信號與系統(tǒng)綜合實驗箱 型號LY333-LTE-XH-03A

庫號：D52373   

LTE-XH-03A型信號與系統(tǒng)綜合實驗箱



LTE-XH-03A信號與系統(tǒng)綜合實驗箱針對信號與系統(tǒng)課程特點，緊扣教學(xué)大綱。根據(jù)《信號與系統(tǒng)》和《數(shù)字信號處理》兩門課相互關(guān)聯(lián)的特點，結(jié)了信號與系統(tǒng)實驗教學(xué)經(jīng)驗，并結(jié)合數(shù)字信號處理、DDS，開發(fā)出的“信號與系統(tǒng)”實驗箱。它既可完成傳統(tǒng)實驗箱的信號與系統(tǒng)實驗；又可完成傳統(tǒng)實驗箱難以完成或結(jié)果不理想的信號分解、信號與系統(tǒng)卷積、數(shù)字濾波器等實驗。

此外，為了能支持學(xué)生隨時隨地進行學(xué)，我們還專門為本產(chǎn)品配置一套網(wǎng)絡(luò)版的虛擬軟件用于課堂演示教學(xué)，方便老師進行課堂教學(xué)，提升課堂教學(xué)質(zhì)量。

二、產(chǎn)品組成

信號與系統(tǒng)產(chǎn)品由信號與系統(tǒng)綜合實驗箱、信號與系統(tǒng)虛擬實驗平臺、選配模塊三個部分組成。



1、信號與系統(tǒng)綜合實驗箱 2、信號與系統(tǒng)虛擬實驗平臺 3、選配模塊-數(shù)據(jù)采集&虛擬儀器

三、標(biāo)配產(chǎn)品介紹

1、信號與系統(tǒng)綜合實驗箱



信號與系統(tǒng)綜合實驗箱

LTE-XH-03A信號與系統(tǒng)綜合實驗箱在設(shè)計上采用了模塊化設(shè)計，各模塊均有相同的規(guī)格，可容納9個模塊，內(nèi)置了穩(wěn)壓電源。單臺實驗箱標(biāo)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(shù)字信號處理模塊；模塊一；模塊二；相平面分析及系統(tǒng)極點對頻響的影響模塊；調(diào)幅及頻分復(fù)用模塊；基本運算單元與連續(xù)系統(tǒng)模擬模塊。

2、信號與系統(tǒng)虛擬實驗平臺（簡稱eLabsim）（1套）



信號與系統(tǒng)虛擬軟件界面（圖為沖激響應(yīng)實驗）

該平臺軟件將實驗箱、儀器儀表等硬件設(shè)備虛擬到計算機軟件中。各種儀器的操作與真實設(shè)備保持一致，上手容易。系統(tǒng)的引擎為設(shè)計并，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(tǒng)。

注：在信號與系統(tǒng)實驗室建設(shè)中，購買信號與系統(tǒng)實驗箱，我司整體上配備一套信號與系統(tǒng)虛擬實驗平臺軟件，方便教師投屏教學(xué)。

四、選配產(chǎn)品簡介

1、數(shù)據(jù)采集&虛擬儀器模塊(模塊編號:S10)



選配模塊-數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)通過USB接口實時傳輸?shù)絇C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(shù)據(jù)。

5、FIR濾波器設(shè)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(shè)計，可滿足不同信號源輸入要求，DAC與耳機接口分離設(shè)計，方便同時回放*和示波器觀測。如此設(shè)計，除可用USB進行數(shù)據(jù)采集外，自帶接口可以采集實驗箱任意輸出口數(shù)據(jù)。

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(tǒng)。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(chǎn)品特點

1、穩(wěn)定

1）提供物理性防護：模塊均采用上下兩層有機玻璃蓋板的保護設(shè)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）



圖1 圖2

2）模塊均配有獨立的電源開關(guān)：可以根據(jù)實際情況對各模塊進行獨立的開啟和關(guān)斷，在很大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(shè)計：防止電源反接對模塊電路造成不可逆的損壞。

4）良的硬件容錯：各模塊的電源通斷不會影響其他模塊的工作。

5）的電磁兼容：對母板苛刻的EMC設(shè)計很好地保證了實驗現(xiàn)象的穩(wěn)定性。

2、易用

1）產(chǎn)品集成了穩(wěn)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自行設(shè)計電路，讓儀表部分充分與本實驗系統(tǒng)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，模塊具有豐富的中間過程觀測點，方便學(xué)生理解實驗及電路原理。

3）數(shù)字信號處理部分直接固化了實驗所的程序代碼，可以很方便地進行實驗內(nèi)容的。

3、

實驗箱采用數(shù)字信號處理的方法對實驗效果進行完善，具體如下：

?實現(xiàn)了傳統(tǒng)實驗箱用模擬電路難以實現(xiàn)的“信號自卷積”和“信號與系統(tǒng)的卷積”實驗；

?用數(shù)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(jié)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(nèi)容加入實驗箱，讓學(xué)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(jié)果；

?DSP部分采用實際的自舉引導(dǎo)加載的系統(tǒng)架構(gòu)，使上述實驗都可在脫離PC機及器的情況下進行，讓學(xué)?？梢栽趯嶒炇医ㄔO(shè)中靈活配置。

4、配套

?配套提供實驗指導(dǎo)書、教師用書（含參考波形及參考結(jié)果）等，詳細(xì)講解了每個實驗的實驗原理及實驗步驟，學(xué)生可以根據(jù)實驗指導(dǎo)書的講解自己動手完成實驗。

?配套與硬件實驗箱功能、操作一致的虛擬軟件。將硬件實驗箱及儀器儀表搬移到軟件上。開放實驗室，化實驗課程學(xué)與實驗教學(xué)方式。

?可動態(tài)展示實驗連線、實驗波形及數(shù)據(jù)結(jié)果的PPT課件。學(xué)生學(xué)、糾錯，在加深實驗效果的同時，減輕老師的教學(xué)負(fù)擔(dān)。



多媒體PPT課件

?配備實驗操作指導(dǎo)視頻。老師可利用實驗操作視頻作為教學(xué)的輔助材料，對學(xué)生進行實驗操作的指導(dǎo)。



實驗操作指導(dǎo)視頻

5、軟硬件一體化教學(xué)



虛擬軟件界面（圖為沖激響應(yīng)實驗）

我司配備的一套信號與系統(tǒng)虛擬實驗平臺軟件，可方便教師的投屏教學(xué)，該軟件具有以下特點：

1）該軟件能在PC機上實現(xiàn)與硬件相同的功能及操作方式，包括旋鈕、按鍵、撥碼開關(guān)、顯示、連線等，并且集成實訓(xùn)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，大大化了教學(xué)演示效果。

2）支持學(xué)生任意連線以及旋鈕、開關(guān)、撥碼設(shè)置等調(diào)節(jié)，當(dāng)操作錯誤時，能展示與理論分析一致的錯誤結(jié)果，可指導(dǎo)學(xué)生的實驗和結(jié)果分析。

3）兼容性好，支持在win7和win10操作系統(tǒng)上運行。

4）進行教學(xué)演示時，支持同時調(diào)用多個虛擬示波器，且示波器具有單次觸發(fā)功能，支持儀器操作面板按鍵及旋鈕的操作。

5）具有知識產(chǎn)權(quán)，未采用Labview平臺的虛擬方案，無版權(quán)糾紛。

六、性能指標(biāo)

1、 信號源指標(biāo)：

1） 直流信號源：兩路直流信號輸出，信號源幅度可調(diào)范圍是-5V～5V。

2） 交流信號源：可產(chǎn)生三角波、方波、正弦波，頻率、幅度均可調(diào)。

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(biāo)

掃頻范圍：10Hz-2MHz。且掃頻范圍、掃頻分辨率可任意可調(diào)。

3、 電壓表指標(biāo)

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(biāo)

測頻范圍：1Hz～9MHz。

5、 電源指標(biāo)

AC 220V±10% 、DC ±12V、DC +5V。

6、數(shù)據(jù)采集&虛擬儀器模塊參數(shù)指標(biāo)

1)采用高精度ADC/DAC轉(zhuǎn)換器來采集和輸出數(shù)據(jù)。ADC/DAC的速率可調(diào)，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(biāo)準(zhǔn)MIC和耳機接口。

七、可完成的部分實驗項目

1、基礎(chǔ)實驗項目：

常用信號分類與觀察實驗、階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)實驗、連續(xù)時間系統(tǒng)的模擬實驗、無失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)實驗、有源無源濾波器實驗、抽樣定理與信號恢復(fù)實驗、二階網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的模擬實驗、二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡顯示實驗、一階電路的暫態(tài)響應(yīng)實驗、二階電路的暫態(tài)響應(yīng)實驗、二階電路傳輸特性實驗、信號卷積實驗實驗、信號分解及合成實驗、相位對波形合成的影響實驗、信號頻譜分析實驗、數(shù)字濾波器實驗、直接數(shù)字頻率合成實驗、系統(tǒng)極點對系統(tǒng)頻響的影響實驗、系統(tǒng)相平面的分析實驗、FDM頻分復(fù)用傳輸系統(tǒng)實驗。

2、設(shè)計型實驗：

加法器設(shè)計實驗、比例放大器設(shè)計實驗、積分器設(shè)計實驗、模擬濾波器的設(shè)計實驗。

3、選配模塊實驗項目：

音頻信號采集及觀測實驗、音頻信號采集及FFT頻譜分析實驗、音頻信號采集及尺度變換實驗、音頻信號帶限處理及FIR數(shù)字濾波器設(shè)計實驗、信號卷積及過程展示實驗。

4、實驗項目：

常規(guī)信號分類與觀察實驗、階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)實驗、無失真?zhèn)鬏攲嶒?、有源無源濾波器實驗、二階網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的模擬實驗、二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡顯示實驗、一階電路系統(tǒng)的頻響測試實驗、二階電路系統(tǒng)的頻響測試實驗、信號卷積實驗、矩形脈沖信號的分解與合成實驗、相位對信號合成的影響實驗。

八、建設(shè)思路

信號與系統(tǒng)整個實驗平臺，可以以靈活的形態(tài)呈現(xiàn)，滿足不同學(xué)校教學(xué)化需求，實驗室建設(shè)思路如下：

思路1：信號與系統(tǒng)基礎(chǔ)實驗室(硬件設(shè)備+演示)

該思路以支撐基本的實踐教學(xué)為目標(biāo)，涵蓋了常規(guī)信號觀測、一階電路頻響特性，二階電路頻響特性、濾波器特性、抽樣、卷積、信號分解與合成等知識點的實踐教學(xué)。學(xué)生所有實踐項目基于硬件實驗室環(huán)境，給教師配套了教學(xué)演示工具。

序號 產(chǎn)品名稱 配置說明 數(shù)量 備注

1 信號與系統(tǒng)綜合實驗箱 標(biāo)配 40（每人1臺） 標(biāo)配包含9個模塊

2 信號與系統(tǒng)虛擬實驗平臺 標(biāo)配 整體上配1套 用于老師投屏教學(xué)

3 數(shù)字示波器 學(xué)校自配 40（每實驗箱一臺） 60M～100M

建議使用四通道

4 PC機 學(xué)校自配 整體上配1臺 安裝平臺

思路2：信號與系統(tǒng)虛實一體實驗室(硬件設(shè)備+開放式實驗)

該思路在思路1 的基礎(chǔ)上，增加了實驗，來增強實驗室的開放性，滿足學(xué)生學(xué)生隨時隨地預(yù)、練的需求。

序號 產(chǎn)品名稱 配置說明 數(shù)量 備注

1 信號與系統(tǒng)綜合實驗箱 標(biāo)配 40（每人1臺） 標(biāo)配包含9個模塊

2 信號與系統(tǒng)虛擬實驗平臺 標(biāo)配 40～100個點數(shù) 凌特服務(wù)器授權(quán)

滿足40～100人同時在線實驗

3 數(shù)字示波器 學(xué)校自配 40（每人1臺） 60M～100M

建議使用四通道

4 PC機 學(xué)校自配 40～100臺 安裝平臺客戶端

思路3：信號與系統(tǒng)實驗室

建設(shè)資金有限、希望實驗室開放強（不受時間限制）、希望實驗室管理負(fù)擔(dān)輕、能在線管理（實驗報告、評分、數(shù)據(jù)導(dǎo)出等）等場景下，可以使用本思路。



序號 產(chǎn)品名稱 配置說明 數(shù)量 備注

1 信號與系統(tǒng)虛擬實驗平臺 標(biāo)配 40～600個點數(shù) 服務(wù)器授權(quán)，部署在學(xué)校

滿足40～600人同時在線實驗

2 PC機 學(xué)校自配 40～100臺 安裝平臺客戶端

3 服務(wù)器 學(xué)校自配 1臺 可選?？墒褂靡慌_教師機作為服務(wù)器

思路4：信號與系統(tǒng)綜合實驗室-基礎(chǔ)版(硬件設(shè)備+演示+創(chuàng)新拓展)

在思路1 的基礎(chǔ)上，增加了少量選配產(chǎn)品，以豐富學(xué)生的知識面，讓其建立完整的知識，并且還可以拓展學(xué)生的視野。

序號 產(chǎn)品名稱 配置說明 數(shù)量 備注

1 信號與系統(tǒng)綜合實驗箱 標(biāo)配 40（每人1臺） 標(biāo)配包含9個模塊

2 信號與系統(tǒng)虛擬實驗平臺 標(biāo)配 整體上配1套 用于老師投屏教學(xué)

3 數(shù)字示波器 學(xué)校自配 40（每人1臺） 60M～100M

建議使用四通道

4 PC機 學(xué)校自配 整體上配1臺 安裝平臺

5 數(shù)據(jù)采集&虛擬儀器模塊 選配 整體上配1塊 用于基本的拓展研究，含上位機軟件

思路5：信號與系統(tǒng)綜合實驗室-完整版(硬件設(shè)備+演示+虛實一體+創(chuàng)新開發(fā)拓展)

該思路在思路4 的基礎(chǔ)上，完整配備了選配模塊和開放性實驗，以豐富學(xué)生的知識面，讓其建立完整的知識，并且還可以拓展學(xué)生的視野。



序號 產(chǎn)品名稱 配置說明 數(shù)量 備注

1 信號與系統(tǒng)綜合實驗箱 標(biāo)配 40（每人1臺） 標(biāo)配包含9個模塊

2 信號與系統(tǒng)虛擬實驗平臺 標(biāo)配 整體上配1套 用于老師投屏教學(xué)

3 信號與系統(tǒng)虛擬實驗平臺 選配 40～100個點數(shù) 凌特服務(wù)器授權(quán)

滿足40～100人同時在線實驗

4 數(shù)字示波器 學(xué)校自配 40（每人1臺） 60M～100M

建議使用四通道

5 PC機 學(xué)校自配 40（每人1臺） 安裝平臺

6 數(shù)據(jù)采集&虛擬儀器模塊 選配 40（每人1塊） 用于基本的拓展研究，含上位機軟件

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