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電子電路分析與設計范文1
關鍵詞：出租車計價器；里程計費電路；等候時間計費電路；計數、鎖存、顯示電路；時鐘電路；置位電路和脈沖產生電路
中圖分類號：TP302 文獻標識碼：A
出租車自動計費器是根據客戶用車的實際情況而自動計算、顯示車費的數字表。數字表根據用車起步價、行車里程計費及等候時間計費三項顯示客戶用車總費用，打印單據，還可設置起步、停車的音樂提示或語言提示。
1.設計方案
(1)自動計費器具有行車里程計費、等候時間計費和起步費三部分，三項計費統一用4位數碼管顯示，最大金額為99.99元。
(2)行車里程單價設為1.80元/km，等候時間計費設為1.5元/10分鐘，起步費設為8.00元。要求行車時，計費值每公里刷新一次；等候時每10分鐘刷新一次；行車不到lkm或等候不足10分鐘則忽略計費。
(3)在啟動和停車時給出聲音提示腳。
自動計費采用計數器電路來實現，將行車里程、等候時間分別按相同的比價轉換成脈沖信號，然后對這些脈沖進行計數，起價可以通過預置送入計數器作為初值，如圖1的原理框圖所示。行車里程計數電路每行車lkm輸出一個脈沖信號，啟動行車單價計數器輸出與單價對應的脈沖數。例如單價是1.80元/km，則設計一個一百八十進制計數器，每公里輸出180個脈沖到總費計數器，即每個脈沖為0.01元。等候時間計數器將來自時鐘電路的秒脈沖作六百進制計數，得到10分鐘信號，用10分鐘信號控制一個一百五十進制計數器(等候10分鐘單價計數器計費為1.5元)向總費計數器輸入150個脈沖。這樣，總費計數器根據起步價所置的初值，加上里程脈沖、等候時間脈沖即可得到總的用車費用例。
上述方案中，如果將里程單價計數器和10分鐘等候單價計數器用比例乘法器完成，則可以得到較簡練的電路。它將里程脈沖乘以單價比例系數得到代表里程費用的脈沖信號，等候時間脈沖乘以單位時間的比例系數得到代表等候時間的時間費用脈沖，然后將這兩部分脈沖求和。
如果總費計數器采用BCD碼加法器，即利用每計滿lkm的里程信號、每等候10分鐘的時間信號控制加法器加上相應的單價值，就能計算出用車費用。
1.1里程計費電路設計
里程計費電路如圖2所示。安裝在與汽車輪相接的渦輪變速器上的磁鐵使干簧繼電器在汽車每前進10m閉合一次，即輸出一個脈沖信號。汽車每前進1km則輸出100個脈沖。此時，計費器應累加lkm的計費單價，本電路設為1.80元。在圖2中，干簧繼電器產生的脈沖信號經施密特觸發器整形得到CP0。CP0送入由兩片74HCl61構成的一百進制計數器，當計數器計滿100個脈沖時，一方面使計數器清0，另一方面將基本Rs觸發器的Q1置為1，使74HCl61(3)和(4)組成的一百八十進制計數器開始對標準脈沖CPl計數，計滿180個脈沖后，使計數器清0。Rs觸發器復位為0，計數器停止計數。在一百八十進制計數器計數期間，由于QI=I，則p2=。使P2端輸出180個脈沖信號，代表每公里行車的里程計費，即每個脈沖的計費是O.Ol元，稱為脈沖當量。
1.2等候時間計費電路設計
等候時間計費電路如圖3所示，由74HCl61(1)、(2)、(3)構成的六百進制計數器對秒脈沖CP2作計數，當計滿一個循環時也就是等候時間滿10分鐘。一方面對六百進制計數器清O，另一方面將基本RS觸發器置為1，啟動74HCl61(4)和(5)構成的一百五十進制計數器(10分鐘等候單價)開始計數，計數期間同時將脈沖從P1輸出。在計數器計滿10分鐘等候單價時將Rs觸發器復位為0，停止計數。從P1輸出的脈沖數就是每等候10分鐘輸出150個脈沖，表示單價為1.50元，即脈沖當量為0.01元。等候計時的起始信號由接在74HCl61(1)的手動開關給定。
1.3計數、鎖存、顯示電路設計
如圖4所示，其中計數器由4位BCD碼計數器74LSl60構成，對來自里程計費電路的脈沖P2和來自等候時間的計費脈沖P1進行十進制計數。計數器所得到的狀態值送入由2片8位鎖存器74LS273構成的鎖存電路鎖存，然后由七段譯碼器74LS48譯碼后送到共陰數碼管顯示。
計數、譯碼、顯示電路為使顯示數碼不閃爍，需要保證計數、鎖存和計數器清零信號之間正確的時序關系，如圖5所示。由圖5的時序結合圖4的電路可見，在Q2或Q1為高電平1期間，計數器對里程脈沖P2或等候時間脈沖P1進行計數，當計數完lkm脈沖(或等候10分鐘脈沖)則計數結束?，F在應將計數器的數據鎖存到74LS273中以便進行譯碼顯示，鎖存信號由74LSl23(1)構成的單穩態電路實現，當Q1或Q2由1變0時啟動單穩電路延時而產生一個正脈沖，這個正脈沖的持續時間保證數據鎖存可靠。鎖存到74LS273中的數據由74LS48譯碼后，在顯示器中顯示出來。只有在數據可靠鎖存后才能清除計數器中的數據。因此，電路中用74LSl23(2)設置了第二級單穩電路，該單穩電路用第一級單穩輸出脈沖的下跳沿啟動，經延時后第二級單穩的輸出產生計數器的清零信號。這樣就保證了“計數一鎖存一清零”的先后順序，保證計數和顯示的穩定可靠。
圖4中的S2為上電開關，能實現上電時自動置入起步價目，s3可實現手動清零，使計費顯示為00.00。其中，小數點為固定位置。
1.4時鐘電路設計
時鐘電路提供等候時間計費的計時基準信號，同時作為里程計費和等候時間計費的單價脈沖源，電路如圖6所示。
在圖6中，555定時器產生lkHz的矩形波信號，經74LS90組成的3級十分頻后，得到1Hz的脈沖信號，可作為計時的基準信號。同時，可選擇經分頻得到的500Hz脈沖作為CPl的計數脈沖。也可采用頻率穩定度更高的石英晶體振蕩器。
1.5置位電路和脈沖產生電路的設計
在數字電路的設計中，常常還需要產生置位、復位的信號，如sD、RD。這類信號分高電平有效、低電平有效兩種。由于實際電路在接通電源瞬間的狀態往往是隨機的，需要通過電路自動產生置位、復位電平使之進入預定的初始狀態，如前面設計中的圖4，其中s2就是通過上電實現計數器的數據預置。圖7表示了幾種上電自動置位、復位或置數的電路。
在圖7(a)中，當s接通電源時，由于電容C兩端電壓不能突變仍為零，使RD為O，產生Q置0的信號。此后，c被充電使c兩端的電壓上升到RD為
1時，D觸發器進入計數狀態。圖7(b)則由于非門對開關產生的信號進行了整形而得到更好的負跳變波形。圖7(c)和圖7(d)中的CC4013是CMOS雙D觸發器，這類電路置位和復位信號是高電平有效，由于開關閉合時電容可視為短路而產生高電平，使RD=I，Q=0；若將此信號加到SD，則SD=I，Q＝1；置位、復位過后，電容充電而使RD(SD)變為0，電路可進入計數狀態。圖7(e)是用開關電路產生點動脈沖，每按一次開關產生一個正脈沖，使觸發器構成的計數器計數1次；圖7(f)是用開關電路產生負脈沖，每按一次開關產生一個負脈沖。2
電路的安裝與調試
數字電路系統的設計完成后，必須進行安裝調試，以使設計的電路滿足設計的功能和性能指標，并且要求達到系統的可靠性、穩定性、抗干擾能力等技術指標。以下是安裝調試數字電路的幾個重要步驟和指標：
2.1檢測電路元件
最主要的電路元件是集成電路，常用的檢測方法是用儀器測量、用電路實驗或用替代方法接入已知的電路中。集成電路的檢測儀器主要用集成電路測試儀，還可用數字電壓表作簡易測量。實驗電路則模擬現場應用環境測試集成芯片的功能。替代法測試必須具備已有的完好工作電路，將待測元件替代原有器件后觀察工作情況。
除集成電路芯片外，還應檢測各種準備接人的其他各種元件，如三極管、電阻、電容、開關、指示燈、數碼管等。應確信元件的功能正確、可靠才能裝入電路安裝。
2.2電路安裝
數字電路系統在設計調試中，往往是先用面包板進行試裝，只有試裝成功，經調試確定各種待調整的參數合適后，才考慮設計成印刷電路。
試裝中，首先要選用質量較好的面包板，使各接插點和接插線之間松緊適度。安裝中的問題往往集中在接插線的可靠性上，特別需要引起注意。
安裝的順序是按照信號流向的順序，先單元后系統、邊安裝邊測試。先安裝調試單元電路或子系統，在確定各單元電路或子系統成功的基礎上，逐步擴大電路的規模。各單元電路的信號連接線要有標記，如用特別顏色的線，以便能方便斷開進行測試。
2.3系統調試
系統調試將安裝測試成功的各單元連接起來，加上輸入信號進行調試，發現問題則先對故障進行定位，找出問題所在的單元電路。采用故障現象估測法(根據故障情況估計問題所在位置)、對分法(將故障大致所在部分的電路對分成兩部分，逐一查找)、對比法(將類型相同的電路部分進行對比或對換位置)等。
系統測試分靜態測試和動態測試。靜態測試時，在各輸入端加入不同電平值，加高電平(一般接1千歐以上電阻到電源)、低電平(一般接地)后，用數字萬用表測量電路各主要點的電位，分析是否滿足設計要求。動態測試時，在各輸入端接入規定的脈沖信號，用示波器觀察各點的波形，分析它們之間的邏輯關系和延時。
除了調試電路的正常工作狀態外，另外特別要注意調試初始狀態、系統清零、預置等功能，檢查相應的開關、按鍵、撥盤是否可靠，手感是否正常。
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電子電路分析與設計范文2
關鍵詞：電子信息；專業課程；模擬電子技術
1 模擬電子技術基礎課程的特點
模擬電子技術基礎，又稱為電子技術基礎模擬部分，與數字電子技術一起統稱為電子技術基礎。是面向電子信息學科的專業基礎必修課。該課程的特點包括：重要性，模擬電子技術是現代化重中之重的技術；非線性，電子放大器是一種非線性元件，需要用非線性分析方法（圖解法、微變等效近似等）；工程性，在足夠精確的情況下，為了計算方便，常用近似來化簡；微觀性，深入到原子電子級分析問題；實踐性很強，動手性很強，需要很好的實踐，不實踐學不好；復雜性，易受多種因素影響，如溫度，隨機性，光照等等影響，參數宜變，參數分散等增加了該課程內容的復雜程度；基礎性，是后續電子類課程的基礎，也是電子信息類專業考研的課程之一；主干性，是電子信息類本科專業的主干專業課程。本課核心是電子放大器，該課程主要就是講放大。
模擬電子技術基礎課程的基本概念、基本分析方法已經滲透到了各行各業各個領域。包括廣播通信：發射機、接收機、擴音、錄音、程控交換機、電話、手機等；互聯網絡：路由器、ATM交換機、收發器、調制解調器等；工業領域：鋼鐵、石油化工、機加工、數控機床等；交通方面：飛機、火車、輪船、汽車等；軍事領域：雷達、電子導航等；航空航天領域：衛星定位、監測；醫學領域：γ刀、CT、B超、微創手術等；消費類電子領域：家電（空調、冰箱、電視、音響、攝像機、照相機、電子表）、電子玩具、各類報警器、保安系統等。電子技術的發展，推動計算機技術的發展，使之“無孔不入”，應用廣泛。
模擬電子技術基礎課程的學習使學生牢固掌握模擬電子電路系統的分析能力和集成電路的創新設計能力，掌握模擬電子信號和系統的基本原理及基本分析方法，深入理解模擬電子電路系統的各個組成部分的基本原理，掌握應用所學典型模擬電子系統解決信號分析問題的方法，掌握集成電路的設計原理和實現方法。為學生進一步學習有關信息、通信方面的課程和今后的科研工作打下良好的理論基礎。
2 模擬電子技術基礎課程的先修課程
模擬電子技術基礎課程的先修課程有《高等數學》、《大學物理》和《電路分析基礎》，其中最重要的也是銜接最緊密的一門課程就是――《電路分析基礎》。簡單來說可以將電路分析基礎和模擬電子技術基礎歸為同一類專業課程，從內容上看，《電路分析基礎》主要讓學生掌握電子電路分析的基本能力，而《模擬電子技術基礎》課程則是學習對模擬信號的處理分析，從模擬電子系統的各個組成部分出發，分別學習各種典型的模擬電子電路，給學生建立起模擬系統的基本構架，為后續深入學習信號與系統的分析能力打好基礎。
模擬電子技術基礎課程在《電路分析基礎》學習的基礎上，分別從微觀和宏觀探討模擬電子電路系統的各個方面。微觀深入到電子原子級，討論半導體材料的神奇，進而分析二極管、三極管和場效應管在微觀領域，內部載流子運動的情況，從而讓學生深入體會半導體器件的奇妙之處。宏觀上從集成電路出發，理解集成電路的奧妙，小到微觀電子原子級，大到模擬系統及大型集成電路的設計。學習模擬電子技術基礎課程之后，學生有了系統的概念，信號處理的概念，在此基礎上再進行數字電子技術的學習，學生更能理解和接受，電路分析基礎和模擬電子技術基礎兩門課雖然內容不同，各有側重點，但很多分析方法、理論公式都環環相扣，所以可以進行對比學習，提高學習效率。
3 模擬電子技術基礎課程設置知識要求
模擬電子技術基礎課程是電子信息專業本科生的專業基礎主干必修課程，它具有自身的體系，是理論性、實踐性都很強的課程，是學習很多后續專業課的基礎。為今后深入學習電子技術在專業中的應用（例如在《信號與系統》、《數字信號處理》、《通信與系統》、《通信原理》、《嵌入式系統理論及實踐》等后續專業課程中的應用）打好基礎，為學生建立系統分析的概念，培養學生自主分析問題和解決問題的能力，幫助學生成功的從中學階段對電壓電流的具體求解，過渡到本科階段自主進行信號與系統的分析能力的培養。
4 模擬電子技術基礎課程設置能力要求
模擬電子技術基礎課程設置能力要求以理論基礎和實踐操作相結合，既保證嚴謹的理論體系，又結合工程實踐的特點。通過模擬電子技術基礎課程的學習，應能具備模擬電子電路的系統分析能力、大型集成電路系統的分析計算能力、簡單的集成電路設計能力，以及電子技術系統相關專業知識的自學能力。
5 模擬電子技術基礎課程達成目標要求
通過模擬電子技術基礎課程的學習，掌握模擬電子系統的各個部分，包括電子電路系統與信號、半導體二極管及其基本電路、半導體三極管及放大電路基礎、場效應管放大電路及其應用、功率放大電路、集成電路的組成原則、集成電路運算放大器、反饋放大電路、信號的運算與處理電路、信號產生電路、直流穩壓電源等典型模擬電子電路系統的分析計算能力及基本集成電路系統的設計能力，培養學生分析問題和解決問題的自主學習能力；學會用所學的典型模擬電子電路系統自主創新設計完整的模擬集成電路系統，輔助實現模擬電子電路系統的各種基本功能；能借助實際電子電路實驗箱和軟件模擬仿真，實現不同類型模擬電路系統的功能，通過實驗環節操作訓練具備處理實際工作問題的相關專業技能，理論與實踐相結合，更好的理解模擬電子技術這門學科的專業知識，為后續專業課程打好基礎。
6 教學方法建議
和眾多電子信息類專業基礎課一樣，模擬電子技術基礎課程以理論講授與實踐操作相結合，理論部分也是以教師講授為主，課程內容繁多，有時候為了在有限的學時內完成全部的課程內容講授，很多教師會全程進行講授，學生被動的接受知識，猶如過眼云煙，沒有足夠的消化理解相關知識點的時間，真正理解領會的知識點非常有限，不懂的內容還需要教師花更多的時間來反復講解，其實這樣的教學模式，教師辛苦不說，教學效果還會極差。理論部分的講授應該著重抓課前預習及課后復習，上課前十分鐘用來對前一次課的內容及要求預習的內容做提問，以這種方式督促學生進行課前預習和課后復習，對知識點進行鞏固。
綜上所述，《模擬電子技術基礎》這門課程對電子信息類專業的本科生非常重要，另外電子信息類本科專業基礎課程還有很多，不僅僅是模擬電子技術基礎，每門不同的專業課程都有其特點和用途，學生只要從宏觀的角度，理解其中的關聯性和銜接性，教師也可適當讓學生了解每門課程設置的知識要求、課程設置的能力要求，以及課程的達成目標要求等，只為每一位學生能學好每一門專業課，真正具備電子信息的相關專業技能。
參考文獻
[1]童詩白，華成英.模擬電子技術基礎（第四版）[M].高等教育出版社.
電子電路分析與設計范文3
[關鍵詞]通信電子電路；教學改革；教學方法；教學內容
[中圖分類號]G642
[文獻標識碼]A
[文章編號]2095-3712（2014）28-0059-03
[基金項目]本文系廣西高等教育教學改革工程項目（2013JGZ128）的研究成果。
[作者簡介]陳冬梅（1976―），女，湖北荊門人，碩士，桂林電子科技大學信息與通信學院副教授，研究方向：無線通信，通信網絡。
通信電子電路是通信工程、電子信息工程、電子科學與技術等專業中的一門重要的專業基礎課，也是一門理論性、工程性和實踐性很強的專業基礎課。它主要研究模擬通信系統中一些基本單元電路的組成、工作原理及功能、基本分析方法和工程計算方法，強調電路結構和單元電路的模型化。[1]通過學習這門課程，學生可以初步具備通信系統的設計和安裝技能，并能使用電子儀器進行調整和測試，為以后專業課的學習打下基礎。本文根據多年的教學實踐，分析該課程教學現狀，探索教學改革。
一、課程教學現狀
（一）教學內容多，課時少
根據學校的教學改革要求，通信電子電路課程的課時被壓縮，造成教學內容多與教學課時少的矛盾。[2]同時，先修課程所接觸的電路基本上都是線性電路，而本課程涉及的電路是非線性電路，因此教師教得費力，學生學得吃力。
（二）與先修課程、后續課程聯系密切
通信電子電路的先修課程有高等數學、大學物理、電路分析基礎、模擬電子技術、信號與系統等，后續課程有通信原理、現代移動通信系統等，因此它是一門承前啟后的課程。[3]
（三）理論教學與實踐教學的脫節
理論教學中介紹的電路多是分立元件電路且沒考慮實際電路的高頻效應，學生在課堂上很少接觸實際的電子產品及電路，實踐教學多以驗證實驗為主，缺少創新性和自主性。[4]
（四）理論教學和集成電路學科發展差距大
理論教學仍以較為經典的分立元件電路的內容為主，這與集成電路學科發展的差距較大，造成學生所學與所用脫節，學而無用的現狀，也就是說，學生在學習本門課程之后難以設計出實用的高頻、射頻電路，甚至連相關的文獻資料也看不懂。
二、教學改革的探索
針對上述教學現狀，本文對通信電子電路課程教學改革進行了如下探索：
（一）修改教學大綱，精簡教學內容
隨著通信技術和集成電路技術的飛速發展，電路的集成度越來越高，通信電子電路的課程教學大綱和教學內容要順應時代潮流不斷更新，刪除、縮減一些陳舊的教學內容，比如丙類倍頻器、二極管調幅電路等，增加一些新技術的介紹和典型的集成電路模塊，比如鎖相環倍頻器、集成模擬乘法器調幅電路等。除此之外，相似內容避免重復講，比如幅度調制、乘積型同步檢波、混頻器等電路的核心器件都是相乘器，只需要詳細介紹首先接觸到的幅度調制電路選用什么樣的相乘器來實現以及相乘器工作原理，后兩種電路中的相乘器介紹即可忽略。
（二）改進教學方法，實現本課程的承前啟后
由于通信電子電路課程是一門承前啟后的專業基礎課，所以理論教學過程中要采用適當的教學法。
1.移植教學法引導學生“承前”
案例一：LC選頻回路。
教學過程中，采用如下步驟進行：
（1）LC選頻回路是線性元件電感、電容、電阻等組成的電路，因此它是一個線性系統。
（2）接著，讓學生回憶信號與系統課程中線性系統的常用分析方法，即頻域分析法，將信號與系統中的頻域分析法移植到LC選頻回路的分析中，從系統傳輸函數的幅頻特性和相頻特性兩個方面來分析LC選頻回路的選頻效果。
案例二：正弦波振蕩電路。
移植教學法可以不斷提出問題讓學生思考。教學過程中，采用如下步驟進行：
（1）設問：正弦波振蕩電路是線性電路還是非線性電路？（是典型的非線性電路）這種非線性系統采用什么分析方法――圖解法、冪級數分析法等？由于正弦波振蕩電路在起振初期的信號是小信號，所以可以將正弦波振蕩電路看作是一個近似的線性電路，采用模擬電子技術課程中微變等效電路分析方法來分析其振蕩條件的滿足。
（2）在微變等效電路分析的基礎上推導振蕩條件、振蕩頻率等。教學過程采用這種移植教學法給學生不斷設問，引導學生思考問題，這樣學生很容易接受陌生的教學內容，也能學會分析問題、解決問題的方法，也會明白學以致用的道理。
2.對比教學法引導學生“承前啟后”
下面分別通過案例一說明如何采用對比教學法“承前”，通過案例二說明如何采用對比教學法“啟后”。
案例一：高頻小信號調諧放大器。
模擬電子技術中介紹過低頻放大器，通信電子電路介紹高頻小信號調諧放大器，如圖1所示。這兩者的共同點是都屬于電壓放大器，可以采用對比教學法分析高頻小信號調諧放大器的性能，過程如下：
圖1 高頻小信號調諧放大器
（1）對比電路結構的不同。教學過程中可通過設問來比較兩者的電路結構的不同。不同點之一：低頻放大器的輸入信號形式通常采用阻容耦合方式，高頻放大器采用變壓器耦合方式。不同點之二：低頻放大器的負載是電阻，高頻放大器負載是LC選頻回路。
（2）分析步驟的異同點。分析步驟的異同點如表1所示。高頻小信號放大器的分析部需要低頻放大器的步驟一。因為低頻放大器的微變等效電路采用H參數，H參數與放大器的靜態工作點參數有關，而高頻小信號放大器的微變等效電路采用Y參數，Y參數與放大器的靜態工作點參數無關，所以忽略此步驟。接下來的步驟二是類似的，但是這部分學生往往對電容電感的處理感到棘手，教學中常用黑板板書列出電容電感元件處理方法的不同，如表2所示。步驟三是類似的，只不過分別采用H參數，Y參數微變等效電路。步驟四也是類似的，性能指標的計算有所不同而已。若采用這種對比教學法的話，學生能輕而易舉地掌握高頻小信號放大器的分析方法。
案例二：幅度調制、頻率調制和相位調制。
本課程中介紹的三種調制方式都屬于模擬調制方式，雖然模擬調制系統在現今通信中不大常用，但是模擬調制是后續課通信原理中模擬調制、數字調制的分析基礎。兩門課程都會介紹模擬調制，但是側重點和分析內容不同，因此可以采用對比教學法來“啟后”。比如，通信電子電路著重介紹調制信號是單頻信號情況下的三種模擬調制原理及電路形成，而通信原理著重介紹調制信號是帶限信號情況下的三種模擬調制原理及相應的模擬調制系統的性能分析，系統性能分將會有助于課程設計和畢業設計中如何選擇一個合適的調制方式來實現通信。
（三）加強實踐教學，以賽促學
實踐教學是理論教學的重要輔助部分，也是提高教學質量的重要手段之一。對于通信電子電路課程來說實踐教學尤為重要。
首先要合理安排實驗內容，減少驗證性實驗，多讓學生的動手設計部分電路或改進部分實驗電路，這樣既能加強對理論知識的理解，又能鍛煉學生的動手能力。
其次要加強課程設計，豐富課程設計內容。針對學生的個人特點，課程設計可以設定為軟件仿真類、硬件設計類課程設計，硬件設計類的課程設計也不一定要學生設計一個全新的通信系統，可以試著用學過的理論知識來改進現有電路以實現一個新的功能。
最后還要以賽促學，調動學生學習本門課程的積極性。教學過程中可以將全國電子設計大賽和廣西電子設計大賽與本課程教學內容密切結合，課堂上適當介紹本學科的發展前沿，推動本課程的課程教學、教學改革等，激發學生的學習興趣。我校的科協和創新基地等為學生提供了動手的平臺，學生參加各類電子類大賽成績斐然，很好地激發了學生的學習熱情。[5]
（四）充分運用多媒體和仿真軟件
在信息時代的大環境下，多媒體教學已成為一種趨勢。多媒體教學融入文本、電路圖、框圖、動畫等元素，使抽象的內容形象化、生動化，學生容易理解和接受。比如在講解高頻小信號調諧放大器時，通過多媒體動畫演示，引導學生思考下一個要分析的問題是什么。
另外，將仿真軟件Multisim引入到課堂教學，相當于將實驗室搬到課堂中，利用強大的虛擬儀器儀表功能對講授的單元電路進行仿真實驗，這樣可以加深學生對電路功能的理解，使教學內容更加直觀。
三、結束語
本文針對通信電子電路的教學現狀，對教學方法進行了探索，通過具體的教學案例重點介紹了如何實施移植教學法和對比教學法?？傊?，在教學過程中，只有不斷進行教學方法的改進才能取得好的教學效果，激發學生的學習興趣，培養學生的動手能力。
參考文獻：
[1] 王衛東，陳冬梅，胡煜.高頻電子電路[M].第3版.北京：電子工業出版社，2014.
[2] 陳冬梅，周勝源.Multisim 8軟件在通信電子電路課程教學中的應用[J].桂林電子科技大學學報，2009（4）：317-320.
[3] 李士軍，宮鶴，徐艷蕾.“高頻電子線路”教學研究[J].長春理工大學學報，2012（8）：201-202.
電子電路分析與設計范文4
1.教學改革的設計思想
課程改革重點主要包括建立科學的課程體系、符合電子信息、自動化類專業特點的完整理論及實踐教學體系。重視教學內容和方法的研究，針對教學中的問題，積極發表教學研究文章，以期與同行進行探討，不斷探索教育、教學規律，改進教學方法，提高教學質量；采用多媒體電子教案授課和傳統方式授課相結合，電化教學和網絡相結合，課堂教學與網絡教學相結合，理論教學與上機實踐相結合的現代化教學模式。
1.1 理論教學改革的設計思想
理論教學內容為電路分析的基本概念、基本理論和基本分析方法。包括：電路的等效變換法；線性網絡的一般分析方法和網絡定理；一階動態電路分析；正弦穩態分析；耦合電感和變壓器電路分析；電路的頻率特性；二端口網絡；非線性電路分析及磁路和鐵芯線圈。課程的難點主要體現在以下幾點：
（1）涉及的定理、分析方法紛繁復雜，高等數學基礎要求嚴格，如求解代數方程、微分方程以及復數運算（相量分析）等。
（2）研究領域廣，不但要求對純電阻電路、正弦穩態電路進行分析，而且要求對含變壓器的電路、電路頻率特性等內容進行分析等。
（3）分析方法較抽象，主要是對實際電路轉化的電路模型為分析對象，如受控源等四端元件不好理解。因而，對含受控源的電路分析、含變壓器的電路分析成了學習的難點。
針對以上重難點內容，理論教學改革的思想體現在以學生為主體的自主學習教學模式：
（1）利用現代化教學手段
引進現代化的教學手段和教學方法。制作完成“電路分析基礎”課程的多媒體課件，從2008年開始用于全校本科生教學，并在實踐中得到不斷完善。為了充分利用網絡資源，開發多渠道的學習途徑，將多媒體錄像課件、電子教案、授課計劃和作業批改等相關教學內容及時在網上。
（2）探索新的教學方法
以學生為主體，采用啟發式教學、與學生互動式課堂討論和網上教育等方法，加強教與學的信息交流，啟發學生聯系所學知識點，培養主動思考和自主學習的習慣。
（3）多種方法確保課程教學質量的提高
“電路分析基礎”的各系列課程均具有符合專業人才培養要求的課程教學大綱，同一課程的所有班級實行“三統一”（大綱統一、教材統一、試卷統一）。通過制訂詳細的教學計劃，規范教學過程以確保教學大綱的全面實施。實行考-教分離的方法，使用AB卷?？荚嚭蠹皶r研究試卷中出現的各種問題，用于指導今后的課堂教學。在引進“電路分析基礎/信號與系統題庫”（西安電子科技大學）的基礎上，建立試題庫，作為題庫的補充，使之更加完善。利用網絡等現代化工具，對教師教學效果進行測評，設立網絡信箱收集學生對課程教學的意見與建議。
1.2 實踐教學改革的設計思想
隨著各種EDA軟件的引入，EDA教育收到了空前的重視，EWB軟件在優化教學過程，改善實驗條件、改革實驗教學模式、課件制作以及遠程教育方面發揮了重要的作用，為充分發揮電路仿真平臺軟件的教學功能提供了廣闊的應用環境。為此，提出操作性試驗與軟件仿真試驗相結合的設計思想，實踐教學活動按照從基礎性操作試驗、綜合性仿真試驗到設計性仿真試驗、創新性實訓，設置實踐教學模塊，既重視基礎實驗，更強調綜合設計性實驗，體現“以學生為本，促進學生知識、能力、素質協調發展”的教育理念。多層次實踐教學模式如圖1所示。
圖1 多層次實踐教學模式
圖1中，基礎性操作試驗在我校實驗中心“高性能電工電子試驗裝置”上完成，主要培養學生必需的電工電子硬件實驗的基礎知識及靈活運用電工電子的基本能力；綜合性仿真試驗及設計性仿真試驗由學生在仿真軟件上操作，注重培養學生濃厚的學習興趣、旺盛的求知欲、積極的探索精神、堅持真理的態度；電路實訓環節主要考察學生對電路的綜合掌握情況及設計能力的培養。
每個試驗項目的必做項目由老師指導在試驗課堂完成，選做實驗項目在開放試驗時間由學生自行完成，利用電路實驗室的全面開放，學生也可以完成實驗項目的預習、課內已完成的實驗項目的重做或者未完成實驗項目的補做，真正做到因材施教，使拔尖創新人才得以充分發揮其潛力和才能，為高素質人才的脫穎而出創造了良好的成長條件。
2.教學改革的實施特點
電路教學改革的重點體現在強化了學生自主學習的教學模式，以Mutisim軟件作為仿真平臺，通過優化、更新實驗課程內容，加強綜合性、設計性、創新性實驗項目，強化學生工程訓練和設計能力培養。
2.1 多媒體技術的特點
多媒體教學作為現代教學方式，具有許多優勢。第一，課件形式多樣化。課件中可加入聲音、動畫、彩圖等傳媒手段，使授課內容的展現形式豐富多樣化，有利于吸引學生的注意力。第二，授課內容清晰。在電路教學中有許多復雜的電路圖和元件實物圖，黑板上難以呈現，費時費力，且不清晰，通過多媒體可以輕松實現。第三，多媒體教學信息量大。減少了傳統教學中教師的抄寫時間，便于在有限課時內完成教學內容，提高教學效率。
2.2 Mutisim的特點及仿真方法
（1）直觀的圖形界面
整個界面就像是一個電子實驗工作臺，繪制電路所需的元器件和仿真的儀器儀表均可直接放到工作區，輕點鼠標即可完成導線的連接，軟件儀器的控制面板和操作方式與實物相似，測量數據、波形和特性曲線如同在真實儀器上看到的一樣。
（2）豐富的元器件庫
NI Mutisim10大大擴充了EWB的元件庫，包括基本元件、半導體元件、TTL以及CMOS數字IC、DAC、ADC、MCU和其他各種部件，切用戶可通過元件編輯器自行創建和修改所需元件模型，還可通過公司官方網站和商獲得元件模型的擴充和更新服務。
（3）豐富的測試儀器儀表
除了EWB具備的數字萬用表、函數發生器、示波器、掃頻儀、字信號發生器、邏輯分析儀外，還新增了瓦特表、失真分析儀、頻譜分析儀和網絡分析儀，且所有儀器均可多臺同時調用。
（4）完備的分析手段
支持直流工作點分析、交流分析、瞬態分析、傅里葉分析、噪聲分析、失真分析、參數掃描分析、溫度掃描分析、批處理分析、靈敏度分析等，能基本滿足電子電路設計和分析的要求。
（5）強大的仿真功能
NI Mutisim10既可對模擬電路或數字電路分別進行仿真，也可進行數?；旌戏抡?，仿真失敗時會顯示錯誤信息，提示可能出錯的原因，仿真結果可隨時存儲和打印。
（6）完美的兼容功能
NI Mutisim10可方便地將模擬結果以原有文檔格式導入LABVIEW或者Signal Express中。工程人員可更有效的分享及比較仿真數據和模擬數據，而無須轉換文件格式，在分享數據時減少了失誤，提高了效率。
3.基于NI Mutisim10的仿真方法，步驟及應用實例
3.1 仿真方法
基于電路分析基礎的仿真方法主要有兩種：一種是測量法，就是用軟件元件庫中的儀表直接去測量電路兩端的信號，比如點位、電壓、電流信號等。第二種是分析法，就是用軟件中提供的電路分析法直接去分析電路，比如直流分析，交流分析等。
3.2 仿真步驟
（1）建立電路文件。啟動Mutisim10，系統自動創建一個默認標題為“Circuit1”的新電路文件，該文件可以另存。
（2）軟件界面的定制、MUtisim10允許用戶根據自己的習慣設置軟件的界面，包括工具欄、電路顏色、頁面尺寸、聚焦倍數的設置等，可以通過點擊“OptionsGlobal Preferences”選項，在彈出的對話框中進行設置。
（3）放置元器件，可以在標準工具欄中選擇，也可點擊菜單欄中點擊“PlaceCompo-nent”，在彈出的對話框中選擇需要的元器件。
（4）放置導線和節點進行電路的連接。
（5）放置儀器儀表進行測量，或者點擊Simulate進行仿真分析。
3.3 仿真實例
以RLC串聯諧振電路為例，創建電路圖如圖2所示。
圖2 RLC串聯諧振電路
（1）點擊Simulate下拉菜單的Run或者直接點擊仿真開關，可以在模擬示波器XSC1觀察到電源和電阻兩端的電壓波形如圖3所示。
圖3電壓波形
（2）點擊“Simulate/Analyses/AC Anal-yses”（交流分析）即可得到幅頻特性曲線和相頻特性曲線，移動游標至縱坐標最大值下降3dB位置，即可得到上下限截止頻率fL和fH分別為1.53KHz，1.68KHz，由此可知通頻帶寬度為f=fH-fL≈150KHz，RLC串聯諧振電路的幅頻特性曲線、相頻特性曲線和通頻帶如圖4所示。
圖4 RLC串聯諧振電路的幅頻特性曲線、
相頻特性曲線和通頻帶
通過對RLC串聯諧振電路的運行仿真，交流分析，不難得出，利用Mutisim仿真平臺，能夠很方便的組成電路，更換元件，調節電路元件參數，觀察波形，驗證電路的對錯，這在實際試驗操作中是難以完成的，從而提高學生的動手能力及獨立思考的能力。
實驗教學中選用NI Mutisim軟件作為電路仿真平臺，對應用型本科學生電子電路設計能力和故障診斷能力的提高是可行性，仿真技術賦予了電路教學以新的方式方法，激發了學生的探索興趣，提高了實驗效率，降低了實驗風險，開拓了新思路?？傊?，正是由于仿真軟件的應用，既保證了每個學生達到共同電子技術基礎的前提下，又可以針對不同學科分門別類，分層次的設計出多樣的、可供不同發展潛能學生選擇的電路實驗。
電子電路分析與設計范文5
關鍵詞：企業調研，高職院校，一體化課程，電子專業
中國分類號：G718.5
高職教改中，如何培養學生、學生應掌握哪些技能，一直是各學校研究和探討的問題。通過電子企業頂崗實習，進行深度校企合作，努力開拓新型電子類專業一體化課程。
1、企業調研
企業需要的技術人員要會思考和創新，為企業帶來更高的效益，提高工作效率。和生產線上機械操作的工人不同，高職培養的主要是高技能應用型人才，這就要求我們培養的學生能根據生產線的實際，優化設備為企業生產制造更多的效益，另外，企業也要求員工有持續的學習能力。這些是我們學校教學中需要給學生融入課堂的。每個企業都有自己的文化，企業文化很重要，企業的每個員工如果有著扎根企業的精神，他對企業文化的理解肯定深刻。一線的流水線工人對企業的文化沒什么概念，只懂機械的操作。而高職學生需要了解企業文化，融入企業。例如，在致伸科技（重慶）有限公司定崗實習期間，通過與該企業制造部的經理交流得知，他們需要的人才不是機械的從事流水線或領班或機械的維修技術人員，他們需要的是為企業考慮如何提高效率和創造價值的人才，懂得思考的人才，能懂得領導的意圖的人才。因此，高職院校在進行課程設置時要充分考慮對口企業真正的需求。
2、課程設置與開發
2.1課程的設置
在今后的高職教學過程中，我們一定要按照高職教育的新理念有針對性的進行教學，例如原來的《電路分析》課程，側重電路理論的講解，而高職課程應該是實踐類的，注重學生技能的培養，故高職開設《電子電路分析與實踐》課程，原來《電路分析》課程中一些復雜的計算，完全可以大膽的不講，只教會學生基本的概念和基礎知識，會操作才是硬道理?！峨娮与娐贩治雠c實踐》側重分析和實踐，而不是基本原理，基本原理是要了解，但是更要注重分析和實踐，要學生熟悉具體的電路更加實際?；A課程很重要，我們的教學內容的整合不是說縮減學時，精簡講解，而是教師根據企業的要求，如何提煉相關的部分給學生講解和具體實訓，可以想象，在我們今后的課程設置上，我們需要企業作為實訓場所，而我們所缺失的就是這些真實的實訓場地。
2.2一體化課程開發
在課程體系開發中，關鍵是要遵循“確定專業面對的工作崗位或崗位群―崗位典型工作任務分析―行動領域歸納―學習領域開發”這樣一條邏輯主線。
首先，進行企業崗位分析。課程針對電子信息行業開展。為了使培養的人才更適合企業和社會的需求，調研中注重崗位的種類、各種崗位的需求量以及需求趨勢，根據這些調研結果，確定了課程的人才培養所面向的崗位及崗位群，即人才培養的計劃。其次，結合一個簡單電子產品從設計、生產到銷售整個過程，對這些崗位群在工作實施過程中涉及到的工作任務進行分解，確定實施過程階段所需知識、技能和職業素養。最后，根據電子產品成型整個過程，結合自己學校學生實際特點，擬設置對應的課程教學情境。
3、理實一體化課程教學模式
在具體實施中，實訓室與原來的理論授課室合為一體；將講課內容與實踐內容合為一體；采用“邊教、邊學、邊做”的方式開展教學，保證了“教、學、做”理實一體化教學模式的實施。通過反復的教、學、做，達到培養學生職業技能的要求。在最后的“做”階段，學生可以到企業親身實踐，感受企業的真實工作環境，目前我校已經和相關企業建立了合作關系，這樣的教學效果學生喜歡接受，企業也滿意這樣的學生。整改教學過程中的“教師”由一名企業人員和一名學校教師兩人來承擔，共同完成理實一體化教學的指導。4、學生考核
對學生的考核，很大一部分電類課程，諸如《電子電路分析與實踐》課程的考核完全可以不用試卷筆試，而考核是由平時考核和期末的具體操作考核組成。我們不需要學生去記一些條條框框，對學生的考核可用實踐考核方式完成，模擬企業真實環境需要更多實訓設備的支持，而教學和考核的改革可以在學校實訓室，有條件的也可以在相關的企業完成。考核可以根據不同的課程合理設置，將平時考核和實際操作考核按照比例分配。我?！峨娮与娐贩治雠c實踐》課程要求對學生的考核注重以下幾方面：
（1）改革教學考核方法和手段，加強實踐性教學環節的考核，可采用過程考核和期末實操考核相結合的考核方法。
（2）由學校主講老師和行業企業兼職老師結合平時考勤情況、學生學習態度、布置作業、實驗實訓、技能競賽、頂崗實習情況及考核情況，共同綜合評定學生成績。
（3）注重對學生動手能力和在實踐中分析問題、解決問題能力的考核，對在學習和應用上有創新的學生給予特別鼓勵，綜合評價學生的能力。
5、總結
教學改革是一項系統工程，同時也是具有變革性，課程改革是教學改革的重要內容。如何合理設置課程，讓學生在課程中受益，是教師和學校一直在探討的問題，校企合作模式也體現了對高職人才培養與具體實踐相結合。
參考文獻
[1] 宋昆.高職電子類課程考核評價體系改革探討[J].科技視界，2012.11
電子電路分析與設計范文6
【關鍵詞】高頻 虛擬仿真 教學改革
【基金項目】該篇論文是基于徐州工業職業技術學院院級課題《高頻電子技術課程項目化教學改革研究與探索》課題編號：XGY201015。
【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）01-0043-02
1.引言
高頻電子技術課程是電子信息類與通信類專業的一門重要的專業基礎核心課程，在整個學科體系中具有承上啟下的重要作用，在專業基礎知識體系中有著不可替代的重要地位。該課程的特點是專業性、綜合性強，涵蓋了高等數學、信號與系統、電路分析、數字電子與模擬電子等知識的應用，對學生基礎知識結構要求高。通過本課程的學習，學生不僅可掌握高頻電子線路的基本理論、基本概念和基本分析方法，而且可運用課程知識去分析、解決實際的工程技術問題。但在課程實際教學過程中，學生普遍反應該課程抽象、難懂，難以掌握，存在排斥情緒。此外該課程實驗復雜，且由于高頻電路的特點，在實驗過程中，輸出波形與數據易受干擾致使波形失真，實驗數據與理論數據出入較大，實驗教學效果也不理想。基于上述情況，為提高教學效果，在高頻電子技術課程的教學過程中可積極引入虛擬仿真技術。通過仿真，可以讓抽象的理論通過仿真得到驗證，學生易于接受。同時利用仿真軟件還可以進行一些實際操作受外界干擾大的且不容易調試的實驗，如混頻，調幅與解調等等，既解決了實際高頻實驗中存在的實驗復雜，實驗效果不理想等問題，同時也節省了實驗耗材的經費投入。
2.軟件介紹
目前電路仿真軟件有很多，每種仿真軟件都帶有了出版公司自己的特點。根據軟件的應用領域和模型以及推廣程度，電路仿真軟件大致有以下幾種：
（1）PSPICE[1]： SPICE是由美國加州大學伯克利（Berkeley）分校電工和計算機科學系分校開發，1972年首次推出。PSPICE是由SPICE發展而來的用于微機系列的通用電路分析程序。目前微機上廣泛使用的PSPICE是由美國Microsim公司開發，并于1984年首次推出。能進行模擬電路分析、數字電路分析和模擬數字混合電路分析，該軟件現已成為微機級電路模擬標準軟件。
（2）Multisim[2]：該仿真軟件的前身是EWB（Electronics Workb
？鄄ench）， 是加拿大IIT公司在20世紀80年代后期推出的用于電子電路設計與仿真的EDA軟件，一經推出就受到各界好評，尤其在教育領域取得了巨大成功。與其他電子電路設汁軟件相比具有界面直觀、操作方便等優點。創建電路、選用元器件和測試儀器等均可直接從屏幕上元件庫和儀器庫中直接選取。電子電路的分析、設計與仿真工作都可通過點擊鼠標實現，不僅為電子電路設計者帶來了無盡的樂趣，而且大大提高了電路設計工作的質量和效率。
（3）Saber：和PSpice和multisim類似的軟件，可以用于系統仿真和電源仿真，在電源仿真方面很有優勢，比如大電流，該軟件主要用于理論仿真和驗證。
（4）ADS：安捷倫公司的頂級理論驗證軟件，主要用于高頻仿真，功能強大，可以用于pcb的驗證設計，IC驗證設計，系統驗證設計（CDMA，DVBT等），是理論仿真的頂級軟件，但是讓學生在短時間內熟練應用很不容易。
以上介紹的軟件都可以應用在高頻電路仿真中，但是通過比較，Multisim軟件更適合在教學過程中使用，該軟件支持直觀的示波器圖形，帶有3D元件庫，器件參數修改簡單，最重要的是該軟件的使用易于掌握，所以在高頻課程教學改革實踐中采用了multisim軟件作為仿真軟件。
3.基于虛擬仿真技術的高頻電子技術課程教學改革思路
近年來，隨著我國高等職業教育改革的不斷深入，以“能力本位”為出發點，進行項目化教學改革，是目前高職教學改革的方向之一。高頻電子技術課程要進行項目化教學改革必須根據課程特點，找到能夠提高學生學習興趣且與實際生活相關的教學項目，并把課程中所有必需的知識按照知識結構分解到教學項目中去，因此我們把該課程的學習內容按照知識結構分解為兩大項目的學習，每個項目學習中又含有若干個教學任務，學生在不斷完成任務的過程中掌握知識并增長實踐技能，最終完成項目，所以該課程實行理實一體化教學[3]。
課程項目的選取根據高頻課程的特點，采用了兩個生活中常見的并能典型代表高頻知識結構的兩個電子產品收音機和無線話筒來承載本課程的所有知識點。為了涵蓋所有的知識點并滿足課時要求，所以教學項目中兩個電子產品所采用的調制方式與作用也不一樣。AM收音機主要涵蓋信號的接收與AM調制的所有知識。無線調頻話筒主要涵蓋信號的發射與FM/PM調制的所有知識。
4.虛擬仿真技術在高頻課程教學改革中的應用
課程主要采用以實際項目為載體的任務驅動型教學方法，把原本相對獨立的一些課程內容，設計成兩個大的項目，按照知識相關性把學生的理論知識學習與技能訓練在這兩個項目中進行細化，分解成獨立任務。每個任務的完成步驟如下：
所以該課程必須要在理實一體化教室完成。任何一子項目或任務的完成都必須先經過虛擬仿真驗證才能進行實物的裝配與調試。
下面以調幅電路與檢波電路為例，這兩種實際電路原理較復雜，而且電路中器件參數變化都會對電路波形輸出有影響，該電路在理論分析時較抽象，學生接受起來比較困難，教學效果較差。引入仿真后，可在講解調幅與檢波電路時，根據理論知識，進行電路的仿真驗證。如圖1所示，分析調幅電路的工作原理，并用仿真軟件仿真出輸出波形，如圖2所示，這樣結果直觀，避免了只有單純的公式推導結果，學生理解與接受起來也比較容易，同時也提高了學生的學習興趣[4]。
在圖1中，改變直流電壓U1參數為6V和0V，就可以觀察到過調幅現象如圖3所示和雙邊帶調幅現象如圖4所示，可讓學生根據理論知識分析其產生的原因，進一步提高學生學習理論知識的興趣。
根據檢波電路的工作原理，可在multisim軟件中搭建二極管包絡檢波電路，在軟件中可以很方便的找到調幅信號源，同時還可根據電路的需要，改變調幅系數，觀察調幅系數對檢波電路的影響。在二極管包絡檢波中，根據理論與公式推導得到的二極管包絡檢波的特有失真現象：惰性失真與負峰切割失真都可以通過改變相應器件的參數，很直觀地在仿真電路中模擬，增強了學生對理論知識的理解。同時，利用multisim軟件很簡單的就可以驗證同步檢波電路的波形輸出，解決了實際電路實驗中，同步信號難以與被解調信號同頻同相的難題，使復雜的理論與實驗簡單化，方便了教學，深化了學生的理解。
5.總結
multisim軟件在高頻教學中的使用，對于老師和學生來說，為我們提供了一個很好的實用工具，使我們能夠在高頻電子技術課程的教學過程中隨時通過仿真進行實驗，演示電路的工作狀態與輸出波形，教師可在多媒體教師中深入淺出地分析各種電路的特性，以及參數變化帶給電路的影響，用最直觀的輸出波形進行講解，更有說服力。學生結合學習內容在課外進行接近實際電路的裝配、調試、分析，有利于加深對理論知識的理解?？傊ㄟ^基于虛擬仿真技術的高頻電子課程改革實踐，大大提高了學生的學習興趣與學習效果，虛擬仿真軟件的應用值得大力推廣[5]。
參考文獻：
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