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電子電路教學設計范文1
關鍵詞 微波電路；教學實踐；教學效果
中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B 文章編號：1671—489X（2012）30—0056—02
1 課程特點
微波電子線路課程是一門研究在微波頻段工作的電子器件及其電路組成的專業基礎課。微波電子線路一般泛指構成微波系統中各種功能模塊的元器件與電路結構，也稱為微波有源電路。隨著微波半導體材料技術和工藝水平的發展，先后出現半導體二極管、砷化鎵金屬半導體場效應管、PIN二極管和變容管等微波半導體器件，并在微波系統中獲得廣泛的應用。這種以半導體為核心組成的微波電子線路稱為微波固態電路。在微波半導體器件發展的同時，又研制出微波混合集成電路（MIC）和單片微波集成電路（MMIC），同時，低噪聲集成電路、大規模和超大規模微波集成電路發展迅速，中功率微波發射機實現固態化，但是大功率微波振蕩和放大必須依靠微波電真空器件，比如行波管、速調管、磁控管等。這些微波器件在雷達、通信、導航、衛星地面站等得到廣泛應用。
微波電子線路課程所學習的內容具有應用廣泛、技術難度高、內容更新較快的特點，這要求微波電子線路課程的教學要不斷地探索和研究，以適應微波頻段電子裝備教學和工作的需要。
該課程的學習可以采用微波技術的分析方法，從電磁場的角度去分析，但是比較復雜；也可以等效成電路去分析，這是習慣的分析方法，在分析過程中做一些等效和近似在工程上是允許的，是不影響本質的。學習過程中強調物理概念原理分析、重視實踐能力的培養以及最新技術發展在課程中的體現。教學方法體現啟發性，重視知識能力、素質的協調發展，注重實踐能力和創新能力的培養。
2 教學內容設計
根據人才培養方案的要求，該課程教學時間為30大綱學時。依據該課程的課程標準、課程設計，理論教學20學時，實踐學時10學時；授課方式上采用理論和實踐相結合的教學方式，理論教學上突出崗位任職所需的基礎理論，借助實際微波器件的應用介紹，分析微波電子器件和微波設備的發展前景。通過邊講解邊實踐的方式，加深學員的理解。
具體進度：為了方便學習和知識的交流，首先對微波傳輸線理論和其他微波無源元器件組成微波無源電路進行回顧復習；對微波無源器件及等效電路，簡要介紹一下微波電抗元件、連接元件、終接元件、衰減器和移相器、阻抗匹配器和變換器以及定向耦合器、微波濾波器諧振器、微波鐵氧體等的特點和運用。
對微波有源器件分4個模塊進行學習。
第一個模塊的內容是微波頻率變換器（混頻器），主要介紹頻譜搬移的原因、原理及工作過程。采用數學的方法對頻率變換的原理進行定量分析，并結合實際的頻率變換電路進行講解。進而介紹微波混頻器件即微波二極管工作原理，重點分析微波混頻器的特性和主要技術指標，介紹各種微波混頻器的工作原理，最后討論微波混頻器的鏡像回收。
第二個模塊內容是微波晶體管放大器，主要介紹微波晶體管低噪聲放大器。與低頻放大器相比，微波放大器是采用S參量作為分析和設計放大器的主要網絡參數，說明S參數（分布參數）與集總參數的區別、微波雙極型晶體管低噪聲放大器和微波場效應管低噪聲放大器設計方法、使用特點與應用場合，討論以雙極型晶體管放大器為主。
第三個模塊內容是微波控制器件與微波控制電路。微波控制器件是組成微波控制電路的重要部件，主要講述微波控制電路及其應用，包括微波開關、數字移相器、電調衰減器、微波調制器及限幅器等。微波控制元件有微波半導體器件和微波鐵氧體器件，重點內容是微波PIN二極管的原理及其組成。
最后一個模塊內容是微波電真空器件。盡管近年來微波半導體器件得到迅速發展，微波電真空器件仍然有存在的必要性。主要介紹三大電真空器件即磁控管、速調管、行波管的結構、工作原理和應用特點。
3 教學方法設計
教學改革的核心是教學方法的改革，教學方法要體現在整個課堂教學過程中。在教學方法上，基于任職教育學員底子薄、基礎差、學習水平參差不齊的現狀，力求避免單純的注入式，改用啟發式、討論式、答辯式的教學方法。將課堂講授、課內討論、課外自學、技能訓練等合理結合，把教學過程分為課題引入、設疑激學、講練結合、精選例題、總結鞏固等環節進行教學實踐。課題引入階段盡量由設計實例或工程實際問題引入課題，即在介紹一些重要章節前，列舉一個設計實例或工程實際問題，通過分析、設計，引入相關知識和理論，等學員的興趣被調動起來，并產生諸多疑問時再進行內容講解。而有實驗條件的內容要爭取進行現場教學，講練結合。即將課堂講授與技能訓練合理結合起來，有些教學內容可以安排在實驗、實訓中進行，邊講邊練，講練結合。邊講邊練主要用于介紹微波電路工作原理后，由學員對電路的功能及外部特性進行測試；講練結合則是由學員根據微波電路的功能對電路進行測試后，由教師和學員對測試結果進行討論，歸納總結，以加深對理論的理解。這樣，將教學過程放在實驗、實訓中，有利于學員實現由感性到理性的自然過渡，在邊學邊練中更深刻地領會所學知識，在頭腦中建立起理論與實際的聯系，使學員逐步提高學習能力和實踐技能，引導學員將基本理論、基本分析方法應用于解決實際問題。
4 考核方式設計
該課程的教學以提高學員的綜合能力素質為最終目標，考核方式采用對教學全過程綜合評估，具體考核環節包括4個環節：課堂表現、實驗成績、創新能力和課程結束考試。在4個方面進行加權，綜合評估后得出學習成績。
1）課堂表現：根據學員的課堂表現進行評價，包括學員功能的積極性、互動性、課堂回答問題的質量等。重點考查學員學習態度、課堂表現等情況。
2）實驗成績：實驗環節的定位在于使學員加深對理論的理解和增強實踐能力。通過觀察學員實驗的科學性、規范性，根據實驗科目的完成情況進行評價。
3）創新能力：由于微波電子線路是一門實踐性很強的課程，創新能力通過學員的小制作和參與科技創新活動等情況來評估?？己酥攸c在于學員對理論知識的掌握以及相應的實踐能力。
4）課程結束考試：課程結束考試主要考查對微波器件、電子電路的理論知識的理解掌握情況和綜合應用能力。
5 教學效果分析
微波電子線路課程已經在雷達、通信等專業的多個教學班進行講授，從教學效果來看，學員對微波電子線路的有關理論有了深入的認識，順利地從集總參數的低頻電子線路跨入分布參數的微波器件和微波電子線路的分析運用，實驗技巧、動手能力得到鍛煉和加強。存在的問題主要是有的課易放難收，學員在討論中思維縱橫捭闔，天馬行空，致使教學任務完不成；課堂教學的內容豐富了，學員的基礎知識掌握得又不夠牢。但總的說來，收獲總是多于問題。該課程教學設計的實施培養了學員的創新精神和多元化思維，學員的成長與進步非常顯著。
參考文獻
[1]周道雷.任職教育理論與實踐研究[M].北京：軍事科學出版社，2009.
電子電路教學設計范文2
關鍵詞：電子電路設計教學；軟件實際應用
隨著計算機技術的發展進步，計算機軟件的開發應用發展空間也越來越廣闊。計算機軟件對于電子線路設計而言，其重要性不言而喻，可提供給電路設計更合理的參數方案，無論是教學應用中亦或社會應用中，均占有極高的比重和地位。目前，已有諸多設計者在設計和研究電路的過程中，利用電腦仿真技術來分析調試電路設計，充分證實計算機軟件是實現電子電路設計的關鍵工具。
一、電子電路設計教學和計算機軟件的發展現狀
在計算機技術迅猛發展的當前，幾乎任何行業的發展都離不開計算機軟件的開發利用，特別是電子電路設計領域，應用各類計算機軟件進行電路設計既快捷便利，又能有效驗證電子線路的功能及連接。而隨著計算機軟件的普及應用，其類型功能等越來越完善，也得到了廣泛的認可。在實際的電路設計中，無論設計亦或搭建線路，都需要電路圖繪制、結構調動、電路及元件設計等電子領域共同參與，這就表明需要用到的計算機類型也不盡相同，也是促進計算機軟件完善發展的內在動力。
目前，我國大多數高校開設的電子電路設計課程主要以“理論+實踐”為主，這種課程模式提供給學生學習電路設計更廣闊的發展空間。而使用計算機軟件輔助教學，讓學生掌握軟件使用方法，可利于學生通過軟件工具設計電子電阻，搭建和調試其線路。在電路設計教學中應用輔助軟件，最具有代表性的實例即模擬電子技術實驗教學，其不但能使學生獲得基礎性知識，通過課堂的實踐練習更加深入認知電路設計和仿真軟件應用，也可在課程后期實踐中，更進一步融合電子電路知識與軟件知識。從這個角度來看，進行電子電路教學，對電路設計結合計算機軟件意義非凡，也是我國電子電路技術發展的基礎前提。
二、電子電路設計教學中輔助軟件的應用
（一）Portues軟件的應用
目前，在電子電路設計的教學中，Portues軟件的應用較為普遍，此軟件具有強大的輔助設計功能，作為仿真教學軟件之一，在科技水平大幅度提高的今天，逐漸受到電子電路專業師生的青睞。Portues軟件的應用需通過在界定頁面演示后，根據仿真實驗結果所得結論制定或優化相關解決方案。這種仿真模式能提高軟件利用效率，得出一系列仿真波形和圖像，實現更深入的修改。通常來說，在傳統的設計過程中，設計者需要將初始的原理圖做成實際測試版進行調試，發現問題后，需要進行電路板的修改和完善。使用該軟件則可避免這一環節，只要通過該軟件就能分析原始電子電路設計，并自動生成其研究結果。從這個角度來說，該軟件具有操作便利、功能全面的優勢，并及時調整電子電路設計過程中產生的數據，在學生實訓實驗的過程中，也有利于解決電子電路設計教學中的問題。同時，該軟件的檢測手段更科學，可完全取代傳統落后檢測模式，且能夠大大降低實驗成本，對提高教學效率減少設計時間作用巨大。
（二）CAD軟件的應用
CAD軟件在電子電路設計教學中的應用，與其他軟件相比具有研究不同圖像的特點，在教學中應用相對廣泛。而在電子電路教學不斷發展的今天，該軟件不但有利于電路制圖，也有益于核算相關數據和繪制幾何圖形。教師在利用該軟件進行電子電路設計教學時，可根據電子電路設計類型的不同，展示不同設計的方案及措施。而且，學生利用該軟件進行實踐，可了解到電子電路設計中的各種問題，并更便捷快速地解決面臨的問題，使學生在實踐中不斷累積經驗，提高自身動手能力及解決問題的能力，進而避免這些問題對教學的干擾。另外，CAD軟件本身擁有元件整理庫，故能在教學中設置電子電路設計的相關元件，還能直接及時地給出解決電路設計中所存問題的方案。在教學中利用該軟件輔助，可有效減少制作原理圖像的時間，使學生深刻記憶制作設計的圖像。但需要注意一點，即教師要詳細說明模擬元件與真實元件的區別，以免學生在實踐操作中受到不安全因素的威脅。
（三）EWB軟件的應用
EWB軟件是技術型仿真軟件，其中涉及大量高科技元件與電路模型。從仿真軟件角度來說，EWB軟件的使用功能十分強大，能夠進行整體的電子電路分析，并可提出相關問題。該軟件與其他軟件相比，更具適用性，可以實現不同的電子電路設計。因此，當教師利用該軟件輔助教學時，應注重強調其不同所在，既要讓學生充分利用軟件主要功能，也要了解相關拓展功能。例如，系統的掃描分析電子電路形式時，該軟件在仿真各種函數的同時，也可模擬電路生成。另外，在學生利用軟件中涉及的高科技元件和功能完善原始電子電路設計的過程中，教師應詳細地向學生介紹并解釋相關軟件的生成，以確保學生能夠全面掌握軟件使用方法，進而開展高效的學習。在電子電路設計中只有不斷了解EWB軟件，將其全面融入其中才能展現其精準程度與時效性。
三、結束語
通過上文分析可知，輔助軟件應用于電子電路設計教學中，無疑是對電路設計和功能檢測教學方法的最佳補充。教師在備課期間，應對各種輔助軟件運用特點進行合理比較，以便擇取更具備教學價值的軟件進行教學，實現對電路參數的全面講解，培養學生獨到電力工程設計見地，進而為其將來就業發展奠定良好基礎。
參考文獻：
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[3]顧學俊.分析各類軟件在電子電路設計教學中的應用[J].電子測試，2015，（7）：130-131，122.
電子電路教學設計范文3
古人云“活到老，學到老”。學習伴隨人的一生，一個學習者具備的基本素質是其自主學習能力。最早引入“自主學習”的Holec將其定義為“負責自己學習的能力”[1]。通俗講，自主學習能力是由學習者自覺確定學習目標，制訂學習計劃，選擇學習方法，調控學習過程，評價學習結果的過程或能力[2]。自主學習需要做到“四學”，即“想學”“能學”“會學”“恒學”。基于信息化條件的自主學習是指借助現代化技術及工具完成自主學習。信息化條件包括互聯網、電子圖書館、學習軟件(如Multisim，EWB，CAD)、音頻視頻、Flash等。信息化條件下的自主學習改變了以往的師生學習模式，學員成為學習的主體，教員主要以問題引導、知識顧問、技術支持、效果評價為主要任務，引導學員充分利用和開發信息化資源，將先進的信息技術和學習過程優化整合，開展自主性學習，提高教育的質和量，更好地適應新時代的要求。
2信息化條件
2.1互聯網
隨著信息技術的飛速發展，互聯網在現代生活中越來越普及?；ヂ摼W具有信息資源海量、不受時間和空間限制的特點，因此它為自主學習提供了便捷條件。利用互聯網強大的搜索引擎功能，搜索學習內容、疑難問題、模擬考題等。計算機網絡平臺提供了一個友好的交互界面，圖文并茂，靜動結合，生動有趣。由于院校的特殊性，我院學員除了可以在特定地點及方便時間上互聯網外，還可以查閱軍網內部豐富資源。互聯網改變了傳統的學習方式，提高了學習興趣，提高了學員發現問題、解決問題的能力，使學習成為一種主動、積極的過程，自主學習意識進一步加強，學員真正成為學習的主人。
2.2電子圖書館
電子圖書館以互聯網為平臺，主要由實地圖書館和虛擬圖書館兩部分構成。實地圖書館是與傳統圖書館具有一樣的館藏圖書功能，資源歸本單位共享；虛擬圖書館是指本館沒有收藏但是從網絡系統、數據庫中可以獲得信息的圖書館，例如維普、萬方、CNKI等電子期刊，超星、國圖、阿帕比、中國軍事等數字圖書以及碩博論文、外文數據庫等等。學習者在相應數據庫進行文獻搜索、下載需要的論文、書籍完成知識的自主學習與深化，多角度、多維度的學習理論，廣范圍、廣視角的了解應用。我院電子圖書館館藏豐富，既有實地圖書館又有虛擬數據庫，為學員學習提供了資源保障。
2.3軟件工具
軟件工具是指能夠輔助學習的工具軟件，例如繪圖工具AutoCAD，ProE，3DMAX等，仿真工具simulink，EWB，Multisim，ansys等，不同領域選擇不同的軟件工具。以數字電子技術中常用的Multisim和EWB為例(如圖1和2所示)，它具有豐富的元器件庫和儀表庫，當學完電路理論之后，學員大部分直觀認識不深入，對電路是否能夠實現所講述的功能持懷疑態度，仿真軟件恰好解決了這個問題。利用仿真軟件構建虛擬的電路，通過儀表及指示裝置，直觀形象地看到電路現象，加深對理論的理解。同時，在實際搭建電路時，為了避免資源浪費及煩瑣的調試，可利用仿真軟件先驗證設計電路的正確性，之后再去實際搭建。目前學員具有電腦使用條件，只需安裝軟件即可使用，軟件工具的出現為自學提供了又一個有力的條件。
2.4自主學習平臺
自主學習平臺可以是遠程教育學習平臺，也可以是根據不同科目搭建的學習平臺。其作用是學員在教員的輔導和幫助下，自主使用網絡學習平臺，有針對性地選擇各種學習資源，調整學習時間，控制學習過程，以達到學習目標。自主學習平臺具有輔、開放性、自主性、重復性、交互性的特點[3]。為方便學員數字電子技術課程學習，教研室設計了數字電子技術網絡課程(如圖3所示)。主要包含教案、視頻、教案、習題、作業、答疑、測驗以及參考資料等內容。
3以組合電路設計為例，借助信息化條件培養學員自主學習能力
3.1組織流程
組合電路設計內容豐富，方法多樣。課本中講述多以分立元件設計為例講述，為拓展學員思路，本課程安排時筆者并未加以限定，只布置了任務，學員自行完成。教員布置任務，學員以小組形式開展學習。各小組實行組長負責制，針對任務組織學員討論、確定方案，針對不同的方案安排組員提前查閱互聯網、電子圖書館、網絡課程等資料；課上分工協作，不同學員按照不同方案設計實現；學員自學仿真軟件Multisim或者EWB，并借助軟件仿真驗證設計的正確性；設計報告由專人撰寫，匯總各種方案及方法并進行描述；由于時間限制，并非所有奇思妙想都能一一設計實現，因此附加了拓展環節，集思廣益，學員只需描述出新思路新創意即可；最后為檢驗學習效果，加入答辯環節，從小組中任意抽取一名組員，回答其他學員和教員提出的問題。
3.1.1設計任務
1個主評委和3個副評委共4人鑒定某項目，當主評委不贊同，但3個副評委全部贊同項目時，裁定項目通過鑒定；當主評委贊同并且3個副評委中多數贊同項目時，也裁定項目通過鑒定。試設計滿足要求的邏輯電路。你還能想到哪些器件設計方法？
3.1.2小組分配
本教學班次共計43人，4～5人為一小組。組長負責分工，一般2人設計方案，1人學習仿真軟件，1人撰寫設計報告，最終集思廣益，拓展創新方法。
3.1.3豐富的設計方案，多樣化的仿真實現
借助分立元件實現電路設計組合電路是課本中主要講述的方法，其他方法課本中并沒有專門提及。另外，仿真軟件使用方法，如何仿真電路都需要學員自行摸索。但從效果分析，學員都能夠通過自學或者小組互助學習方式解決上述問題。現列舉幾種學員的設計方案及仿真電路。
3.1.4答辯環節
為保障學習效果，筆者設計了答辯形式的督促機制。要求在設計完成后，小組內每位成員都要掌握本組設計的電路方案，隨機抽取某位學員上臺講解，一旦答辯不順利，將會影響本組學員的整體成績。在這種指導思想下，每位學員都參與其中，組內互助，使得方案形成時，每位學員也都掌握了知識。本次課程筆者提問了第一組的一位學員，答辯過程中每當出現思路斷檔，整組學員的精神都跟著緊張起來，但經過思考他順利完成此環節，并且將創新性的設計思路也一同與大家分享。從答辯過程可以看出，第一組學員的團結與協作，看到了傳統課堂上無法發現的閃光點。
3.1.5設計報告
第一項設計任務，第二項設計方案，第三項拓展及心得體會。前兩項旨在對整個知識的梳理，第三項作用有兩點，一是學員方面，總結收獲及不足，創新新思路，例如第九組寫到“電路設計注意布局，圖紙與虛擬實驗有著本質差距”，第一組寫到“一個好的團隊不光有一個好的帶頭人，還要有一群踏實肯干認真聽話、積極進言的成員”。二是教員方面，便于發現學員學習中存在的問題，調查學員對教學實施的滿意度，為后續教學提供寶貴經驗。例如第五組寫到”開關的選擇開始由單刀開關接入不工作，后經小組討論和教員指導換為單刀雙擲開關完成電路仿真”。第二組寫到“課程使我們認識到數電并非純粹的理論學習，而是課堂發揮、試驗動手等綜合能力的培養”“增強了我們的發散性思維，是一種能力的提升”。
4效果分析
按照傳統講授組合邏輯電路設計方法，一般學員比較容易想到教員或者課本上講述的方法，思路禁錮到此無法跳出。時序電路設計與組合電路設計課程形成了鮮明的對比，時序電路設計任務是課后習題，教員只講授了一種設計方法，因此學員在設計過程中多數應用了這種方法，很難擴展思路，開拓創新。而此次組合電路設計是學員沒有見過的任務，教員對其沒有過多的限制，因此設計方案多種多樣，學員自學的潛力此刻淋漓盡致地表現出來。在網絡、仿真軟件等信息化條件下，學員順利完成了本講內容的學習。學員不僅掌握了組合邏輯電路設計的多種方法和仿真軟件的使用方法，還提升了自身的綜合能力。從期末考試成績上分析，平均分79.44，其中良好及以上24人。通過設計報告的心得體會及期末成績分析采取自主學習模式學員多數比較贊同，收獲頗豐。上述事實證明只要給予適合的條件，學員有能力并且能夠出色完成自主學習，同時鍛煉了學員的提出問題、分析問題、解決問題、語言表達等多種能力，強化了團隊協作意識，激發了創新思維。
5結束語
電子電路教學設計范文4
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.
電子電路教學設計范文5
關鍵詞：Protel DXP 教學探討 教學方法
中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）06（a）-0139-01
《電子線路板設計與制作》課程是高職院校電子類、自動化類等專業的一門專業基礎課。對本課程的教授，我們選用protel 99這款軟件的應用來講述，最終實現對電子線路板的設計與制作。protel 99這款軟件是一款將所有設計工具集成于一身，實現從電路原理圖到最終印制電路板設計的全過程的應用型軟件，是目前最為流行、應用最為廣泛的電路設計制版軟件。因此，對本課程的實現我們選用這款軟件作為載體進行教授。
這門課程是一門實際操作非常強的課程。根據課程教學內容并要考慮到我院學生的特點，結合以往教學的教學經驗，如何提高課堂學習效率，讓學生能熟練、高效的掌握Protel 99軟件的應用，并能為將來就業奠定基礎，是教育教學改革需要探討的問題。
根據以往經驗我們總結出本課程在教學中存在的問題如下：
（1）教材選用不合適，內容零散，缺乏項目實例。
（2）教學中使用方法和手段太單一，學生興趣不高，教學效率低。
（3）教師自身實際操作經驗不足，直接影響課程實踐教學。
（4）沒有明確課程的教學目標和教學內容，不能很好的結合當地產業需求。
如何才能采取一種更貼近學生實際的職業教育教學方式，使教學技能滿足學生掌握基礎的理論知識和專業知識，又能掌握進入社會后所需的基本技能，同時還要結合本院學生的特點量身定做計劃，成為目前面臨的教學問題。因此，我們對以上問題進行分析和總結，對教學必須進行改革。
（1）《電子線路板設計與制作》教材一直以來有很多版本，但都缺乏典型項目實例的詳解和分析?；蛘邔嵗粔蚝线m，內容零散，學生學了前面忘了后面。因此，在課程教學過程中，要選擇典型實例，且實例選擇設計應遵循由易到難、由簡單到復雜的過程；要注重實際應用性，結合所學知識，讓學生掌握Protel 99的基本功能以及操作方法和技巧，從而達到學以致用的目的。
因此，在對教材的選擇上，我們綜合考慮以上問題，最終選用電子工業出版社出版的，由孟祥忠主編的《電子線路制圖與制版― Protel 99》這本教材。本教材區別于其他教材的最大特點是它對該課程的教學內容進行了調整、優化，完全采用項目的教學方法，并且引入典型的企業項目為實例進行詳細的分析，打破了傳統的以內容為章節導向的方式，從而改善理論知識和實踐的完整性和系統性。這門課本從一開始就采用完整的案例去進行講述，在每個章節學完后，學生都能完整的了解的整個電子線路板的設計過程，而不是零散的知識點的堆積。除了情境一講解軟件的基本操作外，情境二為三音電子門鈴設計，情境三為基于單片機的電子琴設計，情境4為串行接口電路設計等案例，將所有知識點逐步放在不同案例中。案例由簡單開始，每個章節逐步深入，加大難度，從實際教學效果來看，這樣的教學思維能更好的調動學生的興趣，教學效果明顯提高了。
（2）雖然對于職業教育，我們不停地在改變教學方法，但傳統的教學手段仍然以教師教授法為主，不利于調動學生的興趣和積極性，更不利于學生提出問題、分析問題、解決問題能力的培養。雖然現在教學引入了多媒體課件，但傳統的教學模式導致大多數教師僅僅依賴于“讀”課件，導致教師對知識點講解不透徹，更不用說去深入了解學生的學習情況，學生也沒有足夠的想象空間。
然而，對于《電子線路板設計與制作》這門課程而言，需要更多是實踐，是讓學生直接的在機房去練習，空有的理論是沒有實際意義的。因此，我們通過多年的實際經驗總結，將這門課程完全放在機房去講授，做到以學生的“學”為主，教師的“講”為輔，采用項目式的教學方法，使學生的主動參與性增強了，現場實踐操作能力也得到了鍛煉。采用講解和練習相結合，做到對實例的示范性講述完后，馬上讓學生進行類似操作直到掌握這個知識點為止。同時，教師要善于利用各種方式，讓學生愿意聽，調動學生的積極性，激發學生的學習興趣。例如，在制作多媒體PPT課件時，不僅內容要豐富，而且應該更加直觀、形象、生動地展示出課程實踐性的相關信息，引起學生的注意力，激發學生學習的主動性。當然，課程結束后，對學生的掌握情況要及時了解，多和學生進行溝通交流，不僅僅是單純的解決一個具體的問題，而是要引導他們去解決學習中遇到的各種困難和問題，培養學生的問題解決能力。
（3）由于《電子線路板設計與制作》不僅僅是理論知識的學習，更重要的是實際的操作，是一門實踐性很強的課程，這就要求教師不但具備扎實的理論基礎，還要有實際經驗和工程實踐的能力。如果老師單純按照教材的安排，進行軟件的講述和簡單應用，那么，學生很難在有限的時間內熟練掌握電路板的實際制作過程。
因此，對于這門操作性很強的課程而言，教師需要掌握大量的實際經驗，最好能有和企業直接合作的經驗，做到理論聯系實際，才能提高自己的專業素質，才有可能充實課堂教學的內容，從而提高教學質量。
（4）我們是高職院校，自然，教學目標和本科院校有所不同。我們要非常清楚職業院校的教學目標和教學內容，才有可能做到有的放矢。高職院校教育主要培養的是技術應用型人才，在教學實踐環節中，要以應用、就業為導向，要不斷提升學生的動手能力、基本技能和理論知識水平，這也是提高高職院校學生職業技能的重要手段。
對于《電子線路板設計與制作》這門課程來說，更要注重對實際動手能力的培養，讓學生通過對Protel 99這款軟件的學習，掌握對原理圖的繪制和對印刷電路板的整個制作流程。教學結束后，學生要能獨立的實現電路原理圖和印制電路板的設計，為以后的學習和工作奠定基礎。同時，本院處在一個電子產業非常發達的地方，那么對于這方面的人才也是非常急需的，所以，我們應該以就業為導向，使培養出來的學生只要掌握一門技能，就能很好的就業。
《電子線路板設計與制作》是一門操作性很強的課程，我們通過長時間的經驗積累，發現問題，解決問題，通過不斷的調整、改善教學方法，讓學生對這門課程的學習更有興趣，使得學生能真正的提高自己的知識和技能。
參考文獻
[1] 陳巒，馬小潔，姜波.基于工程項目開發實踐的專業課程教學改革[J].教育研究，2009（1）：132-133.
[2] 曹紅英.《Protel DXP》課程項目教學法探索[J].開封大學學報，2011（1）：79-80.
電子電路教學設計范文6
【關鍵詞】數字鐘;單面板;自動布線結合手動布線
1.引言
隨著電子技術的飛速發展和印制電路板加工工藝的不斷提高，對印制電路板設計要求也越來越高[1]?？焖佟蚀_地完成電路版的設計對電子線路工作者而言是一個挑戰，于是各種電子線路輔助設計工具（EDA）應運而生，最常用的三款輔助電子線路板設計的軟件是Protel軟件、Cadence軟件和PADS軟件。Protel主要經歷了Protel 99 se，protel DXP，Altium designer幾個版本的升級演化，由于其軟件入門快，集成度高，當之無愧地成為學習PCB設計的首選軟件。當前中職、高職或大學普遍用于教學的是比較成熟的Protel DXP 2004 SP2版本的EDA軟件。本項目就是采用Protel DXP 2004 SP2進行電路設計的。
《電子線路板設計與制作》是我院電子信息工程技術等專業核心課程。該課程采用項目化教學方式，通過音頻功率放大器、基于單片機的交通燈、數字鐘、數據采集器、單片機綜合開發板5個復雜度由低到高的項目電路設計和制作，使學生熟練掌握Protel DXP 2004SP2的原理圖、原理圖庫、封裝庫以及PCB編輯器使用方法，并能在實驗室用“熱轉印”法制作單面板、“雕刻機”制作雙面板?！皵底昼姟彪娐肥钦麄€課程的第三個教學項目，其復雜程度適中，綜合性、實用性、趣味性較強，且該項目是學生同學期學習的課程《電子技術（數字電路）》中需要分析和調試過的典型項目，學生需要通過本課程完成電路板制作，再用于《電子技術（數字電路）》課程學習。
2.“數字鐘”項目介紹
數字鐘電路原理圖如圖1所示。該電路是一個以數字形式顯示時、分、秒的電子鐘，有校時和正點報時功能。電路由秒脈沖產生模塊，時、分、秒計數及顯示模塊，校時模塊和正點報時電路模塊構成。電路中，撥動開關S1、S2、S3分別用于選擇調整時、分、秒顯示，撥動開關S4用于控制脈沖加1，蜂鳴器則會在正點發出4低音1高音的間斷聲響，進行整點報時。
數字鐘電路由于用到的數字芯片較多，連線相對模擬電路要復雜，所以在教學或者實驗中，其PCB設計多采用“自動布線”布“雙面板”。這種設計方案用于數字鐘實驗無可厚非，但用于PCB設計教學還是有一定的局限性：第一，在實際的企業應用中，為了滿足電子工藝、抗電磁干擾等方面的需求，常常要求PCB設計者采用全部或部分“手動布線”，而傳統的教學設計中，往往將手動和自動布線單獨在不同的電路中介紹，且所選電路都比較理想，學生很容易布通，學生往往為求簡單直接采用 “自動布線”，也體會不到“手動布線”的必要性;第二，傳統的教學設計中，往往只要求學生完成PCB設計，學生在學習中體會不到PCB設計對電路板制作和功能實現的影響。
本項目則要求學生不僅完成數字鐘電路PCB設計，而且要在實驗室制作出電路板并完成電路焊接，檢驗電路功能，學生在電路設計中就不得不考慮實際制板的條件，并能針對制版和焊接要求，對PCB進行必要的優化調整。出于實驗條件限制（實驗室僅能采用“熱轉印”法制作單面板），學生需要設計數字鐘單面板，在設計“單面板”的過程中，發現自動布線無法布通電路，手動布線耗時費力，可不可以將兩種布線方法結合起來進行呢？筆者通過反復嘗試，給出了一種比較利于教學的手動和自動相結合的數字鐘單面板設計方案。
3.“數字鐘”單面板設計方法
3.1 原理圖設計
（1）按照圖1繪制數字鐘電路原理圖，根據表1所示的元件報表設置元器件屬性。
（2）編譯工程并檢查電氣連接，根據這些錯誤信息就可以方便地對原理圖進行修改。直到沒有錯誤產生[2]（見表1）。
3.2 嘗試PCB自動布線
（1）本項目設定兩層板尺寸寬×高為170mm×130mm，物理邊界與電氣邊界重合。
（2）加載網絡表。
（3）通過選擇、移動、翻轉元件等操作來實現手工布局。布局后的 PCB如圖2所示。對數字鐘電路布局時要綜合考慮各方面的因素，以便于后面的布線：①依據信號流向“從上到下、從左到右”的原則。②符合電路原理性特點，如數碼管時、分、秒的顯示。③調整元件位置，使元件之間的連線盡量簡潔。
（4）PCB優化調整：為了方便接下來的制版，我們常常要將通過加載網絡表裝入的元件封裝進行調整。這里，我們采用全局修改的方法將部分焊盤做加大處理，使得焊盤直徑不小于1.5mm，并將貼片元件U15（7404）放置于底層（BottomLayer）。
圖2 元件布局后效果
圖3 單面板自動布線效果
（5）自動布線：設置布線寬度為0.5mm，布線層次勾選底層“BottomLayer”。選擇“自動布線”“全部對象”菜單命令，執行自動布線[2]。可得到如圖3所示結果。顯然，由于電路比較復雜，采用單面板自動布線布線很難布通。所以我們采用自動和手動結合的方法布線。
3.3 自動、手動結合布線
（1）備份原理圖：先將完整的電路原理圖文件復制一份在項目文件夾中。
（2）刪除部分導線：刪除原理圖中比較復雜的一些電路連接。如何選擇需要刪除的導線呢？我們可以通過分析電路原理圖的走線和PCB布局后元件之間的“飛線”，觀察自動布線時計算路由的情況來選擇。
具體可以根據以下幾方面因素選擇要刪除的導線：
（1）原理圖中與很多元件都有連接，且范圍跨度大的元件導線。
（2）PCB布局后，與多個元件間有飛線，且交叉線多的元件導線。
（3）運行自動布線后，計算路由耗時長且無法布通的元件導線。
根據以上幾個要素，選擇刪除U9、U10、U16、U17、S3部分引腳的導線。如圖4所示，圖中粗線標注的為準備刪除的導線。
圖5 簡化電路后的自動布線結果
圖6 重新加載完整原理圖后的網絡連接
（4）加載網絡表：刪除導線后，再在PCB中加載一次網絡表，系統會根據原理圖的變化，移除所刪除的電路連接，電路就會變得相對簡單一些。
（5）自動布線：執行一次自動布線，可以完成所有連接的布線，如圖5所示。
（6）追加完整版電路原理圖，并加載網絡表：刪除當前項目的原理圖，再將原來備份的完整的電路原理圖追加到當前項目。然后在PCB中加載一次網絡表，系統會把之前被刪掉的連接關系添加進來，可得到如圖6所示的結果。
圖7 手動放置跳線后的結果
（7）手動布線：根據圖6中的飛線連接，手動放置跳線。得到如圖7所示電路圖。關于手動放置跳線的要求有以下說明：①手動放置跳線的過程實際是將“底層單面自動布線”未完成的部分連接通過放置焊盤和頂層導線來完成。這些手動放置的焊盤會在單面制版時完成，而頂層的導線需要人工焊接跳線。②放置跳線的過程不可避免的要調整其他已布線路，使得頂層所放導線盡量直且短，以便于后續焊接。③圖7所示的放置結果只是一種參考方案。設計者可根據自己電路的情況自行放置跳線，并不斷優化調整。
4.總結
本設計為保證《電子線路設計與制作》項目化教學有效的開展，提出了一種自動、手動布線相結合的數字鐘單面板設計方法，恰當地整合了教學知識點，并拔高了布局布線難度，增加了技巧性應用，從而突出了電路布局和布線在整個PCB設計中的重要性，通過實際的教學實施，學生能夠掌握自動、手動布線的方法，更重要的是，體會到PCB設計與電路板制作和調試間的密切聯系，這將對他們后續項目的學習乃至今后的崗位工作產生積極的影響。
參考文獻
[1]司慧玲.基于Protel的數字鐘雙面電路板設計[J].北京：電子設計工程，2012，20（23）：41-43.
[2]孟祥忠，王靜，吳榮海，鄭文斌.電子線路制圖與制版[M].北京：電子工業出版社，2009.
