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虚拟仪器实验室( W-200电子测量工作站 )

  • 虚拟仪器实验室是一个以电子测量工作站和计算机系统为核心的实验平台,可以完成电路、电子、信号分析、通讯、自动控制、微处理器、FPGA等各种电学课程的实验教学工作,也可以完成其他物理和化学课程相关的实验教学工作,作为一种功能强大的新型实验室,它还具有进行新兴学科“虚拟仪器”实验教学的功能,既可以进行完全软件载体的虚拟仪器实验教学,又可以进行软件与硬件结合构成实际电子测量仪器系统的实验教学。
  • 电子测量工作站具有标准的电子测量总线,电子测量总线为实验提供各种电源和测量仪器资源,每个实验操作模块都具有与电子测量工作站匹配的电子测量总线接口,将实验操作模块与电子测量工作站对接,就使实验操作模块、电子测量工作站、计算机的资源合为一体,成为一个功能完备的特定实验装置。
  • 要进行一项专业性的实验教学,通常需要两类资源:一类是特定的专业实验操作资源;另一类是激励实验动作所需的信号、参量发生设备和测量、分析实验实验结果的仪器设备。
  • 虚拟仪器实验平台是将各种常用的信号发生设备、测量设备和计算机集成为一体,构成一个功能完善的测量和数据分析仪器集群,并将各种测量资源以标准的电子测量总线接口形式提供给用户,用户在进行一项专业实验时,只需配备实验的专业操作部件和相应的传感器和执行机构,并将所需的输入输出信号通过电子测量总线接口与虚拟仪器实验平台接通,整个系统就成为一个功能先进的专业实验系统。
  • 进行不同实验时,仅需更换不同的实验操作模块和软件,因此虚拟仪器实验室具有万能实验平台的功能。
    虚拟仪器实验平台的结构如下。

  • 一个虚拟仪器实验室通常由数十个虚拟仪器实验平台组成,具备进行一个班级全员实验教学的能力。
  • 每个实验平台需配备一台电子测量工作站、一台配套计算机、一个配套实验台架、一张座椅和所需的各种实验操作模块及零配件。
  • 每个虚拟仪器实验室应配备投影仪系统,以便于教学。
  • 在配备了配套的计算机和实验台架后,整个虚拟实验室简洁、明亮,功能完善、造型独特的专用实验台架上突出来的只是一个19吋的宽屏液晶显示器,几十台设备连成一体,构成令人耳目一新的现代实验室景象
  • 在实验中,电子测量工作站为实验操作模块供电,并通过标准的电子测量总线将实验操作模块的特定节点与电子测量工作站中的对应仪器连接,完成所需信号的发送和测量,实验数据由计算机进行处理,显示出实验数据和图像,计算机中可以加载专门的实验软件,完成实验数据的专业分析和处理。
  • 电子测量工作站由数字存储示波器、频谱分析仪、频率计、电压表、逻辑分析仪、动态数字信号发生器、任意波形信号发生器等各种信号发生器和多路直流稳压电源构成,这些设备能够同步工作,构成功能强大的仪器集群,具有对复杂系统进行综合测量的能力
  • 电子测量工作站的结构如下。


实验教学项目

W-200电子测量工作站首期实验教学项目,包括电路学原理、模拟电路、数字电路、模拟-数字混合电路、信号分析、数据模型编程、光-电-声传送、单片机编程八个部分,共计二十七个实验。今后将陆续推出各种实验教学项目,增加新的实验教学项目时需增加相应的实验操作模块和软件。

电路学原理实验

  1. 电阻、电容、电感元件测量实验
  2. 电压源传输特性实验/ 电阻分压实验
  3. 电流源传输特性实验/ 电阻分流实验
  4. RC积分电路传输特性实验
  5. RC微分电路传输特性实验
  6. 正弦电压信号传输特性实验(电感/ 电容/ 电阻中电压-电流相位关系)
  7. 谐振电路特性实验


模拟电路实验

1.二极管特性测量:

二极管伏-安特性
二极管开关特性
二极管参数测量

2.二极管整流电路试验

半波整流
全波整流
桥式整流
无源滤波器特性实验

3.三极管特性测量

三极管恒流特性实验
三极管开关特性实验
三极管参数测量实验

4.三极管放大电路实验

直流放大电路
交流放大电路

5.运算放大器特性测量

基本参数(Vos/ Ib/ Ios/ Avo/ CMRR/ PSRR/ Idd/ Iee)
共模电压输入范围
输出电压范围
交流放大带宽

6.运算放大器电路实验

直流放大电路
交流放大电路
有源积分电路
有源微分电路

7.比较器电路实验

 

数字电路实验

1.门电路逻辑特性实验

与门/ 或门/ 非门/ 异或门

2.基本触发器时序特性实验

D触发器/ D锁存器/ 单稳态触发器

3.数字集成电路特性分析实验

译码器(2-4译码器/3-8译码器/10-4译码器/BCD-7段译码器)
选择器(4-1选择器/8-1选择器)
计数器(4位二进制计数器/4位十进制加-减计数器)

4.静态随机存储器特性实验

数据写入时序/ 数据读出时序

模拟数字混合电路实验

1.模拟开关特性实验

2.A/D转换器特性实验

3.D/A转换器特性实验

信号分析实验

1.信号的波形和频谱图像

2.两端口网络扫频实验

3.信号调制实验

4.噪声滤波器实验

数据模型编程实验

1.交通灯自动运行实验

光-电-声传送实验

1.发光二极管-光敏二极管-蜂鸣器信号传输实验

2.直流传输特性/交流传输特性

单片机综合编程实验

1.数字温度计实验

热敏电阻→运算放大器→A/D转换器→8051单片机→两位七段LED显示

 

W-200电子测量工作站


W-200是由15种仪器和设备构成的多功能电子测量工作站,它配备的DCZ-48总线为用户提供了通用性良好的多功能电子测量接口,同时配备了丰富的测量仪器和电源资源,特别适合用于进行全面的电子测量教学实验,也适合用于电子元件和部件的测量工作,在配备了专门的接口后,W-200也可以用于物理、化学等各种实验教学,W-200是名副其实的万能测量教学工作站。


W-200电子测量工作站具有下述基本功能部件:

功能强大的电子测量仪器软件平台

Flyto为W-200电子测量工作站配备了birdNest软件平台,该软件平台既具有信息化仪器功能完善的特点,又具有传统仪器的操作感观,用户使用时会感到熟悉易用、得心应手。
birdNest软件平台为用户提供同时操作多种仪器的能力,特别适合用于解决综合性的电子测量问题。

在二次开发过程中,对W-200电子测量工作站的控制是通过调用DLL(Flyto提供)来实现,开发人员需掌握在相应的软件平台中调用DLL的方法。
Flyto为用户提供支持VC、VB和LabVIEW软件平台的二次开发驱动程序库。

功能亮点

W-200电子测量工作站最主要的特点是它的多功能特性,各种仪器能够同步工作并互相配合,从而形成强大的仪器集群综合工作能力,这种多功能的综合工作能力是单独的台式仪器无法做到的;

W-200电子测量工作站配置了新型的birdNest电子仪器专用软件平台,该平台易学易懂,既有数字化电子仪器的完善功能,又有传统台式仪器的操作感观,其大屏幕图形显示的特点将电子测量仪器软件推进到一个新的境界,功能完善的通用调节器为用户提供了非常友善的操作界面;

W-200电子测量工作站采用了先进的低噪声系统结构,其示波器和信号发生器均具有良好的小信号功能,信号发生器既可以发出振幅为1mV的正弦波小信号,也可以发出振幅为24V的100MHZ高频大信号;

W-200电子测量工作站中配置了世界上目前功能最完善的电流源信号发生器,这个任意波形电流源信号发生器既能发出精密的直流电流源(恒流源)信号,又能发出各种波形的高频交流电流源信号,并且具有既能推出又能吸入电流的双向连续函数负载特性,可以在测试中为用户提供高水平的电子负载功能。为了保护被测器件和部件,该电流源信号发生器还配备了可调的输出电压限幅功能;

W-200配备了多种高级数字仪器功能,数字存储示波器带有可调的信号滤波器和19种自动测量功能,频谱分析仪带有11种窗口函数。

W-200的实验操作模块(选配件)

通用仪器接口

示波器输入端子(BNC)×2,配100MHz探头(10:1)
逻辑分析输入连接器×1,配16通道0~5V探头
任意波形电压发生器输出连接器(BNC)×1,配50Ω/0Ω探头
任意波形电流发生器输出连接器(BNC)×1,配探头
时钟信号发生器输出端子×1(BNC),无探头
电源输出端子×7

LCR万用电桥/阻抗测试仪

电阻测量实验
电容测量实验
电感测量实验

晶体管图示仪

二极管伏-安特性图示功能
二极管参数测量功能
三极管参数测量功能
三极管恒流特性图示功能
三极管开关特性图示功能
场效应管参数测量功能
场效应管恒流特性测试功能
场效应管开关特性测试功能

运算放大器图示仪

运放直流参数测量(Vos/Ib/Ios/Avo/CMRR/PSRR/Idd/Iee)
运放共模电压输入范围特性图示功能
运放输出电压范围特性图示功能
运放直流放大电路运算特性图示功能
运放积分电路运算特性图示功能
运放微分电路运算特性图示功能
运放交流放大电路频率特性图示功能
比较器电路工作特性图示功能

集成电路图示仪

门电路特性图示功能
触发器特性图示功能
译码器特性图示功能
选择器特性图示功能
计数器特性图示功能
静态随机存储器特性图示功能
模拟开关特性图示功能
A/D转换器特性图示功能
D/A转换器特性图示功能

信号传输图示仪/ 扫频仪

测量带宽:40 MHz
信号波形:正弦/ 方波/ 三角波/ 锯齿波/ 直流/ 调制/ 扫频/ 任意函数
实验功能:波形测量实验
频谱口测量实验
两端网络传输实验
电路谐振实验
无源滤波器实验
扫频系统实验
比例电路实验
积分电路实验
微分电路实验

面包板实验台

实验功能:配备多路可调电源和各种仪器接口,可手工插装实验电路
面包板元件插孔数量:1280 (256×5)
面包板总线插孔数量:400 (用户定义总线4×25,电源总线6×50)
插孔弹性材料:高品质磷氰铜
输入输出接口:双线信号端子台×4
电源配置:四路,总输出功率最大30W
①可调试直流稳压电源:+1V至+5V/2A
②可调式直流稳压电源:+3V至+15V/1A
③可调式直流稳压电源:-3V至-15V/1A
④工频交流电源:15V/1A/50Hz
仪器接口配置:
①示波器/频谱分析仪/频率计接口(BNC)×4
②数字万用表/LCR万用电桥接口(BNC)×1
③逻辑分析仪/数据模型发生器信号接口×34
④任意波形电压发生器接口(BNC)×3
⑤任意波形电流发生器接口(BNC)×1
⑥数字时钟信号发生器接口(BNC)×1

E-51单片机仿真器

仿真机型:Inter8051及兼容性单片机
最高仿真频率:40MHz
仿真方式:全透明型(不占任何单片机资源)
仿真程序存储器:64KB
仿真数据存储器:64KB
仿真头种类:DIP-40/PLCC-44
编程语言:C/汇编
调试软件:ICEview(全功能)

W-200电子测量工作站配置一览表

设备名称

设备属性

型号

功能

电子测量工作站

主机

W-200

16功能电子测量工作站

通用仪器接口

功能模块

T-1

各种仪器常规使用的接口部件

RCL测试电桥/ 阻抗测试仪

功能模块

T-2

电阻、电容、电感测量

晶体管图示仪

功能模块

T-3

二极管、三极管测量参数和图示

运算放大器图示仪

功能模块

T-4

运算放大器参数测量和图示

集成电路图示仪

功能模块

T-5

集成电路参数测量和图示

信号传输图示仪/ 扫频仪

功能模块

T-6

电路和信号原理实验

面包板实验台

功能模块

T-7

手工插装实验电路

8051单片机仿真器
功能模块
E-51
8051单片机实时在线仿真开发
 

 

W-200电子测量工作站主要性能指标(16合1仪器集群功能)

存储示波器

信号通道: 2
信号带宽: 50MHz
等效采样速率:50GSa/s Max.
实时采样速率:1Sa/s至200MSa/s,1-2-5分档模式
存储深度: 256K
转换精度:8 bit
信号测量范围:±1200V(100:1探头,选配件) ±400V(10:1探头) ±40V(1:1探头)
信号电压量程:1-2-5分档模式,50mV/div 至5V/div(1:1探头) 500mV/div 至50V/div(10:1探头) 5V/div至500V/div( 100:1探头)
输入阻抗: 10MΩ/15 pf(10:1探头) 1MΩ/30pf(1:1探头) 100MΩ/6.5pf(100:1探头 选配件)
工作方式:自动/ 单次/ 扫描
触发斜率:+/-
触发电平调节范围:5%至95%量程
触发位置:0至100%可调
信号滤波器:高通/ 低通/ 带通/ 带阻
自动测量功能(19项): 频率/ 周期/ 高值/ 低值/ 差值/ 有效值/ 平均值/ 最大值/ 最小值等
同步功能:能与系统同步工作、同步触发

逻辑分析仪

信号通道: 18
采样时钟:标准时钟/ 外部时钟/ 状态时钟
标准采样速率: 1Sa/s至100M Sa/s,1-2-5分档模式
存储深度: 256K/每通道
主机信号电压范围: 0V至+5V(可配多种电压量程的探头)
测量信号带宽:80MHz
最小信号宽度: 6 ns
输入阻抗: 1MΩ/ 10 pF
外部时钟:1通道,100MHz max.
状态时钟: 18通道任意组合/ 100MHz max.
信号触发器: 18位×12组
信号触发条件:任意组合电平/ 沿/ 滤波器
队列触发器: 6级×2
触发计数器\定时器:51位×2组
定时范围: 10ns至260天
计数器/定时器功能:加/减/重置/允许/禁止溢出触发亏空触发
触发位置:0至100%可调
最高压缩采样速率:200MSa/S
最大压缩比:64K;1
最大压缩采样深度:16G
分段采样功能:16K×16段
分段定时器宽度:56位
最大段间定时能力:11年
工作方式:自动/单次/分段/扫描
同步功能:能与示波器同步工作、同步触发

频谱分析仪

信号通道:2
信号带宽: 50MHz
数轴:线形/ 对数
窗口函数(11种):Rectangular/ Hanning/ Hamming/ Blackman-Harris/ Exact-Blackman等
输入参数:同示波器

频率计

信号通道:2
信号带宽:100MHz
显示位数: 8位
输入参数: 同示波器

万用表

A/D转换精度:16bit
显示位数:4 1/2位 (自动量程)
电压测量通道:3
电流测量通道:1
直流电压量程:±20mV至±50V/±500V(高压探头)
直流电流量程:±20mA至±500mA/±10mA(大电流探头)
交流电压量程:±20mV至±50V/±500V(高压探头)
交流电流量程:±20mA至±500mA/±10mA(大电流探头)
交流测量带宽:1MHz

LCR万用电桥

A/D转换精度:16bit
显示位数:4 1/2位 (自动量程)
电阻量程:10Ω至100MΩ
电容量程:10pF至10000μF
电感量程:1μH至1H

微欧计

A/D转换精度:16bit
显示位数:5位 (自动量程)
电阻量程:200mΩ至1KΩ
电阻分辨率:5μΩ(200mΩ量程)

数据模型信号发生器

信号通道:18
采样速率:1Sa/s至100M Sa/s,1-2-5分档模式
输出带宽:100MHz
时序分辨率:5ns
存储器深度:256K
输出状态: 高电平/ 低电平/ 高阻抗
信号电平标准:CMOS 3.3V
负载能力:16mA/ 每通道
同步功能:能与逻辑分析仪同步工作、同步触发

任意波形电压源信号发生器

信号通道:1
采样速率:1Sa/s至200MSa/s
输出带宽: 100MHz
D/A转换精度:14bit
存储器深度:256K
输出波形:方波/ 正弦波/ 三角波/ 锯齿波/ 直流信号
输出方式:连续/ 串/ 外部信号控制(16bit任意组合)/ 从设备
输出电压量程:±12V/ ±120mV(双通道)
负载能力:120mA/ 2mA
输出阻抗:0.1Ω/ 50Ω(双通道)
输出小信号能力: 1mV p-p(正弦波)
同步功能: 能与系统同步工作、同步触发

任意波形电流源信号发生器

信号通道: 1
采样速率:1Sa/s至100MSa/s
D/A转换精度:14bit
存储器深度: 256K
输出波形:方波 / 正弦波 / 三角波 / 锯齿波 / 直流信号
输出方式:连续/ 串/ 外部信号控制(16bit任意组合)/ 从设备
输出电流量程:±200 mA/±20 mA
恒流负载范围:12V max.
输出电压限制范围:±12V(1023步骤)
同步功能:能与系统同步工作、同步触发

时钟信号发生器

信号通道:1
输出信号波形:方波
输出信号频率:1KHz~200MHz (1-2-5分档可调)
信号频率调节精度:0.2%
输出信号电平:TTL
输出负载能力: 20mA

可调式直流稳压电源

电源输出Vdd: +1V~+5V/ 2A
电源输出Vcc: +3V~+15V/ 1A
电源输出Vee: -3V~-15V/ 1A

工频交流电源

电源输出AC: 15V/ 1A/ 50Hz
以上四路电源总功率最大30W

电子测量总线

总线标准: DCZ-48
串行通讯接口: 12C
系统同步/校准信号:1

设备规格

通讯接口: USB2.0(High speed)
供电电源:AC. 220V/1A. 50Hz
外形尺寸: 234×200×56 mm (不包括端子和电缆)
重量:约5公斤
工作温度:0~50℃
工作湿度:<90%
储存温度:-30~+80℃

储存湿度:<95%

 

W-200价格表

设备型号

W-200

T-1

T-2

T-3

设备描述

15功能电子测量工作站主机

通用仪器接口

LCR万用电桥
/ 阻抗测试仪

晶体管图示仪

零售价(元)

9,990

1,290

1,290

990

 

设备型号

T-4

T-5

T-6

T-7

设备描述

运算放大器
图示仪

通用集成电路
图示仪

信号传输图示仪/ 扫频仪

面包板实验台

零售价(元)

1,990

1,290

1,290

990

 



 

 


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