一、 实验室配置方案

1. 【基础教学】多功能虚拟仪器教学平台

本建设方案主要基于NI 最新推出的ELVIS III多功能虚拟仪器教学平台设计，NI ELVIS III集成8路差分输入（或16路单端输入）模拟数据采集通道（最高采样率1 MS/s）、40路数字I/O通道，以及多款常用仪器（包括四通道100MS/s示波器、数字万用表、双通道100MS/s函数发生器、±15V程控电源、16通道逻辑分析仪等）。为了更好的支持新工科教学，引入互联网平台开发理念，NI ELVIS III不仅支持通过USB连接PC，而且支持Wifi与以太网等多种连接方式，便于调试。采用金属机身设计，具有良好的耐用性，降低实验室资产损耗。ELVIS III主要性能指标如下：

· 四通道100MS/s示波器，14bit分辨率，50MHz带宽

· 双通道100MS/s信号发生器，14bit分辨率，15MHz带宽

· 十六通道LA/PG逻辑分析仪

· 四位半数字万用表

· ±15V可编程电源，最大电流500mA

· 集成Zynq-7020系列FPGA，采用RIO架构技术，支持图形化系统编程

· 十六通道模拟采集，1MS/s采样率，16bit分辨率

· 四通道模拟输出，1.6MS/s， 16bit分辨率

· 40通道数字输入输出

· 内置200MB存储空间，原装驱动包，开机自动安装

· 支持Multisim Live，支持基于常用浏览器的仪表调用

NI ELVIS III是一个多学科实验平台，结合NI LabVIEW以及不同的插板可完成电子电路、控制、通信、信号处理、嵌入式设计等学科实验，可以使实验室投入发挥最大效益；同时基于NI ELVIS的硬件资源和LabVIEW软件的强大功能，在课程设计等教学环节中结合不同学科背景，可以使学生融会贯通，也符合当今宽口径人才培养的教学改革思路。

2. 【基础教学】图形化编程开发平台

NI LabVIEW所特有的图形化编程方式可以大大加速工程应用的开发效率。20多年来，全球的工程师和科学家一直依靠LabVIEW满足他们特定的应用需求。由于应用各不相同，NI LabVIEW图形化开发环境附带不同的可选模块，这让用户能够更轻松地实现专业应用。在实验室建设中，教师既可以利用LabVIEW为学生开发专业的实验程序和界面，学生只需应用这些程序验证实验结果；或者亦可以让学生基于LabVIEW完成设计型实验（LabVIEW本身就是很多高校工科专业学生学习的重要内容），使学生进一步加深对专业知识的理解，同时掌握LabVIEW这种在工业界所广泛采用的开发工具软件。

4. 【基础教学】模拟电路教学实验板

IECUBE-Analog Electronic Board（模拟电路教学实验板）专为模电课程教学打造。基于NI ELVIS III教学平台，提供融合线上远程与线下实操的完整实验教学解决方案，。借助工业级测量设备及软硬件工具链，在帮助学生掌握模电知识的同时，提高学生各项专业技能与职业素养。基于ELVIS III互联网工程教育平台，IECUBE模拟电路实验板将传统的模电线下实验课程与线上远程完美融合，保留原有线下实验功能的同时，增加了虚拟仿真远程实验功能，支持线上纯仿真、线上远程硬件实操及编程开发等多种实验形式，Web端完全实现多种工业级测试测量仪器功能。交付形式灵活，即可提供完整的用户和实验管理系统，也可无缝接入已有系统。

5. 【基础教学】数字电路教学实验板

基于NI DSDB的数字电路教学课程，主题包括模拟NI Multisim中的逻辑门，以及构建和部署PLD电路到FPGA目标。通过与NI ELVIS平台结合的动手实践，理论概念得到了加强。同时NI免费提供由Thinkscape提供支持的在线互动课程，每个在线实验室都包含说明指导，多媒体教材和评估反馈，学生可以按自己的进度自主学习。作为授课老师，也可以创建和编辑本课程的实例，将其分配给学生，并查看他们的进度。与NI DSDB一起使用，有助于理解数字电路课程中介绍的各种数字电子概念。在线课程还提供基于项目的教学应用，综合学生在整个课程中学习到的技能并进行强化NI DSDB所包含的资源特性如下：

· Zynq XC7Z020 FPGA

· 8 LEDs，8拨码开关，4按钮

· 扩展接口

· 电容式多点触摸屏

· 3 PMOD接口

· 可使用Multisim，LabVIEW和Vivado编程

6. 【专业教学】自控原理教学实验板（针对电路）

MechtronX Circuits Control自控原理实验板卡专门为经典控制理论、自动控制原理等基础课程设计，可以完成典型环节的时域响应、典型系统的时域响应和稳定性分析、线性系统的根轨迹分析、线性系统的频率响应分析、线性系统的校正、离散系统的稳定性分析、线性系统的状态空间分析、典型非线性环节静态特性测试等课程教学，完美匹配自动控制原理经典教材（胡寿松版），基于经典电路系统设计实现相关实验环节。

7. 【专业教学】自控原理教学实验板（针对对象）

ELVIS Quanser Control Board（机电控制教学板卡）创新性的将控制课程中常用的一阶对象（直流电机）与高阶对象（旋转倒立摆）系统整合，专为基于对象的控制课程需求打造。同时为了更好的匹配本地教学需求，板卡提供“项目制教学课件”与“中国经典控制课程匹配课件”，帮助机电类教师完成控制类学科实践环节建设。

8. 【专业教学】高频电子线路教学实验板

Communication Electronic Circuit Kit 是面向通信电子线路教学的实验平台，完美匹配NI ELVIS III教学平台，学生将通过 Multisim软件仿真实验对电路展开全面深入研究，仿真后配合实验平台进行硬件电路性能测试，对仿真结果的有效性和正确性进行验证，通过虚拟仿真+实际电路的结合，最大程度地加深学生对通信电子线路从理论仿真到实测的综合实践与分析能力。

       该平台具有以下优势：

· ELVIS III集成了实验室常规使用的基本仪器，提供更高效的电路设计、调试和验证；

· 基于Multisim仿真电路开展实验，仿真电路参数的修改变得十分方便，加深物理特性及性能指标的理解的同时不会对电路造成任何的物理损坏；

· 实验套件包含Multisim仿真程序、LabVIEW实验程序、通信电子线路拓展板三个部分，并配套实验指导书及相关培训的服务；

实验列表

9. 【专业教学】信号与系统教学实验板

信号与系统实验是信号与系统课程的重要组成部分，应用教学手段帮助学生理解与掌握信号与系统课程中较为抽象的概念和基本原理，将抽象的数学表达与真实的实验现象相联系，并以此为平台，训练学生学习使用示波器等常用测试仪器设备。实验平台基于业界通用的虚拟仪器平台，将系统的每一个环节模块化，设计并搭建相关的信号系统，学生可以从单个实验项目入手，从分析信号开始，通过系统实验，逐步建立系统的思想，不断深化系统分析设计能力，通过实践教学，综合运用所学知识，提升专业能力，为后续课程的学习和科研动手能力的提高奠定基础。

10. 【专业教学】电力电子技术教学实验板

TI电力电子板是NI ELVIS III的附加应用板。该实验板提供了基于动手实践的学习方式，帮助学生轻松掌握电力电子与电源管理的知识。学生可以使用功能模块自行搭建降压转换器、稳压器以及DC-AC和AD-DC转换器，学会使用标准的实验电路，深入理解电力电子系统的各个元件，以及各元件之间如何构建一个完整的系统。

11. 【专业教学】能源系统分析教学实验板

Quanser能源系统板是NI ELVIS III的应用板，它提供了一个实验平台介绍系统级电力电子和能量转换的概念。提供电力电子，能量转换和机器驱动的实验课程，学生将在电路板上探索电子和机电组件，并学习如何使用它们为风能，太阳能和水电等应用转换和调节功率。