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模拟电路综合设计范文1
关键词：模拟与数字电路；电子技术综合实验；实验园地；虚拟仪器实验
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）08-0151-03
一、背景
以模拟与数字电路为基础内容的电子技术实验是高等学校理工科专业学生重要的必修专业基础课，也是电子、计算机、自动化等工科专业的学生在大学教育阶段所要经历的一个重要的工程性实践环节，在培养学生素质和能力方面占有十分重要的地位[1]。而电子技术综合实验课程作为一门综合性的实践课程，与理论课程并行开设，其实验内容不再限制于某一门课程，而是把多门相关课程的知识相互渗透，有机融合。在一个实验项目或设计课题中，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的设计，使学生对电子系统的设计过程有深入的理解，同时培养工程实践方面的基本素养。除了传统实验教学中的实验项目，课题设计还可以采用电子设计竞赛、科研项目、学生创新实践等方式，在“开放”的状态下进行，充分体现学生的主体性[2]。众所周知，软件学院的办学宗旨是要基于“精英型软件人才”的培养目标，一般的软件学院通常拥有软件工程和网络工程两个专业方向，而我院为了强化“精英型软件人才”的培养目标，在本科二年级时又开设了嵌入式和物联网两个专业方向，这两个专业方向的学习需要有更好的硬件基础，这也是我院面向本科一个年级800人开设模拟与数字电路理论与实验课程，并且实验教学采取独立设课的方式的重要原因。嵌入式与物联网专业与电子技术等硬件课程的联系要较为紧密一些，对于目前的模拟与数字电路教学，从事这两个专业方向学习的学生往往会感到学得不够多，不够深入。许多有志于这两个专业方向学习的学生，在做完基础的模拟与数字电路实验后希望，还能有机会到实验室做一些额外的、提高性的实验。而不从事这两个专业方向学习的软件工程和网络工程专业的学生，往往体会不到学习电子技术等硬件课程的重要意义，简单的认为在软件学院学习，只要把“软”的东西搞明白就可以了，不应在“硬”上浪费时间。因此，结合我院目前本科生的教学体系、培养目标以及开设的相关硬件课程如：51单片机接口与汇编、fpga设计、通信原理、计算机组成原理等与硬件电路密切相关的课程，构建“电子技术综合实验教学体系”就显得有重大的意义，能够使基础的硬件教学与软件学院的教学体系和培养目标建立起联系，体现了硬件实验教学相对于软件专业方向学习的重要性和关联性，实现软硬兼顾。除此以外，目前在全国众多的软件学院中，另外，还没有发现一所软件学院提出构建“软件学院电子技术综合实验教学体系”的教学改革活动。著名的大学如北京大学是将软件与微电子学院放在一起合办，尽管如此，北京大学也没有面向软件工程、网络工程将近800人的、规模庞大的模拟与数字电路的实验课程，因此，我院进行构建“软件学院电子技术综合实验教学体系”的教学改革实践就显得特别有意义，能够起到“示范性”的作用。
二、研究基础
我院自2008年开始在本科生的教学体系中引入独立的模拟与数字电路实验课程以来，取得了许多积极的教学成果：（1）有力的辅助了模拟与数字电路理论课的教学，使抽象的理论课不再生涩难懂。（2）通过动手搭电路的实验很好的煅练了学生的操作能力，通过实验学生的实践能力得以提高。（3）对我院其他专业方向的如计算机组成原理等理论与实验课程的教学提供了有力的支持。（4）教学模式不断改进，部分实验，如仪器使用的教学方式完成了由传统的“老师讲，学生跟着做”到以学生为主体，旨在培养学生“自主学习和创新意识”的开放式教学。在数字实验部分设立了“选做”实验项目，面向能快速完成必做实验部分的、有兴趣做更多学习和尝试的学生。（5）规范实验教学的流程，引入了实验报告册，在报告册中明确规定实验的预习、操作、总结部分的要求。（6）在现有课程教学基础上，结合我院嵌入式工程专业的培养目标，开设了一门提高性质的开放式电路设计实验课程“嵌入式电路设计开发与应用实践”。
但现在的实验教学仍有许多不足之处：（1）实验内容陈旧，所用元器件型号过时，需要更新。（2）实验项目仍然偏少，不够丰富，可供选择的余地小，大大的限制了学生自主性的发挥，不利于创新型、研究型的学习。因此，验证性、综合性、设计性的实验项目均应增加。（3）教学模式僵化，手段单一，仍以传统的老师在课堂上按部就班的指导，学生跟着按实验步骤进行操作验证为主，学生没有自由发挥、进行创新型学习的机会。实验室目前仍没有完全实现开放，而学生的专业学习任务较重，课程设置多，很难有整块的时间和专门的机会通过更多的实验训练获得提高。（4）实验课程考核的方式单一，除了批阅实验报告之外，成绩评定主要以学生完成实验的快慢为主，即主要考核学生的学习态度，认真预习的程度及实验动手操作能力的高低。（5）尚未形成一个有效的综合教学体系，使模拟与数字电路实验课程能更好地融入我院的整体教学体系当中。
三、研究思路
基于以上的原因及分析，应结合目前我院的教学体系及专业培养方向，以现有的模拟与数字电路实验教学为基础，以“开放式”教学为主要依托，构建“电子技术综合实验教学体系”，以求根本解决我院目前模拟与数字电路实验教学中存在的各种问题。
1.建设电子技术综合实验园地[3]。建设电子技术综合实验园地是本研究课题要实现的基础目标，是构建我院电子技术综合实验教学体系的基础。
实验园地中的实验项目如图1所示分为以下几大组成部分：①实验基本技能训练园地，实验基本技能训练园地主要包括：如何进行实验预习，如查找资料，对实验进行理论分析；实验操作中的FAQ；实验总结报告的书写要求；电路设计仿真软件的入门；嵌入式C、汇编语言的集成开发环境的使用；VHDL、Verilog等硬件设计语言及ISE开发编译环境的使用；EDA技术基础如电路板的原理图、PCB板图的设计；电路焊接的基本技能培训等。将实验基本技能训练部分的资源放置于我院的ftp课程网站或学院网站上，根据具体实验的要求或学生自已的需求下载使用。②专用仪器设备园地，在专用仪器设备园地中，可获得示波器、万用表、函数信号发生器、直流稳压电源、电子技术实验箱、实验操作面板等仪器设备的使用说明书，操作实例，操作课件等。③基础模拟与数字电子技术实验园地，按照基础模拟与数字电子技术通用的理论教学，实验园地可分为四大模块[4]：模块A：常用电子元器件，包括电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管等，模块A是模拟与数字电子技术的共同基础。模块B：模拟电路模块，包括基本放大器、差动放大器、功率放大器、运算放大器、反馈放大器、信号发生器、直流稳压电源等，该模块是模拟电子技术的主要内容，着重让学生掌握模拟电路的基本概念、基本原理和基本分析方法。模块C：数字逻辑和数字电路模块，主要包括逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲产生与整形、大规模集成电路（半导体存储器、A/D和D/A等）。模块C是数字电子技术的主要内容，旨在让学生掌握数电的基本知识及常用数字集成电路，学会逻辑分析和逻辑设计的方法。模块D：可编程逻辑器件模块，目前常用的可编程逻辑器件包括EPROM、GAL、FPGA、E2PROM，模块D是数字电路领域发展较快的一项技术，通过与EDA技术的结合，使通过软件编程的方法实现硬件设计成为可能。④演示实验教学园地，将演示实验教学园地分为三大模块：模块A：实物演示实验教学，实物演示实验教学是从实验结果入手的教学方法，有助于从总体设计方面建立深入的宏观印象，趣味性的结果还有助于激发学生的实验学习创造的兴趣，使学生在充分理解了现有实现方法的基础上，积极探求不同的实验思路和解决方案。“实物”既可以包括实验教师为某项实验所设计的专用演示电路实验板，也可以包括学生创新实践过程中的设计产品，当然也可以是实验电路搭接后结果的视频演示。演示实验教学系统也可以通过多媒体PPT课件，WORD或PDF文档、视频的形式集中于我院的FTP课程网站或学院网站上，根据具体实验的要求或学生自已的需求下载使用。模块B：虚拟仪器实验，建设基于Labview的3D电子技术虚拟实验室。可以满足学生进行常用仪器设备的熟悉与使用，验证性实验的虚拟仿真等。如图2所示为实验中心自主开发的“三维虚拟实验室”软件系统，目前该系统正在研制。
通过对实物如仪器设备、电子元件等的虚拟，使学生对电子技术实验形成全方位的了解，为深入实验做准备，虚拟实验还可以减少针对仪器设备、电子器件的误操作，降低设备器件的损耗，延长使用寿命，减少维修维护的工作量。虚拟实验的教学可以不受时间、空间的限制，学生可以在实验室开放的时间到实验室来做实验，也可以在公共机房安装有该软件系统的PC机上完成实验任务，甚至可以在宿舍、网吧、图书馆等有网络环境的地方通过网络进行实验教学，真正实现实验教学的“开放式”。模块C：电路仿真实验，许多EDA软件就具有电路仿真功能，针对简单的验证性实验，电路仿真往往显得特别有效，如RC电路的实验，实现过程非常简单。如果在进入实验室之前就能利用EDA软件针对不同电阻R和电容C进行电路仿真，根据仿真的结果确定所需要的电阻、电容，就可以大大节省查找器件的时间，降低了在实验室中找不到该器件的风险，提高的实验学习的效率，有助于开放教学过程中更高效的使用实验室。相比于实物演示教学和虚拟实验教学，电路仿真更显得专业化。⑤提高性实验园地，提高性实验园地的建设是构建“电子技术综合实验教学体系”的关键，是使电子技术综合实验教学能与软件学院的教学体系和培养目标建立联系的重要环节，体现硬件实验教学相对于软件专业方向学习的重要性和关联性，实现软硬兼顾。结合我院本科生教学体系及专业培养方向的实际，以及我院目前开设的51单片机接口与汇编、fpga设计、通信原理、计算机组成原理等与硬件电路密切相关的课程，提高性实验教学园地包括三大模块：模块A：单片机硬件实验，实验方式为，设计电路原理图进行电路仿真（可选）编写C、汇编程序编译成HEX文件用编程器写入MCU实验箱上搭接电路实现功能制作PCB板（可选）。单片机硬件实验可以实现基础的模拟与数字电路、单片机原理及应用、EDA电路设计技术及软件编程与测试等多门专业课程的综合。模块B：FPGA硬件实验，实验方式为，设计电路原理图进行电路仿真（可选）编写VHDL、Verilog语言程序编译生成bit文件烧写到可编程器件内搭接电路实现数字逻辑设计或系统功能。FPGA硬件实验可以实现基础的模拟与数字电路（尤其是数字逻辑）、计算机组成原理及体系结构、EDA电路设计技术及软件编程与测试等多门专业课程的综合。模块C：通信原理硬件实验，通信原理理论课程是我院网络工程系开设的一门专业课，为了深入这门课程，必须具备坚实的模拟（包括低频、高频电子线路）和数字电子技术基础。目前，我院尚无完善的硬件实验课程与之匹配，因此可在提高性实验园地中加入这一模块。通信原理硬件实验可以实现基础的模拟与数字电路（尤其是高频电子线路与数字逻辑）、网络技术及软件编程与测试等多门专业课程的综合。
四、结论
由以上分析得出如图3所示的“软件学院电子技术综合实验教学体系”的基本构思。
实验教师应是电子技术综合实验园地的建设者，在利用园地中的各种实验项目及资源做好基础及提高性实验教学的基础上，承担实验园地中实验方案与任务书的设计工作，在实验项目开发的过程中，针对不同水平的学生，逐渐形成验证性，综合性，设计性实验教学的层次。做为电子技术综合实验园地的使用者的学生，在传统的课堂教学与“开放式”教学相结合的基础上，逐渐与实验教师建立新型的教与学的关系，如：学生自已选择现有的实验项目，尽可能的独立完成实验，实验教师仅起到辅助指导的作用；教师根据学生的水平，将现有的多个验证性实验综合，形成实验方案，引导学生独立完成；学生独立设计实验方案，寻求实验教师的建议及帮助，尽可能的完全独立自主的完成电路设计及实验验证。实验园地的建设会为基础、提高性实验教学提供更多的实验素材，有助于丰富实验教学内容。教学中产生的问题有助于丰富实验园地中的实验项目的建设，使教师、学生在进行实践教学的过程中有更多的选择，有助于扩展学生的知识面，提高实验教师的教学水平。总之，三者之间的良性互动将创造一个良好的教学实践环境，切实提高实验教学水平和教学质量。
鸣谢：本文受到2013年大连理工大学教学改革项目“立足精英型软件人才培养目标的电子技术综合实验教学体系的构建”项目资助。
参考文献：
[1]侯加林.全面实施电子技术实验改革提高学生创新能力[J].实验室研究与探索，2009，28（1）.
[2]姜宁.高校电子技术综合实验开放式教学研究[D].陕西：延安大学，2011.
模拟电路综合设计范文2
[关键词] 模拟电路实验 教学改革 设计型实验 综合设计型实验
一、引言
模拟电路作为电子电路的重要组成部分,是电子信息类专业的重要专业基础实验课程之一,是所有工程类专业的必修课,具有“基础厚”“专业活”“适应性广”的特点。课程的研究对象是电子器件以及由电子器件构成的基本电路,具有较强的可操作性。实验课程的教学,不仅是要培养学生的实验技能,加深学生对基本理论知识的理解,还应该注重培养学生的设计思路以及分析问题、解决问题的能力。对实验教学进行全方位的改革,坚持“以人为本”,确立新的实验教学模式。
二、模拟电路理论与实验课程的教学现状
模拟电路课程内容庞杂而繁多,大部分学生在学完这门课程后,只是了解了一些专业术语,掌握了一些基本电路的原理以及计算公式,既看不懂整机电路图,也不会分析和调试整机电路,更谈不上设计和制作电路了。最终不能学以致用,导致理论学习和实践的严重脱节。虽然理工专业基础课一般都有相关的实验课程,但课时的严重不足和课程内容的陈旧,使实验课教学往往只是流于形式。
在传统的实验教学中,学生课前不预习,课上只是完全机械、被动地按照教师的讲解进行操作,即使遇到问题也不动脑筋思考,而是急于让老师帮着解决。这样的实验教学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工程实践能力。要想使实验教学能更好地发挥作用,必须对实验教学内容和教学模式进行改革。
三、转变教学理念,确立实验教学基本目标
为满足新形势下国家对创新型、高素质人才的需求,这种以教师为中心的教学模式必须得打破。在教学活动中必须将中心转移到学生上。通过对教学内容和教学方法的全面改革,让学生变被动学习为主动学习,充分发挥学生的积极主动性。模拟电路实验教学改革应本着“以学生为主体,充分发挥教师的指导作用”的思想,摆正“教”与“学”的位置。改革的基本目标是让学生通过对该课程的学习,熟悉模拟电路中各种单元电路,掌握一定的实验方法、实验技能,了解电路中各个电子元件参数对电路性能的影响,学习如何设计电路,如何对电路进行调试。
模拟电路实验教学的改革目的,是希望学生通过对该课程的学习加深和巩固理论知识,在实践的过程中让理论知识得到升华,提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。在解决问题的过程中让学生学会团结协作,并培养学生勇于克服困难、禊而不舍得精神。
四、多方位、多层面改革模拟电路实验教学
模拟电路实验的教学改革应该从改变开课形式、优化实验内容、增添辅助实现手段和开设后续课程几个方面来进行。
1.实验单独设课,实验室进行半开放式管理
依附于理论教学的实验课时是不充足的。只有对实验单独设课,才能对其进行有效的改革,才能适应加强实践这一主导方针。此外,为了能有效地利用实验教学资源,我们应该对实验室采取半开放的管理方式。在实验室开放期间,配备专门的教师进行指导、答疑。
2.优化实验教学内容,调整实验教学层次
(1)保存部分单元验证型实验
开设单元验证实验的目的,在于让学生了解模拟电路课程中的单元电路的特点。各种复杂电路都是由单元电路组成的。保存典型的单元验证实验,在完成该类实验的过程中学习有关的实验方法。例如,在验证单极放大电路特性的实验中学习如何测量、调试电路的静态工作点;如何测量放大电路的幅频特性;如何测量放大电路的输人输出电阻等。
(2)在验证型实验中增加设计性环节
在学生完成了验证型的实验后,可以在此基础上增加一定的设计性内容,包括电路和实验方法、实验步骤的设计。这部分设计内容应该较为简单,可以在典型电路基础上让学生通过计算,改变几个参数,要求得到不同的输出。
(3)由简到繁增加设计型、综合设计型实验
设计型实验要求学生有一定的理论知识和实验技能,并能熟练使用相关的仪器、仪表。设计型实验可以穿插到验证性实验之间,放在不同阶段进行。例如,在完成单管放大电路实验后,可以让学生设计一个单管共射放大电路。给出设计要求,让学生自己选定设计方案,画出电路图,完成相应的调试和测量。例如,在完成单极放大电路、反馈电路、运算放大电路和功放电路后,可以让学生做一个音响放大器。由简到繁的设计过程可以让学生充分了解设计工作的思路,通过实际制作,让学生了解各部分电路之间的耦合、阻抗匹配等问题,通过这样的实验学习,让学生掌握如何调试整机电路。通过开设综合设计型实验,可以让学生有效地将一门课或几门课程进行有效的串联,并培养学生的工程实践能力。
3.结合EDA技术,完成设计型、综合设计型实验
随着电子技术和计算机技术的迅速发展,电子系统设计也逐渐由手工设计、计算机辅助设计阶段过渡到了电子设计自动化阶段。EDA技术已经成为当今世界电子设计的潮流。各高校也相继建立了EDA实验室。我们可以引导学生结合仿真软件,利用EDA技术完成设计型、综合设计型实验,甚至学生不必到实验室,在课余时间就可以通过仿真软件完成对电路的初步设计。这样既可以减轻实验室的压力,也可以开阔学生的视野,提高学生的EDA应用能力。将先进的EDA技术引人实验教学,是实施素质教育的重要途径。
4.将课程设计、电子设计大赛作为实验课的外延
我们要在实验课的基础之上开设课程设计,并鼓励学生参加电子设计大赛,将课程设计和电子设计大赛作为实验课的扩展延伸和有益补充,进一步提高学生的设计能力。课程设计可以以选修课的方式进行。指导该门课程的教师可以给出题目和要求,每周留出一定的答疑时间,将选修该课的学生分成小组。每个小组选定不同的或相同的题目,在课余时间完成电路设计,到实验室进行相关调试,做成成品,最终将设计结果交由指导教师检验,写出设计报告。验收也可以以答辩的方式进行。学生通过对该课程的学习,还可以提高自己的团队协作能力。鼓励学生参加电子设计大赛,可以激发学生的学习欲望和学习积极性,并学习新知识、新技能,培养科技创新精神。
五、结束语
转变实验教学理念,对模拟电路实验进行合理改革,以实践带动理论学习,是学生学好模拟电路课程的关键。我们应本着循序渐进的原则,多方位、多角度地对模拟电路实验教学进行改革,建立起完整的实验教学体系,从而更好地培养学生的工程实践能力。
参考文献:
[1]彭先进.模拟电路教学中的创新教育.科技创业月刊,2006,(4).
[2]沈伟慈.模拟电路实验教学的改革实践.电气电子教学学报,2005,(4).
[3]赵顺喜.电子系统EDA实验教学探索.实验室科学,2006,(6).
模拟电路综合设计范文3
【关键词】网络；虚拟实验室；数字仿真
一、EDA技术的应用
电子设计自动化EDA（Electronic Design Automation）技术是电子设计技术的核心。EDA主要能辅助进行三方面的设计工作，即IC设计、电子电路设计和PCB设计。目前，EDA技术使用普及、应用广泛、工具多样、软件功能强大。广大电子工程人员掌握这一先进技术，这不仅是提高设计效率的需要，更是我国电子工业在世界市场上生存、竞争与发展的需要。
二、电子虚拟实验室设计软件选择
现在的高校电子实验室普遍存在“软件少，硬件多”的问题，所有实验还是以基础训练型为主，比如：电路测试与电工基础实验，模拟电子技术实验，数字电路实验，单片机与接口技术实验等，大部分都是简单容易实现的。综合型和设计型实验很少，比如单片机开发实验等。学生在已安装好实验电路的实验台上来完成操作，从而完成验证定律、定理和结论，缺乏主体意识，没有带着问题去学、去做实验，不利于学生创新能力的培养。为了解决这方面的问题，我们以电子基础课为突破口，引入计算机虚拟仿真技术，创建电子虚拟仿真实验教学平台，不但可以完成各种基本实验，更可以进行设计性、综合性实验。通过虚拟仿真实验，可以观察和分析电路的结构、功能及工作原理，加强对实验原理、规则和实物实验操作要领的认识，使学生感悟和应用最先进的技术，并能引导他们积极主动地去探索新知识。学生可以自行设计电路进行仿真，并能通过观察分析模拟实验结果，及时地验证设计是否正确、合理。目前，众多院校在电路实践教学改革中引入了EDA技术，并建立了EDA实验室。配备了EWB、Pspice、Multisim、Protel、Max PluslI、System View等电路级仿真的主流软件及配套硬件。本文采用一款能仿真单片机的EDA软件-Proteus，在电子虚拟实验室的设计领域得到广泛推广和应用。
三、Proteus软件应用
Proteus软件是由英国Labcenter Electronics公司开发的
EDA工具软件。该软件集成了高级原理布图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。它是一种混合电路仿真工具，包括模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其电路组成的仿真等。Proteus6.7是目前最好的模拟单片机器件的工具，可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU及其电路。Proteus与其它单片机仿真软件不同的是，它不仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。对于这样的仿真实验，从某种意义上讲，是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象。（1）proteus的工作过程。运行proteus的ISIS程序后，进入该仿真软件的主界面。在工作前，要设置view菜单下的捕捉对齐和sys
tem下的颜色、图形界面大小等项目。通过工具栏中的p（从库中选择元件命令）命令，在pickdevices窗口中选择电路所需的元件，放置元件并调整其相对位置，元件参数设置，元器件间连线，编写程序；在source菜单的Defineco degeneration tools菜单命令下，选择程序编译的工具、路径、扩展名等项目；在source菜单的Add/remove source files命令下，加入单片机硬件电路的对应程序；通过debug菜单的相应命令仿真程序和电路的运行情况。（2）Proteus软件所提供的元件资源。Proteus软件所提供了30多个元件库，数千种元件。元件涉及到数字和模拟、交流和直流等。（3）Proteus软件所提供的仪表资源。对于一个仿真软件或实验室，测试的仪器仪表的数量、类型和质量，是衡量实验室是否合格的一个关键因素。在Proteus软件包中，不存在同类仪表使用数量的问题。Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似但功能更多。
四、电路设计流程
电路级设计工作流程如图所示，设计者首先确定设计方案，同时选择合适的元器件，然后设计电路原理图。接着进行第一次仿真，包括数字电路的逻辑模拟、故障分析、模拟电路的交直流分析、瞬态分析。系统在进行仿真时，必须要有元件模型库的支持，计算机上模拟的输入输出波形代替了实际电路调试中的信号源和示波器。这一次仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。
参 考 文 献
模拟电路综合设计范文4
一、模拟电路故障模拟实验箱的要求
北京交通大学自2007年开始，遵循“兴趣驱动、自主实验、重在过程”的原则，培养大学生的创新意识、实践能力和团队精神，调动大学生学习的创造性和主动性，进行以解决问题为核心、以科研课题为依托的大学生创新性实验计划。“模拟电子技术故障模拟实验箱的开发”作为一个北京交通大学大学生创新性实验计划题目，依托指导教师的科学研究课题，开展了模拟电路故障模拟与诊断技术的研究。本实验课题需要学生掌握电路设计、PCB、系统焊接与调试、机械制作等多领域知识。实验题目需要利用的资源包括计算机、PCB设计软件、示波器、信号源、焊接工作台、直流电源、钻孔机、模拟电路实验箱等。“模拟电子技术故障模拟实验箱的开发”题目要求如下：制作一个教学和科研均可使用的模拟电路故障模拟实验箱，实验箱附带方便插拔的常见模拟电路板（例如共射放大电路、电阻网络、文世桥振荡器或二阶滤波器等）。自制实验箱直流稳压电源（+12V、-12V、+5V）和波形发生器。模拟电路板插入实验箱后，借助实验箱的固定插槽和电路板的固定脚，自动实现电路板的供电连接与信号输入（若电路板需要特殊信号，可以在电路板预留插口以方便外接信号源）。每个模拟电路板选取最容易发生故障的元件进行故障模拟，使用者能够自由选择电路板和故障类型（可以通过拨码开关控制故障元件）。每个电路板预留几个关键节点插口，以供外接示波器或其他测量仪器观察故障信息。要求实验箱实物外观精致，具有较强的实用性，能够达到教学、科研和展览等要求。该实验计划题目的创新特色在于：可以自由切换模拟电路板；自动实现电路板的供电连接和信号输入；可以自由选择故障元件和故障类型。
二、模拟电路故障模拟实验箱的制作
模拟电路故障模拟实验箱的外壳选用中小型实验箱，然后自己进行改装，需要钻孔、安装其他部件、喷涂文字标识等。实验箱附带几块方便插拔的常见模拟电路板，实验板可以是模拟电路教学或研究中经常使用的常见模拟电路。实验箱直流电源使用220V交流电，内部直流电源将220V交流电变为+12V、-12V和+5V等直流电。直流电源的功率和稳定性达到模拟电路板的使用要求。如果某模拟电路板需要使用正弦波或方波等波形作为输入信号，实验箱可以根据需求制作波形发生器。模拟电路故障模拟实验箱在四个角预留可以插入模拟电路板的插槽，需要精心设计实验箱的固定插孔和电路板的固定脚，从而实现模拟电路板的灵活插拔。实验箱部分固定孔已经与直流电源连接，当模拟电路板插入实验箱后，通过实验箱的固定插槽和电路板的固定脚，自动实现电路板的供电连接或信号输入。如果模拟电路比较特殊，也可以根据需要在模拟电路板上设计电源开关，通过开关控制是否供电或输入信号。部分电路板电路图。为了避免故障太多导致无法正常模拟采集数据，每个模拟电路板只选取几个容易发生故障的元件进行故障模拟，故障元件可以根据理论、仿真和实践经验进行选择。每个故障元件可以模拟多种故障。例如电阻可能出现阻值下降、阻值上升、短路、断路等不同程度的故障。使用者能够自由选择电路板和故障类型，并使用外接仪器测量模拟电路的关键节点数据（节点电压、信号频率和波形质量等）。每个电路板预留几个关键节点插口，以供外接示波器和其他仪器观察故障信息。关键节点的选取需要经过理论推导和实验验证，保证这些节点的信息能够直接反映模拟电路的工作状态[8]。关键节点的数量需要不多不少，数量太多会导致数据量庞大，增加后来的故障诊断难度；关键节点太少会导致无法为故障诊断提供足够的信息。模拟电路板由PCB设计完成，然后改装与实验箱匹配。
三、结束语
模拟电路综合设计范文5
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。
模拟电路综合设计范文6
【关键词】电子综合技术；任务驱动；项目化；课程设计
一、《电子综合技术》课程定位
1.《电子综合技术》课程是电类相关专业的核心基础课程
在电子信息专业的课程体系中，《电子综合技术》是核心职业基础课程和特色课程之一。它将原有课程体系中的模拟电路、数字电路、电子课程设计、模电数电实验、电子仿真以及电测和电子技能初级中的相关内容进行有机的整合，通过该课程的学习和技能训练，一方面了解电子技术的基础知识、手段、应用及发展，使学生获得必要的电子技术通用知识和通用技能；另一方面也为学生学习后续的专业知识和专业技能打下扎实的基础。
2.《电子综合技术》是电子类专业岗位资格证书“PCB设计”、“电装中高级工”、“电调中高级工”考证的对口课程
电子信息专业的学生，要求毕业前必须获得电子组装与调试、PCB设计、电子维修等岗位资格证书中的一种。本课程所讲授的主要知识都与专业职业资格技能鉴定有着密切的联系，通过本课程的学习，学生能初步形成从工程实际中提出问题、以科学手段分析和解决问题的实践、创新能力。
3.《电子综合技术》是培养学生职业素养的重要课程
通过电子技术课程的学习和技能训练，有利于学生职业能力的提高和职业习惯的养成，通过严格执行考勤制度、进出实训或实际工作场地制度，不定期进行的设备整理测试训练；以及由分组讨论、任务分析、设计、组织实施、汇报点评等教学环节的教学做一体化教学实施，培养了学生的创新精神，同时使学生亲身体会了团队合作的重要性，提高了职业素养。
二、课程设计的理念
本课程设计的理念是淡化课程之间的界限，采用理论教学与实训操作相结合的"理实一体化"的模式，将模拟电路、数字电路、电子课程设计、模电数电实验、电子仿真以及电测和电子技能初级中的相关内容进行有机的整合，在教学过程中锻炼学生应用所学知识分析问题和解决问题的能力，培养科研素质和创新意识，注重学生综合应用能力的培养。
三、课程设计思路
1.根据专业培养目标和岗位能力要求，确定课程内容
以电子与信息技术专业领域职业岗位群的职业素质、职业能力培养为目标，将国家职业资格培训、技能鉴定与人才培养方案有机地结合起来，基于工作过程，分析行动领域、转化学习领域、开发学习情景和项目载体，突显“基础类课程综合化、技术类课程理实一体化、技能训练类课程项目化”的特点。根据人才培养目标，结合相关课程内容以及经济产业特点及学生的生源条件，确定课程标准。
2.课程知识和技能目标与典型电子产品生产工作过程相结合
结合符合企业、岗位要求的课程知识和技能目标，分析工程实际，得出典型电子产品生产工作过程包括：电子线路设计、PCB设计制作、元器件筛选、电子工艺技术、电子测量技术、调试排故技术、产品包装技术、技术文件准备及销售维护，并通过维护反馈对原设计进行改进，进一步提高产品质量，进入良性循环。
3.项目内容注重选取基础和特色典型电子产品
将来自于生产实际、常见典型产品及教师科研项目进行提炼，作为载体引入到电子技术的课程教学。典型电子产品注意选取基础电子产品和特色电子产品，并适当引入高端电子产品，以期通过电子综合技术课程教学，既保证基本知识、通用技能的获取以满足岗位基本要求，又学习先进的技术和时代倡导的发展理念，培养学生的创新精神，同时兼顾岗位性质不同涉及具有一定特色的电子产品。
4.采用多种教学方式，以技能训练带动课程知识学习
采用灵活多样的学习情景设计，如：元器件筛选、电子工艺、功能电路设计安装与调试等，均可设计为课程技能训练任务；考虑学生的认知规律和课程特点，采用多种教学方式，如：项目教学法、演示法、互动教学法、答辩式、演讲式、分组讨论法等，并通过来自生产实际的项目训练和安全用电知识传授，达到课程标准提出的职业能力要求。基础学习情境以训练主要知识点、基本技能和基本工艺能力为主，应用学习情境以训练学生综合应用能力、安装测试能力为主，综合学习情境以训练简单设计能力、创新能力和解决实际问题能力为主。每一个学习情境都包括了资讯、计划与决策、实施、检查与评估等环节，相当于进行了一个完整的工作过程。
四、课程目标
1.知识教学目标
（1）基本器件方面：了解常用半导体二极管、三极管、线性集成电路和常用数字集成电路的基本工作原理、特性和主要参数，并能合理选择和使用这些器件。
（2）基本电路原理及结构方面：熟悉共射、共集放大电路，差动放大电路，互补对称功率放大电路，负反馈放大电路，集成运算放大电路的结构、理解它们的工作原理、性能及应用。会用各种表示方法描述数字电路逻辑功能，能分析较复杂数字逻辑电路的逻辑功能。
（3）应用电路方面：整流滤波电路的结构、工作原理、性能及应用；熟悉三端稳压器件的应用；了解正弦和非正弦信号产生电路；运算放大器做比较器的应用；模拟信号的取样及放大电路。
2.技能教学目标
（1）掌握常用电子电路元器件、半导体器件的识别、使用和测试方法。
（2）掌握常用工具的使用方法；掌握手工焊接技能；掌握常用测试仪器的操作；掌握数字电路中常用仪器仪表的使用；学会电路的搭建和电路板的的制作。
（3）能够按照原理测试电路；能够独立按照要求调试电路；能够排除电路简单故障。
（4）了解单级放大电路的分析方法。能估算单级放大电路的电压放大倍数、输入和输出电阻，了解多级放大电路的分析方法。在深度负反馈条件下，掌握利用虚短或虚断估算电路电压放大倍数的方法。串联型稳压电路的计算。掌握理想运放的基本运算规则。能根据工作要求，完成简单数字逻辑电路的设计。能通过对数字集成电路芯片资料的阅读，了解数字集成电路的逻辑功能和使用方法；能分析和排除数字逻辑电路中出现的故障。
3.素质目标
（1）通过电子综合技术课程的学习，了解电子世界，了解电子电路的实际应用，激发同学们的学习兴趣，促使其加深认识所学专业，培养专业归属感。
（2）通过学习，加深学生对行业的认知，初步了解电子产品生产的工艺规范，提高实际操作技能，学会主动地学习，达到能够独立进行任务操作的水平。
（3）通过亲自动手制作和测试，加深对电子电路的了解，学习电子电路的设计与分析方法，培养独立思考、勤于思考、善于提问的学习习惯，进一步树立崇尚科学精神，坚定求真、求实和创新的科学态度。
（4）通过任务的完成，增强学生的自信心，加深对电子技术理论的理解与应用，培养学生的成就感、荣誉感和团结合作精神及纪律观念。
五、课程结构
本课程分两大模块——模拟电路、数字电路。每个模块由诺干项目，每个项目由3-5个任务。模拟电路部分有：半导体器件研究、稳压电源的研究、低频电压放大电路的研究、音频功率放大电路的研究和正弦振荡电路的研究等五个项目；数字电路部分有：门电路与组合逻辑电路的研究、触发器与时序逻辑电路的研究、脉冲信号的产生与整形电路的研究、集成数/模转换器与集成模/数转换器的研究等四个项目。并在课程最后设计综合项目：家用设备定时控制电路的制作。将基础知识、基本技能和综合素质的掌握贯穿于教学项目。
1.模拟电路模块
项目一：半导体器件研究 （8学时）（如表1所示）
项目二：稳压电源的研究 （8学时）（如表2所示）
项目三：低频电压放大电路的研究 （8学时）（如表3所示）
项目四：音频功率放大电路的研究 （20学时）（如表4所示）
项目五：正弦振荡电路的研究 （12学时）（如表5所示）
2.数字电路模块
项目一：门电路与组合逻辑电路的研究 （8学时）（如表6所示）
项目二：触发器与时序逻辑电路的研究 （16学时）（如表7所示）
