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TD-SAS+ 新一代信号与系统教学实验系统
由于“信号与系统”课程中的数学概念和运算多,比较抽象,难教难学,学生容易陷在公式堆里而一头雾水,所以需要通过实验教学来使学生建立起直观的物理概念,在物理本质上来认识和把握信号与系统,从而促进学生顺利掌握“信号与系统”的教学内容。

西安唐都科教仪器公司为满足各学校对“信号与系统”课程实验的教学改革要求,特别推出了TD-SAS+新一代信号与系统教学实验系统。该系统采用了为信号与系统实验个性化设计的专用测量与分析仪器,将信号变换、卷积积分计算、时域测量与分析、系统频率特性分析和信号频谱分析等诸项功能全部融合在了该仪器当中,使学生能够使用时域和频域的各种测量分析手段来认识、研究并分析各种信号和系统。并把该仪器与高品质信号源和开放式的实验电路融合在了一个实验箱中,所以只需一个实验箱就能全面支持“信号与系统”课程的实验教学及课程设计,不需要再配备电脑(虚拟仪器)或其他各种仪器,可极大提高实验教学的效率和实验效果,增强学生的实验能力和创新设计的能力,使实验系统更加耐用、易维护和易操作,节省实验室空间面积和经费的需求,为建设高端“信号与系统”实验室提供了最佳设备。
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功能特点

1.实验内容完整,紧扣“信号与系统”教学大纲

系统提供了完整的教学实验内容,紧扣“信号与系统”教学大纲,除包括信号与系统的常见基本实验外,在时域分析实验中尤其还包括了卷积的物理意义、图解法卷积计算、卷积的性质等实验内容,在频域分析实验中还包括了信号的频谱分析、傅立叶变换的性质、离散信号的频谱观察等实验内容,特别是根据教学和应用的实际需要,引入了信号与系统课程设计的内容

 

2.具有集成一体化的先进结构,不需要配电脑或其他仪器

系统将高品质的信号源、开放式的实验电路、专用测量与分析仪器和智能化实验教学管理客户端集成在了一个实验箱中,不需要配电脑或其他仪器,只需这一个实验箱就能完全支持信号与系统实验的教学内容,占用更少的实验室空间和场地,使设备使用及管理方便,节省了投资和维护费用,性价比极高


3.系统除集成有示波器、频谱分析、频率特性分析等常用仪器外,还集成了一组为实验教学个性化设计的专用测量与分析功能

系统中的测量与分析仪器是专为信号与系统实验而个性化设计的,其所集成的测量与分析功能包括波形变换、卷积计算及过程显示、时域测量与分析、频谱测量与分析、理论频谱分析、频率特性测量与分析、X-Y测量和电阻、电容、电流与电压测量,这些功能与教学实验内容紧密相关,可获得极佳的教学实验效果和测量分析体验。仪器采用了液晶显示和触屏操控方式,测量结果的波形及数据可保存到U盘,用作实验报告或以Matlab等软件进行后续处理

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4.独特的实际频谱与理论频谱对比分析

系统集成的独特的频谱分析仪器是专为频谱分析实验而个性化设计的,包括幅度谱、功率谱等,具有极佳测量与分析效果,并具有理论频谱生成功能,用户可将信号的实际频谱与理论频谱进行对比分析,完美支持信号频谱分析类实验


5独特的频率特性测量与分析

系统集成的独特的频率特性分析仪器可对电路的频率特性以半自动方式进行测量与分析,使学生全程准确介入测量与分析过程,并最终由系统计算生成波特图,由此可深入理解频率特性的物理概念和机制,具有极好的教学实验效果。

 

6独特的卷积计算观测功能

系统提供独特的卷积计算观测功能,将卷积计算过程形象地展现出来,可使学生迅速理解和掌握卷积计算的原理和过程。特别是应用该功能,可以更好地开展卷积的物理意义、卷积的性质方面的实验。

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7.高品质的数字信号源,可实现多种输入信号的需要

系统具有高品质的数字信号源,包括多类型信号发生器、扫频源、白噪声信号源、直流信号源等。其中的多类型信号发生器可以产生两路正弦波、三角波、方波、脉冲波等多种常用信号,全面支持“信号与系统”实验对各种信号输入的需要


8.实验电路平台具有良好的开放性,学生可自主设计构造实验电路

系统采用了开放和灵活高效的实验电路新型构造方式,通过短路块的选择切换及少量电路接线就可快速构成实验电路,从而可由学生自主设计并灵活高效构造出实验电路,避免了单纯验证性实验方式。实验电路包括RLC二阶系统单元、脉冲采样单元、典型二阶与三阶系统单元、信号的分解与合成单元、综合实验单元等。信号的分解与合成单元中,采用高质量模拟带通滤波器,可满足多类型信号的分解与合成实验。综合实验单元提供了四组开放的运算放大器电路及开放灵活的电路结构,从而学生可设计、构造各阶次滤波器及模拟运放电路,例如用模拟电路来设计实现四阶巴特沃斯滤波器,并实现巴特沃斯滤波器对声音等各种信号进行处理及应用,从而支持信号与系统的课程设计。

 

9高品质稳压电源,具有可靠的安全性

系统采用了高品质稳压电源,具有抗短路、抗过流的优异性能,避免实验中可能造成的损坏,使系统具有可靠的安全性。

10.选配DSP开发板套件,开展“数字信号处理”实验教学

如果选配以TMS320C5402为核心的DSP开发板套件,就可以全面支持独具特色的“数字信号处理”课程的实验教学实验包括-jin2255金沙DSP处理器接口及应用、数字信号处理技术等内容,尤其是在数字信号处理技术实验当中

(1) 可实现对常见的实际信号进行处理。例如,可将系统数字信号源的多种周期信号作为DSP的实时信号输入,并可在输入信号中混叠白噪声信号,从而充分展现数字信号滤波处理和自相关处理的算法过程。

2 可选择处理器和相应的算法方案。例如,在信号傅立叶变换算法实验中,用户可分别比较使用PC微机、使用DSP、使用DSP并采用FFT算法的不同运行结果,并使学生了解DSP的应用价值和快速傅立叶变换的实际意义和应用。

3)可对各种算法作优化处理。例如,在滤波器实验中,设计了具有相同指标性能的IIRFIR滤波器,通过设计步骤对比、参数对比、输出结果对比等实验内容,全面反映了滤波器教学中的各个知识要点。

由此可使学生能真正掌握数字信号和系统分析及处理的基本理论和方法,掌握数字信号处理中特有的信号处理算法,编写出能够实时高效运行的数字信号处理程序。

 

11.数字指纹图像处理实验, 掌握数字图像处理方法

在配置了DSP开发板套件的基础上,还可再配以指纹图像处理单元,就能够开展数字指纹图像处理的实验研究。通过对指纹图像的数字化分析和处理,使学生极大提高信号处理的实际应用开发能力,轻松掌握数字图像处理系统设计方法。

 

12通过智能化实验教学管理客户端,可实现新一代智能化实验教学管理

 

系统将智能化实验教学管理客户端与专用测量与分析仪器融为一体,通过选配WIFI模块,可支持实验系统与教师机进行无线组网,并提供教师机上的实验跟踪监控软件,实现实验进度跟踪、实验状态观察、实验结果上传等功能

若选配“基于云服务的智能化实验教学管理系统”,学生的实验结果数据可由教师机上传到云端服务器上保存,学生可在上传数据的基础上,随时随地完成实验报告,教师则可以此准确评定学生的实验效果和成绩。

       



系统构成

1集成一体化的先进结构,全面支持信号与系统的实验

将高品质的信号源、开放式的实验电路、专用测量与分析仪器与智能化实验教学管理客户端集成在一个实验箱中,支持信号与系统的全部实验。

2.为信号与系统实验个性化设计的专用测量与分析仪器

 为信号与系统实验个性化设计的专用测量与分析仪器,包括波形变换、卷积计算及过程显示、时域测量与分析、频谱测量与分析、理论频谱分析、频率特性测量与分析、X-Y测量和电阻、电容、电流、电压测量,采用液晶显示和屏幕触控操作,测量结果的波形及数据可保存到U盘

 3.开放、高效、灵活的实验电路平台

 系统具有开放和灵活高效的电路新型构造方式,可由学生自主设计构造实验电路。实验电路包括RLC二阶系统单元、脉冲采样单元、典型二阶与三阶系统单元、信号的分解与合成单元、综合实验单元。信号的分解与合成单元中,采用高质量模拟带通滤波器,可满足多类型信号的分解与合成实验。综合实验单元提供了四组开放的运算放大器电路及开放灵活的电路结构,可设计、构造各阶次滤波器及模拟运放电路

 4高品质数字信号源

多类型信号源:方波、正弦波、脉冲、三角波。

扫频源:频率范围1Hz2MHz

  白噪声信号发生器。

    5.直流信号源和恒压源

  可产生直流信号0+5V,阶跃信号0+5V,幅值连续可调。

  ±5V±12V

  6稳压电源

  +5V/2A±12V/0.2A具有抗短路、抗过流的安全保护性能。

7专用测量与分析仪器联机软件

与电脑相连,可用于课堂多媒体演示。

 8DSP开发板套件(选配)

 DSP5402开发板,仿真器

 9.数字指纹图像处理模块(选配)

10.无线组网WIFI模块及教师机监控软件(选配)

11.-金沙游艺城9159基于云服务的智能化实验教学管理系统(选配)




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