電路原理范例6篇

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電路原理

電路原理范文1

LED燈驅動電路原理是在需要使用比較多的led產品時,如果將所有的LED串聯,將需要LED驅動器輸出較高的電壓:

如果將所有的LED并聯,則需要LED驅動器輸出較大的電流。將所有的LED串聯或并聯,不但限制著LED的嚴使用量,而且并聯LED負載電流較大,驅動器的成本也會增加,解決辦法是采用混聯方式。串、并聯的LED數量平均分配,分配在一個LED串聯支路上的電壓相同,同一個串聯支路中每個LED上的電流也基本相同,亮度一致,同時通過每個串聯支路的電流也相近。

(來源:文章屋網 )

電路原理范文2

1.一成不變的教學內容

經筆者發現,上世紀“電路原理”這門課程已經成為電氣專業的基礎課程,然而近半個世紀過去了,電子、計算機、電氣、通信等領域迅猛發展,并且在理論創新以及技術方面不斷革新,與之相適應的各類電子元器件和功能電路也隨之改變,而經典理論體系為教學主體內容的“電路”課程在近二十年中的變化卻很小。比如現在市面上用的很多電子器件都是場效應管,但是課程在這部分的重點仍然是三極管和二極管的講解。這種一直沒有更新的教學內容既不利于激發學生的學習積極性,也不利于培養學生的工程意識,更不利于服務社會。

2.教學方式單一化

在傳統教學過程中,通常采用“填鴨式”課堂教學,老師講學生聽,老師問學生答,學生的思維只跟著老師走,思路根本沒有打開。尤其是現在計算機的普及,也為了應對學時壓縮教學內容反而擴張的窘況,電路課程的課堂教學已經全部使用多媒體教學。多媒體課件的使用,一方面有效地提高了教學效率,而另一方面,單位學時內學生需要接受的信息量更大了。加上“電路原理”課程本身知識較多、內容抽象、理論枯燥,這必然導致課堂氛圍沉悶,學生在課堂學習上容易疲倦,不利于學生主動參與。另外,現在的教師除了有教學任務外,科研工作量的壓力也隨之增加,并且這些科研任務在經濟和榮譽上都有利可圖,這樣一來,教師花在上課的精力勢必將大大減少,而是把上課當成一種任務,完成教學工作量。這些因素都會導致教師對教學方式方法不重視,師生關系也不和諧。

二、創新型電路課程的幾點建議

1.去糟粕,留精華,轉變教學思維模式

其一,筆者認為可以從“電路原理”課程特點出發,一開始就給學生建立電路理論知識體系的框架,將其作為一個體系去學習,以一條主線、幾種定律為基礎貫穿整個課堂教學當中?!半娐吩怼敝械幕纠碚?、基本概念和基本方法等都是作為“電路原理”教學的知識體系框架。主線還包括電路分析的基本量,電壓、電流以及功能等,這是任何電路分析的本質。了解了“電路原理”課程的框架,對這門學科的學習就是“有準備之仗”。其二,突出重點,轉變“眉毛胡子一把抓”的思維模式。比如,在學習暫態電路分析的時候,當學習完RC暫態電路、三要素法之后,對于RL暫態電路可以讓學生自學,一方面可以加強學生對所學知識的掌握,另一方面更能鍛煉學生的學習力。筆者認為的學習力就是學生接受新知識的能力。其三,課程教學要以學生原有的知識體系為基礎,以實際電路的建模和解決實際問題為重點。工科的學生所學的專業基礎知識都是為了后續的學習打基礎,更是為了以后實踐中的應用。所以教師在教學中要轉變思維,不能僅僅是針對課程定理、定義等內容進行教學,還可以結合學生所學或者所能接受的方式進行授課。另外,從原有“電路原理”內容出發,對于一些重要的電子元件,例如后續所學的模擬電路和數字電路等課程中涉及電子領域常用的場效應管(MOSFET),以及電力電子技術所用的IGBT等,教師除了書本上的基本知識以外,在教學中還可結合基本元件或者與之相關的常見基本電路,如整流電路、集成電路等層層深入講解。

2.使用仿真軟件,實現多元化

課堂“電路原理”課程作為電氣基礎專業課,關鍵目的是讓學生在后續的課程中的應用,所以,電路課程教學當中,可以安排幾個相關基本實驗操作,學生可以直觀了解電路元件、電路原理以及電路定律等等內容,了解課程理論與實踐的相關性和區別。但是,幾個實驗往往達不到目的。這樣就可以在電路教學當中使用仿真軟件,比如可以充分利用EWB器件和仿真功能,仿真出動態的實驗圖來代表實際的電路實驗,既可以增加課程的氣氛,又能激發學生的興趣。另外,“電路原理”課程教學除了采用多媒體和板書相結合的方式,還可以使用仿真軟件來制成CAI、FLASH等課件。這樣不但可以在教學過程中結合講授的理論內容進行實時的仿真演示,使得教學更加深刻生動,也增加課程的趣味性,這樣一來就可以改變“一言堂”的教學舊貌,縮短老師和學生的距離,吸引學生的注意力,提高課堂效率。

3.情感教育在“電路原理”教學中的應用

電路原理范文3

關鍵詞:電路原理;精品課程;電路仿真軟件

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)52-0057-02

電路原理是工科學生在大學中所接觸到的第一門專業基礎課,對整個專業學習起到的是承前啟后的作用,其重要性不言而喻。但由于其理論性和實踐性相結合的特點,學生大多會覺得電路原理學習的內容繁冗而缺乏學習的興趣。對電路這樣一門比較成熟的課程來說如何能講出新意,如何能做到吸引學生的同時幫助學生建立起良好的學習習慣和專業興趣,并為后續課程打下堅實的基礎,就成了每一位講授電路原理教師的主要任務之一。

一、建設精品課程

建設電路原理精品課程,必須從師資隊伍建設、教材建設、教學內容和方法改革、實驗改革這些方面著手,不斷地學習進步和反思,從而提高電路原理課程的教學效果。同時通過立體化教學資源建設和應用、教學方法改革和現代教育技術應用、理論與實踐的結合、創新意識和實踐能力的培養等手段,向著一流水平而努力,達到精品共享。結合地區學校的實際情況,除了建設一支具有戰斗力的高檔次教學輔導隊伍之外,非常重要的一個需要改進的方面就是要對當前的教學方法方式和內容,不斷地改進和提高,做好以下幾點。

1.堅持教學內容體系的改革,做好電路與其他主干課程的關系分析,處理好知識交叉部分,同時及時地把新的科技成果引入電路課程,增強電路課程的時效性,并且可以邀請部分教授或知名學者為學生進行相關講座,以提高學生對于課程和整個工科課程學習的興趣,幫助學生了解電路原理課程的重要性,使學生對于整個工科教育體系有整體的認識和理解,讓學生自己產生學習的意愿和對未來職業專業技能的規劃。

2.開發和提供多種教學形式,在日常教學中多運用現代教育技術的新成果,大力發展網絡課堂。例如采用較新穎的任務型教學或任務型學習,即“一種以任務為核心單位計劃、組織學科教學的途徑”[1]。要求學生以一個學習任務為中心,發揮主觀能動性主動地了解任務相關的知識,并把自己已有的知識和新學習到的知識融合成一個知識體系,然后用這個新的知識體系去完成相應的學習任務和相應的評價,從而使得學生達到一個新的學習高度,不斷重復地階梯式前進。

3.樹立教師們對于精品課程建設的正確認識,調動其積極性,提高團隊配合和合作的能力,橫向比較各個院校電路課程教學的優缺點,組織定期的教學討論會,提高各位教師的教學理念和教學水平。摒除電路原理課程教師對教學一成不變的思想,通過“走出去,引進來”等多種形式,了解當前國內外對于電路原理課程教學的先進理念,建立適合當前學校定位和學生需求的精品電路原理課程教學體系。多聽取學生對于教學的意見和建議,不斷提升電路原理課程教學團隊的水平和能力,做到教師的自我提升和課程教學的提升相輔相成。

4.大力開展教材建設,發展適合自己學校現狀和需求的教材體系,集合各類精品教材的優點,并結合國外高校教材的特點,開展雙語教學。目前電路原理課程的教材較為固定,知識點設定變化不大,對于學生的學習需求關注較少。鑒于目前電路原理教材種類繁多,應當組織教師編制符合自己學校定位和本科教學培養方案的精品教材,并廣泛地聽取學生和專業課教師的寶貴意見,真正讓電路原理課程成為一門承前啟后的重要課程,對學生的后續學習和專業課教師的后續教學起到積極的作用。發揮電路原理課程對工科大學生專業教育“領進門”的引導作用,培養學生初步的工科思維和良好的學習、科研習慣。

5.改進電路實驗的內容和方法,提高學生動手能力,在已有開放性試驗的基礎上大力推進開放性實驗等新的實驗理念的運用。對于電路原理這樣一門專業基礎課來說,實驗應當在其中起到更加重要的作用。相對于當前比較傳統的電路實驗方式,更加新穎的實驗設計和更加合理的實驗教學方式需要進一步加以改進和實踐。當前電路原理實驗大多按照教材,由實驗教師進行電路原理和連線方法的講解,然后學生進行簡單的重復得到預設好的結果。這樣的實驗教學方式起點較低,相對來說對于課堂教學僅僅起到了輔助作用,與實際應用聯系不夠緊密,難以激發學生的學習熱情。而且實驗在整個電路原理教學的過程中所占學時較少,不能很好地起到對課堂知識的鞏固和促進作用。在未來的電路原理教學中,應當進一步加大對于電路原理實驗的重視程度,通過設計合理靈活的實驗,激發學生學習的熱情,真正起到對學生的動手能力、創新能力和團隊協作能力的鍛煉。

二、在教學中融合電路仿真軟件教學

電路原理是工科學生其后續課程,包括模擬電子技術、數字電子技術、電路設計以及畢業設計等的基礎。通過在教學中較早地融入電路仿真軟件的應用,可以提高學生學習的興趣和動手能力,并有助于學生將電路相關課程聯系起來,盡早地建立起工程設計的思維和知識體系。通過采用之前提到的任務型教學,在學生完成課堂理論知識的學習之后,為學生提供各種相對獨立的小項目,把學生分成若干個小組,讓他們獨立地完成對小項目問題的調研、方案設計和最終實施,并完成相應的報告和實際演示,教師在這個過程中起到指導方向和答疑解惑的作用。通過項目的引導,幫助學生培養對工科后續學科體系的興趣,讓學生獲得自己發現問題解決問題的能力。通過這樣的方式,幫助學生提升自己的團隊合作能力,更加形象地掌握電路原理基本理論知識,并在學習過程中獲得較大的成就感。最后可以通過對電路設計仿真軟件的學習,幫助學生系統掌握工科電路相關各后續學科的重要知識點,培養其實際電路設計的能力,為學生之后的課程設計、畢業設計,以及走出校園之后的工作打下堅實的基礎。這樣的興趣和技能培養可以貫穿學生整個大學學習過程,并可以為學生主動參與各類電子設計競賽提供知識基礎,其中一些突出學生的作品還可以實際制作印刷電路板,為學校的科研工作提供一定的幫助,并且可以為低年級學生提供較好的學習榜樣,樹立良好健康向上的學習風氣。

三、電路原理課程學習過程的反饋與評價

教學過程中非常重要的一部分就是對課程學習的反饋和評價,作為教師必須積極地面對和處理學生的反饋,引導學生提出對于課程建設的意見和建議,不斷修正教學的方式方法,因材施教。要深入學生中了解學生對于課程基本知識點的掌握程度,解決學生對于每堂課的疑惑和不解。對于學生完成的課程相關的小項目多使用正面的評價,積極引導,保護學生的學習積極性,并客觀地提供意見。對于電路原理課程教學的改革和實踐是一個漫長的過程,努力建設精品課程,并且在教學中融合基于任務型教學的電路仿真軟件應用,能夠科學有效地激發學生對電路原理課程的學習興趣,其整體應用還需要不斷地在實踐的基礎上一步步地加以完善。

參考文獻:

[1]魏永紅.外語任務型教學研究[D].上海:華東師范大學,2003.

電路原理范文4

關鍵詞:諧振電路;工作;原理

在諧振狀態下,電路的總阻抗達到極值或近似達到極值。研究諧振的目的就是要認識這種客觀現象,并在科學和應用技術上充分利用諧振的特征,同時又要預防它所產生的危害。在具有電感和電容的電路中,總電壓和總電流的相位一般是不同的,若調節電路的L,C或電源頻率f,使總電壓和總電流達到同相位,這時電路中就產生了諧振現象。處于諧振狀態的電路,稱為諧振電路。諧振電路在電子技術中有著廣泛的應用,例如電視機高頻頭的調諧電路、收音機的中頻放大器等。但在某些電路中由于諧振的發生,也會造成不利的影響,甚至損壞電氣設備,應設法加以避免。

常用的諧振電路有串聯諧振和并聯諧振。

1. 串聯諧振電路

在RLC串聯電路中曾經討論過,當XL=XC時,電路的電壓和電流的相位相同,電路呈純電阻性,這種現象叫做串聯諧振,

1.1諧振條件和諧振頻率

根據串聯諧振的定義,當電路發生諧振XL=XC時,因此產生串聯諧振的條件為XL=XC

諧振時電源的頻率稱為諧振頻率,以f0表示。

串聯電路發生諧振時的頻率僅由電路本身的參數L和C確定。因此,f0又稱為電路的固有頻率。改變電源頻率f或元件L,C,都可使電路發生諧振。

1.2串聯諧振的特點

1.2.1電流與電壓同相位,電路呈純電阻性。

1.2.2串聯諧振時電路阻抗最小,在電壓一定時,電路中電流最大。當發生串聯諧振時,其電抗為

X=XL-XC=0

1.2.3串聯諧振時電感兩端的電壓,電容兩端的電壓比總電壓大許多倍。因為串聯諧振時UL=UC,兩者相位相反,相互抵消,這時U=RI。

Q稱為諧振電路的品質因數。當R

電壓諧振所產生的高電壓在電信工程上是十分有利的。因為外來的無線電信號非常弱,通過電壓諧振可以把微弱的電信號上升到幾十倍甚至幾百、幾千倍。但電壓諧振也有其不利的一面。例如,在電力工程中,由于本身工作電壓就很高,一旦諧振發生,則在電感線圈和電容上將產生非常高的電壓,造成電容和電感線圈的絕緣擊穿、設備損壞等事故。因此,在電力工程上應盡量避免電壓諧振。

1.2.4電源與負載之間不發生能量互換,能量互換只發生在電感元件與電容元件之間,電源供給的能量全部被電阻所消耗。

1.3調諧方法

使電路發生諧振的方法稱為調諧。在實際電路中有以下兩種調諧方法。

1.3.1調節電路的參數L或C。

當RLC串聯電路的電源頻率為一定值時,適當調節電路參數L或C的大小,使XL=XC,就可使電路發生諧振。例如收音機的輸入回路就是通過調節可變電容C的容量,使調諧回路的固有頻率與要收聽的電臺頻率相等,從而使調諧回路諧振,達到選臺的目的。

1.3.2調節電源的頻率f。

當串聯電路的參數L和C為定值時,可以通過調節電源頻率f的大小,使其滿足XL=XC,電路便產生諧振。

當電流頻率f偏離諧振頻率f0以后,電流I則由諧振時的最大值I0逐漸減小,下降的快慢則取決于諧振曲線的形狀。當諧振曲線比較尖銳時,稍有偏離頻率f0的電流就下降很快,也就是說,只有在諧振頻率附近,電路的電流才具有最大值,而其他頻率的電流則很小。因此串聯諧振電路能有效地從鄰近不同頻率的信號中,選擇所需要的頻率信號。我們把電路的這種性能稱為電路的選頻特性,又稱為電路的選擇性。

電流諧振曲線的形狀與諧振回路的品質因數Q有很大關系。電路的Q值越高,則諧振曲線越尖銳,說明電路的選擇性越好;反之,Q值越低,諧振曲線越平坦,電路的選擇性越差。一般規定,在電流I值等于最本有效值Io的0.707倍所包含的一段頻率范圍,稱為電路的通頻帶寬度,即Δf=f2- f1。若Q值較高,則諧振電路的通頻帶寬度則較小,電路的選擇性則越好。

2.并聯諧振電路

串聯諧振電路一般只適用于內阻較小的信號源。當信號源內阻較大時,如果采用串聯諧振,將會使諧振回路的品質因數大大降低,電路的選擇性變差,甚至失去選擇性。所以當信號源內阻較高時,就需采用并聯諧振。

實際的并聯諧振回路通常由電感線圈與電容并聯而成。

2.1諧振條件和諧振頻率

當I1sinφ1-IC=0時,φ=0,即電壓和電流同相位,這時電路中產生了諧振現象。由此,得 I1sinφ1=IC。

通常線圈的內阻R遠小于感抗XL,即R

2.2并聯諧振的特點

2.2.1總電流與電源電壓同相位(φ=o),電路呈純電阻性。

通過上述分析可知諧振時線圈支路電流與電容支路電流的大小近似相等,相位近似相反,互相補償,所以電路的總電流與電源電壓同相位,且電路呈純電阻性。

2.2.2諧振時線圈支路、電容支路中的電流比總電流大許多倍。由相量圖可得,諧振時的總電流為I0=I1cosφ1

與串聯諧振的品質因數一樣,并聯諧振的品質因數也是Q=ω0L/R=1/ω0C R。由于R

2.2.3諧振回路的總電流I0為最小,回路的等效阻抗為最大。

Q值較高時,諧振回路的等效阻抗約為線圈感抗或容抗的Q倍。Q值越大,諧振時電路的等效阻抗|Z0|—也越大,選擇性則越強。

并聯諧振在電子技術中常有應用。例如,利用并聯諧振時回路等效阻抗為最大的特點來選擇信號或消除干擾。

參考文獻

電路原理范文5

關鍵詞:MOOC;SPOC;翻轉課堂;實踐

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)11-0221-02

引言

翻轉課堂等模式引領了課程改革的潮流,如何應用好這種新的教學形式,促進高校教學與現代信息技術的深度融合也成為教育界普遍關注的問題。MOOC的優質教育資源和學習過程為學習者帶來了全新的學習體驗,但因呈現方式單調、針對性指導缺失、在線參與度不足、不能滿足個性化學習需求等導致學習者難以進入深度學習狀態[1]。信息技術在實體教學中的應用逐漸從邊緣化走向內核式,把邁向深度學習視為信息化教學的主要目標與訴求[2]。在MOOC狂熱消退以后,其在線教育與線下實體教學相結合的一種混合式教學模式――SPOC可能會成為一種受歡迎的教學模式[3]。因此,如何利用MOOC資源,采用SPOC翻轉課堂的教學模式,以大力提升高校教學質量,并結合我校實際情況,應用于《電路原理》課程教學中進行實踐,以探究該模式的有效性。

一、課程介紹

《電路原理》課程為我校電氣與信息工程學院自動化、電氣工程及其自動化、測控技術三個本科專業的專業教學必修課,也是電類專業的學科基礎課程。該課程著重知識的梳理、學習方法的啟迪和解題方法的指導,教學時強調對基本概念、基本定律及定理和基本分析方法的準確理解及靈活運用,力圖使學生在學習該課程中,建立科學的思維方法,提高解題能力,達到培養目標的要求。在教學中應努力引導學生抓住重點、突破難點,使學生深刻理解和熟練掌握電路理論知識,開拓思路,培養能力。

二、課程考核方式改革

1.線上考核:學生可以選擇三次通過SPOC線上課程考核,獲得SPOC線上課程考核成績,并以最高的成績作為本項成績。

2.過程考核:本項目為競爭性考核,課程組將制訂詳細公開的過程考核方案,包含自學檢查、課堂交流、平時作業、討論、項目完成等為考核對應,以學期整個過程為考核時間段,以獲得最高過程成績小組為權值100,其他小組計算相應的相對過程考核成績0―100分。

3.期末考核:所有學生需要參與學院組織的本課程的期末統一考試,即與另外的平行非試點班統考,獲得期末考試成績。

課程學習的綜合成績以上述三項成績按照30%、30%、40%的比例綜合評定。

三、學習組織實施

我們以學堂在線的清華大學《電路原理》MOOC資源為依托,以“翻轉課堂”為課堂組織形式,形成了“以學生為中心的教與學”的SPOC翻轉課堂的試點模式。

1.自主學習:利用網絡信息技術,讓學生課前完成教學視頻的自主學習。信息技術和活動學習是翻轉課堂學習模式的兩個關鍵的組成部分,它們共同影響著學生的個別化學習環境,使學生在課堂之外能夠自主學習,在課堂內能夠協作討論。

2.線上檢測:學生課前觀看教學視頻的時間和節奏在老師控制下按時完全。老師課前將下節課要講授的內容告知學生,要求學生提前通過視頻學習,并在網上完成一些基本練習,已檢查學生自學情況,便于老師掌握學生課前學習情況。

3.課堂組織:課堂探究的問題由教學團隊提前擬訂方案。從教師的角度,教師需要根據教學內容的重難點提出一些問題;從學生的角度,學生根據自己在課前觀看教學視頻、進行課前針對性練習時發現的疑問及同伴交流中未解決的困難提出一些問題。綜合兩方面來確定用于課堂探究的問題。

學生經過了獨立解決問題、小組間開展協作探究式活動之后,派出學生代表對小組的討論成果在課堂上進行展示。采取的形式有演講、成果演示等,并且各小組之間進行交流與評論及分享學習收獲,然后老師進行總結。

四、其他工作

1.針對SPOC翻轉課堂教學模式的問卷調查。為了及時了解學生對翻轉課堂的理解和認識,以及學生對這種教學方式的認可程度,教學團隊每學期都設計了問卷調查。主要針對課前觀看MOOC視頻的投入時間、對翻轉課堂的感興趣程度、SPOC翻轉課堂教學模式對自身能力的提升、對老師的意見和建議等問題進行問卷調查。調查結果顯示:70%學生提升了對SPOC翻轉課堂的興趣,只有30%的學生說興趣沒有提升,69%的學生喜歡討論式教學,31%的學生表示不喜歡討論式教學,大多數學生認為教學視頻可以增進對教學內容的理解,只有極少部分認為沒有作用。

2、教學研討與交流?!峨娐吩怼氛n程的教學改革從項目確定開始,組建了專門的課程組,課程組負責該課程的計劃制訂、教學組織、過程管理和質量監控等工作。為了很好地完成該課程的教學實施,項目組經常組織教學研討,項目組全體成員全程參與。項目組完成的教學研討主要包括項目計劃的制訂與編寫、教學內容的確定、授課計劃與考試方案的制訂、網絡課堂內容的組織與建設、網絡學生答疑、網絡作業批改、階段性測試的出題考試與總結、問卷調查的組織與分析、期末考試結果分析等多項內容。

五、總結

經過幾學期《電路原理》SPOC翻轉課堂的試點施,從與平行班級的對比看,采用翻轉課堂教學具有一定的優越性。

1.大部分學生課前養成了提前預習、自主學習的習慣。在老師的指導下,對即將講授的內容在規定的時間內,利用網上MOOCs資源提前自主學習,在此過程中去發現問題,帶著問題到課堂上聽老師講解、與同學進行討論,有的放矢。

2.課堂氛圍更加活躍。以前的課堂主要是老師講解,有時候老師想組織討論,但由于時間緊,而且學生沒有提前預習,很難組織一次像樣的課堂討論。通過學生課前的網絡自主學習,發現了問題所在,課堂上就能夠提出問題,并在老師的引導下進行討論。

3.提高了課堂效率。簡單的內容,課堂上老師不再重復講解,課堂上主要是解決學生的疑難問題,學生沒有提出的重要的知識點,由老師提出來,歸納總結。因此,課堂上解決的問題更具有針對性。

當然,在實施翻轉課堂過程中,還存在一些問題。比如整個課程實施進度與大綱的要求的總體協調與把握,需要做進一步的優化調整;老師課前備課內容如何達到知識傳授與學生能力培養雙贏還有待進一步探索;翻轉課堂如何組織實施,才能更有效的提高課堂效率、調動絕大部分學生參與討論的積極性還需要進一步研究。

參考文獻:

[1]蔣夢嬌,鄒霞.基于MOOCs環境的深度學習研究[J].軟件導刊,2014,(7).

[2]張靜.學習科學視域中面向深度學習的信息化教學方式變革[J].中國電話教育,2013,(4).

[3]康葉欽.在線教育的“后MOOC時代”――SPOC解析[J].清華大學教育研究,2014,(1).

[4]張強,張海峰,唐巖,于歆杰.電路原理基于SPOC翻轉課堂教學模式的實施[J].實驗教學研究,2016,(01).

[5]薛云,鄭麗.基于SPOC翻轉課堂教學模式的探索與反思[J].中國電化教育,2016,(05).

[6]宋朝霞,俞啟定.基于翻轉課堂的項目式教學模式研究[J].遠程教育雜志,2014,(01).

[7]曾明星,李桂平,周清平,覃遵S,徐洪智,張彬連,黃云,郭鑫.從MOOC到SPOC:一種深度學習模式建構[J].中國電化教育,2015,(11).

The Applied Research of SPOC Flipped Classroom in Circuit Principle Teaching

CHANG Ji-bin,YAN Li,ZHU Jia-fu

(School of Electrical and Information Engineering,Chongqing University of Science & Technology,Chongqing 401331,China)

電路原理范文6

關鍵詞: 信號處理 多頻掃描 二次電源電路 顯示器原理

隨著計算機的普及,“顯示器原理”進入了些職業教育和高校的課程。與該課程相關的教師多數對電視機的原理較為熟悉,但對顯示器的一些特殊電路還不甚了解。對顯示器的一些特殊電路與電視機電路作對比說明,希望對同行的教學能有少許啟發。如有不妥,請各位讀者指正。

對于采用陰極射線管(CRT)的顯示器和電視機,外觀相似,但內部的電路結構和工作原理其實有很大區別,下面對其主要電路的區別分幾個方面來說明。

一、信號處理電路

電視機一般接收的是射頻(RF)信號,所以信號處理電路要比顯示器復雜。顯示器的輸入信號一般是由計算機主機中的顯示卡經15針信號插座送出的,顯示卡有兩種形式的輸出信號,即數字信號和模擬信號?,F在,常見的計算機一般都采用模擬信號方式輸出。模擬信號包括R、G、B三基色信號和行同步、場同步信號。由于輸入顯示器的已經是三基色信號,行、場同步信號也很完整。因此,顯示器中不再需要視頻信號的還原解調電路,故R、G、B信號一般直接送入顯示器的尾板。尾板電路中主要是視頻信號處理電路和顯像管附屬電路,它包括視頻信號預處理電路和末級視放電路。視頻信號預處理電路包括視頻放大、自動亮度控制、亮度和對比度控制、黑平衡和白平衡調節電路,該部分電路一般由專用集成電路和元件組成。末級視放電路是由三只高耐壓、中功率組成的電壓放大器,用來產生調制顯像管陰極足夠大幅度的三基色信號?,F在也有集成末級視放電路的。另外,該電路還有高頻補償電路,補償信號中失落的高頻成分,提高圖像的清晰度。顯像管附屬電路用來提供顯像管工作所需的各種電壓。順便說一句,由于計算機中的音頻信號由主機中的聲卡通過解碼產生,推動外接的有源音箱直接發聲,和顯示器無關,故顯示器中一般沒有音頻電路。

二、掃描電路

顯示器大多數采用逐行掃描。為支持不同檔次的計算機和顯示卡,以及用戶不同的使用要求,顯示器的最大掃描頻率范圍,行頻要從15.8KHz到120KHz之間變化,場頻要從50Hz到120Hz之間變化,這就是所謂“多頻顯示器”。普及型顯示器都支持VGA和SVGA方式,它們的一般要求是:分辨率調整范圍在640×480到1280×1024之間。相應行頻變化范圍約在30―70KHz,場頻范圍在60―120Hz之間。為達到這些要求,多頻顯示器除有和電視機相同的鑒相、振蕩、同步、激勵、輸出等基本掃描電路外,還有以下特殊電路。

1.行、場同步信號頻率的自動跟蹤、極性處理與同步電路

顯示器要在大范圍內保持掃描同步,首先要有一個對同步信號的頻率跟蹤電路,以便對行、場振蕩電路的振蕩頻率及時作出調整。原理是讓行同步信號通過一個頻率/電壓(f/V)轉換電路,電路的輸出端經積分濾波器后輸出一個與行同步信號頻率成正比的電壓信號,用這個信號控制振蕩器RC定時電路的時間常數,達到改變振蕩頻率的目的。極性處理電路的任務是對行、場同步信號的極性進行識別并進行歸一化處理的電路,這是因為由計算機顯卡送入顯示器的行、場同步信號的極性是隨顯示分辨率的不同而變化的,這些同步信號的不同極性的組合中含有不同視頻模式的信息,顯示器就是根據行、場同步信號的頻率和極性對各種視頻模式進行識別的。經模式識別后的行、場同步信號再進入極性處理電路,一律變成符合該顯示器同步電路需要的極性。上過程就是歸一化處理。處理后的行、場同步信號分別送入行、場振蕩電路對其進行鎖頻、鎖相,完成同步過程。

2.行幅度和場幅度自動調整電路

由公式iy=Ec?Ts/Ly知,行掃描電流iy與電源Ec、行正程時間Ts的乘積成正比,與偏轉線圈電感量Ly成反比。當行頻升高時,Ts變小,iy也相應變小,因為行幅度與iy成正比,所以,當掃描頻率升高時,行、場幅度要縮小。多頻顯示器中,行幅度自動調整電路一般采用調整電源電壓Ec、改變逆程電容、二極管調制器行幅度自動調整電路等方法。調整電源Ec的方法在后面電源內容中介紹。逆程電容調整法的原理是:當行周期一定時,逆程時間與行逆程電容成正比。當行頻升高時,行周期變短,這時減小逆程電容,縮短逆程時間,相對增大了正程時間,即增大了行幅,反之亦然。另外,當行頻變化時,適當調整逆程電容,使正程和逆程時間關系保持一定比例,也可防止圖像右卷邊,保證圖像質量。實際電路中,一般是由多個逆程電容與開關三極管共同構成逆程電路,由微處理器控制三極管的導通、截止,改變了逆程電容的串、并聯接入狀態,即改變了容量,完成逆程電路的調整。

現在的新型顯示器中廣泛采用的是一種二極管調制行幅度自動調整電路原理:電路如圖1,圖中T為行輸出管,D為阻尼二極管,D1、D2為調制二極管,Ly為行偏轉線圈,FBT為行輸出變壓器,Lm為調制線圈,Um為調制電壓。該電路的特點是用電壓Um的變化可以控制偏轉線圈中電流的變化。由微處理器或控制電路送來的行幅度控制信號經放大電路后,經A端由Lm送入,控制Um電壓。當Um升高時,抬高了行偏轉線圈Ly下端的電壓,上端電壓保持不變,故行偏轉線圈兩端電壓減小,行偏轉電流iy減小,行幅變窄;Um降低時,行偏轉電流iy增大,行幅變寬,這樣達到自動調整行幅的目的。行幅調整反饋信號一般取自行輸出變壓器上的繞組。

場幅度調整的原理一般是:由微處理器根據不同的視頻模式識別信號給場掃描電路送出適當的控制信號,控制對鋸齒波形成電路RC充電電流的大小,以改變鋸齒波的幅度,達到自動控制場幅度的目的。

3.枕形失真自動校正和S校正自動調整電路

我們知道,由于顯像管中電子束的偏轉半徑和熒光屏的曲率半徑不同,會引起特有的“枕形失真”和“延伸失真”。為此,在電視機中都加有枕形校正和S校正電路,由于這兩個校正電路的補償參數都和掃描頻率有關,故在多頻顯示器中,該部分電路也與電視機不同。枕形失真自動校正電路中,去掉了電視機中常用的枕形校正變壓器,而利用前面介紹過的二極管調制器行幅度自動調整電路進行枕形校正,原理是:由微處理器根據不同的視頻模式識別信號確定場頻后,給送入Lm線圈的行幅控制信號上再疊加一個與場頻一致的拋物波,適當控制該拋物波的凹凸程度,使一場的行掃描線在水平方向上呈鼓形,剛好與枕形失真抵消,達到自動校正的目的。

顯示器中,對圖像的幾何失真度要求很高。在S校正電路中,當行頻變化時,要適當改變S校正電容的容量,以得到最佳效果,即最小的幾何失真。實際電路中,在一個較小的S校正電容上并聯數個經晶體管控制的S校正電容,這些晶體管作為開關由微處理器控制,根據不同的行頻決定電容在電路中的接通數量,控制行掃描電流波形的S彎曲程度,達到最佳S校正。

4.行、場中心自動調整電路

在掃描電路中,由于存在晶體管等非線性元件,以及行掃描電路工作在開關狀態等因素,會產生信號在傳輸過程中的延遲,延遲量與掃描頻率有關。多頻顯示器中,當掃描頻率改變時,延時量發生變化,使掃描信號的相位發生變化,這將會引起圖像在屏幕上的偏移,行、場中心自動調整電路就用來消除偏移,它們的電路實際上是由微處理器根據頻率變化時不同的延遲量,給行、場偏轉線圈上加上一個適量的直流電流分量,使光柵產生一個與延時量相反的偏移量,使行、場中心始終和屏幕中心重合。

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以上調整和校正電路除有自動控制電路外,還有手動控制電路,以彌補自動的不足,同時也方便使用者。手動控制的方式很多,在新型多頻顯示器中,一般由不多的幾個按鍵用菜單方式集中進行多項控制,采用面板參數調整電路,在微處理器控制下,把經菜單選中的某一控制量調整的脈沖經D/A電路轉換為模擬量加至被控部位。在有效調整范圍內,操作者可隨意進行調整。該類顯示器一般都采用帶屏顯接口的視頻信號處理電路,故調整量可直觀地顯示在屏幕上。調整內容除對比度,亮度外還有:行幅、場幅、行中心、場中心、枕形失真、梯形失真、畫面旋轉、自動消磁等。

三、電源電路

顯示器電源多采用并聯型自激式冷底板,由開關變壓器初、次級線圈進行電路隔離,取樣反饋電路一般用光電耦合器隔離。國產顯示器現多采用性能優良的集成電路UC3842做電源脈寬調制器(PWM),開關脈沖的頻率在30―50KHz之間。為降低開關損耗和簡化驅動電路,電源調整管多采用場效應管。

顯示器電源比較有特點的電路是在主電源次級。前面述及,多頻顯示器中當頻率升高時,行幅度要變窄,大范圍的行幅度調節其實要用提高行電源Ec的方法,其它方法只能在小范圍調節。如在不同的顯示模式下,當行頻從31.5KHz升高到48.4KHz時,行電源Ec約從90V要升高到150V。Ec電源的調節電路稱二次電源電路,原理如圖2所示,一般有a、b兩種電路。a圖為一種串聯式電壓調節電路,圖中T為調整管,柵極由微處理器送入經模式識別后有一定占空比,并經電路放大的方波信號,控制調整管工作在開關狀態,對直流電源進行斬波輸出。顯然,輸入方波的占空比決定了輸出電壓的高低。電路的輸入端接開關電源給行掃描電路的供電端,輸出端的脈動直流電經L、C濾波后作為Ec送給行輸出電路。由原理知,該電路輸入端電壓要高于輸出電壓。

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