冯超 高凤连

摘要：测试测量仪器是电工电子类实验课中不可缺少且经常被学生使用的设备，但目前使用的测试测量设备大多价格昂贵，且不易携带，这大大限制了学生实验的空间和时间，开源硬件的可定制化口袋实验测量仪器，只有信用卡大小，方便学生使用，真正做到了“口袋实验室”。

关键词：Zynq；开源硬件；测量仪器

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）32-0274-02

一、引言

Red Pitaya是一个信用卡大小的开源硬件板，包括FPGA、DSP、双核ARM Cortex处理器、信号采集和生成电路、MicroSD卡、RJ-45以太网和USB等接口。通过软件定制，该板可以作为基于Web的示波器、频谱分析仪、信号发生器等多种测量仪器来使用，是实验教学测量仪器设备的一个低成本替代方案。该开源硬件支持Matlab、LabVIEW、Python和可视化编程语言。通过其他扩展模块，它可以作为性能强劲的微控制器，在复杂的应用场景，如机器人中使用。本文介绍了基于Red Pitaya的测试测量仪器的开发和使用，并进行实际实验来教授电子学的原理和应用。结合可视化编程，提高了学生开发的兴趣，增强了设计成品的实用性。

二、設备介绍

电工和电子专业实验课程中使用的测试和测量仪器有多种。常用的仪器如表1所示：数字万用表（DMM）、示波器、信号发生器、频谱分析仪、逻辑分析仪、频率分析仪、频率计数器等。

可以看出，各种仪器设备的价格区间通常从入门级到专业级，随着测量范围、精度和性能等因素不同而有所不同。而所有的测试测量仪器都具有相同点，例如，按钮、开关、旋钮、显示器等，并且通常都是独立的仪器，价格较高。……