前言：中文期刊网精心挑选了电子电路设计与分析范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
电子电路设计与分析范文1
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2013）08C-0068-03
电子电路分析与应用无论是对于教师的教学来说，还是对于学生的研习来讲，都是难度较大的一门课程。基于工作过程的教学方式是学生在老师的引导之下，通过完成一个个工作任务而开展的教学实践活动方式，这种教学方式以工作任务为教学主线，教学主体则回归学生，教师在整个教学活动过程中仅仅起到主导的作用，依据工作任务需求、岗位与学生发展的需求、相应专业课程改革的需求选取教学的内容。基于工作过程来进行教学是一种可以有效提升学生综合素质和技能的新型教学方法，它的目标在于让学生可以把握其专业所需的基础知识技能，具备探索和分析实际问题的能力，为后面学习专业其他课程做好准备。
一、高职电子电路分析与应用课程的特点分析
高职院校教育的最终目的是培育与经济社会发展相适应的，掌握相关专业理论与实践操作技术知识，具备从事相关岗位的全方位的素质与综合就业技能，适应一线技术岗位的高级技术型人才。高职教育与一般大学本科教育，或者是大多数中等职业技术教育不同，大学本科教育更关注专业理论性知识，中等职业技术教育则更关注培养学生的操作技能。而高职教育中所教的专业理论知识要求没有本科教育要求高，仅要求掌握基础性的理论知识就可以，但对实践操作技能却比中职教育要求更高，高职教育不仅要避免流于本科化，同时还要防止被中职教育同化。针对电子电路分析与应用这门课程来说，由于它在理论方面比较抽象，在实际教学的时候需要去繁化简地进行理论教学，原则就在于满足学生工作岗位实际需要就可，同时还要重点加强与实践操作结合紧密的理论部分的讲解。教师需要关注学生掌握相关理论知识之后的实际应用技能的培养，淡化那些繁杂理论知识的推理教学，注重培养学生的实际动手技能。
二、基于工作过程的电子电路分析与应用教学设计
（一）设计思路
培养具有一线岗位（如电子产品开发、装配、检测、维护等工作岗位）职业技能的人才作为目标，结合实践操作的工作任务，并将某些具有代表性的电子商品作为教学载体，开展以工作过程为基础的体系化的课程教学设计。在学生学习策略中突出工作过程的实践操作方面，选择基于工作过程的教学方式，将教学与操作紧密联系在一起，使学生可以在教学过程中学习操作动手，在具体操作的过程中学习到知识，经过实践性的探究、设计、调试并尝试自己制作典型电子电路，确保他们可以熟练掌握相关知识技能，从而适应就业市场对于求职者的需求。
在进行课程教学设计的过程中，需要坚持下面五点原则：一是在确定电子电路分析与应用这门课程的教学目标的时候，需要以相关专业的最终培养方向作为其根据；二是经过解析该课程的教学目标之后，才可以得到确定的能力目标评估表；三是确定电子电路分析与应用这门课程的具体教学内容时，则需要根据岗位技能的实际需求；四是在进行教学活动设计的时候需要以典型电子产品为载体；五是依照电子生产行业的实际操作技术规范进行教学考核方案的制定。
（二）设计理念
教学内容制定、教学模式的选择、教学实施方案、教学评价标准的设计等方面是电子电路分析与应用这门课教学设计的关键所在。在进行实际操作的时候需要根据电子行业、电子相关企业的发展，并结合当地电子产业结构与电子相关就业市场的实际需要，结合电子电路分析与应用这门课程的特点与教学目标，从相关专业的具体规划设计、课程设计等步骤开始，全阶段都要加强与校外合作企业的联系，做好这些步骤才可以完成科学合理的电子电路分析与应用课程的教学设计。
（三）“工作过程”分析
基于工作过程的电子电路分析与应用教学方式的基础就在于“工作任务”，这种教学方式强调每个学生都可以参与进来，也就是在实际教学的过程中，让学生真切地参与工作任务设计、执行与管理，在完成一个个工作任务的时候完成实际教学内容。这种教学方式往往是采取小组合作的策略，教师与学生一起设计工作任务，学生一起又或者是分小组完成整个工作任务。
如前所述，电子电路分析与应用这门课程在理论与实际操作技能方面有较高的要求，是相关专业的关键课程之一。学生学习这门专业课程，在生活中有什么用途，怎样才可以将在这门课程所学到的知识运用在实际生活中，这是整个学习阶段需要解决的关键问题。那么在进行教学设计的时候怎么才能将这个关键体现出来呢，答案就在于突出高职院校学生的具体特点与高职院校教学的特色，加强培养高职学生实际操作能力。基于工作过程的电子电路分析与应用教学设计分为以下环节：
1.依据教学内容及学生学习的实际情况，提出科学、合理的“工作任务”。
2.资讯：首先由老师在课堂上进行必要的实验教学演示，让学生理解基础的理论知识，然后将班级分成几个小组进行工作任务的布置，小组的人数一般为3至5人较为合适，学生针对自身的工作任务研讨、搜寻相关资料。
3.计划、决策：在这个环节首先由学生设计出具体的工作计划，并将其设计理念与实施策略以书面的形式写出来，然后将方框图画出来，并将原理图也设计出来，选取合适的电子元件，如果有需要还可以进行仿真实验，在此时教师可以进行适度指导，并开展小组间的交流活动，最后将工作任务实施方案确定下来。
4.实施：学生自行确定小组中成员的分工情况与成员之间以什么样的方式进行合作，院校给予相关器材的支持，让学生可以正式开展工作任务的实施。
5.检查、评估：工作任务的评价工作可以结合自我评价、各个小组间相互评价与教师评价这三种方式，并且起主导作用的应该是学生自己，小组间互评只是作为一种辅助方式，而教师在整个评估环节中只是起到一种指导调控的作用。首先要求学生以多媒体等形式充分演示工作任务设计得到什么样的成果与在完成工作任务的过程中有什么样的学习心得，然后采用5个级别评分制度进行自评，其余小组依据其演示情况与工作任务完成成果，进行充分讨论，然后从成果、沟通表达能力、小组合作等方面给予评分，教师依据实际情况适时进行点评。
（四）基于工作过程的情境化教学设计
我院在实施基于工作过程的电子电路分析与应用这门课程的教学改革中，通过对本课程传统教学模式所构建内容的深入分析，结合了大多数电子企业典型电子产品设计、制作过程，本着学生“够用、能分析、会操作”的原则，将原有教学体系下的基本内容（半导体元件、基本放大电路、负反馈放大电路、集成运算放大器、振荡器、直流稳压电源、逻辑代数基础、基本门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲产生电路、模数转换及数模转换等）设计成了三个基本教学情境：OCL音频功率放大电路，直流稳压电源电路，限时抢答器电路。三个学习情境都各自有自己的典型工作任务和学习载体，通过完成这些工作任务，学生就可以掌握电子分析和制作所需要的基本知识和技能，并把它们有机地融合在一起。
例如在OCL音频功率放大器这个主教学情境中，设计了电子元件的认识及检测、前置放大器、音响音调控制电路、音频功率放大器的制作这四个既相对独立，又互相融合的环节作为子教学情境，让学生在完成这些“工作任务”中，能循序渐进地完成掌握基本操作技能的目标。在直流稳压电源电路环节中设计了整流滤波电路、直流稳压电源等子学习情境。而在限时抢答器环节中则设置了第一鉴别电路、数码显示电路、计时单元电路、报警电路四个子学习情境。三个主教学情境与十个子学习情境相辅相承，构成了“基于工作过程”的电子电路分析与应用的教学体系，如图1所示。
在具体教学实践过程中，教师需要特别注重对每个学习情境中知识与实践的有机结合，并以学生为主体，让学生通过独立资讯―互助讨论―独立分析来完成工作任务，保证学习过程的完整性和有效性。
下面以“音频功率放大器的制作”为例，说明基于工作过程的教学设计思路：
了解认知阶段（对应企业“电子产品组装与检测”工作中的识读电路原理和印刷电路板装配图工作过程）：教师下发项目任务书，并讲解任务性质。在这个阶段主要是学生在教师的辅导下，了解相关知识。
资讯阶段（对应产品生产流程安排）：教师进行任务演示，并指导学生制定工作计划。学生根据任务中的要求，在教师的引导和帮助下，收集、翻阅如元器件、放大电路特点与分析方法等方面的资料，并制定出完成制作、调试电路工作任务的具体步骤。
计划决策阶段（对应产品生产材料的采购）：在教师的审核指导下，学生按方案实施工作任务，对于一些关键环节进行分组讨论。例如需要什么样的电子仪器，如何绘制电路装配图，如何分析与调试电路，在制作中可能会出现什么问题，解决问题的方法等。
实施阶段（对应产品的装配、检测调试和性能分析阶段）：教师在这个阶段需要进行及时的技术指导，而学生则需要集中精力，进行电子元器件的检测、焊接、调试、电路性能分析、排除故障等工作，并做好每一步骤的记录，进行相关参数计算和分析。此阶段是整个学习过程的关键环节，也是学生最容易出问题和需要老师细心指导的环节，教师一定要认真把好这一关。
检查阶段（对应产品开发制作的总结阶段）：学生在教师指导下撰写制作、测试报告，教师验收学生的作品。
评价阶段（对应产品合格检查阶段）：学生互相检查、交流工作学习心得，各小组派代表发言；教师最后进行总结，主要是对学生工作中的关键点和容易出现的问题进行讲解和总评等。
实践证明，高职基于工作过程的课程教学改革符合高职院校的办学方向，给高职教育实施职业特色化教育带来了新的思路探讨方向。广西机电职业技术学院应用电子专业在进行骨干高职院校建设过程中，通过实施基于工作过程的教学改革，学生普遍反映能真正学到了有用的知识，同时对学习也更感兴趣。基于工作过程的课程教学设计，不是简单地改变教学模式，而是要在课程中大胆引入实际的工作环节，让学生接触实际，接触工作，有针对性地进行学习和训练。加强校企合作是这种教学改革得以持续发展和进一步深化的有力保证。
【参考文献】
[1]童乃诚.高职课程教学内容建设探讨[J].中国职业技术教育，2010（14）
[2]钟新跃.基于工作过程导向的课程改革实践[J].中国校外教育，2010（1）
[3]李仲秋.电子电路分析与实践课程内容的选择与序化[J].机械职业教育，2010（5）
电子电路设计与分析范文2
关键词：电子应用；电子电路；仿真技术
1电子电路仿真技术
1.1电子电路仿真技术的内涵
电子电路仿真技术就是在电子电路设计的过程中，设计人员利用计算机仿真技术对电子电路的工作状态，采用数字化的形式将其呈现出来，从而能够真实的、准确的模拟出电子电路的工作状态，能有效的帮助电路设计人员来分析电路的功能与基本特征。从工作原理上分析，电子电路仿真技术就是利用数字模拟的方法对电子电路中的各个元器件与模块进行组合测试，分析新设计的电路工作状态，并将其应用于电子电路的开发与设计中。电子电路仿真技术通过对设计的电子电路进行集成化的建模模拟，可以对电子电路的设计进行全局统筹管理，在电子电路的测试还是在研发上，都具有优势，由于电子电路的设计需要集自动化、电气、机电于一体的工作模式，为了控制产品设计的达标和质量的准确性，利用模拟仿真技术对其进行调整是十分有必要的。
1.2常见的电子电路仿真软件及功能
（1）OrCADPSpice软件。该软件是一种针对元件级别的电子电路仿真软件，主要是采用Spice通用语言进行编写，可以根据实际需要开发模块，具有较强的移植性，在电子电路设计中具有较好的性能。该软件主要由电路仿真、元器件编辑以及原理图编辑等模块构成，利用电路元件模型编程设计，可以对元器件的真实特性进行模拟，在模拟时，可以利用电路方程进行计算，分析电子电路的细节特性，OrCADPSpice软件的主要功能是用于复杂电路的特性分析，能对元件级别的电子电路进行模拟，还能对数模混合的电子电路进行仿真模拟，在电子电路设计时，该软件能够提高电路的集成效果。OrCADPSpice软件的缺点是不适合电路功率比较大的电子电路，对分析计算时间比较长的电路分析也缺乏灵敏性，对于仿真收敛性差的电子电路也不能有效的模拟。（2）Saber软件。该软件是功能比较强大，适应比较强的电子电路仿真软件，可以应用于电力电子、机械、光电等不同类型电路的模拟仿真，而且还具有兼容混合仿真的功能，能从不同的层面分析电子电路的测试与特性，它能对原理图的电路进行输入性的模拟仿真，对电路中的复杂数据进行可视化分析与建模，该软件的主要缺点是操作比较复杂，而且模拟仿真的原理图效率较低。
2电子电路仿真技术在电子电路设计开发中的应用
2.1促进集成电路的开发与设计
电子电路是集成电路的设计的关键，电子产品的不断更新与发展，对集成电路的性能也提出了新的要求，只有不断创新集成电路的设计，才能提高集成电路的性能，利用电子电路仿真技术可以有效地对电子电路进行设计，并可以对复杂的集成电路性能进行分析，从而能方便的将集成电路进行压缩，从而形成芯片级的集成电路，这样不仅有利于电子产品的开发，还能增强电子产品的可靠性、安全性、稳定性及美观性，还能提高电子产品的芯片性能与工作效率，利用仿真技术对集成电路的性能、参数等分析计算，利用仿真电路的虚拟化测试，优化电子电路的设计方案，以不断的优化集成电路的性能。因此，在集成电路的开发与设计，需要灵活的运用芯片系统思想进行常开发，不断利用仿真技术对电子电路的性能进行分析计算，来验证芯片性能，分析其是否满足电子产品的要求，同时可以利用仿真模拟技术对集成电路进行不断的完善与改进，从而保障电路设计的准确性，从而不断的促进电子电路的发展。
2.2优化电子电路的设计方案
在电子电路设计的过程中，需要综合考虑电子电路器件的性能，如温度敏感性等，一旦电子元器件外界的稳定发生变化，或者环境发生改变，外界的温度就会对电子元器件产生一定的影响，从而影响整个电路的稳定性，利用仿真软件对电子电路的长时间运行状态进行模拟，及时发现电子电路运行中存在的问题，及时调整电子电路的设计方案，才能总体提高电子电路的性能，从而能够提高电子产品的稳定性，将电子电路仿真技术应用于电子应用开发中，对电路运行的每一个细节进行模拟，达到总体优化电路的设计方案。采用电子电路仿真技术可以对不同温度状态下的电路特征情况进行分析，便于为设计人员提出电路的设计方案，进而整体改善电子电路元器件的温度敏感性，打的优化电路设计的目标。
2.3提供新的电子开发方式
电子电路新技术的发展，为人们提供了更为优质的电子系列服务，在开发新的电子产品时，需要注重电子电路的创新设计，才能提高电子系列产品的开发效率，采用仿真技术可以快速的多电子电路的相关功能、参数等进行设计分析，达到优化电子电路的目的。在传统的电子应用开发工程中，由于元器件比较复杂，电路受到多种因素的影响，导致电子电路设计与开发的时间过长，技术也比较漫长，在仿真技术发展的情况下，利用模拟仿真可以对电子电路的设计进行调整，也就提供了新的电子电路开发方式，利用模拟仿真技术还可以对电子电路的环境进行模拟、实验与调试，改善了电子产品的设计效果，极大地优化了电子产品调整效果，采用电子电路仿真技术，使得电子产品的开发呈现出多元化的发展趋势，也为电子产品的开发提供新的思路。
2.4有效验证电路设计的功能
对于电子电路的开发设计只是电子产品开发的第一步，如何有效的验证电子电路的功能是否满足要求，保证电子电路功能、参数的稳定，成为电子产品开发的关键，这就需要采用仿真技术对电子电路的功能进行模拟，对电路的功能进行多重验证，以保证电子电路应用的稳定性、合理性、科学性与安全性。电子电路的设计人员可以将仿真技术的模拟分析功能与电路设计的可行性结合在一起，全面对设计的电路进行检测分析，通过模拟仿真的参数来分析电路存的误差，以及电路在运行的过程中，与实际预期不符合的情况，从而能有效的降低电路功能的误差，或者存在着不能使用的情况，真正实现对电子产品的电路设计的功能进行验证，同时在一定程度上还能提高电子产品的功能能。
2.5在电子电路的虚拟测试中的应用
电子电路的设计要能合理根据各个电器元件的功能，详细地对各个参数进行设计，才能保证电子电路的高精密性的要求，如果电路的稳定性不强，精密性不高，就会影响着电子电路的稳定性，利用仿真软件的功能，可以对电子电路的运行情况进行虚拟性的测试，从而能够对电子电路的功能、参数进行有效的设计，提高电路的稳定性。因此，在进行电子产品开发与应用时，针对电子产品应用的环境，保证电子产品在恶劣的环境中能够发挥稳定的功能，就需要设计特色的环境，对电子电路的运用进行进行分析，采用仿真技能，可以展开特殊环境在电路运行状态的模拟分析，测试电路运行的极限值，保证电路在高温、高压情况下参数、特性保持稳定，通过仿真技术的虚拟测试，及时发现电路中的问题，可以提高电子产品应用的稳定性与安全性。
3结束语
电子电路仿真技术在电子电路开发中的应用，可以快速的、有效的对电子电路的性能进行模拟测试，便于设计者能快速、准确地发现电路设计中存在的问题，提高了电子电路的设计效率，也为电子电路的稳定性、安全性等提供了基础，从而也能够有效的促进电子产品向集成化的方向发展，使得电子产品的应用能够为人们提供更优质的服务。
参考文献
[1]苏青霄.电子电路仿真技术在电子应用开发中的作用[J].企业科技与发展,2020(02):142-143.
[2]蒋昌太.电子电路仿真技术在电子应用开发中的运用[J].电子世界,2019(24):173-174.
电子电路设计与分析范文3
【关键词】 Proteus 仿真软件 电子电路设计
随着社会科技的不断发展，Proteus仿真软件在电子电路设计中的应用也得到了一定的发展。Proteus仿真软件是现代计算机应用技术发展中的重要成果之一，Proteus仿真软件具有模拟电路仿真、数字电路仿真以及电路等部分组成的仿真系统，其自身带有先进的虚拟器，其中包括示波器、逻辑分析仪以及信号发生器等等。为了更好的研究Proteus仿真软件在电子电路设计中应用，需要在Proteus仿真软件环境下，明确的分析各个阶段的电路设计，包括各个部位的元件，为进行深入的设计做好准备。
1 关于Proteus仿真软件的简要分析
Proteus仿真软件是LabeenterElectronics公司出品的一种集电路设计和仿真的工具软件，其软件自身系统包含ISIS、ARES软件部分，这两部分软件在实际的电路设计中分担着不同的职责。通常情况下，ARES软件部分是用来辅助PCB的设计工作，而ISIS软件部分则是在软件环境下用来进行电路原理以及仿真的设计工作。从目前的研究结果分析，Proteus以其丰富的资源，自身系统中带有的元器件库就有几十个，可以在正常的软件工作环境中，提供至少27000左右个仿真元器件，以便其自身系统可以顺利实现仿真电路以及其他电路的仿真设计。同时，其系统内的示波器、虚拟终端、仿真仪器等仪表资源，可以将电路设计中发生变化的信号，以图形的方式输出，这方面的突出功能，甚至强于示波器，再利用虚拟仪器的理想指标进行参照、研究，最终最大化的降低相关测量仪器对测量结果的误差，提高了仿真研究的水平，也因此逐渐引起科研人员的关注。
2 Proteus仿真软件进行仿真电路设计的相关分析
在实际的电子电路实验中，Proteus仿真软件进行仿真电路设计需要在Proteus编辑界面中，实现按照研究的思路，设计出完整的电子电路原理图，再通过一系列的仿真测算与计算，经过不断的修正程序发现的问题指数，力求在最短的时间内完成重要参数指标的设计与研究要求，最终敲定设计方案，利用程序的系统功能，输出自动生成的图像。不断的实验经验表明，我们可以利用如下的设计与操作流程，确保顺利完成Proteus仿真软件进行仿真电路设计的相关工作，具体环节如图1所示：
3 Proteus仿真软件进行仿真电路设计与调试
通常情况下，我们会利用Proteus ISIS编辑窗口，再一次对电子电路的原理图进行一次慎重的选择与修改。在实际的Proteus仿真软件设计的实验中，实验之前应选好信号源的放置位置与及虚拟仪器、测试点布置的情况。工作人员应及时的检查测量仪表的输入端是否与被测量点处于良好的连接状态以及信号源的接地情况，包括示波器是否与地线处于连接的状态。同时，明确测量结果是相对GND的波形，以便于后续的研究。在进行实验的过程中，观察实时工具中电压、电流的探针变化，在仿真执行时，时刻观察串联电路中电流探针的指数，并及时的在相应的操作执行菜单，通过网络的手段，选择适当的电压后，进行仿真的调试，进一步促进Proteus仿真软件应用的水平。
4 Proteus仿真软件应用的实用电路分析
在未来的实际工作中，我们应在发展 Proteus仿真软件的同时，更加注重通过科学的手段研究 Proteus仿真软件未来发展的趋势，Proteus仿真软件应用需要在传感器电路、正弦、方波电路的实用电路中，进行不断的实验与研究，才能够真正的落实到实际电子产品的生产环节中。因此，在进行Proteus仿真软件应用的实用电路分析的相关环节中，我们应重点传感器电路、正弦、方波电路的实用性以及适用性，以更好的满足Proteus仿真软件应用的具体流程。以便可以更好的开发其系统的强大功能，为更好的探究电子系统的发展打下坚实的基础。
5 总结
综上所述，现阶段 Proteus仿真软件的实际功能非常强大，在电子电路设计的工作环节中，为进一步研究电路的运行状态以及相关电路参数的调整，我们应进一步研究 Proteus仿真软件的操作规范，以其自身系统具备的功能，来完成对重要电路参数的调整。同时，可以有效的改善传统电子电路实验与检测工作，能够在有效的时间段里，高效的完成研究的目标，为进一步减少电子电路实验成本、提高电子电路实验的有效性以及不断的缩短实验周期等方面，都具有积极的现实意义。
参考文献
[1]代启化，Proteus在单片机电路系统设计中的应用[J].自动化与仪器仪表，2006（06）.
[2]王娜娜.徐海，数字电子技术教学的实践与思考[J].科技信息，2010（30）.
[3]邓海，基于Proteus和LabVIEW的串行通信系统仿真[J].科技广场，2009（09）.
[4]吴小花，基于Proteus的电子电路设计与实现[J].现代电子技术，2011（15）.
电子电路设计与分析范文4
电子设计类实践课程的教学目的是要学生掌握电子电路的基本设计方法、验证方法，同时培养学生的实践能力。本文以交通灯控制电路为例，介绍了电子电路的一般设计方法。设计过程中使用Multisim软件对理论设计结果进行电路仿真，并对结果进行了分析。通过验证，该交通灯可以实现现有道路十字路口的交通指挥功能，具有较高的可靠性和一定的实用性。使用Multisim软件进行电路的设计和仿真，不仅省时，而且可以节约大量的实验资源，而且可以给枯燥的课堂教学提供生动的教学演示，激发学生的学习兴趣，提高教学效果。
【关键词】
Multisim；交通灯；电子设计；仿真
电子设计实践是我校开设的一系列电子技术实践类课程，包括电子技术课程设计、电子技术综合训练等。课程要求学生应用电子技术课程所学理论知识进行电子电路的综合设计，完成电路仿真、图纸绘制与实际电路的焊接等。重视理论与实践教学相结合是学好此类课程的一个重要方法[1]。因此，就要求学生在完成理论学习之后，要进行系统的实验验证与综合设计，对所学知识从“系统”的角度进行完善，从而促进学生对动手、分析和解决问题的能力培养。电子技术高速发展的今天，各种新型电子器件、电子电路日新月异，仅靠现有实验条件将无法满足电子设计实践课程中电子电路的设计和调试要求[2]，对于这样一类学科基础课程的教学效果而言，无疑将受到很大影响，甚至在一定程度上影响了学生创新能力的培养[3]。NI公司的Multisim软件具有强大的电路分析和电路仿真等基础功能，并且界面友好、生动，将其虚拟的设计环境引入到理论与实践教学中，对解决这一问题有着较强的实践意义。
1Multisim软件概述
Multisim13是美国NI公司推出的最新电路设计与仿真工具软件，与早期版本相比，其性能提升的同时，用户可以根据自己的需求自定义仪器；仿真时的虚拟信号可以通过计算机输出到实际的硬件电路上；实际硬件电路的结果可通过数据线传输回计算机进行分析、处理。Multisim13仿真软件主要可以完成电路原理图设计、仿真分析等功能，可对实际模拟/数字电路及模数混合电路进行有效的设计与仿真分析。用户可以通过其人性化的界面，使用其庞大的虚拟器件、仪表库，进行绝大部分的电子电路设计与仿真，各种虚拟仪表非常逼真地与电路原理图放置在同一操作界面上进行各项参数和波形的测试，以图形化的方式消除了传统电路仿真的复杂性，帮助教育工作者、学生和工程师使用先进电路分析技术。同时，该软件可将电路原理图转换输出至PCB设计界面，进行相应的电子电路制板操作[4]。因此，利用Multisim13进行电子电路设计类课程教学时，学生可在虚拟环境中完成原理图设计，包括元件的选择、创建，电路参数的调整以及仿真结果的分析等环节，仿真过程中，可以随时对设计结果进行修正，并利用虚拟的测试仪表进行相关电路特性的测试[5,6]；完成理论设计之后，即可采购元件，进行电路的安装、调试，优化了电路设计过程，且可以保证达到设计要求。
2简易交通灯信号控制电路设计
本文以一简易交通灯信号控制电路为例，说明Multisim13在电子设计课程中应用。该交通灯电路具体功能要求如下：（1）十字路口车辆东西-南北方向交替通行，通行时间一致且可在电路中设置、修改；（2）变换通行车道前，要求当前通行车道黄灯闪烁亮灯5s，每秒一次；（3）亮灯时间均采用LED倒计时的方法显示。
2.1主要单元电路器件的选择
2.1.1计数单元的选择由设计要求可知，所有亮灯时间均需要采用LED显示器进行倒计时显示，因此本文采用同步十进制可逆计数器74LS190N构成所需模态的减计数器。在Multisim设计界面，使用快捷键Ctrl+W调出放置元件对话框，在弹出的对话框中的Group栏中选择TTL，Family栏中选择74LS系列，并在Component栏中找到“74LS190N”并选中，点击“确定”即可放置所需的计数器元件。设计中，设置拨码开关，可按要求改变预置数的数值。
2.1.2逻辑切换控制单元由设计要求可知，红、黄、绿三色交通灯需要在计时过程中实现有规律的切换，且红色和绿色LED灯都需要保持显示一定的时间，黄灯则为闪烁5s，每秒一次。设计中采用双JK触发器“7473N”实现输出状态保持，并配合门电路实现三色灯转换逻辑。在Multisim设计界面，使用快捷键Ctrl+W调出放置元件对话框，在弹出的对话框中的Group栏中选择TTL，Family栏中选择74STD系列，并在Component栏中找到“7473N”并选中，点击“确定”即可放置所需的触发器元件。
2.2交通灯信号控制电路系统设计简易交通灯信号控制电路系统的总体设计结果如图1所示。在Multisim电路设计界面，放置如图1所示所有需要的元件。电路运行仿真时，假设东西方向绿灯亮、南北方向红灯亮，通行时间45s通过上方LED倒计时显示。时间显示数字“5”时，东西方向车道（当前通行车道）的绿灯切换为黄灯，每秒闪烁亮灯一次，以此提醒司机通行时间将结束，请减速缓行并停车；倒计时结束1s后，LED倒计时显示预置的通行时间45s，通行车道切换完成。如此循环，实现十字路通信号灯的循环切换控制。通行时间可由用户通过拨码开关自行设置（范围1~99），具体运行效果同前。为了便于快速仿真，电路中的时钟信号频率为1kHz，实际电路制作时，应设置相应的时钟信号产生电路，以便产生标准的秒信号。
3结论
通过Multisim软件实现此类电路的设计时，学生可以直观的看到设计结果，并且可以随时对设计中的问题进行修改，大大缩减电路设计周期，且避免利用实物进行实验时的不必要浪费，节约成本。在多媒体教学演示过程中，电路的分析过程清晰、直观、形象、生动，使教学过程中寓教于乐，激发学生的学习热情。我们还利用该软件对电子技术类课程进行传统教学模式改革，使实践与理论有机结合，有效提高学生在电子电路问题的分析、设计中的应变能力，提高学生的实践兴趣和创新精神，同时也有效提高了电子设计类课程的教学效果。
参考文献
[1]晏湧,蓝波.“任务驱动”教学法在模拟电子技术实验中的应用[J].实验技术与管理,2010(11):253-254.
[2]张亚君,陈龙,牛小燕.Multisim在数字电路与逻辑设计实验教学中的应用[J].实验技术与管理,2008,25(8):108-110,114.
[3]刘君,杨晓苹,吕联荣,等.Multisim11在模拟电子技术实验中的应用[J].实验室研究与探索,2013,32(2):95-98.
[4]沙春芳.Multisim10在模拟电子技术教学中的应用[J].中国现代教育装备,2011(3):125-126.
[5]雷跃,谭永红.用Multisim10提升电子技术实验教学水平[J].实验室研究与探索,2009,28(4):24-27.
电子电路设计与分析范文5
【关键词】模拟电路;数字电路;区别辨析
Abstract：With the rapid development of science and technology，electronic circuit’s function is more comprehensive and system scale becomes larger and larger，so it can be applied in wider fields and closer to human production and life.Electronic circuit can be divided into two major categories，digital circuit and analog circuit，according to their function.There are many notable differences between the two kinds of circuits.It is of extremely vital significance to distinguish the two clearly，so as to improve the design and optimization of electronic circuit.
Key words：analog circuit;digital circuit;difference
随着科学技术的突飞猛进，电子电路的自身功能不断增强，晶体管的尺寸不断减小，系统规模不断扩大，应用领域不断拓展，与人类生产、生活的密切度不断提升。电子电路按照功能可以分为数字电路和模拟电路两大类。模拟电路是处理连续函数形式的模拟信号的电子电路。数字电路是用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路，又称数字逻辑电路（以“开”、“关”两种状态或者以高、低电平来对应“1”和“0”二进制数字量）。模拟电路和数字电路有着显著的区别。
1.信号变化的特点不同
模拟信号的大小是随着时间连续变化的，即模拟信号在时间和数值上是连续的，幅值可由无限个数值表示。而数字信号在时间和数值上是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。因此，模拟电路更加关注电压、电流的具体值，而数字电路则更加关注电平的高低。
2.处理信号的手段不同
模拟电路和数字电路都是信号变化的载体，对模拟信号能够执行的操作，如滤波、放大、限幅等都可以对数字信号进行操作。
模拟电路对信号的处理主要是通过场效应管的放大特性来实现的，当然还包括电阻、电容、二极管、双极型晶体管等元器件的特性，最终利用一定的数学模型所组成的运算网络来实现。处理方式有测量电桥、信号放大、信号滤波、调制解调、信号变换和AD变换。而数字电路对信号的传输主要是通过场效应管的开关特性来实现操作的，并由场效应管构成与或非等基本门电路、触发器、寄存器、编码/译码器、算术逻辑单元等完成复杂的算术与逻辑操作。
尽管模拟电路和数字电路对信号的处理方式不同，但其实从根本上来说，所有的数字电路都是模拟电路，其基本的电学规律、电学原理，都与模拟电路一致。例如，用PMOS管和NMOS管可以构成互补式CMOS电路，其对称且互补的结构，恰好使其能处理高低数字逻辑电平。
3.信号抗扰动能力的强弱不同
通常把由于材料或器件的物理原因产生的扰动称为噪声，把来自外部原因的扰动称为干扰，干扰有一定的规律性，可以减少或消除。
在模拟电路中，由于信号几乎完全将真实信号按比例表现为电压或电流的形式，造成模拟电路对于噪声的影响比数字电路更加敏感，模拟电路系统中各个不同部分的偏差积累起来，使得偏差量的负面影响变得较为显著。模拟信号在多次处理和长距离传输的过程中，波形会发生改变，若处理不当，将造成信息损失，具体表现为图像、声音失真，严重时甚至会出现信号中断现象。通过使用屏蔽导线，或者在电路中引入低噪声运算放大器，可以尽量缓解噪声的负面影响。而数字电路是由许多的逻辑门组成的电路，信息只取决于高低电平，只要信号的偏差在一定范围内，就不会造成误码。
因此，从信号处理的角度看，对信息进行量化的数字电路系统比模拟电路系统抵御噪声的能力、信号抗干扰能力更强，信号的精度更高。
4.电路设计的难易程度不同
模拟电路的设计常常需要更多的手工运算，其设计过程的自动化程度低于数字电路，因此模拟电路的设计通常比数字电路的设计更难，对设计人员的水平和能力要求更高。这也是数字电路系统比模拟电路系统更加普及的原因之一。但是因为自然界的大多数实际信号是模拟的，所以数字式电子设备、电子产品要在真实的物理世界中得到应用，就离不开一个模拟的接口。例如，数字电视机的基本原理就是将电视台送出的图像及声音信号数字化后调制发送，由数字电视接收后，解调还原出原来的图像及声音。因为全程均采用数字技术处理，因此，信号损失小，接收效果好。
目前电路设计自动化程度日益上升，常用的电子电路设计和分析软件主要有：EWB、PSPICE、Protel、Mentor、Graphics、Synopsys、Cadence等等。我们根据软件功能分为以下几类：
（1）电子电路设计与仿真工具
包括SPICE/PSPICE、EWB、Matlab、SystemView等。它们可以进行各类电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出，并在同一窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。
（2）PCB设计软件
包括Protel、Autium Designer等。这两者功能类似，都包含了原理图绘制、印刷电路板设计、模拟电路与数字电路混合信号仿真、可编程逻辑器件设计等功能，界面友好、使用方便，目前主要用于电路设计和PCB设计。
（3）IC设计软件
Cadence、Mentor Graphics和Synopsys是ASIC设计领域相当有名的软件供应商，提供的软件都非常适用于深亚微米的IC设计。对于模拟电路而言，普遍使用HSPICE，是因为它的模型最多，仿真的精度也最高，可以满足大多数设计者的需要。
（4）PLD设计工具
PLD是一种由用户根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。目前主要有两大类型：CPLD和FPGA。由于PLD的在线编程能力和强大开发软件（如Xilinx公司的ISE、Altera公司的Quartus）的存在，工程师可将数百万门的复杂设计集成在一颗芯片内，大大缩小了电路的尺寸以及开发周期。
5.总结
模拟电路和数字电路有着诸多显著的区别，辨析清楚两者的区别对电子电路的改进、设计和研发有着十分重要的意义。
人类电子学发展史上第一个被发明出来并得到大规模生产的器件是模拟的。后来随着微电子学的发展，数字技术的成本大大降低，加之计算机对于数字信号的要求，使得数字式的方法在人机交互等领域具有可行性和较高的性价比。当然，尺有所长，寸有所短，模拟电路和数字电路有着各自的优缺点，适用的方向也不同。电子电路的发展，经历了从模拟到数字的进步，但不等于数字电路可以完全取代模拟电路，也不能简单地说哪一个更实用、更有效。我们设计电路时，应该扬二者之长，避二者之短，使两者融为一体、交相辉映（如数模混合电路、数字模拟电路、模拟数字电路），从而达到电路体积更小、功能更强、功耗更低、成本更低、集成度更高、稳定性更好、可靠性更高的理想效果。
参考文献
[1]逄亚清.模拟电路与数字电路区分及实用知识的探讨[J].山东工业技术，2013，12：155.
[2]苏成富.模拟电路与数字电路[J].电子制作，1998，02：17.
电子电路设计与分析范文6
关键词：数字电子电路；VHDL；EDA技术；可编程芯片
中图分类号：TN702 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）19-0051-02
大规模集成电路的出现以及计算机技术的不断更新换代与广泛应用，促使数字电子电路的设计已经发展到了一个更新的领域，用以下四方面便足以显示：（1）硬件电路的设计越来越趋向软件化；（2）数字电路发展愈加芯片化；（3）电子器件以及与其相关的技术研发越来越多地朝着服务于EDA的方向；（4）电路设计技术的发展趋势朝着更加规范化、标准化的HDL硬件描述语言及EDA工具的推广使用上。当今的技术发展趋势要求从业人员在进行数字电子电路设计过程中，必须具备运用电子计算机以及操作超大规模的可编程逻辑器件的能力。本文通过对以EDA与VHDL为基础的数字电子电路开发设计过程进行简要叙述，为该技术的推广运用，做出必要的文献研究支撑。
1 EDA技术概述以及其开发设计流程
1.1 EDA技术的基本知识
EDA技术指的是以计算机为工作平台，将应用信息处理、计算机技术、智能化技术及电子技术进行融合的最新成果，进行电子产品的自动设计。20世纪60年代中叶，随着技术水平的不断进步逐渐，该技术结合了CAM、CAT、CAD以及CAE的综合优势被逐步发展出来。
与其前身相比，EDA在以下五方面拥有着十分明显的优势：（1）EDA技术能够对目标进行现场编程，并即时地实现在线升级。（2）硬件电路设计过程中采用软件设计的方式，通过输入波形、原理图、编程语言等指令，可以在进行硬件设计、修改、检测中，不涉及任何硬件工具进行特定作业。（3）产品直面设计自动化。EDA技术能够自动地根据设计输入的电路原理图或者HDL进行逻辑编译、适配、布局、优化等一系列工序调整并生成符合要求的目标系统。换句话说，就是运用电路功能完成对电子产品的测试、仿真、优化全程操作。（4）EDA技术的经济实用性更加科学、合理，不仅设计成本保持在较低水平，设计的灵活性也大大提高，同时新技术的开发周期也明显缩短。（5）集成化程度更加完善。EDA设计方法，还有另外一种称呼：利用芯片进行设计的方法，在集成芯片日益大规模的发展背景下，利用EDA技术，可以实现在芯片上构建系统的目的。
1.2 EDA技术的开发设计流程
EDA技术在设计方法上，通过对以往的“电路设计硬件搭试调试”模式进行革命化的转变，代之以计算机自动化完成的模式（如图1），完成了数字电子电路设计的巨大飞跃。
笔者将EDA技术设计过程中两个最基本的组成部分设计载体：可编程逻辑器件PLD以及设计输入：硬件描述语言VHDL进行具体介绍。
2 可编程逻辑器件PLD
可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，PLD）是一种电子零件、电子组件，简而言之也是一种集成电路、芯片。PLD芯片属于数字型态的电路芯片，而非模拟或混讯（同时具有数字电路与模拟电路）芯片。PLD与一般数字芯片不同的是：PLD内部的数字电路可以在出厂后才规划决定，有些类型的PLD也允许在规划决定后再次进行变更、改变，而一般数字芯片在出厂前就已经决定其内部电路，无法在出厂后再次改变。
3 硬件描述语言VHDL
3.1 VHDL的基本知识
VHDL全名Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，在电子工程领域，已成为事实上的通用硬件描述语言。具有以下特点与优势：（1）更强大的行为描述能力。有效避免具体的器件结构，为实现超大规模的电子系统设计与描述打下坚实基础。（2）适用范围多样，且易于操作修改。VHDL采用国际通用的编程语言，能够很好地适用于不同版本的EDA工具，为操作者进行使用和修改提供了极大的便利。（3）设计描述过程独为一体。编程人员能够在对设计最终目标以及其他设计领域不甚了解的情况下，完成自身的编程操作工序。（4）使用EDA工具可以十分方便地对VHDL语言进行进一步的优化提升，由于EDA工具对其的可识别性，EDA可以实现对VHDL的设计语言重新进行整合、升级，并用门级网表将其表示出来。
3.2 基于VHDL的设计实例
用一个简单的状态机举例说明
4 结语
通过使用精简描述语言VHDL进行数字电子电路设计，不仅能够完成各种逻辑复杂、规模庞大的数据运算，更可以有效地将设计周期大大缩短，提高整个系统的可靠性以及集成度。
参考文献
[1] 于玲.EDA应用课程教学改革分析[J].辽宁工业大学学报（社会科学版），2012，（1）：136-138.
[2] 王彩凤，胡波，李卫兵，杜玉杰.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）：782-783.
[3] 李晓敏，徐涛.EDA技术在“数字电子技术”课程中的应用[J].中国科技信息，2011，（9）：167-169.
