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模擬電路綜合設計范文1
關鍵詞：模擬與數字電路；電子技術綜合實驗；實驗園地；虛擬儀器實驗
中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）08-0151-03
一、背景
以模擬與數字電路為基礎內容的電子技術實驗是高等學校理工科專業學生重要的必修專業基礎課，也是電子、計算機、自動化等工科專業的學生在大學教育階段所要經歷的一個重要的工程性實踐環節，在培養學生素質和能力方面占有十分重要的地位[1]。而電子技術綜合實驗課程作為一門綜合性的實踐課程，與理論課程并行開設，其實驗內容不再限制于某一門課程，而是把多門相關課程的知識相互滲透，有機融合。在一個實驗項目或設計課題中，可以融合模擬電子技術、數字電子技術、EDA技術、單片機原理等知識模塊，讓學生運用多種技術完成一個完整的電子系統的設計，使學生對電子系統的設計過程有深入的理解，同時培養工程實踐方面的基本素養。除了傳統實驗教學中的實驗項目，課題設計還可以采用電子設計競賽、科研項目、學生創新實踐等方式，在“開放”的狀態下進行，充分體現學生的主體性[2]。眾所周知，軟件學院的辦學宗旨是要基于“精英型軟件人才”的培養目標，一般的軟件學院通常擁有軟件工程和網絡工程兩個專業方向，而我院為了強化“精英型軟件人才”的培養目標，在本科二年級時又開設了嵌入式和物聯網兩個專業方向，這兩個專業方向的學習需要有更好的硬件基礎，這也是我院面向本科一個年級800人開設模擬與數字電路理論與實驗課程，并且實驗教學采取獨立設課的方式的重要原因。嵌入式與物聯網專業與電子技術等硬件課程的聯系要較為緊密一些，對于目前的模擬與數字電路教學，從事這兩個專業方向學習的學生往往會感到學得不夠多，不夠深入。許多有志于這兩個專業方向學習的學生，在做完基礎的模擬與數字電路實驗后希望，還能有機會到實驗室做一些額外的、提高性的實驗。而不從事這兩個專業方向學習的軟件工程和網絡工程專業的學生，往往體會不到學習電子技術等硬件課程的重要意義，簡單的認為在軟件學院學習，只要把“軟”的東西搞明白就可以了，不應在“硬”上浪費時間。因此，結合我院目前本科生的教學體系、培養目標以及開設的相關硬件課程如：51單片機接口與匯編、fpga設計、通信原理、計算機組成原理等與硬件電路密切相關的課程，構建“電子技術綜合實驗教學體系”就顯得有重大的意義，能夠使基礎的硬件教學與軟件學院的教學體系和培養目標建立起聯系，體現了硬件實驗教學相對于軟件專業方向學習的重要性和關聯性，實現軟硬兼顧。除此以外，目前在全國眾多的軟件學院中，另外，還沒有發現一所軟件學院提出構建“軟件學院電子技術綜合實驗教學體系”的教學改革活動。著名的大學如北京大學是將軟件與微電子學院放在一起合辦，盡管如此，北京大學也沒有面向軟件工程、網絡工程將近800人的、規模龐大的模擬與數字電路的實驗課程，因此，我院進行構建“軟件學院電子技術綜合實驗教學體系”的教學改革實踐就顯得特別有意義，能夠起到“示范性”的作用。
二、研究基礎
我院自2008年開始在本科生的教學體系中引入獨立的模擬與數字電路實驗課程以來，取得了許多積極的教學成果：（1）有力的輔助了模擬與數字電路理論課的教學，使抽象的理論課不再生澀難懂。（2）通過動手搭電路的實驗很好的煅練了學生的操作能力，通過實驗學生的實踐能力得以提高。（3）對我院其他專業方向的如計算機組成原理等理論與實驗課程的教學提供了有力的支持。（4）教學模式不斷改進，部分實驗，如儀器使用的教學方式完成了由傳統的“老師講，學生跟著做”到以學生為主體，旨在培養學生“自主學習和創新意識”的開放式教學。在數字實驗部分設立了“選做”實驗項目，面向能快速完成必做實驗部分的、有興趣做更多學習和嘗試的學生。（5）規范實驗教學的流程，引入了實驗報告冊，在報告冊中明確規定實驗的預習、操作、總結部分的要求。（6）在現有課程教學基礎上，結合我院嵌入式工程專業的培養目標，開設了一門提高性質的開放式電路設計實驗課程“嵌入式電路設計開發與應用實踐”。
但現在的實驗教學仍有許多不足之處：（1）實驗內容陳舊，所用元器件型號過時，需要更新。（2）實驗項目仍然偏少，不夠豐富，可供選擇的余地小，大大的限制了學生自主性的發揮，不利于創新型、研究型的學習。因此，驗證性、綜合性、設計性的實驗項目均應增加。（3）教學模式僵化，手段單一，仍以傳統的老師在課堂上按部就班的指導，學生跟著按實驗步驟進行操作驗證為主，學生沒有自由發揮、進行創新型學習的機會。實驗室目前仍沒有完全實現開放，而學生的專業學習任務較重，課程設置多，很難有整塊的時間和專門的機會通過更多的實驗訓練獲得提高。（4）實驗課程考核的方式單一，除了批閱實驗報告之外，成績評定主要以學生完成實驗的快慢為主，即主要考核學生的學習態度，認真預習的程度及實驗動手操作能力的高低。（5）尚未形成一個有效的綜合教學體系，使模擬與數字電路實驗課程能更好地融入我院的整體教學體系當中。
三、研究思路
基于以上的原因及分析，應結合目前我院的教學體系及專業培養方向，以現有的模擬與數字電路實驗教學為基礎，以“開放式”教學為主要依托，構建“電子技術綜合實驗教學體系”，以求根本解決我院目前模擬與數字電路實驗教學中存在的各種問題。
1.建設電子技術綜合實驗園地[3]。建設電子技術綜合實驗園地是本研究課題要實現的基礎目標，是構建我院電子技術綜合實驗教學體系的基礎。
實驗園地中的實驗項目如圖1所示分為以下幾大組成部分：①實驗基本技能訓練園地，實驗基本技能訓練園地主要包括：如何進行實驗預習，如查找資料，對實驗進行理論分析；實驗操作中的FAQ；實驗總結報告的書寫要求；電路設計仿真軟件的入門；嵌入式C、匯編語言的集成開發環境的使用；VHDL、Verilog等硬件設計語言及ISE開發編譯環境的使用；EDA技術基礎如電路板的原理圖、PCB板圖的設計；電路焊接的基本技能培訓等。將實驗基本技能訓練部分的資源放置于我院的ftp課程網站或學院網站上，根據具體實驗的要求或學生自已的需求下載使用。②專用儀器設備園地，在專用儀器設備園地中，可獲得示波器、萬用表、函數信號發生器、直流穩壓電源、電子技術實驗箱、實驗操作面板等儀器設備的使用說明書，操作實例，操作課件等。③基礎模擬與數字電子技術實驗園地，按照基礎模擬與數字電子技術通用的理論教學，實驗園地可分為四大模塊[4]：模塊A：常用電子元器件，包括電阻、電容、電感、二極管、三極管、場效應管等，模塊A是模擬與數字電子技術的共同基礎。模塊B：模擬電路模塊，包括基本放大器、差動放大器、功率放大器、運算放大器、反饋放大器、信號發生器、直流穩壓電源等，該模塊是模擬電子技術的主要內容，著重讓學生掌握模擬電路的基本概念、基本原理和基本分析方法。模塊C：數字邏輯和數字電路模塊，主要包括邏輯代數基礎、邏輯門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、脈沖產生與整形、大規模集成電路（半導體存儲器、A/D和D/A等）。模塊C是數字電子技術的主要內容，旨在讓學生掌握數電的基本知識及常用數字集成電路，學會邏輯分析和邏輯設計的方法。模塊D：可編程邏輯器件模塊，目前常用的可編程邏輯器件包括EPROM、GAL、FPGA、E2PROM，模塊D是數字電路領域發展較快的一項技術，通過與EDA技術的結合，使通過軟件編程的方法實現硬件設計成為可能。④演示實驗教學園地，將演示實驗教學園地分為三大模塊：模塊A：實物演示實驗教學，實物演示實驗教學是從實驗結果入手的教學方法，有助于從總體設計方面建立深入的宏觀印象，趣味性的結果還有助于激發學生的實驗學習創造的興趣，使學生在充分理解了現有實現方法的基礎上，積極探求不同的實驗思路和解決方案?！皩嵨铩奔瓤梢园▽嶒灲處煘槟稠棇嶒炈O計的專用演示電路實驗板，也可以包括學生創新實踐過程中的設計產品，當然也可以是實驗電路搭接后結果的視頻演示。演示實驗教學系統也可以通過多媒體PPT課件，WORD或PDF文檔、視頻的形式集中于我院的FTP課程網站或學院網站上，根據具體實驗的要求或學生自已的需求下載使用。模塊B：虛擬儀器實驗，建設基于Labview的3D電子技術虛擬實驗室?？梢詽M足學生進行常用儀器設備的熟悉與使用，驗證性實驗的虛擬仿真等。如圖2所示為實驗中心自主開發的“三維虛擬實驗室”軟件系統，目前該系統正在研制。
通過對實物如儀器設備、電子元件等的虛擬，使學生對電子技術實驗形成全方位的了解，為深入實驗做準備，虛擬實驗還可以減少針對儀器設備、電子器件的誤操作，降低設備器件的損耗，延長使用壽命，減少維修維護的工作量。虛擬實驗的教學可以不受時間、空間的限制，學生可以在實驗室開放的時間到實驗室來做實驗，也可以在公共機房安裝有該軟件系統的PC機上完成實驗任務，甚至可以在宿舍、網吧、圖書館等有網絡環境的地方通過網絡進行實驗教學，真正實現實驗教學的“開放式”。模塊C：電路仿真實驗，許多EDA軟件就具有電路仿真功能，針對簡單的驗證性實驗，電路仿真往往顯得特別有效，如RC電路的實驗，實現過程非常簡單。如果在進入實驗室之前就能利用EDA軟件針對不同電阻R和電容C進行電路仿真，根據仿真的結果確定所需要的電阻、電容，就可以大大節省查找器件的時間，降低了在實驗室中找不到該器件的風險，提高的實驗學習的效率，有助于開放教學過程中更高效的使用實驗室。相比于實物演示教學和虛擬實驗教學，電路仿真更顯得專業化。⑤提高性實驗園地，提高性實驗園地的建設是構建“電子技術綜合實驗教學體系”的關鍵，是使電子技術綜合實驗教學能與軟件學院的教學體系和培養目標建立聯系的重要環節，體現硬件實驗教學相對于軟件專業方向學習的重要性和關聯性，實現軟硬兼顧。結合我院本科生教學體系及專業培養方向的實際，以及我院目前開設的51單片機接口與匯編、fpga設計、通信原理、計算機組成原理等與硬件電路密切相關的課程，提高性實驗教學園地包括三大模塊：模塊A：單片機硬件實驗，實驗方式為，設計電路原理圖進行電路仿真（可選）編寫C、匯編程序編譯成HEX文件用編程器寫入MCU實驗箱上搭接電路實現功能制作PCB板（可選）。單片機硬件實驗可以實現基礎的模擬與數字電路、單片機原理及應用、EDA電路設計技術及軟件編程與測試等多門專業課程的綜合。模塊B：FPGA硬件實驗，實驗方式為，設計電路原理圖進行電路仿真（可選）編寫VHDL、Verilog語言程序編譯生成bit文件燒寫到可編程器件內搭接電路實現數字邏輯設計或系統功能。FPGA硬件實驗可以實現基礎的模擬與數字電路（尤其是數字邏輯）、計算機組成原理及體系結構、EDA電路設計技術及軟件編程與測試等多門專業課程的綜合。模塊C：通信原理硬件實驗，通信原理理論課程是我院網絡工程系開設的一門專業課，為了深入這門課程，必須具備堅實的模擬（包括低頻、高頻電子線路）和數字電子技術基礎。目前，我院尚無完善的硬件實驗課程與之匹配，因此可在提高性實驗園地中加入這一模塊。通信原理硬件實驗可以實現基礎的模擬與數字電路（尤其是高頻電子線路與數字邏輯）、網絡技術及軟件編程與測試等多門專業課程的綜合。
四、結論
由以上分析得出如圖3所示的“軟件學院電子技術綜合實驗教學體系”的基本構思。
實驗教師應是電子技術綜合實驗園地的建設者，在利用園地中的各種實驗項目及資源做好基礎及提高性實驗教學的基礎上，承擔實驗園地中實驗方案與任務書的設計工作，在實驗項目開發的過程中，針對不同水平的學生，逐漸形成驗證性，綜合性，設計性實驗教學的層次。做為電子技術綜合實驗園地的使用者的學生，在傳統的課堂教學與“開放式”教學相結合的基礎上，逐漸與實驗教師建立新型的教與學的關系，如：學生自已選擇現有的實驗項目，盡可能的獨立完成實驗，實驗教師僅起到輔助指導的作用；教師根據學生的水平，將現有的多個驗證性實驗綜合，形成實驗方案，引導學生獨立完成；學生獨立設計實驗方案，尋求實驗教師的建議及幫助，盡可能的完全獨立自主的完成電路設計及實驗驗證。實驗園地的建設會為基礎、提高性實驗教學提供更多的實驗素材，有助于豐富實驗教學內容。教學中產生的問題有助于豐富實驗園地中的實驗項目的建設，使教師、學生在進行實踐教學的過程中有更多的選擇，有助于擴展學生的知識面，提高實驗教師的教學水平。總之，三者之間的良性互動將創造一個良好的教學實踐環境，切實提高實驗教學水平和教學質量。
鳴謝：本文受到2013年大連理工大學教學改革項目“立足精英型軟件人才培養目標的電子技術綜合實驗教學體系的構建”項目資助。
參考文獻：
[1]侯加林.全面實施電子技術實驗改革提高學生創新能力[J].實驗室研究與探索，2009，28（1）.
[2]姜寧.高校電子技術綜合實驗開放式教學研究[D].陜西：延安大學，2011.
模擬電路綜合設計范文2
[關鍵詞] 模擬電路實驗 教學改革 設計型實驗 綜合設計型實驗
一、引言
模擬電路作為電子電路的重要組成部分,是電子信息類專業的重要專業基礎實驗課程之一,是所有工程類專業的必修課,具有“基礎厚”“專業活”“適應性廣”的特點。課程的研究對象是電子器件以及由電子器件構成的基本電路,具有較強的可操作性。實驗課程的教學,不僅是要培養學生的實驗技能,加深學生對基本理論知識的理解,還應該注重培養學生的設計思路以及分析問題、解決問題的能力。對實驗教學進行全方位的改革,堅持“以人為本”,確立新的實驗教學模式。
二、模擬電路理論與實驗課程的教學現狀
模擬電路課程內容龐雜而繁多,大部分學生在學完這門課程后,只是了解了一些專業術語,掌握了一些基本電路的原理以及計算公式,既看不懂整機電路圖,也不會分析和調試整機電路,更談不上設計和制作電路了。最終不能學以致用,導致理論學習和實踐的嚴重脫節。雖然理工專業基礎課一般都有相關的實驗課程,但課時的嚴重不足和課程內容的陳舊,使實驗課教學往往只是流于形式。
在傳統的實驗教學中,學生課前不預習,課上只是完全機械、被動地按照教師的講解進行操作,即使遇到問題也不動腦筋思考,而是急于讓老師幫著解決。這樣的實驗教學不僅不能發揮學生的主觀能動性,而且還束縛了學生科學思維能力的發展,極不利于培養學生的工程實踐能力。要想使實驗教學能更好地發揮作用,必須對實驗教學內容和教學模式進行改革。
三、轉變教學理念,確立實驗教學基本目標
為滿足新形勢下國家對創新型、高素質人才的需求,這種以教師為中心的教學模式必須得打破。在教學活動中必須將中心轉移到學生上。通過對教學內容和教學方法的全面改革,讓學生變被動學習為主動學習,充分發揮學生的積極主動性。模擬電路實驗教學改革應本著“以學生為主體,充分發揮教師的指導作用”的思想,擺正“教”與“學”的位置。改革的基本目標是讓學生通過對該課程的學習,熟悉模擬電路中各種單元電路,掌握一定的實驗方法、實驗技能,了解電路中各個電子元件參數對電路性能的影響,學習如何設計電路,如何對電路進行調試。
模擬電路實驗教學的改革目的,是希望學生通過對該課程的學習加深和鞏固理論知識,在實踐的過程中讓理論知識得到升華,提高學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。在解決問題的過程中讓學生學會團結協作,并培養學生勇于克服困難、禊而不舍得精神。
四、多方位、多層面改革模擬電路實驗教學
模擬電路實驗的教學改革應該從改變開課形式、優化實驗內容、增添輔助實現手段和開設后續課程幾個方面來進行。
1.實驗單獨設課,實驗室進行半開放式管理
依附于理論教學的實驗課時是不充足的。只有對實驗單獨設課,才能對其進行有效的改革,才能適應加強實踐這一主導方針。此外,為了能有效地利用實驗教學資源,我們應該對實驗室采取半開放的管理方式。在實驗室開放期間,配備專門的教師進行指導、答疑。
2.優化實驗教學內容,調整實驗教學層次
(1)保存部分單元驗證型實驗
開設單元驗證實驗的目的,在于讓學生了解模擬電路課程中的單元電路的特點。各種復雜電路都是由單元電路組成的。保存典型的單元驗證實驗,在完成該類實驗的過程中學習有關的實驗方法。例如,在驗證單極放大電路特性的實驗中學習如何測量、調試電路的靜態工作點;如何測量放大電路的幅頻特性;如何測量放大電路的輸人輸出電阻等。
(2)在驗證型實驗中增加設計性環節
在學生完成了驗證型的實驗后,可以在此基礎上增加一定的設計性內容,包括電路和實驗方法、實驗步驟的設計。這部分設計內容應該較為簡單,可以在典型電路基礎上讓學生通過計算,改變幾個參數,要求得到不同的輸出。
(3)由簡到繁增加設計型、綜合設計型實驗
設計型實驗要求學生有一定的理論知識和實驗技能,并能熟練使用相關的儀器、儀表。設計型實驗可以穿插到驗證性實驗之間,放在不同階段進行。例如,在完成單管放大電路實驗后,可以讓學生設計一個單管共射放大電路。給出設計要求,讓學生自己選定設計方案,畫出電路圖,完成相應的調試和測量。例如,在完成單極放大電路、反饋電路、運算放大電路和功放電路后,可以讓學生做一個音響放大器。由簡到繁的設計過程可以讓學生充分了解設計工作的思路,通過實際制作,讓學生了解各部分電路之間的耦合、阻抗匹配等問題,通過這樣的實驗學習,讓學生掌握如何調試整機電路。通過開設綜合設計型實驗,可以讓學生有效地將一門課或幾門課程進行有效的串聯,并培養學生的工程實踐能力。
3.結合EDA技術,完成設計型、綜合設計型實驗
隨著電子技術和計算機技術的迅速發展,電子系統設計也逐漸由手工設計、計算機輔助設計階段過渡到了電子設計自動化階段。EDA技術已經成為當今世界電子設計的潮流。各高校也相繼建立了EDA實驗室。我們可以引導學生結合仿真軟件,利用EDA技術完成設計型、綜合設計型實驗,甚至學生不必到實驗室,在課余時間就可以通過仿真軟件完成對電路的初步設計。這樣既可以減輕實驗室的壓力,也可以開闊學生的視野,提高學生的EDA應用能力。將先進的EDA技術引人實驗教學,是實施素質教育的重要途徑。
4.將課程設計、電子設計大賽作為實驗課的外延
我們要在實驗課的基礎之上開設課程設計,并鼓勵學生參加電子設計大賽,將課程設計和電子設計大賽作為實驗課的擴展延伸和有益補充,進一步提高學生的設計能力。課程設計可以以選修課的方式進行。指導該門課程的教師可以給出題目和要求,每周留出一定的答疑時間,將選修該課的學生分成小組。每個小組選定不同的或相同的題目,在課余時間完成電路設計,到實驗室進行相關調試,做成成品,最終將設計結果交由指導教師檢驗,寫出設計報告。驗收也可以以答辯的方式進行。學生通過對該課程的學習,還可以提高自己的團隊協作能力。鼓勵學生參加電子設計大賽,可以激發學生的學習欲望和學習積極性,并學習新知識、新技能,培養科技創新精神。
五、結束語
轉變實驗教學理念,對模擬電路實驗進行合理改革,以實踐帶動理論學習,是學生學好模擬電路課程的關鍵。我們應本著循序漸進的原則,多方位、多角度地對模擬電路實驗教學進行改革,建立起完整的實驗教學體系,從而更好地培養學生的工程實踐能力。
參考文獻:
[1]彭先進.模擬電路教學中的創新教育.科技創業月刊,2006,(4).
[2]沈偉慈.模擬電路實驗教學的改革實踐.電氣電子教學學報,2005,(4).
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模擬電路綜合設計范文3
【關鍵詞】網絡；虛擬實驗室；數字仿真
一、EDA技術的應用
電子設計自動化EDA（Electronic Design Automation）技術是電子設計技術的核心。EDA主要能輔助進行三方面的設計工作，即IC設計、電子電路設計和PCB設計。目前，EDA技術使用普及、應用廣泛、工具多樣、軟件功能強大。廣大電子工程人員掌握這一先進技術，這不僅是提高設計效率的需要，更是我國電子工業在世界市場上生存、競爭與發展的需要。
二、電子虛擬實驗室設計軟件選擇
現在的高校電子實驗室普遍存在“軟件少，硬件多”的問題，所有實驗還是以基礎訓練型為主，比如：電路測試與電工基礎實驗，模擬電子技術實驗，數字電路實驗，單片機與接口技術實驗等，大部分都是簡單容易實現的。綜合型和設計型實驗很少，比如單片機開發實驗等。學生在已安裝好實驗電路的實驗臺上來完成操作，從而完成驗證定律、定理和結論，缺乏主體意識，沒有帶著問題去學、去做實驗，不利于學生創新能力的培養。為了解決這方面的問題，我們以電子基礎課為突破口，引入計算機虛擬仿真技術，創建電子虛擬仿真實驗教學平臺，不但可以完成各種基本實驗，更可以進行設計性、綜合性實驗。通過虛擬仿真實驗，可以觀察和分析電路的結構、功能及工作原理，加強對實驗原理、規則和實物實驗操作要領的認識，使學生感悟和應用最先進的技術，并能引導他們積極主動地去探索新知識。學生可以自行設計電路進行仿真，并能通過觀察分析模擬實驗結果，及時地驗證設計是否正確、合理。目前，眾多院校在電路實踐教學改革中引入了EDA技術，并建立了EDA實驗室。配備了EWB、Pspice、Multisim、Protel、Max PluslI、System View等電路級仿真的主流軟件及配套硬件。本文采用一款能仿真單片機的EDA軟件-Proteus，在電子虛擬實驗室的設計領域得到廣泛推廣和應用。
三、Proteus軟件應用
Proteus軟件是由英國Labcenter Electronics公司開發的
EDA工具軟件。該軟件集成了高級原理布圖、混合模式SPICE電路仿真、PCB設計以及自動布線來實現一個完整的電子設計系統。它是一種混合電路仿真工具，包括模擬電路仿真、數字電路仿真、單片機及其電路組成的仿真等。Proteus6.7是目前最好的模擬單片機器件的工具，可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU及其電路。Proteus與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機CPU的工作情況，也能仿真單片機電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調試時，關心的不再是某些語句執行時單片機寄存器和存儲器內容的改變，而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結果。對于這樣的仿真實驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應用間脫節的矛盾和現象。（1）proteus的工作過程。運行proteus的ISIS程序后，進入該仿真軟件的主界面。在工作前，要設置view菜單下的捕捉對齊和sys
tem下的顏色、圖形界面大小等項目。通過工具欄中的p（從庫中選擇元件命令）命令，在pickdevices窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調整其相對位置，元件參數設置，元器件間連線，編寫程序；在source菜單的Defineco degeneration tools菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴展名等項目；在source菜單的Add/remove source files命令下，加入單片機硬件電路的對應程序；通過debug菜單的相應命令仿真程序和電路的運行情況。（2）Proteus軟件所提供的元件資源。Proteus軟件所提供了30多個元件庫，數千種元件。元件涉及到數字和模擬、交流和直流等。（3）Proteus軟件所提供的儀表資源。對于一個仿真軟件或實驗室，測試的儀器儀表的數量、類型和質量，是衡量實驗室是否合格的一個關鍵因素。在Proteus軟件包中，不存在同類儀表使用數量的問題。Proteus還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作用與示波器相似但功能更多。
四、電路設計流程
電路級設計工作流程如圖所示，設計者首先確定設計方案，同時選擇合適的元器件，然后設計電路原理圖。接著進行第一次仿真，包括數字電路的邏輯模擬、故障分析、模擬電路的交直流分析、瞬態分析。系統在進行仿真時，必須要有元件模型庫的支持，計算機上模擬的輸入輸出波形代替了實際電路調試中的信號源和示波器。這一次仿真主要是檢驗設計方案在功能方面的正確性。
參 考 文 獻
模擬電路綜合設計范文4
一、模擬電路故障模擬實驗箱的要求
北京交通大學自2007年開始，遵循“興趣驅動、自主實驗、重在過程”的原則，培養大學生的創新意識、實踐能力和團隊精神，調動大學生學習的創造性和主動性，進行以解決問題為核心、以科研課題為依托的大學生創新性實驗計劃。“模擬電子技術故障模擬實驗箱的開發”作為一個北京交通大學大學生創新性實驗計劃題目，依托指導教師的科學研究課題，開展了模擬電路故障模擬與診斷技術的研究。本實驗課題需要學生掌握電路設計、PCB、系統焊接與調試、機械制作等多領域知識。實驗題目需要利用的資源包括計算機、PCB設計軟件、示波器、信號源、焊接工作臺、直流電源、鉆孔機、模擬電路實驗箱等。“模擬電子技術故障模擬實驗箱的開發”題目要求如下：制作一個教學和科研均可使用的模擬電路故障模擬實驗箱，實驗箱附帶方便插拔的常見模擬電路板（例如共射放大電路、電阻網絡、文世橋振蕩器或二階濾波器等）。自制實驗箱直流穩壓電源（+12V、-12V、+5V）和波形發生器。模擬電路板插入實驗箱后，借助實驗箱的固定插槽和電路板的固定腳，自動實現電路板的供電連接與信號輸入（若電路板需要特殊信號，可以在電路板預留插口以方便外接信號源）。每個模擬電路板選取最容易發生故障的元件進行故障模擬，使用者能夠自由選擇電路板和故障類型（可以通過撥碼開關控制故障元件）。每個電路板預留幾個關鍵節點插口，以供外接示波器或其他測量儀器觀察故障信息。要求實驗箱實物外觀精致，具有較強的實用性，能夠達到教學、科研和展覽等要求。該實驗計劃題目的創新特色在于：可以自由切換模擬電路板；自動實現電路板的供電連接和信號輸入；可以自由選擇故障元件和故障類型。
二、模擬電路故障模擬實驗箱的制作
模擬電路故障模擬實驗箱的外殼選用中小型實驗箱，然后自己進行改裝，需要鉆孔、安裝其他部件、噴涂文字標識等。實驗箱附帶幾塊方便插拔的常見模擬電路板，實驗板可以是模擬電路教學或研究中經常使用的常見模擬電路。實驗箱直流電源使用220V交流電，內部直流電源將220V交流電變為+12V、-12V和+5V等直流電。直流電源的功率和穩定性達到模擬電路板的使用要求。如果某模擬電路板需要使用正弦波或方波等波形作為輸入信號，實驗箱可以根據需求制作波形發生器。模擬電路故障模擬實驗箱在四個角預留可以插入模擬電路板的插槽，需要精心設計實驗箱的固定插孔和電路板的固定腳，從而實現模擬電路板的靈活插拔。實驗箱部分固定孔已經與直流電源連接，當模擬電路板插入實驗箱后，通過實驗箱的固定插槽和電路板的固定腳，自動實現電路板的供電連接或信號輸入。如果模擬電路比較特殊，也可以根據需要在模擬電路板上設計電源開關，通過開關控制是否供電或輸入信號。部分電路板電路圖。為了避免故障太多導致無法正常模擬采集數據，每個模擬電路板只選取幾個容易發生故障的元件進行故障模擬，故障元件可以根據理論、仿真和實踐經驗進行選擇。每個故障元件可以模擬多種故障。例如電阻可能出現阻值下降、阻值上升、短路、斷路等不同程度的故障。使用者能夠自由選擇電路板和故障類型，并使用外接儀器測量模擬電路的關鍵節點數據（節點電壓、信號頻率和波形質量等）。每個電路板預留幾個關鍵節點插口，以供外接示波器和其他儀器觀察故障信息。關鍵節點的選取需要經過理論推導和實驗驗證，保證這些節點的信息能夠直接反映模擬電路的工作狀態[8]。關鍵節點的數量需要不多不少，數量太多會導致數據量龐大，增加后來的故障診斷難度；關鍵節點太少會導致無法為故障診斷提供足夠的信息。模擬電路板由PCB設計完成，然后改裝與實驗箱匹配。
三、結束語
模擬電路綜合設計范文5
關鍵詞：模擬電路；教學方法；教學模式；課程體系
作者簡介：申杰奮（1978-），女，河南林州人，新鄉醫學院生命科學技術系，講師。（河南?新鄉?453003）
中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）18-0080-01
“模擬電子技術”是高等院校物理、通信、電子類專業的專業基礎課之一，這門課程主要是讓學生掌握電子技術的入門知識，為他們進一步學習后續專業課程和從事有關電子設計方面的工作打下基礎。該課程能夠培養學生分析電路、設計和應用開發能力。醫學院校生物醫學工程專業的學生既要掌握醫學方面的知識，也要掌握醫療儀器及電子技術課程，如何培養學生的興趣與愛好是最大難題。因此，必須對傳統的教學模式進行改革，培養學生學習模電的興趣與熱情，才能讓學生更加深入地喜歡電子設計。
一、傳統教學模式的弊端
“模擬電子技術”課程是在介紹常用半導體器件知識的基礎之上，重點分析和研究電路的基本概念、基本原理和一些基本電路的分析方法，該課程知識點多，內容瑣碎。大部分學生在學完該課程后還是一知半解，不會分析一些簡單的電路，更別說進行一些電路設計了。學生不能把學到的知識用到實際電路中，從而導致理論學習和實踐的嚴重脫節，對學習后面的專業課程造成一定的障礙。
長期以來，模擬電子技術的理論課都有相關的實驗課，實驗課教學也一直依附于理論教學。大多數的實驗教學內容都是對理論教學內容的簡單驗證，做完實驗學生也不了解實驗的目的。而且在傳統的實驗教學中，一般都是實驗老師提前做好實驗準備工作（包括實驗箱和電路模塊的準備），課堂上老師從實驗原理到實驗方法、實驗步驟、注意事項，甚至到實驗過程中可能出現的問題都會詳細講解。學生課前大部分都不預習，課上只是按部就班、被動地進行實驗操作，利用現成的電路模塊，把線路連接好，直接觀察實驗結果。即使遇到困難，也不會思考是哪一部分出現問題，而是急于找老師來解決問題。這樣的理論與實驗教學模式不僅不能發揮學生的主觀能動性，而且還束縛了學生科學思維能力的發展，極不利于培養學生的動手實踐能力。要使實驗教學能夠更好地發揮作用，必須對實驗教學內容和理論教學模式進行改革。
二、教學模式和課程體系的改革與創新
建立新的教學模式主要以能力培養為主線。為了進一步改善教學模式，使學生能夠更好更快地掌握模擬電路知識，主要對以下四個方面進行了改革。
1.理論教學內容的調整與更新
在理論教學過程中，緊密結合理論教材，在講課過程中及時把電子技術方面的最新信息反映給同學，及時補充理論教學內容，做到理論與實際的緊密結合。老師在上課過程中可以給學生介紹在生活中的一些小設計，讓學生學到理論知識的同時，還能夠緊密聯系實際，從而培養學生愛設計、愛動手、愛思考的良好習慣。
在理論教學內容上把章節做了一些調整。把第十章的內容“直流電源”調整到第一堂課上講解。主要是對在實驗中所做的改進有很大幫助，為后面所學知識做到相輔相成。第四章內容“功率放大電路”調整到最后一次課上講解，主要是讓大家了解什么是互補電路，功率放大器，與前面幾個章節聯系不大。這樣的調整在整體上可以使“模擬電子技術基礎”在內容上更為銜接，更有利于實驗上的改進。
2.更新實驗教學模式
在傳統的模電實驗中，大部分高等院校主要使用模擬電路實驗箱做實驗，學生興趣不是很大，而且做完實驗以后對一些電子元器件的結構及電路的作用還是不太熟悉。
在新鄉醫學院的模擬電路實驗中，模電課程負責人從培養學生的基本素質和能力出發，對實驗做出了全新的改革，增開綜合性、設計性實驗，鼓勵學生的創新精神。在第一次實驗課任課教師就讓學生自己動手制作線路板，學生動手進行熱轉印、腐蝕線路板、打孔、將電路板制作成功，為后面的實驗做準備。這個過程也可使學生了解電子制作工藝過程。
前面介紹了將第十章的內容提前到第一次課講解，使學生初步了解與掌握電路設計能夠使生活中常用的波動比較大的交流電，通過電容濾波、穩壓電路能夠變為電壓基本穩定的直流電。更主要的是可以通過設計電路來給后面的各種功能的電路提供所需要的直流電壓。這樣可使學生深刻理解和掌握理論知識。
在線路板上主要設計了10個實驗的內容，分別是整流電路、集成穩壓電路、集成雙路可調穩壓電路、單級放大電路（2個）、負反饋放大電路、集成電路 RC正弦波振蕩器、波形發生器（方波發生器，積分電路）和功率放大器。前三個實驗主要能夠使穩壓電路產生±12V電壓，做為后面7個實驗的電源電壓、整個電路板的設計作為一體，而不是獨立的。
電路板上的所有元器件都需要學生自己動手焊接。老師課堂上介紹怎樣焊接電路，識別電阻的色環，電容、二極管的正負極，三極管的基極、發射級和集電極怎樣用萬用表來辨別，集成穩壓器的三個端怎么識別，集成電路的管腳的排列順序等知識。醫工專業有80名學生，在做學生調查的時候，學生普遍反映模電實驗有意思，容易記憶；既能夠提高動手能力，又能掌握書上所學的理論知識。
模擬電路綜合設計范文6
【關鍵詞】電子綜合技術；任務驅動；項目化；課程設計
一、《電子綜合技術》課程定位
1.《電子綜合技術》課程是電類相關專業的核心基礎課程
在電子信息專業的課程體系中，《電子綜合技術》是核心職業基礎課程和特色課程之一。它將原有課程體系中的模擬電路、數字電路、電子課程設計、模電數電實驗、電子仿真以及電測和電子技能初級中的相關內容進行有機的整合，通過該課程的學習和技能訓練，一方面了解電子技術的基礎知識、手段、應用及發展，使學生獲得必要的電子技術通用知識和通用技能；另一方面也為學生學習后續的專業知識和專業技能打下扎實的基礎。
2.《電子綜合技術》是電子類專業崗位資格證書“PCB設計”、“電裝中高級工”、“電調中高級工”考證的對口課程
電子信息專業的學生，要求畢業前必須獲得電子組裝與調試、PCB設計、電子維修等崗位資格證書中的一種。本課程所講授的主要知識都與專業職業資格技能鑒定有著密切的聯系，通過本課程的學習，學生能初步形成從工程實際中提出問題、以科學手段分析和解決問題的實踐、創新能力。
3.《電子綜合技術》是培養學生職業素養的重要課程
通過電子技術課程的學習和技能訓練，有利于學生職業能力的提高和職業習慣的養成，通過嚴格執行考勤制度、進出實訓或實際工作場地制度，不定期進行的設備整理測試訓練；以及由分組討論、任務分析、設計、組織實施、匯報點評等教學環節的教學做一體化教學實施，培養了學生的創新精神，同時使學生親身體會了團隊合作的重要性，提高了職業素養。
二、課程設計的理念
本課程設計的理念是淡化課程之間的界限，采用理論教學與實訓操作相結合的"理實一體化"的模式，將模擬電路、數字電路、電子課程設計、模電數電實驗、電子仿真以及電測和電子技能初級中的相關內容進行有機的整合，在教學過程中鍛煉學生應用所學知識分析問題和解決問題的能力，培養科研素質和創新意識，注重學生綜合應用能力的培養。
三、課程設計思路
1.根據專業培養目標和崗位能力要求，確定課程內容
以電子與信息技術專業領域職業崗位群的職業素質、職業能力培養為目標，將國家職業資格培訓、技能鑒定與人才培養方案有機地結合起來，基于工作過程，分析行動領域、轉化學習領域、開發學習情景和項目載體，突顯“基礎類課程綜合化、技術類課程理實一體化、技能訓練類課程項目化”的特點。根據人才培養目標，結合相關課程內容以及經濟產業特點及學生的生源條件，確定課程標準。
2.課程知識和技能目標與典型電子產品生產工作過程相結合
結合符合企業、崗位要求的課程知識和技能目標，分析工程實際，得出典型電子產品生產工作過程包括：電子線路設計、PCB設計制作、元器件篩選、電子工藝技術、電子測量技術、調試排故技術、產品包裝技術、技術文件準備及銷售維護，并通過維護反饋對原設計進行改進，進一步提高產品質量，進入良性循環。
3.項目內容注重選取基礎和特色典型電子產品
將來自于生產實際、常見典型產品及教師科研項目進行提煉，作為載體引入到電子技術的課程教學。典型電子產品注意選取基礎電子產品和特色電子產品，并適當引入高端電子產品，以期通過電子綜合技術課程教學，既保證基本知識、通用技能的獲取以滿足崗位基本要求，又學習先進的技術和時代倡導的發展理念，培養學生的創新精神，同時兼顧崗位性質不同涉及具有一定特色的電子產品。
4.采用多種教學方式，以技能訓練帶動課程知識學習
采用靈活多樣的學習情景設計，如：元器件篩選、電子工藝、功能電路設計安裝與調試等，均可設計為課程技能訓練任務；考慮學生的認知規律和課程特點，采用多種教學方式，如：項目教學法、演示法、互動教學法、答辯式、演講式、分組討論法等，并通過來自生產實際的項目訓練和安全用電知識傳授，達到課程標準提出的職業能力要求?；A學習情境以訓練主要知識點、基本技能和基本工藝能力為主，應用學習情境以訓練學生綜合應用能力、安裝測試能力為主，綜合學習情境以訓練簡單設計能力、創新能力和解決實際問題能力為主。每一個學習情境都包括了資訊、計劃與決策、實施、檢查與評估等環節，相當于進行了一個完整的工作過程。
四、課程目標
1.知識教學目標
（1）基本器件方面：了解常用半導體二極管、三極管、線性集成電路和常用數字集成電路的基本工作原理、特性和主要參數，并能合理選擇和使用這些器件。
（2）基本電路原理及結構方面：熟悉共射、共集放大電路，差動放大電路，互補對稱功率放大電路，負反饋放大電路，集成運算放大電路的結構、理解它們的工作原理、性能及應用。會用各種表示方法描述數字電路邏輯功能，能分析較復雜數字邏輯電路的邏輯功能。
（3）應用電路方面：整流濾波電路的結構、工作原理、性能及應用；熟悉三端穩壓器件的應用；了解正弦和非正弦信號產生電路；運算放大器做比較器的應用；模擬信號的取樣及放大電路。
2.技能教學目標
（1）掌握常用電子電路元器件、半導體器件的識別、使用和測試方法。
（2）掌握常用工具的使用方法；掌握手工焊接技能；掌握常用測試儀器的操作；掌握數字電路中常用儀器儀表的使用；學會電路的搭建和電路板的的制作。
（3）能夠按照原理測試電路；能夠獨立按照要求調試電路；能夠排除電路簡單故障。
（4）了解單級放大電路的分析方法。能估算單級放大電路的電壓放大倍數、輸入和輸出電阻，了解多級放大電路的分析方法。在深度負反饋條件下，掌握利用虛短或虛斷估算電路電壓放大倍數的方法。串聯型穩壓電路的計算。掌握理想運放的基本運算規則。能根據工作要求，完成簡單數字邏輯電路的設計。能通過對數字集成電路芯片資料的閱讀，了解數字集成電路的邏輯功能和使用方法；能分析和排除數字邏輯電路中出現的故障。
3.素質目標
（1）通過電子綜合技術課程的學習，了解電子世界，了解電子電路的實際應用，激發同學們的學習興趣，促使其加深認識所學專業，培養專業歸屬感。
（2）通過學習，加深學生對行業的認知，初步了解電子產品生產的工藝規范，提高實際操作技能，學會主動地學習，達到能夠獨立進行任務操作的水平。
（3）通過親自動手制作和測試，加深對電子電路的了解，學習電子電路的設計與分析方法，培養獨立思考、勤于思考、善于提問的學習習慣，進一步樹立崇尚科學精神，堅定求真、求實和創新的科學態度。
（4）通過任務的完成，增強學生的自信心，加深對電子技術理論的理解與應用，培養學生的成就感、榮譽感和團結合作精神及紀律觀念。
五、課程結構
本課程分兩大模塊——模擬電路、數字電路。每個模塊由諾干項目，每個項目由3-5個任務。模擬電路部分有：半導體器件研究、穩壓電源的研究、低頻電壓放大電路的研究、音頻功率放大電路的研究和正弦振蕩電路的研究等五個項目；數字電路部分有：門電路與組合邏輯電路的研究、觸發器與時序邏輯電路的研究、脈沖信號的產生與整形電路的研究、集成數/模轉換器與集成模/數轉換器的研究等四個項目。并在課程最后設計綜合項目：家用設備定時控制電路的制作。將基礎知識、基本技能和綜合素質的掌握貫穿于教學項目。
1.模擬電路模塊
項目一：半導體器件研究 （8學時）（如表1所示）
項目二：穩壓電源的研究 （8學時）（如表2所示）
項目三：低頻電壓放大電路的研究 （8學時）（如表3所示）
項目四：音頻功率放大電路的研究 （20學時）（如表4所示）
項目五：正弦振蕩電路的研究 （12學時）（如表5所示）
2.數字電路模塊
項目一：門電路與組合邏輯電路的研究 （8學時）（如表6所示）
項目二：觸發器與時序邏輯電路的研究 （16學時）（如表7所示）
