实验教学作为高校教学过程中的重要环节,对深化学生对所学知识的理解和掌握、培养学生分析问题和解决问题的能力具有重要作用。电子实验教学所涉及的都是既重理论更重实践的课程,是帮助学生理解原理、加深认识而达到学以致用的必要环节。传统的硬件实验方式在教育规模化、大众化的今天,硬件投资大、效率低、运行成本高,又受课时安排的制约,教学效果受限;对于如何实现学生的个性化培养,进一步提高学生的创新意识和创新能力,单靠硬件的提升必然会受到空间、时间和经费的约束。
虚拟仿真实验教学的应用既能节省资金,又可突破传统实验室在硬件设备上的限制,缓解实验经费不足与实验人数过多的矛盾,能够突破时空的局限,优化教育资源,提高学生的学习兴趣和效率,真正实现理论教学与实验教学的结合。因而建设电子信息虚拟仿真实验教学中心是规模化教育环境下培养具有鲜明特色学生的必由之路。
二、通信原理虚拟仿真实验内容简介
实验内容安排:
实验项目 | 学时 | 实验要求 | 实验类型 |
模拟调制实验 | 4 | 必做 | 综合性 |
数字基带传输实验 | 4 | 必做 | 综合性 |
数字频带传输实验 | 4 | 必做 | 综合性 |
信源编码实验 | 4 | 必做 | 综合性 |
实验单元一:模拟调制实验
本单元实验项目包含调幅、调频及调相等相关内容。目的是要求学员掌握基本的模拟调制相关理论,能够设计典型的模拟调制系统,并能进行测试和分析。
实验内容:
1.普通调幅(AM);
2.抑制载波双边带调幅(DSB);
3. 抑制载波单边带调幅(SSB);
4. 调频(FM);
5.调相(PM)。
教学重难点:
1.抑制载波双边带调幅(DSB);
2.抑制载波单边带调幅(SSB)。
教学要求:
1.掌握模拟调制系统的测试方法;
2.增强模拟调制系统的设计能力;
3.以现有的部分科研成果为实验案例,拓宽知识面,提升研究及设计水平。
实验单元二:数字基带传输实验
本单元实验项目包含基带码型变换,典型基带传输系统,基带成形等相关内容。目的是要求学员掌握基本的数字基带传输系统相关理论,能够设计典型的基带传输系统,并能进行测试和分析。
实验内容:
1.基带波形的观测;
2.AMI-HDB3码型变换实验;
3.基带传输系统实验;
4.基带传输系统中码间干扰抑制实验。
教学重难点:
1.示波器的使用方法;
2.基带传输系统设计;
3.眼图测试。
教学要求:
1.掌握眼图测试的基本方法;
2.增强基带传输系统设计的能力;
3.以现有的部分科研成果为实验案例,拓宽知识面,提升研究及设计水平。
实验单元三:数字频带传输实验
本单元实验项目内容包含二进制、多进制典型数字调制方式,新型数字调制技术等。目的是要求学员掌握数字调制技术原理,频谱及性能分析。能够设计典型的数字频带传输系统,并能进行测试和分析。
实验内容:
1.BPSK传输系统实验;
2.QPSK调制解调实验;
3.MQAM调制系统设计;
4.OFDM传输系统设计。
教学重难点:
1.频谱分析仪使用方法;
2.星座图的测试方法;
3.频带调制系统设计与性能分析。
教学要求:
1.掌握频谱分析仪的使用方法;
2.掌握星座图的基本测试方法;
3.增强频带传输系统设计能力;
4.以OFDM技术的部分科研成果为实验案例,拓宽知识面,提升研究及设计水平。
实验单元四:信源编码实验
本单元实验项目内容包含模拟信号数字化中的抽样、量化、编码技术,以及时分复用相关理论。目的是要求学员掌握基本的抽样定理、量化编码技术,能够利用相关知识分析通信信号,解释现象,设计并构建相应的模拟信号数字传输系统。
实验内容:
1.抽样定理实验;
2.PCM编译码实验;
3.时分复用(TDM)通信系统综合实验。
教学重难点:
1.抽样定理的分析验证;
2.PCM的信号分析。
教学要求:
1.提升信号的观察分析能力;
2.注重通信系统的构建与测试;
二、电工电子类实验项目简介
序号 | 课程名称 | 实验项目名称 | 实验类型 |
1 | 电路 | 基本电工仪表的使用及测量误差的计算 | 综合性 |
2 | 基尔霍夫定律 | 验证性 |
3 | 叠加定理 | 验证性 |
4 | 戴维南定理 | 验证性 |
5 | 诺顿定理 | 验证性 |
6 | 电压源与电流源的等效变换 | 验证性 |
7 | 互感电路观测 | 验证性 |
8 | 减小仪表测量误差的方法 | 设计性 |
9 | RLC串联谐振电路的研究 | 验证性 |
10 | 伏安特性的测绘 | 综合性 |
11 | 功率因数的提高 | 验证性 |
12 | RC一阶电路的响应测试 | 验证性 |
13 | 仪表量程扩展 | 设计性 |
14 | 三相电路连接和功率测量 | 验证性 |
综合性实验所占比14%,设计性实验所占比14% |
15 | 模拟电子技术 | 常用电子仪器使用 | 验证性 |
16 | 基本放大电路实验 | 验证性 |
17 | 差动放大电路实验 | 验证性 |
18 | 负反馈放大电路实验 | 验证性 |
19 | 比例、求和运算电路实验 | 设计性 |
20 | 积分运算电路实验 | 设计性 |
21 | 有源滤波电路实验 | 设计性 |
22 | 波形产生电路实验 | 设计性 |
23 | 集成运放综合应用设计 | 综合性 |
24 | 功率放大电路实验 | 设计性 |
25 | 直流稳压电源实验 | 设计性 |
综合性实验所占比9%,设计性实验所占比55% |
26 | 数字电子技术 | 门电路实验 | 验证性 |
27 | 组合逻辑电路实验 | 设计性 |
28 | 时序逻辑电路实验 | 设计性 |
29 | 触发器实验 | 验证性 |
30 | A/D与D/A转换器实验 | 设计性 |
31 | 555 定时器应用实验 | 设计性 |
32 | 大规模集成电路综合应用实验 | 综合性 |
33 | 存储器实验 | 综合性 |
综合性实验所占比25%,设计性实验所占比50% |
34 | 电工技术 | 电工测量仪表误差的检定及内阻的测量 | 验证性 |
35 | 叠加原理 | 验证性 |
36 | 功率的测量及功率因数的提高 | 验证性 |
37 | 三相负载的联接和功率测量 | 验证性 |
38 | R、L、C串联谐振电路的研究 | 验证性 |
39 | 异步电动机的继电接触控制 | 验证性 |
40 | 戴维南定理 | 验证性 |
41 | 一阶电路的响应测试 | 验证性 |