模拟电路的设计方法
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模拟电路的设计方法范文第1篇
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1002—7661（2012）21—0006—01
在当今信息时代，微电子学的应用已经渗透到国民经济的各个领域。集成电路（ Integrated Circuit， IC）作为微电子技术的核心，是整个信息产业和信息社会最根本的技术基础。发展IC产业对提高技术的创新基础和竞争能力具有非常重要的作用，对国民经济发展、国防建设和人民文化生活等各方面都发挥着巨大的作用，也是一个国家参与国际化政治、经济竞争的战略产业。模拟集成电路是现实世界和数字化系统之间的桥梁，是现代信息化系统的关键技术之一。发展电子信息化，必须发展模拟IC技术。为了提高我国模拟IC电路的水平，不但要在产业化方面做出巨大的努力，还需培养出更多的高质量人才。事实上，模拟集成电路设计是一个实践性较强、实践内容多的微电子学专业的专业方向，因而在教学课程设置时不仅要努力加强理论教学，还需加强实践教学，提高学生的实践动手能力。《模拟集成电路CAD》课程作为模拟集成电路设计方向的核心基础课程，其教学的好坏关系到学生在模拟集成电路设计方面的发展前景。在此背景下，根据重庆邮电大学光电工程学院微电子学专业的实际情况，结合笔者多年集成电路实际工程经验以及多年教学实践，拟从以下几个方面对《模拟集成电路CAD》课程的教学改革进行探索。
一、理论教学，以培养学生分析设计能力为目标
《模拟集成电路CAD》是模拟集成电路设计方向的一门核心基础课，与其他电路基础课一样，具有承上启下的作用。而模拟集成电路具有概念细节多、理论较抽象、工程特征突出、电路结构多样等特点，在学习中学生普遍反映较难学习。在设置授课内容时，不仅要夯实专业基础和培养学生的分析与设计能力，还要尽量避免与《模拟CMOS集成电路》等课程的知识重复的问题。
根据教学大纲以及课程内容设置原则，《模拟集成电路CAD》理论教学定为32学时，并将讲授内容分为以下几部分：第一部分，MOS仿真模型及CMOS模拟集成电路CAD；第二部分，单元电路设计、仿真及分析；第三部分，偏置电路设计、仿真及分析；第四部，跨导放大器设计。在授课过程中，以简单CMOS模拟集成电路基本单元分析为主，复杂CMOS模拟集成电路分析为辅；以分析能力培养为主，设计能力培养为辅；激励学生CMOS模拟集成电路设计的兴趣。
二、实验教学，以培养学生实践动手能力为目标
实验教学的目的在于培养学生建立起CMOS模拟集成电路设计流程的概念、熟练掌握各个环境的工具使用，能解决模拟集成电路设计仿真过程出现的问题，促使理论知识的理解和深化，因而设置合理的实验体系具有重要意义。同时，Cadence、Synopsys、Mentor等最主流集成电路设计工具厂商提供的EDA工具是目前集成电路设计公司最广泛使用的工具。为了使学生在毕业后能很快适应岗位、能尽快进入角色，有必要使学生学习使用这类先进的EDA工具，从而真正帮助学生掌握CMOS模拟集成电路设计技术。根据这一原则，《模拟集成电路CAD》实验教学定为32学时，并开设如下几个实验：实验一，IC设计工具—Cadence的ADE与版图大师等的使用；实验二，CMOS两级运算放大器的设计、版图绘制与验证；实验三，CMOS带隙基准参考的设计、版图绘制与验证。在实验过程中，一人为一组，有利于培养学生的独立思考问题、解决问题的能力。
三、改革教学方法，丰富教学手段
教学内容体系确定后，采用什么样的教学方法与教学手段是非常重要的。采用有效的教学方法并结合先进的教学手段，不仅有利于培养学生获取知识的能动性，而且有利于培养学生独立发现问题、分析问题以及解决问题的能力，实现以教为中心到以学为中心的转换，突出学生在学习过程中的主动性，从而获得好的教学成果。
针对CMOS模拟集成电路具有概念细节多、理论较抽象、工程特征突出、电路结构多样等特点，在（下转第10页）（上接第6页）教学手段上以多媒体教学为主，传统黑板板书为辅，同时在课堂上以动画的形式展现当前CMOS模拟集成电路设计趋势及其技术特点，从而达到提高课堂教学质量的目的。
四、考核方式的改革
考核是对学习的结果做出评估，是反映教学效果的手段。而课程开设能否达到既定的教学目标，课程的考核方式有着比较重要的作用。传统的考核方式为试卷笔试与平时成绩结合的方式。针对《模拟CMOS集成电路》课程特点，考核方式作如下尝试：结合课程的专业特点，采用提交论文和现场答辩相结合的考核方式。针对课程的重点知识点，设计几个课外小题目，让学生通过查阅相关文献资料，完成电路设计并撰写小论文，从而增强学生独立思考与实践动手能力。在每个题目完成后，教师要求学生在提交论文时做好答辩ppt，并利用专门时间进行5分钟左右的答辩，并接受教师和同学的提问。这样可以引导学生更加重视实践性环节，强化技能水平的提高。
教学过程是一个不断探索、总结与创新的过程。要实现《模拟集成电路CAD》这门课的全面深入的改革，还有待与同仁一道共同努力。在今后的教学实践中，笔者将加强与同行交流学习，进一步完善教学内容、教学实践、教学方法、教学手段以及考核方式等，以期改善教学效果。
参考文献：
[1]徐世六.军用微电子技术发展战略思考[J].微电子学，2004，34（1）：l—6.
模拟电路的设计方法范文第2篇
关键词： OrCAD PSpice； 仿真； 模拟电子技术； 模拟电子教学
中图分类号： TN710?34； TP302.1 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）01?0131?04
0 引 言
计算机模拟设计方法的运用使得模拟电路的设计已经发生了巨大的变化。计算机特别是高性能软件的普及，使电路模拟器得到广泛的应用。在模拟电路设计领域，要求电路设计工程师能够采用最新、最适合的模拟电子器件进行电路设计。众所周知，模拟技术所涉及的知识面更宽，要想从众多的模拟电路中挑选出最适合的器件，不仅需要有丰富的经验，更需要具备最新的模拟器件知识。一方面，模拟电子技术是电气、电子信息类和部分非电专业本科生电子技术方面的重要基础课程，应该予以充分的重视与加强；另一方面，现有实验条件的落后导致学生无法接触最新的模拟电子器件从而与现代模拟电子电路设计脱节。OrCAD是世界上使用最广泛的EDA软件，它的最大特点是汇集了模拟与数字电路混合仿真等功能，其电路仿真元器件库更达到8 500个，收入了几乎所有的通用型电子元器件模块。此外，OrCAD软件还可以根据模拟电子器件生产厂家给出的最新集成电路的SPICE模型自行设计新的电路仿真元件，便于电子设计工程师跟踪最新的模拟电子器件的发展。基于这些优点，本文提出采用OrCAD PSpice设计部分模拟电子技术实验，使学生不但能够从实验中了解模拟电路的基本原理，也能够掌握这种应用最广泛的模拟电路设计工具。通过与以往设计的模拟电路实验对比，可以看到采用OrCAD软件进行模拟电路实验即能兼顾基础教学实验，又为学生将来成为模拟电路设计工程师奠定了必要的技术基础。
1 模拟电子技术教学现状
由于模拟电子技术的教学需要一定的电路分析知识作为基础，很多新的知识点、概念、器件和分析方法被引用，增加了学习的困难。传统的教学模式受到了很大的挑战，课堂上老师要在有限的时间内讲授大量的知识点；课下同学们需要进行很多的计算，普遍反映对重要知识点掌握不深，教学效果很难令人满意。实验教学方面，问题也十分突出。实验课上，一方面，学生机械地完成实验指导书中的实验要求和测试表格，做不到对理论的理解和巩固[1?5]。另一方面，学生人数增多，实验仪器不足，导致多人共用一套仪器，最后学生掌握知识的效果欠佳。更有，受多方因素的影响，实验室设备不能及时更新，不能紧跟先进技术发展的步调，导致实验内容局限，实验教学缺乏生机，学生兴趣不高，技能达不到现代应用的要求。
因此，采取适应的教学改革，把先进的模拟电路设计技术应用到基础教学环节，帮助学生理解掌握各种元器件、电路的原理和性能并与技术进步相互适应就显得极其重要。由于理论性、实践性、应用性强的特点，先进仿真分析的引用可以使教学和实验设计更加直观、更加生动，也能够突破现有实验条件的局限，带动学生的积极性，提高其掌握知识的深度和宽度。
2 模拟电子技术OrCAD PSpice仿真方法的应
用探讨
OrCAD PSpice具有强大的电路分析及仿真能力，这在模拟电路设计领域优势凸显。如果将OrCAD引入教学环节，就可能从学生接触模拟电路时就逐步习惯于设计之初首先进行性能分析。下面以双极性结型晶体共射极放大器教学为例[6]，结合传统课堂教学，阐述模拟电子OrCAD PSpice仿真技术方法的应用。
2.1 传统教学
2.1.1 计算直流偏压点
通过计算直流偏压点，保证晶体管在适当的放大区内工作，调整偏压点位置，使其位于放大区的中心处。直流偏压点靠5个电阻器来建立，[R2]和[R3]形成电阻分压，提供基极合适的直流电压。[R5]和[R6]提供偏压，也提供一条负反馈路径，使放大器更稳定。[R4]是负载电阻，负责将流入Q1的电流转换成电压信号后输出。
假设Q2N2222的[β]约为178，且[βac=βdc，]计算直流特性结果如下：
[Vb=Vcc×R2（R2+R3）=1.75 V]
[Ve=Vb-Vbe=1.75-0.7=1.05 V][Ic≈Ie=Ve（R5+R6）=1.12 mA]
[Vc=Vcc-Ic×Re=5.26 V]
2.1.2 计算交流特性
输入的交流信号经过电容[C1]耦合进入晶体管基极，输出的交流信号由集电极经电容[C2]耦合到负载电阻上。发射机旁路电容[C3]减少发射集电阻对放大倍数的损耗。
BJT的交流射极电阻为：
[Re=25 mVIe=25 mV1.12 mA=22.32 Ω]
交流基极等效电阻：
[Rb≈βac×（Re+R5）=178×496.32=87.6 kΩ]
输入等效电阻为：
[Rin=R3∥R2∥Rb=7.53 kΩ]
交流集电极电阻为：
[Rc=Rc∥R1=4.27 kΩ]
电压增益为：[AV=Rc（Re+R5）=8.67]
模拟电路的设计方法范文第3篇
1.1调整实验项目比重
实验教学作为模拟电子技术实践教学的基础部分，对学生基本实验能力的培养有着至关重要的作用.处于附属地位的实验教学基本用来验证理论知识点，其虽然加深了学生对理论知识点的掌握深度，但一定程度上却削弱了实验教学在学生应用型能力培养中的作用.理论知识点的验证固然重要，但作为一门实践课程，结合实际，培养实际能力尤为重要.结合课程培养应用型能力，应对实验项目做调整，增加其他项目的比重.然而考虑到理论知识点验证、实际的需要以及课时的限制等，增加适当课时的同时，减少验证型实验项目用于其他实验项目.
1.1.1元器件识别、检测和应用
模拟电子技术介绍的主要内容是以半导体器件为核心元件的各种电子电路，其中的半导体器件包括半导体二极管、双极性晶体管和场效应管等.模拟电子技术实验教学环节的所有内容均和它们有关.根据新建应用型本科院校模拟电子技术实践教学大纲，开设的实验项目内容有常用电子仪器的使用，验证性实验内容，对半导体器件以及其它常用电子元器件的单独介绍很少，仅在部分实验项目中会涉及极少的该方面知识.元器件的识别、检测和应用知识的忽略得益于教具产业的发展，模块化的电路虽然节省了学校的不少开支，减少了耗材支出，但却剥夺了学生搭建电路过程中设计的元器件识别、检测和应用知识的学习.根据实际教学经验，修完整个实验课程后，仅部分同学对电子元器件知识有一定了解，大部分学生对元器件的识别和检测和应用等知识了解几乎为零.然而对于电类应用型人才培养和实际需要，该部分知识却显得十分重要，应从多个角度提升学生对元器件识别、检测和应用知识的掌握.
（1）安排二到四个左右课时进行电子元器件识别、检测和应用知识的介绍，特别是常用的电子元器件如电阻、电容、二极管和三极管等识别和检测等知识的介绍，并就其中部分内容设计相应实验项目，强化学生对该部分知识的掌握.由于课时的局限，不可能方方面面都可作出介绍，仅需对常用的基本知识点做详细说明.
（2）鼓励有兴趣的学生在业余时间通过其他方式加深和扩展对元器件识别、检测和应用知识的掌握.可指引他们参阅相关书籍或通过网络查阅各种元器件的识别、检测和应用的资料或进入各种购物网站或到实体店了解元器件，一定程度上还可激发学生的学习兴趣.
1.1.2电路仿真软件的应用
随着计算机仿真技术的发展，企业在电子电路产品的设计过程中为了提高效率，首先会进行仿真设计，一定程度上检测所设计电路的功能以及各项指标是否满足要求，具有参考价值.为了满足行业要求，培养实际能力，应在实验项目中增加相应仿真实验项目，电子电路的仿真平台有很多，电子类专业在本科阶段课本上常见的有SPICE、(EWB的高级版本)和Proteus等.三种仿真设计平台基本都可进行模拟电子技术中模拟电子电路的仿真设计，然而其实它们各有自己的应用场合.Proteus常用来在单片机原理与应用等课程中结合编译软件进行电路仿真，仿真结果直观，生动.SPICE则较多的应用在模拟电路的仿真中，但仿真结果相对不太直观.Miltisim作为课本中介绍的一款电路设计仿真平台，应用在电子技术课程等的电路设计仿真.它的功能强大，基本涵盖了电路设计所需要的所有类型电子元器件，它具备各种实际电路测试中所有的虚拟仪器仪表，提供多种电路分析工具和方法，可对模拟电子技术中所有理论知识进行仿真验证，同时可以进行其它电路设计和仿真，加深学生理论知识点的理解和运用，可培养学生独立提出、分析和解决问题的能力.Miltisim电路仿真设计平台的精通运用往往不是几节课就可以做到的，其实任何课程的学习都一样，需要教师的引导和辅助结合学生自主学习和思考才能达到较好的效果.模拟电子技术实验需增加相应仿真实验项目，但课时不必过多，可安排4到6个课时，也即2到3次实验，主要演示软件常用的使用方法并进行仿真实验内容和常用的分析方法，鼓励学生在业余时间进行仿真实验，验证课本知识，掌握各种分析方法，并进行一些小设计，激起学生的学习兴趣.
1.2注重课程设计，培养应用能力
课程设计作为模拟电子技术实践环节的另外一个方面，它应该是实验项目的升华，作为一次学生独立思考，分析和解决问题的实践机会，对创新能力的培养具有至关重要的作用.网络时代的到来，方便了人们生活的方方面面，可以很轻易的从网络获得各种信息.课程设计也不例外，各种大小论坛，文库共享了大量的电路设计报告，信息的共享可以提供知识交流和学习的机会，加快社会的发展，然而对于新建应用型本科高校，学校对课程设计的重视程度不大和学生的学习积极性不高等众多因素决定了课程设计的完成仅仅是CTRL+C和CTRL+V，使得课程设计在应用型能力培养中的作用甚微.切实的培养应用型人才，还需注重课程设计.它作为一次实践和创新能力培养的机会，不仅对模拟电子技术课程，而且对后续课程应用能力的培养均有影响，导致学生坏学习习惯和思维的养成.当然课程设计的有效实施和多种因素有关，可以试着从以下方面入手：（1）院部应强调对课程设计的重视，不能只当成一次实验来看待.（2）指导教师应指引学生切实自主的完成课程设计项目，严格要求，杜绝粘贴和复制，草草了事.（3）鼓励学生自主提出设计方案，进行设计验证，在过程中自主发现和解决问题，培养自学和创新能力.
二、强调创新，提升实践实效
2.1提高设计自由度，培养创新能力
随着科学技术的发展，为了满足人们不断提高的需求，生活的方方面面都在向着便捷化、人性化的方向发展.人性化和便捷化的发展方向在很多场合体现了其优势，然而在有些方面反而适得其反.高校扩招的不断增加，规模的不断扩大，导致对教学仪器的需求，教学仪器产业在近些年得到了很大的发展，产品不断的人性化，方便操作，与此同时也带来很多问题.对于模拟电子技术实验课程，教学仪器生产公司提供的完成实验项目的电路均是模块化成品.模块化产品确实带来了诸多好处.教学仪器公司根据课程内容设计了实验项目，方便了教师的教学活动，另外也节约了大量耗材.然而事物大多具有两面性，模块化产品给学校的主体却带来了诸多不便.应用型人才需要学生培养动手能力和创新能力，事先设定好的模块化产品在在项目实施时的设计自由度大打折扣，实验内容完全由模块确定，学生自由发挥的自由度很小，同时模块化的电路各电路参数均是事先设计好的，仅仅为完成实验项目，除了事先设计好的问题外，不会出现其他问题，减少了学生发现问题，思考问题和解决问题的机会，不利于培养学生的应用型能力.模块化实验项目也有其应用场合，随着新建本科院校应用型专业的培养方案的重新制定，实践教学教学环节课时有所提高，然而课时毕竟有限，模块化实验项目可以节约实验项目时间，同时由于模拟电子技术实验项目大部分为验证型实验项目，可适当部分使用模块化电路进行实验，部分采用自己搭建或焊接电路的方式进行，带来的问题特别是耗材问题可从如下方式解决：（1）教师科学化管理，预先准备每组所需元器件，并在实验后按组核对并收回；（2）有条件的情况下，教师可自制实验项目所需元件的元件箱，并引出端口；（3）培养学生合理正确使用的元器件的方法，减少元器件的烧毁；
2.2全民参与，提高创新能力
专业竞赛是创新能力培养的有力方式.电子类专业有很多专业类的竞赛，教育部积极倡导的有全国大学生电子设计大赛，飞思卡尔汽车赛和单片机程序设计大赛等，作为电类专业基础课程的模拟电子技术实践教学，其实践性极强，它几乎是所有专业类竞赛必须具备的基础知识，通过模拟电子技术实验课程可以使学生掌握分析和解决和调试简单电路问题的基本方法，并对理论知识点做实践验证，同时了解各种电路的功能以及应用场合.参加各类专业比赛的学生大部分集中在二年级和三年级，基本都已修过模拟电子技术实践课程.对学生而言，首先参加专业竞赛可以对模拟电子技术实践课程的学习情况进行检验，另外可以利用该课程学习所拥有的电路分析、设计和调试等能力结合到专业竞赛中，更好的参加比赛，通过基本电路的分析方法和调试方法等来分析各种大型电路的工作原理，特点等，加深对模拟电路的掌握和理解深度，并掌握其使用场合，实实在在的学到实用的和社会联系更加紧密的知识，为之后从事本专业工作奠定了坚实的基础，从而切实的培养了应用型人才.指导专业竞赛对指导教师也是一种锻炼，大部分在高校工作的专业教师，特别是新建应用型本科高校教师，大部分都是毕业后直接进入高校工作，然而传统的教育方法并没有过多的理论联系实践的机会.对他们来说，这是一次重新学习的机会，该类知识也是从零开始，极大的拓展了教师对各种规模较大电路的理解和掌握，通过实际电路调试中问题出现，分析和解决的过程，教师的业务素质得到了极大的提高，一方面为与相关企业进行产学研合作向项目，解决企业实际难题，服务地方做准备，另一方面可以应用到模拟电子技术实践教学中，结合实际进行模拟电子技术实践教学，激发学生的学习积极性，同时可以更详细生动的介绍各种电路，拓展学生的知识面，以便更好的培养应用型人才.虽然专业竞赛具有诸多优点，但竞赛的参与往往是少数人的活动，能力的培养也仅仅涉及到少部分人.为了培养应用型人才，从大众入手，应提倡全民参与竞赛培训的方式，鼓励大部分学生利用业余时间参与竞赛的培训，培养应用型能力，并最终从竞赛培训人员中好中选优，参加竞赛，一方面可在模拟电子技术实践环节的基础上培养大部分学生的应用能力，加强模拟电子技术实践环节指导作用；另一方面，全民培训必然需要众多教师的参与，可最大程度上锻炼指导教师，并反馈到模拟电子技术实践教学环节上.
三、小结
模拟电路的设计方法范文第4篇
关键词：模拟电路；人工智能；故障诊断
随着科学技术的迅速发展，电子设备广泛的运用在通信、航空、医疗器械以及自动控制等各个领略，它的运用环境也多种多样，这也包括一些高电磁干扰、高辐射以及高温等恶劣的环境，这就要求电子设备必须要有很高的可靠性和安全性。因此，这就要求我们要不断的研究新技术和新方法，提高电子设备的可靠性，对故障进行及时的检测和诊断，并且有效的预测其发展趋势，确保具有合理的应对措施进行维修和保养，更好的保证电子设备的安全、稳定、经济运行。电子设备中的电路系统具有两部分构成，即模拟电路以及数字电路，由于客观世界信号的本质，这决定了模拟电路的不可替代性，模拟电路被广泛运用到生产和生活的各个领域。但是，模拟电路很容易发生一些故障，从而造成整个电路系统的不稳定，因此，要重视模拟电路的诊断，从而更好的保障整个电子系统的安全、可靠运行。
一、模拟电路故障产生的原因及分类形式
模拟电路故障，即偏离元件标称值，而使整个电路发生异常的一种现象。它故障产生的原因主要在设计、制造以及使用这三个阶段，有些元件的故障是由于在设计的过程中对于特殊的工作环境没有进行充分的考虑，例如高温环境或者高辐射环境等；有些故障产生的原因是在制造的过程中，制造工艺的缺陷所造成的，例如封装缺陷或者是氧化厚度不够等原因；还有一些故障缺陷是由于在使用的过程中，元件使用时间过程，造成了元件的磨损或者是老化，从而造成了电路故障的发生。电路故障分为很多的形式，根据元件参数值偏离其标称值得程度，电路故障可以为了硬故障和软故障两种，软故障是由于元件的参数由于受到环境或者是时间的影响，其参数进行偏离，并且超出了偏离的允许程度，导致了系统的恶化和异常，这大多不会对电路功能造成重要的影响。硬故障是灾难性的故障，指元件的参数发生变化，例如出现了开路或者是短路，导致了系统的失效和瘫痪，这是一种结构性的破坏，造成了电路功能的失效。元件参数的变化会引起开路（极大值）和短路（极小值）的发生，导致性能参数发生改变，从而引起软故障和硬故障的发生。
二、模拟电路故障诊断特点
模拟电路故障诊断与数字电路故障诊断相比，比较的困难，而且也没有形成一个被认可的诊断理论和方法，其诊断困难是有以下的特点所决定的。第一，模拟电路的一些输入和输出的信号在电压幅度以及时域上有很大的连续性，并且元件的参数也有很大的连续性，使故障诊断变得很复杂，很难进行量化。第二，对于模拟电路的元件参数来说，具有离散性，即容差，这就导致了故障具有模糊性，对故障的位置很难进行确定，很难保证诊断结果是否具有准确性，这就给故障的诊断带来了很大的困难。第三，在模拟电路中，存在着很多非线性的元件，而且线性的电路中，也会存在着大量的非线性问题，使诊断更加的复杂，这就给诊断带来了很多的困难。第四，模拟电路对于环境的变化特别的敏感，其输出不仅要要受到制造工艺的影响，而且还很容易受到电磁、噪音等外界干扰的影响。基于上述的特点可以看出，模拟电路的故障诊断具有很大的复杂性，因此，必须根据电路的特点探索出一些兴致有效的智能方法，能好的解决模拟电路中的问题。
三、模拟电路故障诊断方法
随着电子设备的发展，传统的模拟电路的诊断方法已经不能满足电路诊断的需要，为了更好的解决模拟电路故障诊断中的难题，人工智能的诊断方法已经成为了模拟电路故障诊断领域的一个主流的方法。
（一）基于专家系统的故障诊断方法
专家系统就是基于知识的一种计算机程序系统，它内部具有某些领域一些专家的经验和知识，充分利用专家的知识来处理该领域所遇到的一系列问题。这种诊断方法就是根据专家们提供的经验和知识，采用人工智能来模拟专家的决策，更好的解决一些复杂的问题。故障诊断专家系统由知识库、人际接口、综合数据库以及推理机和解释机这几部分组成的。基于专家系统的诊断方法可以充分运用专家的经验、知识，不需要对专家的系统进行数学建构，而且结果也很容易理解，这种方法在很多领域也得到了广泛的运用。
（二）基于模糊逻辑的诊断方法
故障诊断就是对故障与征兆的关系进行系统的判断，由于信息不完全、语言表达等造成的模糊属性经常产生在故障的描述之中，对于故障和征兆之间的关系，用精确的数学模型很难进行精确的表示，这也造成了一些故障的状态也是模糊的。模糊逻辑可以更好的克服系统本身的噪音以及不确定性所带来的影响，在进行复杂系统诊断的过程中，具有很强的优越性。对于这种诊断方法，现在建立基于模糊逻辑的决策树模拟系统自动故障诊断方法，这种方法主要是在存在噪音的情况下，对多种故障进行很好的检测和定位。
（三）基于神经网络的故障诊断方法
神经网络具有高度的联想记忆、并行处理、自组织以及强非线性映射能力，这在故障诊断方面有很大的优势以及应用前景。其主要的应用方式，就是利用神经网络进行辨别，并且建立辨别模型，根据模型产生残差序列，更好的进行下面的故障检测以及诊断。运用神经网络的识别能力，仅仅需要训练数据，就能实现测量空间到故障空间的映射，更好的识别出故障模式与正常模式之间的区别，因此，这种诊断方法有很多的优点。
结语：
总之，随着科学技术的迅速发展，模拟电路故障诊断的重要性和复杂性也日益凸显，因此，要运用多种有效的方法加强模拟电路故障的诊断技术，更好的提高整个电路系统的稳定性和安全性。
参考文献
[1]彭敏放，何怡刚，王耀南.模拟电路的融合智能故障诊断[J].中国电机工程学报，2006（3）.
模拟电路的设计方法范文第5篇
关键词:模拟电路基础 电子设计 教学改革
模拟电路是我校电气信息类专业的专业主干基础课，是整个信息技术的基础，对实现专业人才培养目标有着十分关键的作用。正如教学基本要求中所指出的:“本课程在教学内容方面应着重基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面应着重设计构思和设计技能的基本训练。”
通过该课程的教学，学生能够全面系统地掌握模拟电路的基本知识、基础理论和基本方法，能够以工程实践的观点对一般性的、常用的电子电路进行分析和计算，具有较强的读图能力和简单电子电路的设计能力。学习和应用EDA工具进行电子电路的分析、设计和仿真，能够为学生以后深入学习电子技术某些领域中的内容，以及在上述专业中的应用打下良好的基础。
一、教改内容设计
(一)改革传统的教学形式
为了加强对学生自主学习能力的培养，也为了适应课程学时压缩的现状，应当改变传统的“讲全、讲细、讲透”的教学观念，侧重于对重点问题与难点问题的充分讲解，重视对分析与解决问题方法的讲授。选择一部分学生通过自学就能够理解与掌握的次要教学内容，通过采用引导性学习结合答疑的方式达到教学目的。
课堂教学是传授知识的主要阵地和渠道。模拟电路基础是一门工程性和实践性很强的课程，因此，模拟电子电路实验教学是一个十分重要的环节。同时传统的教学形式相对单一，课程中有许多内容过程复杂、抽象，难以口头表述，学生理解费力，传统教学方法难以奏效。
(二)课程的教改理念
当前，知识要更新，学时要缩短，教学手段必须先进。针对传统教学的不足，我们对该课程的建设开展了长时间、广泛深入的研究，在加强立体化教材建设的思想与理念的指导下，科学地构建课程内容与体系，恰当地采用新型教学手段与方法。课程的重点讲课内容在基本电路的原理分析的基础上，更多地注重基本电路的组成原则、电路结构的构思方法以及系统结构化设计的思路等方面；实验教学改革为三个层次的实验课，分为验证性基础实验、综合性实验和设计性实验。这些都更有利于培养学生综合应用、系统集成和创新的能力。
二、教改实践
模拟电子电路实验课通过试验手段，使学生获得模拟电子技术实验的基本知识和基本技能，并运用所学理论来分析和解决实际问题，提高分析解决实际问题的能力和实际工作能力。培养学生正确使用常用电子仪器是模拟电子技术实验教学的基本要求，因此在内容安排上，除安排基础性单元电路试验外，还要把常用电子仪器的使用贯穿于每个实验内容中。在实验所使用的元器件的选用方面，要适应现代科学技术发展的要求，应以分立元件的实验为引导，突出集成电路的实验。在具体实施时，重点放在使用方法和功能上，对内部结构和原理不去详细分析。
根据不同专业具体实验内容不同，笔者针对不同专业，设定了两套实验方案，以适应不同的需要：
（一）模拟电子电路课件
模拟电子电路实验分三个层次进行：
（1）验证性实验。它主要是以电子元器件特性参数和基本单元电路为主。根据试验目的、实验电路、仪器设备和较详细的实验步骤，通过试验来验证模拟电子技术的有关理论，从而进一步巩固学生的基本知识和基本理论。
（2）提高性实验。学生根据给定的实验自行选择测试仪器，拟定实验步骤，完成规定的电路性能指标测试任务，从而进一步掌握电路的工作原理。
（3）综合性和设计性实验。学生根据给定的实验题目、内容和要求，自行设计实验电路，选择合适的电子元器件来组装实验电路，拟定出调整测试方案，最后达到设计要求。通过这个过程，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的独立工作能力。
1.解决传统教学中的讲授难点
例如，在讲述一个基本放大的电路中的瞬时电流与电压随着输入信号变化而变化的情况时既费时又费力。采用多媒体技术，通过动画就能动态地演示这些瞬时信号变化的情况，使学生对这部分的内容形成一个完整、清晰的概念。
科学有效地使用多媒体进行教学还成为解决教学内容与学时之间矛盾的有效途径。多媒体技术能够灵活、动态地进行图形、图像的演示，使教学内容化难为易、化繁为简。大量的图形、图像、文字等预先存储在计算机内，使得多媒体教学能够很大程度上节约教师在课堂上的简单劳动时间，从而使教师能够将更多的精力与时间集中在重点与难点问题的讲解上。
课件发挥了多媒体的综合优势，重点解决传统教学中的讲授难点，将一些黑板教学不易描述讲清、学生难以理解、实验中又看不到的现象直观而形象地展示出来。用了该课件，教师讲解省力，学生感到形象生动、理解轻松，使学习由难为易。
2.变枯燥的结构内容为形象的内容
加强设疑、激疑、适时释疑，调动学生的学习兴趣。兴趣是求知的源泉和动力，浓厚的学习兴趣可以使学生产生强烈的求知欲。教师应抓住学生对新鲜事物有强烈的好奇心、求知欲等心理特征，加以适当的引导，激发学生的求知欲，培养学习兴趣。“学起于思，思源于疑”，教学过程实际上也是设疑、激疑、适时释疑的过程。陶行知先生说:“发明千千万，起点在一问。”教学过程中，要善于精心设疑，创造问题情景，激发学生好奇心和求知欲;适时灵活释疑，增强创新意识。设疑、激疑，并在适当的时候结合工程实际进行解答的教学方法，一方面，表面上看不符合常理的答案会引起学生的好奇心和探索欲;另一方面，也给学生留下了足够多的时间去探究原因，这对爱动脑筋钻研的学生来讲是一次很好的锻炼机会;再一方面，将工程中的实际问题与原理性计算准则联系起来，增强了理论与实践之间的联系，加强了课程之间的联系，形成了前后呼应统一的效果。实践证明，《模拟电子电路》课程教学方法的改革，缓解了课程内容多课时少的矛盾，可以在较短的课堂教学时间内向学生传授更多、更新的模拟电子电路知识，使学生尽快地适应专业基础课的学习，提高学习兴趣，巩固所学知识，更好地培养学生的分析问题、解决问题的能力及工程意识和创新设计能力，从而取得更好的教学效果。
(二)电子设计EDA课件
电子设计是模拟电子电路基础课程的最后一个教学环节。在设计中将所学内容综合用于设计实践中，对培养学生的设计能力起重要作用。
1.具有新颖的教学创意
电子设计EDA课件从整体设计到各模块的构思都使人耳目一新，每个模块下都有二级子菜单可供选择。如在“多级低频阻容耦合放大器”结构中点击一图片，可观看“多级低频阻容耦合放大器”教学片;又如，针对学生第一次面对“自动水龙头”这类较为复杂的电路图感到无从下手的畏难情绪，我们按照电路设计原则，制作了设计顺序动画，引导学生一步一步地完成电路草图的绘制，学生既节省了时间，又掌握了设计技巧，当设计结束看着自己的第一个作品时学生们感到收获很大。课件将以往设计中出现的问题用EDA来解决，体现了多年的教学经验与现代化教学手段的完美结合。
2.结合实际应用制作的电子教学片
为了突出理论知识与实际应用的辩证关系，我们制作了电子电路教学片，从现场拍摄、录制到编辑，反映了电子产品的发展变化路程以及最新产品。通过播放，学生不仅了解到各种电子电路、电子元件的结构特点及应用场合，还扩大了视野，感受到电子产品的丰富多彩与应用领域的广泛性，从而激发了学习兴趣。
3.仿真装配
复杂的电路分析时比较复杂，使用仿真装配，可真实地再现电路中各电子元件的相对位置、装配关系及安装顺序，可反复观看，以帮助学生了解其结构工艺。
4.开发了具有选题、正误判断和最新记分系统的答辩模块
电子设计由于时间紧、学生人数多，学生很难考虑和回答较多的问题，教师也不能全面了解每个学生掌握知识面的情况，以便合理地给出成绩。为此可开发制作具有选题、正误判断和记分系统的答辩模块，并将选题按不同的知识点划分为理论计算部分、结构设计部分等五类。教师在各部分中点选题目，学生选择答题后，立即给出正确或错误的判断，当选择交卷时，即给出答对和答错的题数及所得分数。该课件的使用不仅改变了答辩时间紧、提问不全面的状况，还调动了学生学习的自觉性。
总之，模拟电子电路基础课件和设计课件综合运用了计算机图形、图像处理技术、音频处理技术、影像编辑技术、仿真技术和美学、文学等人文学科知识，充分利用各种软件制作整合，组成了具有集成环境的多媒体EAD课件，为模拟电子电路基础课程的整个教学过程提供了现代化功能较为齐全的多媒体教学环境。
结束语
上述两个课件融入了我们多年的教学经验和体会，利用了现代化立体化的教学手段，真正实现了复杂问题简单化、抽象问题直观具体化、静态问题动态化、间接问题直接化，在模拟电子电路基础课程的整个教学中发挥了积极作用。不仅提高了教学效率和教学质量，而且通过多媒体的教学环境，给学生以亲切自然的感觉，真正做到了寓教于乐，受到学生的普遍欢迎。随着教学改革的深入、学科建设的进行和课程体系的调整，我们及时转变教育观念，紧密围绕机械设计人才的培养目标，提出了对学生进行设计能力、创新能力、工程意识培养。
参考文献:
[1]教育部.关于加强高等学校本课教学工作提高教学质量若干意见[R].教高[2001]4号.
[2]童诗白，华成英.模拟电子技术基础(第三版)[M].高等教育出版社，2001.
