一种用于数学及电学课程的科教仪器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于数学及电学课程的科教仪器，其特征在于：所述科教仪器包括处理器模块分别连接信号处理模块和显示屏；处理器模块通过AVALON总线同时连有Flash存储器、SDRAM存储器、VGA接口模块、USB接口模块、操作面板模块、SD卡接口模块。高等学校的高等数学和电学课程的教授过程中，本发明专利技术所述结构可以辅助老师进行数字信号处理与电子线路教学，将Fourier变化，数字信号处理器，信号的调制解调等不易理解的重点课程更加直观的展现给学生，加深学生的印象，从而提高老师的教学质量，并且本发明专利技术所述结构简单巧妙，操作简单，制作和使用成本低，对相关专业实务高等教育质量提高存在重大意义。

【技术实现步骤摘要】
一种用于数学及电学课程的科教仪器
本专利技术涉及科教仪器的
，特别涉及一种用于数学及电学课程的科教仪器。
技术介绍
Fourier变换，数字信号处理器，Modem在电子信息类学科以及相关工程应用中占据重要的地位，同时也是高校相关专业科教的重要内容。目前教师教授相关内容时主要还是依赖于书本上的插图与公式，擅长编程的教师可能会使用MATLAB等软件工具来实现上述变换的效果图。但是书本上的插图毕竟有限不利于学生理解上述变换的过程，MATLAB等软件虽然功能强大，但每种功能的实现都要修改相应的程序才能执行，操作比较复杂，不利于科教推广。针对上述问题，提供一种专门的科教仪器，将Fourier变换，数字信号处理器以及信号调制与解调的效果进行直观显示。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种用于数学及电学课程的科教仪器，以达到将Fourier变换，数字信号处理器以及信号调制与解调的效果进行直观显示的目的。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是，一种用于数学及电学课程的科教仪器，其特征在于：所述科教仪器包括处理器模块分别连接信号处理模块和液晶显示屏；处理器模块通过AVALON总线同时连有Flash存储器、SDRAM存储器、VGA接口模块、USB接口模块、操作面板模块、SD卡接口模块。所述科教仪器设有系统电源模块为整个系统供电。所述科教仪器中各模块的电路设置于仪器盒内，仪器盒上设有两个操作面板区，用于安装操作面板模块的按键与旋钮；同时仪器盒连接有液晶显示屏；仪器盒上连接有信号处理面板，用于安装信号处理模块电路幅度调节的旋钮；同时信号处理面板上连接有信号输出端子和信号输入端子；仪器盒右侧连接有示波器输出端、示波器输入端，其分别连接信号处理模块的信号输出端与输入端。所述仪器盒正前方连接有SD卡接口与电源开关。所述仪器盒左侧连接有VGA接口、USB接口。所述液晶显示屏与仪器盒为活动连接，在不用时液晶显示屏闭合盖住仪器盒。所述处理器模块中FPGA芯片采用ALTERA公司的CycloneIV系列芯片EP4CE10F17C8N。所述信号处理模块将接收到的信号通过信号输入端口、衰减电路接入高速DA芯片将数字信号转换成模拟信号，信号通过巴特沃斯低通滤波器以及调幅电路处理后由信号输出端口输出最后通过液晶屏显示出来。一种用于数学及电学课程的科教仪器，由于采用上述的结构，本专利技术的优点为高校的数字信号处理与电子线路的科教提供一种辅助工具，将其中经典的Fourier变化，数字信号处理器，信号的调制解调等重难点内容通过该辅助工具形象化，具体化，使学生对科教内容更加深刻，帮助教师提升科教效果。本专利技术设计小巧，使用方便，成本较低，具有很好的市场前景。附图说明图1为本专利技术一种用于数学及电学课程的科教仪器结构框图；图2为本专利技术一种用于数学及电学课程的科教仪器结构示意图；图3为本专利技术一种用于数学及电学课程的科教仪器的侧面结构示意图；图4为本专利技术一种用于数学及电学课程的科教仪器中信号处理模块原理图；图中：1、处理器模块；2、液晶显示屏；3、信号处理模块；4、操作面板模块；5、Flash存储器；6、SDRAM存储器；7、系统电源模块；8、VGA接口模块；9、USB接口模块；10、SD卡接口模块；11、仪器盒；12、操作面版区；13、信号处理面板；14、信号输出端子；15、信号输入端子；16、示波器输出端；17、示波器输入端；18、SD卡接口；19、USB接口；20、电源开关；21、VGA接口。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域技术人员所理解的通常意义。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。本专利技术主要通过VGA接口12连接投影仪显示的方法将Fourier变换，数字信号处理器以及信号调制与解调的效果显示在投影仪屏幕上。其最大的特点是实现了上述功能的动态效果图显示，使用者可以很方便地通过外接输入或内置接口输入的方式输入源数据或参数，输出端的效果图或功能会立刻显示出来，这是MATLAB等软件无法实现的。本专利技术除了可以用于课堂上的科教演示外还有辅助功能，其提供了作信号激励源与示波器的功能，使用者在没有函数信号发生器和示波器的情况下，可以使用该仪器来代替，方便且成本低。具体如图1所示，本专利技术包括FPGA处理器模块1，液晶显示屏2，信号处理模块3，电源模块7，所述FPGA处理器模块1通过AVALON总线连有Flash存储器5、SDRAM存储器6、VGA接口模块8、USB接口模块9、操作面板模块4、SD卡接口模块10，所述电源模块7用来给整个系统供电，所述液晶显示屏2与FPGA处理器模块1连接，用来作为系统的显示面板，所述信号处理模块3与FPGA处理器模块1连接用来实现信号的数模、模数转换。本专利技术的结构示意图如图2-3所示，仪器盒11用于放置FPGA核心板以及上述各模块的电路，其外壳采用屏蔽材料制成，可以对干扰噪声起屏蔽作用；所述仪器盒11上留有两个操作面板区12，用于安装操作面板模块4的按键与旋钮；所述仪器盒11连接有液晶显示屏2，所述液晶显示屏2可以像笔记本电脑显示屏一样可以打开与闭合；所述仪器盒11上连接有信号处理面板13，用于安装信号处理模块3中电路幅度调节的旋钮；信号处理面板13上连接有信号输出端子14，信号输入端子15，用于信号输出与输入的外拓接口；所述仪器盒11右侧连接有示波器输出端16，示波器输入端17，连接信号处理模块3的信号输出端与输入端，目的在于与示波器接口相匹配；所述仪器盒11正前方连接有SD卡接口18与电源开关20，SD卡接口18用于安装SD卡，电源开关20控制整个系统的开启与关闭；所述仪器盒11左侧连接有VGA接口21、USB接口19，VGA接口21用以驱动投影仪将想要显示的内容在投影仪屏幕上显示出来，USB接口19用以连接电脑键盘作为外扩输入操作命令的接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于数学及电学课程的科教仪器，其特征在于：所述科教仪器包括处理器模块(1)，所述处理器模块(1)分别连接信号处理模块(3)和液晶显示屏(2)；处理器模块(1)通过AVALON总线同时连有Flash存储器(5)、SDRAM存储器(6)、VGA接口模块(8)、USB接口模块(9)、操作面板模块(4)、SD卡接口模块(10)；所述科教仪器中各模块的电路设置于仪器盒(11)内，仪器盒(11)上设有两个操作面板区(12)，用于安装操作面板模块(4)的按键与旋钮；同时仪器盒(11)连接有液晶显示屏(2)；仪器盒(11)上连接有信号处理面板(13)，用于安装信号处理模块(3)的电路幅度调节旋钮；同时信号处理面板(13)上连接有信号输出端子(14)和信号输入端子(15)；仪器盒(11)右侧连接有示波器输出端(16)、示波器输入端(17)，所述示波器输出端(16)、示波器输入端(17)分别连接信号处理模块(3)的信号输出端与输入端。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于数学及电学课程的科教仪器，其特征在于：所述科教仪器包括处理器模块(1)，所述处理器模块(1)分别连接信号处理模块(3)和液晶显示屏(2)；处理器模块(1)通过AVALON总线同时连有Flash存储器(5)、SDRAM存储器(6)、VGA接口模块(8)、USB接口模块(9)、操作面板模块(4)、SD卡接口模块(10)；所述科教仪器中各模块的电路设置于仪器盒(11)内，仪器盒(11)上设有两个操作面板区(12)，用于安装操作面板模块(4)的按键与旋钮；同时仪器盒(11)连接有液晶显示屏(2)；仪器盒(11)上连接有信号处理面板(13)，用于安装信号处理模块(3)的电路幅度调节旋钮；同时信号处理面板(13)上连接有信号输出端子(14)和信号输入端子(15)；仪器盒(11)右侧连接有示波器输出端(16)、示波器输入端(17)，所述示波器输出端(16)、示波器输入端(17)分别连接信号处理模块(3)的信号输出端与输入端。


2.根据权利要求1所述一种用于数学及电学课程的科教仪器，其特征在于：所述科教仪器设有系统电源模块(7)为整个系统供电。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昌斌，
申请(专利权)人：南京宏基科教仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32