電路與模擬電子技術范例6篇

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電路與模擬電子技術

電路與模擬電子技術范文1

關鍵詞: 《電路與模擬電子技術》現狀分析 改革指施

一、課程背景

計算機類專業在開設電子方面課程有其復雜性和特殊性。一方面,學生既要比較熟練地掌握電工電子技術的方法和應用,又不要求作深入研究。另一方面,相比于其他非電類專業只要求了解電工電子技術的概念,它對分析與設計都有一定的要求,以便掌握計算機相關硬件知識和從事計算機接口電路的分析與設計。因此,在實施計算機類專業基礎教學的過程中,我們將電路基礎和模擬電子技術合并設立一門課程,后續安排數字電路和數字邏輯課程來完成電工電子基礎教學。

二、現狀分析

依照學院《電路與模擬電子技術》課程教學大綱的安排,設定學分數為3.5,學時數為56,其中電路講授24學時,模擬電子技術講授24學時,實驗8學時。電路部分包括電路的基本概念和基本定律、電路的基本分析方法、正弦交流電路等,主要介紹電路的基本概念、基本理論和基本分析方法;模擬電子技術部分包括半導體和晶體管、基本放大電路、放大電路的負反饋、信號的運算與處理,主要介紹各種應用電路的分析和設計。前后知識點銜接緊密,電路部分作為模擬電子技術部分的基礎,模擬電子技術部分對相關知識進行拓展與延伸。

根據課程特點及教學目標要求,通過本課程的學習,使學生獲得必要的電路分析和電子技術的基本理論、基本方法和基本技能,初步掌握電子電路的分析、設計方法,為后續課程的學習及從事計算機相關硬件接口電路的分析與設計打下基礎。因此,在教材的選擇上,必須涵蓋相關知識點,并有所側重,同時注重學生實際分析問題能力的培養。我們選擇殷瑞祥主編,高等教育出版社出版的《電路與模擬電子技術》及《電路與模擬電子技術學習輔導與習題解答》作為配套參考書。教材與習題相結合,有助于學生掌握相關理論知識,融會貫通,進一步開拓思路。

三、改革措施

1.備課改革

課堂教學效果的關鍵在于備課的精心準備。我們在實際教學過程中,根據課程特點,切合實際,提出自己的思想,融入新的理念,綜合現代化多媒體教學手段和傳統的板書,兩種方式有機結合,互為補充,既豐富了信息量,又有利于學生對于知識的掌握。

“授人以魚,不如授人以漁”,在備課中要有意識地培養學生的自學能力。教師是教學活動的主導,學生是主體,教學要以學生的接受情況為主要考量因素[1]。教師在掌握課程體系的同時,應該循序漸進,不斷找尋疑問,對于教師來說,備課其實也是自我學習、自我提高、自我完善的過程。在每節課開始之前,我們在研究教學內容和分析教學對象的前提下,根據教學大綱的要求,切實把握知識點,靈活運用,充分備課,根據教學執行效果和學生對課程的實際反應及時調整;每節課結束后進行認真總結,用不同顏色的筆對課堂內容進行標記,不斷充實講稿,及時發現問題、解決問題。

2.課堂練習

隨著我國高等教育的招生規模不斷擴大,教育資源緊張與學生擴招之間的矛盾顯得尤為突出,很多高校講授課程只能由小班改為大班或合班上課。為準確了解每位學生聽課狀況,動態跟蹤學生對于知識點的掌握程度,確保上課質量,教師需要根據實際情況適時調整教學方法與內容,以達到最佳的教學效果。

課堂練習是學生在形成新知識基礎上的鞏固過程,是對學生掌握知識情況的一個重要反饋,同時也是電子學科教學過程中必不可少的環節。在實際教學過程中,我們在每節課留出一定的時間給學生做隨堂練習,即講即練,留給學生充足的時間來消化吸收知識。課堂練習的形式可多樣化,引進激勵措施,鼓勵學生到黑板上做題,充分調動學生的積極性,然后針對學生在練習過程中出現的問題進行細致分析,幫助學生理解,通過習題的講解對教學內容進行階段性的鞏固、復習和總結。從執行結果來看,有利于學生對于知識點的掌握,收效良好。

3.生動教學

如何調動學生學習的主動性和積極性,找到適合學生現有能力,并能聯系新舊知識的方法,是我們進行生動教學的主要著眼點和出發點[2]。在教學過程中,使教學內容更能觸及學生的心靈深處,誘導學生把學習新知識的壓力變成探求新知識的動力,變被動學習為主動學習,是提高課堂教學質量的重要手段。

《電路與模擬電子技術》作為一門實踐應用性很強的課程,與生產實際聯系緊密。在上課過程中,我們時刻關注學生的學習需求,靈活運用啟發式教學方法,培養學生解決問題的能力,激發他們探索新知識的渴求。同時,注重引導學生自主學習、刻苦鉆研的精神,實現多樣化教學方式的相互補充[3]。上課過程中避免枯燥地照本宣科,采用“觀察―實驗―問題―討論”的模式,從鮮活的生活實例入手,激發學生學習興趣。比如,在模擬電子技術放大電路章節學習中,學生在課前可搭建簡單面包板電路,連接小型功放器件,將實例引入課堂,并用萬用表hFE檔測量不同三極管β值,調節聲音的大小,通過觀察不同的實驗現象,加深學生對于三極管工作原理的理解。

4.實驗創新

實踐教學是把理論知識轉化為實際能力的重要環節,也是培養創造性思維習慣和創新人才的重要途徑。在過去傳統的實驗模式中,實踐的對象、方法、步驟等關鍵要素都由教師來制定,學生必須沿著教師規定的框架,按照教師制定的路線去完成實踐任務,學生被約束在實踐的框架中,他們的創新思想無法自由馳騁;在基本規定的路徑中,他們不可能發揮自己的想象力[4],很多時候只是簡單地依葫蘆畫瓢,連接導線,觀察波形,測試數據,原本充滿生氣的實驗課變得索然無味。為了改變這一現狀,就必須在實驗中力求創新,讓學生盡可能作為主體參與實踐活動的各個環節,體驗實驗的樂趣,主動參與進來,真正使知識成為活的知識。

在改進實踐方法和手段的過程中,我們注意持續激發學生學習興趣、貫徹“快樂學習、享受成功”的教學理念,強調學生自發地構建知識體系,徹底改變目前課堂教學“填鴨子”、實踐教學“放鴨子”的現象。在實驗環節上,改變過去一成不變的全班學生做同一個實驗,一個實驗項目做好幾年的狀況。在此基礎上,我們積極鼓勵學生根據自己的興趣愛好,在課程框架體系內,大膽提出切實可行的實驗題目和實驗設計方案,引導和支持他們開展有意義的實驗研究。《電路與模擬電子技術》共開設了四個實驗項目,分別是電路元件伏安特性的測繪、戴維南定理和諾頓定理的驗證、基本放大電路測試和運算放大電路測試,都具備一定的自主創新空間。

四、總結

通過以上幾點措施,學生的學習主動性增強了,學習效率提高了,實際動手能力也得到了很大鍛煉。在學院及省市舉辦的各類電子科技大賽中,學生均取得了較好成績,在儀表維修電工測試中,學生一次性通過率達到100%,畢業生深受用人單位的好評。

參考文獻:

[1]何克抗.建構主義的教學模式、教學方法與教學設計[J].北京師范大學學報(社會科學版),1997,(5).

[2]鄭家茂,潘曉卉.構建研究型大學師生互動本科教學模式[J].高等工程教育研究,2004,(6).

電路與模擬電子技術范文2

關鍵詞:信息電子領域 模擬電子技術 數字電子技術 比較分析

中圖分類號:TN710;TN79 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)11-0251-01

1 電路信號形式比較

模擬電路有著造價成本低、技術成熟等優勢,但需要注意的是,其技術原理相對簡單,在應用的過程中,其信號的傳遞很容易受到噪聲影響,這是制約模擬電子技術進一步發展和應用的缺陷,使得模擬電子技術的應用范圍局限于低端應用。

大多電路對信號傳播精度要求較高,為了滿足這種傳輸精度要求,充分發揮數字電子技術應用功能,其一般選擇的高端電子電路,但也正因為如此,相較于模擬電路來說,數字電路的造價成本更高,在高端設備中應用廣泛。

2 模擬電路與數字電路的精確度比較

相較于模擬電路來說,數字電路的精確度大大提升,這是模擬電子技術與數字電子技術最本質的區別之一。舉例來說,假設用模擬電路來實現簡單的數學計算器,設計電路如圖1所示。

在圖1所示的電路中,電阻R1和R2相等,給A點計入3V電壓,給B點計入5V電壓,則圖1中C點電壓為(5+3)/2=4V,完成電路的求平均值操作,如果用1V來表示1,計算出平均值為1,如果用1mV表示1,則計算出的平均值為4000。利用電阻電容及晶體管等元器件特性能夠設計出許多類似模擬電路,從而可以完成四則運算、開方、平方等眾多復雜運算。但需要注意的是,在實際應用模擬電路的過程中,電路工作并非處于理想環境下,很多誤差不能避免,例如在圖1所示的電路中不能保證R1與R2的完全一致,導線也存在電阻,因此通過模擬電路計算出的結果很可能與實際值出現偏離,導致誤差出現,如果模擬電路十分復雜,則這種誤差會逐漸積累,越來越大。

從本質上來講,數字電路是相對于模擬電路來說的,其本身就是一種特殊的模擬電路,數字電路采用二進制數來運算,能夠代表電子器件兩種確定的狀態,例如開關狀態、亮滅狀態等。以數字電路中常見的二進制數字表示方式TTL電平為例,規定+5V電壓為高電平,代表數字“1”,規定0V電壓為低電平,代表數字“0”,而在實際應用中,這種表示并非絕對精確,>2.4V的電壓都視為高電平,用數字“1”表示,

3 模擬電路與數字電路的區分

模擬電路與數字電路區分示例如圖2所示。對于模擬電路來說,其放大器圖形為三角形,采用正、負雙電源供電的方式,電源電壓在5V以上,通過反饋電阻來連接輸入與輸出;對于數字電路來說,其采用單電源供電方式,電源電壓一般為3.3V或5V,邏輯圖形為長方形,不同的邏輯門有著相對應的標準圖標,識別容易。此外,對于分立元件來說,可以通過偏置電路來進行識別,數字電路沒有設置偏置電路。模擬電路中偏置電路公式為:

臨界基極偏置電阻Rb(cr)=β(Rc+R’L)

臨界集電極-發射極偏置電壓Uce(cr)=Ucc/(2+Rc/RL)

輸出電壓擺幅Uommax=Ucc/(2+Rc/RL)

4 結語

綜上所述,兩相比較而言,模擬電子技術和數字電子技術各有優勢,前者電路簡單,使用方便,造價較低,在低端設備中應用效果良好;后者電路高端,造價較高,性能優良,在高端設備中應用效果良好。因此,在實際應用的過程中,需要結合二者優勢分析,考慮自身實際情況和具體要求,合理的進行選擇。在未來的發展中,作為信息電子技術領域兩個重要的發展方向,模擬電子技術和數字電子技術都有著廣闊的發展前景,二者都需要進行積極創新,彌補自身劣勢,拓展應用領域,提升應用效果。

參考文獻

[1]張婷婷.數字電子技術的實際應用探討[J].產業與科技論壇,2014,20:52-53.

電路與模擬電子技術范文3

關鍵詞:電子技術;實踐;電容測量;調試

中圖分類號:TM932 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 12-0021-02

一、引言

電子技術基礎(包括模擬電子技術和數字電子技術)是自動控制、電子信息類專業最重要的基礎課程。模擬電子技術研究的是處理仿真信號的模擬電路,數字電子技術研究的是各種邏輯門電路、集成器件的功能及其應用。模擬電路以基本概念、方法為主;數字電路以電路功能、應用為主。課程結合線性、非線性電路,概念抽象,邏輯關系復雜,有很大的學習難度。

在對學習電子技術的困難進行分析后,發現通過實驗的學習,特別是綜合實驗設計的訓練,能夠更深刻理解模擬電路與數字電路的基本理論知識并能夠提高相關技能。下面以電容測量儀的設計為例,探討電子線路的學習與訓練。

二、實驗電路設計

綜合設計是基礎實驗的綜合與提高,更是理論與實際的結合?!半娙轀y量顯示儀”需要綜合運用模擬電路與數字電路的知識,是一個很好的設計類課題。

設計要求:設計一個可測量電容值的電路,測量范圍為1-20uF并能實現電容的測試與顯示,電源±5V。

題目分析:先將電容量通過電路轉換成電壓、時間等參量,然后再將這些量以適當的方式顯示出來。利用電容充電、放電的時間與容量值之間的關系,將容量值的測量轉化為電壓、電流的測量或者時間的測量,通過簡單量的測量間接求得電容量值。

設計思路:將電容量轉換成時間間隔,然后通過數字方式顯示出時間間隔(電容量),由一個多諧振蕩器和一個單穩態組成。當R不變時改變電容C則輸出脈寬TW也隨之改變,由TW的脈寬就可求出電容的大小。TW的脈寬可通過與門轉化成若干標準脈沖,送給計數器計得TW的脈寬,當標準脈沖選擇合理即脈沖寬度小于最小誤差并在合理范圍內,譯碼驅動電路顯示計數數值即電容值。

三、實驗原理圖

根據設計框圖和設計要求,具體電路采用如下設計。

(一)脈沖源電路

利用555定時器組成多諧振蕩器,用作脈沖發生裝置。接通電源后,電容不斷充電、放電,輸出在高低電平之間不斷變換,產生一個方波作為計數脈沖。f不要太高常選200Hz,先令f=200Hz然后再調整其他元件參數。

(二)門控電路

利用555定時器組成單穩態觸發器,把被測電容的大小轉換成脈沖的寬度,把單穩態觸發器的輸出脈沖與頻率固定的方波相與得到計數脈沖。定時器輸出穩態脈沖寬度TW為目標值,接入電容后,歸零裝置將觸發器置于穩態,輸入脈沖使電路從穩態跳轉到暫穩態,持續時間由TW和充放電容Cx決定,最后電路回到穩態。

只要適當調整阻抗參數,便可在一個VI周期內輸出多個周期的VO進行計數。令N=Cx得R4=4.3kΩ、R1=7.5kΩ、R2=30kΩ, =55.5%接近50%,f =211Hz接近200Hz。

(三)微分加法電路

主要為了提高精度,使觸發脈沖變窄從而減小誤差。先通過微分器求導,得到尖波(峰值±5V)然后通過加法電路抬高電位,這就得到符合實驗條件的波形來充當單穩態觸發器輸入的電壓,得到了比較合適的觸發信號。

選擇小電阻R9=0.2kΩ限制輸入電流,反饋電阻上并聯穩壓二極管限制輸出電壓,保證運放始終工作在放大區,小電容C5=0.01uF與反饋電阻并聯以補償相位且滿足RC

(四)開關電路

采用帶正沿觸發雙D觸發器74LS74和組合邏輯電路作開關電路,在單穩態觸發器進入暫穩態時CLK邊沿觸發電路切斷單穩態觸發器觸發端的脈沖信號從而使暫穩態只出現一次,實現單周期計數。在單穩觸發器輸出脈沖波形的時間間隔里,單穩輸入端的低電平信號消失不影響到輸出脈沖的寬度。74LS74是上升沿觸發的,摁下開關的瞬間清零單穩輸出低電平,撒手后低電平信號單穩觸發產生一個上升沿觸發D觸發器,D輸出高電平,單穩觸發信號消失。

按鍵開關的接地電阻的選擇是通過實驗的方法確定的。R11=10Ω取的過大或過小都不行,不能限流或導致低電平過高而不能被IC正確的識別,試驗結果為110Ω(低電平為0.1V符合IC判別條件)。

(五)計數電路

多諧振蕩器輸出的標準脈沖和單穩態觸發器的輸出脈沖相與后得到一定周期數的信號,通過計數器計算周期個數N,然后通過譯碼、鎖存、驅動裝置最后通過七段數碼管顯示。選取CD40110和七段數共陰碼管實現計數、顯示功能。數碼管的外接電阻不能太大(影響實驗效果)或太小(電流大燒壞芯片)最后取470Ω。

(六)設計小結

本設計不但要求有扎實的理論功底,還必須與工程實際結合。電路中許多參數的選擇和設定是依據實際的電路效果和元件的規格并非完全依據理論推導。通過這些練習可以很好地提高解決實際問題的能力。

四、電路搭建與調試

在面包板上實現電子線路,方便、簡易、可行,易于調試、修改線路。

電路的調試過程一般是從初級單元電路開始,逐級向后進行測試、調整。

利用雙蹤示波器觀察各單元電路的輸出波形,先分塊調試后聯調的方法,按照信號傳輸的順序對各單元電路進行調試,使各個單元符合其基本指標,最后進行整體調試。具體調試步驟:①測試多諧振蕩器是否波形輸出。②用函數發生器提供方波輸入單穩態觸發器測試輸出端波形。③多諧振蕩器的波形輸入單穩態觸發器測試輸出波形。④測試觸發器各引腳的輸出波形(先清零)。⑤測試計數器各引腳的波形(先清零)。⑥觀察數碼管顯示。⑦換測試電容并重新觀測。

調試中面臨的最大問題就是鎖存問題,數字一直跳,每次鎖的數字不同,但是只要綜合分析定時器的輸出波形與鎖存周期就不難解決。

五、總結

綜合實驗是對理論知識和基本實驗的綜合應用,是培養學生電子工程實踐能力的一個重要環節。通過小型的綜合設計并搭建實際電路,實現綜合實驗的可操作性,在目前的教學情況下,是可行的方法之一,有較強的推廣價值。

參考文獻:

[1]童詩白,華成英.模擬電子技術基礎(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2006

[2]閻石.數字電子技術基礎(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006

電路與模擬電子技術范文4

【關鍵詞】射極電阻;基本電路;雙極型晶體三極管;工作狀態;方法

在講授電子線路基礎的基本電路部分時,涉及到含雙極型晶體三極管BJT的基本電路處于什么狀態的問題,這樣的電路所處的狀態決定于雙極型晶體三極管BJT所處的狀態。現行教材[1—7]普遍畫出BJT的輸出曲線,根據輸出曲線來討論BJT工作在三個區域當中的一個:截止區、放大區和飽和區。一些教材[5,6]還介紹通過測量實際電路中BJT各極電位來判斷其工作狀態的方法,但對于非實際電路而言,無法進行實際測量,就不能用上述方法來判斷BJT的狀態了。對于發射極沒有電阻的電路,可以求出基極電流IB及臨界飽和基極電流IBS,比較它們的大小,如果基極電流IB小于臨界飽和基極電流IBS,BJT處于放大狀態;否則處于飽和狀態[1]。對于發射極有電阻(稱為射極電阻)的電路,在BJT處于導通狀態的情況下,假設BJT處于放大狀態,求出BJT的集電極和發射極的電勢差UCE,若UCE>0,則BJT處于放大狀態;反之,BJT處于飽和狀態[7]。本文將給出另一種判斷有射極電阻的基本電路中BJT所處狀態的判斷方法,假設BJT處于放大狀態,求出相應的集電極電流IC或基極電流IB,用IC(或IB)與臨界飽和時的集電極電流ICS(或基極電流IBS)比較,若IC

1.假設法

下面以NPN型Si管為例,來說明判斷有射極電阻的基本電路中BJT工作狀態的假設法,對于NPN型Si管而言,臨界飽和電壓UCES=0.3V,導通管壓降UBE=0.7V。

對有射極電阻的電路,

3.結論

從以上實例可以看出,對于有射極電阻的基本電路,因為不知道電路的狀態,所以不能直接求出BJT的基極電流,可以先假設其中的BJT處于放大狀態,求出BJT在放大狀態下的集電極電流IC或基極電流IB,然后與臨界飽和狀態下的集電極電流ICS或基極電流IBS比較,如果IC

參考文獻

[1]江曉安,楊有瑾,陳生潭.計算機電子電路技術—電路與模擬電子部分[M].西安電子科技大學出版社,1999:12.

[2]靳孝峰,穆國華,郭建英,等.電工電子技術[M].北京理工大學出版社,2011:1.

[3]張劍平.模擬電子技術教程[M].清華大學出版社, 2011:3.

[4]魏秉國,梁成升.模擬電子技術與應用[M].國防工業出版社,2008:81.

[5]徐新艷,李厥瑾,孟建明.電工電子技術[M].電子工業出版社,2011:1.

[6]華成英,童詩白.模擬電子技術基礎[M](第四版).清華大學出版社,2006:2.

[7]黃麗亞,楊恒新.模擬電子技術基礎[M].機械工業出版社,2009:1.

電路與模擬電子技術范文5

關鍵詞:項目驅動;教學法;創新能力

基金項目:項目驅動法在高職高專模擬電子技術課程中的研究與應用(校級教改項目)

1 引言

以教師為主體、以課堂教學為重點的講授教學法在職業教育中難以適應以就業為導向,以能力為本位的高職教育需求,尤其在實踐性較強工科課程中。模擬電子技術是機電類專業一門重要專業基礎課程,在教學過程中,開發項目驅動教學模式,改變以學生為主體,以教師為主導,激發學生的學習主動性,培養團隊合作精神以及動手能力是專業教學改革的方向。

在模擬電子技術課程中開發適合高職學生的任務項目,使學生在動手操作相關實訓項目的過程中,了解基本原理等理論知識,做到真正的“教學做一體化”。

2 項目驅動教學法的實踐意義

本課程的教學目標是使學生掌握電子電路、放大電路的基本原理和組成,掌握靜態工作點的調試方法,掌握負反饋放大電路、振蕩電路、功率放大電路以及集成運放電路的原理和性能。了解國內外模擬集成電路技術發展方向;具有比較熟練的模擬電路的安裝、接線、調試、維護與維修的能力。傳統的教學模式是先在教室里講授大量的理論知識后,再到實驗室做實驗來驗證相關理論。項目驅動教學法是基于具體項目工作過程的典型工作任務的教學模式,在動態的工作過程中,典型工作任務是中心,動手能力是焦點,理論知識是背景。項目驅動教學模式,以解決實際工程問題的項目為學習的切入點,在項目的認識與解決的過程中,讓學生通過團隊合作帶著具體的目標去學習,讓學生在“做中學”。

在這種模式中,教學關注的重點是學生達到的程度,教師的任務是根據學生已有的經驗、知識、水平和興趣來選取適合他們的項目,使學生置身于探索知識的情景之中,即在真實條件中應用知識解決問題。這種模式從根本上將傳統課堂中教師單向講授轉變為“學生為主體,教師為主導”的教學模式。這樣的教學方法容易激發學生的學習興趣與求知欲,由“興趣”引導著學生在完成項目的過程中自主的去探求知識獲取知識、運用知識。有利于學生實踐技能的培養。

3 項目驅動教學模式的實施

我們整合了模擬電子技術這門課程,提出了基于教師和學生共同完成的項目驅動教學法。項目組組長組織學生交流對工作任務的認識,討論工作任務,查閱、分析相關知識,將任務分配給小組成員,初步制訂實施計劃并提交授課教師審定。各小組成員按照實施方案完成任務。項目組長模擬承擔生產車間班組長的職責,負責組織和管理本組的項目實施,授課教師扮演車間主任的職責,負責各項目組的技術指導。

3.1精心設計項目

按模擬電子技術技能學習領域認知規律安排學習順序,采用工學結合的教學做一體化思路,把模擬電子技術的課程教學共設計成三個項目:一,直流穩壓電源的制作、參數測試與故障排除;二,音頻放大器的制作、參數測試與故障排除;三,信號發生器的制作、參數測試與故障排除。以三個項目為載體,把電子器件功能與使用介紹、模擬電子線路的構成及工作原理、基本放大電路靜態、動態參數的估算及模擬電子電路的性能指標測試、檢測工具和常用電子儀器的使用、手工焊接技術掌握等融入各項目的任務實施過程中,三個項目的制作任務完成,可以剛好組成從信號源、穩壓電源到音頻放大輸出的配套設備。

3.2 具體項目的實施內容

教師設計好項目后,每組學生根據項目的要求,根據教師的安排,獨立收集分析和整理項目的相關信息,然后獨立確定工作計劃,并且一步步地執行。項目一包含半導體基本知識的認知和二極管器件的熟悉與檢測,整流、濾波、穩壓電路的分析與計算,常用電子儀器的熟悉與使用,手工焊接操作與工藝的熟練,簡單模擬電子電路圖識圖、分析,電子電路的組裝制作工藝與測試、故障排除方法與步驟等內容;項目二包含了晶體三極管和場效應管的認知,基本放大電路的認識、分析與計算,音頻放大器電路的分析及制作工藝、制作電路測試與故障排除方法等內容;項目三包含反饋電路與正弦振蕩電路的認知,集成運算放大電路的認知,信號發生器電路的分析、組裝與調試工藝等內容。三個項目中的知識與技能拓展部分總結概括性地簡述模擬電子電路圖的識讀、模擬電子電路設計與制作的基本要求與方法,補充介紹了電子設備設計與制作的幾個實例,豐富和完善了原來使用的教材內容的不足。

3.3項目工作任務檢查與考評

采取自檢、團隊互檢方式,由每個項目任務按照項目檢查要點對作品進行檢查、測試和檢驗,根據項目計劃階段擬定的檢查項目逐一檢查記錄,發現問題及時糾正。

各項目組上交項目實施報告,PPT匯報總結,其他項目小組和授課教師分別指出項目實施過程中存在的問題及改進措施。并按設定的考核評價表,由授課教師評價、項目小組成員自評、項目小組間互評,按照一定比例計入學生學業成績。

4 “項目驅動”教學法的實施效果

在模擬電子技術課程中實施項目驅動教學模式,可最大程度地發揮學生的主觀能動性,激發學生的學習熱情。學生在項目實踐過程中,理解和把握課程要求的知識和技能,體驗創新的艱辛與樂趣,培養分析問題和解決問題的思維。通過教學做一體化教學,不但可以訓練學生在工作中與其他同學協調、合作的能力,還充分發掘學生的創造潛能,并促使其在提高動手能力和推銷自己等方面努力實踐,使專業能力和社會能力都得到顯著提高。

參考文獻

[1] 夏志華.項目驅動式教學法在電力電子技術課程中的應用[J].保定職業技術學院,2010,(2).

[2] 齊祥明等.《模擬電子技術》“任務驅動”教學模式改革.科技創新導報.2010.NO.16.

電路與模擬電子技術范文6

電子設計類實踐課程的教學目的是要學生掌握電子電路的基本設計方法、驗證方法,同時培養學生的實踐能力。本文以交通燈控制電路為例,介紹了電子電路的一般設計方法。設計過程中使用Multisim軟件對理論設計結果進行電路仿真,并對結果進行了分析。通過驗證,該交通燈可以實現現有道路十字路口的交通指揮功能,具有較高的可靠性和一定的實用性。使用Multisim軟件進行電路的設計和仿真,不僅省時,而且可以節約大量的實驗資源,而且可以給枯燥的課堂教學提供生動的教學演示,激發學生的學習興趣,提高教學效果。

【關鍵詞】

Multisim;交通燈;電子設計;仿真

電子設計實踐是我校開設的一系列電子技術實踐類課程,包括電子技術課程設計、電子技術綜合訓練等。課程要求學生應用電子技術課程所學理論知識進行電子電路的綜合設計,完成電路仿真、圖紙繪制與實際電路的焊接等。重視理論與實踐教學相結合是學好此類課程的一個重要方法[1]。因此,就要求學生在完成理論學習之后,要進行系統的實驗驗證與綜合設計,對所學知識從“系統”的角度進行完善,從而促進學生對動手、分析和解決問題的能力培養。電子技術高速發展的今天,各種新型電子器件、電子電路日新月異,僅靠現有實驗條件將無法滿足電子設計實踐課程中電子電路的設計和調試要求[2],對于這樣一類學科基礎課程的教學效果而言,無疑將受到很大影響,甚至在一定程度上影響了學生創新能力的培養[3]。NI公司的Multisim軟件具有強大的電路分析和電路仿真等基礎功能,并且界面友好、生動,將其虛擬的設計環境引入到理論與實踐教學中,對解決這一問題有著較強的實踐意義。

1Multisim軟件概述

Multisim13是美國NI公司推出的最新電路設計與仿真工具軟件,與早期版本相比,其性能提升的同時,用戶可以根據自己的需求自定義儀器;仿真時的虛擬信號可以通過計算機輸出到實際的硬件電路上;實際硬件電路的結果可通過數據線傳輸回計算機進行分析、處理。Multisim13仿真軟件主要可以完成電路原理圖設計、仿真分析等功能,可對實際模擬/數字電路及模數混合電路進行有效的設計與仿真分析。用戶可以通過其人性化的界面,使用其龐大的虛擬器件、儀表庫,進行絕大部分的電子電路設計與仿真,各種虛擬儀表非常逼真地與電路原理圖放置在同一操作界面上進行各項參數和波形的測試,以圖形化的方式消除了傳統電路仿真的復雜性,幫助教育工作者、學生和工程師使用先進電路分析技術。同時,該軟件可將電路原理圖轉換輸出至PCB設計界面,進行相應的電子電路制板操作[4]。因此,利用Multisim13進行電子電路設計類課程教學時,學生可在虛擬環境中完成原理圖設計,包括元件的選擇、創建,電路參數的調整以及仿真結果的分析等環節,仿真過程中,可以隨時對設計結果進行修正,并利用虛擬的測試儀表進行相關電路特性的測試[5,6];完成理論設計之后,即可采購元件,進行電路的安裝、調試,優化了電路設計過程,且可以保證達到設計要求。

2簡易交通燈信號控制電路設計

本文以一簡易交通燈信號控制電路為例,說明Multisim13在電子設計課程中應用。該交通燈電路具體功能要求如下:(1)十字路口車輛東西-南北方向交替通行,通行時間一致且可在電路中設置、修改;(2)變換通行車道前,要求當前通行車道黃燈閃爍亮燈5s,每秒一次;(3)亮燈時間均采用LED倒計時的方法顯示。

2.1主要單元電路器件的選擇

2.1.1計數單元的選擇由設計要求可知,所有亮燈時間均需要采用LED顯示器進行倒計時顯示,因此本文采用同步十進制可逆計數器74LS190N構成所需模態的減計數器。在Multisim設計界面,使用快捷鍵Ctrl+W調出放置元件對話框,在彈出的對話框中的Group欄中選擇TTL,Family欄中選擇74LS系列,并在Component欄中找到“74LS190N”并選中,點擊“確定”即可放置所需的計數器元件。設計中,設置撥碼開關,可按要求改變預置數的數值。

2.1.2邏輯切換控制單元由設計要求可知,紅、黃、綠三色交通燈需要在計時過程中實現有規律的切換,且紅色和綠色LED燈都需要保持顯示一定的時間,黃燈則為閃爍5s,每秒一次。設計中采用雙JK觸發器“7473N”實現輸出狀態保持,并配合門電路實現三色燈轉換邏輯。在Multisim設計界面,使用快捷鍵Ctrl+W調出放置元件對話框,在彈出的對話框中的Group欄中選擇TTL,Family欄中選擇74STD系列,并在Component欄中找到“7473N”并選中,點擊“確定”即可放置所需的觸發器元件。

2.2交通燈信號控制電路系統設計簡易交通燈信號控制電路系統的總體設計結果如圖1所示。在Multisim電路設計界面,放置如圖1所示所有需要的元件。電路運行仿真時,假設東西方向綠燈亮、南北方向紅燈亮,通行時間45s通過上方LED倒計時顯示。時間顯示數字“5”時,東西方向車道(當前通行車道)的綠燈切換為黃燈,每秒閃爍亮燈一次,以此提醒司機通行時間將結束,請減速緩行并停車;倒計時結束1s后,LED倒計時顯示預置的通行時間45s,通行車道切換完成。如此循環,實現十字路通信號燈的循環切換控制。通行時間可由用戶通過撥碼開關自行設置(范圍1~99),具體運行效果同前。為了便于快速仿真,電路中的時鐘信號頻率為1kHz,實際電路制作時,應設置相應的時鐘信號產生電路,以便產生標準的秒信號。

3結論

通過Multisim軟件實現此類電路的設計時,學生可以直觀的看到設計結果,并且可以隨時對設計中的問題進行修改,大大縮減電路設計周期,且避免利用實物進行實驗時的不必要浪費,節約成本。在多媒體教學演示過程中,電路的分析過程清晰、直觀、形象、生動,使教學過程中寓教于樂,激發學生的學習熱情。我們還利用該軟件對電子技術類課程進行傳統教學模式改革,使實踐與理論有機結合,有效提高學生在電子電路問題的分析、設計中的應變能力,提高學生的實踐興趣和創新精神,同時也有效提高了電子設計類課程的教學效果。

參考文獻

[1]晏湧,藍波.“任務驅動”教學法在模擬電子技術實驗中的應用[J].實驗技術與管理,2010(11):253-254.

[2]張亞君,陳龍,牛小燕.Multisim在數字電路與邏輯設計實驗教學中的應用[J].實驗技術與管理,2008,25(8):108-110,114.

[3]劉君,楊曉蘋,呂聯榮,等.Multisim11在模擬電子技術實驗中的應用[J].實驗室研究與探索,2013,32(2):95-98.

[4]沙春芳.Multisim10在模擬電子技術教學中的應用[J].中國現代教育裝備,2011(3):125-126.

[5]雷躍,譚永紅.用Multisim10提升電子技術實驗教學水平[J].實驗室研究與探索,2009,28(4):24-27.

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