示波器通道扩展电路实验教学设计

孙科学１，３， 成雨含２， 唐 珂１， 张 瑛１
（ 南京邮电大学 １． 电子与光学工程学院； ２． 信息化建设与管理办公室， 江苏 南京 ２１００２３； ３． 南京邮电大学通达学院， 江苏 扬州 ２２５１２７）
摘 要： 示波器通道扩展电路是仪器仪表中的基本电路， 原理简单， 但实现方法多样， 知识 融合性强， 涉及到较多的相关模拟电路、 数字电路知识以及示波器相关原理。 该系统作为电 子电路设计课题对于学生来说设计思路明确， 容易理解。 对于教学来说， 可以方便地进行变 化， 根据学生能力的强弱确定不同的实现要求， 适应不同层次学生的电路设计和工程实践 训练。 关键词： 示波器通道扩展； 工程实践教学； 中小规模集成电路； 可编程逻辑电路 中图分类号：Ｇ ６４２．０ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－４３０５．２０１８．０５．００７
设计指标如下： （１） 通过 ＣＨ１ 通道作为 ４ 路被测信号的输入， ＣＨ２ 通道作为 ４ 路被测信号的直流位移输入，在屏 幕上能均匀稳定显示 ４ 路输入信号波形。
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（２） 输入电压范围 １０ｍＶｐｐ ～ １Ｖｐｐ。 （３）４ 路信号的负载阻抗≧１００ｋΩ。 （４） 被测信号的频率范围 １ｋＨｚ ～ １ＭＨｚ。
ＩＳＳＮ１６７２ － ４３０５ ＣＮ１２－１３５２ ／ Ｎ
实 验 室 科 学 ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ ＳＣＩＥＮＣＥ
第 ２１ 卷 第 ５ 期 ２０１８ 年 １０ 月 Ｖｏｌ������ ２１ Ｎｏ������ ５ Ｏｃｔ������ ２０１８
示波器通道扩展电路实验教学设计
（１． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｎｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ； ２． Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｏｆ⁃ ｆｉｃｅ， Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｏｓｔｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００２３， Ｃｈｉｎａ； ３． Ｔｏｎｇｄａ Ｃｏｌ⁃ ｌｅｇｅ ｏｆ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｏｓｔｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， Ｙａｎｇｚｈｏｕ ２２５１２７， Ｃｈｉｎａ）
示波器通道扩展是仪器仪表中的基本电路，电 路设计原理简单，实现方法多样，知识融合性强，涉 及到较多的相关模拟电路、数字电路知识以及示波 器相关原理［１－ ３ ］ 。 体现探究性学习，学生自主发挥 自由度大，技术方法具有一定的先进性，实现方法具
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅ ｃｈａｎｎｅｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ
ＳＵＮ Ｋｅ－ｘｕｅ１，３， ＣＨＥＮＧ Ｙｕ－ｈａｎ２， ＴＡＮＧ Ｋｅ１， ＺＨＡＮＧ Ｙｉｎｇ１
基金项目：江苏省高等教育教改研究课题 （ 项目编号： ２０１５ＪＳＪＧ２２６） ；江苏高校品牌专业建设工程资 助项目（ 项目编号：ＴＡＰＰ） ；南京邮电大学教学 改革重点课题 （ 项目 编 号： ＪＧ０３３１７ＪＸ０１） ； 南 京邮Fra Baidu bibliotek大学实验室工作研究课题（ 项目编号： ２０１６ＸＳＧ０２） ；南京邮电大学通达学院教学改 革重点项目（ 项目编号：ＪＧ３０５１７００１） 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅ ｃｈａｎｎｅｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｉｓ ａ ｂａｓｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｉｎ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｉｓ ｓｉｍ⁃ ｐｌｅ， ｂｕｔ ｔｈｅ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｉｓ ｆｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｕｂｊｅｃｔ ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ ｍｏｒｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ａｎａｌｏｇ ｃｉｒｃｕｉｔｓ， ｄｉｇｉｔａｌ ｃｉｒ⁃ ｃｕｉｔｓ’ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ａｎｄ ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅ－ｒｅｌａｔｅｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ， ｓｏ ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｄｉｖｅｒｓｅ． Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｅａｓｙ ｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ａｓ ａ ｄｅｓｉｇｎ ｔｏｐｉｃ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｅｓｉｇｎ ｉｄｅａｓ ｆｏｒ ｓｔｕｄｅｎｔｓ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｉｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｔｒａｉｎｉｎｇ， ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｅａｓｉｌｙ ｃｈａｎｇｅｄ ｆｏｒ ｔｅａｃｈｉｎｇ． Ｉｔ ｉｓ ａ ｇｏｏｄ ｅ⁃ ｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｔｒａｉｎｉｎｇ ｔｏｐｉｃｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅ ｃｈａｎｎｅｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ； ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ； ｓｍａｌｌ ａｎｄ ｍｅｄｉｕｍ ｓｃａｌｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ； ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔｓ
有多样性［ ４－５ ］ 。 如量程放大器设计可选择多运放或 者单运放；时序控制电路可以选用可编程逻辑电路 （ ＦＰＧＡ ／ ＣＰＬＤ） 或中小规模集成电路； 模拟电子开 关可选用集成电路也可选择分立元件搭建等［ ６－７ ］ 。
该系统作为电子电路设计课题对于学生来说设计 思路明确，容易理解。 对于教学来说，也可以方便地进 行变化，根据学生能力的强弱确定不同的实现要求，适 应不同层次学生的电路设计和工程实践训练［８－１０］ 。