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電路分析范文1
關鍵詞：6502電路 故障分析
中圖分類號：TM13文獻標識碼： A
6502聯鎖電路的作用是保證站內運輸作業安全，提高作業效率。它是由15條網路線和若干單元電路組成。這些電路均是以繼電器為負載。用繼電器的吸起或釋放兩種狀態來證明電路的狀態。繼電器的動作具有順序性，它們總是遵循一定的順序勵磁吸起，也遵循一定的順序失磁落下。在繼電器吸起和落下的同時，在控制臺上均給出了相應的表示。要想根據控制臺上給出的表示信息，分析判斷出故障所在的網絡線或具體的故障點，就要求我們不但要具有一定的邏輯思維能力，還要求我們對電路的作用、動作程序有清晰的理解和認識。
6502聯鎖電路分為選擇組電路和執行組電路兩部分，下面將分別介紹這兩部分網路線的作用、電路動作程序及故障分析方法。
1 選擇組電路
1.1選擇組電路的作用
前7條網路線構成選擇組電路。其作用如下：
1）第1、2線用來選雙動八字第一筆道岔的反位（動作FCJ）;
2）第3、4線用來選雙動八字第二筆道岔的反位（動作FCJ）;
3）第5、6線用來選雙動道岔、單動道岔的定位（動作DCJ），單動道岔的反位（動作FCJ）及進路中的信號點（動作JXJ）;
4）第7線是開始繼電器網絡線，用來檢查進路的選排一致性。用DCJ對應DBJ、FCJ對應FBJ證明所選道岔位置與操作意圖一致，用SJ的前接點證明所選進路在解鎖狀態。
1.2選擇組電路的動作程序
6502電路是由大量的繼電器組成，掌握每個繼電器的勵磁和釋放時機，對我們處理故障十分重要。下面將以兗礦集團孟樓車站XN至4G的接車進路（如圖一）為例，來說明電路的動作程序。
圖一 孟樓部分站場圖形
1）按壓XN始端按鈕，始端按鈕繼電器XNAJ勵磁并自閉。其作用有三點：一是點亮按鈕表示燈，使之閃光；二是接通相應的方向繼電器(LJJ)勵磁電路，使方向繼電器吸起，點亮進路排列表示燈；三是向選岔網路1、3、5線送KZ；
2）按壓S4終端按鈕，終端按鈕繼電器AJ勵磁并自閉。其作用也有三點：一是使終端按鈕閃光；二是接通方向繼電器自閉電路（使進路排列表示燈保持亮燈）；三向選岔網絡2、4、6線送KF；
3）接通1―6線選岔電路，如果進路上有八字一撇道岔反位，就先接通1、2線，使該道岔的第一反操繼電器1FCJ、第二反操繼電器2FCJ勵磁并自閉；如果進路上有八字一捺道岔反位，則先接通3、4線，使該道岔的1FCJ、2FCJ勵磁并自閉。選出雙動道岔反位后，接通5、6線。先使網絡最左側的JXJ勵磁并自閉，然后從左到右順序選出雙動道岔的定位，單動道岔的定位或反位以及中間信號點的進路選擇繼電器JXJ（此時信號點按鈕閃光），最后使網絡右側的JXJ勵磁自閉。
4)始端的JXJ吸起與方向電源配合使列車開始繼電器LKJ或輔助開始繼電器FKJ勵磁并自閉（此時始端按鈕表示燈亮穩光）；終端JXJ吸起與方向電源配合，使終端繼電器ZJ勵磁并自閉。
5)道岔的定操繼電器DCJ或反操繼電器FCJ吸起，接通道岔控制電路，第一啟動繼電器1DQJ勵磁（此時道岔表示電路被切斷，定位或反位表示燈熄滅），第二啟動繼電器2DQJ轉極，動作室外道岔，道岔到位后，溝通新的道岔位置表示，道岔表示燈著燈。
6)始、終端JXJ吸起，切斷各自AJ自閉電路，AJ緩放落下，AJ復原使方向繼電器復原（此時，方向電源表示燈熄滅），方向繼電器復原又使所有JXJ復原。此時，始、終端按鈕表示燈閃光均熄滅，始端按鈕表示燈改點穩光。
7)進路上選排一致接通7線，開始繼電器KJ吸起
1.3故障的分析方法
根據掌握的每部分電路的作用，每個繼電器的動作時機，結合控制臺的顯示信息，來判斷故障的范圍。其步驟如下：
第一：通過排列進路，觀察控制臺現象，判斷出進路最左端和最右端的JXJ勵磁狀態。
第二：判斷故障有可能出現在哪條網路線上：
左端的JXJ吸起，說明前4線正常，否則前4線故障或JXJ勵磁電路故障；
右端的JXJ吸起，說明前6線正常，否則第5線故障。
對于前4線，將雙動道岔扳至定位，然后再進行排列進路，觀察道岔是否轉換，從而進一步縮小故障范圍；對于5、6線，若最左端的JXJ吸起過，則說明第6線完好，故障在第5線，將相關道岔扳動到與進路相反的位置，重新排列進路，根據道岔的位置狀態及中間信號點來縮小故障范圍；若最左端的JXJ未吸起過，則要么5線左端供的KZ有問題，要么第6線存在斷路，對于較長的進路，則可排列同方向同右端的進路來判斷第5線是否良好，再排不同的進路來縮小第6線。
2、執行組電路
2.1執行組電路的作用
1）第8線是控制信號檢查繼電器XJJ的網絡線，通過它檢查進路空閑、道岔位置正確及敵對進路在未建立狀態；
2）第9線是區段檢查繼電器QJJ和股道檢查繼電器GJJ的勵磁網路線，各區段的QJJ和GJJ的線圈均并接在這條網路線上，主要是為鎖閉進路作準備；
3）第10線是QJJ的自閉網路線，各區段QJJ線圈均并接在這條網路線上，主要是防止列車進路的迎面錯誤解鎖，保證行車安全；
4）第11線是信號繼電器XJ的網絡線，還可以做引導信號用的網絡線，用引導進路鎖閉方式開放引導信號。通過第11線，檢查道岔位置是否正確且被鎖閉，敵對進路是否未建立且鎖在未建立狀態，進路是否空閑等條件。若能滿足條件，則信號繼電器勵磁吸起，接通信號機點燈電路，從而開放信號。
5）第12、13線是專為驗證解鎖條件而設計的網絡線，用以進路的正常鎖閉、故障鎖閉、引導進路鎖閉等情況下的解鎖。
6）第14、15線是控制軌道光帶表示燈網絡線。在辦理進路時，用軌道光帶來反映進路是否開通、是否鎖閉以及軌道的占用情況。
2.2執行組電路的動作程序
1）信號開放三大基本條件滿足，接通8線，信號檢查繼電器XJJ吸起。
2）XJJ吸起接通9線，進路上各區段區段檢查QJJ吸起，第一進路繼電器1LJ、第二進路繼電器2LJ落下，點亮控制臺白光帶，同時使傳遞繼電器CJ、鎖閉繼電器SJ落下，鎖閉進路。向股道建立接車進路或向單向區間發車口建立發車進路時，9線上的股道檢查繼電器GJJ還要吸起，使照查繼電器ZCJ落下，點亮股道白光帶或整條股道紅光帶。
3）信號開放的條件全部具備，接通11線，信號繼電器XJ吸起，點亮信號機復式器允許燈光，同時因XJ吸起，FKJ復原，始端按鈕表示燈穩光熄滅。
4）XJ吸起，接通10線QJJ構成自閉以防止迎面錯誤解鎖。
5）當列車進入接近區段時，接近預告繼電器JYJ落下，進路構成接近鎖閉。當列車完全出清接近區段時，JYJ重新吸起。
6）當列車進入信號機內方第一個區段時，XJJ落下，GJJ隨XJJ落下而復原。對于列車進路，因XJJ落下使列車信號繼電器LXJ落下，關閉信號，復式器滅燈或改點紅燈。對于調車進路，調車信號繼電器DXJ經XJJ落下條件接通一條白燈保留電路。關閉調車信號有兩種情況：
① 列車或車列完全進入信號機內方，JYJ吸起切斷保留電路使信號關閉，復式器滅燈。
② 當接近區段留有車輛時，必須出清信號機內方第一個道岔區段，有關道岔軌道復示繼電器DGJF吸起切斷保留電路，使信號關閉。
7）進路正常解鎖，12線和13線開始工作。列車進入本區段，本區段由白光帶改點紅光帶，且使QJJ復原，用先勵磁的一個LJ記錄前一區段解鎖情況。當列車壓入下一區段并出清本區段時，使另一個LJ吸起，實現三點檢查。區段紅光帶隨著FDGJ復原而消失，有關SJ、CJ跟著吸起，本區段解鎖。當列車出清最后一個道岔區段后，整條進路光帶均消失，證明該進路全部解鎖。若是向股道建立的接車進路，由于最后一個區段的SJ吸起使ZCJ重新吸起并自閉，股道由整條紅光帶改點兩節紅光帶。正常解鎖時，進路總是從始端至終端逐段解鎖。
8）進路內方第一個道岔區段解鎖后使始端的KJ和LKJ復原。調車進路最后一個道岔區段解鎖后使ZJ復原。
2.3執行組電路的故障分析
執行組電路的故障主要有兩種類型：
1）第一種,進路無白光帶，始端亮穩定燈光，終端滅燈。
此類故障現象有可能有以下幾種原因：KZ，ZJ，XJJ，QJJ之一因故沒有勵磁
2）第二種，進路出現白光帶，但信號開放不了
此類故障現象有兩種情況，其一，LXJ沒有勵磁；其二是LXJ沒有自閉。
不論是第一種類型還是第二種類型，都可以在控制臺上通過排不同的進路，縮小故障范圍，其具體的方法如下：
1）排列反方向進路
若不能排出，說明網絡線上出現故障。若是較長的列車進路，且是網絡線上的故障，則可以排長調車進路來區分是哪一段的故障。
2）排同始端不同終端的進路
若進路排不出來，說明始端故障。
3)排同終端而不同始端的進路
若進路排不出來，說明終端故障。
通過上述在控制臺縮小故障范圍，然后進機械室，通過觀察相關繼電器的狀態，進一步縮小故障范圍，最后用借電法查處具體故障點。
對于處理自閉電路故障，難度較高，要求信號維修人員不僅對電路十分熟悉，還要掌握個別繼電器的特性，尤其是緩放時間。下面以進站信號開放后2~3秒自動關閉為例來說明這一類問題的處理方法：對于這種現象，主要有KJ、XJJ、LXJ其中的任何一個不能自閉造成的，而在控制臺，無法判斷具體是哪一個繼電器，這就需要我們在辦理進路的過程中觀察繼電器狀態：若KJ先落下，之后XJJ和LXJ隨后落下，則說明KJ自閉電路故障；若KJ始終處于勵磁狀態，而XJJ先落下，2~3秒后LXJ隨后落下，則說明XJJ自閉電路故障；若LXJ先落下，XJJ隨之落下，則說明LXJ自閉電路故障。判斷出具體繼電器自閉電路故障后，處理起來就相對容易。
3 小結
上述的論述只是提供的分析6502電路的一種思路，由于篇幅有限，很多單元電路、解鎖電路等細節內容沒有詳細說明。在控制臺上，同一種故障現象，有可能有很多故障原因造成，有時同一個故障，在不同的時間內，體現的故障現象又有不同，這就需要信號維修人員能夠結合當時的實際情況綜合進行分析，并注意總結，從中找出規律，方能快速、準確地找出故障所在。
參考文獻
[1] 袁成華.信號設備故障分析與處理. 中國鐵道出版社，2006：61-114
[2] 王永信.車站信號自動控制. 中國鐵道出版社，2009：22-96
電路分析范文2
【關鍵詞】壓電加速傳感器；測量電路；應用電路
0.引言
在現代工業和自動化生產中，需要大量非電物理量的測量以及過程控制，其中涉及到大量動態測量問題，壓電加速傳感器利用壓電效應，可以有效的測量加速度、壓力、力等參數，被廣泛應用于現代工業和自動化生產中，但壓電加速傳感器所產生的電荷量很小，如果采用一般測量電路工作，輸入阻抗過小會造成電阻迅速泄漏產生測量誤差，因此必須有與之配套的測量電路，才能保證壓電加速傳感器的工作可靠性。目前一般采用電荷放大器作為壓電加速傳感器的測量電路，但這種電荷放大器電路較為復雜，性價比不高且穩定性不強。下面，本文擬采用TL081運放芯片優化壓電加速傳感器的測量電路，以簡化電路降低功耗，降低壓電加速傳感器測量電路的制作與調試成本，促進壓電加速傳感器的推廣運用。
1.壓電加速傳感器的電輸出特性
1.1晶體壓電效應
某些晶體在受到外力作用時，其內部產生極化現象并在表面產生相反的電荷，當外力消失后又會回復至不帶電狀態，外力作用方向發生變化時，所產生電荷極性會隨之改變，同時所產生的電荷與外力大小成正比關系，這種現象稱為壓電效應，壓電加速傳感器正是利用晶體的這種壓電效應作為轉換原理進行工作的自發式傳感器。
1.2壓電加速傳感器的工作原理
壓電加速傳感器的結構可以簡化為質量塊、壓電元件、支座三個部分，支座直接與待測物剛性固定，待測物運動時支座會與待測物一起運動，處于中間的壓電元件因質量塊和支座的原因，受到慣性力的作用而在晶體表面產生交變電荷。在振動頻率處于一定范圍時，該電荷的大小與作用力成正比。電信號經放大器放大后，即可利用一般的測量儀器來測量電荷的大小，再對比轉化為物體加速度。
1.3壓電加速傳感器的測量電路
由于壓電加速傳感器內阻很高，所產生的電信號十分微弱，很難直接對該電信號進行顯示和記錄，必須進行阻抗變換和信號放大處理。目前，一般采用增加前置放大電路的方法，一方面將微弱的電信號方大， 另一方面將高阻抗變為低阻抗。由于壓電傳感器的等效電路有電壓輸出和電荷輸出兩種，因此前置放大電路也有電壓放大和電荷放大兩種。電壓放大器將高阻抗變為低阻抗，同時將電壓信號放大；電荷放大器則是將輸出電壓正比于輸入電荷。
2.電荷放大器電路分析
2.1電荷放大器基本原理分析
壓電加速傳感器測量電路中所使用的電荷放大器，實際上是一種負反饋放大電路，通過電荷放大器，能獲得同輸入電荷成比例的輸出電壓，將高內阻電荷源轉化為低內阻電壓源。電路輸入電纜長度和運算放大器頻響都會對電荷放大器的頻率上限產生影響，如果輸入電纜過長，將會增加雜散電容和導線自身電阻，從而對放大器的高頻特性產生不良影響。
2.2電荷放大器電路分析
電荷放大器一般包括電荷轉換元件、適調放大器元件、濾波器、過載指示器、穩壓電源等幾個部分。電荷轉換元件是電荷放大器的核心元件，將壓電傳感器的電荷信號轉化為電壓信號，在理想情況下電荷轉換元件部分電路的輸入電阻應當達到無窮大。目前所采用的集成高阻輸入級運放，其輸入阻抗已經可達1012Ω，有效降低了場效應管的需要，極大的簡化了電荷轉化元件。T1081芯片輸入阻抗為1012Ω，同時還集成了內部調零電路，能有效的滿足電荷轉換元件輸入電阻的需要，可以有效的提高電荷轉換電路集成度，并降低系統成本。不過，為了保證測量精度，其反饋電容的精度必須保證在0.5%以下，一般采用精密聚苯乙烯電容。
2.3電荷放大器噪音干擾和漂移分析
電荷放大器對噪音干擾極為敏感，其主要干擾源主要存在于分布電容耦合至輸入端，以及電纜引入線。當50赫茲市電通過分布電容耦合至輸入端以及電纜引起入線時，會產生極大的干擾信號，因此必須在電荷放大器輸入端做好屏蔽以等效交流干擾源。此外，電荷放大器對漂移也極為敏感，電荷放大器的漂移主要來源于輸入電路存在的失調電壓和失調電流，在構建電路時，一般在放大器級間增加隔真電容，以減少直流漂移，最終實現電荷放大器的零漂移。
2.4電荷放大器低通濾波元件分析
壓電加速傳感器實際上是一個阻尼振動系統，其高頻段存在一個極高的共振峰，會造成高頻噪聲，使輸入信號失真并形成干擾。為了避免高頻噪聲所造成的信號失真和干擾效應，需要在電荷放大器中增加低通濾波器，從而補償高頻幅頻。此外，不少系統的電荷放大器設計通頻帶一般都高于實際需要，無用的高頻頻帶也會對低頻測量帶來負面影響，利用低通濾波器可以使無用高頻分量衰減，而讓低頻交流分量順利通過。目前所使用的濾波器有LC和RC兩類，無源RC線路簡單，具有較好的抗干擾性，低頻范圍工作性能較好，但其阻抗頻率的諧振性能較差，在使用中需要增加運算放大器等有源元件構成有源RC低通濾波系統。
2.5輸出放大電路分析
輸出放大電路包括高通濾波和同相電壓放大兩部分，在電荷轉換時電路直流放大倍數極大，使得輸出零點跳動增加，同時還存在直流漂移的影響，因此必須在低通濾波系統后面增加一個高通濾波系統，以減去直流漂移的影響。但增加了高通濾波系統后信號會產生衰減，同時整機的增益還需改變，因此還需要在高通濾波系統后面增加同相電壓放大器，以保證輸出信號與壓電加速傳感器輸出信號同相位。
2.6穩壓電源和過載指示電路分析
在壓電加速傳感系統中，需要先將軍220V市電轉化為了20V交流，再將20V交流進行整流，最終再將整流的電壓接入作為供電電源。為了避免整流后的直流電壓紋波電壓的影響，需要在電源端接入濾波電容，以避免紋波電壓的干擾。過載指示電路則是為了監視電荷放大器的工作狀態，當電壓過載時發出指示信號。
【參考文獻】
[1]陶玉貴.壓電加速度傳感器測量電路研究[J].科技視界，2011（02）.
電路分析范文3
關鍵詞： 對口單招；時序電路；功能分析
日前梳理教學知識點，翻開學生錯題集，發現不管是電子電工專業、機電一體化專業還是計算機應用專業的學生，在《電子線路》一書時序邏輯電路的分析一章的學習中都碰到了很大的困難。較多的學生在分析電路的功能時總會不知所措，而歷年單招高考中時序邏輯電路的分析是要求重點掌握的，也是必考的。
時序邏輯電路的特點是，電路在某一時刻的輸出不僅與當前輸入各變量的狀態組合有關，還與電路原來的輸出狀態有關，因此它具有記憶功能。從電路結構上看，時序電路主要由組合邏輯電路和存儲電路組成，根據存儲電路中各觸發器狀態變化的特點，時序電路又分為同步時序和異步時序兩類。在同步電路中，所有觸發器的變化都是在同一個時鐘信號作用下同時發生的；而在異步電路中，各觸發器的時鐘信號不是同一個，觸發器的變化也不是同時發生的，而是有先有后的。本文就針對同步和異步時序電路，根據自己的教學，總結出一個完整的解題思路，希望能幫助讀者提高時序電路的解題分析能力。時序邏輯電路分析的一般步驟如下。
（1）看清電路。根據給定的電路，看清它的組成部分（幾個觸發器、什么類型的觸發器），找出各觸發器的時鐘信號、輸入信號和輸出信號。
（2）寫出方程。①寫出時鐘方程。同步時序電路各時鐘方程是一樣的；異步時序電路各觸發器的時鐘脈沖是獨立的，在分析電路時，特別要仔細。②寫出輸入方程，也稱驅動方程。比如是JK觸發器，找J和K的信號源；D觸發器，找D的信號源，T觸發器找T的信號源。③將各觸發器的輸入方程代入其特征方程，并進行計算，即可得到簡化后的各觸發器的狀態方程。
（3）畫出時序圖，轉換成狀態轉換圖和狀態轉換表。
（4）描述時序電路的功能。一般由狀態轉換圖分析時序電路的功能比較直觀，由它進行文字概括電路的功能比較容易。
例1：時序電路如圖，各觸發器的初態均為0。說明電路的邏輯功能。（2011年電子電工專業高考題）
解：電路分析如下：本例電路由3個JK觸發器組成，受同一個CP下降沿控制，是屬于同步時序電路。時鐘方程：CP0=CP1=CP2=CP下降沿有效，輸入方程：J0=K0=1，J1=K1=Q0n，J2=K2=Q0n Q1n，JK觸發器的特征方程：Qn+1=JQn+KQn，將各輸入方程代入特征方程并化簡，得狀態方程：Q0 （n+1）=J0Q0n+K0Q0n=1Q0n+1Q0n=Q0n，Q1 （n+1）=J1Q1n +K1Q1n =Q0n Q1n +Q0nQ1n ，Q2 （n+1）=J2Q2n +K2Q2n =Q0n Q1n Q2n+（Q0n+Q1n ）Q2n。根據題意各觸發器的初始狀態為0，逐步計算出各個有效脈沖下觸發器的狀態，依次畫出時序圖，整理成狀態轉換圖。通過狀態轉換圖的分析可知，電路來8個脈沖循環一次，并且在CP脈沖的作用下，8種狀態是按遞減的規律變化的，所以該電路是一個同步八進制減法計數器。
例2：時序邏輯電路如圖，各觸發器的初始狀態都為0，問電路實現了什么邏輯功能？（2011年機電專業高考題）
解：電路分析如下：本例電路由3個JK觸發器組成，各個觸發器的時鐘信號不是由同一時鐘脈沖提供的，是屬于異步時序電路。時鐘方程：CP0=CP下降沿有效，CP1=Q0下降沿有效，CP2=CP下降沿有效。輸入方程：J0=Q2n，K0=1，J1=K1=1，J2=Q0nQ1n，K2=1, JK觸發器的特征方程：Qn+1=JQn+KQn，將各輸入方程代入特征方程并化簡，得狀態方程：Q0 （n+1）=J0Q0n+K0Q0n=Q2nQ0n+1Q0n=Q2nQ0n，Q1 （n+1）=J1Q1n+K1Q1n=1Q1n+1Q1n=Q1n ,Q2（n+1）=J2Q2n
+K2Q2n=Q0n Q1nQ2n。根據題意，各觸發器的初始狀態為0，逐步計算出各個有效脈沖下觸發器的狀態，依次畫出時序圖，整理成狀態轉換圖。
通過狀態轉換圖的分析可知，電路來5個脈沖循環一次，并且在時鐘脈沖的作用下，5種狀態是按遞增的規律變化的，所以該電路是一個異步五進制加法計數器。
電路分析范文4
關鍵詞： 拓展式教學 電路分析基礎 受控源
1.引言
《電路分析基礎》是電子類專業第一門重要的基礎專業課，其中的概念和分析方法廣泛應用于《電子線路》、《數字電路》、《信號與系統》等后續專業課[1]。該課程的特點是基本概念抽象、邏輯性強、分析方法多樣化，并且涉及微積分、復數、極限等眾多數學知識[2]，[3]，因此，為了將抽象的內容，繁雜的公式，以及定理清晰明了地傳授給學生，提高學生的學習興趣及積極性，授課教師可以在課程內容基礎上適當采取拓展式教學。
拓展式教學是指在課堂教學過程中依據該課的教學內容、教學目標、教學目的，在一定范圍和深度上和外部相關的內容密切聯系起來的教學活動。適當開展拓展式教學可以讓學生掌握科學的思維方法和探究方法，同時使學生在認識問題和解決問題的能力上得到提高，促進學生均衡而有個性地發展。隨著教育部新《課程標準》（新課標）的貫徹執行，拓展式教學已成為課堂教學的重要組成部分。本文結合實際教學經驗，給出了《電路分析基礎》課程拓展式教學的實例。
2.受控源拓展式教學實例
受控源是一種雙口元件，它含有兩條支路，其中一條為控制支路，另一條為受控支路，這條支路可以用一個受控“電壓源”表明該支路電壓受控制的性質或用一個受控“電流源”表明該支路的電流受控的性質。受控源根據控制支路是開路還是短路和受控支路是電壓源還是電流源，分為電流控制的電流源（CCCS）、電流控制的電壓源（CCVS）、電壓控制的電流源（VCCS）和電壓控制的電壓源（VCVS）四種類型[4]：
圖1 受控源類型
下面以CCCS為例介紹拓展式教學的應用。
在CCCS中，u■=0，i■=β■，其中β稱為轉移電流比，i■和i■的約束關系即轉移特性用曲線表示如圖2（a）所示，輸出特性如圖2（b）所示。
圖2 CCCS的轉移特性及輸出特性
CCCS可以用晶體三極管來實現。晶體三極管是半導體基本器件之一，具有電流放大作用，是電子電路中的核心元件。晶體三極管有NPN和PNP兩種類型[5]，每個三極管有三個極：基極（B）、發射極（E）和集電極極（C），圖3（a）所示為NPN類型的晶體三極管的電路符號，圖3（b）為其對應的輸出特性曲線，其中輸入電流I■和輸出電流I■之間的關系為：I■=βI■，即輸出電流I■大小與輸出電壓V■無關，而受輸入電流I■的控制。因此，晶體三極管可以用電流控制的電流源的模型表示，如圖3（c）所示。
圖3 晶體三極管
通過介紹和討論受控源電流源在晶體三極管中的應用，可以有效拓寬學生的知識面，加深學生對受控源的理解，啟發學生思維，同時為學生以后學習晶體三極管起到了鋪墊作用。
3.三相電路拓展式教學實例
三相電源用輸電導線與三相負載連接稱為三相電路，也稱為三相供電系統。典型的三相電路是Y—Y聯結，即三相電源采用Y形聯結，負載也采用Y形聯結。下面對對稱的Y-Y三相電路進行分析。如圖4所示，Z為負載阻抗，Z■為端線阻抗，Z■為中線阻抗，求負載端的電流和電壓。
圖4 對稱Y-Y形三相電路
根據節點法，以N為參考節點，有
■■=■
由于■■+■■+■■=0，所以■■=0。
負載電流：
■■=■=■ ■■=■=■■∠-120°■■=■=■■∠-120°。
中性電流：■■=■■+■■+■■=0。
負載端相電壓：
■■■=■■Z■■■=■■Z=■■■∠-120°■■■=■■Z=■■■∠120°。
該電路的特點：
（1）負載和電源中性點間電壓為零；
（2）負載端的相電流、相電壓及線電壓均是三相對稱的；
（3）中線電流為零（中線可?。?；
（4）各相獨立。
為了更好地理解Y—Y形聯結的三相電路，下面將三相電路往應用上進行拓展。
對稱的Y-Y形照明三相電路（三相四線制）如圖5（a）所示，正確接法：每層樓的燈相互并聯，然后分別接至各相電壓上。
設電源電壓為：U■/U■=380/220V，則每盞燈上都可得到額定的工作電壓220V。
照明電路能否采用三相三線制供電方式？
問題1：若一樓全部斷開，二、三樓仍然接通，情況如何？
分析：設線電壓為380V。如圖（b）所示，A相斷開后，B、C兩相串聯，電壓U■（380V）加在B、C負載上。如果兩相負載對稱，則每相負載上的電壓為190V。結果二、三樓電燈全部變暗，不能正常工作。
圖5 照明電路
問題2：如圖（c）所示，若一樓斷開，二、三樓接通。但兩層樓燈的數量不等（設二樓燈的數量為三層的1/4）結果如何？
分析：U■=■×380=76V，U■=■×380=304V，結果二樓燈泡上的電壓超過額定電壓，燈泡被燒毀，三樓的燈不亮。
通過將三相電路進行應用拓展，能激發學生的學習興趣，同時加深學生對三相電路的理解。
4.結語
拓展式教學的核心是激發學生學習的興趣，發展學生系統化的思維方式。在《電路分析基礎》課程中采用拓展式教學，不僅能夠加深學生對本門課程內容的理解，而且對后續課程的學習起到鋪墊作用。
參考文獻：
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電路分析范文5
關鍵詞：電路分析、教學方法 、學生興趣
電路分析專業課程是一門理論和實踐性相結合，能夠培養學生解決實際問題能力，聯系日常生活、生產實際中能接觸到現實電路問題，生動、簡明的讓學生掌握基礎概念，分析計算方法，領會運用到實際中，改變傳統的“一支粉筆，一本書，一講到底”滿堂灌的填鴨式教學方法，通過形式多樣的教學，使學生思維的訓練、創造能力和素質有普遍的提高。這樣培養出來的學生才能成為企業要求的高級藍領。因此擯棄陳舊的教學方法，探索適時的教學途徑是電路分析業教師必須考慮的問題，我們必須從電路分析基礎課程的專業的教學特點出發，從激發學生的學習興趣和強烈的求知欲開始，找到新的教學方法，形成新的教學模式。
采用啟迪式教育方法，調動學生學習積極性
一、采用任務驅動法，以學生為主體，教師為主導
"任務驅動教學法"是將電路分析課程從以往以傳授知識為主的傳統教學理念，轉變為以解決問題、完成任務為主的多維互動式的教學理念；將再現式教學轉變為探究式學習，使學生處于積極的學習專業知識狀態，每一位學生都能根據自己對當前問題的理解，運用共有的知識和自己特有的經驗提出方案、解決問題。應用分為四步：創設情境、確定問題（任務）、自主學習、協作學習、效果評價。此方法應用在電路分析教學中有利于激發學生的學習興趣，培養學生的分析問題、解決問題的能力，學生自主學習及與他人協作的能力。
二、采用啟發式教學方法，激發學生的興趣
在理論課堂教學中，應充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用，努力改變傳統理論教學中“滿堂灌”式的教學方法，實行“啟發式”教育?！笆谥贼~，不如授之以漁”。 每堂課上，根據教學內容及要求，采用多種引入方式，充分展開教與學，這樣才能充分調動學生用已有的知識思考問題、理解、掌握和探求新知識。同時，電路分析專業課教師要努力營造一種生動活潑的民主氣氛，鼓勵學生積極參與課堂教學，例如：讓學生結合自己所熟悉的一種家用電器，談談對電路功能的理解，并舉出建立該電器設備的電路模型所需要的理想電路元件種類。教師必須始終記住自己與學生的地位是平等的，與學生的活動是交互的，要讓學生憑自己的直覺與經驗觀察電路中電壓流、電壓的產生及功率計算，允許學生聯系實際照明電路展開討論或爭論，可以獨立地發表意見，引導學生得出正確的結論，讓學生感到是作為教師的合作者學習的，以此提高學生自信心、責任感與主動性。通過積極引導，逐步培養學生學會思考，學會學習，提高自學能力。
三、利用現代化教學手段，提高教學質量
隨著現代科學技術的發展，計算機已進入我國的教育領域，并得到迅速發展。計算機在教育上的應用，使得教學手段、教學方法、教材觀念與形式、課堂教學結構、以至教學思想與教學理論都發生了變革。通過以多媒體技術為主的教學方式，使我們專業課的教學發生了質的變化，在網上實現了跨時空、跨地域的，實時或非實時的交互式教學形式。
將現代教育技術運用于電路分析教學，能夠優化電路分析計算方法、交流電路演示，動態電路的理論知識系統化、形象化教學過程，更好地提高教學質量，是因為它具有化“不可視”為“可視”教學；把抽象的電路概念與過程具體化；化“靜”為“動”，幫助學生弄清復雜的電路過程；利用人工智能，使學生身臨其境，感知其中規律。在計算機普及的今天，我們教師應該在幻燈、錄像、電視等幾種常用教學手段的基礎上充分利用計算機輔助教學，用電子教案代替手寫教案，多應用多媒體教學，用圖、文、聲、形并茂的新穎授課方式吸引學生，并用多媒體把許多靜態的演示實驗轉變為細致逼真的演示過程，通過加強學生形象思維，幫助學生對抽象理論知識的理解，培養學生的技術能力。在電路分析基礎實際教學中，改變傳統的板書式教學，改用多媒體課件與板書相結合的方法，將理論教學內容制作成課件演示，相關公式推導及例題的講解采用板書與演示結合，降低理論教學難度，簡化以科學知識體系為背景的知識要點的陳述，強化知識的應用性、可操作性；理論聯系實際，將技能訓練融合在各知識點中。
四、強化教學效果，分組合作討論，促進共同學習電路分析在采用多種教學手段后，學生需要理解運用，為其它專業課打地基。因此，我們分小組合作討論模型，教師在課堂上創設一個互教互學的學習環境，通過人際交往促進認知的發展，通過恰當的組織形式提高學習興趣和學習效果。分小組合作討論方式比如，當課堂上剛講完某一知識點內容，往往配套一些課堂練習與思考題讓大家來做，加強對知識點應用。但是，由于部分學生基礎相對薄弱， 題目經過思考，不完全會做，有些學生可能就沒有興趣而放棄學習。這時采用分小組合作討論式效果較好。將學生分成若干小組，讓每個小組分組討論，小組成員共同來做某些題，然后每個小組派代表到黑板上來演示他們的解題過程，再讓其他組來點評，最后由教師點評或裁判。這是一種互助式的學習，參與的學 五、重視實踐教學，重祝學生能力的培養電路分析課程中一個必須重視的環節就是實踐教學，即實驗和實訓。通過實驗和實訓使學生真正掌握電路知識及實驗的基本技能和安全操作知識。學會常用電工電子儀器儀表的使用，以及電路參數的測量和元器件的辨別，注重培養學生的動手能力。培養學生初步掌握一定的電氣工程技術的測量能力，識讀電路圖的能力和排查電路故障的能力等。隨著對學生能力要求的提高，傳統的以驗證性實驗為主的電路實驗已不能滿足要求，必須對實驗內容、實驗方式方法加以改革，在保留部分傳統的驗證性實驗外，應根據專業特點增加綜合性和設計性電路實驗。
電路分析范文6
關鍵詞 EWB;電路分析;仿真
中圖分類號：G434 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2014）24-0057-03
Application of EWB to Circuit Analysis Teaching//CHEN Juan， ZHONG Yongyan， DAI Wei
Abstract This article introduces examples for the application of EWB software in Circuit Analysis teaching. The application of EWB which can improve the effect of class teaching and mobilize students’ learning interest， have contributed to strengthen student’s understanding of circuit theory knowledge， and further master the application of simulation tools.
Key words EWB; circuit analysis; simulation
1 前言
電路分析是為電氣與電子類專業學生開設的一門技術基礎課程，是學習電路理論的入門課程，為后續模擬電子技術、數字電子技術、自動控制原理、電機學、電力電子技術等課程提供理論支撐。如何提高電路分析課堂教學質量是電路課教師不斷探索的工作[1]。電路分析教學過程中主要采用黑板板書、PPT講解、實物演示等方法，這些方法受客觀因素的限制，有時很難起到很好的教學效果。經過近幾年的探索與實踐，在課堂教學中引入虛擬仿真軟件，將難以理解的內容通過多媒體教學平臺演示，營造良好的課堂互動氛圍，加深學生對基本理論的理解，調動學生學習的積極性，收到很好的教學效果。
虛擬仿真軟件有PSpice、Multisim、EWB和PSIM等，通過比較，選用EWB軟件作為課堂教學軟件。EWB被稱為電子設計工作平臺或虛擬電子實驗室[2]，工作界面直觀，為使用者提供種類眾多的電子元件以及高技術指標的測量儀器，具有強大的交直流、瞬態等分析功能，使用簡單方便。
在電路分析課堂教學中，一階電路的時域響應分析、二階RLC串聯電路頻率響應研究等內容比較抽象，不易理解，需要借助EWB仿真軟件加深學生對理論知識的理解。本文以一階電路的時域響應分析為例，探討電路分析課堂教學效果。
2 課堂EWB仿真實例
圖1是一階RC電路的EWB仿真圖，該電路由輸入信號、電阻和電容組成，其中輸入信號源為方波?？梢钥闯?，電路對方波上升沿的響應就是零狀態響應，對方波下降沿的響應就是零輸入響應。方波響應是零狀態和零輸入響應的多次過程。因此，借助示波器來觀察分析零狀態響應和零輸入響應，并可從中測出時間常數，同時改變方波周期T觀察積分波形和微分波形。
取源器件庫中的Clock時鐘信號，其峰峰值為10 V，頻率1 kHz，占空比為50%，電阻為1 kΩ，電容為22 nF，電容兩端作為電路的輸出[3]。用示波器顯示輸入輸出波形，A通道為輸入方波信號，B通道為輸出波形。
零狀態響應 零狀態響應即為儲能元件初始狀態為零，僅在信號源激勵下產生的電路各部分的響應。當方波信號源電壓由0 V躍變成10 V（上升沿）后，即電路工作在零狀態響應下，可通過基爾霍夫電壓定律（KVL）以及電容兩端電壓與流過電容電流關系式，理論推導出輸出電壓（電容兩端電壓）uc（t）=Us（1-e-t/τ），其中Us為電源電壓，τ=RC是時間常數。若t=τ，理論推算出uc=0.632Us=6.32 V。
圖2為一階RC電路的方波響應的仿真波形，其中1為輸入方波，2為電容兩端電壓輸出波形。從波形2可以看出，在方波的上升沿，對應著電容充電。移動1號游標至方波上升沿起始處，移動2號游標至VB2等于或非常接近于6.32 V處，讀出此時T2-T1的值約為22.7625 μs，這個值即為時間常數的值，與理論值τ=RC=22 μs相比，誤差很小。
零輸入響應 零輸入響應即為輸入信號為零，僅由儲能元件初始儲能產生的電路各部分的響應。當方波信號源電壓由10 V躍變成0 V（下降沿）后，即電路工作在零輸入響應下，可通過基爾霍夫電壓定律（KVL）、電容兩端電壓與流過電容電流關系式以及電路工作的初始條件，理論推導出輸出電壓uc（t）=U0e-t/τ，其中U0為電容極板初始電壓10 V，τ=RC是時間常數。若t=τ，理論推算出uc=0.368U0=3.68 V。
圖2的仿真波形中，在方波的下降沿，電容開始放電。移動1號游標至方波下降沿起始處，移動2號游標至VB2等于或非常接近于3.68 V處，讀出此時T2-T1的值約為23.4680 μs，這個值即為時間常數的值，與理論值τ=RC=22 μs相比，誤差很小。
積分電路 改變時間常數或方波周期，電路輸出波形發生變化。當時間常數τ很大，τ=10?（T/2），
，可知輸出電壓是輸入電壓的積分，輸出波形近似為一個三角波，即為RC積分電路。通過改變方波周期T或者改變RC值，可實現積分電路。
在EWB仿真中，改變方波周期f=1/T=5/τ=227 kHz，則示波器波形如圖3所示。由仿真波形可知，方波信號經過電路被積分成三角波輸出。
微分電路 若將圖1 RC電路中電阻作為電路的輸出，當時間常數τ很小，，，可知輸出電壓是輸入電壓的微分，即為RC微分電路。通過改變方波周期T或者改變RC值可實現微分電路。在EWB仿真中，改變方波周期f=1/T=20τ=2.27 kHz，則示波器波形如圖4所示。由仿真波形可知，方波信號經過電路被微分成尖脈沖信號。
3 結論
在一階RC電路的響應這部分內容的授課中，課堂上采用PPT講解，提出零輸入響應、零狀態響應、時間常數等概念，且理論推導輸出電壓公式;同時結合EWB仿真軟件，將仿真結果與理論推導結果相對比，將抽象的理論轉換成直觀的波形展示出來，改變了以往教學過程中因教學手段單一而造成學生對一些抽象的原理理解不深刻甚至難以理解的現象，提高課堂教學的積極性，提高學生學習積極性，久而久之形成良性循環。
在此基礎上，通過啟發式、引導式教學方法，引申出積分電路和微分電路的概念作為理論教學的補充。只要通過改變仿真原理圖參數值，便可靈活地分析各種參數變化對電路性能的影響，很好地將理論知識與實驗驗證相結合，不僅活躍了課堂氣氛，而且將傳統的“填鴨式”教學方法改變為引導式教學方法，激發學生學習的興趣，提高學生學習的主動性，同時有助于學生發散思維的培養。
參考文獻
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