一種全數字b超教學示教儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及教學儀器，具體是一種全數字B超教學示教儀。
【背景技術】
[0002]在我國公告號為CN 203607016 U (公告日2014-05-21)的實用新型專利中公開了一種通斷式全數字超聲實訓儀。該實訓儀旨在方便學生在線測試和故障排除，僅起到對B超維修人員的實習培訓作用。實訓儀在實施中，只對全數字B超電路按功能模塊做了劃分，并在電路上設置有限的手動通斷開關，實現電路的導通和斷開故障，擬達到教學的目的。這樣，學生只能單從電路斷開的故障中看到故障現象，無法對電路功能模塊處理中的信號進行在線采集、分析和研宄，也無法變換一些元件的量值及一些單元電路的工作狀態(tài)，導致不能充分理解各個元件在單元電路中以及元件、單元電路在全系統電路中的作用和原理，獲取知識的點及面既少又窄。另外，部分電路故障設計不合理，比如在隔離電路的輸入通道串聯“故障開關”，它可能會破壞性的燒壞電路。

【發(fā)明內容】

[0003]為了克服上述現有技術的缺點，本發(fā)明提供一種全數字B超教學示教儀，該教學示教儀實現了五種方法相輔全面示教:第一、根據教學需求預先設置各種“實驗狀態(tài)”存入本示教儀存儲器中。示教時，通過實驗狀態(tài)控制鍵盤通知FPGA (現場可編程門陣列)所需求XXX編號的“實驗狀態(tài)”，FPGA再向相關邏輯門電路分別下達系列指令調取XXX編號的“實驗狀態(tài)”，并按其設定的運行條件、環(huán)境而運行，同時顯示當前“實驗狀態(tài)”的編號。示教完畢后按“復位”鍵，恢復正常狀態(tài)。第二、設置信號切換按鍵(SWITCH)?？汕袚Q信號的高低電平，也可切換為外接信號輸入。當外接模擬信號輸入時，經放大、模數轉換后輸入到FPGA，在FPGA內部做信號處理，通過外接FPGA上的數模轉換器輸出FPGA內部信號處理的節(jié)點波形，觀察信號處理的結果，判斷信號處理算法的優(yōu)劣。第三、設置元件拔插套件?？蓪㈦娮琛㈦姼性尾?，更換不同量值的元件，觀察圖像的變化并測試波形，幫助學生理解電阻和電感在電路中作用原理。第四、設置數據測量模塊，可將FPGA內部工作的實時數據通過數模轉換電路輸出。本示教儀可以將FPGA內部任意兩個功能單元的數據信號轉換成模擬信號輸出，并在測試端用示波器測試DAC的輸出信號，實時觀測信號波形并加以比較，便于對FPGA內部數據進行研宄。第五、設置USB接口。將USB接口與FPGA電路直接相連接，通過PC機可以采集FPGA內部任一處理單元電路的原始數字數據(包括圖像數據)。
[0004]本發(fā)明是以如下技術方案實現的:
一種全數字B超教學示教儀，包括箱體，所述箱體內設置有印制電路板，所述印制電路板上有全數字B超教學示教儀電路，所述全數字B超教學示教儀電路包括FPGA電路、高壓模擬開關單元電路、探頭插座電路、高壓脈沖發(fā)生電路、高壓隔離電路、DSC變換存儲器電路、視頻輸出電路、偽彩色輸出電路、單片機控制單兀電路、FPGA內部數據輸出D/Α轉換電路，所述印制電路板上還包括用于設定運行條件的實驗狀態(tài)控制鍵盤、實驗狀態(tài)編號顯示區(qū)、復位鍵和USB接口 ；所述高壓模擬開關單元電路、探頭插座電路、高壓脈沖發(fā)生電路、高壓隔離電路、DSC變換存儲器電路、視頻輸出電路、偽彩色輸出電路及單片機控制單元電路中設置有用于切換信號高低電平或切換為外接信號輸入的信號切換按鍵；所述探頭插座電路、高壓脈沖發(fā)生電路、DSC變換存儲器電路、視頻輸出電路、偽彩色輸出電路及單片機控制單元電路中設置有用于將電阻、電感元件拔插，更換不同量值的元件的元件拔插套件。所述元件拔插套件包括金屬插管和雙連體香蕉插頭。所述雙連體香蕉插頭包括絕緣底座，所述絕緣底座中間部分開有元件隱身槽，絕緣底座兩端分別固定連接金屬焊接柱，所述金屬焊接柱固定連接香蕉插頭。所述的FPGA內部數據輸出D/Α轉換電路，也即為數據測量模塊。是將FPGA內部工作的實時數據通過數模轉換電路轉換為模擬信號輸出。所述的USB接口，是FPGA電路直接與USB相連接，通過該接口輸出FPGA內部實時處理的原始數字數據。
[0005]所述箱體通過鉸鏈連接箱蓋，所述箱蓋內側設置有液晶顯示屏；所述箱體內設置有支撐沿臺，所述支撐沿臺上設置有印制電路板。
[0006]本發(fā)明有益效果:
本發(fā)明作為全數字B超電路結構、原理及功能的示教平臺，通過“實驗狀態(tài)”的預置、實驗狀態(tài)控制鍵盤對“實驗狀態(tài)”的調取、信號切換按鍵對信號高低電平及外接標準信號的切換、元件拔插套件對不同量值元件的更換、數據測量模塊對FPGA內部處理任一單元電路原始信號數據(包括圖像數據)進行數模轉換輸出、USB接口對FPGA內部處理原始信號數字數據的能直接輸出等五種示教方法，能夠多層次、多方位的向學生解析和示教全數字B超電路的結構、原理及功能，幫助學生理解和掌握其理論知識。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的整機結構示意圖；
圖2是安裝在箱體內的印制電路板示意圖；
圖3是金屬插管不意圖；
圖4是雙連體香蕉插頭示意圖；
圖5是尚壓t旲擬開關單兀電路；
圖6是探頭插座電路；
圖7是高壓脈沖發(fā)生電路；
圖8是高壓隔離電路；
圖9是DSC變換存儲器電路；
圖10是視頻輸出電路；
圖11是偽彩色輸出電路；
圖12是單片機控制單元電路；
圖13是FPGA內部數據輸出D/Α轉換電路；
圖14是電路原理框圖；
101—箱蓋，102—箱體，103—支撐沿臺，104—較鏈，105—液晶顯不屏，200—印制電路板，201 一實驗狀態(tài)控制鍵盤，202一實驗狀態(tài)編號顯不區(qū)，203一印制電路板安裝孔，204一探頭插座，205—復位鍵，206—USB接口，207—金屬插管安裝孔，300—金屬插管，400—雙連體香蕉插頭，401—香蕉插頭，402—元件隱身槽，403—金屬焊接柱，404—絕緣底座。
【具體實施方式】
[0008]以下結合附圖，通過具體實施例對本發(fā)明技術方案做進一步的說明。
[0009]如圖1所示，一種全數字B超教學示教儀，包括箱蓋101和箱體102，箱體102通過鉸鏈104連接箱蓋101，箱蓋101內側設置有液晶顯示屏105 ;箱體102內設置有支撐沿臺103，支撐沿臺103上設置有印制電路板200。
[0010]如圖2所示，印制電路板200四周邊沿開有安裝孔203，使用螺絲把印制電路板200固定在支撐沿臺103上。印制電路板200面膜上印有全數字B超設備的電路原理框圖。印制電路板200上設置有探頭插座204、實驗狀態(tài)控制鍵盤201、實驗狀態(tài)編號顯示區(qū)202、復位鍵205、USB接口 206和金屬插管安裝孔207。探頭插座204用于連接探頭。實驗狀態(tài)控制鍵盤201用來在各個預置的“實驗狀態(tài)”之間切換，實驗狀態(tài)編號顯示區(qū)202同步顯示實驗狀態(tài)編號。復位鍵205用于從實施“實驗狀態(tài)”控制鍵盤操作后的實驗狀態(tài)恢復到正常狀態(tài)。USB接口 206是測試FPGA內部實時數字數據的輸出接口。
[0011]如圖3所示，金屬插管300用錫焊接固定在金屬插管安裝孔207中。在本發(fā)明中金屬插管安裝孔207是成對使用的。
[0012]如圖4所示，雙連體香蕉插頭400是由帶有元件隱身槽402的絕緣底座404、金屬焊接柱403、和香蕉插頭401三部分構成。使用時將直插電阻、直插電感的兩端電極焊接在于兩個金屬焊接柱403上，并將元件放置于元件隱身槽402中。圖3和圖4插接在一起構成元件拔插套件，可將電路中電阻、電感元件拔插，更換不同量值的元件，觀察其單元電路輸出波形及圖像的變化即直觀的一維軌跡或二維圖像用來解析抽象的理論。
[0013]圖5至圖12為針對教學目的設計