝置針對信號與系統實驗,是天津大學精儀學院精密儀器與光電子國家級實驗教學示范中心傳感技術與測控電學實驗室自行研制的本科生實驗教學裝置,從2009年以來,通過近六年的運行,該實驗裝置能夠滿足本校及外校相關專業實驗教學要求。由于該實驗裝置與理論結合密切,能直接地理解數學公式的內涵,對幫助學生理解課堂教學中的相關內容起到了非常好的效果。對提高學生的學習興趣及創新能力都起到了很好的促進作用。
信號與系統對信號的概念包括:確定信號與隨機信號,連續信號與離散信號,周期信號與非周期信號,功能信號與能量信號。信號與系統對系統的概念包括:線性系統與非線性系統,非時變系統與時變系統,連續時間系統與離散時間系統。
自制的實驗裝置包括信號發生電路(矩形、正弦、方波和脈沖波)、運算電路(加法、減法、積分和微分)、頻率響應電路(低通、高通、帶通和帶阻)、調制與解調電路(AM調制及包絡/同步解調)、信號采集電路(數字及模擬信號采集)、全通/無失真/陷波電路、典型二階閉環系統模擬。實驗設備采用模塊化,即電路板分塊組合,隨著課程要求,可以增加新的實驗電路。
自制的實驗裝置基本涵蓋課程內容,實驗內容符合科學原理,體現科學知識和科學過程相統一的原則。通過信號與系統電路實驗,使同學認識到所學課程的實際意義,理論聯系實際應用,有利于學生學習科學知識,樹立科學意識,掌握科學方法和實驗技能。
目前在高校教學儀器類別中,信號與系統實驗儀器比較多,但都是將電路焊接成固定的電路模式,演示成分多,學生通過連接輸入/輸出線看實驗結果。這樣的實驗儀器,電路參數變化不大,缺少設計、探索環節。
天津大學精密儀器與光電子國家級實驗教學示范中心傳感技術與測控電學實驗室自行研制的自主式信號與系統實驗裝置,是在典型電路的基礎上空出元器件插接的位置,學生需要由系統及公式推導計算實驗參數,確定好參數后,選擇電子器件插接在電路中,由信號發生單元給系統加入信號,用示波器測量系統的輸出,實際驗證自己的設計。通過參數計算、電路實驗,完成設計型實驗任務。
自主式信號與系統實驗裝置設計新穎,構思巧妙,實驗設備采用模塊化,可以增加新的實驗電路。另外,該實驗裝置可以與虛擬儀器結合,通過接口電路,顯示電路的頻域特性。多年來,天津大學精密儀器與光電子國家級實驗教學示范中心每年有多所高校教師來交流、參觀,實驗室的自主式信號與系統實驗裝置,受到參觀教師的好評。通過自制設備展可以向其他高校推廣。
自主式信號與系統實驗裝置經過近六年的運行,性能穩定、安全可靠,使用方便。實驗設備采用模塊化,可以隨著課程增加新的實驗電路模塊。實驗裝置有設計和操作環節,易于操作,通過實驗滿足認識性、啟發性實驗教學環節的要求,有利于推進素質教育,培養創新精神和實踐能力。
作品名稱:自主式信號與系統實驗裝置
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