时间：2023-05-30 09:15:22
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇示波器的原理和使用，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1脉冲计量的量值传递与溯源
按功能来分，脉冲计量器具主要包括示波器、脉冲发生器、脉冲电压表、示波器校准仪、电磁兼容用干扰脉冲发生器等。在脉冲计量参数中，最能体现计量仪器设备的计量特性的是脉冲上升时间参数。包括阶跃脉冲源的源输出信号跃变上升时间和示波器的脉冲上升沿的建立时间。一般来说，脉冲标准分为源标准和表标准两种，即：源的上升时间由表来验证，而表的上升时间有源来溯源，以上两种溯源的方法中，标准器的上升时间要比被校准仪器的上升时间的1/3要小。但是，在源和表的技术分别发展到一定极限时，就难以找到与之相适应的溯源工具了。据报道，目前，美国Agilent公司推出的采用磷化铟技术的取样示波器的模拟带宽已经超过100GHz，如果计算其相应的脉冲波形建立时间，将会小于等于3.5ps，按照目前的技术手段，很难找到与之相适应的脉冲源作为计量标准器。国内的脉冲国家标准通过三台取样示波器对接，采用基于Nose-to-Nose的校准技术来建立。Nose-to-Nose校准技术最早被Hewlett-Packard（Agilent的前身）公司的Rush和比利时人Verspecht提出。当他们把三台取样示波器两两对接，对直流进行采样时，会生成三组kick-out冲击响应脉冲，通过联立方程组求解，并通过反卷积技术，可以得出该冲击响应。这样，就可以实现对取样示波器的自我校准，无需外加标准脉冲源。如图2为Nose-to-Nose技术的原理图。
2脉冲计量器具的检定和校准
对脉冲计量器具进行的定期的检定和校准的目的是确保其量值溯源性。以下按照脉冲计量器具的分类分别来介绍：（1）示波器。示波器（Oscilloscope）是一种能够显示电压信号动态波形的常用电子测量仪器。它能够将时变的电压信号，转换为时间域上的曲线，原来不可见的电气信号，就此转换为在二维平面上直观可见光信号，因此能够分析电气信号的时域性质。如果加入数字信号处理技术，示波器也能够对输入的时间信号，进行简单FFT频谱分析，反映输入信号的频域特性。示波器按照原理和功能又可以分为模拟示波器和数字示波器、取样示波器和实时示波器、时域示波器和矢量示波器等等。在示波器的检定和校准方面，大都使用示波器校准仪来进行。（2）示波器校准仪。示波器校准仪功能多，包含参数也颇为丰富。在其计量检定和校准中，使用到的计量标准器有高精度数表、频率计数器、功率计和取样示波器。在后续的章节中，本文会重点介绍关于自动检定和校准示波器校准仪的详细内容。（3）电磁兼容用干扰脉冲发生器。国际电工委员会IEC61000系列标准中规定了若干个干扰脉冲。此类仪器的特点是输出电压高，一般为kV级别、准确度指标在3~10%之间、时间参数较大。所以一般带宽在500MHz～2GHz的数字示波器即可满足其检定和校准的需要。值得注意的是，由于示波器本身的电压量程较低，需要选择适当的示波器探头来扩充量程，此时精确计量的关键就转移到了探头上。
3结束语
传统的示波器检定/校准工作效率低。随着计算机高级语言的发展和普及、计算机的应用范围的扩大，示波器自动检定/校准系统也越来越多的被关注，国内外很多机构已经开发出了多种示波器自动检定/校准工作。（1）国内外示波器生产厂家对示波器自动校准的现状。目前国外主要的示波器生产厂家是泰克、安捷伦、力科、横河，国内的生产厂家主要为普源、绿杨。国外厂家有自己的示波器自动校准软件，但并不对外公开，只公开校验的方法、使用的设备等；而国内的生产厂家示波器性能相对较低，标配数据总线接口的示波器型号较少，基本没有示波器自动校准软件。（2）国内科研院所对示波器自动检定或校准的研究。国内对示波器自动检定或者校准的科研院所，主要有中国工程物理研究院北京研究所、电子科技大学、装备指挥技术学院等。他们对示波器的自动化检定进行了研究，实现了软件自动校准或半自动校准。校准软件主要基于Windows平台和VB或者VC++实现，主要功能示波器指定项目的检定、存储、数据输出、报表生成以及报告生成与打印。但是随着最新技术的发展，数字示波器的性能越来越高，其技术指标越来越多，部分技术指标如动态有效位数、信噪比、直流增益等项目并为包含在软件中，且自动校准软件的实际应用大部分停留在实验室，实际应用较少。（3）国内计量行业对于数字示波器自动化校准的现状。数字示波器的校准规范将在不久，其中引入了要使用计算机才能完成的数据处理，因此自动校准是示波器校准的发展方向。目前中国计量科学研究院以实现了示波器校准仪的自动化校准，示波器的自动化校准。其他计量技术机构实现数字示波器自动校准的几为空白。（4）数字示波器的发展方向更加趋向于高性能，高带宽，可编程，多项目，多参数，多通道。其技术指标多达20多项，不采用自动化检定或校准，其工作量超乎想象，随着数字示波器校准规范的，实现示波器的自动化校准势在必行。
作者：常志方 刘文刚 韩保 单位：广东省计量科学研究院
关键词： 倍频电路 Multisim8 仿真波形
引言
《通信电子线路》课程是通信技术专业的专业基础课，其教学内容理论性较强，概念抽象，学生感到学习过程枯燥无味，学习内容难懂。为帮助职业学校学生克服学习困难，提高学习信心和乐趣，笔者借助EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）工具辅助教学，模拟实验，使教学过程生动形象、直观，提高了学习效率。
1.Multisi8的优点
Multisi8是继Multisim2001、Multisim7后，由加拿大的IIT公司于2005年推出的升级版。Multisim8是一个能进行电路原理设计、对电路功能进行测试分析的仿真软件。它的元器件库提供数千种电路元器件供仿真选用，提供的虚拟测试仪器仪表种类齐全，还有较为详细的电路分析功能，仿真速度更快。它将实验过程中创建的电路原理图、使用到的仪器、电路测试分析后结果的显示图表等全部集成到同一个电路窗口中，具有直观、方便、实用和安全的优点。
2.倍频器的作用、基本原理和分类
倍频器是《通信电子线路》课程学习内容中的一个重要单元电路。倍频器广泛应用于无线电通信发射机或其它电子设备的中间级。倍频器的作用是将输入信号频率值成整数倍（2倍、3倍…n倍）增加的电路。若输入频率为fi，则输出频率为f0=nfi，其中系数n为任意正整数，称倍频次数。
倍频器是非线性电路，按工作原理的不同，晶体管倍频器分为两大类：一类是利用丙类放大器电流脉冲中的谐波经选频回路获得倍频，称为丙类倍频器；另一种是利用晶体管的结电容随电压变化的非线性来获得倍频，叫做参量倍频器（即变容二极管、阶跃二极管倍频）。当工作频率不超过MHz时，主要采用丙类倍频器；当工作频率超过100MHz时，主要采用参量倍频器。
3.丙类倍频器的工作原理和仿真
丙类倍频器的工作原理是利用晶体管的非线性电阻效应，将正弦波转变为正弦脉波，正弦脉波含有丰富的谐波分量，然后用选频回路将它的某次谐波选出，完成倍频的作用。
晶体管谐振放大器工作在丙类时，其集电极电流脉冲中含有丰富的谐波分量，若将集电极谐振回路调谐在二次谐波或三次谐波频率上，放大器的输出只有二次谐波电压或三次谐波电压。这样丙类放大器就变成为二倍频器或三倍频器。
倍频器的输入正弦波电压瞬时值可写为ui（t）=Uim sinωt，输出电压瞬时值可写为uo（t）=Uonm sin（nω）t，其中Uonm为输出电压的n次谐波电压振幅。
为教好倍频器电路部分的教学内容，适应职业学校学生的认知特点和学习需求，笔者尝试采用Multisim8仿真软件进行教学。
用Multisim8进行仿真分析的一般步骤为：（1）根据原理电路，创建仿真电路；（2）设置电路图中各元器件的参数和有关选项；（3）调用仿真仪器，设定仿真分析方法（4）打开仿真开关，启动Multisim8仿真，仿真结果将展示在计算机的窗口中。
下面是丙类二倍频器和三倍频器的仿真教学过程。
3.1丙类二倍频器的仿真
（1）在Multisim8中创建仿真电路如下图1所示。电路中为使晶体管工作在丙类采用了0.4v小的正偏压，图中V1为正弦波信号，其参数设置为电压振幅为1V，频率为1MHz；电感L1和电容C1组成谐振回路，具有选频作用，其调谐在信号的二次谐波频率上，参数设置完毕后，保存该电路。另外，图中示波器XSC1用于观察输入信号和输出信号的波形。
（2）打开仿真开关，双击示波器图标，在示波器Timebase区设置X轴合适的时基扫描时间，在Channel A和Channel B区分别设置A、B通道输入信号在Y轴适当的显示刻度，可得仿真波形如图2所示。比较两个游标之间的输入信号和输出信号的波形可见：输出信号周期为输入信号的1/2，根据频率与周期成反比的关系，可知输出频率为输入频率的2倍，即实现了二倍频。
3.2丙类三倍频器的仿真
（1）在Multisim8中创建仿真电路如图1所示，不同的是谐振回路L1C1的数值有改变（L1=22nH，C1=0.125μH），使其调谐在信号的三次谐波频率上。
（2）启动仿真开关，双击示波器图标，给示波器设置合适的状态，仿真波形如图3所示。
同样比较两个游标之间的输入信号和输出信号的波形可见：输出信号周期为输入信号的1/3，即输出频率为输入频率的3倍，即实现了三倍频。
另外从图2和图3可见：在同样的输入信号幅度时，三倍频器的输出电压明显减小。
为了提高输出功率和效率，单级丙类倍频器一般只作为二倍频器或三倍频器使用。若要提高倍频次数，可以采用多级丙类倍频器来实现。例如，要获得六次倍频可将一个二倍频器和一个三倍频器级联起来使用。
通过仿真教学，将倍频电路原理和波形直观的展现出来，使抽象的理论和概念形象化，有助于学生提高学习兴趣和积极性，提高课堂教学效果。
结语
现在职业学校的学生学习基础较差，而现代社会对职业工作者要求却不断提高，学生在校学习期间应掌握好专业理论基本知识，为将来踏入工作岗位打下扎实的专业基础。传统的教学方法显然已不适应时代需求了。教师可以尝试在专业课程的理论教学中采用计算机软件进行仿真的教学方法，将抽象难懂的理论和概念直观、易懂、清晰明了地展示出来，让学生在课堂上就能感受到实验才有的测量效果，克服传统理论教学的不足。教学实践表明，在专业课程的理论教学中，借助Multisim仿真软件辅助教学，激发了学生的学习兴趣和热情，学习效率提高了。教无定法，学无止境。为适应学生的认知需求，教师必须采用不同的教学方法，提高教学质量和效果，达到教学目的。
参考文献：
［1］王冠华等.Multisim8电路设计及应用［M］.北京：国防工业出版社，2006.
［2］谢沅清等.通信电子线路［M］.北京：北京邮电大学出版社，2000.
【关键词】大学物理 开放实验 素质培养
从培养学生的创新能力，提高学生的综合素质出发，物理实验的类型不能仅仅只停留在操作型、验证性实验的水平上，而要按学生能力形成的不同阶段，在实验教学中实行分层次教学，做到既有基本实验的训练，也有体现知识、能力、素质培养的综合性，培养学生独立思考、综合运用知识、创新等适应科研工作能力的实验，即综合性、设计性实验。从人才培养的角度看，大学物理实验课程从多方面培养学生的思维和能力，在人才科学素质和综合素质的培养中起到了重要的作用。根据学生由浅入深、循序渐进的认知规律，综合设计性实验是在基础性实验之后开设的。学生已经了解了课程特点，学习了大学物理实验的基本方法和基本技能，因此，在综合设计性实验中，对学生的素质培养提出了更高的标准和要求。作为教学的实施者，首要任务就是明确本阶段中所涉及的素质培养目标。结合实验教学的实施，学生素质培养目标归纳为以下几个方面：
1、良好心理素质的培养
设计性物理实验一个很重要的特点就是以学生为主体，需要每个学生充分发挥其自身的聪明才智和主观能动性去解决问题而完成整个实验。与传统的那种从实验原理、实验方法到实验仪器、步骤全都由教师设计的物理实验而言，良好的心理素质是取得胜利的重要武器。从学生的开放实验阶段的表现来看，部分同学的受挫折能力还是有待提高的。当完成实验步骤而没有得到相应现象时，部分同学会焦虑不安、慌忙地重新开始实验，而不能冷静地分析失败原因。种种现象表现了学生在做实验的过程中，对结果预期过高，过程的实施预期太简单，一旦遇到问题，便不能沉着应对，情绪不稳定，甚至有退缩的心理，严重影响了学习热情和学习效果。所以，实验中对学生百折不挠精神的培养尤为重要。另外在教学指导过程中发现， 部分学生在做光学实验时，眼高手低，看到实验步骤简单就缺乏耐心。比如：在金属丝杨氏模量测定的实验中，有的学生在尺子成像不是太清晰的情况下，就开始记录数据，缺乏耐心细致的调节，缺乏科学严谨的实验态度。在实验结果处理部分，不能实事求是地分析存在的原因。因此，在设计性开放实验阶段，一定要严格要求学生，使之形成耐心细致、实事求是的良好习惯，独立完成实验，摆脱心理依赖。
2、探索能力的培养
大学物理的基础实验部分都有相应的详细讲义或教材，里面包括有实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤等，这种实验可操作性强，由于实验的集体过程较为明确，对训练学生掌握基本的实验操作能力，掌握基本的物理实验测量手段和方法有较好的效果，而设计性物理实验则大不相同，在设计性实验中，仅由教师提出任务和要求，然后进行一系列的提出问题、明确问题、提出假设、验证假设的思维过程，在教师所提出的任务与要求下去探索实验所涉及到的诸多方面，例如，实验原理的探究，方案的形成，最佳测量方法的选取，实验仪器的选择。实验条件的选择以及实验步骤的逐步修改、形成等，这一整个过程是一个不断提出问题、解决问题过程的逻辑思维活动，学习者需要不断地探索和加工记忆中的信息，积极地进行严密而有序的推理和判断。
3、分析能力的培养
对实验进行分析是熟练使用仪器，独立完成实验操作的基础。分析能力的训练有助于锻炼学生解决问题的能力和思维，是培养学生科学精神和科学素养的重要环节。实验课的教学是实践性的教学，实验原理的理解、实验仪器结构及使用方法的掌握、实验结果及误差分析、实验结论、思考题等环节都离不开分析过程。例如：在利用阿基米德原理进行密度测量实验时，用游标卡尺测量水槽的直径这一步，如果不能透彻理解实验原理和设计，不能做出全面分析的话，有的学生就不知道应该测量水槽的内径还是外径。综合设计性实验阶段应在多个方面进行教学设计，更加注重分析能力的培养。例如：在基础性实验阶段，学生们学习示波器的使用时，用的是模拟示波器，而为了培养学生举一反三的分析能力，在综合实验阶段将模拟示波器全部换成数字示波器供学生使用。
4、创造能力的培养
创造性是设计性物理实验的一个很重要的特征"设计性实验中，要求学生大胆假设、多方求异。突破传统思维束缚，创造性地提出解决问题的方法和途径。无论是实验原理、方法的策划，还是实验仪器、实验步骤的选择，都需要学生有一定的创新的精神。在设计性实验中，比如说实验原理的设计、实验仪器的选择、实验测量的创新等，这些都要求学生能沿着不同的方向去选取与重组信息，不墨守成规，多方寻求变异，从多方面寻求解决设计实验的方法与途径。实际上，构思和设计实验的过程，就是从发散思维到集中思维，再从集中思维到发散思维的多次循环，就是一个创造性活动的全过程。
[关键词] 虚拟仪器 LabVIEW 电子电路实验 示波器
引 言
实验教学在高职教育中起着相当重要的作用，但是长期以来实验设备和实验教学方法的落后在很大程度上制约了实验教学的质量。基于传统仪器的电子实验教学不仅在设备购置上成本较高，而且在设备维护上工作量也较大[1]。另外，传统仪器是由专业厂家生产，功能固定而且单一，在一个实验项目中往往需要多台仪器配合使用， 如信号源、示波器、电压表等。这不仅增加了设备的投入和维护成本，而且传统仪器较大的体积也增加了对实验场地的需求。虚拟仪器技术的出现给现代测试技术及仪器行业带来了一场革命[2]。它充分利用了计算机软、硬件技术发展的成就， 将其与测试技术相融合， 实现了测量仪器的软件化、智能化、多样化和网络化， 而且使用维护方便，开放性、可扩展性好，综合成本低，在很多领域大有取代传统仪器的趋势，成为当代仪器技术发展的一个重要方向。
虚拟仪器技术的特点
虚拟仪器(Virtual Instrument)的概念是美国国家仪器公司(NI)于上世纪80年代中期提出来的。这一概念的核心是以计算机作为仪器的硬件支撑，充分利用计算机的运算、存储、回放、调用、显示以及文件管理等智能式的功能，把传统仪器的专业化功能软件化，使之与PC 机结合起来融为一体，这样便构成了一台从外观到功能都完全与传统硬件仪器相同，同时又充分享用了PC 机智能资源的全新的仪器系统[3]。虚拟仪器技术是将计算机技术、仪器技术和通信技术三者的有机结合，利用良好的虚拟仪器软件开发平台和数据采集卡，可以在屏幕上虚拟出与传统仪器相似的显示面板， 用户通过点击这个显示面板， 来调控虚拟仪器的性能。与传统仪器相比，虽然虚拟仪器也需要硬件支持， 但硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个系统的关键。也正是由于软件是虚拟仪器的关键， 所以当基本硬件确定以后， 就可以通过不同的软件实现不同的功能。正是因为软件就是仪器，所以用户可以根据自己的需要，设计自己的仪器系统， 满足多种多样的应用要求。另一方面，利用计算机丰富的软、硬件资源，不仅可以大大突破传统仪器在数据的处理、表达、传递、储存等方面的限制，达到传统仪器无法比拟的效果，而且为数据的快速共享提供了可能。
基于声卡的虚拟示波器的设计
示波器是电子实验室最为广泛的测量仪器之一。传统示波器外型笨重，功能单一，一些高性能的示波器加工工艺复杂，技术要求高，价格昂贵。随着虚拟仪器技术的发展，基于虚拟仪器技术的示波器也应运而生[4]。虚拟示波器充分利用计算机的信息处理能力，能够实现对多路输入信号的实时采集和存储，并且可以进行数据的离线分析和处理。
1.硬件实现
虚拟示波器的硬件核心是数据采集卡。目前市售的数据采集卡价格与性能基本成正比，一般比较昂贵。随着DSP(数字信号处理)技术走向成熟，PC机声卡可以成为一个优秀的数据采集系统，其数字信号处理器包括模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)，ADC用于采集音频信号，DAC用于重现这些数字声音，转换率达到44.1KHz。 在采样频率要求不高的情况下，可以利用计算机的声卡作为数据采集的输入和输出。目前，声卡已成为多媒体计算机的一个标准配置，利用声卡进行采样与输出，就不需要购买专门的采集卡可以降低虚拟仪器的开发成本，且在音频范围内可以完全满足实验要求。由于计算机在各个高校已经普及，采用声卡研制虚拟仪器能以很低的成本、在较短的时间内更新和扩充实验室设备，在全新的实验平台上开发综合性和设计性的实验。
麦克风的工作原理是通过声音振动的强弱来改变其结构，以输出强弱不等的连续电流。在前面的系统中，麦克风的作用相当于一个传感器，它将声音的振动信号转换成微弱的电信号后，流入声片的输入端。连续电流经过声片的A/D转换后，被采集到系统中加以动态显示和分析。
经过以上分析得知：声波的振动信号是经过麦克风转换为电信号以后输入声片的。这样就为通过声片采集电信号提供了契机。为了保护声片，在实际应用中，应当充分估计被测信号的大小。如果被测信号的幅度很小或者很大，就不能直接进入声片，而是先经过一个信号调理电路，对信号进行“放大或限幅、滤波”等处理，经过处理后，幅度和频率降到一定范围内的信号才能输入声片。
声卡一般有Line In和MIC In两个信号输入插孔，声音传感器(本文采用通用的麦克风)信号可通过这两个插孔连接到声卡。若由MIC In输入，由于有前置放大器，容易引入噪声且会导致信号过负荷，实际中常使用Line In，其噪声干扰小且动态特性良好。本文使用Line In作为输入端，引出两根电缆，分别与信号发生器的两个输出端相连接。它可以接收幅值超过1.5 V的信号。
2.软件设计
LabVIEW是一种基于G语言的图形化虚拟仪器开发工具，主要用于数据的采集、分析、处理和表达，总线接口、VXI仪器以及GPIB与串口仪器的驱动程序编制和虚拟仪器驱动。它与C、Pascal等传统编程语言有着诸多相似之处，如相似的数据类型、数据流控制结构、程序调试工具等。与传统高级编程语言最大的差别在于编程方式一般高级语言采用文本编程，而LabVIEW采用图形化编程语言(即各种图标、图形符号、连线等)，以框图的形式编写程序。采用这种图形化的编程方式，再加上大量专业控件(Controls)和函数(Functions)的提供，使之具有极高的编程效率和优秀的编程效果。
(1)虚拟示波器的前面板设计
前面板用来提供用户与虚拟示波器的接口，通过一个友好的图形界面，模拟传统仪器操作，实现对虚拟示波器的控制，并且显示数据处理结果。本文设计的虚拟示波器前面板如所示。根据仪器的功能，在虚拟示波器前面板上设置实时图形显示窗口(包括波形图、频谱图)，数据采集配置按纽(包括声卡初始化配置、通道配置、触发参数配置)、波形显示调节按纽(水平调节、垂直调节、游标显示)、参数动态显示按纽(波形平均值、峰峰值、频率)、错误信息显示窗口、帮助窗口、暂停按钮、保存按钮、回读按纽、停止按钮等。
(2)程序框图设计
程序设计的原理是让信号通过声卡采集进虚拟器中，通过声卡的基本设置，设置声卡的一些基本参数，声卡的采样频率不能太低，如果频率太低，采集过程中，不能连续地采集，示波器的输出就会中断。声卡采集完信号数据后，声卡开始读取数据，通过对数据的读取，虚拟示波器把波形显示出来；在波形显示的过程中，虚拟示波器还能通过频谱分析，对波形的幅频和相频分析，显示虚拟示波器的幅频特性和相频特性；最后再把频率、幅频、相频的数据通过数组的分析，也显示出来。在读取过程中，还能把虚拟示波器的周期平均、峰峰值、负峰值、正峰值、周期均方根、直流、均方根的数值也显示出来。而声卡的读取过程是通过一个While循环把这所有的过程连接起来。读取过程完后，经过声卡的清理后，再进行下一次的读取过程。在声卡的读取过程中，如果声卡触发有差错的话，声卡的读取就会停止，声卡直接停止，While循环也就结束了。
3.虚拟示波器的测试
虚拟示波器测试时采用了固纬（Good Will）GFG—8250A函数信号发生器作为外部模拟信号输入，用设计的虚拟示波器显示正弦波的波形。测试结果表明虚拟示波器采集的信号与传统函数发生器产生的信号吻合，参数测量精确，波形控制和触发控制响应迅速，显示正确，说明用LabVIEW开发的虚拟示波器的结果与传统示波器结果相一致。
结 语
利用虚拟仪器技术，是高职院校改革实验教学的一个全新发展方向。虚拟仪器系统的高利用率和低成本，在实验教学中具有传统仪器无可比拟的优势，使用虚拟仪器代替传统的仪器以很好地解决高校实验经费紧缺的现状，对节约实验成本，提高实验质量意义重大。同时虚拟仪器的应用能更好地培养学生设计电路和创新的能力，巩固、加强学生对测试技术基本理论的理解和掌握，同时还接触到先进的技术，从一个更高的起点面对未来。
参考文献:
[1]周密.基于声卡的虚拟仪器在电路实验中的应用[J].襄樊职业技术学院学报，2010（9）.
[2]曹才开.虚拟技术在实践教学中的地位[J].电气电子教学学报，2002，24(1).
[3]杨乐平,李海涛等.LabVIEW程序设计与应用 [M].北京:电子工业出版社，2004.
1 教学背景分析
该课采用中等职业教育课程改革国家规划新教材《电子技术基础与技能》，该讲课内容为其中项目六“直流稳压电源的制作”中的第一节内容―整流电路。
该次授课对象是轨道交通技术专业二年级学生。在知识技能方面，具备整流和半波整流电路的知识；会用电子实验箱搭接半波整流电路；对半波整流电路有一定的分析能力。在学习中存在逻辑思维能力较弱，分析能力不强、计算能力较弱的学习障碍。
在行为特征上，他们好奇心强，模仿能力强，善于动手实践，喜欢交流经验，并有很强地展现自我的欲望。
2 教学目标与重难点
结合课程标准和学情分析，制订如下三维教学目标：
（1）知识目标：掌握桥式整流电路的组成；理解桥式整流电路的工作原理。
（2）能力目标：能使用万用表、示波器完成桥式整流电路输入电压、输出电压和波形的测量；会分析桥式整流电路中常见故障对电路的影响；会运用桥式整流电路输入、输出电压的公式进行计算。
（3）情感态度价值观目标：培养学生团队协作能力；增强安全意识和爱护设备意识。
依据课程标准兼顾以工作过程为导向的课程体系改革职教理念确定教学重点，结合学生具备的知识和能力，设立难点和教学关键点。
（1）重点：桥式整流电路的组成；整流电路输出电压、电流的计算。
（2）难点：桥式整流电路的工作原理及故障分析。
3 教学方法及教学环境
采用教师为主导、学生为主体的任务驱动教学方式，借助信息化技术，让学生带着任务进行合作、探究学习，突出“做中学、做中教”的职业教育教学特色。
实训环境：理实一体实训室。教学资源：学习平台、情境视频、任务单、电子电路仿真软件Multisim、PPT、无线投影、在线练习题、录像设备等。
4 教学过程设计
环节一：创设情境 引入项目。
教师展示半波整流电路的波形图动画并提出问题：半波整流电路的缺点。学生通过观察课件中示波器的波形，并参阅教材共同讨论回答。然后教师展示桥式整流电路的输出波形图动画并提问如果现在需要给手机充电，整流电路部分应选择哪一个？
学生观察分析后，阐述它们的不同点，从而引起学生兴趣，使学生的思维很快进入课堂学习状态，同时引入该次课内容。
环节二：分组操作 实施任务。
教师讲解该节课的任务，确认桥式整流电路的实施方案。学生小组合作，接受学习任务，确定实施步骤。利用电子电路仿真软件Multisim，模拟桥式整流电路的组成，绘制桥式整流电路图。
步骤一：搭接桥式整流电路，该步骤包含两个小活动。活动1：认识电路组成。学生在学习材料和动画中通过彩色图片，逐一将元件展示。二人合作，迅速将电路所需元部件在实验箱面板上找出，在任务单中记录操作时间。活动2：搭接电路。学生借助平台资源“桥式整流电路组成”，搭接电路。此过程中，教师强调电路搭接过程中的注意事项，并即时录像学生操作过程，以备评价。
步骤二：测量整流电路输入输出电压。小组成员分工合作，完成桥式整流电路输入、输出电压的测量，填写任务单。通过实际的动手操作，强化理论知识，使学生熟练使用万用表测电路输入电压和输出电压。在此过程中，教师对学生操作情况进行实录，以备评价。
步骤三：用示波器观察波形。借助平台资源中的示波器教学视频，学生组内合作，用示波器观察电路输入输出波形并记录在任务单上，教师即时录像学生操作过程。
步骤四：分析电路，该步骤包含三个小活动。活动1：分析电路工作原理。学生借助学习平台中的“电路原理”动画，通过动画分析u2正半周、负半周时桥式整流电路的工作过程，并填写学习任务单。活动2：计算输出电压和电流。学生观看学习平台动画并结合步骤二和步骤三的学习成果，理解并记住桥式整流电路的输出电压、电流计算公式，通过做习题进一步强化计算方法。这样可以有效地帮助学生对该次课重点知识的掌握。活动3：故障分析。学生利用电子电路仿真软件Multisim观察故障现象，分析故障主要原因。通过典型电路故障的原因分析，让学生进一步掌握桥式整流电路的组成，这是该课重点之一。对典型电路故障进行汇总，能有效地引导学生进行分析、思考，理解桥式整流电路的工作原理，提高学生电路分析能力。
环节三：展示交流 效果评价。
整个学习过程采用过程评价、结果评价、学生自评、学生互评、教师评价等多种评价手段，使学生增强自信心，培养表达能力和评价能力。
环节四：巩固知识 自测练习。
学生利用平台资源的自测练习环节，独立完成自测练习，巩固所学知识。通过这种方式，学生既能看到自己的进步，也看到不足，有利于下一轮教学的开展和课改思路的延续及深入进行。
环节五：课后调查 拓展任务。
关键词：电子测量与仪器；峰值；平均值；有效值
引言
电子测量与仪器课程是测控及相关专业的重要专业基础课程，主要运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量及电路元件的特性和参数进行测量。使学生掌握电子测量的基本概念，测量误差理论及数据处理方法，掌握基本电参量的测量原理，方案设计及结果分析方法[1]。
在各基本电参量中，电压是描述电信号的重要参数。电压表是测量电压的重要仪器，而正确理解和掌握电压表测量电压的原理往往对初学者来说不是一件容易的事情。
1 电压参数的测量原理
电信号可以分为直流信号和交流信号。对于直流信号而言，其电压是一个恒定不变的值，测量相对比较简单，没有必要做太多的讨论。而对于交流信号，其电压大小是可以时刻变化的，可以用电压的瞬时值来描述电压的大小和变化。示波器可以测量信号的瞬时值并通过图形的方式直观的展现在屏幕上。但是示波器价格昂贵，不方便携带，因此在很多场合不适用。
图1 电压表测量原理图
电压表是测量电压的重要仪器。其测量原理如图1所示。首先被测的交流信号先要经过检波电路进行检波，转换成直流信号，再由直流电压表对该直流信号的电压进行测量，将测量值乘以一个系数之后得到测量结果在显示器上显示。
检波电路的检波方式通常有三种，平均值检波、有效值检波和峰值检波，分别对应于平均值电压表、有效值电压表和峰值电压表。
设被测交流电压的瞬时值为u（t），则：
电压平均值为： （1）
有效值为：（2）
波形因数为：（3）
波峰因数为：（4）
交流信号都可以看成是一系列不同频率和幅值的正弦波的叠加。因此，正弦波是一种典型的交流信号。由于被测交流电压大多数是正弦电压，而且人们通常只希望测量其有效值，故除非特别说明，交流电压表都是以正弦波为测量对象，并按有效值定度，即表头示值是被测电压为正弦电压时的有效值[2]。
因此，在测量正弦电压时，对有效值电压表，其检波电路的输出就是电压的有效值，可直接当做读数进行显示，如式（5）所示。
U=？琢 （5）
对平均值电压表，其检波电路的输出就是电压的平均值，而要得到有效值，需要按式（6）进行换算才能得到正确的读数。其中KF为正弦波的波形因数。
对峰值电压表，其检波电路的输出就是电压的峰值，而要得到有效值，需要按式（7）进行换算才能得到正确的读数。其中KP为正弦波的波峰因数。
Up=Kp・？琢 （7）
而在测量非正弦电压时，有效值电压表的读数就是波形的有效值，该读数是正确的。而对于平均值表，读数是按式（6）换算的。但它无法自动识别出输入波形的波形因数，因而其中的KF仍然是正弦波的波形因数，因此读数是错误的。由于同样的原因，峰值表的读数也是错误的。
所以，通过以上的分析可以得到，在测量非正弦信号时，只有有效值电压表的读数是正确的，可直接使用。而平均值表和峰值表的读数是错误的，如果要使用，则必须使用对应被测信号的波形因数或波峰因数进行修正。
2 实验方案的设计
为了让学生能够更好地掌握电压表测量电压的原理，我们设计了“电压表波形相应研究”的实验。目的是帮助学生分析几种典型电压波形对不同检波特性电压表的影响，进一步明确用不同检波特性电压表测量各种电压波形所得测量结果的物理意义，掌握测量结果的处理方法。
首先，为了体现电压表的内部结构，加深学生对测量原理的理解，利用模块化设计的思想[3]，我们将检波电路（有效值检波、平均值检波和峰值检波）单独设计到实验板上，作为三个独立的模块，如图2所示。
a.有效值检波模块 b.平均值检波模块 c.峰值检波模块
图2 检波电路模块图
给各个模块供电后，在输出端就能分别得到输入信号的有效值、平均值和峰值。这些值可以通过直流电压表直接测量得到。
设计表格如表1所示。要求学生调节函数信号发生器，输出频率为2KHz，输出幅度为1V（用示波器监视）。分别输出正弦波、三角波和方波，用平均值、有效值和峰值检波模块测量各输出波形，记录读数并填入表1中。根据测量结果，计算被测电压的有效值，并进行分析说明。其中，由于三种波形的输出幅度是相同的，因而峰值检波的三个读数应该相同。而表格中的最后三行要求将每个检波模块的输出换算成有效值，则要求学生能够将电压表的实现过程与图1中的原理框图完全对应起来，进一步加深对测量原理的理解。
3 结束语
该实验和相关实验板在我院2012和2013级测控专业与自动化专业中进行了使用，取得了较好的实验效果。主要体现在以下几个方面：（1）将不同检波方式的电压表内部结构通过若干主要模块体现出来，充分体现出电压表测量电压的测量原理，有助于学生的进一步理解。（2）通过实验完成等幅度测量的数据表格，有助于学生灵活运用所学知识，从设计者的角度思考问题，主动运用测量原理来解决问题。
参考文献
[1]陈尚松，郭庆.电子测量与仪器（第二版）[M].北京：电子工业出版社，2009.
关键词：医用物理学；虚拟实验；实验教学；Flash
中图分类号：G642，O4-39 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2017）09-0064-04
由于医学专业学生对医用物理学认知不足，普遍对基础课程实验兴趣较低，教学效果大打折扣。为了增强学生学习兴趣，提高学习效率，我们可利用Flas可交互的特点[1，2]，设计虚拟实验，将医用物理学实验的内容及过程和相关知识形象生动、浅显易懂地表现出来，显示在计算机屏幕上。[3]在实验前进行虚拟实验操作，可以让学生了解本实验的测量原理和测量过程。在实验过程中运用虚拟技术分析实验的重点和难点，演示实验数据处理的方法，展示实验结论，能有效地提高实验课的教学质量。
为此，笔者专门设计了5个虚拟实验，用于课堂和实验课的教学，并取得了不错的成效。
虚拟实验《旋光仪的使用》
虚拟实验《旋光仪的使用》目的是测量旋光溶液浓度和旋光度的关系，实验界面如图1所示，包括试管选择、刻度盘调整、视野显示、角度x数等几个部分。
实验中刻度盘可以快速调整也可以细调。在刻度盘圆环上单击并拖动鼠标可以快速转动刻度盘。刻度盘细调按钮可以接受鼠标单击和双击。单击按钮调整0.05度，双击调整0.5度，而刻度盘快速调整最小单位也是0.5度。调整时刻度盘会有旋转动画，同时左右游标示数和目镜中三荫片视野各条纹亮暗程度也会相应地做同步变化。在刻度盘圆环上单击并拖动鼠标左键，调用下面这个函数：
通过选择空白试样、标准试样和待测试样，调整刻度盘使视野在暗视场状态下出现三荫片的条纹间边界消失（此时各条纹亮度相同），读取刻度盘读数，与空白试样的读数相减，可以获得标准试样和待测试样的旋光度，从而测得待测试样的浓度。每次启动这个虚拟实验，待测试样的浓度值会随机设定，测得的数值都不一样。
虚拟实验《超声声速测定实验》
《超声声速测定实验》在介绍了驻波法和相位法测声速的原理后，可以在双踪示波器上设定双踪方式（驻波法）或者X-Y方式（相位法）两种测量方式，实验装置如图2所示，主要包括频率显示、声速测定仪的调整和刻度显示、示波器波形选择和显示等三个部分。
测量界面的示波器、声速测定仪、信号源间已经正确连接完成。单击声速测定仪的接收探头左移或右移按纽，示波器上的波形就会做相应的改变，在驻波法方式下可以获得一系列波形最高时的接收探头的位置读数，而在相位法时也可获得李萨如图形为正斜率直线时接收探头的一系列位置读数，利用逐差差处理数据，可得两种测量方法下空气中的声波波长和波速。探头移动有时需要慢速精确进行，有时需要快速进行。持续按住探头左移或右移按钮不松开，探头移动速度逐渐加快，直到10倍于最初速度。
虚拟实验《用分光计测量衍射光的波长》
在《用分光计测量衍射光的波长》实验中，光栅在界面中央，分光计望远镜可以绕光栅旋转，角度游标可同时显示望远镜位置，如图3所示。
汞灯发出的复色光经光栅衍射后获得不同衍射角的单色光，移动望远镜到合适位置，在望远镜目镜的视野中用能显示衍射条纹，游标读数为目镜视野中央单色光的衍射位置，如此可以测量这些光的衍射角。分光计望远镜的移动采用按钮形式，利用鼠标中间的滚轮也可以移动望远镜，这就大大增加了操作的便利性。
当望远镜转动到某一条衍射光位置时，视野内观察到的衍射条纹会相应地动态移入分划板中心，同时主尺刻度盘配合左右游标也能获得相应的读数。望远镜动态移动的实现方式是利用setInterval函数设置转动函数wyj_rota_to的自动运行时间间隔，使望远镜在到达目的角度phi之前按setp距离连续增加，缓慢移动，到达目的角度后执行cleraInterval，使函数wyj_rota_to停止自动运行。
望远镜视野的衍射条纹的移动也可用同样的方法实现，如此实现望远镜和望远镜视野都缓慢移动到目的位置，使虚拟实验更逼真，界面更友好。由此可以读出±1级、±2级和±3级衍射光的衍射角（各种色光的每一级衍射光都有上下两条光线，望远镜分别在上下两个位置可以观察到它们，测得的衍射角需要求出平均值），利用光栅方程就可得到这些光的波长。
虚拟实验《测定液体的黏度》
《测定液体的黏度》根据已知的蒸馏水的黏度用比较法测量无水乙醇的黏度，实验装置如图4所示，主要包括乌氏黏度计和电子秒表两个部分。选择一种液体注入黏度计（蒸馏水或者无水乙醇），单击“打气”按钮（未注入液体或注入液体未完成则“打气”按钮不可用），黏度计内的液体充满B、C两个支管。给黏度计打气后，“打气”按钮文字变成“放气”。单击“放气”按钮，C支管液体立即落下，B支管液面缓慢下降。通过一个下降的遮罩矩形实现液体液面的下降这个动作，遮罩矩形下降的速度依据液体截面的大小进行调整。
B管液面在m、n刻线之间启动和停止秒表，可得一次测量数据。水浴温度数据设计为在14～20摄氏度之间随机取值，之后每一次为黏度计液体打气，有一定概率使温度上升0.1摄氏度，表示水浴温度随环境缓慢上升。实验中使用到的水的黏度和密度、乙醇的密度，可以在单击“查附表”按钮后显示。这样用户可以用内插法获得整数带一位小数位的摄氏温度下的黏度和密度数值，就可以进行实验数据的计算了。
虚拟实验《长度测量实验》
关键词：虚拟仿真；Matlab；电力电子技术；实验实训
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）02-0134-02
一、引言
电力电子技术是目前最活跃、发展最快的一门新兴学科，且广泛应用于工业、交通、IT、通信、国防以及民用电器、新能源发电等领域，它的应用领域几乎涉及国民经济的各个工业部门。
二、电力电子技术课程教学现状
当前高职院校基本都采取理论教学加实践操作的模式进行电力电子技术课程的教学。首先，讲解电力电子器件的工作原理、特性以及使用方法；然后对各种变流电路（包括整流、逆变、斩波和交流变换等）的电路构成、工作原理和波形等进行分析；最后在实验实训台上进行实操、搭建电路、观察波形等进行验证。
电力电子技术课程本身属于电类各专业课程中较难的课程之一，教学对象又为高职学生，他们理论基础差，计算能力弱，因此教学重心一定偏向实操。然后，在对电力电子电路进行实验实训分析的过程中，由于电力电子器件具有非线性等特点以及电力电子电路的复杂性，造成实验实训结果不明显，单从示波器显示波形不能很好地检测电路的正确性。而且电力电子技术的实验实训都涉及到220V或者380V的高电压，具有一定的危险性。往往造成学生实验实训项目做得迷迷糊糊，不知道结果是否正确，即使知道错误了也很难进行排故，导致学生学习兴趣减低，形成恶性循环。
三、虚拟仿真技术在电力电子技术教学中的应用
虚拟仿真技术是近年来随着计算机技术迅猛发展而逐步形成的一类实验研究的新技术，它在各类专业各种类型的课程当中被广泛应用。虚拟仿真技术的优点主要有：（1）实验硬件门槛低，基本不需要专业的实验设备，只需要普通计算机即可；（2）实验过程安全可靠，不涉及高电压、高电流；（3）实验过程迅速、结果清晰明显，能快速地在计算机屏幕上显示所需要的所有结果，一目了然；（4）纠错排故简单，基本的仿真实验修改只需要在仿真环境下进行器件或者连接的修改。
鉴于以上优点，虚拟仿真技术在电力电子技术课程实验当中进行应用十分合适，并能有效地提高电力电子技术课程的教学效果。目前，可对电力电子电路及系统进行虚拟仿真的软件较多，如Matlab、Pspise、Saber以及Multisim等。这些模拟仿真软件的出现，为电力电子电路及系统的分析提供了方便、有效的手段，大大简化了电力电子电路及系统的设计和分析过程。其中Matlab软件由于其Simulink环境下提供的SimPowerSystems工具箱在电力系统分析、电力电子电路分析中令人满意的表现、友好的界面和模块化的形式受到广大用户的青睐。
根据电力电子技术课程教学的要求，结合课程实验操作内容，我们设计、建立并实现了涵盖高职教学要求的十五个电力电子技术Matlab仿真项目。下面以直流升压斩波电路为例，详细介绍使用Matlab软件进行模拟仿真的方法和步骤。
四、仿真实例
本节以直流升压斩波电路为例，详细介绍使用Matlab软件进行电力电子电路仿真的方法和步骤。直流升压斩波电路是典型的直流斩波电路之一，它通过电容、电感元件的储能以及电力电子器件（此处使用IGBT）的通断控制，使负载上得到比电源电压高的电压，其电路原理图如下所示。
根据电路原理图，在Matlab的Simulink中建立直流升压斩波电路仿真模型，步骤如下：
1.仿真平台建立。启动MATLAB，进入MATLAB环境，点击工具栏中的Simulink选项，进入所需的仿真环境，点击File/New/Model新建一个仿真平台。
2.模块提取。在Simulink环境中拉取所需要的模块到仿真平台中，具体做法是点击左边的器件分类，电力电子仿真实验一般只用到Simulink和SimPowerSystems两个，分别在它们的下拉选项中找到我们所需的模块，用鼠标左键点击所需的模块不放，然后直接拉到仿真平台中。本电路图所需要的模块及提取路径如下表所示。
3.仿真模型建立。将提取的各模块，按照原理图布局好位置并进行连线。具体做法是移动鼠标到一个模块的连接点上，会出现一个“+”字型光标，按住鼠标左键不放，一直拉到所要连接的另一个模块的连接点上，放开左键，连线就完成了。本电路图的仿真模型如下图所示。
4.参数设置。参数设置分为模块参数设置和仿真参数设置。模块参数设置如下：直流电压源的幅值设置为100V。电阻负载设置为1Ω。控制脉冲电压由脉冲发生器产生，电压幅值设置为3V，周期设置为0.001S，脉冲宽度比的大小设置可改变输出负载电压的大小。IGBT、功率二极管、信号分解器、电感和电容可保持默认设置。示波器根据需要输出的波形个数设置输入端口数。仿真参数设置如下：将开始时间设置为0，终止时间设置为0.01，算法设置为ode23tb。
5.仿真。完成以上步骤后便可以开始仿真，仿真结束后双击示波器观察波形。直流升压斩波电路在控制脉冲电压宽度比为80%和40%时的仿真波形如图3所示，与理论分析值一致。
五、小结
虚拟仿真技术随着计算机技术的发展在近些年得到了长足的发展，越来越多的课程在教学中引入了虚拟仿真技术，它对课程教学效果的提供具有较大的作用。文章在分析教学现状的基础上，引入了使用Matlab软件的虚拟仿真技术，并以直流升压斩波电路为例，详细介绍使用Matlab软件进行电力电子电路仿真的方法和步骤。
参考文献：
[1]王波.虚实结合、理实一体的电力电子技术课程改革的探索与实践[J].时代教育，2015，（7）.
关键词：频率特性；MINI2440；AD9851；AD8302
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)01-0249-02
An Amplitude-frequency and Phase-frequency Characteristics Analysiser Based on MINI2440
LING Yun1,2, GE Zhen-tong3
(1.Information Engineering School of Nanchang University, Nanchang 330000, China; 2.Information Engineering Department, Jiangxi University of Science and Technology Nanchang Campus, Nanchang 330013, China; 3.Economic Information Centre of Nanchang, Nanchang 330038, China)
Abstract: Author introduces the principle of Amplitude-frequency and Phase-frequency characteristics measurement, use MINI2440, ad9851 and ad8302 designed a frequency analyzer. The hardware block diagram of the system, programming algorithm and display interface are given in the papers.
Key words: amplitude-frequency characteristics; phase-frequency characteristics MINI2440; AD9851; AD8302
频率特性测试仪是用来测量电路幅频特性和相频特性的仪器，又称扫频仪，常用于测量放大电路、滤波器的工作带宽、增益衰减特性，负载的特性阻抗，天线的谐振频率和驻波比等参数，是一种非常重要的测量仪器，被广泛应用于广播、电视、通信等领域。以往的频率特性测试仪基于模拟电路实现，使用示波管显示测量结果，电路复杂、体积大、功耗高、测量结果显示不直观、数据处理不方便。
笔者结合当今流行的嵌入式技术，以MINI2440开发板作为平台设计了一个频率特性测试仪。该测试仪具备体积小、功耗低、读数直观、数据处理方便等特点。
1 频率特性测量原理
借助信号发生器以及示波器可以获得待测网络的幅频、相频特性，图1是测量原理示意图。信号发生器产生一个单频点正弦信号送到待测网络，示波器的A踪和B踪分别接到待测网络的输入和输出端，从示波器读出两路信号幅值和相位差，计算并记录信号幅值之比，有规律地改变信号发生器输出信号的频率，重复前面的操作得到多组测量数据，描点作图可以得到待测网络的频率特性曲线。测量时如果频率间隔越小，测试次数越多，频率特性曲线越接近实际情况，当频率间隔趋于无穷小时相当于频段内所有的频率都扫描了一次，所以频率特性测试仪也称为扫频仪。
2 硬件设计
图2是频率特性测试仪的硬件结构图。如图所示，频率特性测试仪由频率特性扩展板和MINI2440开发板组成。频率特性扩展板上的频率合成电路、低通滤波电路用于提供频率特性测试仪工作所需的扫频信号SRF，幅频/相频检测电路用于获得待测网络的输出信号SOUT和输入信号SIN的幅值比与相位差。频率特性扩展板经扁平线连接到MINI2440开发板的扩展接口CON4，CON4包含了本设计所需要的IO口、AD转换模块，还可以给频率特性扩展板提供电源。MINI2440开发板上的LCD屏用于显示待测网络的幅频/相频曲线，按键用于设置扫频的范围和频率间隔。
2.1 频率合成电路
常见的频率合成技术有锁相环（PLL）和直接数字合成（DDS）这两种方式。DDS频率合成方式相对于锁相环方式具有电路结构简单、相位连续、频率精度高、频率转换速度快等优点，因此本设计选用DDS频率合成芯片AD9851实现频率合成。
频率合成电路如图3所示，外接的30MHz的有源晶体产生的正弦波信号经AD9851内部的时钟6倍频器倍频后得到信号fr，fr作为DDS频合的参考时钟；频率控制字FCW以串行方式送入AD9851，DDS_DATA、DDS_CLK、DDS_UPDATE分别是串行数据信号、串行移位时钟信号、频率更新使能信号，它们经MINI2440开发板扩展接口CON4的9脚、10脚、11脚分别接到S3C2440A的GPF0、GPF1、GPF2。频率合成输出信号SOUT经低通滤波电路滤波后得到SRF。
频率合成电路输出信号频率fout、参考时钟频率fr、频率控制字FCW三者满足关系：fout=(FCW×fr)/232 把上面的表达式进行整理后得：FCW=(fout×232)/fr。
2.2 幅频/相频检测电路
幅频/相频检测电路如图4所示，AD8302是RF/IF增益和相位差检测芯片，它将测量幅度和相位的能力集中在一块集成电路内，由它构成的系统可精确地测量从低频到2.7GHz频率范围内两个信号之间的幅值比和相位差。
待测网络的输出信号SOUT和输入信号SIN分别经电容耦合到INPA和INPB引脚，经内部电路处理后直接从VMAG引脚和VHPS引脚输出两信号的幅值比与相位差。幅值比与VMAG引脚的电压VMAG成正比，比例常数为30mV/dB；相位差与VHPS引脚的电压VHPS成正比，比例常数为10mV/Degree。VMAG和VPHS经MINI2440开发板扩展接口CON4的5脚、6脚接到S3C2440A的模拟量输入通道AIN0和AIN1。
3 软件设计
3.1 幅频/相频测量子程序
幅频/相频测量子程序是本设计的核心程序，结合前面介绍的频率特性测试原理和硬件电路可得该程序工作过程如下：调用频率控制字转换函数得到扫频信号SRF的频率控制字FCW，调用频率设置函数把FCW送至AD9851以产生相应频率的扫频信号，调用AD转换函数对VMAG和VPHS进行AD转换，得到待测网络在相应频率上的幅频特性和相频特性。
频率控制字转换函数中，预先计算好10MHz,1 MHz,100KHz，10KHz和1KHz所对应的频率控制字，在整个系统中用BCD码表示频率值，这样在进行频率控制字计算时仅仅出现加法和乘法运算，这样可以提高整个系统的测量速度。频率设置函数需要模拟AD9851的串行接口时序，它的接口时序与74LS595类似。AD转换函数可以直接使用MINI2440开发板自带的程序。
3.2 人机接口设计
频率特性测试仪使用MINI2440开发板自带的320×240 TFT LCD屏显示测量结果，LCD左侧240×240区域为图形显示区显示扫频范围内的幅频/相频特性曲线，右侧240×80区域为文字显示区显示中心频点的各参数，显示效果参考图5。扫频范围使用MINI2440开发板上的按键S0~S5设置，按下S0和S1可以在1KHz～10MHz内循环调节步进值，按下S2或S3中心频率以当前步进值增加或减小，S4和S5调节相邻像素点的频率间隔。
4 结束语
本文设计的频率特性测试仪测量结果精确、使用方便。以其作为调试设备缩短了高频放大器、晶体滤波器等电路的调试时间，提高了工作效率。
参考文献：
[1] 沙占有,刘阿芳,王科.基于AD8302的单片宽频带相位差测量系统的设计[J].国外电子元器件,2006(1).
[2] CMOS 180MHz DDS/DAC Synthesizer AD9851, .
计算机硬件实验室是高校实验室的重要组成部分，承担着硬件教学、科研等任务。针对日常使用与管理中存在不规范、不合理问题，从软硬件、使用人员、环境和安全管理等多角度进行了分析研究，结合本院硬件实验室的具体情况，提出相应的管理方式与做法，以促进和提高硬件实验室管理水平。
【关键词】
硬件实验室；软硬件；安全；管理
0引言
随着我国高等教育改革与发展，实验室作为高等教育的重要组成部分，是教学科研的重要基地，是学科建设和教学工程正常运行的保障[1]。如何有效发挥实验室的积极作用，利用实验室的资源和平台为教学科研、学科发展和人才培养服务，将是决定实验室管理工作的成功关键[2]。而硬件实验室是高校计算机专业实验室的重要组成部分，具有设备型号多、复杂度高和维护难度大等特点。科学规范、有效的实验室管理与维护，以更好的使用状态服务于师生，是非常有必要的。以下结合自身多年的计算机硬件实验室管理经验，以我们学院的硬件实验室实际使用与管理角度，谈谈看法。
1硬件实验室管理内容
实验室管理的目标是要出效益、出教学科研成果和人才培养效益。规范、科学的实验室管理是其可持续发展的基本保证。复杂的管理会导致操作难度大，管理成本高[3]。因此，硬件实验室管理必须秉承科学、系统和高效的管理理念。管理内容主要包括微机、实验设备、投影、网络等软硬件的管理与维护，以及实验室使用人员、环境与安全管理等内容。
1.1软硬件管理
硬件设备管理与维护是实验室管理的重要部分，直接影响着计算机硬件实验室能否有效运转，也影响着计算机实验教学的正常进行[4]。软硬件设备的日常使用与维护，是实验室管理的重点。目前我们学院建设有计算机组成原理、微机原理与接口、单片机技术、嵌入式等计算机硬件实验室，室内基本布局。实验室配备有31套实验设备，每套包含有微机、硬件实验箱、示波器、万用表等设备。另外还安装有投影机、黑板等教学设施。配备储物柜，用于存放微机配件、实验箱配套的实验模块、示波器表笔、电子元器件等物品，方便取用。
1）为保证硬件设备的正常使用，保障实验教学的正常开展，实验室采取定期维护与随机维护相结合的管理策略。
定期维护是根据每学期的实验课程安排情况，选择课余时间对软硬件设备进行维护，时间固定，频率是每周一次；随机维护则是根据实验设备使用情况，对随时出现故障、影响使用的设备进行维护，若条件不允许或者维护难度较大，则在其它时间进行维护。这种维护方式主要是考虑到实验设备数量比较有限、实验班级人数较多等情况。随着设备使用年限的增加，出现故障率高、稳定性下降等问题，以及设备使用率高、实验学时增加等情况，都必须提高维护频度，尽量做到及时维护，以满足实验对设备的需求。同时，在每学期实验课程结束后，安排一次大检修，对软硬件设备进行全面检查维护。
2）硬件管理维护
以“预防为主，防治结合”为原则[5]。实验室硬件设备有微机、实验箱、示波器、万用表、投影机、网络设备及线路等，这些设备都需要做日常维护，出现故障时要及时维修。微机除了做好各种故障的维修之外，需要定期对机箱内部进行除尘，以延长微机使用寿命，提高工作稳定性。实验箱的维修，是硬件实验室的管理难点，其具有工作原理复杂、维修难度大等特点，对管理员提出了较高的专业技术要求，除了将故障的实验箱返回厂家维修、积极寻求厂家技术支持之外，还需要管理员能动手对实验箱常见故障进行维修，比如芯片、电源、模块的更换等，以提高维修和管理效率。示波器主要检查开机、标准波形、面板各功能旋钮、表笔是否正常等方面。万用表除了检查开机、表笔是否正常之外，需要注意电池是否有电、使用时间、有效期等方面的检查，避免因电池漏液腐蚀电路造成损坏。投影机每学期需要进行除尘维护，该项工作管理员可以进行，或者联系商家售后进行。出现投影显示效果模糊、画面暗、影响观看等情况，需要更换投影机灯泡。投影机注重科学使用和保养，避免长时间使用投影机，关机后待散热完毕后再断电。网络维护方面相对简单，定期检查交换机和网线，出现水晶头金属触点氧化，水晶头需要重新制作，提高网络可靠性。做好硬件维护维修工作之外，结合期末全面检修及下学期本实验室课程开设情况，利用期末时间申购备用件，以便维修时使用更换。常用的备件如微机硬盘、电源、键盘、鼠标等部件，实验箱用的电子元器件、芯片，示波器表笔等。
3）软件维护
实验室除了做好硬件维护维修之外，还需要做好软件的维护工作。软件维护，主要是结合被称为“增霸卡”的硬盘保护卡进行。硬盘保护卡也称硬盘还原卡，它可以使计算机硬盘在病毒、误改、误删、故意破坏硬盘内容等非物理损坏的情况下，恢复到最初设定状态，给实验室管理和维护带来了极大的方便[6]。保护卡可以实现系统软件还原、提供CMOS保护、多个硬盘分区保护、系统安装、网络拷贝、自动修改IP地址和计算机名等实用功能，大大提高了维护效率。在操作系统安装方面，使用保护卡的分区功能，分出超过两个以上可引导的系统分区，用于安装windows操作系统，两个系统均安装同样软件，做同样设置，当其中一个系统损坏时，另一系统还可以继续使用，不影响实验教学，其它多余的可引导系统分区做为备用；同时需要再划分出几个普通分区，用于学生存放文件与数据。要注意的是，系统分区需要在保护卡参数设置中设为“立即还原”模式，保证不会因为学生实验时修改或者误操作等行为，影响系统可用性。系统需要还原时，只需将微机进行重新启动，系统立即还原为初始保护状态。另外，普通分区一般设置为“不保护”模式，文件数据不会随系统还原而被清除，当然也可以根据需要，将分区设置为“随启动盘还原”模式，或定期进行数据清除等。根据使用情况，不定期对系统软件与应用软件进行更新与安装，比如windows系统补丁升级、浏览器升级、应用软件安装等。
1．2人员管理
在实验室使用管理中，应树立“以人为本，科学管理”的新理念。管理理念的创新要引进“人本管理”，其核心要素是“人”，它将“人”的创新能力作为其核心价值，把维护人的尊严和价值当做管理的最高目标，注重“人”的发展[7]。实验教师、学生是实验室的主要使用人员，管理员需要增强服务意识，做好服务和沟通工作，避免出现误解与埋怨。由于硬件实验的特殊性，实验教师需要用硬件实验室进行实验准备和备课等工作，实验员需要做好实验协助配合工作；实验过程中，辅助实验教师、指导学生完成实验，做好实验指导工作。同时，硬件实验室要建立健全各项规章制度，以规范实验室使用人员的行为，做到有章可循，有据可依。对学生要严格管理、严格要求，使实验室管理制度在师生间达成一种共识，形成一个良性的循环。比如，要求学生实验时对号入座，做好设备使用登记，对恶意破坏、偷盗硬件等行为按照规章制度进行处罚；对带食品进入实验室、乱扔垃圾等不文明行为要进行劝告批评。
1．3安全管理
安全管理，这项工作虽然技术含量不高，但是责任重大。用电安全一直是实验室的重点问题，要提醒学生注意用电安全，管理员要经常检查线路、空气开关是否有破损、发热等现象，发现异常后及时联系电工维修。禁止学生操作电源开关，在相应位置设立警示标志。遇到雷电等特殊天气，暂时关闭实验室总电源，防止遭受雷击[8]。几年前在我院曾经发生过实验室被雷击事件，造成多台交换机和微机损坏。在实验室关闭前，确认所有电源均已断开，做到人走断电。定期检查窗户、防盗门是否正常，定期检查灭火器压力表和生产日期，保证在关键时刻能正常使用。由于硬件实验室安装有静电地板，需要注意地板有无塌陷、松动等情况。除了实验时要求学生严格对号入座、做好使用登记之外，还需要在学生实验结束时，检查硬件设备是否完整无缺。实验结束时，实验教师与实验员需要维持秩序，避免学生进出时实验室发生安全事故。
1．4环境管理
实验室的环境问题是不应忽视的。实验室环境管理主要从这几方面展开：一是，实验室卫生问题，每周定期组织一至两次实验室大清理，做到实验室卫生整洁，这项工作主要是由管理员组织实验室使用班级和勤工俭学的学生进行；二是，定期检查实验桌椅是否有损坏缺失情况，及时更换与维修，检查窗户是否会漏水、阳光照射等情况，及时报修与安装厚窗帘进行遮光；三是，定期检查日光灯、风扇、空调等设施工作状况，空调需要定期清理与加制冷液，确保实验室温度在合理范围，给师生一个舒适的实验环境，保障实验设备正常使用。
2结语
以上从软硬件设备、使用人员、环境与安全管理等方面结合我们学院具体情况做了初步探讨。计算机硬件实验室的管理，是一项严谨、细致和科学的工作，需要实验教师与管理员结合当前实验室发展形式，不断学习新的管理方式和方法，结合高校自身实验室情况，总结适合的管理方式，以更好的实验环境满足教学与科研需求。
作者：叶宗海 单位：福建师范大学闽南科技学院
【参考文献】
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关键词： L波段雷达；常见故障；检查方法；解决方法
中图分类号：P41 文献标识码：A
引言
探测资料完整、准确，实现了该地高空气象探测的数字化和自动化。L波段雷达目前在新疆地区探空台站已经全面运行， 但是受到各个方面的影响和限制，对雷达进行实时保护的任务显得更加艰巨，而L波段雷达的正常运行也是关系探空资料的采集和是否准确的关键。因此，对雷达进行全面、仔细的检修与维护是探空站的重要工作。
1 L波段雷达
L波段雷达是我国新型高空气象探测雷达，它探测精度和自动化程度高、体积小而且安装简易。它能够准确的探测高空温度、气压、湿度等气象要素和高空风向、风速的变化。且操作简单，处理数据快速准确，工作效率高，能够为天气预报提供准确的高空气象资料。它的探测任务主要是由探空气球携带的探空仪来完成的。探空仪是由多种灵敏的感应元件组成，感应元件的电参量随空气中压、温度、湿度的变化而变化。由此可见这一新型仪器给气象探测带来的便利，但是由于对雷达的维护相对要求也较高，而探空站配备的设备不齐全，对人员技术要求高等条件的限制对雷达的维护维修增大了难度。
2 雷达工作状态判断
2.1 在无信号输入的状态下
软件操作面板上的增益（在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度）应该处在自动状态，显示值为110dB，频率指数在正常状态下（1675±6MHz），雷达通讯指示灯红色亮起，这些基本上可以判断雷达的主要部件处于正常。
2.2 在有信号输入时
首先将基测箱和探空仪相接，并把雷达天线和频率调整到最佳状态，使雷达可以接收到探空仪信号，这时在探空讯号接收区应该有所显示，蓝色的雷达指示灯呈现动态，并伴随在脉冲指示区显示有脉冲运动。这些特征基本可以判断雷达接收系统正常，可以进行正常的通讯。
3 常见的故障现象
在判断了雷达正处在工作状态后，一些常见的故障还是会影响雷达的正常工作。虽然雷达本身装有智能的自我检测系统，但是在实际工作中，多部位的故障还是会使雷达的检测功能受到挑战，各种五花八门的故障还是要依靠人工检测。
3.1 小发射机出现自激信号
小发射机工作时如果出现自激信号，则有可能是小发射机或者是前置高放的问题，这时要切断小发射机的电源，如果自激信号消失，恢复正常，则故障部位为小发射机，只要针对小发射机进行维修即可。如果自激信号依然存在，则故障部位即为前置高放，再对前置高放进行更换即可。
3.2 磁控管效能降低
如果在雷达工作过程中发现发射机的功率无故降低，那么故障的原因可能是磁控管的效能降低而导致的，这时只要对磁控管进行更换即可恢复正常。
3.3 如果示波器上2km精扫基线消失
故障可能为没有2km精扫触发，这时打开雷达故障显示的开关，若精扫触发显示灯亮起叉号，则这时更换主控箱里面的测距装置就可以解决故障。
3.4 当茅草低于标准值时
可能是高频组件性能指标降低，对高频组件进行维修或者更换高频组件即可解决；若是高频电缆的接插件接触不好，那么对电缆的插头重新加橡皮圈紧固即可排除故障。
3.5 摄像机和防雨罩发生短路
当调整摄像头时，上面的焦距、距离、亮度按钮没有反应，无法调整摄像机，这种情况可能是摄像机和防雨罩发生了短路，只要拆下两者相连接的螺钉，重新将摄像头进行固定，再盖上防雨罩就可以恢复正常了。
3.6 校正好的光电轴突然偏离很大，四条亮线参差不齐
由于L波段雷达是天线控制，当雷达自动跟踪正常时，即使调好了探空仪发现方波幅度还是有点偏差。故障的原因可能是天线座和差箱的开关上的二极管接触不好。这时打开天线座和差箱，将和差箱内的器件重新进行固定，即可排除故障。在放球的过程中，如果亮线也是出现参差不齐，原因可能是零点漂移或者分硬件故障。解决的方法是：当雷达将天控改为手动控制，转动天线四条亮线可以摇齐属仰角方位零点漂移，如果不能摇齐，则这种情况属于硬件的故障。
程序方波已经产生，但没有送到和差箱上去，这可能是线路上出现问题了。这可以通过万用表测量程序方波的对地电阻（往和差箱端测量），正常情况下它对地正向（黑表笔接地）应该有电阻，（红表笔接地）反向应该开路。如果发现有一路正反向都没有电阻，说明这一路线路有问题，这时对照框图进行判断便能解决问题。解决方法是找出线路在哪段出了问题，将线路恢复正常。
程序方波已经送达和差箱，但和差箱里的开关管套出了问题，这时可以通过万用表对开关管套（接在和关差箱上）进行测量，看程序方波上、下、左、右正向对地的电阻是不是一样，如果不是一样的则是不正常的。如果发现其中有一路正向对地电阻和其他的不一样，那就说明这一路开关管套有问题，这种情况故障可能就是开关管套有问题，当然也有可能是装在开关管套上的二极管VK105有问题，解决办法是：通过对VK105的测量则可以很快就判断出好坏与否。将VK105进行更换即可排除故障，恢复正常。
3.7 仰角方位零点漂移的调整
示波器探头接CH2，扫描旋钮调直至出现扫描线，并且将示波器调到显示正中状态，“VOLTS/DIV”旋钮调至0.1档，示波器探头调至1∶1，CH2输入信号和垂直放大器的藕合方式调至“DC”档。
用探头测芯片D20（1角），出现一宽亮线，亮线偏离示波器中间基线，调天控板11-6上RP6电位器（仰角），亮线调回中间即可。
用探头测芯片D20（7角），出现一宽亮线，亮线偏离示波器中间基线，调天控板11-6上RP5电位器（方位），亮线调回中间即可。
4 结语
在L波段雷达工作的过程中不仅要对各个部件的故障进行实时关注，它的日常维护和清洁也是保证雷达正常工作性能良好的重要一点。在实际中，灰尘、腐蚀等外界因素引起的故障也会是雷达失去原来性能的重要原因。因此，在雷达的日常检查中应当仔细、认真的对其进行规范的清洁，以减少故障发生，将故障排除在初级阶段。经过一些经验的总结，对L波段雷达的检修在于清楚它的使用规范，了解它的工作原理和基本构造；再者，对雷达的检修要认真、耐心，让检修能力得到提升，使雷达能够正常有效地发挥它的作用，为气象探测工作做出贡献，为气象现代化建设做出贡献，为国家、人民做出贡献。
参考文献
[1] 汤洁旺.L波段雷达故障隔离及排除方法集锦[J].广西气象，2006.
关键词： PXI总线； 弹载模块； 测试系统； 设计
中图分类号： TN911.7?34 ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ；文献标识码： A ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ；文章编号： 1004?373X（2014）23?0094?03
Design and implementation of testing system for missile?borne module
ZHANG Jing， ZHANG Yang， PENG Gang?feng， ZHANG Wei， REN Li?zi
（AVIC Xi’an Aeronautics Computing Technique Research Institute， Xi’an 710119， China）
Abstract： According to the characteristics of the missile?borne module， a design scheme of missile?borne testing system based on PXI bus was formulated. Its working principle was elaborated. The PXI bus structure was adopted in the testing system. The whole system has strong fault diagnosis ability and high reliability. It has been put into mass production for some missile?borne module. Practical application proves that the design of system has met the requirements of users.
Keywords： PXI bus； missile?borne module； testing system； design
弹载计算机是现代导弹制导与控制系统的核心装置，其性能的好坏直接关系到精确制导的精度和杀伤目标的概率。而弹载模块作为弹载计算机的主要组成部分，对自动测试系统的要求更加高，要求其系统具有较强的故障诊断能力、可移植性和健壮性，且操作界面简单，能够代替人进行精确测量。
1 ；PXI测试方案的确定
PXI是一种专为工业数据采集和自动化应用量身定制的模块化平台，具备机械、电气与软件等多方面的专业特性， 是一个模块化的平台。PXI总线仪器具有体积小、成本低、性能高、可扩展性强、适用测量和自动化系统平台等特点，比台式PC提供的I/O扩展槽更多，更加紧凑，而且更节省空间，并且有较强的抗撞击与振动的优点。基于以上特点，弹载测试设备选用基于PXI总线的测试系统来实现测试和控制功能。
2 测试系统的原理和组成
2.1 测试系统的功能
本文研制的测试系统是某弹载模块的专用测试设备，实现的主要功能包括：
（1） 为弹载模块提供多路电源及供电检测；
（2） 对弹载模块进行测试， 能够模拟导弹系统中的控制、故检，并对弹载模块的群信号进行采集、显示、存储、自动判读及打印， 用于调试、检验弹载模块的性能；
（3） 在弹载测试系统进行测试时提供信号源（模拟控制、故检、利用系统发送信号）。
对弹载模块性能测试的重点是能够模拟导弹控制系统、利用系统、故检系统给弹载模块发送多路脉冲信号，对变换后的群信号进行采集。
2.2 测试系统的工作原理
通过对某弹载模块性能测试要求的研究与分析，结合计算机测控技术的发展趋势、实现和成本控制两方面考虑，测试设备在硬件上采用了工控机+PXI平台+适配器的组成模式，在测试软件上采用了上位机+下位机（即目标机，在此指弹载模块）配合测试的组成模式并采用模块化设计。测试设备在结构上采用19英寸标准机柜一体化安装方式。
根据弹载模块各种被测项的测试要求，测试设备通过三种技术实现方式完成检测任务：由测试设备输出激励信号，启动目标机测试程序对输入激励信号进行采集处理，并将结果回送上位机；由测试设备发指令启动目标机测试程序对在板功能电路及接口进行内检，并将结果回送上位机；由测试设备发指令启动目标机测试程序控制在板功能电路及接口输出特征信号，再送测试设备的上位机或通用仪器进行采集并进行结果判读。
测试过程以测试设备为主控设备，由测试设备发出测试命令，被测试对象响应并将结果返回给测试设备，测试设备负责测试结果评估。即测试设备为“主”，被测产品为“从”，测试设备发出的测试控制命令和被测产品响应的应答数据通过测试设备与被测产品中的专用控制通道（RS 232/RS 422）在两者之间进行传递。
2.3 测试系统的组成
测试设备主要包括测控平台、供电及适配器单元和测试软件。其功能组成框图见图1。
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图1 系统功能组成图
测试设备系统结构采用19英寸机柜式结构，机柜内包含信号源、示波器、供电及适配器单元、KVM键盘/显示器组合、PXI机箱、工控机部件、附件箱等。
3 系统硬件的设计
测试系统的硬件主要由PXI测控平台、供电及适配器单元等组成。
3.1 测控平台
测控平台是系统的核心，控制整个测试过程，产生测试所需的激励信号，接收被测试设备产生的输出信号，对测试结果进行分析判断。测控平台由PXI平台（含功能模块）、工控机部件（含功能模块）、通用仪器（示波器、信号源等）组成。PXI平台采用外部控制方式，工控机作为外部控制器通过MXI套件与PXI平台相连。
PXI平台由PXI机箱、功能模块、远程控制卡套件及连接电缆组成。PXI机箱选用8槽机箱，型号为PXI?1042。功能模板包括16通道（16?Bit）D/A输出卡PXI?6704、24通道复用矩阵开关PXI?2501、多功能卡PXI?6251、4端口RS 422接口卡PXI?8431/4，用于被测产品激励信号的产生及输出信号的检测，同时完成测试时的数字通信功能。远程控制卡套件选用PXI?PCI8361，配1 m铜缆对接工控机和PXI平台。连接电缆用于功能模板和信号匹配电路板的对接，包括屏蔽电缆SH68?68?D1两根，长度为1 m，用于PXI?6704和PXI?2501板卡的对接；SHC68?68?EPM一根，长度为1 m，用于PXI?6251板卡的对接；S8串行电缆一根，长度为1 m，用于PXI?8431/4板卡的对接。
工控机部件选用研华IPC?610机箱，基本配置为双核CPU、1 GB内存和1 TB硬盘，具有双网口和一个RS 232串口，网口用于示波器和信号源的LXI接口，串口用于和信号匹配电路板的测试通信。
通用仪器包括信号源和示波器，信号源选用安捷伦公司双通道20 MHz信号源，型号为33522A，用于弹载模块的高速A/D输入信号模拟；示波器选用安捷伦公司四通道350 MHz带宽示波器，型号为DSOX3034A，用于弹载模块PWM输出信号检测显示和读写时序的监测显示。
3.2 供电及适配器单元
供电及适配器单元用于为被测产品提供工作电源并检测，实现测控平台输入输出信号和被测产品对外连接信号的匹配。供电及适配器单元由AC/DC电源、信号匹配电路板、产品供电电源监测仪表、控制面板及信号匹配电路板滑动机构组成。
AC/DC电源选用朝阳电源4NIC系列产品，提供弹载模块的工作电源和信号匹配电路板工作电源。
信号匹配电路板是测试设备的重要组成部分和信号中枢，主要功能包括与被测目标板对接、目标板供电监测电路实现、目标板测试所需外部资源配置、测控平台（PXI平台、工控机部件、通用仪器）与目标板间测试信号的转接和调理等。
产品供电电源监测仪表用于目标板直流供电电压及电流的检测显示，3块目标板共计6路直流供电，仪表区共有6块数字电压表和6块数字电流表。
控制面板用于电源开关、复位开关、BNC射频同轴连接器（信号源及示波器信号转接用）。
信号匹配电路滑动机构采用抽屉式结构，测试前，将信号匹配电路板从机柜中拉出，便于被测目标板通过专用的印制板接插件与信号匹配电路板对接；对接好后，可保持原位或将信号匹配板推回机柜进行产品测试，滑动机构的行程为100 mm。
被测目标板通过专用的印制板接插件与适配器电路板对接。适配器的主要功能包括目标板供电、目标板外部存储配置、测试信号的转接和调理等。
4 ；系统软件的设计
该测试系统采用Windows XP操作系统，Lab Windows/CVI软件开发环境。
测试软件由上位机测试软件和目标机测试软件组成。上位机测试软件配置于工控机部件上，目标机测试软件配置于被测产品上，两组软件依据测控需求和硬件资源，从便于测试角度合理划分功能，配合完成对被测产品的功能及性能测试。上位机测试软件组成框图见图2，弹载模块内置测试软件见图3。
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图2 上位机测试软件组成框图
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图3 目标要测试软件组成框图
测试软件提供自动和手动两种测试方法。自动测试按照测试方案对用户指定的被测产品接口通道进行测试，测试过程自动完成，无需用户干预；手动测试根据用户命令对特定通道进行测试，测试软件允许用户根据被测产口的接口情况进行测试通道的参数设置，以满足多种被测产品的测试需求。测试结果存储在数据库中，提供测试结果查询和报表打印功能。同时，为了保证测试设备的测试准备性，软件还提供测试设备接口自测试功能。
5 ；结 ；语
该设备设计中遵循了标准化、模块化、通用化的设计准则，通过上位机和下位机配合测试方法，实现了被测产品的自动化测试和深层次测试。测试可靠度和可信度较高，尤其是针对大批量的弹载模块生产，节省了时间，提高了测试效率；而且该测试设备操作界面简单，适合生产线测试和检验人员使用，能出色完成被测产品技术状态检查及产品技术保障任务。
该测试设备较好地体现了“管理集中、控制分散”的集散式计算机测控系统的设计思想，符合当前的技术发展趋势，体现了设备的技术先进性。
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