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电子电路分析与设计

前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇电子电路分析与设计范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。

电子电路分析与设计

电子电路分析与设计范文第1篇

【关键词】数字电路抗干扰常用措施

一、数字电路抗干扰设计常用措施分析

(1)抑制干扰源。抑制干扰源就是尽可能减小干扰源的du/dt,di/dt,这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则,主要通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的di/dt,则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。抑制干扰源的常用措施为;第一,继电器线圈增加续流二极管,消除断开线圈时产生的反电动势干扰。只加续流二极管会使继电器的断开时间滞后,增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数;第二,在继电器接点两端并接火花抑制电路,减小电火花影响;第三,给电机加滤波电路,注意电容、电感引线要尽量短;第四,电路板上每个IC要并接一个0.01uF~0.1uF高频电容,以减小IC对电源的影响。注意高频电容的布线,连线应靠近电源端并尽量粗短,否则,等于增大了电容的等效串联电阻,会影响滤波效果;第五,布线时避免90度折线,减少高频噪声发射;第六,可控硅两端并接RC抑制电路,减小可控硅产生的噪声。

(2)切断干扰传播路径。干扰的传播路径基本分为传导干扰和辐射干扰两类。传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。高频干扰噪声和有用信号的频带不同,可以通过在导线上增加滤波器的方法切断高频干扰噪声的传播,有时也可加隔离光耦来解决。电源噪声的危害最大,要特别注意处理。辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。一般是增加干扰源与敏感器件的距离,用地线把它们隔离和在敏感器件上加蔽罩。切断干扰传播路径的常用措施为:第一,充分考虑电源对单片机的影响。许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路或稳压器,以减小电源噪声对单片机的干扰。比如,可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路。当要求不高时,也可用100欧姆电阻代替磁珠;第二,若单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件,则在I/O口与噪声源之间应加隔离;第三,注意晶振的布线。晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳接地并固定;第四,电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电机,继电器)与敏感元件(如单片机)远离;第五,用地线把数字区与模拟区隔离,数字地与模拟地要分离。A/D、D/A芯片布线也以此为原则,一般厂家分配A/D、D/A芯片引脚排列时已考虑此要求;第六,单片机和大功率器件的地线要单独接地,以减小相互干扰。大功率器件尽可能放在电路板边缘;第七,在单片机I/O口、电源线及电路板连接线等关键处应使用抗干扰元件,如磁珠、磁环、电源滤波器及屏蔽罩,能显著提高电路的抗干扰性能。

(3)提高敏感器件的抗干扰性能。其常用措施为:第一,布线时,尽量减少回路环的面积,以降低感应噪声;第二,布线时,电源线和地线要尽量粗。除了减小压降外,更重要的是降低耦合噪声;第三,对于单片机闲置的I/O口,不要悬空,要接地或接电源。其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源;第四,对单片机使用电源监控及看门狗电路,如IMP809,IMP706等,可大幅度提高整个电路的抗干扰性能;第五,在速度能满足要求的前提下,尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路;第六,器件尽量直接焊在电路板上,少用IC插座。

二、数字电路抗干扰设计经验

(1)软件方面。第一,将不用的代码空间全清成“0”,等效于NOP,或在跳转指令前加几个NOP,目的是可在程序跑飞时归位;第二,在无硬件“看门狗”时,可采用软件模拟“看门狗”,以监测程序的运行;第三,涉及处理外部器件参数调整或设置时,为防止外部器件因受干扰而出错,可定时将参数重新发送一遍,使外部器件尽快恢复正确;第四,通讯中的抗干扰可加数据校验位,采用3取2或5取3策略;第五在有通讯线时,将Data线、CLK线、INH线常态置以高位,其抗干扰效果要比置低位好。

(2)软件方面。第一,地线、电源线的布线要尽可能的宽,且成网格状;第二,线路要去偶;第三,数字地、模拟地要分开;第四,每个数字元件在地与电源之间都要加104电容;第五,为防I/O口的串扰,可将I/O口隔离,可用二极管隔离、门电路隔离、光偶隔离及电磁隔离等方法。

参考文献

电子电路分析与设计范文第2篇

【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:

电子电路分析与设计范文第3篇

关键词:“教、学、做”一体化;项目重构;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)46-0213-04

一、引言

电子专业课程内容通常比较抽象,理论性强,专业术语、名词概念多,与学生过去所学的知识联系不大,学生不但理解领会课程内容有一定困难,应用于实践时更是举步维艰,显然不能满足技能型人才培养的要求,因此,改进电子专业课程的教育教学方法成为师生们在教学中不断探索的课题。

笔者在教学实践中探索以项目为载体来重构课程内容体系,通过建构主义的指导思想建立起应用于电子课堂和实验室的教学理论和方法,采用“教、学、做”一体化的教学模式展开教学,希望通过这种新型的教学方式可以对电子专业课程教学带来新的力量和成果,让学生对电子学产生更加浓厚的兴趣。

二、构建基于“教、学、做”一体化教学模式课程体系

要构建基于“教、学、做”一体化教学模式课程体系,首先,必须加强实践教学,只有加强了实践教学,才能将实践教学从附属于理论教学的地位独立出来,以“做”来引领“教”和“学”,在“做中学”、“做中教”,形成“教、学、做”一体化教学模式。然后,沿着实践教学主线,将所需要的理论知识进行梳理,以必须、够用为原则选择内容以及内容的讲解形式,重构每门课程的内容。

我院电子专业课程体系主要由以下课程构成:

第一学期,开设了《电子元器件识别与检测》和《电工技术实训》等专业课程;第二学期,开设了《模拟电子电路分析与调试》、《收音机安装与调试》等专业课程;第三学期,开设了《数字电子电路分析与调试》、《电子线路板设计与制作》、《电子综合实训》等专业课程;第四学期,开设了《单片机技术与实践》、《EDA技术与实践》等专业课程;第五学期开设了《电子系统设计与制作》、《单片机技术综合实训》等专业课程;第六学期,企业顶岗实训。

在以上课程体系的构建中,有些课程是理实一体化课程,这类课程有《模拟电子电路分析与调试》、《数字电子电路分析与调试》、《电子线路板设计与制作》和《单片机技术与实践》等;有些实践从专业理论课程中单独剥离出来,开设成一门专门的实践课程,这类课程有《电子元器件识别与检测》;有些课程采用整周实训来完成一个综合项目的教学模式进行,这些整周实训的课程大都有一个特点,是对某门专业课程的综合应用,如电工技术实训、单片机技术综合实训等;有些整周实训课程尝试脱离某门专业课程,将多门课程有机综合在一起,这类课程有《电子综合实训》、《收音机安装与调试》等。

三、基于“教、学、做”一体化电子专业课程内容重构

根据教学的组织原则及课程的特点,各课程组织的形式会有所不同,要求完成的任务目标也有所不同,下面选取三门课程分析在教学中如何依据“教、学、做”一体化来重构课程内容:

(一)《模拟电子电路分析与调试》课程通过设计实践项目,将理论知识嵌入到项目中重构课程教学内容

模拟电子技术是电子专业的一门重要的专业基础课程,由于专业性很强,很多学生在学习时,就被这门课程难住了,从而觉得电子专业很难,放弃对电子专业的学习。多年来,我一直在思考如何上好这门课程,如何让学生从这门课程起步,激起学生学习专业的兴趣,踏入电子技术的神奇领域。

我们在上学期模拟电子技术一体化教学中使用项目教学法开展教学,其实践过程是:

首先,我们确立了采用哪些项目来把这门课程的知识点贯穿起来,通过这些项目的实践来带动相关理论知识的学习,并用理论知识指导项目的分析,实现项目的功能。我们最后选择以下项目来重构模拟电子电路分析与调试这门课程内容。

项目一:集成稳压直流电源的制作。这个项目中包含的知识点有二极管的识别与检测、二极管构成的整流电路分析与调试、电容滤波电路分析与调试、稳压电路分析与调试等知识点。

项目二:单管音频放大电路制作。这个项目中包含的知识点有三极管的识别与检测、单管放大电路的组成、工作原理分析与调试等知识点。

项目三:多级负反馈放大电路的制作。这个项目包含的知识有多级放大电路组成、工作原理分析、反馈的判断、引入负反馈后对电路影响等知识点。

项目四:集成音频放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是认识集成运算放大电路,已经分析集成运放构成的典型电路等知识点的学习。

项目五:低频功率放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是功率放大电路的组成特点、工作原理分析和调试电路等知识点。

项目六:正弦波振荡电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是电路起振的条件,会分析判断电路能否满足电路振荡的平衡条件,熟悉典型振荡电路的组成结构特点等知识点。

项目七:调光台灯的制作。这个项目中包含的知识点主要有晶闸管的识别与正确使用,单向可控整流电路的组成、工作原理已经电路调试等知识点。

然后,我们确定了这些项目实施的教学方法:实践―理论―实践的方法。

第一环节――实践:在简单讲解这个项目工作过程的基础上,发给学生元件让学生根据提供的项目原理图焊接电路,要完成这步实践,学生要能对元件进行识别与检测,通过这一步的实践让学生掌握元件的识别与检测,并学会看懂原理图元件之间的连接,能根据原理图正确焊接电路,同时为第二个环节的实施打下基础,学生通过焊接电路必然对将要讲解的项目电路非常熟悉。在这个环节同时让学生测试关键点的数据或波形,不管测试成功与否,学生这时候都有很强的要了解这个电路是如何工作的学习需求和兴趣,这时候要求学生全部停下这一步实践,进入到第二个环节――理论。

第二环节――理论:围绕着这个项目涉及到的知识点,教师开始讲解相关的理论知识,然后应用这些理论知识分析学生刚才焊接的项目电路,理论分析并计算关键点的电压,理论分析关键点的波形,并教会学生判断故障,检测电路,如果某一点的没有测到理论分析应该得到的电压或波形,如何来检测电路,排除故障,直到得到正确的结果。接下来,就进入到下一环节――再实践环节。

第三环节――再实践:通过第二环节的学习,学生基本明白了这个电路是怎样工作的,接下来,学生进入到再实践环节,在这个环节要求学生对焊接的电路进行测试,记录相应的数据波形,并判断测试结果的正确与否,在这个环节,学生要学会并完成电路检测、故障的排除,学会正确使用仪器仪表,这个过程的完成在第二环节理论指导的基础上进行,通过这一环节实践对理论知识在实践中的应用进一步的掌握,并加深对理论知识的理解。

(二)《电子元器件识别与检测》成功剥离成一门专业实践课程

电子元器件是电子技术中的基本元素。任何一种电子装置,都由各种电子元器件合理、和谐、巧妙地组合而成。传统的电子专业教学计划内一般不会含有单独的电子元器件识别与检测课程,通常只是在讲授《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程时,介绍部分课本讲授需要接触到的元器件,这就导致了对整个电子元器件的介绍系统性不强,再加上《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程自身的学习难度就非常高,导致了学生的学习压力非常大,通常很难掌握好。因此,在教学中,将电子元件识别与检测技能单独剥离出来形成了《电子元件识别与检测》课程。该课程以培养学生了解常用电子元器件的识别、检测及使用等电子技能的基本功为起点,整个教学过程均安排在实训场地,按照项目式教学的方法开展教学。

《电子元器件识别与检测》课程项目设计如下:

项目一:电阻、电容的认知与检测。认识电阻的分类,电阻器的标称系列,阻值的标注法。认识电位器外形及工作原理介绍。常用电容器的性能,容量标称法,规格与标注方法。掌握电解电容的简易检测法。

项目二:半导体二极管、三极管及可控硅的认知与检测。认识二极管的分类,型号命名方法,基本用途。用万用表简易检测二极管性能方法。认知三极管的分类,命名方法(国内及国外),三极管的选用条件,更换替代原则,三极管引脚的识别与测试技能。单向可控硅的检测及引脚判定。

项目三:变压器及继电器的认知与检测。熟悉变压器的基本应用。掌握变压器的一般检测方法。了解继电器的一般结构。

项目四:发光二极管、光敏元件及光电耦合器的认知与检测。了解提高光放大器灵敏度的方法,光电耦合器的一般检测方法。

项目五:集成电路及音乐芯片认知与检测。掌握集成电路的分类,国内外集成电路的命名,封装外形与引脚顺序识别。熟悉用万用表检测F007。使用MOS集成电路一般常识。

项目六:扬声器、传声器及开关接插件的认知与检测。扬声器的分类,主要技术参数,电动式扬声器的工作原理,喇叭与压电陶瓷片的检测。话筒的种类,结构与工作原理,动圈式与驻极体话筒的检测。

项目实施过程中,从实践入手,对于每种元器件,从结构简介开始,由浅入深地介绍它的外形、符号、命名方法、工作特性、主要应用、使用注意事项、好坏判断等。通过本课程的学习,学生很快就对所需元器件有了全面的了解和掌握,通过动手提升了学生的学习兴趣,并为其学习后续课程和今后在专业中应用电子技术打下了良好的基础,同时还极大地减轻了后续课程的学习难度。

(三)《电子综合实训》成功将多门专业课程整合在一起

《电子综合实训》整周实训课程以工作任务为线索,以实际电子产品――函数信号发生器为载体,以任务实施为导向,通过以制作一个具体的、具有实际应用价值的函数信号发生器产品为目的的工作任务展开构建项目式的学习任务,将整个函数信号发生器的工作任务分成以下七个学习任务:

任务一:函数信号发生器的电路设计;任务二:函数信号发生器的电路仿真;任务三:函数信号发生器的PCB设计;任务四:函数信号发生器的PCB制作;任务五:函数信号发生器的元器件识别与测量;任务六:函数信号发生器的安装与调试;任务七:编写函数信号发生器技术文件。

每个任务按照任务目标任务要求相关知识任务实施任务总结的思路安排,充分体现“在学中做,在做中学”的教学思路。项目的工作任务与现实工作紧密相关,为学生模拟了一个更贴近实际工作的学习环境。

该课程将《电子元器件识别与检测》、《数字电子技术与实践》、《模拟电子技术与实践》、《电子线路板设计与制作》、《电子电路仿真技术》、《电子产品制造与工艺》等专业课程有机的整合到了一起,使学生通过本课程的学习掌握了电子产品电路设计、电路仿真、PCB设计与制作、电路板的安装与调试及简单故障的排除。通过本课程的学习提高了学生对电子专业的直接认识,让学生通过设计制作实际电子产品感受到了成就感,极大地提升了学生的学习兴趣,使学生的综合素质和职业能力得到了显著提高,为学生的后续学习以及职业生涯的发展奠定了很好的基础。

四、结束语

经过实践证明,这种在建构主义学习理论的影响下,通过选取一个个典型“项目”为载体重构课程内容的方式,是一种比较有效的教学内容组织方式,它突破了传统的灌输学生理论知识的教学模式,采用“教、学、做”一体化的教学模式,通过项目为载体,用任务驱动来引领学生在实际工作任务的牵引下,激发学生学习课程内容的内在的求知欲望,达到学以致用的目的,同时能将所学的知识与它的实际应用联系起来。学生通过解决实际问题来实现对知识的掌握,大大提高了学生学习的积极性和主动性。

参考文献:

[1]徐国庆.职业教育项目课程开发指南[M].上海:华东师范大学出版社,2009.

[2]崔成,旺曹伟.基于任务驱动的模拟电子技术课程教学模式探索[J].教育与职业,2012,(05).

[3]李军.“教、学、做”一体化任务驱动型高技能教学模式构建[J].职业技术教育,2009,(08).

[4]唐冬生.“教学做合一”高职实践教学体系构建的研究与实践[J].教育与职业,2008,(11).

电子电路分析与设计范文第4篇

电子电路是无线电工程等专业重要的基础课程之一,是一门实践性很强的课程。本文结合教学经验,分析了该课程的教学背景与现状,并从高校的教学设施、教师自身素质及教学内容等方面详细阐述了该课程相关的教学策略。

【关键词】:

电子电路教学

一、课程教学背景分析

《电子电路》这门课程对于与信息工程、无线电工程专业以及其他电类专业都是非常重要的专业基础课。它涉及许多理论知识、电路中常用的基本功能部件以及实际电路,是一门实践性很强的课程。

课程教学现状

目前,国内很多高校都开设有工程专业,而电子电路作为该专业的基础课程之一,其教学虽然取得了一定成绩,但在某些程度上,仍然存在一定的问题。

学校教学实验设施

计算机机房

大部分高校的计算机机房仍是很多年前的设备,计算机配置相对落后,运行速度较慢,上机操作形同虚设。

电工实验室

电工实验仍然使用十几年前的仪器设备,与现代工业的发展及电路设计的要求脱节,实验质量在一定程度上受到很大影响。

教师教学方法

目前,很多高校使用的教材仍然是十多年前的旧版教材,虽然很多专业知识在理论上并无太大变化,但随着科技的进步,很多新型电子元器件与仪器产品已经应用到各个行业,如果仍以陈旧的教学课程来培养学生,显然达不到社会对人才的需求标准。

另外,本课程的实践环节也非常重要,但是由于我国高校大部分教师是应试模式教育中培养出来的,本身即缺乏一定的实践经验,所以在教学过程中,有意无意的避开实验教学环节,不能达到培养学生实践能力的目标,更不用说培养学生的思维能力、创新能力。

学生学习理念

由于课程本身比较抽象,而学校的教学设施相对落后,教师授课枯燥乏味,就会极大的影响学生的学习兴趣,尤其是遇到某些困难和问题时,就会出现厌学现象,仅仅在考前突击复习,应付考试,对很多理论概念掌握不够深刻,实际动手应用能力也很难达到要求。

综上所述,各种原因综合导致了很多学生毕业参加工作后,很难适应企业的对人才要求的标准,不能胜任工作需求,需要再次参加培训。所以对于高校教学人员来说,如何能够培养出思维灵活、动手能力强且有创新意识的新一代专业人才,是一项艰巨的任务。

教学策略分析

(一)改善教学设施

高校要合理增加对教学实验设施的投入,建设符合现代要求的实验室,增加教学实验环节,把理论培养与实践创新放到同等重要的地位。

(二)提高教师自身素质

教师要充分了解学科技术的前沿,将当前更多的新工艺(现代新产品设计流程)、新电子元件(目前广泛使用的新器件)、新仪器产品(现代电子仪器的使用)等内容融入课堂教学,提高学生的学习兴趣,变被动学习为主动学习,激发创新思维、提高动手能力。

(三)课程教学内容

1.要突出对学生能力培养。

能熟练使用焊接工具和常用仪器仪表;

能对典型电子电路进行分析,并进行简单电子产品功能分析、设计;

能进行电子电路原理图的绘制;

了解产品的成本核算方法,会进行电子产品成本估算;

熟练掌握基本的、规范的操作技能,能进行小型电子电路的制作;

能进行电子电路调试并熟练检查、排除故障;

能进行信息查询和资料整理;

能进行中间调试过程的记录并编写最终技术文档;

能以团队合作形式完成电子产品的开发;

会使用各种信息媒体对制作成果进行演示。

2.以典型电子产品为载体实施教学,增强学生的学习兴趣。如选择竞赛抢答器、LED数字显示器、运动小车、信号灯、数字钟、电子秤、电子锁、报警器、稳压电源等常见的、学生易于接受的电子产品作为设计分析的对象,使学生更容易进入电路分析的氛围中,同时有利于学生形成个性化的设计方案。

3.学习情境重点突出,能力培养有所侧重。学习情境的设置依托了数字电路和模拟电路各关键知识点,教学任务的安排不仅考虑到了本课程在专业课程体系中的位置,同时以电路分析、设计能力,电路接线、制板能力,技术指标分析编制能力为能力培养的主线,从浅入深、由易至难,循序渐进地培养学生全面技能。

4.在工作任务实施过程中,促进学生的自主创新意识,在工作任务确定的知识领域中引导学生进行自主性的电子产品单元电路设计、制作、调试。在引导学生自主创意设计的过程中,把握学生设计思路的难易程度、理论范围,充分体现学生的创新思想,丰富学生制作的多样性,提升学生设计制作的兴趣和积极性。同时,在多个工作任务的实施过程中,通过创新思考、理论分析与设计、电路制作调试、功能实现报告展示的学做练一体的教学模式,加强了学生的创新能力、制作技能、团队配合和个体表达能力;同时反复而不断提升的设计、制作、验证、报告过程,让学生的电子电路设计制作的基本技能得到了巩固。评价采用分阶段分重点评价的模式,重点评价学生的职业能力,兼顾重要的理论知识点。

5.在实验教学和实验室科学化管理中加强计算机的应用。引入包括多媒体演示、电子教案、计算机仿真技术、局域网教学在内的多种教学手段,将直接影响实验教学质量。

电子电路分析与设计范文第5篇

关键词:电路维修教学;Mulitisim 10软件;故障仿真

中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)25-5924-02

应用电子技术专业实践教学中,电路维修是难度较大的实践教学项目,如何开展维修教学一直是实践性教学需要解决的难题。笔者通过对Multisim10仿真软件的学习与研究,利用Multisim 10软件中的故障设置功能,简单方便地设置、模拟电子电路故障,学生通过虚拟仿真方式维修电路,进而进入实际维修过程,能够快速掌握电路维修知识与技能。

1 掌握电子电路维修技术的重要性

维修是指设备技术状态劣化或发生故障后,为恢复其功能而进行的技术活动,是理论知识与实践技能高度结合的工作,通过检测、代换、试误等技术手段,分析判断故障产生的原因并替换损坏的元件,从而解决问题的过程。 通过电子电路维修过程,学生能够学习掌握相关电路的理论知识与实践技能:

1) 掌握各种电子元器件的测量与检测技术,熟悉常用电子测量仪器的使用。

2) 加深对模拟电子电路、数字电路理论的理解。

3) 掌握电路分析能力、维修方法,提高维修的技能水平。

4) 培养学生自主学习能力,锻炼克服困难的品质,为未来的发展夯实基础。

2 电子电路维修实践的困难

2.1 电路故障复杂多样

电路故障产生原因多种多样,一种元器件的损坏会出现不同的故障现象,同一故障现象也可能由不同元件引起。探究未知的问题对于职业院校的学生来讲是个不小的挑战。

2.2 在实物电路中模拟电路故障比较困难。

要学习维修技术,必须在电路中设置的故障,引导学生运用所学习的知识和技能,使用仪器,通过仪器测量检测,判断故障产生的原因。教师要为众多学生的实训电路设置故障,工作强度大,教学中设置的故障应明确、安全、隐蔽,对于教师能力要求也比较高,在实践教学中较难实现。

2.3 教学成本高效率低

为了培养学生的维修能力,教师必须为每个学生准备相应的电路产品,而且需要设置多种各种不同的故障。由于学生没有任何维修经验,必然的会犯不少错误,维修过程中会造成电路板、元器件损坏报废,影响以后维修实践教学开展。

3 应用multisim 10电子仿真软件破解维修教学难题

Multisim 10是美国国家仪器有限公司推出电子仿真软件,具有强大的SPICE仿真和原理图捕获、电路分析、仿真仪器测试等功能。通过应用该仿真软件模拟维修过程,学生学习电路维修的方法、步骤,培养理论分析能力、仪表的应用能力。在经过软件仿真训练后,再用实物电路维修训练,能够较好的解决维修教学中的难题。

下面通过串联稳压电源电路展示软件仿真维修的过程。

3.1 绘制电路原理图

通仿真软件绘制串联稳压电源电路如图,在电路中安装虚拟万用表用于电路工作室读数。串联稳压电路由整流、滤波、调整、取样等单元电路组成。

3.2 电路仿真

按下电路仿真按钮

通过测量的数据,学生可以了解到实际电路正常情况下的电压及其变化规律。

3.3 故障设置

软件可以设定元件的四种状态,三种故障模式,“Open”表示元件相关电极之间开路,“Short”表示元件相关电极之间短路,“Leakage”表示元件相关电极之间漏电(有电阻),“None”表示元件正常无故障。故障设置步骤:双击需要设置故障的元件,本电路选择Q3,打开故障设置界面。在工具栏中选择“Fault”,元件出现四种状态选项。

3.3.1 设置短路性故障

选择“Short”同时钩选B、E电极,表示三极管Q3的B、E极两极短路,设置完毕退出故障设置状态。按下仿真按钮,出现故障现象,电位器为50%时电路输出为14.06V,而且输出电压在电位器RP变化时不变化。附表中记录了四只虚拟万用表的电压值。

数据分析:通过表2的数据分析,输出电压基本不随RP变化而变化,一直为14V,基准电压基本不变化,比较表1中电路正常工作时的电压数据,发现Q3的B、E极电压VBE=0,不正常,正常应该为0.6V左右,说明三极管Q3的B、E极短路。电路故障是由于Q3的B、E极短路引起的,Q3不工作,使得Q3对调整管Q1的基极没有分流作用,Q1饱和导通,输入端电压通过Q1的C、E极直接加到输出端,使得输出端电压升高而且一直不变化。将Q3的B、E极设置正常后电路恢复正常。

3.3.2 设置开路性故障

选择“Open”同时选择B、E电极,表示三极管Q3的B、E极两极开路,设置完毕退出故障设置状态。按下仿真按钮,出现故障现象,电位器50%时电路输出为14.09V,而且输出电压不随电位器RP变化而变化。附表中记录四只虚拟万用表的电压值。

数据分析:通过表2的数据分析,输出电压基本不随RP变化而变化,一直为14V,基准电压基本不变化,比较表1电路正常工作时的电压数据,取样管Q3的B极电压从低到高变化,基准电压基本不变化, Q3的B、E极电压VBE不能保持放大状态的0.6V电压,而且VBE之间的电压值大于0.7V,不正常,表明三极管Q3的B、E两极之间开路。Q3不工作,使得Q3对调整管Q1的基极没有分流作用,Q1饱和导通,输入端电压通过Q1的C、E极直接加到输出端,使得输出端电压升高而且一直不变化。将Q3的B、E极设置正常后电路恢复正常。

4 结论

我们看到同一元件的不同类型的故障,虽然故障现象一致,但是却有着不同的工作机理,特别是关键点电压有诸多不同。通过这两例简单故障的仿真维修过程,学生能够更好地了解电路工作原理,提高维修能力。

5 结束语

Multisim10 软件功能强大,除了电路设计,还有故障仿真功能。在维修实践教学中通过故障模拟仿真,结合虚拟仪表测量的数据,运用所学电子电路的理论知识,比较直观地分析判断故障产生原因,通过掌握故障电路电压变化的规律,能够解决实际维修问题。当然,在维修实践教学中不能一味依赖仿真教学,轻视实操训练。实践证明,仿真与实操训练课时比例为7:3时,实践成本下降、教学效果明显。虚拟仿真维修教学作为应用电子技术专业电路维修教学手段值得在职业院校推广。

参考文献:

[1] 董佳辉.Multisim 9在电子电路故障诊断中的应用[J].机电设备,2009(4).

[2] 钱月花.使用Multisim 进行电子电路故障诊断[J].沙洲职业工学院学报,2009(2).