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模拟电路的设计方法范文1
【关键词】 PCB设计 抗干扰 策略
Anti-interference earthing strategy analysis of PCB
Abstract： In the process of using PROTEL PCB， circuit board of the digital signal and analog signal grounding scheme if the design is not reasonable， it may appear all kinds of interference， lead to the design scheme of PCB to implementation， the whole circuit performance degradation， and affect their normal work， this paper introduces several anti-interference earthing in the process of PCB design strategy.
Key words： PCB design； Anti-interference； strategy
一、引言
现如今，各类电子产品已遍布我们生活中的各个角落，而电子设备的核心构件―PCB板也随之迅速发展，电子设备能否正常、安全、平稳的运行，很大程度上取决于电路板―PCB板的设计。在PCB板的设计过程当中，最重要的一个环节即是电子产品的接地、抗干扰了。目前，每个电路板的设计人员都对自己的电路板的接地抗干扰有自己的见解，而各种电子设备的接地抗干扰的方法和技术在时时更新，这将给电子设备的持续平稳安全运行提供重要保障。本文就电子设备的电路板抗干扰接地策略进行论述。
二、数字信号和模拟信号的接地
但在设计PCB板时，到底哪些部分属于数字区域，哪些部分属于模拟信号区域，我们无法将其严格进行区分，比如在电路中，电源部分是共用的，在设计PCB时它应该归属于哪一部分？在PCB设计中，常用的抗干扰方法就是将数字电路和模拟电路区分开来，画在不同的区域。但像上面所说的并不能严格区分的部分又该怎么来设计？在设计电路时如何区分是模拟信号还是数字信号关键在于与该信号相关的芯片是数字还是模拟的，电源部分给模拟电路供电，将其归属于模拟部分，给数字类芯片供电，即将其归属于数字部分，而当两部分混合共用同一个电源时就需要用“桥”的方法将电源从另一部分引过来。上面这种抗干扰系统是目前较为常用的一种方法，但是此种方法在一些小的系统或者小的电路板中适用，在大的电路系统中该方法就有很多的潜在问题，尤其是在复杂的系统中更为突出，在跨越分布间隙布线时，EMI问题随之而来。比如一个典型的A/D转换器在使用的时候，制造厂商会建议将A/D转换器的AGND和DGND使用最短的导线连接起来，连到一个低阻抗的地上。这样可以使用上面的方法在A/D转换器下面，在两个地之间用与IC等宽度的连接桥连接（注意：任何信号线都不能跨越分割间隙）。但是如果系统中有较多的A/D转换器，每一个都是按照上面的方式来接连，则会产生多点连接，将数字地和模拟地隔离将毫无意义，此时应使用统一地，将统一地人为的分开为数字地和模拟地两部分，这样就既可以满足厂家的要求又可以最大限度的减少EMI问题。
三、高频信号抗干扰分析
在设计高频信号的PCB电路板时一定要注意，任何金属或者导线都可以看作成为由电阻、电感、电容组成的器件，电路板中25mm长的印制导线可以产生15-20nH的电感。因此在PCB设计中的接地时要尽量采用多点接地策略，让每一个电路系统就近接入最低阻抗的接地线上，使接地线最短，尽可能的减少接地阻抗及减少地线之间的电感和分布电容造成的电路之间的互相偶合。在设计PCB时多点接地最简单的方法就是全部覆铜，将元件的接地点就近的连接到覆铜上，占了PCB面积绝大多半的接地平面就提供了一个具有极低接地阻抗的“参考地面”，各个元件和单元电路之间互相就杜绝了不需要的高频偶合。高频电路板中的数字地和模拟地要单独处理。高频数字信号的地线的地电位一般是不一致的，两者这间常常存在一定的电压差，而且高频数字信号的地线还常常带有非常丰富的高频信号的谐波分量，当直接连接数字信号地线和模拟信号地线时，高频信号的谐波就会通过地线耦合的方式对模拟信号进行干扰。通常情况下，对高频数字信号的地线和模拟信号的地线是要做隔离的，采用在合适位置单点互联的方式，或者采用高频扼流磁珠互联的方式。
总结：在日常的PCB设计中，各类电子元器件的位置布置、导线的加粗与否等都对电路板的干扰性有很大的关系，这些都需要设计人员有熟练的技巧和对电路板的透彻认识能力。PCB设计的抗干扰性对电子产品的使用性能有很大关系，上面列举的都是在PCB设计中经过实践总结的方法，希望对电路板设计人员有所帮助。
参 考 文 献
[1] 腾旭，胡志昂.电子系统抗干扰实用技术.国防工业出版社.
模拟电路的设计方法范文2
【关键词】模拟电子技术基础；教学质量；教学内容
0 引言
模拟电子技术和数字电子技术课程同属于电子技术基础课程，其中处理模拟信号的电路属于模拟电路，而数字电路时处理数字信号的电路，这两种电路就形成相应的两门课程。其中模拟电路时较难的一门课程，俗称“模电”，但在大多数学生眼中，它却成了“魔电”，足见其难的程度。但是现实生活中的大多数电路时模拟电路，尤其是今年来全国电子设计大赛如火如荼的召开，模拟电路的影响力受到越来越多学生的关注，但是学习起来却有难度，本文主要从教材的选用、教学内容的选取以及教学方法的改进等方面进行了一定的分析和探讨，并从中提出了一种较为有效的提高教学质量和学习效率，并能消除学生对于模拟电子技术基础的恐惧心理的方法。
1 主讲教材的选取
经过多年的课程教学和对各大高校该门课程的调研，从中发现主要有两种教材使用率很高。其中一个是高等教育出版社出版由康华光主编的教材，另一本是是清华出版社出版的由童诗白主编的教材。康华光版的教材思路清晰，知识点的编排逻辑性强，课程内容易学易懂，而童诗白版的教材更侧重于基本概念的讲解，逻辑性强，知识点丰富，学生需要掌握的内容多，学生学起来较为吃力，所以一般选用康华光主编的教材。本校采用的也是这本教材，而将童诗白版的教材作为主要的参考资料，以增加学生的知识面。
2 主讲内容的取舍
所谓的模拟电路就是处理模拟电压和电流的电路，而由于现实生活中大多信号较为微弱，所以要进行信号的放大，这也是模拟电子技术课程的核心部分，同时放大电路的设计也是历年全国电子设计大赛必选题目之一，因此本课程的主讲内容自然非放大电路莫属。
放大电路主要有两种类型的电路构成，其一是由三极管、场效应管等分立元件组成的放大电路，主要分布在教材的第三和第四章；其二是由集成运算放大器所形成的放大电路，主要分布在第二和第七章。
除放大电路外，还有一个重要内容是直流稳压电源。因为既然称之为电路，必然有供电电源且大多数电源为直流电源，但是现实生活中由于发电厂的原因大多为交流电源，所以必然需要一种交流转为直流的电路，此电路就是直流稳压电源，主要分布在第三和第十章。
由此可知，主讲内容就是放大电路和直流稳压电源，且主要分布在第二、三、四、五、七和第十章。
3 教学方法的改进
确定好主讲内容，教学方法自然也要改进，不能从头讲到尾、面面俱到，而应该讲重点内容，从简单内容开始，减少复杂原理的讲解，提高学生的学习兴趣，总而言之是避难就易，使学生摆脱“魔电”的困扰。
这里主要提一下放大电路内容的教学方式。先介绍分立元件组成的放大电路，该部分由三个方面组成：三极管、场效应管的放大原理，两者组成的放大电路类型和放大电路的分析方法。其中三极管、场效应管的放大原理是难点，教师可以少讲，只需让学生知道只有这两种器件可以用于放大即可，避开难点，而放大类型是简单内容，学生易于掌握且为主要内容，最后一个是放大电路的分析方法，这也是学生学习模拟电子技术必须掌握的核心内容，同样采用避难就易的方式，重点讲解分析的步骤和技巧，而分析的步骤主要分为两大步，其一是直流状态下的静态分析，其二是交流状态下的动态分析过程。
至于集成运算放大器组成的放大电路更为重要，但其实它的分析非常简单，只需掌握虚短、虚断的分析方法即可。
所以，通过“避难就易”的教学方式，学生一般能克服对于“模电”的恐惧心理。
4 结束语
本文通过对于模拟电子技术课程主讲教材的选用、主讲内容的取舍和教学方法的改进等方面进行一定的分析和探索，找出了一条适合教学、学生易懂的教学方式，经过多年的实际应用，学生反映非常好，各位专家也是大为赞赏，值得各院校推广。
【参考文献】
[1]肖丽萍.模拟电子技术教学探讨[J].科教文汇，2009（04）.
[2]肖丽萍.高职《模拟电路》教学探讨[J].福建电脑，2011（09）.
[3]韦忠善.模拟电子技术教学改革探讨[J].职教论坛，2008（07）.
模拟电路的设计方法范文3
关键词：模拟电子技术；逆向命题；教学改革
作者简介：黄亮（1978-），男，山东临沂人，北京交通大学电子信息工程学院，讲师；侯建军（1957-），男，天津人，北京交通大学电子信息工程学院，教授。（北京 100044）
基金项目：本文系中央高校基本科研业务费专项资金（项目编号：2013JBM016）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）34-0116-02
“模拟电子技术”[1，2]课程是电气、电子等信息类专业的必修主干专业基础课，主要讲授半导体器件的基础理论以及模拟电路的设计与分析方法。由于“模拟电子技术”课程涉及的知识点较多，还要学习很多抽象的器件和电路等效模型，很多学生在学习过程中感觉非常吃力。这就要求教师和学生在“模拟电子技术”课程的教学和学习过程中注重理论与实践相结合、线性与非线性相结合、宏观与微观相结合，为后续课程打下坚实的基础。
为了提高“模拟电子技术”课程的教学质量，提高学生的工程实践能力，北京交通大学国家电工电子教学示范中心[3]展开了逆向[4]考核研究性教学方法改革，[5，6]结合课程的基础知识与重点内容，将逆向思维融入到“模拟电子技术”课程的教学与考核过程中，取得了较好的研究成果。
逆向命题是“先给答案，重在设计”的一种教学与考核方法。开展逆向考核的前提是教师已经将所需知识点对学生进行了透彻的正向讲解，鼓励学生进行自主性研究。首先由老师给出系统的性能指标，然后由学生运用已经掌握的理论知识进行方案设计。如果学生没有真正理解所学知识，就无法完成逆向命题的设计要求，这样既可以督促学生努力学习，又可以真正考查教学效果和学习效果。下面给出一个“模拟电子技术”逆向命题例子。
一、逆向思维题目
由双极型三极管和单极型场效应晶体管构成的混合多级放大电路，[7，8]由于其优良的放大能力和输入输出特性，是一种常见的模拟电路。对多级放大电路进行的静态分析和动态分析是“模拟电子技术”课程的核心内容之一，是学生必须掌握的知识点。以往的多级放大器考核题目是这样的：以分析题的形式给出电路图，让学生进行静态分析和动态分析，学生只要能够写出公式或计算电路参数就认为学生掌握了这部分知识。常规命题方法导致学生不能真正掌握晶体管的使用方法与放大电路的设计方法，真正进行工程设计时，不知道怎么搭建电路结构和选择元器件型号。
采用逆向思维对晶体管多级放大电路进行教学和考核的例题如下：设计一个低频小信号两级放大电路，要求由一个增强型N沟道MOS管（gm=1mS，Uth，on=2V）和一个NPN型硅三极管（β=100，rbb’=300Ω）构成；晶体管工作在共源或共射组态；级间采用电容耦合；ri’≈1MΩ，ro’≈1kΩ，Au≈40dB。要求学生设计电路图，给出在电路图中所有电阻的电阻值，并画出设计电路的微变等效电路。
二、系统设计
题目要求分别使用MOS管和三极管两种晶体管，但是题目中并没有说明将哪种晶体管作为第一级，哪种晶体管作为第二级，这就要求学生综合学过的知识进行深入思考，然后进行系统框架设计，再进行具体的电路设计，最后计算设计电路的性能参数，从而实现题目中关于输入电阻、输出电阻和电压增益的要求。
题目要求输入电阻为1MΩ，输出电阻为1kΩ。放大电路的输入电阻大、输出电阻小在实际工程中有很多好处。输入电阻大可以减小放大电路由前级电路或信号源索取的电流，对提高电路的放大能力、降低功耗都有好处。输出电阻小可以提高放大电路的带负载能力，提高了放大电路的输出功率和效率；输出电阻小同时能够加速对后级容性负载的充放电速度，有利于提高放大电路的工作速率。
使用晶体管设计放大电路时，如果采用场效应晶体管共源放大电路作为输入级，可以最大程度地提高输入电阻。例如采用MOSFET晶体管的栅极作为输入端时，理论上绝缘栅的输入电阻为无穷大，实际栅极输入电阻也可达到1012Ω以上。通过设计合适的外接偏置电阻，可以实现的题目中ri’≈1MΩ的要求。
第二级采用三极管共射放大电路，具有较高的电压增益和电流增益。考虑外接偏置电阻，可以实现题目中ro’≈1kΩ的要求。
三、单级放大电路的设计
1.第一级放大电路的设计
因为增强型N沟道MOSFET晶体管不存在原始导电沟道，栅源电压UGS需要高于阈值电压Uth，on才能导通，所以第一级放大电路需要连接正确的外加偏置电路。选取的MOS放大电路结构如图1所示。
图1的MOSFET晶体管工作在共源组态，栅源电压为：
栅源电压满足增强型N沟道MOSFET晶体管的导通条件，保证了第一级放大电路能够正常工作。
2.第二级放大电路的设计
在设计第二级放大电路的外接偏置电路时，需要满足三极管发射结正偏、集电结反偏的基本放大条件，这就需要学生仔细设计电阻的阻值，选取合适的静态工作点。为了使输出电压具有最大不失真幅度，应该使集电极电压处于电源电压和地电位的中间值，防止过早出现截止失真或饱和失真。三极管放大电路设计如图2所示。
基极电阻和集电极电阻的阻值对静态工作点的影响很大。根据图2所示电阻值，计算三极管的静态基极电流、集电极电流和集电极电压：
由以上计算可知，静态工作点满足三极管的基本放大条件。因为集电极静态电压UCQ=6.35V，电源电压UCC=12V，保证了足够的最大不失真输出电压幅度。
四、总体电路的设计与分析
为了防止两级放大电路之间静态工作点相互影响，级间耦合采用电容耦合。因为两级放大电路工作在低频小信号环境，所以对耦合电容的选取要求不高，本题选取0.1μF电解电容。学生设计的两级放大电路总体电路如图3所示。对应的h参数微变等效简化模型如图4所示。
根据图4微变等效电路，计算两级放大电路动态分析的三个重要参数输入电阻ri’、输出电阻ro和两级电压放大倍数Au：
将电压放大倍数换算为分贝，即：。
经过计算，所设计的两级放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻参数完全满足题目要求。
五、结束语
在“模拟电子技术”的教学与考核过程中，分析电路和设计电路对学生能力的要求是完全不同的。“重分析，轻设计”的传统教学与命题模式导致学生在进行电路系统的设计与制作时缺乏解决实际问题的能力。为了提高“模拟电子技术”课程的教学质量，提高学生的工程素质，本文结合一个逆向命题实例，将逆向思维融入到课程基础知识与重点内容的教学与考核中。学生只有具备了扎实的理论基础和工程经验，才能设计出高性能的实用电路，实现教师的逆向命题要求。通过开展逆向命题教学方法，激发了学生的学习兴趣，提高了考题的甄别能力，在巩固已经掌握的理论知识的基础上拓展了学生的实践能力，取得了较好的研究成果。
参考文献：
[1]王鲁杨，王禾兴.提高“模拟电子技术”课程教学效果的实践[J].中国电力教育，2012，（11）：38-39，43.
[2]李战胜.“模拟电子技术基础”教学质量的探索[J].中国电力教育，2012，（13）：43，57-58.
[3]刘颖，侯建军，黄亮.“电子技术课程设计”精品课程建设与改革实践[J].电气电子教学学报，2008，30（2）：3-4，7.
[4]徐春梅，李莉，沈洪斌，等.逆向思维教学法在“应用光学”课程教学中的应用[J].中国电力教育，2009，（13）：64-65.
[5]曾静，曹顺.“模拟电子技术”课程教学改革探索[J].中国电力教育，2012，（27）：77-78.
[6]刘浩，任立红，唐莉萍.“模拟电子技术基础”课程的研究型教学改革[J].中国电力教育，2012，（35）：52-53.
模拟电路的设计方法范文4
[关键词]通信电子电路；教学改革；教学方法；教学内容
[中图分类号]G642
[文献标识码]A
[文章编号]2095-3712（2014）28-0059-03
[基金项目]本文系广西高等教育教学改革工程项目（2013JGZ128）的研究成果。
[作者简介]陈冬梅（1976―），女，湖北荆门人，硕士，桂林电子科技大学信息与通信学院副教授，研究方向：无线通信，通信网络。
通信电子电路是通信工程、电子信息工程、电子科学与技术等专业中的一门重要的专业基础课，也是一门理论性、工程性和实践性很强的专业基础课。它主要研究模拟通信系统中一些基本单元电路的组成、工作原理及功能、基本分析方法和工程计算方法，强调电路结构和单元电路的模型化。[1]通过学习这门课程，学生可以初步具备通信系统的设计和安装技能，并能使用电子仪器进行调整和测试，为以后专业课的学习打下基础。本文根据多年的教学实践，分析该课程教学现状，探索教学改革。
一、课程教学现状
（一）教学内容多，课时少
根据学校的教学改革要求，通信电子电路课程的课时被压缩，造成教学内容多与教学课时少的矛盾。[2]同时，先修课程所接触的电路基本上都是线性电路，而本课程涉及的电路是非线性电路，因此教师教得费力，学生学得吃力。
（二）与先修课程、后续课程联系密切
通信电子电路的先修课程有高等数学、大学物理、电路分析基础、模拟电子技术、信号与系统等，后续课程有通信原理、现代移动通信系统等，因此它是一门承前启后的课程。[3]
（三）理论教学与实践教学的脱节
理论教学中介绍的电路多是分立元件电路且没考虑实际电路的高频效应，学生在课堂上很少接触实际的电子产品及电路，实践教学多以验证实验为主，缺少创新性和自主性。[4]
（四）理论教学和集成电路学科发展差距大
理论教学仍以较为经典的分立元件电路的内容为主，这与集成电路学科发展的差距较大，造成学生所学与所用脱节，学而无用的现状，也就是说，学生在学习本门课程之后难以设计出实用的高频、射频电路，甚至连相关的文献资料也看不懂。
二、教学改革的探索
针对上述教学现状，本文对通信电子电路课程教学改革进行了如下探索：
（一）修改教学大纲，精简教学内容
随着通信技术和集成电路技术的飞速发展，电路的集成度越来越高，通信电子电路的课程教学大纲和教学内容要顺应时代潮流不断更新，删除、缩减一些陈旧的教学内容，比如丙类倍频器、二极管调幅电路等，增加一些新技术的介绍和典型的集成电路模块，比如锁相环倍频器、集成模拟乘法器调幅电路等。除此之外，相似内容避免重复讲，比如幅度调制、乘积型同步检波、混频器等电路的核心器件都是相乘器，只需要详细介绍首先接触到的幅度调制电路选用什么样的相乘器来实现以及相乘器工作原理，后两种电路中的相乘器介绍即可忽略。
（二）改进教学方法，实现本课程的承前启后
由于通信电子电路课程是一门承前启后的专业基础课，所以理论教学过程中要采用适当的教学法。
1.移植教学法引导学生“承前”
案例一：LC选频回路。
教学过程中，采用如下步骤进行：
（1）LC选频回路是线性元件电感、电容、电阻等组成的电路，因此它是一个线性系统。
（2）接着，让学生回忆信号与系统课程中线性系统的常用分析方法，即频域分析法，将信号与系统中的频域分析法移植到LC选频回路的分析中，从系统传输函数的幅频特性和相频特性两个方面来分析LC选频回路的选频效果。
案例二：正弦波振荡电路。
移植教学法可以不断提出问题让学生思考。教学过程中，采用如下步骤进行：
（1）设问：正弦波振荡电路是线性电路还是非线性电路？（是典型的非线性电路）这种非线性系统采用什么分析方法――图解法、幂级数分析法等？由于正弦波振荡电路在起振初期的信号是小信号，所以可以将正弦波振荡电路看作是一个近似的线性电路，采用模拟电子技术课程中微变等效电路分析方法来分析其振荡条件的满足。
（2）在微变等效电路分析的基础上推导振荡条件、振荡频率等。教学过程采用这种移植教学法给学生不断设问，引导学生思考问题，这样学生很容易接受陌生的教学内容，也能学会分析问题、解决问题的方法，也会明白学以致用的道理。
2.对比教学法引导学生“承前启后”
下面分别通过案例一说明如何采用对比教学法“承前”，通过案例二说明如何采用对比教学法“启后”。
案例一：高频小信号调谐放大器。
模拟电子技术中介绍过低频放大器，通信电子电路介绍高频小信号调谐放大器，如图1所示。这两者的共同点是都属于电压放大器，可以采用对比教学法分析高频小信号调谐放大器的性能，过程如下：
图1 高频小信号调谐放大器
（1）对比电路结构的不同。教学过程中可通过设问来比较两者的电路结构的不同。不同点之一：低频放大器的输入信号形式通常采用阻容耦合方式，高频放大器采用变压器耦合方式。不同点之二：低频放大器的负载是电阻，高频放大器负载是LC选频回路。
（2）分析步骤的异同点。分析步骤的异同点如表1所示。高频小信号放大器的分析部需要低频放大器的步骤一。因为低频放大器的微变等效电路采用H参数，H参数与放大器的静态工作点参数有关，而高频小信号放大器的微变等效电路采用Y参数，Y参数与放大器的静态工作点参数无关，所以忽略此步骤。接下来的步骤二是类似的，但是这部分学生往往对电容电感的处理感到棘手，教学中常用黑板板书列出电容电感元件处理方法的不同，如表2所示。步骤三是类似的，只不过分别采用H参数，Y参数微变等效电路。步骤四也是类似的，性能指标的计算有所不同而已。若采用这种对比教学法的话，学生能轻而易举地掌握高频小信号放大器的分析方法。
案例二：幅度调制、频率调制和相位调制。
本课程中介绍的三种调制方式都属于模拟调制方式，虽然模拟调制系统在现今通信中不大常用，但是模拟调制是后续课通信原理中模拟调制、数字调制的分析基础。两门课程都会介绍模拟调制，但是侧重点和分析内容不同，因此可以采用对比教学法来“启后”。比如，通信电子电路着重介绍调制信号是单频信号情况下的三种模拟调制原理及电路形成，而通信原理着重介绍调制信号是带限信号情况下的三种模拟调制原理及相应的模拟调制系统的性能分析，系统性能分将会有助于课程设计和毕业设计中如何选择一个合适的调制方式来实现通信。
（三）加强实践教学，以赛促学
实践教学是理论教学的重要辅助部分，也是提高教学质量的重要手段之一。对于通信电子电路课程来说实践教学尤为重要。
首先要合理安排实验内容，减少验证性实验，多让学生的动手设计部分电路或改进部分实验电路，这样既能加强对理论知识的理解，又能锻炼学生的动手能力。
其次要加强课程设计，丰富课程设计内容。针对学生的个人特点，课程设计可以设定为软件仿真类、硬件设计类课程设计，硬件设计类的课程设计也不一定要学生设计一个全新的通信系统，可以试着用学过的理论知识来改进现有电路以实现一个新的功能。
最后还要以赛促学，调动学生学习本门课程的积极性。教学过程中可以将全国电子设计大赛和广西电子设计大赛与本课程教学内容密切结合，课堂上适当介绍本学科的发展前沿，推动本课程的课程教学、教学改革等，激发学生的学习兴趣。我校的科协和创新基地等为学生提供了动手的平台，学生参加各类电子类大赛成绩斐然，很好地激发了学生的学习热情。[5]
（四）充分运用多媒体和仿真软件
在信息时代的大环境下，多媒体教学已成为一种趋势。多媒体教学融入文本、电路图、框图、动画等元素，使抽象的内容形象化、生动化，学生容易理解和接受。比如在讲解高频小信号调谐放大器时，通过多媒体动画演示，引导学生思考下一个要分析的问题是什么。
另外，将仿真软件Multisim引入到课堂教学，相当于将实验室搬到课堂中，利用强大的虚拟仪器仪表功能对讲授的单元电路进行仿真实验，这样可以加深学生对电路功能的理解，使教学内容更加直观。
三、结束语
本文针对通信电子电路的教学现状，对教学方法进行了探索，通过具体的教学案例重点介绍了如何实施移植教学法和对比教学法。总之，在教学过程中，只有不断进行教学方法的改进才能取得好的教学效果，激发学生的学习兴趣，培养学生的动手能力。
参考文献：
[1] 王卫东，陈冬梅，胡煜.高频电子电路[M].第3版.北京：电子工业出版社，2014.
[2] 陈冬梅，周胜源.Multisim 8软件在通信电子电路课程教学中的应用[J].桂林电子科技大学学报，2009（4）：317-320.
[3] 李士军，宫鹤，徐艳蕾.“高频电子线路”教学研究[J].长春理工大学学报，2012（8）：201-202.
模拟电路的设计方法范文5
关键词：模拟；电子电路；实验平台；设计
21世纪是信息时代，电子计算机技术得到了快速的发展，覆盖了社会的方方面面，尤其是在教育教学方面的影响更是十分显著，模拟电子电路虚拟实验发展十分迅速。模拟电子电路虚拟实验的出现为电子电路的学习与研究带来了巨大的方便，有效的培养了学生对电子电路的分析、测试、理解与研究能力。传统的电子电路实验过程复杂，方法单一，对于实验设备的要求比较高，浪费了大量的人力物力，而且对一些复杂的电子电路实验而言，传统的实验方式根本无法实现，或者由于实验设备的制约，很多情况下根本无法完成相应的电子电路实验。模拟电子电路虚拟实验出现解决了这些难题，无论是在时间还是教学内容上都有很大的优势，在实际的学习与教学过程中得到了广泛的应用。
1 建设模拟电子电路虚拟实验平台的理念
1.1 与理论相结合
电子电路教学是电学体系中十分重要的知识板块，电子电路教学又分为理论教学、实验教学两个部分。我们进行模拟电子电路虚拟实验就是为了更好的促进电子电路教学整体的进步，因此在实际的教学过程中我们应该充分的考虑模拟电子电路虚拟实验与电子电路理论教学的有效结合，实现两者之间的相互促进，这才是最为科学的实验教学方式。
1.2 解决传统实验模式弊端
传统的电子电路实验教学经常受到仪器设备。实验环境和实验条件的影响，造成在进行电子电路实验的过程中往往不能顺利进行。另一方面，传统的电子电路实验过程中由于实验步骤的复杂性，因此常常是以教师的讲解为主导，学生动手操作和动脑思考的过程很少，并不能真正达到实验的目的。传统电子电路实验教学的这些弊端共同造成了传统实验教学与理论知识脱节，失去实验的意义，但是我们使用模拟电子电路虚拟实验平台进行实验，可以有效的克服这些弊端，解决在实验过程中的条件问题，让学生通过思考进行设计仿真，这样的实验过程能够培养学生的创新性和思维能力，真正达到实验教学的目的。
1.3 与教学目标吻合
我们设计模拟电子电路虚拟实验平台就是为了促进电子电路教学的发展。通过实际的模拟电子电路虚拟实验教学我们也清楚的发现，该技术可以很好的与电子电路课程的教学目标相吻合，这是传统的实验课程无法实现。在具体的表现方面有：首先，采用先仿真后实验的方式，这样帮助学生进行思考，锻炼了学生思维能力；其次，重视基础实验，实现了对学生动手能力和操作能力的全面提高；最后在很大程度上可以对学生的创新能力进行培养，实现学生综合能力的提升。
2 模拟电子电路虚拟实验平台的设计
2.1 模拟电子电路虚拟实验平台的硬件结构
模拟电子电路虚拟实验平台最为重要与核心的部分就是硬件结构的设计，一般的模拟电子电路虚拟实验平台的硬件结构主要是由计算机、接口电路、实验板三个板块组成。
2.1.1 计算机
计算机是进行模拟电子电路虚拟实验平台设计的物质基础也是硬件结构的核心。学生在进行实验的过程中首先要进行的就是在计算机上进行实验的设计与模拟验证。模拟电子电路虚拟实验平台还可以实现多个实验之间的横向对比，这样的设计可以让学习者更加清楚的掌握实验。在模拟电子电路虚拟实验平台的设计中要想实际的实验与虚拟实验进行有效的结合，这样的设计才是更加科学合理的。
2.1.2 接口电路
接口电路也是模拟电子电路虚拟实验平台中十分重要的设计要素。计算机输送的信号一般都是并行数据，而控制节点可以接收的一般都是串行数据，这时就需要植入接口电路，这种电路的作用就是实现控制信号与智能插件版的有效结合，通过这种方式控制节点的通断，这时整个实验平台的关键所在，接口电路对于电路的控制功能一般是通过单片机进行的。
2.1.3 实验板
模拟电子电路虚拟实验平台的实验板是由稳压电源、函数发生器、智能插件板、集成器件插件板等模块组成。它是模拟电子电路虚拟实验平台中主要的模拟实验中心，依靠正弦波形、方波、三角波三种函数发生器进行。
2.2 模拟电子电路虚拟实验平台的软件结构
2.2.1 电子电路虚拟实验子系统
作为电子电路虚拟实验平台的核心电子电路虚拟实验子系统主要是由拟实验子系统、模拟电路虚拟实验子系统、数字电路虚拟实验子系统和综合电路虚拟实验子系统4个部分构成。该子系统可以帮助学生对理论知识进行深入的理解，对电子电路的基础知识进行实验验证，培养和锻炼学生的操作能力。在进行设计的过程中要将RLC移相电路与谐振电路，基本定理（律）验证电路等系列实验设计到该系统中，这样才能充分发挥其作用。
2.2.2 模拟电路虚拟实验子系统
模拟电路虚拟实验子系统的主要作用是帮助学习者加深对于电路知识的理解与认识，同时提高学生的探究能力与独立解决问题的能力。系统中经常会涉及到一些具有思考价值的实际问题，让学生通过分析掌握模拟电路分析、仿真、设计的能力。在该系统的设计过程中要植入晶体管放大电路、信号运算电路、功率放大电路、滤波电路、信号产生电路和直流稳压电源、二极管电路等系列实验。
2.2.3 数字电路虚拟实验子系统
该系统的作用是帮助学生学习数字电路相关的理论知识的学习与理解。让学生通过模拟实验子系统熟练的掌握数字电路的分析、测试与仿真。在具体的系统设计中应该将A/D与D/A转换电路、组合逻辑电路、逻辑器件测试、时序逻辑电路以及555定时器应用等系列实验设计到该子系统中去。
3 结束语
模拟电子电路虚拟实验平台是现代计算机技术发展的产物，对于现代电子电路实验研究和教学工作有着十分重要的意义与价值。该平台为学生的学习提供了一个科学、理想、实用的实验平台，实现了电子电路教学的跨越式发展，对于现代教育教学工作有着重要的意义与价值。
参考文献
模拟电路的设计方法范文6
Abstract: This paper discussed how to build the automatically generated simulation platform of fault dictionary of analog circuits, and made exploration and research combining with the diagnosis theory of soft fault of analog circuits, in order to automatically generate the soft fault dictionary of analog circuits. Based on building the automatically generated simulation platform of hard and soft fault dictionary of analog circuits, this paper introduced the algorithm theory of soft fault dictionary and the structure of simulation platform in detail, and showed the automatically generated fault dictionary through circuit simulation examples.
关键词：模拟电路；故障字典；节点电压增量关系方程；故障仿真
Key words: analog circuits；fault dictionary；node voltage increment relation equation；fault simulation
中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）02-0054-01
0引言
在航空航天、国防武器及汽车领域之中，各种电子设备和嵌入式系统的数字化程度越来越高，电路的设计复杂化，数字电路板的测试和仿真及维修难度也在不断随之增大。虽然数字电路有其自身的优点，而且在装备电路板中占有很大的比重，但是在特定条件和装备的关键部位，如果采用模拟电路的设计，可以得到性能更为优越的电路。
1模拟电路故障概述
目前，模拟电路在电子装备设计中还是占有相当比重的，而且模拟电路的故障率相对较高。大约在数字电路的千倍以下。电路板的故障有90%是模拟电路故障引起的，对于模拟电路的测试诊断和维修，向来被人们看作是装备技术保障中的一个难以解决的问题。如果采用传统的人工分析测试方法和常规的仪表，那么维修的难度是相当大的，另外一方面，从维修周期来说，时间也比较长。在现代生活中，这种情况已经远远不能适应实际要求经济、快捷保障的需要。自动生成仿真平台是指在单一计算机系统控制下的多种测试和测量仪器、仪表的集成系统，通过在计算机系统上进行适当的编程，可以实现对被测验件的自动激励和响应采集。并可以实现对激励序列的相关性分析。对被测件进行功能行为或特征参数的分析、进行性能状态的评估，以及故障检测和定位，可以通过自动测试系统来实现。自动测试系统进行模块化、编程性和通用化的处理，可以令其成为构建测试维修平台的最佳选择。
2如何建立模拟电路故障字典自动生成仿真平台
2.1 模拟电路的故障测试基本做法通常模拟电路的故障测试的基本做法就是从输入端加上若干的测试激励，然后再观察相应的输入响应，并和自己预期的正确结果进行比较，如果一致，便可以认为电路板是满足设计要求的，是好板，如果不是这样，那么就会有故障存在。另外，还要对于产生故障的电路板进行诊断，找出故障发生的原因并进行维修。这就是通常所说的模拟电路故障的基本做法。
2.2 如何进行故障模拟进行故障模拟是评价测试激励故障探测能力，每次可以先在被测模型中插入一个故障的类型，然后再将测试激励顺序进行施加到被测板模型上，并将其响应与好板仿真的响应周期来进行对比。若发生不匹配的现象，那么就可以认为检测出了这个故障，并在这个基础之上得出故障的覆盖率。当故障覆盖率没有达到要求的时候，就要进一步的进行优化激励。在这个过程中，可以利用Sherlock算法，把“可能探测”转成“确定探测”。同时，故障模拟要技持步进式，分布式的故障模拟，以提高故障模拟的效率。故障的类型通常可以分为固定的故障和开路故障、短路故障，用户可以插入被测板的任意位置，此做法可以根据自己的实际情况进行一种或两种选择。
2.3 故障覆盖率报告与可测性数据报告故障覆盖率报告是故障模拟的输出信息之一，描述测试激励对于故障探测能力的大小，主要有以下几个方面的内容，第一，评价每条测试向量的故障测试能力，可以按测试向量在测试激励中顺序排序，这样就可以达到删除多余的测试量的目的，从而可以大大提高测试的效率。其二，在报告可能探测和不可能探测的故障中，便用户口有目的的增加测试量，同样可以达到提高故障覆盖率的目的。其三，报告插入每种类型故障的数目，还有所有故障的总数，再加上测试激励对于各个类型的故障的和总的探测率。要知道，对于故障模拟的输出信息而言，可测性数据报告也是故障模拟的输出信息之一，如果对于故障板上的结点进行描述，那么对于故障覆盖率影响的大小，并按从大到小的顺序进行排列，那么可以有效提高设计的可测性和故障的覆盖率。
2.4 故障字典的形成故障字典是故障模拟的输出信息之一，用于可维修故障板的故障诊断，与传统的引导探笔相比，利用故障字典进行诊断要快得多，大大提高了工作的效率。但是故障字典只能对于已经模拟过的故障进行诊断。当然，它也可以与引导探笔一起诊断，这样一来，在故障字典中，可以先按故障特征进行分组。故障组的平均数目越低，就说明故障字典的隔离率越高，从而说明故障定位的精确性就越高。这样，就可以达到故障诊断用时少的目的。而故障覆盖率和故障隔离率是相关的概念，故障覆盖率强调的是故障的覆盖面，而隔离率则强调的是故障定位的精确性，故障覆盖率高说明了测试激励发现故障的可能性也在提高。而故障隔离率高，则可以达到发现一个故障的平均用时少的目的。
3结束语
如果引入基于故障字典法的模拟电路故障字典开发平台，可以有针对性的解决模拟电路板故障诊断和维修中存在的困难，该平台上可以集成电路模型图形化的输入以及无器故障的自动插入技术，更便于交流频率的自动选取。另外，该平台还集成了诊断测试点优选等关键技术。通过对电路的自动仿真与数据分析实现了模拟电路故障诊断用故障字典的自动生成。应用该平台可有效避免传统依赖人工分析进行故障诊断遇到的各种难题，这已经通过结合实际模拟电路板验证表明。而且，对于提高模拟电路板故障诊断效率以及实现模拟电路板的自动测试都具有重要意义。
参考文献：
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[2]王光义.RC－Nullor网络的一种拓扑分析方法及不定导纳矩阵的形成[J].电子学报，1994，（05）.
