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仿真電路設計總結范文1
關鍵詞：電子設計自動化技術 數字電子技術試驗 應用
隨著時代與科技的不斷發展，新形勢下各大高校數字電子技術實驗教學也隨之發生改變，數字電子技術屬于一門實用性強的綜合型學科，只有學好數字電子技術才能為接下來電子信息后續課程打好基礎。電子設計自動化設計是計算機結合集成電路下衍生的產物，現今可編程邏輯器應用范圍越來越廣，運用計算機編程技術可對電子設計產品進行更大程度上的優化和控制，可編程邏輯器為電子電路實驗提供了新的設計方法，提高了設計電子產品硬件的便捷性，使原有的系統設計方式、核心技術得到轉變，促進了電子設計自動化的發展，使其具備更加廣闊的前景。
一、EDA技術在數字電子技術實驗教學的優勢
現階段大部分高等院校數字電子技術實驗通過使用多種實驗箱，讓學生自行連接電路，運用儀器對連接的電路做出檢驗，對其驗證結果進行總結和分析。此種集成芯片設計電路連接的過程中存在較多的問題，例如電路復雜、芯片短缺、查找故障難度高、儀器及其附屬設施易破壞、缺乏實驗設備等，致使連接電路難度較高，學生對數字電子技術實驗興趣不高，實驗效果不夠理想。隨著時代的發展，傳統的數字電子技術實驗教學也應作出與時俱進的改變，為了加大學生的學習興趣，提高連接電路的成功率，在以往的數字電子技術實驗中引進電子設計自動化技術，改變原有電路設計方法，使EDA技術下的電路設計變得更加可靠而有效。以往的數字電路設計方法只能設計出完整電路的一部分，在實際連接數字電路時會因為零件不足、性能與電路設計性能不相符等問題，致使需要重復實驗，再次設計完整的數字電路并操作、驗證等，此種方法過于費時，對學生而言學習興趣不高。使EDA技術下的電路設計方法是分階段進行，首先將整體的電路劃分為多個模塊，然后再設計各模塊，此種方法適用性強、干擾性小，從而能夠進一步保證電路連接的準確性、可靠性，EDA技術有利于推動電子產品的發展。
二、EDA技術設計的步驟
EDA技術設計數字電路首先要對系統進行全面的分析，將完整的系統分為多個獨立存在的模塊，然后逐一設計各個模塊，對應不同模塊采用不同的輸入方式，在系統中就可對設計模塊進行仿真模擬，驗證其電路連接的正確性，待驗證合格后，將設計電路圖下載至存儲介質。
綜合是指運用電子設計自動化系統中的綜合器將VHDL軟件設計與硬件聯系在一起，形成可行的硬件電路。綜合器具備源文件整合功能，可保證綜合硬件的可操作性，電子設計自動化具有邏輯綜合功能，并能對設計出的數字電路進行優化，可將邏輯級電路圖轉變為門級電路，自動生成分析文件、網表文件及其附屬報告。
綜合完成之后還需運用相關適配器將網表文件對目標元件作邏輯映射，此種操作方式叫做布線布局，也叫做適配，這個過程涉及到邏輯分割、布局布線、底層器件配置、邏輯優化等內容的實施，當適配通過后系統就會自動生成時序仿真網表文件、時序仿真下載文件，大部分文件格式為JEDEC、Jam，適配對象與相關元件結構細節形成直接的對應關系。
再通過電子設計自動化系統對適配生成結果測試完成后，才能作編程下載處理，這個過程就叫做仿真。在EDA設計中最關鍵的步驟就是仿真，仿真是整個數字電路設計的重要階段，運用電子設計自動化系統進行時序仿真、功能門級仿真，可從兩種級別分別作仿真測試。時序仿真是指對適配通過之后生成的網表文件作仿真處理，模擬各級元件在實際運作的過程中，其元件性能的仿真實驗，考慮到元件、硬件性能的特點，獲得仿真結果精度較高，由系統生成的時序仿真網表文件中對數字電路各元件的延遲做出了具體說明。功能仿真主要是對設計中的邏輯功能進行仿真，分析和觀測仿真結果與原有的數字電路設計功能要求是否相符，功能仿真對任意一項具體元件硬件性能、延遲等均不介紹。
經仿真驗證數字電路成功后，將適配通過的下載文件、配置文件下載至存儲介質，將以設計成功的文件下載至FPGA 、CPLD工具當中，便于對設計硬件進行調整及驗證，再將其輸入系統中作統一測試，驗證設計電路在實際應用中潛在的問題，減少使用電路的差錯性，不斷改進問題電路，優化設計。
三、在數字電子技術實驗中的應用實例
將EDA設計技術應用在數字電子技術實驗教學中，以設計計數譯碼電路為例，通過混合輸入的設計方式，具體說明自動化電子設計在數字電子技術實驗中的應用。首先按照原理圖設計模6計數器，其編碼方式為BCD碼，采用通用型集成芯片將模6計數器的編碼方式轉變為8421BCD碼，使其成為可作十進制處理的計數工具，運用計數工具中的異步清零端，將十進制改變為六進制計數工具，具體設計電路及其仿真波形如下圖1，這種方式是構建數字電路實驗設計的基本設想。
在系統中運用VHDL方法來設計驅動共陰極數碼管七段并將其顯示出來，生成完整的、不可逆的譯碼電路，具體方法如下，采用VHDL語言描述出譯碼器，將d3、d2、d1、d0看作是顯示譯碼器的輸入口，其中X為顯示譯碼器的輸出口，假設輸出口X是矢量形式，可有七個不同的數量關系值，這七個數量關系值即表示為七個不同的輸出設備數碼管的段碼。當d3、d2、d1、d0分別對應不同的8421BCD碼，譯碼器就會自動生成與連接外端的輸出數碼及其不同的對應段碼，最終統一由驅動數碼管將其反映出來，按照原理圖輸入方法設計的六進制計數工具、VHDL語言輸入方法共同設計的七段顯示譯碼器成功之后，就可利用數字電路生成系統，生成頂層功能模塊，運用相應的原理圖文件、VHDL語言文件對其作出調整和使用，計數譯碼電路層次原理圖見下圖2。
結束語
綜上所述，自動化電子設計有利于提高數字電子技術的實驗效果，此種方法設計電路靈活性較高、干擾性小，不存在硬件、儀器等相關設施的影響。將整體的電路設計劃分為多個模塊并進行設計，此種方式適用性較強，即使在面對復雜的數字電路設計的情況下，也能將其變得簡單。
參考文獻：
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仿真電路設計總結范文2
關鍵詞：創新實踐；項目設計型；教學改革
近年來，河南科技大學電氣工程學院有計劃地進行了一系列教學改革活動，探索創新教育與專業教育深度融合的具體方法，初步構建了貫通課內、課外，融匯主要教學環節的地方高校工科大學生創新實踐教育模式，以求切實加深學生對課程理論知識理解、提高動手應用知識能力。其中，電氣工程學院提出項目設計型實驗教學模式改革的方案，電工電子實驗中心以電路實驗課程為依托進行改革，要求學生自主完成實驗電路設計，課下進行仿真軟件驗證；實驗中自選元件、芯片，在面包板上進行電路調試，使用數字示波器、萬用表等測取實驗結果。以實驗形式、實驗指導方式的改變，實現學生創新實踐能力的培養。
1電路實驗教學改革的必要性
傳統的電路實驗通常是教師進行實驗原理、實驗電路的講解，告知實驗數據結果如何測量驗證、實驗儀器設備的使用方法以及實驗過程中需要注意的安全問題；學生在外購的實驗臺上進行接線、驗證，完成實驗報告。該教學方式存在諸多的弊端，學生在整個過程中被動接受，按部就班地完成實驗過程，避開了實驗過程中可能出現的問題，缺少自主發現問題、解決問題的過程，不能充分調動其進行獨立思考和創新的積極性，也就無法達到通過實驗來加深對所學知識理解、鍛煉動手能力，在實驗中獲得滿足感，進而主動研究、接受挑戰，增強其實踐創新能力的目的。項目設計型實驗教學模式，基本思路是部分或者全部拋開實驗臺，實驗采用在面包板上插接電子元件的形式進行。電工電子實驗中心針對電路實驗課程中“二階電路響應”“雙口網絡”為例進行改革創新。要求學生在實驗前自行完成實驗電路設計，并使用Multisim仿真軟件進行驗證，獲得相應測量波形及數據，自我評估實驗方案是否合適。實驗中，學生根據實驗前自主設計的電路，選取合適的電子元件、芯片，最后插接在面包板上進行電路調試，使用數字示波器、萬用表等測取實驗結果，與仿真結果進行比較，自我判斷實驗結果是否正確。實驗結束后自我梳理，完成整個實驗設計報告。項目設計型實驗教學模式，學生首先需要利用所學的知識進行電路設計，再通過實驗驗證發現設計中的缺陷或者漏洞，結合實驗數據進行分析，解決問題，最終通過設計報告、實驗報告的撰寫進行總結反思，提煉成文。相比傳統的接線、驗證實驗方式，項目設計型實驗教學模式，學生從自己設計電路開始，能力培養目標轉變為電路設計、知識運用、自主分析問題、解決問題的能力和實踐動手能力。
2二階電路的響應
在二階電路的響應實驗進行改革之前，采取PSpice軟件仿真的形式進行，目的在于學習PSpice軟件的基本使用方法，同時理解二階電路的三種暫態過程，結合學生已掌握軟件和工具的使用情況，將實驗形式改革為“軟件仿真+面包板插接”。提前實驗任務，提出要求，限定元件范圍，要求學生課下使用Multisim軟件進行仿真設計，選取RLC二階電路的參數，查看仿真結果，列元件清單；既定實驗時間，完成PSpice仿真任務后，領取元件，進行面包板插接，自主操作完成對應結果的測量。
2.1使用Multisim軟件進行二階電路設計
完成參數選取、暫態過程波形記錄在電路實驗的課程設置中，RLC串聯諧振電路的分析是使用Multisim軟件完成的，故學生已掌握軟件的基本使用方法，可以使用虛擬函數信號發生器、示波器及基礎的電阻電容電感搭建仿真原理電路，并觀察實驗現象；一階RC電路的響應在實驗臺上完成，故學生已掌握由實物的函數信號發生器、示波器及分立元件組裝調試電路，觀察記錄測試結果的能力，且二階電路的響應在周期性重現操作時與一階電路是相通的，均可將方波或者矩形波的跳變邊沿視為換路時刻，進而觀察暫態響應過程，適合作為一階響應的進階實驗?；谝陨蟽牲c，在二階電路的整個實驗過程中，可以弱化任課教師的指導作用，放手讓學生自主設計并調試完成測試任務。任課教師提前二階電路的實驗任務，限定電阻、電位器、電感、電容的參數范圍，要求學生課下借助Multisim軟件選擇合適的電感、電容參數及恰當的方波頻率，計算電阻值，使暫態過程分別為過阻尼、臨界阻尼、欠阻尼，用示波器觀察記錄各暫態響應曲線并估讀暫態持續時間。
2.2使用PSpice仿真工具進行仿真實驗
既定實驗時間，學生提交Multisim軟件仿真實驗電路圖、仿真結果及元件清單，任課教師審核通過后方可進入實驗室。為了實現讓學生熟悉并掌握PSpice工具使用方法的目的，教師演示搭建二階電路原理圖及獲取仿真波形的示例后，預留一定時間如半個小時，供學生完成其自主設計二階原理圖的輸入，并截圖幾個暫態響應過程，比較分析三種暫態響應過程的不同點、變化條件、時間長短，課下完成總結。若不能在限定時間內完成實驗任務，可在實驗室開放時間自由補做。
2.3硬件面包板插接完成
PSpice仿真或者預留限定時間倒計時結束后，學生2人一組自由組合，憑元件清單領取元件及工具。自主操作，進行面包板插接，在面包板上搭建由分立元件組成的電路，用函數信號發生器給出合適頻率的輸入方波，使衰減或振蕩有足夠的時間減小到0，用數字示波器測量相應波形，改變電位器或者電阻值的大小，完成對應整個暫態過程波形的測量。在整個面包板硬件插接過程中，教師只負責元件工具的發放，講解儀器設備的使用。電路搭建、調試，制定測試方案，判斷實驗現象是否正確等由學生自主設計完成，達到預期實驗目標后，由教師負責驗收，并根據學生演示及問題回答情況給出實驗操作分數。
2.4評分標準
評分標準依據RLC二階串聯電路的設計電路圖、元件清單、電路三種暫態過程的Multisim軟件仿真波形，即設計環節占實驗成績的30%，實驗操作環節占實驗成績的30%，PSpice仿真波形及硬件插接實驗波形結果占實驗成績的20%，實驗設計報告完成情況占實驗成績的20%。
3雙口網絡
雙口網絡實驗在改革之前在實驗臺上直接完成，且實驗臺已經封裝好現成的T網絡和π網絡，學生只需簡單連線給定輸入電壓，連接測量儀表即可完成實驗數據的測量，課后計算T參數。為了進一步提高學生電路設計、知識運用能力，將雙口網絡的實驗形式改革為面包板插接。
3.1使用Multisim軟件進行雙口網路電路設計
并測量數據完成T參數理論值計算任課教師提前雙口網路的實驗任務，并限定電阻元件的選擇范圍，要求學生課下自主選擇電阻元件搭建T網絡、π網絡及二者級聯網絡的電路，并根據選取的電阻阻值及電路網絡結構計算相應的T參數矩陣的理論值。之后，使用Multisim軟件進行仿真，根據實驗指導書上的內容，給定直流穩壓電壓源10V。利用同時測量法測量輸出端開路、短路條件下T網絡、π網絡的輸入端、輸出端的電壓、電流值。用分別測量法測量T網絡和π網絡級聯后網絡輸出端開路、短路條件下，輸入端的電流值；以及輸入端開路、短路條件下，輸出端的電流值。要求有仿真測量電路圖、T參數矩陣的計算值及仿真數據表格。
3.2硬件面包板插接
既定實驗時間，學生提交其設計的T網絡、π網絡及二者級聯網絡的電路圖、各網絡的理論T參數、Multisim仿真測試數據及元件清單，任課教師審核通過后方可進入實驗室。憑元件清單領取元件及工具，在面包板搭建由電阻組成的網絡，根據仿真數據測量的方法，利用實驗臺的直流穩壓電源作為輸入，直流電壓表、直流電流表或者萬用表測量相應的電壓電流，完成T網絡、π網絡、二者級聯等效網絡對應實測數據的測定。由教師負責驗收，并根據學生操作及問題回答情況給出實驗操作分數。
3.3評分標準
雙口網絡的設計電路圖、元件清單、T參數矩陣理論計算結果、仿真數據測量正確與否占實驗成績的30%；實驗操作環節及實驗測量數據正確與否占實驗成績的50%；根據實驗測量數據及實驗方法計算的T參數正確與否、實驗設計報告完成情況占實驗成績的20%。
4實驗教學改革效果與改進
4.1實驗教學改革效果
通過課前布置實驗任務，課下設計實驗電路，再通過面包板插接環節搭建調試電路，很好地鍛煉了學生的自主設計電路、發現問題解決問題的能力。在實驗過程中，弱化教師的主動指導作用，發揮學生的主觀能動性，變學生的被動學習為主動思考，極大地提高了學生的積極主動性。同時，在實操環節，利用函數信號發生器、數字示波器等設備儀器，承接后續電子技術實驗課程的學習。俗話說：“兵馬未動，糧草先行?！痹O備、工具、軟件環境的熟練運用，可為以后的專業課學習、研究打下堅實的基礎。更重要的是在整個“學而思，思而做，做而樂，樂而學”的良性循環學習過程中，學生學習習慣和綜合創新能力的培養，將使其受益無窮。
4.2進一步改進的方向
腳踏實地，進一步細化電路實驗課程改革過程中存在的問題，找準下一步的努力方向。二階電路的響應實驗，在實驗時要完成PSpice軟件仿真和面包板插接，耗時較長，可嘗試將PSpice二階電路示例做成視頻，供學生課下學習，或讓其尋找網絡資源，符合當下流行的學習趨勢，且提高效率。雙口網路實驗，實際搭接電路時，電流的測量值在十幾毫安至幾十毫安時可減小測量誤差，這就要求電阻取值合適，否則直接影響測量數據的準確性，故可適當地修改電阻參數的選擇范圍。雙口網絡中電阻參數選取不同，T參數、測量的電壓電流值也各異，放手讓學生自主設計電路的同時，也給檢查學生數據帶來了一系列不便?？梢愿鶕p口網路的一般結構，推導T參數的通式，將要測量的數據表示成T參數的表達式，借助數據處理軟件，減少數據比對過程中的計算量。
仿真電路設計總結范文3
[關鍵詞]低噪聲放大器；射頻識別；噪聲系數；增益；穩定系數
中圖分類號：TN722.3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）44-0072-02
1 引言
射頻識別（RFID）是一種利用射頻通信實現非接觸的自動識別技術，LNA作為RFID系統的關鍵器件之一， 主要功能是放大從天線接收到的信號，用于后級電路處理，同時抑制噪聲干擾，提高系統的靈敏度，在實現數據無線傳輸過程中起重要作用。為了減少射頻前端電路及天線的體積，目前針對RFID系統的研究主要集中于5.8GHz的高頻段。本文采用ATF-541m4晶體管，利用ADS軟件通過電路級以及版圖級聯合仿真，設計了一種可用于RFID系統的5.8GHz單級低噪聲放大器。
2 電路設計
設計LNA電路時，需要綜合考慮放大器的增益、噪聲系數與輸入輸出匹配等參數。本文采用ATF-541m4晶體管實現低噪聲放大器的設計，放大器晶體管的靜態工作點將決定所設計的放大器的工作狀態，偏置狀態不同，晶體管的阻抗特性差別會很大，需要在選定器件后根據設計指標來獲得偏置電壓信息，設置ATF-541m4晶體管的直流工作點為。所設計的LNA電路原理如圖1所示。
其中，R1、R2、R3為直流偏置電阻，Vdc為工作電壓，C1、C2為隔直電容，L1、L2為扼流電感，C3、C4為旁路電容，C5、C6、C7為去耦電容。TL1、TL2和Tee1組成了輸入端的微帶線匹配電路，Tee2、Tee3、TL3、TL4和TL5組成了輸出端的微帶線匹配電路。電路的穩定性是放大器能夠正常工作的前提，因此需要對晶體管進行增強穩定性的設計。仿真結果表明在3GHz-8GHz頻帶內，穩定性因子k=1.004，大于1，放大器保持絕對穩定。偏置電路是射頻電路的設計中不可缺少的一部分，其主要作用是為放大器等有源器件提供合適的靜態工作點，以保證整個電路能夠正常工作。根據晶體管的直流工作點可以計算出，R1=28Ω，R2=222Ω，R3=33Ω。輸入、輸出匹配網絡的作用是減小信號反射。若電路不匹配，則會形成反射，降低效率。對于低噪聲放大器而言首先需要考慮的是最小噪聲，再根據最佳噪聲匹配來設計輸入端的匹配電路。輸出匹配網絡的設計主要考慮LNA的駐波比和增益，輸出端一般采用共軛匹配以獲得最小駐波比和最大增益。通過仿真優化得出本文設計的LNA輸出阻抗ZL=73.17-j16.719Ω。
3 電路及版圖級聯合仿真結果
針對圖1所示的電路原理圖，利用計算出的各元件參數進行ADS仿真，得出LNA的增益、噪聲系數、輸入/輸出反射系數等的電路仿真結果。再根據原理圖生成版圖，在版圖設計中，需增加一定數量的接地過孔，如果缺少接地過孔，會導致無法得到S參數理想結果。優化后得到的電路版圖如圖2所示。
圖3所示為利用版圖進行的聯合仿真以及原理圖級仿真結果對比。當工作頻率為5.8GHz時，聯合仿真中增益為10.25dB，滿足大于10dB的設計指標，與電路仿真結果相比略有減?。宦摵戏抡嬷蟹糯笃鞯脑肼曄禂蹬c電路仿真結果良好吻合，約為0.95dB；聯合仿真的輸入反射系數S11 = -30.16dB，輸出反射系數S22 = -15.72dB，說明該放大器的輸入匹配較好，但由于輸出匹配中微帶線的長度較長等原因，輸出匹配沒有輸入匹配的效果好，但滿足設計要求。
4 總結
本文以ATF-541m4晶體管為核心，通過設計靜態工作點、增益反饋、輸入/輸出匹配等電路，仿真實現了一種單級低噪聲放大器，利用ADS進行了電路級、版圖級聯合仿真優化，結果表明在5.8 GHz處，放大器增益為10.25dB，噪聲系數為0.95 dB，輸入與輸出的反射系數分別為-30.16 dB和-15.72 dB，穩定系數大于1。
參考文獻
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仿真電路設計總結范文4
關鍵詞:職業技能課程；電路仿真軟件；Multisim
1概述
1）Multisim仿真軟件簡介Multisim是美國InteractiveImageTechnologies（IIT）公司在20世紀末推出的一種以Windows為平臺的虛擬仿真平臺，其最大的優點是軟件界面操作方便、直觀形象、易學易懂、學生可以很快地掌握它的基本操作[1，2]，所以，Multisim仿真軟件在電子信息類的相關課程教學中得到了廣泛的應用。Multisim仿真軟件可以對模擬電路、數字電路和模擬數字混合電路進行設計和仿真。它提供的元器件庫非常豐富，而且還有部分三維實物，對于初學者來說，非常逼真和形象。虛擬儀器儀表非常齊全，提供的儀器儀表有：萬用表、信號發生器、瓦特表、示波器、波特圖儀、字信號發生器、邏輯分析儀、邏輯轉換儀等。電路分析功能和作圖功能非常強大，可以應用Multi⁃sim對模擬電路進行靜態分析、動態分析和瞬態分析等十幾種分析。同時，應用邏輯轉換儀可以實現數字電路中的真值表、邏輯電路圖和邏輯函數表達式兩兩之間的互換。為學生的學習和老師的教學帶來了非常直觀的視覺效果。而且，相對于其它的EDA軟件，它更加形象和直觀，而且，它能進行模數混合電路的仿真，幾乎能夠100%地仿真出真實電路的結果[3，4]，為廣大的電子電路的學習者提供了非常方便和實用的電路設計平臺。2）電子產品設計與開發根據應用電子技術專業和電子信息工程技術專業的人才培養目標可知，《電子產品設計與開發》是電子信息類專業的職業技能課程，是一門實踐性和綜合性都很強的課程，對于學生以前所學知識有著更高的要求，但是，這門課程對于學生進行畢業設計、頂崗實習以及將來出去工作都有著非常重要的作用，所以，在電子信息類專業中占有非常重要的地位[5]。為了提高教學效果，我們采用“教、學、做”合一的模式，將理論教學和實踐教學融合為一體中，這樣處理即可以提高學生的學習積極性，同時，又可以將復雜的知識點以簡單明了的形式展示給學生，學生可以在實訓室邊教、邊學、邊演示、邊實踐，可以大大提高教學的效果。由于直接用實物操作進行設計和實訓，有可能會造成大量實訓耗材的浪費，同時，也存在一定的安全隱患[6]，所以，這門課程采取了一種虛擬和實踐相結合的方式，非常實用。在教學過程中引入Multisim等仿真軟件,使學生在學習硬件的同時,學會仿真軟件驗證相關原理及電路,從而豐富教學內容,更新課程的教學思路,提高課程的實踐性與應用性。將學生置身于一個“提出問題——解決問題——實踐驗證”的情景之中,使教學方式由“知識傳授”向“知識發現和知識創造型”轉變[7，8]，大大提高了學生的興趣和學習的積極性。
2Multisim在《電子產品設計與開發》課程中的應用
在《電子產品設計與開發》課程學習的初期，特別是小型電子產品設計的初期，先用Multisim仿真軟件進行分析和設計，設計好合適的思路，選取好合適的元件和參數，并且在仿真軟件上調試出較好的實驗現象以后再進行實物制作。這樣不僅大大節約了實訓耗材的浪費，更重要的是可以讓學生們大膽地進行嘗試設計電路，不用擔心安全事故的發生。而且，學生進行設計和探索的積極性也大大提高?！峨娮赢a品設計與開發》是學生們學習了模電、數電、電子設計自動化、單片機等主體課程之后所開設的一門綜合性很強的課程，對于學生來說，這也是前段整個學習過程的一個總結，是檢驗學生兩年的學習過程中所掌握專業知識的真實情況。對于本門課程，主要是采用“教、學、做”一體化的模式，以項目任務為載體，讓學生們在學中做，做中學。主要是要制作一個小型電子產品，在整個的教學過程中，以學生為主體，重點在于激發學生學習的積極性和主動性，讓每一個學生都親手制作一個小型電子產品，從制作的過程中體會到成功制作電子產品的快樂，從而，獲得學習的信心和一定的滿足感。首先，根據學生們的具體情況，對于設計和制作的電路可以進行合適的選擇，所以，可以每個同學都可以找到適合自己的電路，這樣，學生參與《電子產品設計與開發》的積極性和興趣就大大加強了。學生在選擇好自己的任務之后，就親手將產品制作出來，整個過程包括：Multisim仿真設計電路原理圖原理圖的繪制封裝的測量和繪制PCB圖的布線和繪制PCB板的制作程序的編寫和調試產品的調試產品制作完成。應用Multisim仿真軟件設計電路，是整個《電子產品設計與開發》課程的關鍵環節，只有首先仿真設計出具體電路、具體參數并且有良好的仿真效果后，才能進行具體硬件電路的制作。比如：學生們想設計一個50秒的定時器電路，并且要用數碼管顯示出來。學生們首先想到的是先在Multisim仿真軟件上仿真出效果出來，再進行硬件電路的制作。如下圖1所示，是某位學生利用Multisim仿真軟件設計出的一個50秒的定時器電路。首先通過Multisim仿真軟件進行電路的分析和設計，可以為學生提供非常方便、快捷的電路設計的效果，每一個元件的參數和型號學生都可以根據輸出效果的不同來進行分析和判斷，比如，如上圖2中，如果，要將電路的定時時間定為30秒，在仿真電路中只要變換一根線的連接就可以實現，而且，還很容易就能看到效果，如下圖2所示：通過這種學生自主嘗試的學習方式，不僅可以幫助學生提高學習的積極性和主動性，更重要的是學生能夠非常安全、快捷地進行電路的分析和設計，大大提高了學習的效果，也節省了大量的實訓耗材的浪費。
3結束語
仿真電路設計總結范文5
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”?；谛畔⒒瘲l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。互聯網具有信息資源海量、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?；ヂ摼W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?，F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
仿真電路設計總結范文6
關鍵詞：“95后”大學生；電路教學；對分課堂；電路仿真軟件；電路設計競賽
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）15-0215-02
一直以來，在傳統的電路教學過程中，教師采用“填鴨式”的方法進行講授，學生被動式的接受知識，并配合課后作業的形式進行。但是，我們在實際的教學過程中，特別是當教學對象變為伴著電腦手機長大的“95后”一代，傳統的教學方法存在著諸多問題，并不完全適應新時代學生的特點。課堂中的重點是電路概念的灌輸、定理的記憶和反復的習題訓練，忽略了電路和實際生活的聯系，最終導致很多學生對大學電路課程感覺到枯燥和抽象，沉迷于在課堂上玩手機，即便學過本課程依然完全不懂實際生活中的電路，等等問題。因此，我們在電路教學的實踐過程中進行教學方法的改進和教學模式的改革，探討有效的電路教學方法改革策略，以適應“95后”學生學習方式和思維方式的改變。
一、從生活實際入手，激發學生的學習興趣
目前的電路教學通常開篇就直接告訴學生“電路理論研究的是電路模型，而電路模型是對實際電路的簡化”，接下來就開始講授電路定理和電路化簡，求解電路中的電流和電壓量。在這種教學引入模式下，最大的問題就在于沒有講授我們為什么要進行電路化簡、為什么要分析電路并求出電路中的電旱緦髁俊R簿褪撬擔通常我們的教師并沒有提出電路課程學習的意義，一件沒有說明意義的事情難以提起學生的興趣。從心理學的角度分析，“興趣是人們力求認識某種事物或愛好、某種行為的傾向，它的有效功能之一就是能對正在進行的行為起到推動作用?！备嬖V學生學習電路的意義，無疑更加能夠激發學生的興趣，形成課堂電路教學的重要基礎。特別是對于“95后”學生，由于其受到手機等移動設備的誘惑更大，如果一門課程不能引起他們的興趣，那么將很難讓他們把目光從手機轉移到黑板。因此，教師在電路教學中，從生活實際入手，著眼于電路學習的意義以及生活工作中所遇到的電路問題，將學生的注意力從手機轉移到課堂，這是非常重要的。
二、對分課堂，提高學生的積極性和參與感
由于電路課程的難度高，電路的形式變換多樣，理論的應用靈活，學生的基礎參差不齊，正常課堂上師生的互動少，導致學生在一段時間的聽課后，特別是“95后”學生，可能會被手機吸引，這時如果沒有有效的方式將學生從手機等設備吸引回課堂，那么將導致學生學得少，教師也非常有挫敗感，因此我們嘗試部分課程的教學采用對分課堂的形式，提高學生的積極性和參與感。
對分課堂的定義是將一半的課堂時間分配給教師講授課堂知識，另一半的時間分配給學生進行課堂討論與自我學習。首先，通過教師提綱挈領地講授本節課的知識點，并舉一些例子進行論證和應用；接下來，提出問題和任務，安排學生以小組形式進行討論分析；最后，請學生互相提問，教師回答學生討論過程中不能解決的問題，并進行課堂總結。接下來我們詳細介紹對分課堂的每一個部分是如何在我們的電路課堂教學中應用的。
1.教師講授。在對分課堂上教師首先介紹了基本框架和基本概念，特別是本節課程的重點和難點，但是教師并不將每一個定理應用的特例全部講出來，而是通過提出問題和讓學生自己發現問題的方式將這部分課堂上未講的內容留給學生課后學習。
2.課后復習。在結束了教師的課堂講解后，教師安排學生進行課后的復習與思考，并布置下一節課討論的任務。例如，教師可以要求學生根據學習的內容和個人的特點，完成學習筆記的制定，對學習內容進行提煉與總結，據此教師可以了解學生對課程的消化吸收以及學生的學習態度。此外，教師還要要求學生完成下次討論課程中討論和相互提問環節中問題的準備，問題可以分為兩個部分：（1）學生通過閱讀書籍、查詢資料和自我思考得到答案的問題；（2）學生沒辦法解決的問題。
3.分組討論。學生帶著課后復習模塊的問題來到分組討論的課堂。第一類問題在課堂討論中學生可以向其他學生發問，第二類問題需要在課堂討論中通過學生和教師的共同探討學習得到結論和解答。
4.教師總結。經過教師講授、課后復習和分組討論等幾個模塊對同一教學內容的學習后，教師針對課后復習和分組討論中學生暴露的問題進行進一步的總結。那么，同一內容，經過幾個模塊的學習，加深了學生的理解程度，夯實了學生的基礎。
三、運用電路仿真軟件，實現電路定理的直接驗證
目前我校的電路課程是由電氣系的教師負責，而相對應的實驗課程是由實驗中心的教師負責。理論課過多講授公式、定理，比較枯燥，學生接受效率低。而實驗課設置驗證性實驗多，學生在實驗過程中，步驟機械，缺乏思考。這造成了理論和實際的嚴重脫節，針對這一類問題，我們考慮運用電路仿真軟件，引導學生搭建電路模型，觀察電路中電壓、電流的變化，使抽象的電路特征變成形象的圖像顯示，直觀的驗證我們所學到的電路定理。通過觀察發現，“95后”伴著手機電腦長大的這一代大學生，并不喜歡單純的聽取比較枯燥的知識講解。這種通過自己設計思考發現問題再學習的方法，更為他們所喜愛。也就是說，仿真平臺的引入使學生充分運用了所學知識，發揮了主觀能動性，達到良好的教學效果，這是提高電路教學質量的一種有效措施。
四、舉辦電路設計競賽，升華電路定理在實踐中應用的能力
一個知識點如果僅僅是通過做題和電路仿真并不能夠使學生得到深刻的理解，因此在電路理論的學習中，我們舉辦小規模的電路設計競賽，組織學生通過仿真軟件設計電路、實際元器件搭建電路等步驟將所學到的電路知識應用到實際。在實際電路設計競賽中，學生將不同內容的知識綜合利用，促進知識的融合，形成觸類旁通的開放性思維能力和理論應用于實際的科學素養。
五、結論
總之，針對伴著電腦和手機長大的“95后”大學生，如何有效提高他們對電路學習的興趣，形成良好的教學效果，這是一個具有重要理論與實現意義的課題。本文提出將理論聯系實際、對分課堂教學、電路仿真軟件輔助教學以及電路設計競賽等手段應用于電路教學的課堂，增加學生的積極性和參與感，增強“95后”電氣工程學生的電路知識和綜合素養，達到更優的教學效果。
參考文獻：
[1]曾慶國.電路教學改革與優化探索[J].教育教學論壇，2016，（18）：113-114.
