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电子电路设计基础范文1
关键词:项目教学 数字电路 555定时器
1、项目教学法
项目教学法的项目是以生产一种具体的、具有实际应用价值的产品为目的,任务式教和学互动的教学方法,它旨在把学生所学知识融入有意义的任务过程中完成教学,使学生积能够极地学习、自主地进行知识的建构,以在实际中培养学生独立自主的学习能力为最高成就目标,它应该满足以下条件:(1)首先要有任务书,有详细的任务分配与要求。(2)将理论教学与实践教学容入一体。(3)与现实商业策划或者工厂实际生的产过程有直接的关系。(4)有具体的实训条件这样学生,在一定的时间范围内可以自行组织、安排自己的学习行为并有独立进行计划工作的机会。(5)有相关的成品可以进行展示。(6)学生在教师的指导下能够解决所作的项目中出现的问题。(7)具有一定的难度,不仅是已有知识和技能的运用,而且要求学生利用已有知识在一定范围内学习新的知识和技能,解决过去从未遇到过的实际问题。(8)项目完成时,大家共同探讨该项目的工作成果,找出不足相互交流学习。
2、组织项目教学的实施
(1)实训项目:数字电子技术中555定时器组成简易延时门铃。(2)项目任务要求:1)设计一个由555定时器组成的简易门铃。2)当按一下控制开关后,门铃延长20ms。(3)项目训练任务及要求:1)要求根据任务书自己学习相关理论知识。2)用绘图软件自行设计出电路图。3)在电脑上仿真、调试并进行必要的修改与指导老师一道完成最终电路图。4)根据最终电路图在设备仪器上制作实物图。5)综合调试、运行。(4)项目教学的过程描述:1)将学生每三人分成一组,明确要求,布置任务。2)要求学生边学习理论边进行实践技能的训练。3)理论切入点:555定时器的功能介绍、芯片引脚分布及引脚功能,实践切入点:芯片输入、输出引脚,理论与实践的连接点,输入、输出指令。4)输出方式,扬声器。(5)理论学习由教师指导完成,技能训练由指导老师同小组合作完成。(6)项目成果展示,指导教师根据演示结果给出评价。
3、项目教学与传统教学的对比
3.1 项目教学与传统教学的区别
3.2 项目教学法的优点
(1)选择的项目是与工厂生产或者与日常生活中需要用到的一些可实现的物件,有一定的实践应用价值,促进了跨学科学习。(2)学生通过动手建立理论与实践的联系,在团队中还学会了合作与交流,有利于团队精神的培养。(3)学生在指导教师的指导下自行组织学习,学习多以小组为单位进行,留给学生尝试新行为方式的实践空间,使其实践技能大大提高。
3.3 项目教学法与传统教学法评价结果比较
1)评价方法
问卷法:设计问卷如下:每题在A是 B否 C不确定 中选一个
评价结果
A.合作意识
(1)你愿意和其他人合作完成项目。( )
(2)你和本小组成员合作愉快。( )
(3)你愿意帮助其他成员。( )
(4)你愿意与他人交流、交换意见。( )
(5)有强烈的愿望表达自己,倾听他人意见更认真。( )
B.学习动机
(1)学习过程是快乐的。( )
(2)学习更多的是来自内驱力。( )
(3)面对困难是否有更强烈的意动。( )
C.学习参与
(1)是否愿意承担小组中学习任务。( )
(2)是否认为小组中你的存在与否是一样的。( )
(3)是否认为你的结果会影响到小组中的其他成员。( )
(4)是否感觉到小组合作学习的合作氛围。( )
(5)是否真正动手操作提高技能。( )
D.学习兴趣
(1)是否感觉在学习方案制定时因谈出自己的想法而感到愉快。( )
(2)遇到问题时和小组成员共同研究而感到自豪。( )
(3)指定性的学习任务完成后是否感到学习自信心增。( )
(4)操作时遇到问题是否主动思考、查阅手册。( )
(5)即使有事,是否等实习结束后再请假。( )
(6)是否喜欢项目教学。( )
E.操作技能
(1)是否感觉到自己动手有利于实践技能的形成。( )
(2)专业知识与技能是否掌握。( )
(3)解决问题的基本技能是否掌握。( )
2)考试:对实施项目教学的班级进行作品打分和平时考核,以评代考。
3)结果比较对数字电子技术中实施项目教学的班级和使用传统教学的班级,以问卷、座谈和考试获得评价资料对比图如下:
电子电路设计基础范文2
关键词:电子电路设计教学;软件实际应用
随着计算机技术的发展进步,计算机软件的开发应用发展空间也越来越广阔。计算机软件对于电子线路设计而言,其重要性不言而喻,可提供给电路设计更合理的参数方案,无论是教学应用中亦或社会应用中,均占有极高的比重和地位。目前,已有诸多设计者在设计和研究电路的过程中,利用电脑仿真技术来分析调试电路设计,充分证实计算机软件是实现电子电路设计的关键工具。
一、电子电路设计教学和计算机软件的发展现状
在计算机技术迅猛发展的当前,几乎任何行业的发展都离不开计算机软件的开发利用,特别是电子电路设计领域,应用各类计算机软件进行电路设计既快捷便利,又能有效验证电子线路的功能及连接。而随着计算机软件的普及应用,其类型功能等越来越完善,也得到了广泛的认可。在实际的电路设计中,无论设计亦或搭建线路,都需要电路图绘制、结构调动、电路及元件设计等电子领域共同参与,这就表明需要用到的计算机类型也不尽相同,也是促进计算机软件完善发展的内在动力。
目前,我国大多数高校开设的电子电路设计课程主要以“理论+实践”为主,这种课程模式提供给学生学习电路设计更广阔的发展空间。而使用计算机软件辅助教学,让学生掌握软件使用方法,可利于学生通过软件工具设计电子电阻,搭建和调试其线路。在电路设计教学中应用辅助软件,最具有代表性的实例即模拟电子技术实验教学,其不但能使学生获得基础性知识,通过课堂的实践练习更加深入认知电路设计和仿真软件应用,也可在课程后期实践中,更进一步融合电子电路知识与软件知识。从这个角度来看,进行电子电路教学,对电路设计结合计算机软件意义非凡,也是我国电子电路技术发展的基础前提。
二、电子电路设计教学中辅助软件的应用
(一)Portues软件的应用
目前,在电子电路设计的教学中,Portues软件的应用较为普遍,此软件具有强大的辅助设计功能,作为仿真教学软件之一,在科技水平大幅度提高的今天,逐渐受到电子电路专业师生的青睐。Portues软件的应用需通过在界定页面演示后,根据仿真实验结果所得结论制定或优化相关解决方案。这种仿真模式能提高软件利用效率,得出一系列仿真波形和图像,实现更深入的修改。通常来说,在传统的设计过程中,设计者需要将初始的原理图做成实际测试版进行调试,发现问题后,需要进行电路板的修改和完善。使用该软件则可避免这一环节,只要通过该软件就能分析原始电子电路设计,并自动生成其研究结果。从这个角度来说,该软件具有操作便利、功能全面的优势,并及时调整电子电路设计过程中产生的数据,在学生实训实验的过程中,也有利于解决电子电路设计教学中的问题。同时,该软件的检测手段更科学,可完全取代传统落后检测模式,且能够大大降低实验成本,对提高教学效率减少设计时间作用巨大。
(二)CAD软件的应用
CAD软件在电子电路设计教学中的应用,与其他软件相比具有研究不同图像的特点,在教学中应用相对广泛。而在电子电路教学不断发展的今天,该软件不但有利于电路制图,也有益于核算相关数据和绘制几何图形。教师在利用该软件进行电子电路设计教学时,可根据电子电路设计类型的不同,展示不同设计的方案及措施。而且,学生利用该软件进行实践,可了解到电子电路设计中的各种问题,并更便捷快速地解决面临的问题,使学生在实践中不断累积经验,提高自身动手能力及解决问题的能力,进而避免这些问题对教学的干扰。另外,CAD软件本身拥有元件整理库,故能在教学中设置电子电路设计的相关元件,还能直接及时地给出解决电路设计中所存问题的方案。在教学中利用该软件辅助,可有效减少制作原理图像的时间,使学生深刻记忆制作设计的图像。但需要注意一点,即教师要详细说明模拟元件与真实元件的区别,以免学生在实践操作中受到不安全因素的威胁。
(三)EWB软件的应用
EWB软件是技术型仿真软件,其中涉及大量高科技元件与电路模型。从仿真软件角度来说,EWB软件的使用功能十分强大,能够进行整体的电子电路分析,并可提出相关问题。该软件与其他软件相比,更具适用性,可以实现不同的电子电路设计。因此,当教师利用该软件辅助教学时,应注重强调其不同所在,既要让学生充分利用软件主要功能,也要了解相关拓展功能。例如,系统的扫描分析电子电路形式时,该软件在仿真各种函数的同时,也可模拟电路生成。另外,在学生利用软件中涉及的高科技元件和功能完善原始电子电路设计的过程中,教师应详细地向学生介绍并解释相关软件的生成,以确保学生能够全面掌握软件使用方法,进而开展高效的学习。在电子电路设计中只有不断了解EWB软件,将其全面融入其中才能展现其精准程度与时效性。
三、结束语
通过上文分析可知,辅助软件应用于电子电路设计教学中,无疑是对电路设计和功能检测教学方法的最佳补充。教师在备课期间,应对各种辅助软件运用特点进行合理比较,以便择取更具备教学价值的软件进行教学,实现对电路参数的全面讲解,培养学生独到电力工程设计见地,进而为其将来就业发展奠定良好基础。
参考文献:
[1]李叶明.浅析Multisim仿真软件在电子电路实验教学中的运用[J].都市家教(上半月),2015,(4):268-268.
[2]顾玲芙.各类软件在电子电路设计教学中的运用[J].电子制作,2013,(20):132-132.
[3]顾学俊.分析各类软件在电子电路设计教学中的应用[J].电子测试,2015,(7):130-131,122.
电子电路设计基础范文3
1Proteus仿真软件简述
Proteus软件是英国LabCenterElectronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总为广州风标电子技术有限公司)。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及器件。它是目前比较好的仿真单片机及器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。该软件包含ISIS和ARES两个软件部分,这两个部分在大环境下扮演着两个不同的重要角色,都有着举足轻重的作用。在日常工作中,ARES部分是用来当PCB设计工作的助手,进行有效辅佐,而ISIS则是主要负责在仿真开启的环境下对电路原理和模拟电路的设计工作。
2Proteus仿真软件进行仿真电路设计的过程分析
在电子电路实训过程中,proteus仿真软件在进行仿真电路设计时,要在软件编辑界面,按照需要模拟的实际电路思路,设计出一套最符合实际情况的电子电路图,再通过许多相关数据计算,尽可能在最短的时间内完成对电路的初步设计和对数据的测量与计算整理,最后完成整体的模拟电路设计,然后利用软件的电路生成功能,输出最后的电路设计图。为了确保电路设计的顺利进行,仿真电路设计过程可以这样:先确定核实设计项目,然后运行proteus软件,绘制初步的电路原理图,然后根据原理确定需要的元件种类和数量,启动仿真系统,用虚拟仪器检测然后读出数据,分析结果,如不符合要求,对元件或者电路作适当修改然后再次检测,当符合要求时,要对电路进行完善,确定无误后敲定最终设计方案,然后系统自动生成电路图。
3Proteus仿真软件的仿真电路设计与调试
在进行电路工作前,相关人员要检查虚拟测量仪器与被测量点的两个终端是否处于正常连接状态,还要确定信号源良好的接地情况,其中还要注意示波器与地线的连接状况。测量结束后要确保测量结果是GND的相反波形,有利于后续对电路的研究。实验过程中,要时刻注意电压表,电流表的指针位置,而在仿真电路时,要注意串联电路中电流指针的指数,如有任何问题,要及时地在相应的执行操作界面,通过网络,对电压作出适当调整,然后继续进行仿真电路的研究试验,推动proteus仿真软件在电子电路设计应用中的发展。
4Proteus仿真软件的实用电路分析
在今后的与电路设计有关的工作当中,我们不光要充分发挥并发展proteus仿真软件,还要通过合理的方法来判断研究proteus仿真软件在未来电路研究中的发展趋势,然后进行相应改进。而proteus软件还需要通过传感器电路,正弦电路等实用电路中不断的进行试验和探索,最后才能把此项技术落实到实际电子科技产品的生产环节当中去。所以,我们再使用该软件进行电路设计和分析时,要把重点放到传感器电路和正弦电路等电路的实用性上,结合实际情况探究,才能更好地让软件适用于各种实用电路的应用。还能开发出仿真系统的其他用法和功能,促使电子行业发展,为以后的研究工作打下坚实的基础。
5结语
综上所述,现阶段proteus仿真软件的应用已经十分广泛,而其使用功能也十分便利和强大,在进行电子电路设计时,为了能够更深刻研究电路的工作情况,更准确地对电路中存在的不足之处进行调整,我们要进一步对软件进行挖掘研究,明确操作规范,开发出更实用的功能以便使用。还能改善传统的电子电路设计工作,并检测出其中的缺陷,为降低电路实验成本,更有效地完成实验和缩短实验时间等方面,都有积极的推进意义。
作者:侯彬 单位:东北石油大学秦皇岛分校
参考文祥
电子电路设计基础范文4
在人类的科学研究中,有不少研究成果得益于大自然的启发,例如仿生学技术。随着计算机技术和电子技术的发展,许多的科学研究越来越与生物学紧密相联。在人工智能方面,已经实现了能用计算机和电子设备模仿人类生物体的看、听、和思维等能力;另一方面,受进化论的启发,科学家们提出了基于生物学的电子电路设计技术,将进化理论的方法应用于电子电路的设计中,使得新的电子电路能像生物一样具有对环境变化的适应、免疫、自我进化及自我复制等特性,用来实现高适应、高可靠的电子系统。这类电子电路常称为可进化硬件(EHW, Evolvable HardWare)。本文主要介绍可进化硬件EHW的机理及其相关技术并根据这种机理对高可靠性电子电路的设计进行讨论。
1 EHW的机理及相关技术
计算机系统所要求解决的问题日趋复杂,与此同时,计算机系统本身的结构也越来越复杂。而复杂性的提高就意味着可靠性的降低,实践经验表明,要想使如此复杂的实时系统实现零出错率几乎是不可能的,因此人们寄希望于系统的容错性能:即系统在出现错误的情况下的适应能力。对于如何同时实现系统的复杂性和可靠性,大自然给了我们近乎完美的蓝本。人体是迄今为止我们所知道的最复杂的生物系统,通过千万年基因进化,使得人体可以在某些细胞发生病变的情况下,不断地进行自我诊断,并最终自愈。因此借用这一机理,科学家们研究出可进化硬件(EHW,Evolvable HardWare),理想的可进化硬件不但同样具有自我诊断能力,能够通过自我重构消除错误,而且可以在设计要求或系统工作环境发生变化的情况下,通过自我重构来使电路适应这种变化而继续正常工作。严格地说,EHW具有两个方面的目的,一方面是把进化算法应用于电子电路的设计中;另一方面是硬件具有通过动态地、自主地重构自己实现在线适应变化的能力。前者强调的是进化算法在电子设计中可替代传统基于规范的设计方法;后者强调的是硬件的可适应机理。当然二者的区别也是很模糊的。本文主要讨论的是EHW在第一个方面的问题。
对EHW的研究主要采用了进化理论中的进化计算(Evolutionary Computing)算法,特别是遗传算法(GA)为设计算法,在数字电路中以现场可编程门阵列(FPGA)为媒介,在模拟电路设计中以现场可编程模拟阵列(FPAA)为媒介来进行的。此外还有建立在晶体管级的现场可编程晶体管阵列(FPTA),它为同时设计数字电路和和模拟电路提供了一个可靠的平台。下面主要介绍一下遗传算法和现场可编程门阵列的相关知识,并以数字电路为例介绍可进化硬件设计方法。
1.1 遗传算法
遗传算法是模拟生物在自然环境中的遗传和进化过程的一种自适应全局优化算法,它借鉴了物种进化的思想,将欲求解问题编码,把可行解表示成字符串形式,称为染色体或个体。先通过初始化随机产生一群个体,称为种群,它们都是假设解。然后把这些假设解置于问题的“环境”中,根据适应值或某种竞争机制选择个体(适应值就是解的满意程度),使用各种遗传操作算子(包括选择,变异,交叉等等)产生下一代(下一代可以完全替代原种群,即非重叠种群;也可以部分替代原种群中一些较差的个体,即重叠种群),如此进化下去,直到满足期望的终止条件,得到问题的最优解为止。
1.2 现场可编程逻辑阵列(FPGA)
现场可编程逻辑阵列是一种基于查找表(LUT, Lookup Table)结构的可在线编程的逻辑电路。它由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态,工作时需要对片内的RAM进行编程。当用户通过原理图或硬件描述语言(HDL)描述了一个逻辑电路以后, FPGA开发软件会把设计方案通过编译形成数据流,并将数据流下载至RAM中。这些RAM中的数据流决定电路的逻辑关系。掉电后,FPGA恢复成白片,内部逻辑关系消失,因此,FPGA能够反复使用,灌入不同的数据流就会获得不同的硬件系统,这就是可编程特性。这一特性是实现EHW的重要特性。目前在可进化电子电路的设计中,用得最多得是Xilinx 公司的Virtex系列 FPGA芯片。
2 进化电子电路设计架构
本节以设计高容错性的数字电路设计为例来阐述EHW的设计架构及主要设计步骤。对于通过进化理论的遗传算法来产生容错性,所设计的电路系统可以看作一个具有持续性地、实时地适应变化的硬件系统。对于电子电路来说,所谓的变化的来源很多,如硬件故障导致的错误,设计要求和规则的改变,环境的改变(各种干扰的出现)等。
从进化论的角度来看,当这些变化发生时,个体的适应度会作相应的改变。当进化进行时,个体会适应这些变化重新获得高的适应度。基于进化论的电子电路设计就是利用这种原理,通过对设计结果进行多次地进化来提高其适应变化的能力。
电子电路进化设计架构如图1所示。图中给出了电子电路的设计的两种进化,分别是内部进化和外部进化。其中内部进化是指硬件内部结构的进化,而外部进化是指软件模拟的电路的进化。这两种进化是相互独立的,当然通过外部进化得到的最终设计结果还是要由硬件结构的变化来实际体现。从图中可以看出,进化过程是一个循环往复的过程,其中是根据进化算法(遗传算法)的计算结果来进行的。整个进化设计包括以下步骤:
(1)根据设计的目的,产生初步的方案,并把初步方案用一组染色体(一组“0”和“1”表示的数据串)来表示,其中每个个体表示的是设计的一部分。染色体转化成控制数据流下载到FPGA上,用来定义FPGA的开关状态,从而确定可重构硬件内部各单元的联结,形成了初步的硬件系统。用来设计进化硬件的FPGA器件可以接受任意组合的数据流下载,而不会导致器件的损害。
(2)将设计结果与目标要求进行比较,并用某种误差表示作为描述系统适应度的衡量准则。这需要一定的检测手段和评估软件的支持。对不同的个体,根据适应度进行排序,下一代的个体将由最优的个体来产生。
(3)根据适应度再对新的个体组进行统计,并根据统计结果挑选一些个体。一部分被选个体保持原样,另一部分个体根据遗传算法进行修改,如进行交叉和变异,而这种交叉和变异的目的是为了产生更具适应性的下一代。把新一代染色体转化成控制数据流下载到FPGA中对硬件进行进化。
(4)重复上述步骤,产生新的数代个体,直到新的个体表示的设计方案表现出接近要求的适应能力为止。
一般来说通过遗传算法最后会得到一个或数个设计结果,最后设计方案具有对设计要求和系统工作环境的最佳适应性。这一过程又叫内部进化或硬件进化。
图中的右边展示了另一种设计可进化电路的方法,即用模拟软件来代替可重构器件,染色体每一位确定的是软件模拟电路的连接方式,而不是可重构器件各单元的连接方式。这一方法叫外部进化或软件进化。这种方法中进化过程完全模拟进行,只有最后的结果才在器件上实施。
进化电子电路设计中,最关键的是遗传算法的应用。在遗传算法的应用过程中,变异因子的确定是需要慎重考虑的,它的大小既关系到个体变异的程度,也关系到个体对环境变化做出反应的能力,而这两个因素相互抵触。变异因子越大,个体更容易适应环境变化,对系统出现的错误做出快速反应,但个体更容易发生突变。而变异因子较小时,系统的反应力变差,但系统一旦获得高适应度的设计方案时可以保持稳定。
对于可进化数字电路的设计,可以在两个层面上进行。一个是在基本的“与”、“或”、“非”门的基础上进行进化设计,一个是在功能块如触发器、加法器和多路选择器的基础上进行。前一种方法更为灵活,而后一种更适于工业应用。有人提出了一种基于进化细胞机(Cellular Automaton)的神经网络模块设计架构。采用这一结构设计时,只需要定义整个模块的适应度,而对于每一模块如何实现它复杂的功能可以不予理睬,对于超大规模线路的设计可以采用这一方法来将电路进行整体优化设计。
3 可进化电路设计环境
上面描述的软硬件进化电子电路设计可在图2所示的设计系统环境下进行。这一设计系统环境对于测试可重构硬件的构架及展示在FPGA可重构硬件上的进化设计很有用处。该设计系统环境包括遗传算法软件包、FPGA开发系统板、数据采集软硬件、适应度评估软件、用户接口程序及电路模拟仿真软件。
遗传算法由计算机上运行的一个程序包实现。由它来实现进化计算并产生染色体组。表示硬件描述的染色体通过通信电缆由计算机下载到有FPGA器件的实验板上。然后通过接口将布线结果传回计算机。适应度评估建立在仪器数据采集硬件及软件上,一个接口码将GA与硬件连接起来,可能的设计方案在此得到评估。同时还有一个图形用户接口以便于设计结果的可视化和将问题形式化。通过执行遗传算法在每一代染色体组都会产生新的染色体群组,并被转化为数据流传入实验板上。至于通过软件进化的电子电路设计,可采用Spice软件作为线路模拟仿真软件,把染色体变成模拟电路并通过仿真软件来仿真电路的运行情况,通过相应软件来评估设计结果。
电子电路设计基础范文5
【关键词】Multisim仿真软件;电子电路实验教学; 电路分析; 电路设计
1前言
随着我国电子技术与计算机技术应用的不断发展,推动了电子电路分析与设计的变革,越来越多电子设计自动软件投入使用。Multisim仿真软件的应用,为高校电子电路实验教学提供了全新平台,克服了以往实验教学中存在的弊端或不足,克服了主观与客观不利因素,同时仿真软件在实验教学中的应用,也突破了时间与地点的限制,学生可以在任何时间、任何地点使用软件进行实验学习。另外,学生还可以根据不同的实验要求,融入个人的思路和观点,调整元件参数,进而获得更直观、更真实的实验数据,树立学生在实验学习中的主体地位,提高学生探究能力与思维能力。因此,Multisim仿真软件在电子电路实验教学中的应用,具有重要价值。
2 Multisim仿真软件应用概述
Multisim仿真软件主要应用于电路设计、测试与分析的仿真模拟中,其中涉及到电路模拟、电路自动控制原理、微机接口电路等若干方面。首先,在该仿真软件中,含有较为丰富的元件库,可满足于不同条件、不同要求的数据实验,与真实仪器的使用相似性较高;其次,在仿真软件中内置若干RF组件模型、元器件等,便于学生根据实验要求自行编程或者设计元器件;再次,Multisim软件的电子分析方法趋向多元化,包括参数扫描分析、傅里叶分析、瞬态分析等,还可满足直流电压表、直流电流表、信号发生器、瓦特表、数字万用表、失真分析仪等真实仪器的操作功能需求,应用范围十分广泛。
3 Multisim仿真软件在电子电路实验教学中的运用
电子电路实验教学中应用Multisim软件,其可操作性较强,不需要教师或者学生掌握计算机控制语言、计算机输入及输出指令等专业的知识基础,也不涉及到电子电路图的程序编写,既简单易操作,也与真实的实验环境相接近。只需要将事先设计好的虚拟仪器、虚拟电子元件等放置到Multisim软件的电路设计窗口即可操作,利用节点将虚拟元器件和仪器仪表的测量接口相连接,就能通过虚拟仪器仪表获得波形、参数等重要实验数据。具体操作步骤,分析如下:
使用Multisim仿真软件,包括四大步骤:①创建与实验要求相符的电路图;②选择合适的仿真分析方法;③启动Multisim仿真软件;④处理经过仿真实验获得的相关数据。
首先,将Multisim仿真软件打开之后,创建一个符合实验要求的仿真电路图;其次,在软件界面左边的“元件工具栏”中选择需要使用的元器件,在软件界面右边的“仪表工具栏”中选择需要使用的仪表;在“放置栏”中选择恰当的连接点,确定连接位置,利用导线将第二步选择的元器件、仪器仪表等与连接点连接;再次,对元器件及仪器仪表的位置进行调整,启动仿真软件,获得仿真实验结果。最后,针对不同实验的要求,可以选择直流工作点或交流工作点为主要分析方法:①直流工作点分析。在软件的任务栏中,分别选择“SimulateanalyseDC Operation Point”,此时工作窗口弹出,在窗口选择需要设置的输出直流仿真量,选定后点击“Simulate”,则获得仿真结果;②交流工作点分析。在软件的任务栏中,分别选择“SimulatanalyseAC Analysis”,打开工作窗口,选择需要设置的输出交流仿真量,选定后点击“Simulate”,则获得电路的交流仿真结果。
利用Multisim仿真软件,将电子电路实验中涉及的虚拟仪器、仪表、数据等直观地展现出来,学生能够快速、直观、完整地观察实验过程,有利于对知识点的掌握和理解。
总之,通过在电子电路实验教学中应用Multisim仿真软件,学生对实验的参与和学习兴趣高涨,极大增强学习主动性和积极性,课堂学习氛围浓厚。因此,通过Multisim软件,节省了仿真实验的时间、降低了成本、提高了教学质量,同时学生的综合分析能力、思维发散能力、创新思维能力都有所提升,有利于实现了培养应用型人才的目标。
参考文献:
电子电路设计基础范文6
1通信电子电路教学改革的必要性
通信电子电路是通信、电子、测控等专业的一门重要的专业基础课程。它的主要内容包括:小信号调谐放大器,高频调谐功率放大器,正弦波振荡器,振幅调制及其解调,振幅调制及其解调,角度调制及其解调,混频器,变频器,锁相环路等。课程涉及的知识面广,与许多课程联系紧密,理论性强,内容较为抽象,实验难度大,授课时间少;它不仅要求学习者掌握好低频电子线路理论和电子器特性的相关知识,而且要求学习者具有较好的非线性数学分析能力[2~3]。本文结合学校自身的情况和要求,对通信电子电路实践教学遇到的部分问题提出改革的建议。
2加强教学内容和其它相关课程的联系,提高教师教学水平
首先,通信电子电路作为高校中讲授通信电路基本组成和工作原理的课程,与高等数学、低频电子线路、信号与系统、通信原理等多门课程的知识体系都存在一定的交叉。在理论教学中兼顾必要的理论知识讲解,重视实际应用的同时不拘泥教材内容,适当引入新知识,摒弃目前不常用的知识,授课过程中避免进行繁琐数学公式的推导,重点突出对通信电子电路概念的物理含义的理解和电路工作基本原理的理解以及通信电路实际应用的学习,从而达到授课事半功倍的良好效果。对于通信电子电路课程存在:课时少、课程涉及内容广、理论较复杂、概念抽象、内容理解困难等问题,教师不仅需要对通信电子电路的课程教学内容进行相应的更新和优化,而且需要提高教师的教学理论水平和加强教师实践环节教学能力。本着“理论和实践相结合”的理念,强调理论教学的同时注重教学过程中的实践环节,不仅能提高学生的学习积极性,而且能促进和强化学生对理论知识的掌握。
3重视电子辅助设计的创新教学,提高学生动手能力
通常在实验教学过程中,验证型实验为主,缺少创新实验。通常学生根据实验目的,实验电路,仪器设备和较详细的实验步骤,通过实验来验证通信电子电路的有关理论知识,最终达到巩固基本知识和基本理论目的。由于实验通常在实验箱中完成,受到元件和实验箱电路的限制,一般给学生提供的创新实验空间很小,通常学生实验的积极性不是很高。根据多年的教学经验和目前通信的快速发展趋势,我们编写了实用的通信电路仿真软件实验教材。通过EDA软件工具,学生可以在计算机上搭建实验平台,对通信电路进行设计、仿真、调试和性能评估,实验内容形象、生动、易懂,学生学习兴趣得到提高,学生的思维得到开拓。通过软件的使用,学生不仅在有限的时间内轻松巩固通信电子电路的理论知识,而且培养了实际的动手能力。同时我们可以将仿真实验与传统实验结合起来,在传统实验前,让学生根据传统实验的具体要求,先使用软件工具对实验电路进行仿真,初步了解本次实验的原理和基本内容,然后在本次实验做的过程中,比较仿真与本次实验中的现象和数据的差别,积极分析产生差别的原因,通过传统实验与仿真实验相结合,充分利用各自的优势,相互弥补各自的不足,学生解决通信电路问题的能力和实际制作通信电路的能力得到了提高,同时理论知识得到了巩固和升华。
4侧重教学和实训紧密结合,加强教学相长
学生完成了整个课程理论课程和实验课程后,我们安排了通信电子电路课程设计的教学内容对学生进行的综合性实践训练,目的是为了提高学生实践能力。在为期两周的综合性实践训练的课程中,我们要求学生在所学的通信电路的基本原理和基本单元电路基础上,紧密联系实际,自己动手搭建通信电路系统。在课程设计过程中,我们坚持以学生为本,主张学生自拟题目,指导老师审核,或者指导老师提供一些难度适中的参考题目由学生选择。在整个课程中,学生首先通过系统的功能框图画出相应的电路原理图,其次运用EDA仿真软件进行电路设计和电路性能的分析与仿真,最后使用元器件搭建相应的硬件电路,实现系统功能。通过通信电子电路课程设计,学生能够掌握所学各环节知识,同时具备了对通信电路的较高的分析能力、设计能力和评估能力。同时学生的分析问题、解决问题、设计电路的能力有质的飞跃,从由元件到电路,最终达到了系统级的认识。通过对通信电路的设计、搭建和调试,学生会遇到理论教学中,甚至实验环节中一些意想不到的许多实际问题,通过和教师共同积极的解决这些实际问题,不仅提高学生的电路设计能力及工程应用能力,而且加强了教师的指导能力,实现了教学相长。
5参加全国大学生电子设计竞赛,培养学生创新能力
全国大学生电子设计竞赛与高等学校相关专业的课程体系和课程内容改革密切结合,推动其课程教学、教学改革和实验室建设工作。竞赛的特色是与理论联系实际学风建设紧密结合,竞赛内容既有理论设计,又有实际制作,以全面检验和加强参赛学生的理论基础和实践创新能力。我校通过参加了4届全国大学生电子设计竞赛,取得了傲人的成绩,培养了一大批既有扎实的理论知识,又有较高实践创新能力的大学生,同时促进了学校的教学改革和实验室建设工作。