本文關(guān)鍵詞：電磁場與波教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線微波技術(shù)在我們的日常生活中應(yīng)用越來越廣泛,以移動手機(jī)為主要產(chǎn)品的無線電子設(shè)備以其便于攜帶、體積小、通信功能強(qiáng)大等多個優(yōu)點(diǎn),逐步取代了很多有線電子設(shè)備,電子產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了移動互聯(lián)網(wǎng)時代。同時,在地球物理探測,衛(wèi)星通信,電子對抗等科研軍事領(lǐng)域,微波類技術(shù)也顯得越來越重要。由此,電磁場相關(guān)人才將越來越受到社會的青睞。對教育工作者來說,“電磁場與電磁波”教學(xué)無論在國內(nèi)還是國外,自始至終都是一個很大的挑戰(zhàn)。鑒于電磁場與波知識體系中,理論公式復(fù)雜,電磁場理論模型抽象,以及電磁場本身不可見性,學(xué)生很難將課本上所接收到的知識融合到自己的理解范圍之內(nèi)。所以,設(shè)計(jì)一套能夠讓學(xué)生把所學(xué)知識和現(xiàn)象相結(jié)合的,提高知識轉(zhuǎn)化率的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)很有必要。電子科技大學(xué)電磁場實(shí)驗(yàn)室里的老師率先開始從事電磁場與波實(shí)驗(yàn)儀器的研制開發(fā),并設(shè)計(jì)出了一套成本低、操作性強(qiáng)、理論緊密結(jié)合實(shí)踐的教學(xué)系統(tǒng)。本文的研究目的是將原有綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng),在保持基本性能的基礎(chǔ)上,對系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化升級,并利用新技術(shù)和方法增加系統(tǒng)能力,為開發(fā)新的教學(xué)實(shí)驗(yàn)方案提供硬件基礎(chǔ)。研究中主要采用系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)方法,由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的學(xué)科方向和內(nèi)容較為廣泛,設(shè)計(jì)過程中將各個相對獨(dú)立的功能模塊分別加以研究和實(shí)現(xiàn),然后再根據(jù)整個系統(tǒng)的性能對各個模塊加以調(diào)整和改進(jìn)。本文主要研究成果分別為三個主要方面:基本射頻模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。射頻部分按教學(xué)需求設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了離散多頻點(diǎn)頻率合成,步進(jìn)可控衰減,功率放大功能。數(shù)字電路部分以嵌入式控制芯片為核心完成了頻率控制,功率調(diào)節(jié),A/D轉(zhuǎn)換,距離測試,串口通信等功能。軟件設(shè)計(jì)部分包含用戶界面的設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)顯示,串口通信,網(wǎng)絡(luò)通信功能以及繪圖顯示功能等。最后將設(shè)計(jì)的各個模塊在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行了系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)測試驗(yàn)證了功能和性能,然后將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在實(shí)際教學(xué)平臺環(huán)境下進(jìn)行了工程實(shí)例化驗(yàn)證并取得了理想的工作效果。
【關(guān)鍵詞】：教學(xué)系統(tǒng) 數(shù)字化 模塊化 頻率合成
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：O441.4-4;G642
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 研究背景與意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文的主要工作13-14
• 第二章 教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)整體方案的分析14-18
• 2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)功能和指標(biāo)的提出14-15
• 2.2 數(shù)字主控電路的規(guī)劃15
• 2.3 射頻電路部分規(guī)劃15-16
• 2.4 交互平臺的方案規(guī)劃16-17
• 2.5 軟件設(shè)計(jì)17
• 2.6 本章小結(jié)17-18
• 第三章 教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)字電路設(shè)計(jì)18-25
• 3.1 基于單片機(jī)的硬件控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)18-19
• 3.2 STC12C5A32S2單片機(jī)最小系統(tǒng)19-20
• 3.3 串口通信模塊的實(shí)現(xiàn)20-21
• 3.4 超聲波測距模塊的實(shí)現(xiàn)21-23
• 3.5 A/D轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)23-24
• 3.6 本章小結(jié)24-25
• 第四章 教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)射頻電路設(shè)計(jì)25-42
• 4.1 頻率合成器25-31
• 4.1.1 頻率合成器ADF4350簡介26-27
• 4.1.2 ADF4350硬件電路設(shè)計(jì)27-29
• 4.1.3 ADF4350軟件設(shè)計(jì)29-31
• 4.2 多級寬帶放大器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)31-39
• 4.2.1 ADL5523和ADL5602仿真對比33-37
• 4.2.2 中間級TQP7M910237
• 4.2.3 末級放大器AH420-EG37-39
• 4.3 衰減器電路的設(shè)計(jì)39-41
• 4.3.1 П型固定衰減模塊39-40
• 4.3.2 數(shù)控衰減模塊40-41
• 4.4 本章小結(jié)41-42
• 第五章 教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)42-53
• 5.1 RS485串口通信程序設(shè)計(jì)42-45
• 5.1.1 RS485通信協(xié)議和硬件構(gòu)成42-43
• 5.1.2 串口的自定義通信格式及程序設(shè)計(jì)43-45
• 5.2 基于 C#的用戶界面軟件設(shè)計(jì)45-52
• 5.2.1 Microsoft.NET Framework與C#45
• 5.2.2 基于Serial Port的串口程序設(shè)計(jì)45-47
• 5.2.3 基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計(jì)47-50
• 5.2.4 基于界面繪圖功能設(shè)計(jì)50-52
• 5.3 本章小結(jié)52-53
• 第六章 模塊測試與教學(xué)案例分析53-67
• 6.1 模塊的制作與測試53-59
• 6.1.1 ADF4350模塊的制作與測試53-54
• 6.1.2 放大器模塊的制作與測試54-56
• 6.1.3 HMC274Q16數(shù)控衰減器制作與測試56-58
• 6.1.4 軟件測試效果58-59
• 6.2 整機(jī)聯(lián)機(jī)測試59-60
• 6.2.1 系統(tǒng)射頻指標(biāo)測試與分析59-60
• 6.2.2 數(shù)字與軟件部分測試效果60
• 6.3 教學(xué)案例分析60-66
• 6.3.1 電磁波波長測試61-63
• 6.3.2 電磁波的極化測試63-65
• 6.3.3 接收功率與發(fā)射功率關(guān)系測試65-66
• 6.4 本章小結(jié)66-67
• 第七章 總結(jié)與展望67-68
• 7.1 本文工作總結(jié)67
• 7.2 下一步工作計(jì)劃及展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果70-71

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊德強(qiáng);潘錦;陳波;;電磁波教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)[J];實(shí)驗(yàn)室研究與探索;2009年04期

  本文關(guān)鍵詞：電磁場與波教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：375320