信號與系統綜合實驗箱 LY333-LTE-XH-03A

LTE-XH-03A信號與系統綜合實驗箱針對信號與系統課程特點，緊扣教學大綱。根據《信號與系統》和《數字信號處理》兩門課相互關聯的特點，總結了信號與系統實驗教學經驗，并結合數字信號處理技術、DDS技術，開發出的“信號與系統"實驗箱。它既可完成傳統實驗箱的信號與系統實驗；又可完成傳統實驗箱難以完成或結果不理想的信號分解、信號與系統卷積、數字濾波器等實驗。
此外，為了能支持學生隨-時隨地進行學習本產品配置一套網絡版的虛擬仿真軟件用于課堂演示教學，方便老師進行課堂教學。

信號與系統綜合實驗箱 LY333-LTE-XH-03A

二、產品組成
信號與系統產品由信號與系統綜合實驗箱、信號與系統虛擬仿真實驗平臺、選配模塊三個部分組成。
1、信號與系統綜合實驗箱 2、信號與系統虛擬仿真實驗平臺 3、選配模塊-數據采集&虛擬儀器
三、標配產品介紹
1、信號與系統綜合實驗箱

信號與系統綜合實驗箱
LTE-XH-03A信號與系統綜合實驗箱在設計上采用了模塊化設計，各模塊均有相同的規格，可容納9個模塊，內置了穩壓電源。單臺實驗箱標配包含9個模塊：電壓表及直流信號源模塊；信號源及頻率計模塊；抽樣定理及濾波器模塊；數字信號處理模塊；模塊一；模塊二；相平面分析及系統極點對頻響的影響模塊；調幅及頻分復用模塊；基本運算單元與連續系統模擬模塊。
2、信號與系統虛擬仿真實驗平臺（簡稱eLabsim）（1套）

信號與系統虛擬仿真軟件界面（圖為沖激響應實驗）
該平臺軟件將實驗箱、儀器儀表等硬件設備虛擬到計算機軟件中。各種儀器的操作與真實設備保持一致，上手容易。系統的仿真引擎為不是基于labview平臺，能與硬件實驗箱配合使用，真實模擬硬件實驗箱的各種行為。
平臺將實驗對象按知識切割為一個個獨立的模塊，可以按照自己的意愿將各模塊以不同的方式進行組合以搭建出不同的傳輸系統。
注：在信號與系統實驗室建設中，購買信號與系統實驗箱，我司整體上配備一套信號與系統虛擬仿真實驗平臺軟件，方便教師投屏教學。
四、選配產品簡介
1、數據采集&虛擬儀器模塊(模塊編號:S10)

選配模塊-數據采集&虛擬儀器
該模塊通過高速USB接口與PC機相連，將采集到的數據通過USB接口實時傳輸到PC機進行信號處理，并配套了上位機軟件。主要能完成以下功能：
1、實時信號采集存儲。
2、實時信號FFT頻譜分析。
3、實時信號帶限濾波處理。
4、讀取采集文件數據。
5、FIR濾波器設計與濾波器效果驗證。
6、多種信號卷積展示。
模塊音頻信號MIC輸入接口與ADC接口分離設計，可滿足不同信號源輸入要求，DAC與耳機接口分離設計，方便同時回放監-聽和示波器觀測。如此設計，除可用USB進行數據采集外，自帶接口可以采集實驗箱任-意輸出口數據。
支持多種信號的自卷積和互卷積處理及過程展示功能，并且包集成有Labview和VC雙方案PC機實時處理系統。兩種方案實驗過程舉例如下圖所示。

信號實時采集（labview）

信號實時采集(VC)
五、產品特點

1）提供方位物理性防護：模塊均采用上下兩層有-機玻璃蓋板的保護設計，減少了由于電路器件較多且裸露在外而造成的使用性損-傷。（參見下圖1）


2）模塊均配有獨-立的電源開關：可以根據實際情況對各模塊進行獨-立的開啟和關斷，在程度上減少了不必要的硬件損耗，并且降低了人為故障。（參見上圖2）
3）各模塊均有防反接保護設計：防-止電源反接對模塊電路造成不可逆的損壞。
4）硬件容錯：各模塊的電源通斷不會影響其他模塊的工作。
5）電磁兼容：對母板EMC設計了實驗現象的穩定性。

1）產品集成了穩壓電源，以及信號源、掃頻儀、電壓表、頻率計的儀器功能，其中電壓表和頻率計采用電路，讓儀表部分充分與本實驗系統相配合。
2） 每個模塊的電路原理圖或框圖直接絲印在模塊的表面，模塊具有中間過程觀測點，方便學生理解實驗及電路原理。
3）數字信號處理部分直接固化了實驗所須的程序代碼，可以方便地進行實驗內容的選擇。

實驗箱采用數字信號處理的方法對實驗效果進行完善，具體如下：
?實現了傳統實驗箱用模擬電路難以實現的“信號自卷積"和“信號與系統的卷積"實驗；
?用數字濾波的方式完成“信號的分解與合成"實驗，改變了模擬電路實驗結果不理想的狀況；
?將濾波器相位移動對方波信號合成的影響等內容加入實驗箱，讓學生清-晰地理解方波信號中各次諧波的相移對信號本身的影響，能生動地驗證理論結果；
?DSP部分采用實際的自舉引導加載的系統架構，使上述實驗都可在脫離PC機及仿真器的情況下進行，讓學校可以在實驗室建設中靈活配置。
4、配套
?配套提供實驗指導書、教師用書（含參考波形及參考結果）等，詳細講解了每個實驗的實驗原理及實驗步驟，學生可以根據實驗指導書的講解自己動手完成實驗。
?配套與硬件實驗箱功能、操作一致的虛擬仿真軟件。將硬件實驗箱及儀器儀表搬移到軟件上。開放實驗室，實驗課程學習與實驗教學方式。
?可動態展示實驗連線、實驗波形及數據結果的PPT課件。學生學習、糾錯，在加深實驗效果的同時，減-輕老師的教學負擔。

多媒體PPT課件
?配備實驗操作指導視頻。老師可利用實驗操作視頻作為教學的輔-助材料，對學生進行實驗操作的指導。

實驗操作指導視頻
5、軟硬件一體化教學

虛擬仿真軟件界面（圖為沖激響應實驗）
配備的一套信號與系統虛擬仿真實驗平臺軟件，可方便教師的投屏教學，該軟件具有以下特點：
1）該仿真軟件能在PC機上實現與硬件相同的功能及操作方式，包括旋鈕、按鍵、撥碼開關、顯示、連線等，并且集成實訓所需的測試儀器，如示波器、信號源等，只需電腦即可進行操作
2）支持學生任-意連線以及旋鈕、開關、撥碼設置等調節，當操作錯誤時，能展示與理論分析一致的錯誤結果，可指導學生的實驗和結果分析。
3）兼容性好，支持在win7和win10操作系統上運行。
4）進行教學演示時，支持同時調用多個虛擬示波器，且示波器具有單次觸發功能，支持儀器操作面板按鍵及旋鈕的操作。
5）未采用Labview平臺的虛擬仿真方案。
六、性能指標
1、 信號源指標：
1） 直流信號源：兩路直流信號輸出，信號源幅度可調范圍是-5V～5V。
2） 交流信號源：可產生三角波、方波、正弦波，頻率、幅度均可調。
正弦波：10Hz～2MHz，Vp-p=5V；
三角波：10Hz～100KHz，Vp-p=5V；
方 波：10Hz～100KHz，Vp-p=5V。
2、 掃頻信號源指標
掃頻范圍：10Hz-2MHz。且掃頻范圍、掃頻分辨率可任意可調。
3、 電壓表指標
電壓表可測直流信號和交流信號。
測量范圍：直流信號：-10V～10Ｖ；交流信號：0～20V。
4、 頻率計指標
測頻范圍：1Hz～9MHz。
5、 電源指標
AC 220V±10% 、DC ±12V、DC +5V。
6、數據采集&虛擬儀器模塊參數指標
1)采用精度ADC/DAC轉換器來采集和輸出數據。ADC/DAC的速率可調，支持范圍為8000Hz～48000Hz。
2)支持一路ADC采樣輸入，兩路DAC輸出。
3)ADC采樣輸入信號幅度范圍為0～1V。
4)DAC輸出信號幅度范圍：0～1V。
5)兩種信號接口，一種為普通臺階座輸入孔，另一種為3.5mm標準MIC和耳機接口。