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電子電路設計與實踐范文1
關鍵詞 電路與電子技術；教材建設；網絡實驗教學平臺
中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X(2012)06-0128-02
Construction and Research on Experimental Textbook in Circuit and Electronic Technology//Chen Juan1,2, Zhong Yongyan2, Sheng Suying2
Abstract On the basis of original experimental instructions and material，the experimental textbook of circuit and electronic technology has been issued according to the invocation of teaching content and methods. This essay introduces the characteristics of the textbook，analyses and expounds the system of the textbook，introduces how to use this textbook combined to network experimental teaching platform，and the use of effects are summarized.
Key words circuit and electronic technology; construction of textbook; network experimental teaching platform
Author’s address
1 Nantong University Xinglin College, Nantong, Jiangsu, China 226019
2 School of Electric Engineering, Nantong University, Nantong, Jiangsu, China 226019
實驗教學是影響工科人才培養質量的重要因素，一本好的實驗教材則是提高實驗教學質量的基本保證。南通大學電工電子實驗中心自創建以來，本著厚基礎、重引導、強能力、求創新的實驗教材建設理念，自編實驗指導書和講義多部。經過一線骨干教師的多年教學實踐及總結，結合電路與電子技術教學改革，利用建設省級基礎課實驗教學示范中心的契機，不斷完善原有實驗指導書和講義，其中《電路與電子技術實驗教程》已于2009年7月由電子工業出版社出版[1]。
1 教材特點
教材總結多年實驗教學的經驗，堅持“以基本能力訓練為基礎，以綜合素質培養為核心，以創新教育為主線” 的指導思想，具有下面一些特點。
1.1 滿足不同層次的教學要求
將實驗項目分為基礎性、設計性和綜合設計性3個層次以及必做、選做和自主實驗3種類型，且按由淺入深、由易到難的順序編寫。根據不同專業、不同課程對實驗的不同要求，同時參照教學大綱，實驗指導教師可自行選擇實驗項目，滿足了不同層次的教學要求，提高了教材的適用性。
1.2 突出學生的主體地位
除常規的實驗目的、原理、方法、步驟、注意事項和思考題等內容外，特別增加設計舉例以及安裝與調試等內容，突出實驗項目的設計和調試的過程以及方法。對于復雜實驗項目，盡可能附有實驗參考電路。學生可自主學習，獨立完成實驗。
1.3 利于創新型人才的培養
實驗項目按基礎性、設計性和綜合設計性3個層次編寫，覆蓋的知識點、基本技能點更多，涉及的內容、方法和技能更加深入。實驗內容、步驟及方法等不寫得過細、過于具體，為學生保留獨立思考的空間；實驗思考題除鞏固實驗內容外，更注重鍛煉學生查閱資料的能力。因此，更能提高學生創新能力，利于創新型人才的培養。
2 教材體系
教材融合電路與電子實驗，內容包含電路實驗、模擬電子技術實驗、數字電子技術實驗、EDA技術應用等4篇，按基礎性實驗、設計性實驗、綜合設計性實驗3個層次編寫。
2.1 基礎性實驗
基礎性實驗除鞏固和加深基本理論知識之外，重點培養學生基本實驗技能，包括掌握常用電子儀器以及仿真軟件的使用、電子線路的測量技術、觀察分析實驗現象以及查排電路故障等基本實驗方法，為以后操作復雜實驗打下堅實的基礎。
2.2 設計性實驗
設計性實驗注重培養學生應用所學知識設計并制作較為復雜功能的電路。這類實驗一般通過提出實驗任務及要求，給定電路技術指標，由學生自行擬定實施方案。學生通過閱讀參考資料，合理選擇電路，確定元器件種類及數量，搭試硬件電路完成實驗，并遞交書面總結報告。
2.3 綜合設計性實驗
綜合設計性實驗課題一般從社會生產實際、科研項目中提煉，旨在培養學生綜合實驗技能。這類實驗一般流程為：1）指導教師集中授課，布置實驗任務；2）學生通過閱讀參考資料，確定實施方案并設計電路；3）應用仿真軟件初步實現電路功能；4）遞交元器件使用清單并組織實驗；5）撰寫總結報告。
3 實驗教材依托網絡實驗教學平臺
網絡實驗教學改“以教為主”為“以學為主”，強調學生的主體作用。利用計算機網絡，打破時間和空間的限制，確保學生在任何時間、地點進行實驗預習、復習、答疑以及資料查詢[2]。將實驗教材與網絡實驗教學平臺有機結合，真正做到實驗時間和內容的開放。
3.1 教學視頻
利用教學視頻直觀、可反復播放等優點，針對典型實驗項目（如常用儀器設備使用等），組織優秀實驗指導教師講解并錄制。學生通過網絡可直接進入視頻點播，實驗指導過程更加清晰，效果更加明顯，避免實驗指導教師多次重復講解實驗，較大幅度降低實驗指導教師工作強度。
3.2 網絡課件
利用多媒體網絡課件形象具體、易操作、容量大等優點，圍繞“做什么、怎么做、為什么”，實驗中心編制與實驗教材配套的多媒體網絡課件。利用該課件，學生不但可直接開實驗課，而且可自行復習。經過多年實踐證明，該多媒體網絡課件效果很好，目前已被廣泛采用。
3.3 電子教案
為了滿足不同類型教學需要，針對不同層次學生，實驗中心編制電子教案。電子教案以幻燈片形式將教學內容提綱挈領地展現給學生，可供學生課前預習及課后復習。同時教師在每一輪教學中可根據實際教學需要，自行修改電子教案范本。
3.4 在線答疑
網絡實驗教學平臺提供網絡答疑功能。該平臺匯總學生實驗過程中的常見問題解答，提供各種查詢方式讓學生方便快捷地找尋自己想要的答案。平臺根據不同課程設置不同欄目，學生經身份認證后可在相應欄目提出或解答問題，教師經身份認證后可在線解答提問。通過在線答疑，師生獲得課外環節的互動，一方面解決學生疑難問題，另一方面讓教師了解學生的薄弱環節，方便今后工作和總結。
4 實驗教材的使用效果
通過對該教材的使用，學生的綜合素質得到明顯提高，學生在競賽中取得令人滿意的成績：2010年江蘇省TI杯模擬電子系統設計競賽中榮獲一等獎一項、二等獎兩項，中國機器人大賽暨RoboCup公開賽榮獲亞軍一項、季軍一項、一等獎五項、二等獎六項，第五屆全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽華東賽區比賽中榮獲二等獎一項、三等獎兩項；2011年全國電子設計大賽榮獲省級一等獎二項、二等獎三項，中國機器人大賽暨RoboCup公開賽榮獲冠軍二項、亞軍一項、季軍二項，第六屆全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽華東賽區比賽中榮獲二等獎兩項、優勝獎一項。
5 結語
通過近幾年的實踐證明，電路與電子技術實驗教材是十分有用的。隨著科學技術的發展，新的實驗項目、實驗方法及手段層出不窮，電路與電子技術實驗教材也將會不斷完善。只有這樣才能不斷發展，不斷提高教學質量，培養具有高素質的創新型人才。
參考文獻
電子電路設計與實踐范文2
1 課堂教學改革與創新的思路
要改變課堂無趣的現狀，作為課堂教學的實施者――教師必須轉變教學理念，從傳統的灌輸式的課堂教學模式中解脫出來，以“教育+互聯網”為載體，合理運用現代化的教育技術，著眼于如何激發學生的學習主動性和積極性，發揮學生的主體性作用，實現課堂的四個轉變：教學組織形式由“教師為中心”向“以學生為中心”[1]轉變；學生學習形式由“個體”學習向“團隊”學習轉變；教學模式由“灌輸式學習”向“探究式學習”轉變；教學目標由“專業成才”向“精神成人、專業成才”轉變。
2 課堂教學改革與創新的舉措
2.1 上好“開學第一課”，激發學生興趣――課堂教學改革與創新成敗的基礎
良好的開端是成功的一半，每一門課程“開學第一課”都是至關重要的，它將決定教師今后上課的格局。那么“開學第一課”應該怎么上呢？首先，“開學第一課”的基調應該是輕松快樂有新意的。其次，“開學第一課”的內容應該包含以下四個方面：
一是師生的相互介紹，作為師生的第一次見面課，教師要把自己的基本情況介紹給學生，這個介紹盡可能幽默風趣些，倘若做不到幽默風趣做到真誠也是可以的。此外，教師要對班級做一個基本的了解，在課前基本了解學情的情況下，摸摸實際情況。二是介紹課程的主要內容以及課程對職業發展的作用，要結合社會實際。《電子線路CAD設計》這門課程學習之后，有些畢業的學生就可能從事PCB設計工程師的工作，其工作前三年的薪資待遇情況及工作幾年后的升職空間怎樣做一個分析，給學生美好的憧憬和努力的方向。這部分主要是激發學生對課程學習的動力。三是要把課程的教學組織模式說明清楚，準備到位。這門課程采取分組教學，那么分組原則、組長的職責、組內分工、財務清算方法以及SPOC學習的要求等要交代清楚。此外，還應花10～15分鐘用于小組的熱身。四是要把課程的考核方案介紹給學生，并鼓勵學生通過自己的努力都是可以通過考核的。最后，教師要分析“開學第一課”的實際效果，并在課后召集各小組長查找原因，商量應對措施，轉換各小組長的身份，從課程學習的參與者轉變為課程學習的組織者，發揮其主體性作用。
2.2 開展“每周一品”，促學生“精神成人”――課堂教學改革與創新不斷前行的動力
“精神成人”的內涵是，旨在讓一個大學生在大學期間初具“獨立精神、自由思想”之潛質，認真且持續地向自己追問“如何做人”這一終極命題。教師需要讓課堂教學的對象――學生，主動思考人生的近期目標和長遠目標：自己為什么上大學？大學的目標是什么？畢業之后的理想職業是什么？從事理想職業需要哪些準備？等等問題，以努力幫助其“精神成人”。在《電子線路CAD設計》課程教學中，教師以十大最重要的品質為主題，開展“每周一品”活動。即每周分享一個品質，以“名人小故事”“新聞評說”“名言名句”為載體，安排課堂的前5～8分鐘時間按組交流，提升學生的思想層次。十大品質有“誠信、寬容、豁達、善良、協作、忍耐、自律、責任、反思、知足”。每周一次的分享，不斷給予學生以頭腦沖擊，學生感受到學習的壓力和緊迫性，學生學習的主動性和積極性自然而然出來了，而且教室“6S管理”不再難以推行，學生主動規范自己的課堂行為，養成良好的習慣。
2.3 落實課程教學“三環節”，保障課堂質量――課堂教學改革與創新的重要內容
2.3.1 教學內容選擇上，學生可自由選擇電路圖，充分發揮學生主體性作用
本課程主要對Protel軟件的學習，教學中用到多個電路圖，以往電路圖都是教師選取，很多學生常常是依樣畫葫蘆，不一定清楚電路的工作原理和功能，常常是原理圖畫好后檢查不出電源漏畫了，或是沒有其他驅動源等。而且，學生設計好PCB板之后沒有去進行加工，缺少實踐認知。課程原來的設計上，知識系統性欠缺，對學生知識的鞏固和深化沒有起到很好的作用。因此，課程允許由學生自主選取難易程度不一的電路圖，要求是學生要掌握電路圖的功能和工作原理；另外，課程增加了一周實訓，要求學生設計好PCB板之后，制作出印刷電路板，并進行元器件的焊接，并完成電路調試，也就是制作出實際電路作品來。這樣做的優勢在于：一是學生有明確的任務――制作屬于自己的個性化的實際作品，不能寄希望于拷貝；二是學生有充分的自主選擇權，可以選擇自己喜歡的電路進行設計，比如有些同學選擇了放大電路，有些同學選擇了彩燈控制器，有些同學選擇了計時器，還有同學選擇了漢字顯示，等等。學生作品豐富多樣，有利于互相學習，互相討論，共同提高。
2.3.2 教學組織形式上，采用混合式學習，提高課堂的效率
軟件學習類課程的一大特點是，課程可以被分成很多個學習任務，每個任務完成某一個或某幾個知識點的學習。教師在課堂上一般是先講授演示任務操作過程，然后是學生動手實踐完成任務。這個過程中會存在幾個問題：一是學生基礎的差異導致教師講授的速度不能適應全部的學生，教師往往選擇的是中等偏下學生的學習進度，故一小部分學生是跟不上的，久而久之會放棄學習；二是教師講授演示時，學生聽得頭頭是道，但一旦要自己動手實踐時，常常是忘記操作步驟；三是現在的學生在課堂上玩手機是家常便飯，對手機是欲罷不能，教師的講授往往不能入他法耳。這樣的現狀，需要教師進行課堂創新，采取混合學習是比較好的一種方法。做法是：①建立一個課程學習微信群，申請一個微信公眾號；②將課程每一個學習任務的操作過程攝制成1分鐘到5分鐘不等的微視頻；③教師課前在公眾號上公布學習視頻；④課堂上針對重難點加以解釋，引導小組討論加深對知識的鞏固，然后布置課堂實踐任務和要求；⑤小組展示任務成果，教師評判點評并進行課堂總結。在教學中實施“三混合”[2]：課內課外混合、線上線下混合、理論實驗混合，有效提高了課堂教學的質量。
2.3.3 在學習組織形式上，采取小組游戲化學習方式，培養學生團隊協作精神
現在的時代，已不再是大魚吃小魚的時代，而是群魚吃大魚的年代。一個人無論多強，強不過一個團隊。培養學生具有協作精神很重要。除了在“每周一品”中對協作展開探討與交流，在課堂中采取建立小組開展團隊學習，培養品質的同時促進教學效果的提高。筆者的做法是：①小組建立――自由與集體：教師限定條件，說明規則，學生自由組團，推選組長，確定小組目標，凝聚集體戰斗力；②課堂學習――競爭與激勵：教師設定課堂任務目標，目標設定采取游戲化的進階形式――等級遞進。等級可以是按學習者完成同一任務的情況設定，可以是學習內容的難易設定，也可以按完成任務數量的多少設定。小組內互幫互助，團結協作，共同完成。小組間你追我趕，硝煙彌漫。教師根據各小組完成的質量與速度進行評價并給予積分獎勵；③學習成果――積累與展示：微信公眾號開辟學習成果展示專欄，以小組為單位對每一次課的“每周一品”“課堂作品”“小組合作溫馨瞬間”等以圖片或視頻形式進行記錄，作為課程改革與創新的重要資料，告訴學生“你們是開創者”以激發學生學習熱情！這樣的課堂改革，關鍵的一個因素是團隊一定要有核心人物，同時教師要定時對團隊核心人員加以指導，給予激勵，這個非常重要。
3 課堂教學改革的成效
本課程以創新為主題，以學生為主體，以教師為主導，培養學生“專業成才”的同時“精神成人”，課內課外聯動，線上線下混合，借助教育信息新技術改革課堂教學，尊重并理解學生的真實訴求，注重學生主動性作用的充分發揮和團隊協作的培養鍛煉，極大地促進了學生的成長，有效地改善了課堂面貌，玩手機現象不見了，用手機現象出現了，有力地提高了教學的效果。以應用電子技術專業來說，2013級采取課堂教學創新后，學生的期末成績大大提高，沒有出現不及格的學生，而以往期末考試還有交白卷的學生呢！
2013級學生期末成績情況
電子電路設計與實踐范文3
1.1電子電路設計于教學中所存在的意義一般在電子電路的平時應用中會出現各式各樣的問題，所以在設計與研發時要投入大量的精力。這樣就要求在教學中采用實踐模擬的方式進行實驗，隨之科技的發達程度奠定仿真技術的展開。而這種仿真技術可以大大提高電子電路軟件在教學中使用的效率，使用計算機軟件可以加深對電子電路的研發。這就會體現出計算機在電子電路中的重要地位，而仿真技術的開展為電子電路教學的發展奠定了夯實的地基。在仿真教學中計算機軟件為電子電路設計的后續研發創造了良好的實踐環境，尤其是可以預先解決在實踐中所存在的問題可以及時避免了日后實際應用中所面臨的困難。在計算機教學過程中可以針對頻繁出現的問題進行一系列的分類整理，整理出一個系統的解決方案。在日后的實際應用時給予及時的幫助。而且如今的仿真教學可以開發學生在電子電路的設計中的腦力思維，有效將自己所學的理論知識與應用實踐有機的結合起來。開拓研發者的思維就是在對電子電路設計教學的創新，只有將電子電路設計進行不斷地修改及創新才能保證在計算機軟件的應用中立于不敗之地。因而將目光投入到電子電路設計上就是對計算機軟件教學的重視。
1.2軟件應用對于電子電路設計的意義隨著對電子電路教學的拓展，應用實踐越開越得到重視。在教學過程中不再是拘泥于書本上的理論知識，而是更加重視在電子電路設計中對于實踐的開展以及應用。為了加大對學生的動手能力的提升，在電子電路教學過程中實踐應用占據了很大的部分。由于最后要回歸于計算機軟件的應用，所以在教學過程中會加大開展學生對電子電路與計算機軟件的聯系。只有明確這兩者間的必要聯系才會在電子電路設計中時刻考慮著在實際應用中對于計算機軟件的應用。在這之中也會存在著許多客觀因素，一些學校的教學設備沒有很好的完善或沒有相關與電子電路設計的實踐基地。這些因素都會影響電子電路設計教學的效果，達不到預期的期待值。這種情況就要求在教學中對于理論知識的加強以及鞏固，然后努力創造出可以培養學生對于電子電路設計的環境。只有使用計算機軟件設計才可以及時的改正電子電路的設計，才能引發學生能夠在徹底的對電子電路設計的創作思維。完全徹底掌握對于所學的理論知識的應用，只有將理論與實踐相結合起來才能提高在教學中對電子電路設計的質量。
2各類軟件在電子電路設計教學中的應用
2.1Portues軟件在電子電路設計中的應用在現如今的教學工作中，Portues軟件起到了很大的應用。Portues軟件是一種仿真的教學軟件，隨著科技的不斷發展進步這種軟件逐漸普遍應用在電子電路設計教學中。然而這種軟件的應用需要在界定的頁面中進行演示，再根據對于仿真練習的實驗結果得出一系列的結論，重新設計出相應解決方案。這樣一來大大提高了計算機軟件的使用效率，同時也可以利用此項仿真軟件得出一系列的圖象，進行加深的修改。一般情況下，我們需要對于已經完成的電子電路設計進行人工的檢測以及修改。但是使用Portues軟件就可以大大節省這樣的時間，在實際的應用過程中只需要將PortuesISIS軟件的窗口打開進行對于原始電子電路設計進行分析，系統就會自動生成相應的研究結果?？梢哉fPortues軟件的功能很全面應用起來也相應的簡單有效，為電子電路設計的過程中所出現的數據及時給于調整，用其自身所存在的功能幫助在電子電路設計教學中所出現的問題。而且可以代替以前落后的檢測方式，用更加科學的手法進行對于電子電路設計的檢查。這樣一來，可以在相同的時間完成更多的工作任務降低電子電路設計中的實驗成本。有效的提高在教學中電子電路設計的效率，以及可以減少電子電路設計的時間。有效的節約時間是端正學習態度的一種方式。
2.2CAD軟件在電子電路教學中的運用在電子電路設計教學中CAD軟件對于圖像的研究有著不一樣的特點，其實CAD軟件對于電子電路教學的應用比較普遍。隨著對于電子電路教學發展，CAD軟件不僅對于電路制圖有所幫助而且對于相關數據的核算以及相關幾何方面繪制也是有所助益的。在電子電路設計的教學歷程中，教師可以通過這個軟件進行元件的改善，在實踐的過程中可以根據不同的電子電路設計展現不同的解決方案。因為在實踐的過程中會遇到各種不同的問題，學生可以利用這個軟件進行簡單快捷的解決。通過對這個軟件的使用也可以幫助學生看到在電子電路設計中所存在的不同特點的問題。增強學生在實踐過程中經驗的累積，通過這些經驗可以幫助在教學過程中避免這些問題的干擾。CAD軟件不僅可以為教學中的電子電路設計設置相關的元件，而且CAD軟件本身也存在著元件整理庫，面對電路設計的問題可以直接提出解決方案并及時拿出對設計中所存在問題的解決方案。根據CAD軟件這樣的功能可以節省在教學過程中對于原理圖像制作的時間，同時可以加深學生在制作過程中對于所設計的圖像的印象。不過在實際操作過程中還要著重說明這個軟件的特點就是有真實元件與模擬元件的區分，要保證學生在設計電子電路過程中人身安全。
2.3EWB計算機軟件在電路教學中的應用EWB軟件與CAD軟件的不同之處就是在于它是一種仿真的技術型軟件，其中擁有更多的高科技元件以及相關電路模型在其中。作為仿真軟件EWB軟件所擁有的強大的使用功能，是對于電子電路的整體分析以及提出相應的問題。這項軟件擁有不同于其他軟件的適用性，對不同的電子電路設計有著不同的解決措施。所以在老師的教學過程中要強調這個軟件的不同之處，在保證可以充分利用EWB軟件主要功能的同時幫助學生使用軟件開展更多的功能實踐。舉例來說可以對電子電路的形式進行系統的掃描以及分析，EWB軟件包括各種函數仿真以及模擬電路的生成。學生可以透過這些高科技的元件使用進行自己的設計的電子電路完善，在進行這些功能的使用時教師應當對相關軟件的生成進行詳細的解釋說明，保證學生可以充分利用此軟件進行學習。只有深入的了解了這種計算機軟件才能完全融入到自己的電子電路的設計中這樣才能夠徹底展現EWB軟件的時效性以及精準程度。
3結語
電子電路設計與實踐范文4
電子技術是一門實踐性很強的課程，其中電子電路設計是一個重要的實踐環節，掌握單元電路的設計方法是每個電子工程師必備的能力。具體介紹了單元電子電路設計步驟及幾種重要單元電路的設計方法。
電子技術是一門實踐性很強的課程，加強技能的訓練及培養，是提高工程人員的素質和能力的必要手段。在電子信息類教學中，電子電路設計是一個重要的實踐環節，著重讓學員從理論學習過渡到實際的應用，為以后從事技術工作打下堅實的基礎。
設計電子電路系統時，首先必須明確系統的設計任務，根據任務進行方案選擇，然后對方案中的各個部分進行單元的設計，參數計算和器件選擇，最后將各個部分連接在一起，畫出一個符合設計要求的完整的系統電路圖。因此，掌握單元電路的設計方法和實際設計電路的能力，是電子工程師必備的能力。
一、電子技術及單元電路概念
所謂電子技術是根據電子學的原理，運用電子器件設計和制造某種特定功能的電路以解決實際問題的一門學科。包括信息電子技術和電路電子技術兩大分支。信息電子技術包括模擬電子技術和數字電子技術。電子技術是對電子信號進行處理的技術，處理的方式有信號的發生、放大、濾波、轉換。
電子電路是由兩部分組成，即電子元件和電子器件。電子原件是指電子設備中的電阻器、電容器、變壓器和開關等，而電子器件通常由電子管、離子管、晶體管等構成。電子電路按組成方式可分為分立電路和集成電路。單元電路是整個電子電路系統的一部分，常用的單元電路有放大電路，整流電路，震蕩電路，檢波電路，數字電路。總體來說是與門，非門，或門及其組合的計數電路，觸發器，加減運算器等。單元電路的設計訓練是為了能提高整體電子電路的設計水平。
二、單元電路的設計步驟
1.明確任務
單元電路設計前都需明確本單元電路的任務，詳細擬定出單元電路的性能指標，這是單元電路設計最基本的條件。通過計算電壓放大的倍數、輸入及輸出電阻的大小，并且根據電路設計的簡單明了、成本低、體積小、可靠性高等特點進行單元電路的設計。
2.參數計算
參數計算是為了保證單元電路的功能指標達到所需的要求，參數計算需要電子技術知識，對這方面的理論要求很高。例如，放大器電路中我們通常需要計算各電阻值以及他們的放大倍數；振蕩器中我們通常需要計算電阻電容以及震蕩頻率。進行參數計算時，同一個電路可能得出不止一組數據，我們要注意選擇數據的方法，選擇的這組數據需要完成電路設計的要求，并且在實踐中能真正可行。
3.畫出電路圖
為詳細表述單元電路與整機電路的連接關系，設計時需要繪制完整的電路圖。通過單元電路之間的相互配合和前后之間的關系使得設計者盡量簡化電路結構。例如對于單元電路之間的級聯設計，在各單元電路確定以后，還要認真仔細地考慮它們之間的級聯問題，從而到達減少浪費，從而降低工作量。注意各部分輸入信號、輸出信號和控制信號的關系，模擬輸入、輸出，使得輸入、輸出、電源、通道間全隔離，將
轉貼于
直流電流、電壓信號分成多路相同或不同的電流、電壓信號，實現不同設備同時采集控制。
（1）注意電路圖的可讀性
繪圖時盡量把主電路圖畫在一張紙上，比較獨立和次要部分畫在令一張紙上，圖的端口和兩端做好標記，標出各圖紙之間信號的引入及引出。
（2）注意信號的流向及圖形符號
一般從輸入端和信號源畫起，又左至右或者由上至下按信號的流向依次畫出單元電路。圖中應加適當的標注，并且圖形符號要標準，
（3）注意連接線畫法
各元件之間的連接線應為直線，并且盡量減少交叉。通常情況下連接線應水平或垂直布置，無特殊情況不畫斜線，互相連接的交叉用原點表示。
三、幾種典型單元電路的設計方法
單元電路的設計是否合理，能夠關系到整個電子電路的設計是否能夠正常運行。因此，各個單元設計的工程師紛紛致力于單元電路的設計。
1.對于線性集成運放組成的穩壓電源的設計
穩壓電源設計的一般思路是讓輸入電壓先通過電壓變壓器，再通過整流網絡，然后經過濾波網絡最后經過穩壓網絡。在單元電路中，對于串聯反饋式穩壓電路大體上可分為調整部分、取樣部分、比較放大電路、基準電壓電路等。經過這樣設計的線路，具有過流及短路保護功能，當負載電流到達限額是能起到保護電路的功能工作。其具體設計方法為：對于整流出來的直流電是很少用來直接帶動負載，還必須濾波后降低其紋波系數，但這種電路不能起到穩壓的作用。所以穩壓電源都應滿足一定的技術指標。
2.單元電路之間的級聯設計
各單元電路確定以后，還要認真仔細地考慮它們之間的級聯問題。如電器特性的相互匹配、信號耦合方式、時序配合以及相互干擾等問題。
對于電氣性能相互匹配的問題有些涉及到的是模擬單元電路之間的匹配，有的涉及到的是數字單元電路之間的匹配，有的則需要兩者兼顧。從提高放大倍數和負載能力考慮，希望后一級的輸入電阻要大，前一級的輸入電子要小，但從改善頻率響應角度考慮，則剛好相反。
信號耦合方式有直接耦合、間接耦合、阻容耦合、變壓器耦合和光耦合。直接耦合方式最簡單，但是在靜態情況下，存在兩個單元電路的相互影響，因此在電路分析時應加以考慮。
時序配合的問題比較復雜，先對系統中各個單元電路的信號關系進行詳細的分析，來確定系統的時序，以確保系統正常工作下的信號時序。最后設計出實現該時序的方法。
3.對于運算放大器電路的設計
運算放大器是具有很高放大倍數的電路單元，在實際電路中通常結合反饋網絡共同組成某種功能模塊。運放是一個從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實現，也可以實現在半導體芯片當中。運算放大器的設計中，其基本參數應當選擇單、雙電源供電，電源電流。而且應當輸入失調電壓、輸入失調電流、輸入電阻。并且轉換速率、建立時間。設計中應當正確認識、對待各種參數，不盲目片面追求指標的先進。其中值得引起重視的是：依據推薦參數在規定的消振引腳之間接入適當的電容消振，這是為了消除運放的高頻自激，同時為了減小消振困難這一情況，應盡量避免兩級以上放大級級連。
電子電路設計與實踐范文5
關鍵詞：仿真；課程設計；效果；效率
Comprehensive application for the simulation software in the course design and the measures for some problems
Xu Junyun
South China of agriculture university, Guangzhou, 441052, China
Abstract: Introduced a method for conducting students to apply the simulation software comprehensively to do course design about the power electronics system. Through analyzing the characteristics for two kinds of simulation softwares, guided students to use Matlab/Simulink to do power electronic main circuit design, and to use Orcad/Pspice to do the power electronic control circuit design, and give a useful measure for convergence problem in the simulation. The practices show that the comprehensive application of simulation softwares can effectively help students improve the effect and efficiency of the power electronics circuit design.
Key words: emulation; course design; effect; efficiency
高校實踐教學是一項需要不斷創新的工作，實踐課教師有必要探索新的實踐教學方法，改進實踐教學效果。因此，筆者在本校電氣工程及其自動化專業的專業課―電力電子技術的實踐教學的指導方法上做了改進，引導學生采用一種綜合應用仿真軟件輔助電力電子電路課程設計的方法。
1 電力電子電路常用仿真軟件特點分析
目前在電力電子電路設計和分析上主要采用Matlab/Simulink和Orcad/Pspice這兩種仿真軟件。在Matlab/Simulink仿真平臺，電力電子器件模型使用的是簡化宏模型，它只要求元器件的外特性與實際元器件特性基本相符，而不考慮元器件的內部細微結構，屬于系統級模型。 Orcad/Pspice是不同于Matlab/Simulink的仿真平臺，它構建的元器件模型除了要求元器件的外特性與實際元器件特性相符，還要考慮元器件內部的細微結構，相比Matlab/Simulink的宏模型更詳細，更復雜，是屬于器件級的模型，用Pspice仿真可以細致地反映元器件的工作情況。雖然Matlab/Simulink的電力電子器件模型較為簡單，但是它占用的系統資源較少，因而在仿真時出現不收斂的幾率相比Orcad/Pspice要少。鑒于此，可以考慮將這兩種仿真軟件有機結合起來，取長補短，以提高仿真的效率。
下面以一種基于TL494控制的開關電源的設計為例，介紹在電力電子技術課程設計實踐教學中建議學生采用的綜合性設計方法。
2 基于TL494控制的開關電源設計舉例
本示例要求設計出一種以TL494為控制器件的開關電源，電源電壓范圍為0～12 V。要求該開關電源性能可靠，紋波電壓小，控制精度高。
2.1 設計步驟1―主電路的原理電路設計
主電路的原理電路設計方案利用所學知識，學生容易確定。如本設計中的主電路可采用常規的非隔離式Buck電路，開關管采用P溝道MOSFET，驅動采用“圖騰柱”電路，輸出電壓反饋電路由一個比例運放電路構成(如圖1所示)。
圖1 主電路、驅動電路及電壓反饋原理電路
2.2 設計步驟2―控制電路原理電路設計
控制電路原理電路方案參照相關資料，并利用所學自動控制理論知識，學生也較容易確定。本部分要求以TL494作為控制芯片。
TL494控制原理電路(如圖2所示)，1和2腳前接上兩相同阻值的電阻，起到限流阻隔的作用，其中1腳接主電路輸出反饋電壓Vo，2腳接設定電壓Vset，當改變Vset的值時，Vo和Vset經誤差比較后控制PWM信號的輸出；3腳經一個PI比例積分回路串上2腳，起到反饋的作用；4腳接地；5腳經一個電容接地，6腳經一個電阻接地，5，6腳共同構成振蕩回路；8，11腳與12腳共同接工作電壓；13腳接地，使9，10腳以并聯工作方式輸出。
圖2 TL494控制原理電路
2.3 設計步驟3―開關電源系統仿真預設計
這個環節是整個設計的重點和難點。對學生而言，設計原理電路并不難，難的就在于如何確定原理電路中具體的元器件參數，在這方面學生缺乏經驗。
2.3.1 仿真軟件使用方案及問題對策
按常規設計方法，直接將Orcad/Pspice仿真軟件用于電力電子電路設計，對初學者特別是學生來說，往往困難較大。學生在使用該軟件的時候，很容易碰到仿真不收斂的問題，從而一籌莫展。
因此，在教學實踐中，引導學生首先利用Matlab中Simulink仿真平臺仿真快而不易出現收斂問題的優勢進行主電路的仿真設計，較高效地確定出主電路中的電感、電容和電阻的最佳參數值。然后再利用Orcad/Pspice仿真軟件進行控制電路的仿真設計。控制電路部分設計的難點在于PI參數的選擇，因此要引導學生采用Orcad/Pspice仿真軟件來進行。因為Orcad/Pspice是器件級仿真軟件，仿真精度高，輔助控制電路參數的確定最佳。
對Orcad/Pspice在電力電子電路整體仿真中容易遇到的收斂性問題，筆者通過和學生一起分析研究、查找資料，積累了一些解決問題的經驗。實踐表明，這些經驗對開關電源系統電路的仿真設計是有用的。下面給出一個對此問題有用的對策。
在用Orcad/Pspice進行仿真調試的時候，經常出現ERROR -- Convergence problem in transient analysis at Time =？ Time step =？, minimum allowable step size =？這個問題。一個有效的解決方法就是修改參數。系統默認參數及參數修改的方法如圖3和圖4所示。
圖3 PSpice系統默認參數
圖4 參數修改圖
2.3.2 系統仿真輸出波形圖示例
通過對不同參數條件下仿真結果的比較，按照開關電源紋波電壓小，控制精度高等要求可確定原理電路參數。下面是利用仿真平臺方便的參數比較功能得出的主電路最佳仿真輸出波形圖及控制電路采用最佳PI參數值時系統的輸出電壓仿真波形(如圖5，圖6所示)。
圖5 主電路負載電壓仿真輸出波形(Simulink)
圖6 總電路負載電壓仿真輸出波形3(Pspice)
圖5是在開環狀態下選擇出的相對最優電感、電容和電阻參數值下的負載電壓波形；圖6是在控制電路選用相對最優比例系數和積分電容參數時的負載電壓波形。
2.4 設計步驟4―實際開關電源系統測試
依據仿真預定元器件參數構建出具體的電路。在實驗室調試中，要求學生利用示波器等檢測儀器分析電路中的問題，幫助進一步確定最佳元器件參數。下面是對系統進行實際測試的一些數據(見表1，表2)。
表1 輸入設定電壓和輸出實際電壓
表2 輸入設定電壓和輸出實際電壓
實驗測試結果表明：本電路系統可以穩定地輸出0～12 V的直流電壓。
實踐表明，引導學生將不同仿真軟件綜合應用于電力電子電路的設計，不僅能有效地幫助學生提高電路設計的效率，而且對開拓學生思維，培養學生的創新能力也是有益的。
參考文獻
[1] 許俊云.實驗設備的改進與使用[J].實驗室研究與探索,2010,8:337-339.
電子電路設計與實踐范文6
關鍵詞：EDA技術；教學實踐；電子設計
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.244
0 引言
電子設計自動化（EDA技術）標志著當今電子信息工程領域最新的發展動向，可以將電子研發產物從電路設計、性能分析到設計出IC版圖和PCB版圖的整個設計流程都運用計算機進行自動化模式處理。本文主要是通過EDA技術發展至今的作用與特點，并結合EDA技術在教學實踐方面、元器件方面、電子設計過程方面應用的闡述來對EDA技術在幾個不同方面發展應用的思考，并對我們在EDA實驗實踐課上通過對EDA技術的接觸后將其與傳統的固定硬件電路板作對比，思考其不同之處；對電子設計過程的發展與應用來作一個較為綜合的闡述。
1 EDA技術在教學實踐方面的發展應用
現在我們在學校所學習的電子電路比較復雜，在電路設計當中有很多的關于數字電路方面的知識和應用也包含其中，在電子設計當中會廣泛的使用到可編程邏輯器件，因為可編程邏輯器件能夠在提高系統的可靠性的同時增強設計的靈活性與可維護性，能夠使電子線路的設計更加方便與快捷，EDA實驗軟件就是我們必不可少的軟件工具。
在學習EDA實踐課的這段時間當中，通過老師對EDA軟件的介紹與我們自己的實際操作操作看來，我認為EDA這個軟件在進行電子電路設計時是非常方便的：
①我們在以往的電路實驗當中都是自己對照著電路圖來進行連線，電路圖復雜一些就會將線路連接錯，并且對于設計的電路而言工作頻率低、干擾大，接線是固定的，使得有著比較大的局限性；而EDA實驗軟件采用了軟開放結構，不僅能夠在高頻狀態下工作，而且抗干擾能力強，我們在做實驗時在軟件上接好需要的連線，下載到電路仿真箱就能實現將模擬電路接通，如果過程中出現錯誤或連線錯位等現象，軟件就會自動彈出其對話框，這樣就避免了電子元器件連通出錯而導致的電路板故障和出現其它問題的跡象；這種軟接線方式還能夠定義好接線保存在計算機上方便下次實驗時讀取，如果是硬件就不能夠做到。②在進行電子實踐的設計中經常會用到顯示電路，如果顯示電路連接到了固定的引腳，導致實驗時沒有所需要的輸入輸出口就會浪費電子元件內部原本充足的資源；EDA實驗軟件用的是智能譯碼技術，與軟件連接技術相似，在軟件上設置好譯碼方式后，下載到實驗箱上即可在實驗箱上實現所要求的譯碼電路。③我們再做模電和數電實驗室采用的都是固定的電路板，其接線全部固定，因此模式也無法改變，用人工接線固定的路板不便于觀察；EDA可以采用各種多樣性的設置模式來對軟件進行多樣化的設置，在對其模式進行選擇設置的時候，電子元件會相互產生沖突并給出相應的提示，以防接線出錯而造成不必要的損失。
電子設計自動化的發展與使用不僅讓我們對所學的知識中較為前沿的技術和器件加以了解，還能夠讓我們對現代化的電路電子的設計軟件、性能及電子產品的設計和生產過程都有一個比較感性的認識，是我們能夠更加直觀的將課本上的理論知識與實踐操作兩者相結合。
2 EDA技術在電子設計過程的發展應用
EDA技術是在電子設計中對于其它研發或模擬的方式來說其級別相對較高，以電子理論作為基礎使得在制作過程中不需要用到基礎的電路元器件模擬圖，只需要確定所設計的目標后就可以直接在計算機上進行實際設計操作了，大大降低了對過于關注電路的細節而造成的約束及限制，提高了在設計中的拓展型、多樣型的創造觀念。
EDA技術在計算機上的流程基本為系統劃分、VHDL硬件描述語言的輸入經編譯器來完成代碼仿真。其自動化的制作利用文本與圖像線型編輯功能來進行設計描述。電子設計借助編譯器進行編譯排錯，再將軟件和硬件進行連接便于實施功能仿真，確認仿真無誤后通過FPGA完成邏輯映射操作，即編程下載，系統設計完成。
EDA技術在電子設計時的應用要注意以下幾點：
（1）在制作電路與元器件的布置時，延時時間具有無法估計的工況，自動編譯會產生一部分多出線路，因此，在電子設計自動化的時候，反向器的個數不易為偶數并聯連接；（2）在配置I＼O口時，一定要將輸入在沒有空置的情況下進行接地，在驅動時要確定是有源信號；（3）在制作電子電路的時候，通常需要留出足夠的邏輯單元和引腳，以滿足將來可能會進行的延伸和變動時候的需求；（4）一定要對各個電子電路的元器件采取溫度保護，以避免其在運行過程中溫度對元器件的損耗。
目前對于電子設計自動化的發展應用，可以通過軟件來實現設計并對硬件功能進行全面的描述，最后由FPGA/CPLD得出設計結果；因此，同傳統的電子電路制作相比較EDA技術在工業和電子信息化的領域中有著根本性的創新。在當前電路電子設計過程如此復雜化的環境下一旦脫離了EDA技術的支持或者說EDA技術沒有更進一步的發展，必定就極其難以制作出大規模、多元化的集成電路。
3 結論
EDA技術的應用與發展對于電子領域而言是具有創新性的技術突破，就現代化的進程而言；不僅在于教學實踐中，在電路電子設計中，EDA技術能夠直接或是間接的應用是越來越多，越發的廣泛，具有多功能、智能化的電子產品的設計其大規模、精小細的電路電子設計已經是離不開EDA技術的使用與支持了；并且EDA技術已成為當今最為核心的與電子電路設計密不可分的組成部分；EDA技術的發展可以帶動或提高電子產品核心地位，促進電子領域不斷地向著大規模集成化、多功能化、智能化、小型化等方面的發展。
參考文獻：
[1]陳瑾.電子工程設計的EDA技術研究分析[J].無線互聯科技，2016（21）：57-58.
[2]王少坤.電子工程設計的EDA技術研究分析[J].電子測試，2016（08）：156-157.
