仿真电路设计报告

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仿真电路设计报告范文第1篇

关键词：创新实践；项目设计型；教学改革

近年来，河南科技大学电气工程学院有计划地进行了一系列教学改革活动，探索创新教育与专业教育深度融合的具体方法，初步构建了贯通课内、课外，融汇主要教学环节的地方高校工科大学生创新实践教育模式，以求切实加深学生对课程理论知识理解、提高动手应用知识能力。其中，电气工程学院提出项目设计型实验教学模式改革的方案，电工电子实验中心以电路实验课程为依托进行改革，要求学生自主完成实验电路设计，课下进行仿真软件验证；实验中自选元件、芯片，在面包板上进行电路调试，使用数字示波器、万用表等测取实验结果。以实验形式、实验指导方式的改变，实现学生创新实践能力的培养。

1电路实验教学改革的必要性

传统的电路实验通常是教师进行实验原理、实验电路的讲解，告知实验数据结果如何测量验证、实验仪器设备的使用方法以及实验过程中需要注意的安全问题；学生在外购的实验台上进行接线、验证，完成实验报告。该教学方式存在诸多的弊端，学生在整个过程中被动接受，按部就班地完成实验过程，避开了实验过程中可能出现的问题，缺少自主发现问题、解决问题的过程，不能充分调动其进行独立思考和创新的积极性，也就无法达到通过实验来加深对所学知识理解、锻炼动手能力，在实验中获得满足感，进而主动研究、接受挑战，增强其实践创新能力的目的。项目设计型实验教学模式，基本思路是部分或者全部抛开实验台，实验采用在面包板上插接电子元件的形式进行。电工电子实验中心针对电路实验课程中“二阶电路响应”“双口网络”为例进行改革创新。要求学生在实验前自行完成实验电路设计，并使用Multisim仿真软件进行验证，获得相应测量波形及数据，自我评估实验方案是否合适。实验中，学生根据实验前自主设计的电路，选取合适的电子元件、芯片，最后插接在面包板上进行电路调试，使用数字示波器、万用表等测取实验结果，与仿真结果进行比较，自我判断实验结果是否正确。实验结束后自我梳理，完成整个实验设计报告。项目设计型实验教学模式，学生首先需要利用所学的知识进行电路设计，再通过实验验证发现设计中的缺陷或者漏洞，结合实验数据进行分析，解决问题，最终通过设计报告、实验报告的撰写进行总结反思，提炼成文。相比传统的接线、验证实验方式，项目设计型实验教学模式，学生从自己设计电路开始，能力培养目标转变为电路设计、知识运用、自主分析问题、解决问题的能力和实践动手能力。

2二阶电路的响应

在二阶电路的响应实验进行改革之前，采取PSpice软件仿真的形式进行，目的在于学习PSpice软件的基本使用方法，同时理解二阶电路的三种暂态过程，结合学生已掌握软件和工具的使用情况，将实验形式改革为“软件仿真+面包板插接”。提前实验任务，提出要求，限定元件范围，要求学生课下使用Multisim软件进行仿真设计，选取RLC二阶电路的参数，查看仿真结果，列元件清单；既定实验时间，完成PSpice仿真任务后，领取元件，进行面包板插接，自主操作完成对应结果的测量。

2.1使用Multisim软件进行二阶电路设计

完成参数选取、暂态过程波形记录在电路实验的课程设置中，RLC串联谐振电路的分析是使用Multisim软件完成的，故学生已掌握软件的基本使用方法，可以使用虚拟函数信号发生器、示波器及基础的电阻电容电感搭建仿真原理电路，并观察实验现象；一阶RC电路的响应在实验台上完成，故学生已掌握由实物的函数信号发生器、示波器及分立元件组装调试电路，观察记录测试结果的能力，且二阶电路的响应在周期性重现操作时与一阶电路是相通的，均可将方波或者矩形波的跳变边沿视为换路时刻，进而观察暂态响应过程，适合作为一阶响应的进阶实验。基于以上两点，在二阶电路的整个实验过程中，可以弱化任课教师的指导作用，放手让学生自主设计并调试完成测试任务。任课教师提前二阶电路的实验任务，限定电阻、电位器、电感、电容的参数范围，要求学生课下借助Multisim软件选择合适的电感、电容参数及恰当的方波频率，计算电阻值，使暂态过程分别为过阻尼、临界阻尼、欠阻尼，用示波器观察记录各暂态响应曲线并估读暂态持续时间。

2.2使用PSpice仿真工具进行仿真实验

既定实验时间，学生提交Multisim软件仿真实验电路图、仿真结果及元件清单，任课教师审核通过后方可进入实验室。为了实现让学生熟悉并掌握PSpice工具使用方法的目的，教师演示搭建二阶电路原理图及获取仿真波形的示例后，预留一定时间如半个小时，供学生完成其自主设计二阶原理图的输入，并截图几个暂态响应过程，比较分析三种暂态响应过程的不同点、变化条件、时间长短，课下完成总结。若不能在限定时间内完成实验任务，可在实验室开放时间自由补做。

2.3硬件面包板插接完成

PSpice仿真或者预留限定时间倒计时结束后，学生2人一组自由组合，凭元件清单领取元件及工具。自主操作，进行面包板插接，在面包板上搭建由分立元件组成的电路，用函数信号发生器给出合适频率的输入方波，使衰减或振荡有足够的时间减小到0，用数字示波器测量相应波形，改变电位器或者电阻值的大小，完成对应整个暂态过程波形的测量。在整个面包板硬件插接过程中，教师只负责元件工具的发放，讲解仪器设备的使用。电路搭建、调试，制定测试方案，判断实验现象是否正确等由学生自主设计完成，达到预期实验目标后，由教师负责验收，并根据学生演示及问题回答情况给出实验操作分数。

2.4评分标准

评分标准依据RLC二阶串联电路的设计电路图、元件清单、电路三种暂态过程的Multisim软件仿真波形，即设计环节占实验成绩的30%，实验操作环节占实验成绩的30%，PSpice仿真波形及硬件插接实验波形结果占实验成绩的20%，实验设计报告完成情况占实验成绩的20%。

3双口网络

双口网络实验在改革之前在实验台上直接完成，且实验台已经封装好现成的T网络和π网络，学生只需简单连线给定输入电压，连接测量仪表即可完成实验数据的测量，课后计算T参数。为了进一步提高学生电路设计、知识运用能力，将双口网络的实验形式改革为面包板插接。

3.1使用Multisim软件进行双口网路电路设计

并测量数据完成T参数理论值计算任课教师提前双口网路的实验任务，并限定电阻元件的选择范围，要求学生课下自主选择电阻元件搭建T网络、π网络及二者级联网络的电路，并根据选取的电阻阻值及电路网络结构计算相应的T参数矩阵的理论值。之后，使用Multisim软件进行仿真，根据实验指导书上的内容，给定直流稳压电压源10V。利用同时测量法测量输出端开路、短路条件下T网络、π网络的输入端、输出端的电压、电流值。用分别测量法测量T网络和π网络级联后网络输出端开路、短路条件下，输入端的电流值；以及输入端开路、短路条件下，输出端的电流值。要求有仿真测量电路图、T参数矩阵的计算值及仿真数据表格。

3.2硬件面包板插接

既定实验时间，学生提交其设计的T网络、π网络及二者级联网络的电路图、各网络的理论T参数、Multisim仿真测试数据及元件清单，任课教师审核通过后方可进入实验室。凭元件清单领取元件及工具，在面包板搭建由电阻组成的网络，根据仿真数据测量的方法，利用实验台的直流稳压电源作为输入，直流电压表、直流电流表或者万用表测量相应的电压电流，完成T网络、π网络、二者级联等效网络对应实测数据的测定。由教师负责验收，并根据学生操作及问题回答情况给出实验操作分数。

3.3评分标准

双口网络的设计电路图、元件清单、T参数矩阵理论计算结果、仿真数据测量正确与否占实验成绩的30%；实验操作环节及实验测量数据正确与否占实验成绩的50%；根据实验测量数据及实验方法计算的T参数正确与否、实验设计报告完成情况占实验成绩的20%。

4实验教学改革效果与改进

4.1实验教学改革效果

通过课前布置实验任务，课下设计实验电路，再通过面包板插接环节搭建调试电路，很好地锻炼了学生的自主设计电路、发现问题解决问题的能力。在实验过程中，弱化教师的主动指导作用，发挥学生的主观能动性，变学生的被动学习为主动思考，极大地提高了学生的积极主动性。同时，在实操环节，利用函数信号发生器、数字示波器等设备仪器，承接后续电子技术实验课程的学习。俗话说：“兵马未动，粮草先行。”设备、工具、软件环境的熟练运用，可为以后的专业课学习、研究打下坚实的基础。更重要的是在整个“学而思，思而做，做而乐，乐而学”的良性循环学习过程中，学生学习习惯和综合创新能力的培养，将使其受益无穷。

4.2进一步改进的方向

脚踏实地，进一步细化电路实验课程改革过程中存在的问题，找准下一步的努力方向。二阶电路的响应实验，在实验时要完成PSpice软件仿真和面包板插接，耗时较长，可尝试将PSpice二阶电路示例做成视频，供学生课下学习，或让其寻找网络资源，符合当下流行的学习趋势，且提高效率。双口网路实验，实际搭接电路时，电流的测量值在十几毫安至几十毫安时可减小测量误差，这就要求电阻取值合适，否则直接影响测量数据的准确性，故可适当地修改电阻参数的选择范围。双口网络中电阻参数选取不同，T参数、测量的电压电流值也各异，放手让学生自主设计电路的同时，也给检查学生数据带来了一系列不便。可以根据双口网路的一般结构，推导T参数的通式，将要测量的数据表示成T参数的表达式，借助数据处理软件，减少数据比对过程中的计算量。

仿真电路设计报告范文第2篇

2001年我国新增“集成电路设计与集成系统”本科专业，2003年至2009年，我国在清华大学、北京大学、复旦大学等高校分三批设立了20个大学集成电路人才培养基地，加上原有的“微电子科学与工程”专业，目前，国内已有近百所高校开设了微电子相关专业和实训基地，由此可见，国家对集成电路行业人才培养的高度重视。在新形势下，集成电路相关专业的“重理论轻实践”、“重教授轻自学轻互动”的传统人才培养模式已不再适用。因此，探索新的人才培养方式，改革集成电路设计类课程体系显得尤为重要。传统人才培养模式的“重理论、轻实践”方面，可从课程教学学时安排上略见一斑。例如：某高校“模拟集成电路设计”课程，总学时为80，其中理论为64学时，实验为16学时，理论与实验学时比高达4∶1。由于受学时限制，实验内容很难全面覆盖模拟集成电路的典型结构，且实验所涉及的电路结构、器件尺寸和参数只能由授课教师直接给出，学生在有限的实验学时内仅完成电路的仿真验证工作。由于缺失了根据所学理论动手设计电路结构，计算器件尺寸，以及通过仿真迭代优化设计等环节，使得众多应届毕业生走出校园后普遍不具备直接参与集成电路设计的能力。“重教授、轻自学、轻互动”的传统教学方式也备受诟病。课堂上，授课教师过多地关注知识的传授，忽略了发挥学生主动学习的主观能动性，导致教师教得很累，学生学得无趣。

2集成电路设计类课程体系改革探索和教学模式的改进

2014年“数字集成电路设计”课程被列入我校卓越课程的建设项目，以此为契机，卓越课程建设小组对集成电路设计类课程进行了探索性的“多维一体”的教学改革，运用多元化的教学组织形式，通过合作学习、小组讨论、项目学习、课外实训等方式，营造开放、协作、自主的学习氛围和批判性的学习环境。

2．1新型集成电路设计课程体系探索

由于统一的人才培养方案，造成了学生“学而不精”局面，培养出来的学生很难快速适应企业的需求，往往企业还需追加6～12个月的实训，学生才能逐渐掌握专业技能，适应工作岗位。因此，本卓越课程建设小组试图根据差异化的人才培养目标，探索新型集成电路设计类课程体系，重新规划课程体系，突出课程的差异化设置。集成电路设计类课程的差异化，即根据不同的人才培养目标，开设不同的专业课程。比如，一些班级侧重培养集成电路前端设计的高端人才，其开设的集成电路设计类课程包括数字集成电路设计、集成电路系统与芯片设计、模拟集成电路设计、射频电路基础、硬件描述语言与FPGA设计、集成电路EDA技术、集成电路工艺原理等；另外的几个班级，则侧重于集成电路后端设计的高端人才培养，其开设的集成电路设计类课程包括数字集成电路设计、CMOS模拟集成电路设计、版图设计技术、集成电路工艺原理、集成电路CAD、集成电路封装与集成电路测试等。在多元化的培养模式中，加入实训环节，为期一年，设置在第七、八学期。学生可自由选择，或留在学校参与教师团队的项目进行实训，或进入企业实习，以此来提高学生的专业技能与综合素质。

2．2理论课课堂教学方式的改进

传统的课堂理论教学方式主要“以教为主”，缺少了“以学为主”的互动环节和自主学习环节。通过增加以学生为主导的学习环节，提高学生学习的兴趣和学习效果。改进措施如下：

（1）适当降低精讲学时。精讲学时从以往的占课程总学时的75％～80％，降低为30％～40％，课程的重点和难点由主讲教师精讲，精讲环节重在使学生掌握扎实的理论基础。

（2）增加课堂互动和自学学时。其学时由原来的占理论学时不到5％增至40％～50％。

（3）采用多样化课堂教学手段，包括团队合作学习、课堂小组讨论和自主学习等，激发学生自主学习的兴趣。比如，教师结合当前本专业国内外发展趋势、研究热点和实践应用等，将课程内容凝练成几个专题供学生进行小组讨论，每小组人数控制在3～4人，课堂讨论时间安排不低于课程总学时的30％［3］。专题内容由学生通过自主学习的方式完成，小组成员在查阅大量的文献资料后，撰写报告，在课堂上与师生进行交流。课堂理论教学方式的改进，充分调动了学生的学习热情和积极性，使学生从被动接受变为主动学习，既活跃了课堂气氛，也营造了自主、平等、开放的学习氛围。

2．3课程实验环节的改进

为使学生尽快掌握集成电路设计经验，提高动手实践能力，探索一种内容合适、难度适中的集成电路设计实验教学方法势在必行。本课程建设小组将从以下几个方面对课程实验环节进行改进：

（1）适当提高教学实验课时占课程总学时的比例，使理论和实验学时的比例不高于2∶1。

（2）增加课外实验任务。除实验学时内必须完成的实验外，教师可增设多个备选实验供学生选择。学生可在开放实验室完成相关实验内容，为学生提供更多的自主思考和探索空间。

（3）提升集成电路设计实验室的软、硬件环境。本专业通过申请实验室改造经费，已完成多个相关实验室的软、硬件升级换代。目前，实验室配套完善的EDA辅助电路设计软件，该系列软件均为业界认可且使用率较高的软件。

（4）统筹安排集成电路设计类课程群的教学实验环节，力争使课程群的实验内容覆盖设计全流程。由于集成电路设计类课程多、覆盖面大，且由不同教师进行授课，因此课程实验分散，难以统一。本课程建设小组为了提高学生的动手能力和就业竞争力，全面规划、统筹安排课程群内的所有实验，使学生对集成电路设计的全流程都有所了解。

3工程案例教学法的应用

为提升学生的工程实践经验，我们将工程案例教学法贯穿于整个课程群的理论、实验和作业环节。下面以模拟集成电路中的典型模块多级放大器的设计为例，对该教学方法在课程中的应用进行详细介绍。

3．1精讲环节

运算放大器是模拟系统和混合信号系统中一个完整而又重要的部分，从直流偏置的产生到高速放大或滤波，都离不开不同复杂程度的运算放大器。因此，掌握运算放大器知识是学生毕业后从事模拟集成电路设计的基础。虽然多级运算放大器的电路规模不是很大，但是在设计过程中，需根据性能指标，谨慎挑选运放结构，合理设计器件尺寸。运算放大器的性能指标指导着设计的各个环节和几个比较重要的设计参数，如开环增益、小信号带宽、最大功率、输出电压（流）摆幅、相位裕度、共模抑制比、电源抑制比、转换速率等。由于运算放大器的设计指标多，设计过程相对复杂，因此其工作原理、电路结构和器件尺寸的计算方法等，这部分内容需要由主讲教师精讲，其教学内容可以放在“模拟集成电路设计”课程的理论学时里。

3．2作业环节

课后作业不仅仅是课堂教学的巩固，还应是课程实验的准备环节。为了弥补缺失的学生自主设计环节，我们将电路结构的设计和器件尺寸、相关参数的手工计算过程放在作业环节中完成。这样做既不占用宝贵的实验学时，又提高了学生的分析问题和解决问题的能力。比如两级运算放大器的设计和仿真实验，运放的设计指标为：直流增益＞80dB；单位增益带宽＞50MHz；负载电容为2pF；相位裕度＞60°；共模电平为0．9V（VDD＝1．8V）；差分输出摆幅＞±0．9V；差分压摆率＞100V／μs。在上机实验之前，主讲教师先将该运放的设计指标布置在作业中，学生根据教师指定的设计参数完成两级运放结构选型及器件尺寸、参数的手工计算工作，仿真验证和电路优化工作在实验学时或课外实训环节中完成。

3．3实验环节

在课程实验中，学生使用EDA软件平台将作业中设计好的电路输入并搭建相关仿真环境，进行仿真验证工作。学生根据仿真结果不断优化电路结构和器件尺寸，直至所设计的运算放大器满足所有预设指标。其教学内容可放在“模拟集成电路设计”或“集成电路EDA技术”课程里［4］。

3．4版图设计环节

版图是电路系统和集成电路工艺之间的桥梁，是集成电路设计不可或缺的重要环节。通过集成电路的版图设计，可将立体的电路系统变为一个二维的平面图形，再经过工艺加工还原为基于硅材料的立体结构。两级运算放大器属于模拟集成电路，其版图设计不仅要满足工艺厂商提供的设计规则，还应考虑到模拟集成电路版图设计的准则，如匹配性、抗干扰性以及冗余设计等。其教学内容可放在课程群中“版图设计技术”的实验环节完成。通过理论环节、作业环节以及实验的迭代仿真和版图设计环节，使学生掌握模拟集成电路的前端设计到后端设计流程，以及相关EDA软件的使用，具备了直接参与模拟集成电路设计的能力。

4结语

仿真电路设计报告范文第3篇

【关键词】EDA；电子技术；实验教学；电路设计

引言

电子技术既是电子类专业的重要专业基础课，又是一门技术性较强的专业必修课，学生除了要掌握扎实的理论基础，还要具备分析、设计以及应用电路的实践能力。实验实践则是加深和巩固学生动手实践和创新能力所必须的一种教学手段和教学途径。本文对电子技术实验的薄弱环节进行了分析，并提出了EDA软件在实验教学中的应用这一教学手段，经过实践，取得了较好的效果。

1.电子技术实验的薄弱环节

第一，传统的实验方法是完成硬件电路连接后验证、调试，得出实验结论。学生必须熟练使用仪器、仪表或实验箱等实验设备，在连接线路调试过程中对出现的问题能够排除故障。但是由于工科专业对实验设备的频繁使用，大部分设备会出现灵敏度降低、器件老化、损坏等问题，那么实验的效果将会受到严重影响。第二，教师的教学方法目前仍存在‘填鸭’式、‘说教’式的上课方式，这种以教师为主的教学方法，教师在台上讲多年未改的教材，学生没有自己的独立思考和见解，形成被动灌输的局面。使学生缺乏创新观念和意识。大学生对实践能力的认识和重视程度不够，难以彻底摆脱知识本位的学习理念，将理论学习、最终成绩看得很重，而把实践能力、实践过程当作无足轻重的事。第三，实验课上，主要以理论教学为主，没有得到学生重视，学生根据实验指导书照抄实验目的、实验原理、实验内容，每次实验结束发现学生对实验的原理都解释不清楚。教师不仅从实验方法、步骤、注意事项方面进行一一讲解，而且还需手把手进行实验演示，在检查学生演示实验结果时学生一知半解，机械式的操作，不能灵活的将实验现象与理论知识有机的联系在一起。学生的学习几乎处于被动状态，达不到实验教学的目的。第四，实验课的考核方式不完善，实验课多以出勤、实验报告的形式给出，对学生的考核不全面。这种形式主义，使得部分学生“浑水摸鱼”，进实验室后对待实验不认真，小组的成员在进行实验内容的时候，有些学生却忙于抄袭上次课的实验报告，学生的分数不能如实反映学生掌握知识的真实水平。

2.EDA软件在电子技术实验中的应用

在电子技术设计领域，可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）的应用，已得到广泛的普及，这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。1)将EDA软件应用于电子技术实验教学，以实践促理论，用理论指导实践。以往的教学方法侧重于理论知识讲解，十分抽象,无法实现软硬件结合而产生的直观现象，在电子技术实验中引入EDA软件教学，以HDL语言示例和MAX+plusII、Protel、AltiumDesigner、multiSIM10等电子电路设计与仿真工具教学软件引入课堂演示，加深和引导学生对电路设计的感性认识。看似重实践、轻理论的教学方法既有利于激发学生的学习热情，通过实验实践，掌握理论，在实践中巩固理论，用理论指导实践，从而达到较好掌握知识的目的。，2)将EDA软件应用于电子技术实验教学，丰富实验教学内容。通常实验中‘填鸭’式、‘说教’式的上课方式所讲的实验内容多年一成不变，不能激发学生的兴趣。引入EDA软件实验教学，重视实验内容的趣味性和实用性，更新精心设计每一个实验，让学生产生新鲜感，从而激起他们的兴趣。3)将EDA软件应用于电子技术实验教学，能够提高设计效率。传统的硬件电路设计过程都是由人工完成，硬件电路的验证和调试是在电路构成之后进行的，电路存在问题只能在验证后发现。EDA软件设计能够快速准确的完成电路的设计，利用计算机进行性能和功能的分析，如果发现错误或方案不理想，可以重新设计电路再仿真，直至得到满意的电路，大大提高了设计的质量和效率，并且节省了设计成本。

3.设计举例

应用EDA软件设计出一个555定时器的应用电路，这是一个模拟电子电路和数字集成电路的混合电路设计，包含三极管开关放大电路、555构成的多谐振荡电路、功率放大电路。如果直接在数字电路实验箱上连接线路，由于器件种类多，器件的选择和连接稍有不慎，将会影响实验效果。采用EDA软件仿真此电路却能够节约时间，先观察实验现象，若不正确，修改设计再仿真，得出满意的结果后，再到实验箱上去连接电路。将软件设计和硬件实现结合起来，学生的学习兴趣得到提高，授课效果有所改善。

4.结语

将EDA仿真软件与电子技术实验教学相结合，既能提高实验教学的质量和效率，又能能够使学生加深对电路原理的掌握，理论联系实际，建立学生的感性认识，激发和培养学生的学习兴趣，引导他们进行实践阶段学习，鼓励学生实验创新。在理论教学与真实实验之间架起一座沟通的桥梁，对更新实验教学方法，提高实验教学质量，降低实验成本，改善实验教学效果能够起到很大的促进作用。

参考文献

[1]杨伟明,刘成臣,刘玉良.“模拟电子技术”实验教学的现状与思考[J].实验室科学,第17卷2014年4月:88-91.

[2]潘杰,裴洪文.EDA技术在单片机实验环节中应用研究[J].《电子科技》,2013年第12期:154-156.

[3]田丽萍.浅谈加强电子技术课程实验教学环节[J].科技情报开发与经济,2005年第15卷第22期,2005-08-23:234.

仿真电路设计报告范文第4篇

关键词 电子技术综合设计；实践能力；创新思维

中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）02-0113-02

Reform and Practice of Integrated Design of Electronic Techno-logy//ZHOU Tao， ZHANG Ruimin， LIU Qiao， LI Shuanming， ZHONG Furu

Abstract This article introduces the curriculum reform and practice from the aspects of teaching goal， teaching content， teaching imple-mentation， teaching method， examination method and teaching effect. The reform of the integrated design course of electronic tech-nology will be beneficial to the improvement of students’ practical ability， and to cultivate the students’ innovative thinking.

Key words integrated design of electronic technology； practical ability； innovative thinking

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（Electronic Design Automation）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W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（Student Research Project）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：Altium Designer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Altium Designer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）C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。■

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第5篇

Abstract： The experiment is an important part of high frequency electronic circuit course. In order to improve the effect of experiment， the paper analyzes the current situation of the traditional hardware experimental teaching， introduces the simulation experimental teaching method， and optimizes the experimental project. The practice proves that the measures can stimulate the students interest in learning and improve the level of experiment.

关键词： 高频电子线路；硬件实验教学；仿真实验教学

Key words： high frequency electronic circuit；hardware experimental teaching；simulation experimental teaching

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）08-0233-02

0 引言

高频电子线路是通信、电子信息类专业的一门重要专业基础课。通过本课程的学习不仅可使学生掌握通信系统的基本概念、基本理论和基本分析方法，同时也可运用课程知识去分析、解决实际的工程技术问题。实验教学是课程的重要组成部分，是训练技能和培养创新能力的重要手段。因此，加强实验教学环节，能够帮助学生弥补理论学习的不足。

1 实验教学现状

1.1 实验内容方面 本校的实验设备为模块化实验箱，开设的多为验证性实验。课堂上，老师先讲授实验目的、原理，演示操作过程及结果，然后学生按照实验指导书的步骤进行连线。学生不能发挥主观能动性，不去思考为什么是这样的电路设计可以达到实验目的？可不可以采用其他的方法、电路[1]？

1.2 实验环境方面 实验室的硬件环境容量有限。学生只能在规定的授课时间内完成实验内容，如果想扩展自己的实验知识，时间受限。而如果实验室自由开放，也会带来一系列问题。由于学生对设备和仪器的不熟悉，容易造成损失，影响正常教学的进行。

1.3 课程特点方面 高频电子线路的工作频率较高和非线性的特点影响了学生对结果的观察分析。操作过程中，受示波器通频带的限制，学生在示波器上看到的波形太密集，不能明确这就是实验现象，不能读取数据，从而影响指标计算的准确性。

从以上几个方面考虑，在上学期的教学过程中，引入了软件仿真实验进行互补。

2 软件仿真实验

引入仿真实验，增强了学生的分析设计能力。在进行硬件实验前，充分利用学校现有的网络教学平台资源，在该课程的教学材料导航下进行预习学习。结合教材的原理电路和工程估算的方法，参考如图1所给出的流程图进行电路设计。

仿真软件众多，Pspice软件是目前应用较为广泛的电子线路仿真软件，或者是应用以Pspice为内核功能扩展的仿真软件Multisim软件，可以根据电路的结构和元器件参数对电路进行仿真分析[2]。图2所示为Multisim11仿真的模拟乘法器实现调幅电路，图3为虚拟示波器显示调幅波形的界面。

3 优化实验项目

开设综合性设计性实验或者合理安排相关课程设计时间，多方面提高学生的理解能力和综合应用能力。考虑到趣味性，题目为实现发射的无线调频话筒和实现接收的7管超外差式收音机。指导教师给出所要设计的单元或整机的性能参数，由学生自己去设计电路、仿真、焊接和调试电路，以达到性能要求[3]。

由此规定了综合性设计性实验或课程设计的三个性质：一是教学性，学生在教师指导下针对该课程学习工程估算、设计的方法；二是实践性，包括电路设计、印刷板设计、电路的组装和调试等实践内容；三是主动性，以学生为主体，教师只起引导作用，主要任务由学生独立完成，学生的主观能动性对设计的完成起决定性作用。学生较强的动手能力就是依靠实践性教学体系来培养的。

以超外差式收音机为例。

方案论证：根据设计指标要求查阅资料，确定超外差接收机方框图以及基本功能模块组成：高频小信号放大器、本地振荡器、混频器、中频放大器、检波器以及低频放大器。针对每一功能模块，确定采用晶体管电路还是集成电路，或者混合电路。从电路的性能、实现难易等多方面进行方案论证。然后将总体指标分配给每个模块，即明确每个模块的性能要求。

工程估算：确定每一个模块的单元电路，计算单元电路以达到模块指标的要求，计算本级时要特别注意相邻级对本级性能的影响。确定本级元器件的数据和型号，按指标要求计算出元器件值结合经验选取元器件，体现工程设计的特点。

设计制作：引入计算机辅助分析软件，对模块电路功能进行仿真。利用学校创新实验室资源，设计制作印刷电路板，在印刷电路板上焊接电路，或在面包板上搭接电路，然后进行调试，使电路性能达到设计要术。分析实验结果，写出总结报告：内容应包括从指标要求到调试结果分析等各个方面。通过书写报告可以系统地掌握工程设计方法，可以更深刻地理解所学到的理论知识。

4 结束语

在高频电子线路实验教学过程中，充分利用学校的计算机和网络资源，在硬件实验基础上引入软件仿真、综合性设计实验和相关课程设计，不但改善了硬件实验室容量有限的情况，还通过上学期的教学实践证明，发挥了学生的主动性，提高了实验水平。

参考文献：

[1]李士军，李健.高频电子线路实验教学改革探索[J].吉林农业科技学院学报，2010，12：92-93.