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模拟电路课程设计精选(九篇)

模拟电路课程设计

第1篇:模拟电路课程设计范文

关键词:Proteus仿真;模拟电子技术;职业教育

模拟电子技术课程是我校五年制高职电子信息工程技术专业核心教学与项目训练课程,电子信息工程专业人才培养方案赋予模拟电子技术课程的任务是:使学生掌握线性典型基本单元电路的工作原理,学会分析模拟电路的一般方法,培养一定的计算分析能力,培养较强的操作技能,为学生的终身学习及工作打下坚实基

础。在教学中,如何完成专业人才培养方案赋予课程的任务?如何让电路理论与实际应用之间很好地对接?如何化繁为简、形象生动地理解所学所教?这些问题一直困扰着师生,本文结合Proteus仿真软件在模拟电子技术课程中的教学做一些尝试。

一、职业院校模拟电子技术课程教学模式变革

模拟电子技术课程是电类专业非常重要的专业基础课程,它不但集繁杂理论、实验实践于一体,与工程实际也密不可分;而且对专业能力的形成、后续课程的深入学习影响深远。传统的“粉笔+书本”教学模式已经完全无法适应教育现代化进程的不断推进和

素质教育的深入开展;突出以能力为本位、以学生为主体、以就业为导向的理实一体化模式在模拟电子技术教学实践中效果明显。模拟电子技术课程理实一体化模式中的“理”是指电路的原理或理论,“实”是指实验或工程实践。理实一体化模式教学既要求师生做好理论的教和学,同时要求在课堂内外对学生展开实践教学,深入实验室、工作现场为学生进行讲解,配合理论,加深学生对模拟电子技术相关知识的理解与认知。

但在实际教学中,“实”的教学经常受到经费和实验或实践条

件的限制,无法及时提供实验或实践场所或所需元器件来装接、调整电器参数,而且存在仪器和元器件的损耗问题。在“理”的教与学过程中,师生共同面对抽象枯燥的电路理论、空洞复杂的电路分

析——干涩无味又难以理解,师生的教与学都费力、费时,还无法达到预期的教学效果。

迅速发展的电子与信息技术提供了EDA教学新平台,如果恰当地运用EDA工具软件虚拟仿真来辅助教学,可以较好地克服我们在理实一体化教学中遇到的这些困难。EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写。在电子领域中,EDA技术发挥着重大的作用,是现代电子设计的核心。在模拟电子技术教学中,从早期的EWB到现在的Multisim,我们的确感受到了EDA的仿真技术能打破专业教学上的一些局限性,在激发学生学习兴趣的同时保证了良好的教学效果。

二、Proteus与模拟电子技术课程教学

1.认识Proteus软件

Proteus是英国Labcenter electronics公司开发的EDA工具软件,虽然只有20多年的历史,但在全球的使用范围很广。Proteus软件的功能强大,它集电路设计、制版及仿真等多功能于一体,不仅能够对电工、电子技术学科涉及的电路进行设计与分析,还能对微处理器进行设计和仿真,并且功能齐全,界面多彩,是近年来备受电子设计爱好者青睐的一款电子线路设计与仿真软件。Proteus主要由ARES和ISIS两大模块构成,ARES主要用于印刷电(PCB)的设计及其电路仿真,ISIS主要用于原理图的设计并仿真:包含有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机仿真。Proteus软件所提供了30多个元件库,8000多千种元件,且随着版本的不断升级,数量仍在不断增加,元器件涉及数字和模拟、交流和直流等25个大类。

2.结合Proteus仿真平台的模拟电子技术课程教学

Proteus仿真结果的显示形式非常适合于学生认知电路的功能,是模拟电子技术教学良好的辅助手段。恰当地应用,不仅可以帮助学生掌握模拟电子技术教学的基础知识、基本理论、基本分析和设计方法,为学习后续课程提供必要的理论基础知识和实践技

能,还可以培养学生对知识的广泛兴趣,激发他们的创造性。与传统实验方式相比,是一种更能突出以学生为中心的开放式教学。

选择Proteus软件与模拟电子技术教学相对接,是因为它不但在电路仿真功能上可以和Multisim相媲美,而且它的PCB制版功能也可以和Protel相媲美,更重要的是它的单片机仿真功能是其

他任何EDA软件都不具备的。可以看出Proteus软件的功能不但强大,而且每种功能都不逊色于同类软件,是电子信息类专业学生学习专业课程难得的一个工具软件。当然,电路的仿真属于理想状况,并不能完全代替实验室实验。如果我们能合理安排一些实践内容和实践时间,辅以Proteus软件来学习,我们的教和学就会事半功倍。

参考文献:

[1]陈其纯.电子线路.2版.北京:高等教育出版社,2008.

[2]胡宴如.模拟电子技术.2版.北京:高等教育出版社,2004.

[3]朱清慧,张凤蕊,翟天嵩,等.Proteus教程.1版.北京:清华大学出版社,2008.

第2篇:模拟电路课程设计范文

作者简介:王凤英(1977-),女,内蒙古丰镇市,硕士,副教授,主要从事FPGA应用和图像处理方面的研究

摘要:模拟电子技术课程是电子技术基础的一个部分,是一门技术性和实践性很强的主干课程。综合项目式教学方法的特点和模拟电子技术课程的特点,将项目教学法应用到“模拟电子技术”教学中,让学生参与教学,自己动手实践,使学生由被动学习改为主动学习,提高学生的学习积极性。本文阐述了模拟电子技术课程项目教学的必要性,详细说明了任务设计基本思路、项目设计注意事项及具体项目任务,指出了项目教学中存在问题,并给出存在问题的解决方案。

关键词:模拟电子技术 项目教学 任务设计

中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)01(c)-0000-00

0引言

模拟电子技术课程是电子技术基础的一个部分,是自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器、电子信息、通信工程等专业的学科基础必修课,是一门技术性和实践性很强的主干课程。该课程知识点多、散、碎,概念抽象、原理难懂,很多学生感到入门很难,被同学们称为“魔电”。模拟电子技术实验教学绝大部分停留在简单的验证性实验上,学生只是机械上、被动地按照教师讲解的步骤和方法插线,测量一些参数,完成实验内容。学生体会不到模拟电子技术实验的精髓,不能与实际结合,完全达不到实验教学的目的。通过何种方式重新整合理论和实践,真正提高学生的素质, 尽可能缩短学生与企业的距离是摆在每个教师面前的重要课题。

1 模拟电子技术课程项目教学的必要性

项目式教学是国内外专家近年倡导的一种教学方法,是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。老师根据课程特点设计项目,分解任务,通过任务驱动来完成学习目标。项目教学适用于各类实践性和应用性较强的课程,使学生明确学习目标,积极主动地完成学习任务。项目教学是一种建立在建构主义理论基础上的教学方法,引导学生从直接感知、项目制作、任务归纳中学习知识,之后,再将所学知识转化成为实践应用,自主地用知识去实践或创新实践, 从而提高学生动手能力,培养学生自主学习与分析问题解决问题的能力。【1,2】

模拟电子技术是一门实践性很强的基础课,可将课程内容按照器件划分,实现模块化教学。学生们不但学会基本的理论和基本分析方法,而且还要掌握各种元件识别、检测、选用的方法,以及利用自己所学到的知识设计并制作简单的电路。

综合项目式教学方法的特点、模拟电子技术课程的特点和社会对电子类人才的需求,将项目式教学方法应用到模拟电子技术课程中,不仅能够解决传统模式下教学中的弊端,更重要的是学生参与教学,自己动手实践,这样能够培养学生的动手能力、独立获取信息和自主建构知识的能力。

2模拟电子技术课程项目教学任务设计

2.1 课程核心知识

模拟电子技术是电类专业的专业基础课。模拟电子技术课程在理论知识上由半导体二极管及其应用电路、半导体三极管及其放大电路、场效应管及其放大电路、运算放大器及其应用电路、负反馈放大器、功率放大电路、信号处理与信号产生电路和稳压电源组成。

2.2 项目设计

教学设计的基本思路是由典型的电子电路的设计、制作规律设计教学项目明确教学目标接受工作任务按实际电路设置不同模块进行电路分析和相关知识的应用学会电子电路分析、设计和制作技能型人才。

在设计项目时, 需要注意以下几个问题: [2]

1) 在选择项目时候,不能贪大求全,从学生的专业特点出发,选择与专业相关的课题,提高学生的学习兴趣。

2) 在项目任务安排时,根据模拟电子技术课程课时要求以及可操作性等,分解任务,任务一般不宜过大、过难, 考虑各个任务时,应将知识的难点和重点分散开。这样,学生能够按时把每个任务完成,频繁地获得成就感,保持学习兴趣的持续性。

3) 设定项目任务目标时, 一定要有明确每个任务要做到什么程度, 学生在此过程中应掌握哪些相关知识方法,实现哪些技能素质都应明确。只有这样, 学生在完成任务的过程中, 明确学习目标, 带着问题去主动学习各个知识点, 并将零散的知识点有机地串联起来, 形成一个系统的理论。

4)在任务实施过程中, 应有效地安排理论的讲解。教师课题制作一些实验PPT,比如常用的实验仪器使用及注意事项、技能操作等。这样,学生在遇到相关问题时候可以查阅PPT自行解决。另外,教师应适时安排对知识的讲解和技能操作的演示,这样才能让学生真正在“做中学,学中做 ”。

按照项目教学法的特点,该课程的主要项目任务及能力要求如表1所示【3】:

表1 主要项目任务及能力要求

序号 项目名称 工作任务 能力要求与素质

1 直流稳压电源的设计制作与调试 1. 制作二极管整流、滤波电路

2. 制作并联型稳压电源

3. 设计并制作稳压电源 (1) 会查阅电子元器件手册,熟悉元器件的识别检测方法;

(2) 会检测使用普通二极管、稳压管及发光二极管;

(3) 会进行电路分析以及参数估算,会根据要求制作整流电路、滤波电路和稳压电路;

(4) 熟悉常用工具、仪表的使用,能使用仪器、仪表对直流稳压电源进行调试;

(5) 能正确测量直流稳压电源的性能指标;

(6) 会撰写谁家总结报告;

(7) 工作细致,善于观察问题,处理问题,沉着冷静、安全操作。

2 函数信号发生器的设计与制作 1. 设计并制作正弦波振荡电路

2. 设计并制作方波发生电路

3. 调试、测量函数信号发生器的输出波形 (1) 会根据工作任务查阅有关文献资料;

(2) 会设计制作集成运放的线性和非线性电路;

(3) 会根据要求制作函数信号发生电路;

(4) 会进行电路分析以及参数估算,会使用示波器等分析、调试信号发生器的输出波形、性能指标并加以改进;

(5) 熟悉常用工具、仪表的使用,能使用仪器、仪表对电路进行调试与排故;

(6) 会撰写谁家总结报告;

(7) 工作细致,善于观察问题,处理问题,沉着冷静、安全操作。

3结束语

目前,项目教学的重要性已被较充分的认识。项目教学法在“模拟电子技术”教学中的应用,使得学生主动参与教学,独立思考问题,将使学生由被动学习改为主动学习,锻炼和培养了学生的交流,沟通与协作能力,掌握了分析问题、解决问题的方法,同时有利于学生加深理解和掌握课程的理论知识,激发了学生的学习兴趣。但在项目教学实践中还存在一些需要进一步解决的问题。比如项目教学教材缺乏、课堂组织难、管理难、考核难等问题,值得大家深究。

参考文献:

[1]吴小玲.项目式教学方法在电子技术教学中的应用[J].中国科教创新导刊, 2010(17):199-200

第3篇:模拟电路课程设计范文

关键词 应用型大学 模拟电子技术 教学改革

中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2017.04.058

Abstract To meet the demand of the discipline constructions of the application-oriented university, the applied and practical teaching reforms of "analog electronic technology" course are discussed. Several aspects of the course are researched such as the educational reform ideas, teaching methods and creative practical teaching. Through downsizing the theory teaching and focusing on experimental and practical teaching methods, cultivate students' learning interests and improve the teaching quality.

Key words application-oriented university;analogue electronic technique; teaching reform

模拟电子技术是电气电子类等专业的基础课程,旨在培养学生分析解决问题和实际动手能力,为日后从事电子技术的开发和创新实践工作打下一个坚实的基础。模拟电路包含了许多不同功能类型的电路,且工作状态较为复杂,要求能灵活运用多种分析方法来解决实际问题。[1]

目前模拟电子技术课程的教学存在以下几个突出问题:

该课程应用领域广泛,理论性和系统性较强,且与其他相关学科联系紧密,如电路、数字电路、电磁场等课程,而学生在之前学习这些课程时,只是将其简单地分开、孤立地学习,并未达到融会贯通;而且在课程安排上,模拟电子技术又在这些基础性课程之后,导致很多学生遗忘了前面所学过的知识,底子薄,基础较差。另外,模拟电子技术课程的理论性强,掌握难度较大,再加上有限的课时安排,导致一些学生无法准确理解和把握理论知识。

该门课程对学生的理论掌握水平和实际动手能力要求较高,在教学设施和教学条件有限的情况下,学生们只能做一些简单的电路的建模与仿真实验课程,而不是真正的模拟电路设计。

正是由于该课程的这些特点,导致了学生对该课程的学习积极性不高,有抵触情绪,普遍认为该课程学习难度较大,很难掌握。结果导致许多学生本门课程学习效果不佳,甚至影响了后续的专业课学习。由于学生本身能力因素和普通应用型高校的地位,这些问题在短期内无法全部有效解决,所以我们必须做一些针对性的教学改革,来改善教学效果和学生的学习现状,以提高教学效果。教改采用的方式是将课堂上的理论知识讲授与相关的模拟电子技术实验相结合,通过项目实训的方式加强和深化学生对模拟电路的认识和应用能力。[2]

1 教改思路

(1)引导学生树立职业规划,激发学生的学习兴趣。首先,必须使学生认识到模拟电路设计在他们所学专业课程中的重要性,以及在他们毕业工作后到底能从事什么样的工作,引导学生做一个合理的职业规划。鼓励学生自主学习,让学生了解当今社会和企业到底需要什么的人才,以及如何成为一名合格的人才。不仅要把学生动员起来,还要对教学内容和教学方法进行改革,使我们的人才培养方案能够满足社会和企业的需求。

(2)对教学内容进行科学合理的整合。在教学内容上突出实际应用性,简化器件结构和工作原理的教学。重点讲解二极管、三极管和MOS管的宏观特性、器件的主要参数和其在模拟电路中所起的作用。对于模拟电子技术中涉及到的半导体物理的一些艰深难懂的知识点,还有半导体器件的诸多微观特性等,一律做淡化处理。因为过多而枯燥的理论学习,会增加学生的学习负担,降低学习兴趣。强调基本理论和基本分析方法的掌握和运用,引导学生体会模拟电路设计的理念和技巧,积累经验,提升解决实际问题的能力。[3]

(3)强调实验与实践教学。我们应该改变传统的教学方法,将理论知识与电路模拟仿真结合起来,培B他们自学的能力,去学习和理解一些知识的模拟电路。强化电路功能的应用与扩展,引入研究型和设计型实践教学环节,基于此思路,特独立开设了“模拟电子技术实验”和“电子技术课程设计”这两门课程。

(4)改革成绩评价体系,改变学生学习的传统观念,最后的成绩不仅仅局限于理论课考试,还需要完成相关的电路设计实训,运用项目教学法,把学生分组,要求每组完成一项模拟电路设计任务,引导学生在学中做,在做中学,为日后从事电子技术的相关工作打下良好的基础。

该教改方式已经成功地应用于福建江夏学院三年了,收到了良好的教学成果,并得到得到了学校领导、教师和学生的认可。

2 教学方法与教学手段的改进

2.1 利用网络和多媒体辅助教学

采用多媒体设备将模拟电子技术课程中一些抽象复杂的原理和现象,以图像、动画等形式直观明了地演示出来,增强了学生的感性认识,再配合教师授课过程中对现象的解释,使学生完成从感性认识到理论学习与归纳的升华,加深学生对理论知识的理解。既能降低教师授课的负担,又极大地调动了学生学习的求知欲和积极性,起到事半功倍的效果。

当前,我国各高校都在大力开发利用网络化教学资源,比如:国家精品课程,尤其是“慕课”等新生的辅助教学的网络平台的涌现,为师生提供了海量的数字化资源。学生可以根据自己喜好,在网络平台上选择课程进行学习,自由安排学习时间、地点,自行下载电子教案、教学课件和课后习题等学习资源。并且网络教学还具有广泛的互动性,一方面师生可以在网络教学平台上共同讨论交流学习经验,也可以在我们平时面授的过程中,搜集并集中处理一些共性的问题。这种线上和线下结合的教学方式,现已取得了明显的效果。[4]

2.2 利用EDA工具辅助教学

借助于EDA工具辅助电路设计是当今电路设计的一个重要手段,也是学生们必须掌握的一项基本技能。EDA工具可以较为精确的计算和模拟一些简单电路的参数和实际工作效果。可以把EDA工具引入到理论课教学中,通过直观地仿真演示,加深学生对一些基本电路的理解。将理论性和应用性相结合,并为后续的实验、实践教学做好铺垫。由于课时的限制,要求教师在备课时要精心设计演示实例,引导学生思考并参与进来,最终得出结论。[5]演示实例过程中要格外注意对关键步骤的强调。例如,在讲授放大电路失真种类和原因时,理论讲授效果通常很差,学生通过想象的方式很难真正掌握精髓。而借助于EDA工具演示,通过设置不同的器件参数、输入正弦波信号、让学生通过直观的比较加深了对失真原因这一重要知识点的理解,并且在日后实践中可以直接去判断失真的种类,分析产生的原因,并在实践中加以解决。此外,在布置课后习题时也要求学生对作业中的问题进行仿真,与自己的计算结果进行核对,引导学生自行解决问题。

2.3 独立开设实验和课程设计课程配合理论教学

应用型本科教育要求我们在教学内容上要更加注重实验和实验的教学,为此我们独立开设“模拟电子技术实验”和“电子技术课程设计”两门课来配合理论教学,可以弥补理论教学中的不足。为了深入开展实践教学,拓展实践教学内容,我们增加了实验和课程设计这两门课程的学时。实验课程以基础和验证性实验为主,贯穿于整个学期,用来配合理论课的学习;实验课程的后期安排一些综合设计性实验,培养学生的综合、系统性思维。课程设计课程安排在期末,目的是提高学生综合运用所学知识的能力,提升对电子技术和工程项目的整体性认识。其授课形式是由学生自主选题,查阅文献材料,进行EDA仿真,购买电子元件并进行电路的焊接调试。教师进行技术指导,并给出合理的建议。要求学生独立撰写课程设计报告,格式工整,完整详尽地叙述电路设计方案与电路设计和制作过程中出现的问题和解决方案。教师可以将其中的一些普遍存在或是比较重要的问题提取出来,组织集中讲评。在学中做,在做中学,高效地完成实践教学任务。还鼓励学生将课程设计的内容再进一步拓展、升华,将一些有创新性和学术性的成果写成学术。选拔表现优秀的学生参加全国电子设计竞赛和其他院校间的学术交流活动,最大限度激发学生的学习兴趣与创造热情,在更高的层面上提升学生的实践能力。

3 教改后取得的成果

经过三年的教学实践,“模拟电子技术”这门课的授课效果和学生成绩有了明显改善。表2 是近三年模拟电子技术课程的期末成绩统计表。由于实施了新的教改方案,尤其是增加了实验与实践的环节部分的教学内容,使学生的学习兴趣和动手能力都有显著的提升,完成了该门课程的培养目标。

4 结束语

模拟电子技术是一门注重实践、而充满乐趣的课程。为了响应科技创新,万众创新的时代主题,要求我们在教育理念和教学手段上要不断突破创新,才能培养出符合社会需求的高素质应用性人才。广大生共同努力,共同进步,为社会培养和输送具有实践和创新能力的应用型人才。

参考文献

[1] 张德升.《电子技术》课程教改与实践[J].平原大学学报,2001.18(4):95-96.

[2] 刘浩,任立红,唐莉萍.《电子技术》课程教改与实践[J].中国电力教育,2012(35):52-53.

[3] 彭汐单,杨璐,孙俊杰.《模拟电子技术》实践教学的改革与探索[J].江西电力职业技术学院学报,2011(1):86-87.

第4篇:模拟电路课程设计范文

关键词:ASIZ;开关电容电路;仿真教学

中图分类号:G424.1 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2017)04-0240-02

模拟电子技术是高等院校电类专业开设的一门重要的专业基础课程。通过该课程的教学使学生获得模拟电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能,培养学生分析问题和解决问题的能力,为今后深入学习电子技术方面的课程及应用打下良好的基础。相比其它专业基础课,该课程的理论性和实践性较强,是一门既要有理论知识又要有实践技能的综合性课程。因此,在该课程的教学过程中除了理论讲授外,实物实验和虚拟仿真也是重要的教学手段。其中,高效、安全且经济的虚拟仿真方法在该课程教学中扮演重要角色,特别是有些难于以实物方式进行验证和设计时,虚拟仿真教学恰好弥补了这一缺陷。另外,虚拟仿真教学打破传统实物实验受条件、时间和场地限制,极大地拓展了教学的内容、形式、时间和空间,为学生的自主学习、自主实验和创新研究创造了条件,所以,研究该课程内容的虚拟仿真教学具有重要实际意义。模拟电子技术课程教学中有一个教学内容是模拟开关电容电路。由于该类型电路在非重叠双相时钟的控制下工作,学生在理论学习中对电路工作原理难于理解,分析和设计相关电路就变得更加困难。另外,由于时钟开关的存在,搭建实物电路又比较繁琐。因此,结合虚拟仿真方法对该部分内容进行教学不但可以克服教学内容的抽象性,而且能够使学生加深理解并自主分析和设计相关电路。鉴于此,本文将虚拟仿真软件引入模拟开关电容电路教学中,提高学生对模拟开关电容电路的分析和设计能力。

1 开关电容电路

开关电容电路由模拟开关、电容和运算放大器组成,它是利用电荷的存储和转移来实现对信号的各种处理功能[1-3]。系统传递函数的特性取决于时间常数中两个电容之比(还与时钟周期成正比)。由于集成元件比值的精度可高于千分之一,所以这种集成电路的精度较高,而且可以通过时钟进行调谐。开关电容电路以其电路结构简单,易于用MOS工艺实现,尺寸小,功耗低,易于大规模集成等特点,现已成为模拟电路家族中的一个重要分支。

2 ASIZ软件简介

ASIZ[4](Analysis of Switched-current Filters in Z Transform)软件是由里约热内卢联邦大学的M. C. M. de Queiroz博士开发的一款非商业性开关电流电路仿真软件。它是基于z变换的开关电流电路建模与分析软件,也可以分析开关电容和其它任意周期性的开关线性时不变网络。用ASIZ软件建模简单、操作方便、效率高、效果好,不但支持固定格式的程序文本输入,也支持直接电路图输入方式,并可与SPICE软件结合使用,对开关线性时不变网络的设计非常实用。ASIZ具有以下功能特点:

(1) z变换传递函数分析。软件包含了较完备的元件库,支持电路图和网络表文本输入,EdFil程序对绘制的电路图能自动转换为网络表文件。Asizw程序读入网络表并设置分析参数后进行仿真分析,电路的传递函数分母或特征多项式被计算并列出。

(2)零极点分析。软件能够计算任一传递函数的零极点并绘制相应图形。零极点参数窗口可控制零极点的计算和显示。

(3)时域响应分析。软件提供了多种测试信号的时域响应绘制,特别是提供了外部信号文本输入功能。参数窗口可实现对各参数的选择与调控。

(4)频域响应分析。对电路的频率响应进行分析并在程序主窗口给出绘图。

(5)灵敏度分析。分析电路元件容差所带来的误差。设定所选择的元件参数具有相同的变化,在频率响应窗口绘制出增益和相位的误差范围。

3 设计与仿真实例

为了加深学生对模拟开关电容电路的理解,掌握ASIZ软件的使用,将以设计一个开关电容电路为例,给出具体的电路元件参数计算与仿真分析过程。

考虑一个二阶IIR传递函数H(z):

中心频率为1kHz。令抽样频率为37.7kHz,采用开关电容反相微分器和开关电容反相器为基本结构单元设计该电路并仿真。开关电容反相微分器的传递函数为:

以开关电容反相微分器和开关电流反相器为基本单元的多环反馈结构开关电容电路如图1所示。图中,,。根据式(6)设置电路中相应电容值,其中,为了满足实际电路中电容值的设置需要,在电容系数后乘以单位电容值。采用ASIZ软件仿真获得的幅频响应如图2所示。同时,图中给出了理论幅频特性曲线。仿真的幅频特性曲线在1.009kHz处取得峰值17.6dB,与理想幅频特性曲线在1kHz处取得峰值18.06 dB。通过对比可知,理论与仿真幅频特性曲线很接近,证明所设计电路具有较高的实现精度。另外,图2中的小窗口给出了电路的零极点图,其中,“”代表零点,“×”代表极点。由于所有极点都采用z1/2的幂形式来表示,所以对于二阶开关电容电路,小窗口中有4个极点。由图可见,所有极点均位于z平面的单位圆内,因此所构造的系统是稳定的。接下来,利用该软件对所设计电路进行灵敏度分析。假定开关电容电路中所有电容存在±5%的随机误差,通过统计计算得到的幅频特性误差范围如图3所示,图中实线对应正常幅频特性。比较正常幅频特性曲线与误差上下限可知,所设计的开关电容电路在元件存在误差的情况下,幅频特性误差范围很小,平均增益误差为0.614dB,验证了该开关电容电路的低灵敏度特性。

4 结语

针对模拟开关电容电路教学内容比较抽象,实际电路搭建比较繁琐等问题,在理论教学中引入基于ASIZ软件的虚拟仿真教学方法,提高学生在开关电容电路分析与设计方面的能力。以设计一个开关电容电路为例,给出了具体的电路参数计算和仿真分析过程。通过虚拟仿真教学,学生能够直观地理解开关电容的特性,掌握仿真软件的使用,并具备初步设计开关电容电路的实际能力,达到理论与实际相结合的目标。

参考文献

[1]刘明亮.开关电容电路-从入门到精通[M].北京:人民邮电出版社,2008.

[2]奚柏清.开关电容网络的分析和设计[M].北京:人民邮电出版社,1992.

第5篇:模拟电路课程设计范文

一、明确“模拟电子技术”课程各部分内容的地位和作用

与其他课程一样,“模拟电子技术”课程的绪论课非常重要,这堂课必须讲明:什么是模拟电子技术;本课程的主要内容;本课程的目的和要求;模拟电子技术的特点;放大电路及其模型;放大电路的主要性能指标。尤其重要的是“本课程的主要内容”部分。教师可以以一个简单的电子系统组成为例,说明模拟电子技术课程的主要内容及各部分内容的地位和作用。图1(b)是扩音机的详细框图。图中的信号源,在实际工程中是由各种各样的传感器将待处理的温度、速度、压力、声音等信号转换为电信号,图1(a)中的拾音器就是将声音信号转换为电信号的传感器,充当信号源;在实验研究中,由信号产生电路充当信号源,信号产生电路便是教材第9章(以康光华主编的《电子技术基础(模拟部分)》[第五版]为例,以下同)的内容,[1]信号产生电路包括正弦波产生电路和非正弦波(矩形波、三角波等等)产生电路。图1中的放大电路是电子系统中对信号进行放大和处理的主体,其基础是由双极结型晶体管BJT或场效应管FET构成的放大电路,教材的第4章、第5章分别介绍这两部分内容。高性能的放大电路采用模拟集成运算放大器,集成运放是具有高开环增益、多级直接耦合的放大电路,教材的第2章、第6章都是关于集成运放的内容。“增益”、“开环”等是放大电路、反馈中的重要概念。反馈对于电子系统的运行具有重要意义,尤其是其中的负反馈是电子系统稳定运行的充分必要条件,教材的第7章介绍反馈放大电路。多级放大电路的末级及末前级称为功率放大电路,功放较前级放大电路有一定的特殊性,教材的第8章介绍功率放大电路。所有的电子系统必须有直流电源提供能量才能正常工作,正如手机必须装电池(同时电池必须有电)才能使用。教材的第10章介绍直流电源。二极管是电子系统中最基本也是最重要一个器件,教材的第3章介绍二极管。通过上述讲解,学生对模拟电子技术课程的主要内容有了宏观了解,但同时也产生了很多问题,诸如“放大”、“增益”、“反馈”等等究竟是什么?恢宏的十章都讲了些什么?学习后可以解决哪些实际工程问题?正是如此,才激发了学生的求知欲,使学生带着问题学习。教学实践证明,这是培养学生学习兴趣、激发学生自主学习、提高模拟电子技术课程教学效果的好办法。

二、教学中适当举例

“模拟电子技术”课程中概念很多,难以理解。适当的举例,不仅使抽象的概念易于理解,且难以忘怀。

1.关于放大电路中的静态工作点放大电路中直流与交流共存,静态工作点决定动态工作性能,这是“模拟电子技术”课程的难点之一,很多学生对此不能理解,表现有二。其一是做放大电路实验的测试动态性能指标时不给放大电路加直流电源,导致实验结果不正常;其二是在做放大电路的分析计算时,静态分析和动态分析的方法使用不当,互相混淆。放大电路必须要有合适的静态工作点,这是由PN结及三极管的单向导通特性决定的。为了说明这一点,在教学实践中提炼出下述例子:老师站在地板上,若让老师上、下各移动100cm,行不行?不行!怎么办?得让老师站得高一些,至少离地100cm才能上、下各移动100cm;若老师站得过高,离天花板只有60cm,老师能上、下各移动100cm吗?若老师站在30cm高的讲台上,能上、下各移动100cm吗?老师站在什么位置,上、下各移动hcm,这个h最大呢?这个形象的例子,学生通过主动参与、积极思考对放大电路设置静态工作点的必要性、饱和失真、截止失真、最大动态输出范围等等抽象的概念充分地理解。

2.关于电子系统的温度特性由于电子器件材料——半导体的温度特性,决定了电子系统的工作性能受温度的影响,[2]以笔者在20世纪80年代中期在天津无线电一厂工作的一个案例说明这一点。当时厂里生产一批出口的烟雾报警器,为赶工期,工人加班加点,烟雾报警器的调试系统24小时连续运转。调试好的产品入库暂存,待购买方提货抽检时,发现多个批次的产品指标不合格,这对厂方是个很大的打击。经分析,原因是调试系统连续运转一定时间后工作温度上升,使得系统的工作点偏离设计工作点。后将调试系统安置在恒温的房间,问题得以解决。这一案例使学生对于温度对电子系统的影响有了间接的感性认识,在学习“温度对放大电路性能的影响”、“提高放大电路温度稳定性”等内容时不再感觉陌生,且有急于了解这些内容的心理,教学效果当然很好。

3.关于反馈、开环、闭环“模拟电子技术”课程中的反馈也是一个教学难点。各项理论分析中提及的“开环”、“闭环”究竟是什么?一个形象的例子可以说明。两军对垒,敌方有人来投诚,所带来的信息不能称为反馈的信息,因为从敌方到我方仅仅是一个单方向的开环系统;必须是我方派出的情报人员到敌方进行缜密的侦查工作,所带回的信息才能称为反馈的信息,因为从我方到敌方再回到我方构成了一个闭环系统,经闭环系统得到的信号称为反馈信号。

三、理论教学与实验教学相互融合

实验教学在“模拟电子技术”课程的教学中占据重要地位。模拟电子技术实验,不仅训练学生使用电子仪器仪表的技能、测试电子电路的技能,还能加深学生对理论课程的理解、验证模拟电子技术课程的理论,更重要的是培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。为使理论教学与实验教学更好地融合,在时间上将实验教学集中在后8周开设;在内容上举下述两例。

1.三极管的参数掌握三极管的参数是用好三极管的重要前提。在三极管的诸多参数中,有一个极限参数——集电极最大允许电流ICM,其定义为:当集电极电流增加时,电流放大系数β要下降,当β下降到一定数值时的集电极电流称为集电极最大允许电流ICM。关于电流放大系数β随集电极电流增加而下降的现象,在上理论课时要求学生在“共射放大电路的设计”实验中进行观察。[3]在对所设计的电路进行调试的阶段,用两个电流表同时观测静态基极电流IB和集电极电流IC,调整基极偏置电阻,测算电流放大系数β=IC/IB观察β随集电极电流增加而下降的现象,加深对三极管极限参数的理解。

2.放大电路的动态性能指标放大电路的动态性能指标包括增益、输入电阻、输出电阻、通频带等等。为什么将输入电阻、输出电阻作为重要的性能指标,要求学生重点掌握其求解方法呢?以电压放大电路的输出电阻为例,它反映了放大电路带负载的能力,在上理论课时就要求学生在“单管放大器”实验中,[3]将放大电路的静态工作点调整到交流负载线的中部后,在一定的交流输入信号下,观测放大电路空载和有载两种情况下输出信号的大小;在负载电阻RL一定的情况下,集电极电阻RC不同(在一定范围内)时输出信号的大小,从而理解放大电路的输出电阻对放大能力的影响。单管放大器的实验电路如图2所示。

四、以“模拟电子技术”课程为载体,培养学生的工程意识

“模拟电子技术”是关于模拟电路的分析、设计、应用研究的工程实践,课程特点是:定性分析、近似估算、经验设计、实验调整。这决定了模拟电子技术课程具有很强的工程特性,以其为载体培养学生的工程意识具有天然的优势。[4]

1.设计性实验的调试在“模拟电子技术”课程的设计性实验“共射放大电路的设计”中,要求学生先对电路的元器件参数进行理论分析、计算,然后到实验室进行调试。学生按理论计算参数选择元器件,安装好电路,通电后,无论是静态指标还是动态指标都与设计要求不符!究其原因,一是电阻元件的实际阻值不同于标称值,如实验室常用的E12系列电阻,允许存在±10%的误差;二是手册给出的三极管电流放大系数β是一个范围,[5]理论计算时取了一个确定的数值,而β又是随着集电极电流IC改变的;三是电容不理想,静态时并非开路,动态时并非短路。诸多原因,都是由于理论值与实际值的偏差,导致电子系统必须经定性分析后进行近似估算,根据经验进行设计,最后通过实验进行调整。几乎所有的工程系统都要经过调试才能正常运行,通过设计性实验的调试环节,学生逐渐培养起工程意识。

2.集成运算放大器的调零集成运算放大器的第1级采用差动结构以减小零点漂移。从理论上讲差动放大电路结构对称,相应元件参数相同,在共模输入的情况下输出应该为零,而在“运放基本应用一(运算电路)”的实验中却要对电路进行调零,调零电路如图3所示。测试结果也说明,图3中的电位器RW2的取值对运放的输出有影响,仅仅在某一数值时将输出调为零。由于实际工作中或多或少会出现不对称性(或由外部电路引起),使集成运放存在输入失调电压和输入失调电流,当运算放大器组成的线性电路输入信号为零时,输出往往不等于零。为了提高电路的运算精度,要求对失调电压和失调电流造成的误差进行补偿,这就是运算放大器的调零。

第6篇:模拟电路课程设计范文

关键词:电子类课程设计;Multisim;Keil+Proteus l;Protel99

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)32-0165-02

一、引言

高校电子类课程是电子信息、通信、电气自动化等工科专业最重要的课程,由于电子类的课程如电路、模拟电路、数字电路、高频电子线路、微机原理以及单片机等学科是多理论多实践性的学科,往往在传统的教学中教师注重理论讲解,由于实验条件的限制,学生也不能及时地验证和应用这些理论知识,即使有课内实验,但实验课时少且一般都使用现成的电子实验箱完成一些验证性实验,使学生达不到很好的实践动手能力,因此,在每门电子类课程结束后,用一到两周的时间由学生根据所学内容完成相关电子类课程的设计对提高学生对电子类课程知识的理解和实践有很大的作用。而在电子类课程设计中,根据课程内容的不同使用相关仿真软件的辅助设计,可以提前预知设计的结果,方便修改参数和改正错误的设计能有效地提高设计效率,降低设计成本等优点。下面将介绍各们电子类课程设计以及适合该们课程相关的仿真软件。

二、电子类课程以及辅助仿真软件

根据电子类课程的特点,分为无需编程的和有需要编程的课程,有需要印制电路板和简单面包板可设计的内容。不同的需要则在进行电子类课程设计的时候使用的辅助软件则不同,下面将分别介绍。

1.无需编程的电子类课程设计和相关的辅助软件。在电子类课程中,电路、模拟电路、数字电路、高频电子线路等课程中不涉及微机控制的电子硬件设计不需要编程,则可以使用Multisim电路仿真软件。Multisim仿真软件是由加拿大Interactive Image Technologies公司基于Windows的电子线路设计工具,后由美国国家仪器公司NI收购,并推出性能更强大的电子线路仿真软件Multisim9~12版本且与Labview完美结合,具有丰富模拟、数字器件、FPGA器件和仪器仪表等仿真元器件,该软件包含电路仿真(Multisim)、PCB设计(Ultiboard)、布线(Ultiroute)以及通信分析与设计(Commsim)四个部分[1]。该软件可以仿真电路里的基本电路分析原理,三相交流电,模拟电子技术中的运算放大电路、滤波、整流、稳压等电路,也可仿真数电里的基本逻辑电路、组合逻辑电路和时序逻辑电路,以及高频电子线路课程中的高频信号的调制解调等电路,其虚拟仪器仪表种类齐全如示波器、函数发生器等,也有强大的电路分析功能,可进行直流工作点分析、瞬态分析、傅里叶分析等。适用于模拟、数字电路的设计与仿真。

2.需编程的电子类课程设计和相关的辅助软件。在电子类课程中,微机原理以及单片机原理与应用的课程设计相对较为基础的模拟电子技术和数字电子技术,要求由软件编程,需要掌握汇编或者C语言等相关的编程语言,针对这样的课程设计,可以使用编程软件Keil+电路仿真软件Proteus。Proteus软件比Multisim在单片机以及微机仿真中具有更完善的性能[2]。Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的是世界上著名的EDA工具。它不仅具有其他EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及器件。它是目前最好的仿真单片机及器件的工具。从原理图绘制、代码调试到单片机与电路协同仿真,真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12 /16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086、MSP430、Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器[3]。

Keil是一款单片机开发系统平台,支持汇编、C语言、PLM、以及混合编程。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(μVision)将这些部分组合在一起。无需连接单片机硬件而进行纯软件仿真,具有跟踪、调试、复杂断点等功能,能生成在线仿真和烧录到芯片所需的HEX文件等[3]。用Proteus设计电路时,无需画出单片机的最小系统,晶振频率在单片机里手动改变即可。在仿真的时候只需将Keil编译器里调试好的程序生成的HEX文件加载到Proteus的微机芯片上即可,点击仿真按钮,可立即观看到电路的仿真效果图。若进行硬件调试时,只需将Keil编译器生成的HEX文件通过串口调试助手下载到单片机等微机芯片上,即可进行实物的硬件联合软件的调试。有编程软件和微机硬件电路软件的结合,能更好的辅助学生在微机和单片机课程方面的设计,有效提高设计效率和增强学生的兴趣和动手能力。

3.需印制电路板的电子类课程设计。一般电子类课程设计中如果需要印制电路板,如将模拟电路、数字电路或者单片机等相关电路需要印制电路板时,则使用市场上已经十分成熟的Protel软件,其常用的版本有Protel99或Protel200。该软件是Altium公司开发的EDA软件,具有电路原理图设计功能、自动布线功能、原理图混合信号仿真功能、印制电路板设计功能以及PLD设计功能。而Protel2004在内的先前一系列版本的功能和优点以外,还增加了许多改进和很多高端功能,如拓宽了板级设计的传统界限,全面集成了FPGA设计功能和SOPC设计实现功能,从而允许工程师能将系统设计中的FPGA与PCB设计以及嵌入式设计集成在一起。Protel在设计电路板方面具有庞大的常用的各种元器件以及相关封装的元件库,随着版本的升级以及各位设计者的填补,元器件库也相应的随电子器件的增加而完善,也可以自己绘制元器件以及相关封装,建立自己常用的元器件库。Protel在PCB制图上面具有其他相关软件无法比拟的功能,设计者将绘制好的电路原理图转换成PCB图,排列好元器件,设计者可以手动或者自动布线,通过了电气规则测试后,即可将PCB图印制成电路板,焊接好元器件,进行电气测试后便可以进行硬件的调试[4]。

三、结论

在电子类课程设计中,根据课程内容的不同使用相关仿真软件的辅助设计,可以预知设计的结果,方便设计中各种元器件参数以及错误设计的修改,能形象生动的跟踪过程,仿真测试通过后再进行实物的硬件和软件设计,将获得事半功倍的效果。克服了传统设计周期长、成本高等缺点,能有效地提高设计的效率和降低设计成本等优点。

参考文献:

[1]黄智伟,李传琦,邹其洪.基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析[M].北京:电子工业出版社,2008.

[2]李现国,张艳.Proteus仿真在微机原理及接口技术教学中的应用[J].实验技术与管理,2010,279(12):125-127.

[3]马华玲,Proteus+keil在单片机教学中的应用[J].高等函授学报,2012,25(4):26-27.

第7篇:模拟电路课程设计范文

关键词:模拟电子技术;课程内容体系;实践教学

中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)19-4758-02

Study and Practice on the Teaching Innovation of Simulation Electronic Technology Course

LIN Jian-yu

(Information Engineering Department of Changzhou Radio and Television University, Changzhou 213001, China)

Abstract: Simulation Electronic Technology Course is the important major course of electronic majors in higher vocational colleges, whose engineering and practicality is very strong. Deal with the problem in the teaching of the Simulation Electronic Technology Course, this article determines the guiding ideology of teaching reform, puts forward proposals in the aspect of the actuality and characteristic of the course, the construction of the curriculum content system, teaching manners and artifices.

Key words: simulation electronic technology; curriculum content system; practice teaching

作为高职院校电子、自动化和通信类等专业一门重要的技术基础课程,《模拟电子技术》具有知识密集、学科交叉、综合性强等特点。为了适应高等职业技术教育的目标定位和职业岗位群的需求,《模拟电子技术》课程的教学应具有先进性、职业性和适用性,帮助学生形成该职业领域的素养与能力,并奠定个人的职业生涯基础。

1 课程现状和特点

《模拟电子技术》课程的教学目标是使学生获得从事电子技术工作必须具备的基本理论、基本知识和基本技能。通过本课程的学习,让学生掌握基本单元电路的原理和应用,具备设计简单电路、测试和调试电路、排除电路故障的能力,为学习后续课程和从事本专业工程技术工作奠定基础。

通过对近几年就业的电子类学生调研发现,普遍存在综合职业素质较低,独立工作能力不强的现象。具体体现在:典型电路故障排除能力欠缺,电路分析和工作过程不明确,电子产品开发潜力不足。造成这种状况的原因是:电子技术的实际应用涉及电路、元器件、工艺、应用环境等多方面因素,学生不能灵活地将所学的理论知识应用到工程实际中,理论教学体系与实践教学、工程应用脱节,缺乏系统性和完整性。

《模拟电子技术》课程有以下特点:基本概念多、元器件种类多、电路形式多、分析方法多。基于这些特点,课程内容不能面面俱到、主次不清,应立足服务生产,培养应用型、技能型人才的目标,改变传统的以传授理论知识为本位的教学思想,打破学科体系,进行教学改革,突出以能力本位的高职教育特色。

2 课程内容体系的重构

课程内容体系的构建,应遵循行业内技术通用、与新技术新工艺同步的原则,既要有系统的理论指导,又可以使学生在实践中不断积累工程经验和培养职业技能,通过本课程的学习达到本职业岗位群的相关要求。

2.1 以项目教学为主的课堂教学体系设计

以项目教学为主的教学模式,强调以典型工程项目为教学内容的切入点,创建工业现场情境,通过任务驱动,在探究完成任务的方法或解决问题的过程中进行教学活动。这种教学模式使学生成为教学的主体,大大激发了学生的学习主动性和学习兴趣。

《模拟电子技术》课程主要由常用电子元器件,常用电子仪器仪表,基本单元电路,电子测量技术,电子产品装配工艺,电子产品装配、调式与维修等内容组成。在构建项目教学体系时,应针对各专业的特点,强调职业导向、能力本位,精心组织每一项目的内容,使每一项目整合电子仪器仪表、电子工艺、电子测量、电路等相关课程的内容;项目载体要具有典型性、实用性、综合性和先进性,既能客观反映工程实际,又能涵盖《模拟电子技术》课程的主要教学内容。使学生通过各项目的学习,能自己动手、动脑去解决实际问题,具有某一领域的职业技能。

我们从工程实际中精选了七个典型项目:光控电子开关、音频放大器、信号发生器、时针控制器、可调稳压电源、扩音机、温度控制器,以七个项目为主线,再以任务驱动的形式引入相关知识点,基本上涵盖了《模拟电子技术》课程的全部教学内容。通过这七个项目的设计与制作,学生的综合职业能力和创新能力得到了显著的提高。

2.2 与EDA技术相结合的实验教学

EDA(Electronic Design Automation)技术是指利用计算机为平台,对电子电路、系统或芯片进行设计和仿真开发的计算机辅助设计技术。它融合了计算机信息技术、微电子技术、计算机图形学、信息分析与信号处理等理论与技术的最新成果。通过EDA技术,设计人员可以在计算机上完成电路的布局布线、综合优化、逻辑编译、性能分析、动态仿真等工作[1]。

EDA技术的发展和应用,使实验室进入课堂成为可能。教师可以通过EDA软件,进行模拟和验证性实验,将一些抽象的概念和理论以图形或曲线的形式表达出来,使之形象化、具体化。学生也可以自己动手,进行仿真实验。这对于培养学生的电路分析能力、电路设计能力和应用开发能力起着至关重要的作用。在众多的EDA工具软件中,常用的有EWB、Multisim、Proteus等,可以根据实际教学需要选择合适的工具软件。

EWB(Electronics Workbench)是用于电路设计和仿真的软件,它以SPICE仿真模型为基础,提供了一个集成化的模拟和数字电路的虚拟实验环境,具有界面直观、操作方便、元器件丰富等特点[2],可进行电路板设计、交互式仿真、集成测试等,实验结果与实际调试结果相似,可满足实验教学的需求。

第8篇:模拟电路课程设计范文

关键词:模拟电路;教学方法;教学模式;课程体系

作者简介:申杰奋(1978-),女,河南林州人,新乡医学院生命科学技术系,讲师。(河南?新乡?453003)

中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)18-0080-01

“模拟电子技术”是高等院校物理、通信、电子类专业的专业基础课之一,这门课程主要是让学生掌握电子技术的入门知识,为他们进一步学习后续专业课程和从事有关电子设计方面的工作打下基础。该课程能够培养学生分析电路、设计和应用开发能力。医学院校生物医学工程专业的学生既要掌握医学方面的知识,也要掌握医疗仪器及电子技术课程,如何培养学生的兴趣与爱好是最大难题。因此,必须对传统的教学模式进行改革,培养学生学习模电的兴趣与热情,才能让学生更加深入地喜欢电子设计。

一、传统教学模式的弊端

“模拟电子技术”课程是在介绍常用半导体器件知识的基础之上,重点分析和研究电路的基本概念、基本原理和一些基本电路的分析方法,该课程知识点多,内容琐碎。大部分学生在学完该课程后还是一知半解,不会分析一些简单的电路,更别说进行一些电路设计了。学生不能把学到的知识用到实际电路中,从而导致理论学习和实践的严重脱节,对学习后面的专业课程造成一定的障碍。

长期以来,模拟电子技术的理论课都有相关的实验课,实验课教学也一直依附于理论教学。大多数的实验教学内容都是对理论教学内容的简单验证,做完实验学生也不了解实验的目的。而且在传统的实验教学中,一般都是实验老师提前做好实验准备工作(包括实验箱和电路模块的准备),课堂上老师从实验原理到实验方法、实验步骤、注意事项,甚至到实验过程中可能出现的问题都会详细讲解。学生课前大部分都不预习,课上只是按部就班、被动地进行实验操作,利用现成的电路模块,把线路连接好,直接观察实验结果。即使遇到困难,也不会思考是哪一部分出现问题,而是急于找老师来解决问题。这样的理论与实验教学模式不仅不能发挥学生的主观能动性,而且还束缚了学生科学思维能力的发展,极不利于培养学生的动手实践能力。要使实验教学能够更好地发挥作用,必须对实验教学内容和理论教学模式进行改革。

二、教学模式和课程体系的改革与创新

建立新的教学模式主要以能力培养为主线。为了进一步改善教学模式,使学生能够更好更快地掌握模拟电路知识,主要对以下四个方面进行了改革。

1.理论教学内容的调整与更新

在理论教学过程中,紧密结合理论教材,在讲课过程中及时把电子技术方面的最新信息反映给同学,及时补充理论教学内容,做到理论与实际的紧密结合。老师在上课过程中可以给学生介绍在生活中的一些小设计,让学生学到理论知识的同时,还能够紧密联系实际,从而培养学生爱设计、爱动手、爱思考的良好习惯。

在理论教学内容上把章节做了一些调整。把第十章的内容“直流电源”调整到第一堂课上讲解。主要是对在实验中所做的改进有很大帮助,为后面所学知识做到相辅相成。第四章内容“功率放大电路”调整到最后一次课上讲解,主要是让大家了解什么是互补电路,功率放大器,与前面几个章节联系不大。这样的调整在整体上可以使“模拟电子技术基础”在内容上更为衔接,更有利于实验上的改进。

2.更新实验教学模式

在传统的模电实验中,大部分高等院校主要使用模拟电路实验箱做实验,学生兴趣不是很大,而且做完实验以后对一些电子元器件的结构及电路的作用还是不太熟悉。

在新乡医学院的模拟电路实验中,模电课程负责人从培养学生的基本素质和能力出发,对实验做出了全新的改革,增开综合性、设计性实验,鼓励学生的创新精神。在第一次实验课任课教师就让学生自己动手制作线路板,学生动手进行热转印、腐蚀线路板、打孔、将电路板制作成功,为后面的实验做准备。这个过程也可使学生了解电子制作工艺过程。

前面介绍了将第十章的内容提前到第一次课讲解,使学生初步了解与掌握电路设计能够使生活中常用的波动比较大的交流电,通过电容滤波、稳压电路能够变为电压基本稳定的直流电。更主要的是可以通过设计电路来给后面的各种功能的电路提供所需要的直流电压。这样可使学生深刻理解和掌握理论知识。

在线路板上主要设计了10个实验的内容,分别是整流电路、集成稳压电路、集成双路可调稳压电路、单级放大电路(2个)、负反馈放大电路、集成电路 RC正弦波振荡器、波形发生器(方波发生器,积分电路)和功率放大器。前三个实验主要能够使稳压电路产生±12V电压,做为后面7个实验的电源电压、整个电路板的设计作为一体,而不是独立的。

电路板上的所有元器件都需要学生自己动手焊接。老师课堂上介绍怎样焊接电路,识别电阻的色环,电容、二极管的正负极,三极管的基极、发射级和集电极怎样用万用表来辨别,集成稳压器的三个端怎么识别,集成电路的管脚的排列顺序等知识。医工专业有80名学生,在做学生调查的时候,学生普遍反映模电实验有意思,容易记忆;既能够提高动手能力,又能掌握书上所学的理论知识。

第9篇:模拟电路课程设计范文

1.将虚拟仿真引入课堂,进行演示实验,提高课堂教学效率

过去主要是理论课教学,过于注重原理分析、公式推导,学生听起来枯燥无味,难于理解。为了提高教学效率,需要配合演示实验。但准备演示实验,需要花费较多时间;将多种仪器搬到教室,使用不便;演示操作过程,会占用过多时间,影响教学进度。

现在我们将仿真软件的虚拟实验功能引进课堂,在讲解理论的同时,利用多媒体同步演示,显示实验结果,使一些抽象的概念形象化、直观化、简单化,弥补了理论上的抽象性。下面是我们具体应用仿真软件来仿真的两个实例。

在模拟电路中讲授三极管共发射极放大电路时,三极管具有放大和反相的作用,学生理解起来非常困难。我们利用EWB仿真软件来仿真电路的实际效果。学生先有了感性认识后,理论的讲解听起来就更轻松了,其仿真图形如图1所示。从图形中可以看出,输入信号的正半周,在输出端放大的同时,还存在着失真。

在模拟电路中讲授振荡电路的起振时,通过电路的正反馈作用,输出信号就会逐渐由小变大,当振荡幅度增大到一定的程度后,由于三极管的限幅作用,最后使得输出的波形稳定。学生很难理解,用现有的仪器根本就不能显示出起振的波形来,现在利用Protel仿真显示出波形(图2),振荡器起振的过程非常直观,还能看出这种振荡电路的波形存在较大的失真,但振荡波形较稳定。如果对波形失真要求较高,则需要采用改进型号振荡电路,即克拉泼或者西勒振荡电路。这种教学模式生动活泼,学生自始至终保持着极高的学习兴趣,加深了理解和记忆,有效地提高了课堂教学效率。

2.开设仿真实验,改革实验教学方法,提高实验教学质量

电子技术课是一门实践性很强的课程,理论学习必须紧密地与实践结合起来。以往,实践环节主要是上实验课,实验内容多为验证性实验,设计性、综合性实验较少。

我们的做法:在学习模拟电子技术的过程中,抽几节课讲解仿真软件的使用方法。在电子技术实验课之前,学生必须先将电路进行仿真,得到实验结果以后,再进行实际的安装、焊接、调试。学生做实验的兴趣提高,信心加强,实验教学质量大大提高,特别是在设计性实验中,可以随时修改元件参数,并能马上获得仿真结果,直到满足电路设计要求。学生可提出各种设计方案,从而大大提高了分析问题、解决问题的能力,激发了他们的创新意识,也大大提高了学生电子电路的设计水平。这样很好地解决了原来设计电路的缺陷:先设计出电路,买回元件后,在面包板或印制电路板上安装调试,需要连接很多的电位器,当调试好以后,必须重新买元件,重新安装调试,将损耗浪费大量的电子元器件。

3.虚拟仿真在课程设计实践环节中的应用

对于课程设计,我们的做法:将模拟电子技术的内容分成几个单元,每一个单元搞一个课程设计。第一次在老师的带领下,讲电路设计的步骤,完成课程设计。上完下一个单元电路以后,老师布置一个课程设计题目,学生自己查找资料,自己设计好电路以后,交给老师检查,在检查学生设计方案时,要求学生陈述自己的设计思路,学生在讲述的过程中就会进行再次思维。这种虚实结合的方法,既发挥了虚拟实验高效、经济的长处,又培养了学生电子制作的能力、分析问题和解决问题的能力。

4.虚拟实验应注意的问题

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