数电模电实训平台:构建“虚实融合+理实一体”的电子技术人才培养基石

数电模电实训平台:构建“虚实融合+理实一体”的电子技术人才培养基石

数电模电实训平台:构建“虚实融合+理实一体”的电子技术人才培养基石在电子信息产业向高精度、智能化升级的背景下,模拟电子技术与数字电子技术作为电类专业的核心基础,市场对掌握“电路设计-搭建调试-故障诊断”全链条技能的人才需求日益迫切。硕博数电模电实训平台以“基础夯实+创新拓展”为核心设计理念,整合模块化实验模块、虚拟仿真系统、智能检测设备等关键技术,搭建了从理论验证到系统创新的立体化实训体系,成为院校电子信息工程、电气工程等专业《模拟电子技术》《数字电子技术》课程教学的核心载体。

一、数电模电实训设备架构:覆盖“基础-仿真-实战”的一体化实训沙盘

硕博数电模电实训平台采用模块化集成架构,以工业级实训台为核心载体,按“基础支撑-模电实训-数电实训-虚实交互-检测评估”的逻辑分层构建,形成技能培养的完整闭环,标准实训台尺寸约1600mm×800mm×1800mm,兼顾多人协作与教学空间适配性。

架构层级 核心设备/技术 功能定位 基础支撑层 防静电实训台、多路稳压电源、工具套件 提供安全规范的电路实验基础操作环境 模电实训层 分离元件模块、集成运放模块、滤波电路模块 实现模拟电路的搭建、调试与特性测试

数电实训层 逻辑门电路模块、时序电路模块、单片机接口模块 完成数字逻辑运算与数字系统的设计验证 虚实交互层 内置计算机、仿真软件、虚拟实验系统 实现理论仿真与实物操作的联动教学 检测评估层 双通道示波器、函数信号发生器、智能评分系统 完成电路参数检测与技能水平标准化评估

二、核心子系统:匹配“入门-进阶-创新”全阶段需求

数电模电实训平台通过模块化设计集成五大核心子系统,既支持单模块专项技能训练,又可实现多系统协同教学,全面覆盖数电模电从基础验证到综合创新的全场景需求。

1. 标准化基础支撑系统

以工业级防静电实训台为核心,构建符合电子实验规范的基础环境。实训台采用70×70mm铝合金型材框架,桌面嵌入25mm厚绝缘胶垫,有效消除静电干扰,底部配备带刹车的万向轮,兼顾稳定性与灵活性。电源控制屏集成多路供电模块:0-30V可调直流稳压电源(纹波电压<5mV,带限流保护与数字显示)、±5V、±12V固定直流电源,以及3-24V多档位交流电源,均具备短路保护与自动恢复功能,保障操作安全。工具套件涵盖UT33B+数字万用表、剥线钳、镊子、叠插式实验连接线等全套工具,搭配放大镜台灯,满足从元件处理到电路搭建的全流程操作需求。

2. 全维度模拟电子实训系统

配套12种核心模拟电路模块,覆盖《模拟电子技术》课程核心知识点。模块采用透明封装设计,包含二极管整流滤波电路、三极管放大电路、集成运放应用电路、RC/LC滤波电路、稳压电源电路等基础单元,元件参数标注清晰,内部结构直观可见。学生可开展静态工作点调试、放大倍数测量、波形失真修正等基础实训,通过示波器观察整流前后的波形变化、滤波电路的纹波抑制效果,深入理解模拟信号的处理机制。系统支持复杂电路组合实训,如基于运放的信号运算电路、波形产生电路等,内置虚焊、元件损坏、参数漂移等典型故障模拟功能,培养故障诊断与电路优化能力。

3. 全功能数字电子实训系统

以九孔通用电路板挂箱为核心,配备15种数字电路模块,覆盖逻辑运算与数字系统设计需求。核心模块包括与门/或门/非门等基本逻辑门电路、编码器/译码器、触发器、计数器、寄存器及时序电路模块,元件采用透明合体封装,直观性强。学生可开展逻辑函数验证、组合逻辑电路设计、时序电路时序图测试等基础实训,通过LED指示灯状态变化观察逻辑运算结果,掌握数字信号的传递与处理规律。系统支持综合性数字系统搭建,如基于计数器的频率计、数字电子钟等项目开发,结合单片机接口模块,可实现数字系统的智能化拓展,培养系统设计与集成能力。

4. 虚实融合交互实训系统

内置工业级计算机与24英寸高清大屏,预安装Multisim仿真软件与专属虚拟实验系统,实现“理论-仿真-实物”全流程教学闭环。虚拟系统按数电模电课程体系设计仿真实验项目,学生可先通过软件完成电路设计、参数仿真与波形预测,如模拟放大电路的频率响应仿真、数字计数器的时序仿真,降低实物实验的试错成本。虚拟与实物系统支持数据联动,仿真参数可直接导入实物平台,实物实验的波形与数据也能同步至虚拟软件进行对比分析,帮助学生精准理解理论与实践的差异,提升学习效率。

5. 智能检测与考核系统

整合高精度仪器与数据化管理模块,实现电路性能检测与技能评估标准化。核心检测设备包括双通道示波器(带宽100MHz,采样率1GSa/s)与直接数字频率合成(DDS)函数信号发生器(输出0.1Hz-3MHz多种波形,失真度<1%),可完成电压、电流、波形参数的精准测量。智能评分系统通过采集电路搭建时长、参数调试精度、故障排查效率等数据,结合预设课程标准自动生成考核成绩;教师管理平台支持实训任务下发、操作过程追踪与成绩数据存储,可生成个人技能档案与班级统计报表,为教学优化提供数据支撑。

三、技术亮点:适配教学需求的实训创新设计

1. 理实一体的教学闭环

数电模电实训平台将理论教学、虚拟仿真、实物操作与技能考核深度融合,实训台集成电源、仪器与编程环境,配合预安装的仿真软件,实现“课堂讲解-仿真预习-实物操作-结果分析”一站式教学,大幅提升教学效率。

2. 安全与规范双重保障

全系统配备多重安全防护:电源系统带过载、短路与漏电保护,实验连接线采用高绝缘叠插式设计,杜绝触电风险;实训台具备完整防静电体系,搭配静电手环报警器,培养学生规范操作习惯。实验模块按工业标准设计,电路布局与元件选型贴合工程实际,助力学生职业素养养成。

3. 拓展性与适配性强

硬件采用模块化设计,实验模块可按需增减,支持根据教学需求拓展传感器接口、PLC控制模块等进阶单元;软件系统支持实验项目定制,可适配不同院校的课程大纲与技能竞赛要求,兼容国赛评分体系,可用于赛前特训。

四、教学价值:从技能培养到职业适配的全链条赋能

数电模电实训平台构建了“基础验证-系统设计-创新拓展”的阶梯式实训体系,深度对接电子信息产业职业能力要求。

• 基础技能层:通过电路搭建、参数测量等实训,掌握数电模电核心操作技能,满足电子组装、电路调试等基础岗位需求。

• 专业能力层:借助虚实融合训练与综合项目开发,提升电路设计、故障诊断与系统集成能力,适配电子设备研发、维修等技术岗位需求。

• 创新拓展层:支持基于单片机的数字系统拓展与智能电路开发,为学科竞赛与科研实践提供硬件支撑,助力高端技术人才培养。

五、行业影响:推动产教融合的电子技术实训标杆

硕博数电模电实训平台以“虚实融合+规范导向”的核心优势,成为连接院校教学与产业需求的关键纽带。一方面,可复刻电子企业研发调试场景,用于新员工岗前培训,缩短上岗适应周期;另一方面,其实训内容完全覆盖《模拟电子技术》《数字电子技术》课程要求,为院校电类专业基础教学与“1+X”证书制度实施提供核心设备支撑。同时,平台的开放性架构为智能传感器接口电路、低功耗电子电路等前沿技术研究提供实验载体,持续推动电子技术教学与产业发展的深度融合。