电子技术实验台改进思路探索

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摘要:本文阐述了电子技术实验台在实验教学中起到的重要作用，分析了电子技术实验台的现状，结合天煌教仪公司生产的DZX－3型实验台详细剖析了目前该平台在使用过程中存在的问题，提出了具体的改进措施。最后，简要介绍了改进后的实验台的应用前景。

关键词:实验教学;电子技术;实验平台

1研究意义

近年来，由教育部和信息产业部共同主办的电子设计大赛越来越受到社会各方面的关注，比赛本身对推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革也具有很强的指导意义［1］。电子设计大赛对学生综合应用专业知识分析解决问题以及动手实践的能力有很高的要求，而实验教学正是提高这些能力的有效手段。另一方面，实验教学贯穿于整个数字电子技术和模拟电子技术的教学过程中，是电子技术教学的必由之路，也是高校电类专业系列实验课程中的一个重要教学内容［2～4］。通过实验演绎，不仅能够使学生对基本理论有更深的认识，更能提高学生动手能力和启发学生对问题的思考。实验教学依托于实验平台进行，实验平台的好坏直接影响着实验教学的质量。因此，简单明了、设计合理而又安全可靠的实验平台更有助于教学质量的提高［5］。

2电子技术实验设备的现状及不足之处

2.1电子技术实验设备的现状

目前，各院校使用的电子技术实验设备主要为实验箱与实验台两种，实验箱由于体积小，电子技术实验课程的两个主要部分模电和数电实验只能分开来做，分为模拟电子技术实验箱和数字电子技术实验箱，目前国内不少厂家都有生产实验箱，实验箱虽然能完成一些简单的实验教学任务，但缺点也显而易见，主要体现在容量较小，能完成的实验数量有限，对于一些提高型设计型实验更是显得捉襟见肘。现在多数院校在电子实验室设备更新时较多选择实验台装置，实验台的空间较大，能完成的实验项目较多，而且整体更简洁直观。无论是实验箱或是实验台，都应能够适应不同的实验条件的要求［6］。国内厂家生产的电子技术实验装置面板基本雷同，结构类似，功能单一，只能满足常用的数模电子实验，而对于现在教学要求难以满足。

2.2我院电子实验设备的不足之处

目前我院使用的电子技术实验平台是天煌教仪公司生产的DZX－3型电子技术实验台，已沿用数年，该装置的某些功能明显不足，不能够很好地满足正常的教学需求。主要问题表现在以下几个方面:(1)集成芯片插槽数量不足，分布也不合理。常用的16引脚和14引脚插槽数量过少，不同班级选做不同的数电实验时经常遇到需要换插芯片的问题，由于插槽数量少并且是焊接式底座，更换芯片时经常会遇到芯片引脚弯折，造成芯片损坏，更严重的是，芯片引脚针断在插槽里无法取出，导致整个芯片槽无法使用，严重地影响实验教学。(2)实验台上与十六位数字逻辑电平输入显示LED相连接的三极管裸露在外侧，它的管脚精细，在实验过程中学生常常会自觉不自觉地误触导致三极管管脚断裂损坏，导致发光管LED不能使用，它的焊接点在实验面板的背侧，维修更换极不方便，给多路数据输入输出显示等实验教学带来不便。(3)面板上直流电压表的数量不足，在某些模拟电子课程实验中，有时需要测量输入电压与输出电压之间的变化关系，只有一只电压表，只能分别插拔重接电压表，不能够实时连续地观测它们之间的变化关系，降低了实验的效果。(4)在数电的实验实习课程设计等教学中，经常需要用到大量的常用集成电路芯片。譬如74/54系列的TTL电路芯片、CMOS电路芯片等等。由于学生大多数初学电路，初做实验，在使用过程中，难免存在许多偶然的低级错误或者失误，造成一些集成芯片的损坏，给后续的实验造成很多麻烦。常规的芯片连接电路测试检查浪费时间，也不方便，需要设计专门的集成芯片逻辑功能测试仪模块，以对芯片进行快速有效的检查。(5)模拟电子技术实验区提供了0～18V可调电源，没有运放实验需用的稳定的±12V电源，每次实验前都需要学生自己重新调节电压，运放实验精度要求较高，电压的波动对输入输出关系的影响较大，其结果使得不同学生得出的实验结果往往存在着较大的偏差。

3具体的改进措施

针对我院电子技术实验台以上的不足，我们提出了如下的一些改进措施:(1)对于芯片插槽数量不足的问题，传统的焊接式芯片插槽如上述所言，有诸多的不便和缺陷之处，拟全部采用带弹簧锁紧的芯片插槽，这种插槽有许多优点，方便灵活，不易损坏芯片。实验面板采用分立插接式结构，根据不同的实验要求选择不同的芯片插槽的种类和数量，更换方便灵活。(2)与数字逻辑显示相连接的三极管全部放在实验面板的背面，避免触碰，设计成分立式LED显示模块，将三极管、LED和电阻组合成一个输出显示模块，减少三极管使用的人为损坏，提高LED逻辑电平指示的效能。(3)仪表部分。增加一只直流电压测量仪表，这样可以实现输入输出电压测量的同步关联，能够实时地观测实验电路中输入电压与输出电压之间的变化关系，使得结果分析更加清晰准确。(4)设计专用的集成电路芯片逻辑功能测试仪模块，用以检测常用集成芯片的好坏，减少实验线路连接故障时的查找和检测时间，提高实验教学的效果。(5)在电源部分增加稳定的±12V电压，这样在基本放大电路和集成运放实验中将有更稳定和可靠的电压源输出，测量的准确性和精度将会更高。整个实验单元均采用分立模块式结构，在实验教学和学生自己动手学习设计等选择中将更加方便灵活，能提高学生对实验电路和各种元件的认识，激发学生对电子电路知识学习的兴趣和了解

4应用前景

改进后的电子技术实验台能完成正常的实验教学需要，对于现在要求的多增加些开放型设计型实验教学，本平台能够达到更好的兼容，对现在大学生的SRT项目、大学生科技活动竞赛、研究生科研等能够提供有力的支撑。新平台的分立式模块化结构方便灵活，可以让学生自己动手设计和搭接线路，对学生的动手实践和创新能力能有极大的提高。

5结语

电子信息技术的飞速发展为电类、非电类专业教学提出了更新、更高的要求，这要求教师应能更高效地完成教学计划，使学生学有所得，学有所获。本实验台充分考虑了学生实验过程中影响实验效率的因素，并对其进行相应优化，让学生能够在实验中更加注重实验本质与内涵而不被实验平台自身缺陷所困扰。同时，有利于促进实验教学的进一步改革，为教师实验教学质量的提高提供了一定的帮助。

参考文献:

［1］张晓东，印月，周群.电子技术实验箱设计思路新探索［J］.实验科学与技术，2016，14(2):69－71.

［2］程春雨，吴振宇，吴雅楠，等.适于层次化教学模拟电子技术实验平台的研制［J］.实验室科学，2000，17(5):34－37.

［3］马楚仪，张廷锋.电子技术综合设计性实验平台的建设与实践［J］.中国现代教育装备，2009(13):120－122.

［4］谢锐，陈崇辉.电子技术实验平台的设计与改进［J］.科技创新与应用.2016(6):27－28.

作者：邹春富 单位：南京农业大学