一种实验教学用信号发生装置

1.本发明涉及信号发生技术领域，特别是涉及一种实验教学用信号发生装置。


背景技术：

2.信号发生器是电气自动化专业教学实验室中一种重要的教学仪器，信号发生器用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号，在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参量，如测量频率响应、噪声系数，还有为电压表定度，都需要提供符合技术条件的电信号，从而模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号，学生通过实验室实践学习电机及其控制、电力系统及其自动化、建筑电气等工程技术领域的基础知识，使学生能够成为从事设计制造、研制开发、试验分析、系统运行、自动控制、电力电子技术以及电子与计算机技术应用的复合型工程技术人才。
3.现有的实验教学用信号发生装置在电气自动化教学实验过程中，教师和学生经常会遇到因信号发生器故障而影响教学进度，影响实验结果正确性的问题，对于振动信号的模拟采用精度较低的接触式传感器，产生的振动信号源无法精确模拟故障设备的振动信号，信号的测试过程中需要的设备种类多，操作复杂，装置的使用寿命短，不易调节，缩短了信号发生器的使用寿命，同时影响实验教学的进度。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种实验教学用信号发生装置，从而保证信号发生设备使用的稳定性，提高实验结果的正确性，避免因信号发生器故障而影响教学进度，信号的测试过程中的操作简单，提高了信号发生器的使用寿命，振动信号发生器能让学生直观地感受到进而提高实验教学效果。
5.一种实验教学用信号发生装置，包括移动平台，隔振垫，振动信号发生器和电磁信号发生器，移动平台包含支撑柱和支撑板，支撑柱固定安装于支撑板的下方，支撑板的上方设置有隔振垫，隔振垫的上方安装有振动信号发生器和电磁信号发生器，振动信号发生器包含信号发生模块、控制模块、数模转换模块、混频滤波模块、信号输出模块和信号增大模块，信号发生模块的左侧与控制模块连接，信号发生模块的右侧与数模转换模块连接，信号发生模块的上方与混频滤波模块连接，混频滤波模块的两侧安装有两个信号输出模块，信号输出模块外套有信号增大模块。
6.信号发生装置包含振动信号发生器和电磁信号发生器，双信号发生器保证设备的使用稳定性，提高实验结果的正确性，避免因信号发生器故障而影响教学进度，信号发生模块的左侧与控制模块连接，信号发生模块的上方与混频滤波模块连接，控制模块能够控制信号的模拟，产生的振动信号源精确模拟故障设备的振动信号，信号的测试过程中的操作简单，提高了信号发生器的使用寿命，振动信号发生器能让学生直观地感受到振动效果，提高实验教学效果。
7.进一步，电磁信号发生器包含电磁信号发生模块、信号发射模块、频率调节模块、
信号控制模块和信号增大模块，电磁信号发生模块的上方连接有频率调节模块，频率调节模块的上方与信号发射模块连接，信号发射模块的两侧连接有两个信号增大模块，信号发射模块的上方连接有信号控制模块。
8.电磁信号发生器包含信号增大模块和频率调节模块，频率调节模块能够调节信号的频段，满足不同科研及教学仪器需要使用的不同信号，而且具有工作频带稳定，参数可调和操作方便的优点，信号增大模块增加收发切换电路信号的功率，对合成的频率进行功率放大，提升了信号发生器的性能。
9.进一步，振动信号发生器还包含壳体、显示屏、操作界面、信号检测插口、数据接口和内存卡槽，显示屏位于壳体的左上角，操作界面位于显示屏的下方，信号检测插口位于显示屏的侧面，数据接口位于信号检测插口的侧面。
10.振动信号发生器设置有信号检测插口和数据接口，可以完成对不同系统的信号校验测试，通过数据接口可以与系统数据库相连，采集所需要的信号，实现单人完成信号测试，操作简单而且降低人力成本，测试的实验结果能够自动记录，避免了人为记录出现错误的情况。
11.进一步，信号增大模块上方设置有伸缩天线，伸缩天线上安装有电机和弹簧，电机安装于伸缩天线的底部，弹簧外套与伸缩天线上，伸缩天线在电机作用下进行伸缩移动，弹簧给伸缩天线提供一个向上的推力伸缩天线向外伸长，电机给伸缩天线提供一个向下的作用力伸缩天线向内收缩。
12.信号增大模块上方设置有伸缩天线，伸缩天线可以通过电机进行上下滑动，不需要使用信号发生器时可以将天线放置内部，用于防尘和避光，需要使用信号发生器时将伸缩天线伸出提高信号强度，避免信号不稳定影响教学进度。
13.进一步，电磁信号发生器还包含电磁线圈，电磁线圈输入交变电流，交变电流驱动电磁线圈产生变化的磁场，频率调节模块调节磁场信号的频率并通过信号发射模块和和信号增大模块向外发射电磁波信号。
14.进一步，振动信号发生器的控制模块用于控制信号发生模块产生基带信号，数模转换模块用于将基带信号调制成中频信号，混频滤波模块用于将中频信号和基带信号混频成射频信号进行输出。
15.进一步，信号发生模块包含参考晶振、频率合成器、低通滤波器和压控振荡器，参考晶振与低通滤波器连接，低通滤波器与压控振荡器连接，压控振荡器与频率合成器连接。
16.进一步，信号检测插口连接有信号检测笔，信号检测笔用于获取检测信号，操作界面用于对数据进行快捷操作，显示屏用于显示检测数据的相关信息。
17.信号检测插口连接有信号检测笔，信号检测笔用于获取检测信号，通过可插拔式的信号检测笔来检测信号，避免长期使用时灰尘进入到设备内部，可以有效延长信号发生器的使用寿命。
18.进一步，移动平台的支撑板由上支撑板和下支撑板组成，上支撑板的下表面设置有滑槽，下支撑板的上表面设置有滑轨，滑槽和滑轨匹配连接，上支撑板和下支撑板通过滑槽和滑轨移动式连接。
19.上支撑板和下支撑板通过滑槽和滑轨移动式连接，方便对信号发生器的平稳移动，单人便可实现操作，再移动过程中也能够稳定的进行实验，避免震动影响实验结果，减
小变量对实验结果造成的误差，提高实验的精度。
20.进一步，滑槽和滑轨分别有三个，滑槽和滑轨相互平行，滑槽和滑轨分别等距离分布于上支撑板和下支撑板上。
21.本发明的优点在于：信号发生装置包含振动信号发生器和电磁信号发生器，双信号发生器保证设备的使用稳定性，提高实验结果的正确性，避免因信号发生器故障而影响教学进度，信号发生模块的左侧与控制模块连接，信号发生模块的上方与混频滤波模块连接，控制模块能够控制信号的模拟，产生的振动信号源精确模拟故障设备的振动信号，信号的测试过程中的操作简单，提高了信号发生器的使用寿命，振动信号发生器能让学生直观地感受到振动效果，提高实验教学效果。
附图说明
22.图1是一种实验教学用信号发生装置的结构示意图。
23.图2是一种信号发生装置振动信号发生器的结构示意图。
24.图3是一种信号发生装置电磁信号发生器的结构示意图。
25.图中标识：移动平台1，隔振垫2，振动信号发生器3，电磁信号发生器4，支撑柱5，支撑板6，壳体7，显示屏8，操作界面9，信号检测插口10，数据接口11，内存卡槽12，信号发生模块13，控制模块14，数模转换模块15，混频滤波模块16，信号输出模块17，信号增大模块18，电磁信号发生模块19，信号发射模块20，频率调节模块21，信号控制模块22。
具体实施方式
26.针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种实验教学用信号发生装置，从而保证信号发生设备使用的稳定性，提高实验结果的正确性，避免因信号发生器故障而影响教学进度，信号的测试过程中的操作简单，提高了信号发生器的使用寿命，振动信号发生器能让学生直观地感受到进而提高实验教学效果。
27.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
28.作为一种实施方式，如图1所示，一种实验教学用信号发生装置，包括移动平台1，隔振垫2，振动信号发生器3和电磁信号发生器4，移动平台1包含支撑柱5和支撑板6，支撑柱5固定安装于支撑板6的下方，支撑板6的上方设置有隔振垫2，隔振垫2的上方安装有振动信号发生器3和电磁信号发生器4，振动信号发生器3包含信号发生模块13、控制模块14、数模转换模块15、混频滤波模块16、信号输出模块17和信号增大模块18，信号发生模块13的左侧与控制模块14连接，信号发生模块13的右侧与数模转换模块15连接，信号发生模块13的上方与混频滤波模块16连接，混频滤波模块16的两侧安装有两个信号输出模块17，信号输出模块17外套有信号增大模块18。
29.优选的，信号发生装置包含振动信号发生器3和电磁信号发生器4，双信号发生器保证设备的使用稳定性，提高实验结果的正确性，避免因信号发生器故障而影响教学进度，信号发生模块13的左侧与控制模块14连接，信号发生模块13的上方与混频滤波模块16连接，控制模块14能够控制信号的模拟，产生的振动信号源精确模拟故障设备的振动信号，信号的测试过程中的操作简单，提高了信号发生器的使用寿命，振动信号发生器3能让学生直观地感受到振动效果，提高实验教学效果。
30.作为一种实施方式，如图2所示，振动信号发生器3包含信号发生模块13、控制模块14、数模转换模块15、混频滤波模块16、信号输出模块17和信号增大模块18，信号发生模块13的左侧与控制模块14连接，信号发生模块13的右侧与数模转换模块15连接，信号发生模块13的上方与混频滤波模块16连接，混频滤波模块16的两侧安装有两个信号输出模块17，信号输出模块17外套有信号增大模块18。
31.作为一种实施方式，如图3所示，电磁信号发生器4包含电磁信号发生模块19、信号发射模块20、频率调节模块21、信号控制模块22和信号增大模块18，电磁信号发生模块19的上方连接有频率调节模块21，频率调节模块21的上方与信号发射模块20连接，信号发射模块20的两侧连接有两个信号增大模块18，信号发射模块20的上方连接有信号控制模块22。
32.优选的，电磁信号发生器4包含信号增大模块18和频率调节模块21，频率调节模块21能够调节信号的频段，满足不同科研及教学仪器需要使用的不同信号，而且具有工作频带稳定，参数可调和操作方便的优点，信号增大模块18增加收发切换电路信号的功率，对合成的频率进行功率放大，提升了信号发生器的性能。
33.作为一种实施方式，如图1所示，振动信号发生器3还包含壳体7、显示屏8、操作界面9、信号检测插口10、数据接口11和内存卡槽12，显示屏8位于壳体7的左上角，操作界面9位于显示屏8的下方，信号检测插口10位于显示屏8的侧面，数据接口11位于信号检测插口10的侧面。
34.优选的，振动信号发生器3设置有信号检测插口10和数据接口11，可以完成对不同系统的信号校验测试，通过数据接口11可以与系统数据库相连，采集所需要的信号，实现单人完成信号测试，操作简单而且降低人力成本，测试的实验结果能够自动记录，避免了人为记录出现错误的情况。
35.优选的，信号增大模块18上方设置有伸缩天线，伸缩天线上安装有电机和弹簧，电机安装于伸缩天线的底部，弹簧外套与伸缩天线上，伸缩天线在电机作用下进行伸缩移动，弹簧给伸缩天线提供一个向上的推力伸缩天线向外伸长，电机给伸缩天线提供一个向下的作用力伸缩天线向内收缩。
36.优选的，信号增大模块18上方设置有伸缩天线，伸缩天线可以通过电机进行上下滑动，不需要使用信号发生器时可以将天线放置内部，用于防尘和避光，需要使用信号发生器时将伸缩天线伸出提高信号强度，避免信号不稳定影响教学进度。
37.优选的，电磁信号发生器4还包含电磁线圈，电磁线圈输入交变电流，交变电流驱动电磁线圈产生变化的磁场，频率调节模块21调节磁场信号的频率并通过信号发射模块20和和信号增大模块18向外发射电磁波信号。
38.优选的，振动信号发生器3的控制模块14用于控制信号发生模块13产生基带信号，数模转换模块15用于将基带信号调制成中频信号，混频滤波模块16用于将中频信号和基带信号混频成射频信号进行输出。
39.优选的，信号发生模块13包含参考晶振、频率合成器、低通滤波器和压控振荡器，参考晶振与低通滤波器连接，低通滤波器与压控振荡器连接，压控振荡器与频率合成器连接。
40.优选的，信号检测插口10连接有信号检测笔，信号检测笔用于获取检测信号，操作界面9用于对数据进行快捷操作，显示屏8用于显示检测数据的相关信息。
41.优选的，信号检测插口10连接有信号检测笔，信号检测笔用于获取检测信号，通过可插拔式的信号检测笔来检测信号，避免长期使用时灰尘进入到设备内部，可以有效延长信号发生器的使用寿命。
42.优选的，移动平台1的支撑板6由上支撑板6和下支撑板6组成，上支撑板6的下表面设置有滑槽，下支撑板6的上表面设置有滑轨，滑槽和滑轨匹配连接，上支撑板6和下支撑板6通过滑槽和滑轨移动式连接。
43.优选的，上支撑板6和下支撑板6通过滑槽和滑轨移动式连接，方便对信号发生器的平稳移动，单人便可实现操作，再移动过程中也能够稳定的进行实验，避免震动影响实验结果，减小变量对实验结果造成的误差，提高实验的精度。
44.优选的，滑槽和滑轨分别有三个，滑槽和滑轨相互平行，滑槽和滑轨分别等距离分布于上支撑板6和下支撑板6上。
45.本发明的有益效果：信号发生装置包含振动信号发生器和电磁信号发生器，双信号发生器保证设备的使用稳定性，提高实验结果的正确性，避免因信号发生器故障而影响教学进度，信号发生模块的左侧与控制模块连接，信号发生模块的上方与混频滤波模块连接，控制模块能够控制信号的模拟，产生的振动信号源精确模拟故障设备的振动信号，信号的测试过程中的操作简单，提高了信号发生器的使用寿命，振动信号发生器能让学生直观地感受到振动效果，提高实验教学效果。
46.电磁信号发生器包含信号增大模块和频率调节模块，频率调节模块能够调节信号的频段，满足不同科研及教学仪器需要使用的不同信号，而且具有工作频带稳定，参数可调和操作方便的优点，信号增大模块增加收发切换电路信号的功率，对合成的频率进行功率放大，提升了信号发生器的性能；振动信号发生器设置有信号检测插口和数据接口，可以完成对不同系统的信号校验测试，通过数据接口可以与系统数据库相连，采集所需要的信号，实现单人完成信号测试，操作简单而且降低人力成本，测试的实验结果能够自动记录，避免了人为记录出现错误的情况。
47.信号增大模块上方设置有伸缩天线，伸缩天线可以通过电机进行上下滑动，不需要使用信号发生器时可以将天线放置内部，用于防尘和避光，需要使用信号发生器时将伸缩天线伸出提高信号强度，避免信号不稳定影响教学进度；信号检测插口连接有信号检测笔，信号检测笔用于获取检测信号，通过可插拔式的信号检测笔来检测信号，避免长期使用时灰尘进入到设备内部，可以有效延长信号发生器的使用寿命；上支撑板和下支撑板通过滑槽和滑轨移动式连接，方便对信号发生器的平稳移动，单人便可实现操作，再移动过程中也能够稳定的进行实验，避免震动影响实验结果，减小变量对实验结果造成的误差，提高实验的精度。
48.本发明说明书中提到的所有专利和出版物都表示这些是本领域的公开技术，本发明可以使用。这里所引用的所有专利和出版物都被同样列在参考文献中，跟每一个出版物具体的单独被参考引用一样。这里所述的本发明可以在缺乏任何一种元素或多种元素，一种限制或多种限制的情况下实现，这里这种限制没有特别说明。例如这里每一个实例中术语“包含”，“实质由......组成”和“由......组成”可以用两者之一的其余2个术语代替。这里采用的术语和表达方式所为描述方式，而不受其限制，这里也没有任何意图来指明此书描述的这些术语和解释排除了任何等同的特征，但是可以知道，可以在本发明和权利要求
的范围内做任何合适的改变或修改。可以理解，本发明所描述的实施例子都是一些优选的实施例子和特点，任何本领域的一般技术人员都可以根据本发明描述的精髓下做一些更改和变化，这些更改和变化也被认为属于本发明的范围和独立权利要求以及附属权利要求所限制的范围内。