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仿真电路设计报告范文1
关键词：电子设计自动化技术 数字电子技术试验 应用
随着时代与科技的不断发展，新形势下各大高校数字电子技术实验教学也随之发生改变，数字电子技术属于一门实用性强的综合型学科，只有学好数字电子技术才能为接下来电子信息后续课程打好基础。电子设计自动化设计是计算机结合集成电路下衍生的产物，现今可编程逻辑器应用范围越来越广，运用计算机编程技术可对电子设计产品进行更大程度上的优化和控制，可编程逻辑器为电子电路实验提供了新的设计方法，提高了设计电子产品硬件的便捷性，使原有的系统设计方式、核心技术得到转变，促进了电子设计自动化的发展，使其具备更加广阔的前景。
一、EDA技术在数字电子技术实验教学的优势
现阶段大部分高等院校数字电子技术实验通过使用多种实验箱，让学生自行连接电路，运用仪器对连接的电路做出检验，对其验证结果进行总结和分析。此种集成芯片设计电路连接的过程中存在较多的问题，例如电路复杂、芯片短缺、查找故障难度高、仪器及其附属设施易破坏、缺乏实验设备等，致使连接电路难度较高，学生对数字电子技术实验兴趣不高，实验效果不够理想。随着时代的发展，传统的数字电子技术实验教学也应作出与时俱进的改变，为了加大学生的学习兴趣，提高连接电路的成功率，在以往的数字电子技术实验中引进电子设计自动化技术，改变原有电路设计方法，使EDA技术下的电路设计变得更加可靠而有效。以往的数字电路设计方法只能设计出完整电路的一部分，在实际连接数字电路时会因为零件不足、性能与电路设计性能不相符等问题，致使需要重复实验，再次设计完整的数字电路并操作、验证等，此种方法过于费时，对学生而言学习兴趣不高。使EDA技术下的电路设计方法是分阶段进行，首先将整体的电路划分为多个模块，然后再设计各模块，此种方法适用性强、干扰性小，从而能够进一步保证电路连接的准确性、可靠性，EDA技术有利于推动电子产品的发展。
二、EDA技术设计的步骤
EDA技术设计数字电路首先要对系统进行全面的分析，将完整的系统分为多个独立存在的模块，然后逐一设计各个模块，对应不同模块采用不同的输入方式，在系统中就可对设计模块进行仿真模拟，验证其电路连接的正确性，待验证合格后，将设计电路图下载至存储介质。
综合是指运用电子设计自动化系统中的综合器将VHDL软件设计与硬件联系在一起，形成可行的硬件电路。综合器具备源文件整合功能，可保证综合硬件的可操作性，电子设计自动化具有逻辑综合功能，并能对设计出的数字电路进行优化，可将逻辑级电路图转变为门级电路，自动生成分析文件、网表文件及其附属报告。
综合完成之后还需运用相关适配器将网表文件对目标元件作逻辑映射，此种操作方式叫做布线布局，也叫做适配，这个过程涉及到逻辑分割、布局布线、底层器件配置、逻辑优化等内容的实施，当适配通过后系统就会自动生成时序仿真网表文件、时序仿真下载文件，大部分文件格式为JEDEC、Jam，适配对象与相关元件结构细节形成直接的对应关系。
再通过电子设计自动化系统对适配生成结果测试完成后，才能作编程下载处理，这个过程就叫做仿真。在EDA设计中最关键的步骤就是仿真，仿真是整个数字电路设计的重要阶段，运用电子设计自动化系统进行时序仿真、功能门级仿真，可从两种级别分别作仿真测试。时序仿真是指对适配通过之后生成的网表文件作仿真处理，模拟各级元件在实际运作的过程中，其元件性能的仿真实验，考虑到元件、硬件性能的特点，获得仿真结果精度较高，由系统生成的时序仿真网表文件中对数字电路各元件的延迟做出了具体说明。功能仿真主要是对设计中的逻辑功能进行仿真，分析和观测仿真结果与原有的数字电路设计功能要求是否相符，功能仿真对任意一项具体元件硬件性能、延迟等均不介绍。
经仿真验证数字电路成功后，将适配通过的下载文件、配置文件下载至存储介质，将以设计成功的文件下载至FPGA 、CPLD工具当中，便于对设计硬件进行调整及验证，再将其输入系统中作统一测试，验证设计电路在实际应用中潜在的问题，减少使用电路的差错性，不断改进问题电路，优化设计。
三、在数字电子技术实验中的应用实例
将EDA设计技术应用在数字电子技术实验教学中，以设计计数译码电路为例，通过混合输入的设计方式，具体说明自动化电子设计在数字电子技术实验中的应用。首先按照原理图设计模6计数器，其编码方式为BCD码，采用通用型集成芯片将模6计数器的编码方式转变为8421BCD码，使其成为可作十进制处理的计数工具，运用计数工具中的异步清零端，将十进制改变为六进制计数工具，具体设计电路及其仿真波形如下图1，这种方式是构建数字电路实验设计的基本设想。
在系统中运用VHDL方法来设计驱动共阴极数码管七段并将其显示出来，生成完整的、不可逆的译码电路，具体方法如下，采用VHDL语言描述出译码器，将d3、d2、d1、d0看作是显示译码器的输入口，其中X为显示译码器的输出口，假设输出口X是矢量形式，可有七个不同的数量关系值，这七个数量关系值即表示为七个不同的输出设备数码管的段码。当d3、d2、d1、d0分别对应不同的8421BCD码，译码器就会自动生成与连接外端的输出数码及其不同的对应段码，最终统一由驱动数码管将其反映出来，按照原理图输入方法设计的六进制计数工具、VHDL语言输入方法共同设计的七段显示译码器成功之后，就可利用数字电路生成系统，生成顶层功能模块，运用相应的原理图文件、VHDL语言文件对其作出调整和使用，计数译码电路层次原理图见下图2。
结束语
综上所述，自动化电子设计有利于提高数字电子技术的实验效果，此种方法设计电路灵活性较高、干扰性小，不存在硬件、仪器等相关设施的影响。将整体的电路设计划分为多个模块并进行设计，此种方式适用性较强，即使在面对复杂的数字电路设计的情况下，也能将其变得简单。
参考文献：
[1]王彩凤，胡波，李卫兵.EDA技术在数字电子技术实验中的应用[J].实验科学与技术，2011（1）
仿真电路设计报告范文2
【关键词】MultiSIM；电子线路；教学；应用
一、前言
传统电子线路的实验教学是使用电子线路的分析方法，在最简易的电路图上，根据需要的指标设计电路、选择元件参数并进行手工估算。然后才开始搭建电路，使用选好的仪器或仪表进行测试，验证是否满足指标要求。但是设计出具有高实用价值的电子电路需要考虑的因素和问题很多，在众多类型中选用合适的器件的确不容易，特别是对于职业院校学生，设计之初往往经验不足。而且，大规模集成电路的功能较多，内部电路复杂，仅凭资料是很难掌握它们的各种用法。这就需要一个可以模拟现实的仿真软件。
Multisim是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的以Windows为基础的仿真软件，借助虚拟现实技术，使设计者能“如实”地选择、更换元件，能“如实”地操作各种仪器、设备，进行“现场”实验，能快速地模拟、分析、验证所设计电路的性能。往往用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。包括电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
使用Multisim仿真软件，与传统实验方法相比，这种虚拟技术既省时又经济，而且还可避免实验中发生的各种损坏和事故，在教学中更能节省时间和精力，有着广泛的应用前景。
二、MultiSIM软件的介绍
Interactive Image Technologies公司曾推出了一个专门用于电子电路仿真和设计的EDA工具软件EWB（Electronics Workbench）。由于EWB具有许多突出的优点，引起了电子电路设计工作者的关注，迅速得到了推广使用。但是随着电子技术的飞速发展，EWB5x版本的仿真设计功能已远远不能满足复杂电子电路的仿真设计要求。被美国NI公司收购后，更名为NI Multisim，并将用于电路级仿真设计的模块升级为Multisim，于2001年推出了Multisim 2001。Multisim 2001继承了EWB界面形象直观、操作方便、仿真分析功能强大、分析仪器齐全、易学易用等诸多优点，并在功能和操作上进行了较大改进。而V10.0（即NI，National Instruments）是其推出的Multisim新版本。目前美国NI公司的EWB的包含有电路仿真设计的模块Multisim、PCB设计软件Ultiboard、布线引擎Ultiroute及通信电路分析与设计模块Commsim4个部分，能完成从电路的仿真设计到电路版图生成的全过程。Multisim、Ultiboard、Ultiroute及Commsim4个部分相互独立，可以分别使用。
三、MultiSIM的功能和特点
MultiSIM是一种功能非常强大的电路仿真软件，作为虚拟的电子工作平台，提供了较为详细的电路分析手段，可以对电路的静态工作点的分析、动态分析、暂态分析、傅里叶分析、噪声分析、失真度分析、直流扫描分析、传输函数分析、用户自定义分析和灵敏度分析等等，既可以对模拟、数字、模拟/数字混合电路、射频电路进行仿真，又能对部分微机接口电路进行仿真，克服了实验室条件下对传统电子设计工作的限制。帮助设计人员分析电路的各种性能，从而为设计人员提供了一个良好的集成化的虚拟设计实验环境。比如其交流频率分析类似于利用扫描仪对电路进行仿真，可以准确地得出电路的幅频特性和相频特性，分析结果能在分析表窗口中表现为直观的幅频特性和相频特性曲线，以观察电路的增益或相移。参数扫描分析则可用于需要读某个元器件数值进行调节时的电路仿真，它可以让电路中的某个元器件的参数在设置的数值段内连续变化，然后将电路的静态工作点、频率特性和瞬态特性等随此参数的变化以图形的方式显示出来。
具体特点总结如下：
（1）直观的图形界面
整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖动到屏幕上，轻点鼠标可用导线将他们连接起来，软件仪器控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的。
（2）丰富的元器件
提供世界主流的元件，同时能方便对元件的各种参数进行编辑修改，能利用模型生成器以及代码模式创建模型等功能，创建自己的元器件。
（3）强大的仿真分析功能
以Spice3F5和Xspice的内核作为仿真的引擎，通过Electronic workbench带有的增强设计功能将数字和混合模式的仿真性能进行优化。包括Spice仿真、MUC仿真、VHDL仿真、电路向导等功能。
（4）具有多种常用的虚拟仪表
提供了22种虚拟仪器进行电路工作的测量。
（5）完善的后处理
对分析结果进行的数字运算操作类型包括算术运算、三角运算、指数运行、对数运算、复合运算、向量运算和逻辑运算等。
（6）详细的报告
能够呈现材料清单、元件详细报告、网络报表、原理图统计报告、多余门电路报告、模型数据报告、交叉报告等7种报告。
（7）提高了模拟及测试性能
与NI相关虚拟仪器软件的完美结合，提高了模拟及测试性能。
四、MultiSIM在电子线路教学中的实例
1.单级放大电路的实验过程
把MultiSIM软件安装在计算机上，利用提供其提供的元件库和虚拟仪器构建实验电路原理图。
（1）创建电路图
首先在元件库栏中选择所需要的元件，然后拖曳到电路工作区适当的位置，设置其参数，再用鼠标画导线连接电路。对于虚拟仪器的不同输入端，可采用不同的颜色，这样可以方便观察结果.
（2）保存电路文件
电路生成后要保存电路，以免微机出现故障或方便以后调用。
（3）电路仿真分析
在实验中，为了与实际电路一致，三极管采用实际类型。仿真开始和停止只需按下该软件右侧的“启动/停止”开关。
①直流分析：直流工作点的分析是对电路进行进一步分析的基础，利用虚拟万用表测量电路的静态工作点。进行直流分析时，电路中RL短路，Ce开路，交流信号源无效，可知三极管工作在放大区。
②参数分析：参数扫描分析是将电路参数值设置在一定的变化范围内，以分析参数变化对电路性能的影响，该电路中参数R3和Ce的值对实验结果有着直接的影响。通过调节R3，选择合适的静态工作点。Ce则直接影响着电路的频带，由于射极旁路电容Ce对电路的低频响应特性起主要作用，放大电路的下限频率减少，频带变宽。
③交流分析：用虚拟示波器可观察电路输入和输出端的波形，如图1，通过对电流的交流分析，可以得出电路的频率响应、幅频和相频曲线，也可估算中频增益和上限截止频率。从图1中可以看出电路的输入输出波形反相及电路的通频带，根据各元器件的值算出电压放大倍数。
④瞬态分析：瞬态分析是一种非线性时域分析，它可以计算电路的时域响应。分析时，可用直流电作为电路初始状态，瞬时分析的结果（图2）通常是分析节点的电压波形，通过波形判断电路的失真是不是非线性失真，从而进一步改进电路。
2.单相桥式全控整流电路
从Multisim的电源箱及其基本工具箱里调出晶闸管及脉冲电压源和电阻负载的模块。按照单相桥式全控整流电路的电路结构图的要求联接仿真模型，如图3所示。
晶闸管触发信号是一个VCVS（电压控制电压源）与一个脉冲电压源，使用改变脉冲电压源的参数来改变触发脉冲的宽度和延迟时间，晶闸管选用2N1559，R=200Ω。电路参数设置为：正弦电压源为220V、50HZ，压控电压源设置为V1与V4相同，V2与V3相同。
按照以上触发信号设置，仿真电路输出波形如图4所示。
3.三相桥式可控整流电路的建模及仿真
依照上述方法，调出相应的仿真模块，按照三相桥式可控整流电路结构图的要求联接仿真模型，如图5所示。
输入信号源数据如下：
二极管型号选1S1888，R=200Ω正弦电压源参数设置为：Voltage RMS为220V，Voltage offset为0，Frequency为50HZ，Time delay为0，Damping Factor为0，Phase为0。按照以上设置，仿真电路输出波形如图6所示，从仿真波形来看，实验结果完全一致。
4.Boost电路的建模及仿真
Boost电路又称为升压变换器，输出电压与输入电压的关系为：
式中D为占空比，从Multisim的电源箱及其基本工具箱里调出直流电压源、脉冲电压源、功率三极管、二极管和电阻负载的模块。按照单相桥式全控整流电路结构图的要求联接仿真模型。
功率三极管、电阻、电感和电容全部选用现实元件，二极管选用虚拟器件。功率三极管选ZVN33310F。参数设如下：
直流电压源：100V；
受控电压源：1V/V；
脉冲电压源：Pulsed Value为30V，Pulse Width为0.5ms，Period为1ms。
按照以上设置，仿真电路输出波形如图7所示。
从仿真曲线可见与结果相符。说明了仿真模型的正确性以及直观快捷的特点。
五、结语
（1）利用Multisim软件的仿真工具箱建立的电子线路典型电路动态仿真模型，具有直观、方便、灵活的特点。使得仿真过程更加方便、快捷，提高了效率和精度。
（2）通过对单相桥式全控电路、三相桥式可控整流电路以及Boost电路的仿真实验结果，充分证实了动态仿真模型的正确性而且在仿真时可以随便改变仿真参数，并用示波器随时观察仿真波形，使得仿真更加具有实时性、直观性。
（3）在电子线路教学中引入Multisim仿真软件作为教学辅助工具，不但可以将课本中的抽象原理赋予形象化，而且可以激发学生的学习兴趣和积极性，从而提高了教学效果。
总之，利用MuthiSIM软件仿真电子线路实验，不仅可以弥补传统实验教学中存在的设备紧张、仪器陈旧、元器件损耗等不足，还大大激发了学生的学习兴趣。但实验教学的目的是培养和提高学生的实践能力，如果用该软件取代实际实验，显然不能完全达到实验教学目的，实践证明只有在教学中将现代化手段与传统实验有机地结合起来，充分发挥各自的优势，才能达到事半功倍的效果。
参考文献
[1]马威.仿真软件Multisim在电子技术实践教学中的应用[J].科教文化，2012，11（3）：193.
[2]吴志敏，朱正伟，何宝祥.Multisim10在模拟电子技术课程实验中的应用[J].实验室科学，2012，15（4）：112-116.
仿真电路设计报告范文3
关键词： 电子技术课程设计 教学设计 教学过程
电子技术课程设计是在电子技术实验的基础上进行的综合性的实验训练，是电子技术课程的实践性教学环节，是对电子类和其他相近专业学生进行综合能力培养的实践课程，对于全面、系统、深入地理解与掌握电子系统的知识、设计方法具有重要的教学意义。
1.电子技术课程设计的重点与要求
本课程的重点是电路设计，内容侧重综合应用所学知识，设计制作较为复杂的功能电路或小型电子系统。一般给出实验任务和设计要求，通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力，培养学生创新实践的能力。
电子技术课程设计一般要求学生根据题目要求，通过查阅资料、调查研究等，独立完成方案设计、元器件选择、电路设计、仿真分析、电路的安装调试及指标测试，并独立写出严谨的、文理通顺的实验报告。
具体地说，学生通过课程设计教学实践，应达到以下基本要求：建立电子系统的概念，综合运用电子技术课程中所学习到的理论知识完成一个电子系统的设计；掌握电子系统设计的基本方法，了解电子系统设计中的关键技术；进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用器件的原则；掌握查阅有关资料和使用器件手册的基本方法；掌握用电子设计自动化软件设计与仿真电路系统的基本方法；进一步熟悉电子仪器的正确使用方法；学会撰写课程设计总结报告；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
2.电子技术课程设计的教学过程
电子技术课程设计是在教师指导下，学生独立完成课题，达到对学生理论与实践相结合的综合性训练，要求本课程设计涵盖模拟电路知识和数字电路知识，因此课程设计的选题要求包含数字电子技术和模拟电子技术。
教学环节可以分为以下四个部分。
2.1课堂讲授。
课程设计开始前，需要确定指导老师。由指导老师通过两学时的教学，明确课程设计的要求，主要内容包括课程介绍、教学安排、成绩评定方法等。
在课堂教学环节中，指导老师介绍课题的基本情况与要求，要求学生从多个课题中选择一个。
2.2设计与调试环节。
2.2.1前期准备、方案及电路设计。
前期准备包括选择题目、查找资料、确定方案、电路设计、电路仿真等。在确定方案时要求学生认真阅读教材，根据技术指标，进行方案分析、论证和计算，独立完成设计。设计工作内容如下：题目分析、系统结构设计、具体电路设计。
学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案。此后是对方案中单元电路进行选择和设计计算，称为预设计阶段，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图（原理图和布线图），此阶段约占课程设计总学时的30％。
2.2.2在实验室进行电路安装、调试，指标测试等。
在安装与调试这个阶段，要求学生运用所学的知识进行安装和调试，达到任务书的各项技术指标。
预设计经指导教师审查通过后，学生即可购买所需元器件等材料，并在实验箱上或试验板上组装电路。运用测试仪表调试电路、排除电路故障、调整元器件、修改电路（并制作相应电路板），使之达到设计指标要求。此阶段往往是课程设计的重点与难点，所需时间约占总学时的50％。
2.3撰写总结报告，总结交流与讨论。
撰写课程设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告能力的训练。学生写报告，不仅要对设计、组装、调试的内容进行全面总结，而且要把实践内容上升到理论高度。总结报告应包括以下方面：系统任务与分析、方案选择与可行性论证、单元电路的设计、参数计算及元器件选择、元件清单和参考资料目录。除此之外，还应对以下几部分进行说明：设计进程记录，设计方案说明、比较，实际电路图，功能与指标测试结果，存在的问题及改进意见，等等。
总结报告具体内容如下：课题名称、内容摘要、设计内容及要求、比较和选择设计的系统方案、画出系统框图、单元电路设计、参数计算和器件选择。画出完整的电路图，并说明电路的工作原理。组装调试的内容，包括使用的主要仪器和仪表；调试电路的方法和技巧；测试的数据和波形并与计算结果比较分析；调试中出现的故障、原因及排除方法。总结设计电路的特点和方案的优缺点，指出课题的核心及实用价值，列出系统需要的元器件清单，列出参考文献，收获、体会，并对本次设计提出建议。
2.4成绩评定。
课程的实践性不仅体现实际操作能力，而且体现独立完成设计和分析的能力。因此，课程设计的考核分为以下部分：设计方案的正确性与合理性。设计成品：观察实验现象，是否达到技术要求。（安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力）实验报告：实验报告应具有设计题目、技术指标、实现方案、测试数据、出现的问题与解决方法、收获体会等。课程设计答辩：考查学生实际掌握的能力和表达能力，设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神及创新精神，等等。
3.电子技术课程设计的步骤
在“电子技术基础”理论课程教学中，通常只介绍单元电路的设计。然而，一个实用的电子电路通常是由若干个单元电路组成的。通常将规模较小、功能单一的电子电路称为单元电路。因此，一个电子系统的设计不仅包括单元电路的设计，还包括总体电路的系统设计（总体电路由哪些单元电路构成，以及单元电路之间如何连接，等等）。随着微电子技术的发展，各种通用和专用的模拟和数字集成电路大量涌现，电子系统的设计除了单元电路的设计外，还包括集成电路的合理选用。电子电路的系统设计越来越重要，不过从教学训练角度出发，课程设计仍应保留一定的单元电路内容。
电子系统分为模拟型、数字型及两者兼而有之的混合型三种。
虽然模拟电路和数字电路设计的方法有所不同（尤其单元电路的设计），但总体电路的设计步骤是基本相同的。
电子电路的一般设计方法与步骤包括：总体方案的设计与方案论证、单元电路的设计、单元电路间的连接方法、绘制总体电路草图、关键电路试验、EDA仿真、绘制正式的总体电路图等。
4.电子技术课程设计的效果
学生经过这样系统训练后，各方面技能都通过考核，为后续课程的学习打下了扎实的基础。
参考文献：
［1］高吉祥，易凡，丁文霞等.电子技术基础实验与课程设计（第二版）［M］.北京：电子工业出版社，2006.
［2］杨志忠，华沙，康广荃.电子技术课程设计［M］.北京：机械工业出版社，2008.
仿真电路设计报告范文4
关键词:电子技术综合设计；实践能力；创新思维
1引言
随着石河子大学人才培养模式的不断改革，以及社会对高等教育培养具备实践能力、创新思维人才目标要求的提出，实践教学环节作为工科专业人才培养体系中的重要组成部分[1]，成为当下大学生创新思维和创新能力培养的重要环节。电子技术综合设计是一门实践性非常强的实训类课程，是电子技术人才培养成长的必由之路。由学生自行设计、自行制作和自行调试电子电路，旨在培养学生掌握综合模拟、数字、高频电路知识，解决电子信息方面常见实际问题的能力，培养学生电子电路设计与EDA（ElectronicDesignAutomation）调试工具的使用方法，以及开展项目管理的基本方法。
2现状
以往的教学安排中主要侧重电子电路的设计和仿真，留给学生自己用于思考和设计的时间有限，设计基本停留在纸上和计算机上。因此，教学效果很难达到预期的教学目的。虽然学生在参加接下来的相关课程的课程设计、大学生训练计划、全国大学生电子设计大赛、毕业设计时理论分析能力得到提高，但实际设计和调试时却出现大量问题很难得到快速解决的现象。所以，这种教学模式不再适应目前新的人才培养方案对于电子信息工程专业提出的要求以及创新人才的培养。
3课程改革探索与实践
电子技术综合设计课程的改革与探索主要从课程教学目标、课程教学内容、课程教学实施、教学方法、考核方法和教学效果等几个方面进行。课程目标电子技术综合设计将学生已学过的电路基础、模拟电路、数字电路以及高频电路等课程的知识综合运用在该课程中[2]，从而培养学生具备电子元器件的识别和选择，电子电路仿真和电路设计软件的使用，电子电路的分析和设计以及实际应用电路项目的开发、管理等综合能力，使学生切实经历从原来课本上的电路到EDA软件的仿真电路再到实际看得到、摸得着的电路的实现过程。该课程是对现有课程体系的完善和补充[3]，帮助学生拓展视野，提升学生参加课外科技活动、校级SRP（StudentResearchProject）活动、国家大学生创新计划以及全国电子设计竞赛等专业竞赛的兴趣和毕业设计的质量与水平。教学内容课程的主要内容按照基本知识验证、专业知识综合、创新设计能力培养的原则进行安排，主要包括：常用电子元器件基础知识；常用电子测量仪表的使用；电路仿真软件的使用；印刷电路板的设计与实现；电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试；撰写总结报告、答辩等。1）常用电子元器件基础知识：主要讲解电阻、电容、电感、电位器、变压器等常用元件的区分，还包括一些电子常用术语，比如单面板、双面板、焊盘、焊接面、虚焊、桥接等。2）常用电子测量仪表的使用：包括万用表、示波器、函数发生器、直流稳压电源的基本使用方法。3）电路仿真软件的使用：主要讲解电路仿真软件Multisim的使用。4）印刷电路板的设计与实现：AltiumDesigner软件中电路原理图的绘制和PCB图的绘制方法。5）电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试：对全班学生进行分组，四个人一组，每组一个设计题目，每组经过方案的提出、讨论、修改、教师审核、论证后设计出电路仿真图，仿真没有问题后设计PCB图，然后制成单面板进行元件焊接、调试。6）撰写总结报告、答辩：系统设计完成后，每组撰写总结报告，提出系统的优点和设计不足，以及设计过程中自己的心得体会，最后制作幻灯片进行课程汇报答辩。教学实施在完成各个教学内容时，课程采用项目驱动的方式使学生在掌握理论知识的同时，实践能力也得到不同程度的提高。整个教学过程分为4个项目进行，通过项目的完成，学生逐步完成课程的学习，综合能力也在不知不觉中得到锻炼。1）基本元件及电路测试项目。教学内容的前两部分讲解完成后，要求每个学生进行基本元件参数的测试、电路虚焊、双面板线路测试等。通过该项目，学生掌握电子元件与电路测试的基本方法和常用测量仪器的使用方法。2）电子电路设计和仿真项目。在该项目中，教师首先讲解电路仿真软件Multisim的使用方法，然后以实例设计一个两级晶体管放大电路。在此过程中，教师从元件参数的选取、放大倍数的计算、系统测试和修改等方面给学生进行讲解。讲解完成后，学生参考实例设计一个放大倍数不同的晶体管放大电路作为练习。练习完成后，全体学生设计一个波形发生电路用来产生方波、三角波信号。学生设计过程中可相互交流，碰到问题可询问教师，最终完成项目预期目标。该项目完成后，学生可以掌握电路仿真软件的使用方法和电路设计的基本原则。3）电子电路制板与焊接调试项目。前两阶段的项目完成后，教师讲解电路制板软件AltiumDesigner的使用方法和手工腐蚀法制作单面电路的流程，讲解和制作过程以上一个项目中的两级晶体管放大电路为例，讲解的过程中学生如果有问题可随时提出，教师进行解答。最终要求学生自己实现一个两级晶体管放大电路的印刷电路板的绘制，以及电路的腐蚀、焊接、通电调试。通过该项目，学生掌握了电子电路从书本的理论知识到实物实现的过程。4）综合设计与总结项目。学生按学号进行随机选题，题目内容涵盖模拟电路（如连续可调直流稳压电源）、数字电路（如循环彩灯控制器）、高频电路（如小信号阻容耦合放大电路设计）。题目选定后，题目相同的学生分成一组，组建项目小组。项目组成员提出设计方案，经过理论论证，设计完成仿真电路和PCB电路，然后采用手工腐蚀法实现电路系统的板面布线，最后进行元件焊接和调试。系统完成后，整个课程基本接近尾声，每组学生要对自己的设计方案进行汇报答辩。通过该项目，学生掌握了复杂电路的设计与实现，以及团队合作完成项目设计、管理、总结的过程。教学方法课程的教学方法，打破传统理论课程完全靠教师讲授以及实验课程以学生动手为主的模式，采用教师讲授、项目训练、学生参与设计和讨论、分析讲解和答辩的形式。学生有机会表达自己的观点和设计思路，充分调动积极参与的兴趣。考核方法课程的总评成绩由5个部分组成：考勤10%+课程表现10%+项目完成情况30%+课程答辩情况20%+课程报告30%。新的考核标准打破原来课程总评成绩主要由平时成绩、设计成绩两部分组成的模式，主要以学生在教学实践活动中的参与度和完成度作为考量，注重学生实践能力和综合能力的培养。教学效果经过两周的项目驱动训练和实践环节的总结，学生对于测量仪器的使用更加熟练，对常用电子元器件的选用和封装了解得更为清楚，对电子电路的设计和实现更加有信心，分析问题、解决问题的能力得到了很大的提高。
4结论
课程改革和实践在石河子大学电子信息工程2012级、2013级和2014级为期两周的电子技术综合设计课程中进行，学生对于课程内容安排和各个环节的设计比较欢迎，加大了学生创新思维和创新能力的培养。课程实施的整个过程侧重基础能力培养，将项目管理理念贯穿整个课程的始终，加大创新能力的培养。学生在后续的毕业设计和课外科技活动中凸显了较强的实践和创新能力。
作者:周涛 张锐敏 刘巧 李栓明 钟福如 单位:石河子大学信息科学与技术学院
参考文献
[1]吴大鹏,黄沛昱.“电子系统综合设计”课程建设探索[J].电气电子教学学报,2014,36(6):41-43.
仿真电路设计报告范文5
[关键词]实验教学；创新能力；实践能力；研究生教育
[中图分类号] G643 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）01-0168-02
研究生教育属于国民教育序列中的高等教育，对国家创新人才培养以及提高国家科技竞争力具有决定性意义。研究生教育不仅要求学生在本门学科内掌握坚实的基础理论和系统的专门知识，而且要求具备从事科学研究和教学工作或独立承担专门技术工作的能力和创新能力。因此，与本科及其之前的教育不同，研究生教育的核心是培养学生的科研能力、工程实践能力以及创新能力。为更好地实现培养目标，提高培养质量，当前国内外很多工科类大专院校在研究生阶段的课程系统中开设有实验课程。大量的事实证明，研究生实验能力的高低，决定其科技创新水平的高低。而创新是研究生培养质量的标志和灵魂，离开了创新，就谈不上高质量高素质的研究生教育。
一、优化教学内容
“测控电路与装置”是我院仪器科学与技术学科研究生选修课，主要介绍测控系统常用硬件电路与装置的原理及实现技术，其完整的教学体系包括信号运算与处理电路、信号转换与模拟电路、信号激励与检测电路、测控系统设计以及新型集成电路的应用等，内容涵盖了基本的原理电路和大规模集成芯片的应用。
为了培养研究生的实验能力，我们摒弃了传统的以教员讲授为主、学生被动接受知识为辅的教学模式，对教学内容进行优化，体现由“学科系统式”向“应用系统式”的转变、由“微观局布式”向“宏观整体式”的转变、由“面面俱到式”向“精选式”的转变，将教学内容用若干个基础验证实验、综合设计实验和创新型实验贯穿起来。我们利用基础验证实验培养学生掌握坚实的基础知识，培养和激发学生创新意识，利用综合设计实验培养学生的知识综合应用能力，利用创新型实验培养学生的创新和解决实际问题的能力。
实验内容的划分可用图1表示。基础验证实验包括：运算放大器的特性与参数、运算电路的特性与参数调整、信号变换电路的特性与调整等；综合设计实验包括：基本信号处理电路设计与调整、函数发生器电路设计与调整、直流稳压电路的设计与调整、滤波电路的设计与调整等；创新性实验包括：信号产生电路设计与应用、数据采集电路设计与应用、线性系统性能分析、CPLD和FPGA芯片的应用等实验。实际教学过程中，这些实验的具体内容、要求，以及使用的器件或芯片等会根据研究生的知识掌握程度和技术的发展进行更新或调整，并鼓励研究生自主设计，自己动手，自由探索，开设创新性实验。
二、创新教学实施方法
教学过程由基础讲授、实验、撰写报告、汇报交流或检查评估等环节组成。教员在基础内容讲授的基础上，布置实验内容、要求及注意事项。研究生根据实验内容和要求进行仿真实验或实际实验，仿真实验利用Multisim软件在计算机上进行，实际实验内容利用具体的元器件和电路实验。实验由研究生一人一组进行，实验完成后要写出实验报告并制作PPT课件，在课堂进行交流。对于综合性和创新性实验，还要由教员和全体学员共同评估项目的完成情况，作为课程考核平时成绩的评定依据。2015年研究生“测控电路与装置”课程教学实施计划，我们安排了运算放大器的特性与参数、运算电路的特性与参数调整、信号变换电路的特性与调整3个基础验证性实验，综合实验安排了RC有源滤波器设计与调整、信号处理电路调试与仿真，最后以信号产生电路的设计、仿真与调试为创新性实验，鼓励研究生自主设计与创新。
创新过程可能发生在设计过程，也可能发生在仿真和调试过程中。例如，在DDS仿真电路中，U1似乎是多余的，因为它没有任何连接，而且从原理上讲DDS电路也是不需要MCU的，那么U1在电路中的作用是什么呢？在进行DDS仿真实验时，我们发现MultiSim不支持ROM的设置，即利用MultiSim无法直接设置正弦数据存储器的值，但是研究发现，在进行MCU仿真时，MultiSim允许将程序编译下载到MCU的外部程序存储器，于是我们可以将整个DDS电路看作MCU的电路，并利用MCU的程序编译过程实现对U2的加载，进而实现DDS电路的仿真。
三、完善实验环境
培养研究生的实验能力对教员的素质和教学的实验条件提出了更高的要求。教员不仅要熟练掌握教学内容，还要具有丰富的相关学科知识，能正确解答研究生在实验过程中提出的问题。同时，实验条件也应满足教学要求，包括虚拟仿真实验所需的计算机和电路仿真软件，以及实际实验中用到的实验平台、仪器仪表、元件器件等。
虚拟仿真实验利用计算机和电路仿真软件MultiSim进行。针对实际电路实验，我们建立了相应的实验平台。该实验平台除了可完成热电偶、光敏电阻、霍尔器件等基本元器件测试以及基本的模拟、数字电路实验外，还可对实验内容三个层次完成运算放大器特性与参数调整、差动放大器性能分析、波形转换电路实验、信号产生电路实验、滤波电路实验、数据采集系统设计与分析、线性系统的频域响应分析、典型环节时域响应分析、电工电子创新设计、机电一体化综合创新设计以及智能飞行器创新系统设计等实验项目。
四、构建综合考核评价体系
实验教学考核评价体系的构建应该将鼓励创新放在首位。“测控电路与装置”课程考核成绩主要由实验设计与操作的成绩、平时成绩、创新设计成绩三部分构成。其中，实验设计与操作成绩包括实验方案设计报告、实验操作情况、实验报告等三部分成绩，主要考核研究生的工程实践能力、团队协作能力和创新能力；平时成绩主要包括课堂专题讨论情况、答疑讨论情况、定期汇报报告情况等几部分，主要考核学员的理论知识综合应用能力和总结表达能力；设立创新设计成绩，支持和鼓励有创新意识的研究生积极进行创新实验活动。通过这种综合性的考核方法能够尽可能地考核学员的各种能力，督促研究生学员有意识地加强创新实践能力的锻炼。
五、教学效果分析
采用实验教学为“测控电路与装置”课程教学带来了生机和活力，提高了课程的教学效果和研究生的实验能力。主要体现在：
1.实验教学实现了以研究生为主体的良好教学环境，使研究生在主动完成实验内容的过程中积极探索，主体意识明显增强，学习积极性大大提高；
2.转变了研究生的学习观念，激发了研究生的学习主动性，提高了动手实践能力、协调能力及解决问题和应变的能力，自我探究能力也在不断提高；
3.在完成实验的过程中，有很多问题需要讨论和相互协作，研究生之间、教员与研究生之间沟通加强，增强了团队的合作意识；
4.通过实验结果的总结和讨论，提高了研究生的语言和文字表达能力，最大限度地开发了研究生的独立思考能力，提升了研究生对于科研创新的信心。
从几年的教学效果和研究生的反馈信息来看，研究生乐意接受这种以实验能力培养为主的教学形式，课程取得了很好的实效，同时，也为理工科课程的研究生创新实践能力培养提供了一些有益的借鉴经验：
首先，要加强课程体系建设，从课程体系上深化研究生实验能力的培养。
其次，在基础实验的框架下，针对不同专业背景或不同知识掌握程度的研究生，制订深度不同、程度合理的实验内容，因材施教，让能者在专业上得到长足发展。
另外，随着高校实验教学改革的深入开展，创新和改革实验教学方式和考试方式更有待深入细致的探索和实践，尤其需要采用多元化方式激励研究生投入更多的创新思维到实验设计中去，并且不断在实践教学中检验和发展改革效果与运行机制。
[ 参 考 文 献 ]
仿真电路设计报告范文6
【关键词】 电子技术；综合实验；教学体系；创新
电子技术综合实验课程是一门独立设课的综合性实验课程，是南华大学电子信息工程、通信工程、电气工程及自动化、自动化、生物医学工程等专业的一门专业选修的技术基础课程。该课程重点培养学生电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子电路、信号与系统、单片机控制、EDA技术等多门课程的综合应用与综合设计的能力训练，工程实践性很强。
电子技术综合实验室隶属南华大学中央与地方共建电工电子实验中心，该中心抓住“中央与地方”共建的机遇，实验教学环境得到全面改善。实验室配备了齐全的计算机、信号发生器、稳压电源、多功能模拟电子技术实验箱、多功能数字电子技术实验箱、EDA实验箱等仪器。学生完全可在实验室完成综合实验的设计、仿真、下载、硬件搭接、调试等工作。经过这几年的教学实践，教学体系和实验内容不断完善、日臻成熟，教学内容始终密切结合国内外最新的科技进展，已初步形成具有自身特色的教学体系，取得了良好的教学效果。[1]
一、电子技术综合实验的内容
电子技术综合实验是针对本科三年级学生开设的，此阶段的学生已学完电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、单片机技术等专业技术基础课程，也有基本实验的基础。因此综合实验的目标是通过系统电路的综合设计和调试，对学生进行综合实验能力的培养。实验主要从三方面对学生进行培训。[2]
1、项目的原理设计与仿真调试
要求学生用基本IC器件、二极管、三极管、电阻、电容及输入、输出装置等完成项目的设计。并用工具软件Multisim、PSpice等进行项目的原理设计与仿真调试，从而掌握综合应用电路的仿真设计与分析方法，掌握综合应用电路设计的一些技巧，如子电路设计、电路功能的模块化等。
2、硬件综合实验
实验室提供常用IC器件、二极管、三极管、电阻、电容及输入、输出装置等元件。学生在多功能电子技术实验箱上完成设计项目的组装与调试，进一步培养学生动手操作技能及排除电路故障能力。
3、基于FPGA逻辑设计综合实验
要求学生用FPGA开发软件ISE或Quartus Ⅱ完成项目系统的底层模块设计、系统顶层原理设计，并用仿真软件Modelsim进行各模块及系统的功能仿真及时序仿真，在FPGA开发平台上实现系统的集成芯片编程下载与功能检测。[3]
近几年，我们对实验内容做了大量的更新，我们自编并正式出版了《电工电子实验与计算机仿真》、《基于Multisim2001的电子电路计算机仿真设计与分析》、《EDA技术实验教程》、《VHDL/FPGA数字系统计算机仿真实验》等一系列的实验指导书。这些实验项目涉及的知识面宽广，学生可根据自己的兴趣和专业特点部分选取。
二、实验教学手段（具体实施）
1、实验准备阶段
在课程开始之前，实验老师针对本学期的实验项目进行实验仪器仪表的整理、开发软件的装配。整理实验平台所需要的稳压电源、信号发生器、示波器、万用表、计算机、FPGA实验箱、多功能模拟（数字）电子技术实验箱、常用元件等，保证每套实验平台都能正常使用。安装一系列的开发软件：Multism、ISE、Quartus Ⅱ、Modelsim、Protel、Chipscope等，并运行验证软硬件实验平台，保证实验设备正常运行。
2、实验实施
电子技术综合实验分为理论讲授和实验教学两部分。学生首次进入实验室，实验老师对学生讲解实验规则与过程要求，要求学生课前预习、写好预习报告，能正确使用电子仪器，掌握电子电路系统设计的方法，了解电子电路设计的全过程，完成相关电子电路系统功能模块的电路设计、仿真到硬件安装和指标测试，学会故障分析和数据处理。实验结束后学生要对所测数据进行整理、分析并写出正确的实验报告。然后还要讲解电子电路设计的一般思路，常用典型的单元电路、工程实例，电子电路安装、调试、检测的一般方法，常用EDA软件的应用技巧等。实验教学针对不同专业学生的需求，合理制定不同的实验项目，按照基础型、综合设计型和研究创新型三个层次，循序渐进，由简单到复杂，逐步提高学生综合素质和创新能力。
在指导方法上，立足于启发引导，充分发挥学生的主动性和创造精神。在实验的进行过程中，学生会遇到很多具体困难，主要表现在对有些实验现象不理解，仪器的实验方法不熟悉，遇到故障不知如何解决。指导老师要及时抓住典型给予集体分析、讲解使绝大多数学生能在短时间内解决困难，并积极引导学生利用所学理论知识分析、解决问题。
3、实验考核
在实验及整个过程中，实验老师对每个学生的预习报告、实验进程、学习态度、组织纪律、实验质量等方面都有计划、有阶段地进行严格考核。学生做完实验后，实验老师根据完成情况，当场给评成绩，作为平时成绩的依据。在学期末对每个学生进行考试，题目的任务要求和指标要求由实验室提供，学生任意抽取，在规定的时间内完成，并根据完成情况当场给出考试成绩。最后的总成绩结合平时成绩、实验报告成绩和考试成绩。
三、今后的工作
通过这几年的电子技术综合实验开展，学生的实践能力、系统综合设计能力、学习主动性和创新精神得到了明显提高。很多学生积极参加全国大学生电子设计竞赛，挑战杯竞赛等，并取得了不错佳绩。但是有些问题还需要改进。
1、电子技术综合实验时间安排都是以班为单位，有些班人数特多，导致实验仪器台套数不够；而有些班人数又少，仪器就有闲置。而且电子技术综合实验作为一门综合性课程，实验内容以综合性实验为主，因此实验时间一般较长，有些学生在规定的时间完不成实验，有些学生还想更深一步研究，但是由于时间限制，都不得不中断。如果实验室实行网上预约的方式，实验时间由学生自己自己安排，实验老师可以根据学生人数、各实验的选课情况，进行较为灵活的安排。实验中心必须尽快做出一套网络管理系统，并挂上南华大学教务管理在线，方便学生上网预约。[4]
2、电子技术综合实验课程作为一门综合性的实践课程，实验内容不再限制于某一门课程，而是多门相关课程的知识相互渗透、有机融合。在实验项目的设计中，可以融合模拟电子技术、数字电子技术、EDA技术、单片机原理等知识模块，让学生运用多种技术完成一个完整的电子系统设计，使学生对电子系统设计的过程有更深入的理解。同时鼓励学生自拟实验项目，或者直接参与教师的科研项目。在教师的指导下独立自主或者团队合作开展研究创新型实验。结合“大学生电子设计”竞赛、“挑战杯”竞赛、大学生实践创新等活动，充分发挥学生学习的自主性和创造性，培养学生的科学研究兴趣和研究创新能力。
3、学生在做综合性实验时，所需元器件比较多，也容易造成电路元器件损坏，造成实验室低值易耗品损耗量增加，实验室必须制定一套行之有效、可操作的规章制度，保证实验室工作的正常运行。
4、学校在不断壮大，学生不断增加，实验教学的工作量相应大大增加。实验教学人员工作任务重，学习、进修机会很少。因此学校在引进更多的实验教学设备同时，也要重视实验队伍的建设，引进更多高级技术人才从事实验教学，从而建立一支高水平、高素质、结构合理的实验教学队伍。
总之我们要不断完善、改进电子技术综合实验教学体系，更充分地发挥实验教学在培养创新型科技人才中的作用，促进高等院校教学改革的进一步深化。
【参考文献】
[1] 孙凌翔，王丽君.电气信息专业实验教学创新模式的研究与探索[J].中国电力教育，2009.8.130-131.
[2] 杨德俊.现代电子技术综合实验与能力培养[J].实验科学与技术，2005.10.97-98.
[3] 陈学英.电子技术综合实验教学方法研究与实践[J].实验科学与技术，2011.2.127-130.
[4] 唐续.现代电子技术开放式综合实验的实践[J].实验技术与管理，2007.24（9）35-39.
