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電子電路設計教程范文1
1數字集成電路設計實驗課程教學現狀
數字集成電路設計課程為黑龍江大學集成電路專業學生本科階段的必修課。傳統的數字集成電路設計實驗教學課程可使學生加深對所學理論知識的理解,熟練軟件使用過程,增強動手操作能力,但還存在如下三方面問題:A.實驗教學方法有待改進。在傳統的數字集成電路設計實驗教學中,上課前,學生基本不了解實驗儀器和軟件,也不清楚實驗課的內容。課程開始后,教師需要把相應理論知識、儀器操作和軟件使用等內容一一講授清楚,在有限學時內,更多的講授時間就壓縮了學生動手實驗和探索更深入問題的時間,不利于學生實踐能力的培養。B.實驗課程內容相對簡單。目前,黑龍江大學數字集成電路設計實驗課程的內容較為基礎,基本單元電路的設計仿真占比較大,開放性實驗項目不多。實驗內容主要涉及比較器、編碼器和加法器等基礎門電路的仿真,學生使用ModelSim軟件通過Verilog語言編寫相應電路的網表,然后編寫對應testbench文件并進行仿真驗證所寫電路網表功能的正確性。這類基礎實驗有利于學生熟練掌握編程語言和軟件使用,并加深對基本單元電路的理解,但內容相對簡單,對于學生設計綜合能力的進一步培養還有所欠缺。C.實驗課程考核機制單一。傳統數字集成電路設計實驗課程的考核成績只做為其理論課程總成績的一小部分。黑龍江大學的數字集成電路設計實驗課程的考核形式一般為學生每次實驗課程中是否完成了幾項規定的實驗內容,所有實驗內容完成后所得成績的疊加即為該門實驗課程的總成績。由于實驗內容具有固定性和同一性,成績較好的學生快速完成實驗內容后難于進一步進行探索研究,這種簡單的考核方式無法很好反映出學生掌握實驗技能的梯度,也不利于學生發揮創新型思維進行設計實驗,阻礙了學生的實踐能力發展。
2基于翻轉課堂教學模式的改革探索
A.課堂翻轉,提升學生學習質量。在翻轉課堂教學模式中,教師應由專注“如何教”轉向研究學生“如何學”。在數字集成電路設計實驗教學中,教師可根據本次課程的實驗內容,在課程開始前一周將相應的學習知識點、軟件操作、硬件搭建及要解決的問題以電子文檔或視頻的形式放于共享平臺上。學生需要在共享平臺上進行課前學習,學習期間應查閱相關參考資料,將簡單的知識點盡量通過自學解決,將重點難點問題標記出來,在課堂中與教師或學習小組交流、討論,并最終解決問題[2]。這種翻轉課堂教學模式改變了傳統課堂的教學方式,強化了學生主動學習的意識,提高了課堂時間利用率,可提升學生的學習質量[3]。B.實驗課程內容和模式改革。實驗課程對學生基礎知識掌握情況的檢驗和設計能力的培養至關重要,因此,應打破傳統實驗課程輔助理論課程開設的現狀,將數字集成電路設計課程實驗部分作為一門擁有獨立學分的必修課。實驗內容應具有基礎性、多樣性、創新性和完整性,確保學生在做好基礎性實驗后,切實提升創新性實驗能力。實驗內容中應增加綜合電路設計題目所占比重。目前,實驗室擁有SEED-XDTKFPGA教學實驗平臺,擁有視頻顯示、LED顯示、數碼管等驗證設備,可開設多種實驗教學項目。學生可利用該平成編寫源代碼、綜合、編寫測試文件、功能仿真、約束設計、布局布線后仿真、生成FPGA下載代碼文件、FPGA下載程序和實驗平臺驗證結果全流程。應充分利用SEED-XDTKFPGA教學實驗平臺的強大功能,將該平臺貫穿數字集成電路設計實驗課程始終,如:可增加數碼管顯示、LED跑馬燈、頻率計等基礎實驗項目,獨立電路設計項目也應利用該平臺進行開展。這對于提高學生的數字電路設計能力、動手實踐能力和掌握FPGA開發過程具有重要意義。C.完善實驗課程考核機制,注重學生創新能力培養。應建立課前學習考核制度,督促學生做好課前學習。翻轉課堂教學模式若要在數字集成電路設計實驗教學中達到好的效果,就必須建立適當的課前考核機制??蓪W生課前學習時長和通過課前學習掌握基礎知識的程度作為一項課程考核指標,考核分數計入最終實驗課程成績內(占實驗總成績的20%),進而督促學生必須做好課前學習。數字集成電路設計課程實驗部分的主要任務是培養學生的數字集成電路設計能力,因此,要注重實驗中創新性設計能力的考核。以往實驗總成績由每次實驗得分累加獲得,改革后,實驗總成績應為課前學習考核得分(20%)、每次完成實驗內容考核得分(20%)和完成一個獨立電路設計實驗考核得分(60%)三項累加獲得。獨立電路設計實驗需要完成電路建模、電路網表編寫、testbench編寫和在FPGA實驗箱進行功能驗證等工作。教師可根據學生在設計過程中每一步驟的完成情況給出準確的評價分數,這樣可以較為細致地檢驗學生對基礎知識和電路設計能力的掌握情況,而且獨立電路設計實驗分值占比較高,如果不能完成電路設計,則該門課程無法通過考核,可通過這種方式調動學生的積極性,加強學生的緊迫感,提高學生的學習質量。
3結語
通過對翻轉課堂教學模式的研究,結合黑龍江大學數字集成電路設計實驗教學課程現狀,探索了基于翻轉課堂的實驗教學方法。該方法根據目前實驗教學課程存在的問題,提出了課堂翻轉、完善課程考核機制和實驗內容改革的方法,可以增強師生之間的交互性,增加學生動手實驗的時間,有助于教師在課堂上更好地掌握每一位學生真正的學習狀態和學習效果,從而有效提升學生的數字集成電路設計能力、創新思維能力和實踐能力。
參考文獻:
[1]石端銀,張曉鵬,李文宇.“翻轉課堂”在數學實驗課教學中的應用[J].實驗室研究與探索,2016,35(01):176-178.
[2]王偉.基于翻轉課堂的《土木工程材料》實驗教學研究[J].四川建材,2018,44(08):245-246.
電子電路設計教程范文2
論文摘要:電子線路CAD技術在高職的電子信息工程技術專業中是非常重要的一門課程,在電子設計以及畢業設計中都講用到該技術。電子線路CAD技術主要是用來繪制電路圖,并在計算機上利用該繪圖軟件對電路進行排列,從而讓設計出的電路更加的美觀。本文主要是針對電子線路CAD技術在高職電子設計中的應用進行研究。
對于高職學生而言,要學習的不僅僅是專業知識,動手能力是在學好專業知識的基礎上更高的一個層次,也是他們必須擁有的一種能力。在高職院校中,電子信息工程技術專業的學生經常會遇到電子設計等問題,因此,在進行電子設計的時候需要用到的很多專業知識他們是必須掌握的。而電子線路CAD技術在電路板的制作方面的應用就必不可少了。下面我們將對電子線路CAD技術在電子設計中的應用進行研究與探索,說明電子線路CAD技術與電子設計的關系以及在電子設計中發揮的作用。
1、電子線路CAD技術與電子設計的關系
隨著電子技術的廣泛發展以及新型元器件和集成電路的廣泛應用,電路在設計方面也越來越復雜與集成化,因此,對電路的要求也越來越精密。而為了達到電路在復雜與集成化方面的要求,在制作電路的時候單靠手工的操作已經不能完成設計的目的了。所以,就產生了現在我們所用到的電子線路CAD技術。我們在電子設計過程中利用它就能達到電路所要求的精密度。
2、電子線路CAD技術在電子設計中的應用
電子線路CAD技術是使用當前被廣泛應用的計算機輔助繪圖和設計軟件,然后結合學過的專業知識進行設計,以加快設計進程、縮短設計周期、提高設計質量等。電子線路CAD技術在電子設計中的應用主要是一下幾個方面:
2.1 繪制電路圖
在進行電子設計的過程中,要實現電路的功能最重要的就是編程,但是只有編程并不能完善整個設計,還需要有一個完善的電路來承載這個程序,讓它實現它本該實現的功能。在電子設計中,我們一般運用的軟件是PROTEL,繪制電路原理圖的時候就會用到PROTEL的原理圖輸入功能。該繪圖軟件在電路原理圖輸入方面有著非常豐富的電子器件庫,能夠為我們電子設計的繪圖提供所需的各種電子器件。利用該軟件進行電子設計確保了電路原理圖的精密度,并且繪制過程也更為方便。比如:我們在畫好一個元器件后,覺得它應該放在其他的位置,則只要將它拖動到我們想要放置的位置即可。
2.2 計算機仿真
電子線路CAD技術在電子設計的應用過程中還具備運用其仿真的功能,檢查電路的功能是否達到了我們所預期的功能,并且能夠對一些數據進行仿真,可進一步對電路進行分析。對于PROTEL軟件而言,在它的MULTISIM中有很多種仿真功能,這些仿真功能可以進行直流工作電的分析、瞬態分析、溫度掃描分析、參數掃描分析、靈敏度分析、零極點分析、傅里葉變換分析、噪聲和失真度分析、最壞情況分析以及蒙特卡羅分析等。在進行仿真的時候,我們首先要進行一個功能仿真,大致了解一下該電路的功能是否達到了預期的功能,然后進行數據仿真,對該電路進行具體的分析,并改正錯誤的地方。在進行仿真過后,分析結果一般都是以數值或波形的方式顯示出來。
2.3 PCB板的設計
PCB板是PROTEL軟件將電路原理圖進行布線后的一種電路板。在進行PCB板的設計之前,首先要將電路原理圖導入,而導入的電路原理圖必須是通過仿真的,而且電路原理圖中各元器件的電器特性必須與PCB板相同元器件的電器特性相同。最后,設計者就可以利用PCB板自動布線以及手動布線的功能對其進行布線。采用該軟件對電路圖進行布線,設計者可以先采用自動布線功能對電路進行大致的布線,然后用手動布線功能對其進行美化。這樣的過程能夠讓電路的布線更加美觀。
2.4 三維視圖
在將PCB板設計好之后,在這樣的繪圖軟件上都有三維視圖的菜單,只要點擊三維視圖的菜單就可以觀看設計電路板的三維視圖。
3、讓學生更好地掌握電子線路CAD技術
如上所述,掌握了電子線路CAD技術對于學生而言,可以更好地進行電子線路方面的設計工作。但在學習這一項技術的過程中,我們往往會發現學生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL軟件為藍本,介紹軟件的功能、菜單等,輔以一些應用的例子。學生學習后多呈現一種臨時性的記憶,即在課程中會用,考核結束后在不長的時間后就不再掌握的現象。
解決這一問題的方法以,通過實踐我們認為采用類似德國職業教育所推行的以行動為導向的項目教學法為好。其基本的思路是:
(1)先整體后具體:在學習CAD技術時,先期進行總體介紹,讓學生有全局的認識,打消畏難的情緒;而后開始進入各項目的的學習實踐。
(2)先低頻后高頻:總體而言學生進入學習后應從簡而繁,低頻的一些電子產品其電路較之高頻的簡單,學習應從其中入手。
(3)先規范后異型:突出異型電路板的設計制做,其目的是讓學生今后在實際工作中具有變通的能力,在CAD技術中也手工調整電路布局的精華所在。
(4)先單層后多層,先分立后貼片。此處不再綴言。
最后一點是,對于各個CAD制作的電路,不應僅停留于電腦的設計,在教學的過程中應讓學生的設計成為成品。這樣可使學習更為直觀,并更有成就感,隨之的效果是學生對學習到的技術彌久常新。當然,這種做法也會使教學的成本大幅上揚,但從人才培養的角度看,這樣的投入是值得的。
4、結語
在電子設計中運用電子線路CAD技術,不僅解決了電子設計中電路原理圖繪制以及功能分析和布線方面的苦難。同時,讓學生通過在自主地進行一些電子設計,并在的過程中運用該技術,適于鍛煉他們使用電子線路CAD技術的實際能力并有助于其真正了解和掌握這一技術。
參考文獻
[1]朱潔.電子線路CAD技術在高職電子信息工程專業畢業設計中的應用[J].中國現代教育裝備,2010,(15):55~57.
電子電路設計教程范文3
關鍵詞:課程設計;實驗教學;工程應用能力
作者簡介:莫琳(1969-),女,廣西玉林人,廣西大學計算機與電子信息學院,實驗師。
基金項目:本文系廣西大學實驗室建設與實驗教學改革項目(項目編號:2100702)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)14-0122-02
EDA(Electronic Design Automation,簡稱“EDA”)是電子設計的主潮流和方向,它的發展推動了電子行業電子技術的快速發展,也促使了高校電子技術課程必須進行相關教改。EDA的引入對數字電路課程設計的教學改革、系統設計、技術應用、方法、思路具有重要意義;把理論綜合地運用到一些實際的較復雜的電子電路系統工程中去,鍛煉了學生的實踐基本技能,培養了學生的工程應用能力及創新能力。本文結合廣西大學數字電路課程設計實驗教學的現狀、存在的問題,重新研制了實驗教學平臺,探討了數字電路課程設計教學改革的措施及取得的成效。
一、數字電子技術實驗室現狀及存在的問題
目前,數字電子技術實驗所使用的設備主要是以裝有74系列芯片為主的實驗設備,[1]其實驗結果顯示于實驗箱上的發光二級管及數碼管,主要能滿足單純的驗證性實驗,但也存在實驗內容受限、擴展性不足等諸多問題。
在教學過程中,首先向學生布置題目,學生對題目進行系統設計,然后使用Multisim進行仿真測試,最后用硬件實現電路。[2]通過仿真檢測學生的設計方案是否可行,只是模擬實現,沒有真正實現設計結果,要看到結果只有通過實驗箱連線,用萬能板搭建,或用PCB制板等方式。這些方法存在著諸多弊端:對于學生設計出來的復雜的電路,需要多塊芯片、多條導線才能接出;電路接好后容易出現接錯線、電路接觸不良、損壞芯片、排查電路困難,以及PCB制板過程繁瑣等問題,這些問題花費了學生大量的時間和精力。
二、實驗平臺的設計與功能特點
隨著數字電子技術的發展,現場可編程器件(FPGA)的出現,給數字電路的設計帶來了很大的便利,設計更為靈活。考慮到數字技術的發展、實驗教學的需求和任務,決定采用以FPGA芯片為核心的實驗平臺,這樣不僅能夠滿足現今的教學需求,同時能夠向學生展示最新技術的發展,激發學生學習數字技術的興趣。[3,4]
實驗平臺采用核心板+功能擴展板的方式,系統方框圖見圖1。
1.主要功能
(1)輸入模塊。輸入模塊包括USB供電模塊、下載模塊、獨立按鍵和八位矩陣按鍵。其中供電模塊采用常見的Mini USB接口,可從電腦或者USB充電設備中獲得+5V的電源。下載模塊提供JTAG和AS兩種下載模式,JTAG模式通常用于程序代碼的測試和驗證部分,AS模式則適用于程序代碼的應用環節。輸入按鍵是控制設備必不可少的部分,在核心板上提供了四位獨立按鍵,在功能擴展板上提供了八位矩陣按鍵,為滿足教學和創新實踐應用提供了有力保證。
(2)輸出模塊。輸出模塊主要集中在功能擴展板上,集合目前教學任務的該功能擴展板包含了七段數碼管、路口紅綠燈模塊、蜂鳴器和LED指示燈等。根據不同的教學任務將原理圖或代碼和實驗平臺相結合,系統就可以根據不同的實驗操作指令向相應設備傳送信號,并顯示不同的實驗結果。同時可以根據不同要求更換和升級功能擴展板,達到充分利用資源的效果。
(3)核心模塊FPGA芯片。選用Altera EP1C6T144C8作為核心單元,實驗平臺的集成開發環境為QuartusⅡ,其中設計輸入主要有原理圖輸入和HDL輸入兩種方式。學生已經學習了數字電子技術的相關課程,對各種基本的數字電路單元有了比較深入的了解和認識,在進行實驗的過程中主要是通過原理圖輸入,經過仿真和綜合后配置到FPGA芯片中,然后在實驗平臺上直接觀察實驗結果。教學流程如圖2所示。
使用原理圖輸入的方式適合剛學完數字電子技術的學生,該方式非常直觀、形象。同時鼓勵學生學習Verilog HDL或VHDL,基于可移植性和規范化方面的考慮,絕大部分FPGA設計和ASIC設計最終都將統一到HDL(硬件描述語言)平臺上,為以后進入FPGA的開發領域打好基礎。
2.實驗平臺的特點
設計開發板體積小,便于攜帶。學生可借出在宿舍或在開放實驗室完成設計,設計靈活方便,學生可隨意安排自己的時間。QuartusⅡ軟件中,提供的元件基本滿足設計的需求,減少了購買元件的成本。真實性強,學生在仿真設計過程中,可直接看到設計與實際是否相符,對出現的錯誤可隨時修改。將設計—仿真—實現連成一體,提高了學生的學習熱情。
三、數字電路課程設計實驗平臺在課程設計中的實施
1.優化設計內容
新的數字電路課程設計實驗平臺設計好后,對課程設計的實驗內容做了調整。
首先在選題時擴大了范圍,其次適當增加了難度。對于較復雜的設計電路,都可通過軟硬件結合的實驗平臺實現。允許兩人一組,鼓勵一人一組。讓學生在做課題時重在設計。學生根據自己的知識水平采取不同的設計方法實現,選出最佳方案。把設計好的電路下載到試驗平臺上就可直接看出設計成功與否。
2.注重實驗過程
(1)理論指導,布置設計。在理論教學階段,讓學生掌握數字電路系統的一般設計方法。對于復雜的數字電路系統,由整體到局部進行組合,再由局部到整體進行設計,要求學生學會模塊化的設計方法;然后布置設計任務及題目要實現的具體功能。
(2)學生查閱資料。學生根據題目要求,到圖書管、網絡、資料室了解相關技術應用,參考相關方案,根據自己的能力選定題目、制定設計方案。在這個階段,教師只是起引導作用,要求學生對設計的課題要充分理解并掌握其原理,這樣才能為后續的仿真設計、電路板調試打下良好的理論基礎。
(3)系統仿真設計及軟硬件系統調試。在數字電路課程設計中引入EDA仿真軟件教學,把EDA技術應用于數字電路課程設計,讓多數學生能在短時間內掌握其使用方法,并運用自如。
學生們在校期間如能熟練掌握EDA技術,對提高自己的工程應用能力,適應社會需求,找到合適自己發展的工作非常有利。
(4)撰寫實驗報告。撰寫課程設計報告。課程設計報告是一份嚴謹的科研報告,要求學生提交設計方案、設計過程、元器件的選擇、邏輯算法、調試方案、調試中處理問題與解決問題的方式,以及實驗結果、數據分析、報告總結等。[5]嚴格的要求對培養學生實事求是的工作作風有積極的促進作用,為今后撰寫畢業設計打下了堅實的基礎。
3.完善的考核制度
合理給出成績是培養學生工程應用能力的動力。[6]它不僅反映了學生的真實水平,還能激發學生的學習熱情和創造欲望。
考核方式采用小組答辯的形式,同樣題型的學生組成同一小組,在小組會上學生介紹自己的設計方案、實現方式,并當場演示實驗結果。教師和其他學生對其設計進行提問和討論,并在同一題型中選出最佳方案,每組最佳方案在全班總結會上展示,讓學生了解自己的不足,取長補短。
實踐教學表明,學生們通過數字電路課程設計這門和實踐緊密聯系的課程的訓練,工程應用能力得到了大大提高。
四、結束語
目前電子行業人才競爭激烈,不但要求學生理論基礎扎實,而且要有較強的自學能力及實踐動手能力。通過使用新的實驗平臺,學生們了解、接觸了電子行業最新的技術方法及制作過程,開闊了設計思路,擴展了學生實驗設計的范圍。數字電路課程設計的訓練為后續課程中更為復雜的電路設計、電子制作打下了良好基礎,每年都有不少大三、大四的學生,在全國、全區的大學生電子設計競賽中獲獎,這些成就都得益于數字電路課程設計的訓練。
參考文獻:
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[4]溫顯斌,王法玉.構筑實踐教學體系,強化應用能力培養[J].計算機教育,2010,(10):126-128.
電子電路設計教程范文4
1、課題來源
本課題來源于試驗室建設,研究對象為信號的調制與解調的matlab仿真。
2、研究的目的和意義
2.1、目的
我選擇了《信號的調制與解調的MATLAB仿真》這個課題作為畢業設計其主要目的是通過此次課程設計進一步學習和鞏固通信原理及其相關知識,并學會利用所學的知識能,在設計過程中能綜合運用所學知識內容,進一步熟悉和掌握MATLAB的使用方法;對信號的調制與解調原理及其實現有較深的了解;為即將進入社會參加工作打下堅實的基礎;掌握收集資料、消化資料和綜合資料的能力等等。
2.2、意義
從事電子通信業而不能熟練操作使用MATLAB電子線路設計軟件,在工作和學習中將是寸步難行的;在數學、電子、金融等行業,使用MATLAB等計算機軟件對產品進行設計、仿真在很早以前就已經成為了一種趨勢,這類軟件的問世也極大地提高了設計人員在通信、電子等行業的產品設計質量與效率;眾所周知,實際過程中信號傳輸都要經過調制與解調這一過程,由于消息傳過來的原始信號即調制信號具有頻譜較低的頻譜分量,這種信號在許多信道中不宜傳輸。因而,在通信系統的發送端通常需要有調制過程,反之在接收端則需要有解調過程。
3、國內外的研究現狀和發展趨勢
3.1、研究現狀
MATLAB是由MATHWORKS公司于1984年推出的一種面向科學與工程的計算軟件,通過MATLAB和相關工具箱,工程師、科研人員、數學家和教育工作者可以在統一的平臺下完成相應的科學計算工作。
MATLAB本身包含了600余個用于數學計算、統計和工程處理的函數,這樣,就可以迅速完成科學計算任務而不必進行額外的開發。業內領先的工具箱算法極大的擴展了MATLAB的應用領域,所以MATLAB自推出以來就受到廣泛的關注,信號處理工具箱就是其中之一,在信號處理工具箱中,MATLAB提供了濾波器分析、濾波器實現、FIR濾波器實現、IIR數字濾波器設計、IIR數字濾波器階次估計等方面的函數命令。
3.2、發展趨勢
由于我們所面對的工程問題越來越復雜,過去所依賴分析的技術已逐漸不敷使用;利用電腦來分析及解決工程問題已是當今工程師的必要工具。使用MATLAB軟件進行科學計算,能夠極大加快科研人員進行研究開發的進度,減少在編寫程序和開發算法方面所消耗的時間和有限的經費,從而獲得最大的效能。
4、研究的主要內容及設計成果的應用價值
4.1、研究的主要內容
1、信號調制與解調的原理
眾所周知,實際過程中信號傳輸都要經過調制與解調這一過程,由于消息傳過來的原始信號即調制信號具有頻譜較低的頻譜分量,這種信號在許多信道中不宜傳輸;因而,在通信系統的發送端通常需要有調制過程,反之在接收端則需要有解調過程。但是在計算機中的模擬和實現都是采用數字化的方法的,如果將采樣的頻率放的高一些,數字的所造成的失真就不容易察覺了,采用計算機對信號進行處理的話,非常的方便,這也是數字代替模擬的的原因之一。
2、信號調制與解調的基本方式
在信號調制中常以一個高頻正弦信號作為載波信號;一個正弦信號有幅值、頻率、相位三個參數,可以對這三個參數進行調制,分別稱為調幅、調頻和調相。也可以用脈沖信號作載波信號??梢詫γ}沖信號的不同特征參數作調制,最常用的是對脈沖的寬度進行調制,稱為脈沖調寬。數字信號調制的三種基本方式,有振幅鍵控(ASK)、頻率鍵控(FSK)和相位鍵控(PSK)。
在信號的解調中首先已調信號中檢出調制信號的過程稱為解調或檢波。幅值調制就是讓已調信號的幅值隨調制信號的值變化,因此調幅信號的包絡線形狀與調制信號一致。只要能檢出調幅信號的包絡線即能實現解調。這種方法稱為包絡檢波。檢波后的信號,再經低通濾波,濾除高頻信號,即可獲得所需調制信號,實現解調。
3、信號調制與解調的MATLAB教本程序編制
利用MATLAB本身包含了600余個用于數學計算、統計和工程處理的函數,就可以迅速完成科學計算任務而不必進行額外的開發,而且信號與系統,通信系統工具包可以很容易的使用MATLAB開發語言——M語言快速的實現信號調制與解調這一過程的仿真。
4、整個系統的實現過程
首先利用MATLAB編制教本文件,對信號調用相應的函數進行各種調制,產生各類已調波及對其進行解調,同時進行頻譜分析,然后利用SIMULINK工具箱對其進行解調仿真,通過改變參數并觀測結果為系統的設計和改進提供了良好的依據。
4.2、信號的調制與解調的MATLAB仿真的應用價值
調制與解調是信號處理應用的重要問題之一,而系統的仿真和設計是設計過程中的重要步驟和必要保證。利用MATLAB可以很方便的進行通信系統的分析和仿真,尤其對于我們電子信息專業的教學與設計非常有利,另一方面還可以為開設《高頻電子基礎》和《信號與系統》等課程提供模擬信號的調制與解調的計算機虛擬試驗。
5、工作的主要階段、進度
(1)、2007年秋季學期第11周前
接受畢業設計任務書,學習畢業設計(論文)要求及有關規定。
(2)、2007年秋季學期第12~20周
閱讀指定的參考資料及文獻(包括10萬個印刷符號外文資料),基本完成開題報告、外文翻譯等任務。
(3)、2007年春季學期第1周〖您正瀏覽的文章由實習報告網整理〗
進一步修訂完善開題報告、外文翻譯,使其在內容及格式上符合畢業設計(論文)規范要求。
(4)、2008年春季學期第82周到第6周
完成各單元電路設計,protel輔助分析。
(5)、第6周至第12周
完成電路制作,調試。
(6)、第13周
完成畢業設計,全部成果交指導老師批閱。
(7)、第14周
畢業答辯
6、最終目標及完成時間
完成硬件設計,提供protel電路原理圖及pcb印制版圖,最終達到硬件軟件能準確無誤的應用的目標。
完成時間:第15周
7、現有條件
現有protel軟件及制作硬件的必要設備,可以完成本課題的研究與設計。
參考文獻
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7.許自圖電子電路彷真平臺與教程。武漢:華中科技大學出版社。2003年1月。一版
電子電路設計教程范文5
本課題來源于試驗室建設,研究對象為信號的調制與解調的matlab仿真。
2、研究的目的和意義
2.1、目的
我選擇了《信號的調制與解調的matlab仿真》這個課題作為畢業設計其主要目的是通過此次課程設計進一步學習和鞏固通信原理及其相關知識,并學會利用所學的知識能,在設計過程中能綜合運用所學知識內容,進一步熟悉和掌握matlab的使用方法;對信號的調制與解調原理及其實現有較深的了解;為即將進入社會參加工作打下堅實的基礎; 掌握收集資料、消化資料和綜合資料的能力等等。
2.2、意義
從事電子通信業而不能熟練操作使用matlab電子線路設計軟件,在工作和學習中將是寸步難行的。在數學、電子、金融等行業,使用matlab等計算機軟件對產品進行設計、仿真在很早以前就已經成為了一種趨勢,這類軟件的問世也極大地提高了設計人員在通信、電子等行業的產品設計質量與效率。眾所周知,實際過程中信號傳輸都要經過調制與解調這一過程,由于消息傳過來的原始信號即調制信號具有頻譜較低的頻譜分量,這種信號在許多信道中不宜傳輸。因而,在通信系統的發送端通常需要有調制過程,反之在接收端則需要有解調過程。
3、國內外的研究現狀和發展趨勢
3.1、研究現狀
matlab是由math works公司于1984年推出的一種面向科學與工程的計算軟件,通過matlab和相關工具箱,工程師、科研人員、數學家和教育工作者可以在統一的平臺下完成相應的科學計算工作。
matlab 本身包含了 600 余個用于數學計算、統計和工程處理的函數,這樣,就可以迅速完成科學計算任務而不必進行額外的開發。業內領先的工具箱算法極大的擴展了 matlab 的應用領域,所以matlab自推出以來就受到廣泛的關注,信號處理工具箱就是其中之一,在信號處理工具箱中,matlab提供了濾波器分析、濾波器實現、fir濾波器實現、iir數字濾波器設計、iir數字濾波器階次估計等方面的函數命令。
3.2、發展趨勢
由于我們所面對的工程問題越來越復雜,過去所依賴分析的技術已逐漸不敷使用。利用電腦來分析及解決工程問題已是當今工程師的必要工具。使用 matlab 軟件進行科學計算,能夠極大加快科研人員進行研究開發的進度,減少在編寫程序和開發算法方面所消耗的時間和有限的經費,從而獲得最大的效能。
4、研究的主要內容及設計成果的應用價值
4.1、研究的主要內容
1、信號調制與解調的原理
眾所周知,實際過程中信號傳輸都要經過調制與解調這一過程,由于消息傳過來的原始信號即調制信號具有頻譜較低的頻譜分量,這種信號在許多信道中不宜傳輸。因而,在通信系統的發送端通常需要有調制過程,反之在接收端則需要有解調過程。但是在計算機中的模擬和實現都是采用數字化的方法的,如果將采樣的頻率放的高一些,數字的所造成的失真就不容易察覺了,采用計算機對信號進行處理的話,非常的方便,這也是數字代替模擬的的原因之一。
2、信號調制與解調的基本方式
在信號調制中常以一個高頻正弦信號作為載波信號。一個正弦信號有幅值、頻率、相位三個參數,可以對這三個參數進行調制,分別稱為調幅、調頻和調相。也可以用脈沖信號作載波信號??梢詫γ}沖信號的不同特征參數作調制,最常用的是對脈沖的寬度進行調制,稱為脈沖調寬。數字信號調制的三種基本方式,有振幅鍵控(ask)、頻率鍵控(fsk)和相位鍵控(psk)。
在信號的解調中首先已調信號中檢出調制信號的過程稱為解調或檢波。幅值調制就是讓已調信號的幅值隨調制信號的值變化,因此調幅信號的包絡線形狀與調制信號一致。只要能檢出調幅信號的包絡線即能實現解調。這種方法稱為包絡檢波。檢波后的信號,再經低通濾波,濾除高頻信號,即可獲得所需調制信號,實現解調。
3、信號調制與解調的matlab教本程序編制
利用matlab 本身包含了 600 余個用于數學計算、統計和工程處理的函數,就可以迅速完成科學計算任務而不必進行額外的開發,而且信號與系統,通信系統工具包可以很容易的使用matlab開發語言—— m 語言快速的實現信號調制與解調這一過程的仿真。
4、整個系統的實現過程
首先利用matlab編制教本文件,對信號調用相應的函數進行各種調制,產生各類已調波及對其進行解調,同時進行頻譜分析,然后利用simulink工具箱對其進行解調仿真,通過改變參數并觀測結果為系統的設計和改進提供了良好的依據。
4.2、信號的調制與解調的matlab仿真的應用價值
調制與解調是信號處理應用的重要問題之一,而系統的仿真和設計是設計過程中的重要步驟和必要保證。利用matlab可以很方便的進行通信系統的分析和仿真,尤其對于我們電子信息專業的教學與設計非常有利,另一方面還可以為開設《高頻電子基礎》和《信號與系統》等課程提供模擬信號的調制與解調的計算機虛擬試驗。
5、工作的主要階段、進度
(1)、XX年秋季學期第11周前
接受畢業設計任務書,學習畢業設計(論文)要求及有關規定。
(2)、XX年秋季學期第12~20周
閱讀指定的參考資料及文獻(包括10萬個印刷符號外文資料),基本完成開題報告、外文翻譯等任務。
(3)、XX年年春季學期第1周
進一步修訂完善開題報告、外文翻譯,使其在內容及格式上符合畢業設計(論文)規范要求。
(4)、XX年年春季學期第2周到第6周
完成各單元電路設計,protel輔助分析。
(5) 、第6周至第12周
完成電路制作,調試。
(6)、第13周
完成畢業設計,全部成果交指導老師批閱。
(7)、第14周
畢業答辯
6、最終目標及完成時間
完成硬件設計,提供protel電路原理圖及pcb印制版圖,最終達到硬件軟件能準確無誤的應用的目標。
完成時間:第15周
7、現有條件
現有protel軟件及制作硬件的必要設備,可以完成本課題的研究與設計。
參 考 文 獻
1. 謝自美等 電子電路設計、實驗、測試。 武漢: 華中科技大學出版社。 XX年7月。 二版
2. 全國大學生電子設計競賽組委會。 第五屆全國大學生電子設計競賽獲獎作品選編XX. 北京: 北京理工大學出版社。XX年1月。 一版
3. 孫繼平等 900mhz dds|pll在礦井無線通信系統中的應用 煤炭科學技術 XX年10期
4. 張肅文等 高頻電子線路。 北京: 高等教育出版社。 1993年4月。 三版
5. 王正謀 protel電路設計實用教程。 北京: 電子工業出版社。 XX年6月。 一版
6. 郭勇等 protel 99 se 印刷電路板設計教程。 北京: 機械工業出版社。 XX年6月。 一版
7. 許自圖 電子電路彷真平臺與教程。 武漢: 華中科技大學出版社。 XX年1月。 一版
8. 全國大學生電子設計競賽組委會。 第五屆全國大學生電子設計競賽獲獎作品選編94-99. 北京: 北京理工大學出版社。 XX年1月。 一版
9. 曾興雯等 高頻電子線路。 北京: 高等教育出版社。 XX年1月。 一版
10. 肖玲妮等 protel 99 se 印刷電路板設計教程。 北京:清華大學出版社。 XX年8月。 一版
11. 劉慶泉 任波 劉寅生 跳頻通信中變通帶鎖相環路(pll)的研究 沈陽理工大學學報 XX年02期
12. 彭燁等 一種應用于fsk調制器的數字可編程振蕩器 四川理工學院報 XX年01期
13. 王中亞 補家武 鎖相環調頻發射機的研制 湖北工業大學學報 XX年01期