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电路设计的原理

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电路设计的原理

电路设计的原理范文第1篇

关键词:机内通话器(机通);电源滤波;阻流圈;干扰

中图分类号:U652.7+4 文献标识码:A

1 概述

我国CA313直升机配置的机通,是在国外某型机通的基础上改进设计的,通过了适航要求的各项试验。民用航空设备的试验应力高于军用载机设备,在进行“音频传导敏感性-电源输入(闭路试验)”这项电磁兼容试验时,机通耳机中有较大的干扰噪声,通过理论分析改进了电源滤波电路设计,顺利通过了此项试验。

2 试验过程及电路分析

2.1 音频传导敏感性-电源输入试验的电路及要求

试验目的是考核装机设备能否耐受通常预期幅值的频率分量和在此环境应力下机通的工作状态(通话)是否正常。试验电路连接图见图1。

图1中V监视干扰信号的有效值幅值。图2是向机通的工作电源施加要求的频率和交流干扰电压信号的电路图,干扰信号频率范围是200Hz~15KHz,信号源扫描步进是30个频率点/10倍频。

2.2 试验要求

2.2.1 在干扰环境应力下,用耳机话筒组监听,应通话不中断、干扰声不能影响通话效果。

2.2.2 用电压表分别测试1、2号位耳机+ 、-输出端的干扰信号(有效幅值),应≤6.5mV。

注:人耳一般在耳机输出3mV以上即可感受到噪声,超过8mV为敏感噪声干扰。

2.3 试验情况和电路分析

在试验中,给机通加电用耳机话筒组在1、2号位监听,有较大的噪声。用电压表测试1、2号位的耳机+、-输出端的交流干扰信号均为23mV。

由于试验干扰应力是施加在机通的工作电源上,说明机通内部的电源滤波效果不理想,未能有效的滤除干扰杂波。机通电源滤波电路见图4:

机通接口有28V-1、28V-2两路电源,是外部供电系统提供的,通过机通内部的阻流圈及电容组成的滤波电路抑制低频干扰杂波。以400Hz交流干扰信号为例,进行试验、分析。

图4中L1、C1及L2、C2组成谐振回路,L3、C3及L4、C4组成滤波网络,其中C3=C4=400uF起主要的滤波作用,其容抗值为1Ω,实测A和B点的噪声幅值(有效值)均为50mV,所以i3=i4=50mA。L1、C1及L2、C2为对称电路设计,并且L1=L2=0.08H,C1=C2。L1、C1对交流噪声谐振时,i1=i2两谐振回路的直流电阻为0.1Ω。对于100mV的交流噪声,i1=i2= 0.1A。注入a点的电流为ia=i1=i2=i3=i4=0.4A。设c点与a点间地线阻抗为0.05Ω,ia使c点地电位比a点的电位高出20mV。此值与机壳地b点为参考点,在音频地c点测出的交流噪声幅值也是20mV。由于两个谐振回路的存在,使地线上交流噪声增大。

通过以上分析,两个谐振电路是造成电源滤波效果差的主要原因,将C1、C2电容对地断开,经测试音频地a与机壳地之间的交流噪声变为0.4mV,干扰幅值大大降低。

将设计电路改进后,重新进行“音频传导敏感性-电源输入”试验,从耳机中监听噪声不敏感,测试耳机输出端的噪声电压为4.1mV,顺利通过了试验。机通交付用户后装机试飞未反映噪声干扰问题。

3 电源滤波电路效果的鉴别方法

机通的工作电流一般小于1.5A,为弱电、低频工作设备,且接联设备多,在复杂的电磁兼容环境中易敏感、易扰,尤其是电源。将电源净化后再给机通的放大电路供电,是最有效、最直接的抑制干扰的方法。但是如何设计电源滤波电路,选择阻流圈,是滤波电路设计的关键问题,可通过以下试验确定电路设计是否合理,阻流圈是否有效。测试电路见图5。

图5中F、D端接信号发生器,输出交流干扰信号,有效值为1.5V、频率见表1,C是隔直电容;E、D端是给机通供电的直流电源,输出工作电流2A,L是保护电感,还起隔断交流信号的作用;L1是测试件与C1组成滤波电路,RP1是负载,调节阻抗使电路电流为2A,电压表监测通过滤波电路后负载两端的交流信号幅值(干扰信号)。不同型号的阻流圈测试记录见表1.

通过以上试验可有效选择滤波效果好的阻流圈器件,该器件是电源滤波电路的关键器件,选择好可缩短产品研制周期,降低试验费用,节省产品研制成本。

结语

通过改进电源滤波电路,产品完成了电磁兼容试验,装机后产品能适应复杂的电磁兼容环境,说明有效的电源滤波电路能提高机通自身的抗干扰能力。使用合理的电源滤波电路,选择滤波阻流圈是关键,这对提升产品的电磁兼容适应性很重要。

电路设计的原理范文第2篇

关键词:光伏发电系统;DC/DC仿真;DC/AC仿真

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.142

独立型光伏发电系统系统结构如图1所示,主要有太阳电池组件(方阵)、控制器、储能蓄电池(组)、直流/交流逆变器等部分组成。光伏阵列发出的直流电通过器将其逆变为交流电供给负载,蓄电池将光伏阵列在白天发出的电能存储起来,并在夜间和阴雨天给负载供电。

1 独立型光伏发电系统构成

1.1 光伏电池组

光伏电池板又称太阳能电池板 Solar panel,是由若干个太阳能电池组件按一定方式组装在一块板上的组装件,通常作为光伏方阵的一个单元。通常做法是把片单体多晶硅电池串联在一起。在实际应用时,根据负载要求,自由组合组件达到输出功率的条件。

1.2 蓄电池组

蓄电池组是用电气方式连接起来的用作能源的两个或者多个单体蓄电池。白天太阳光照射到太阳能组件上,使太阳能电池组件产生一定幅度的直流电压,把光能转换为电能,再传送给智能控制器,经过智能控制器的过充保护,将太阳能组件传来的电能输送给蓄电池进行储存。

1.3 控制器

蓄电池充放电过程需要控制器来调节。光伏控制器是用于太阳能发电系统中,控制多路太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。

1.4 逆变器

逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置,主要用于把直流电力转换成交流电,一般由升压回路和逆变桥式回路构成。升压回路把太阳电池的直流电压升压到逆变器输出控制所需的直流电压;逆变桥式回路则把升压后的直流电压等价地转换成常用频率的交流电压。

2 独立光伏发电系统逆变电源的要求

要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高,为了最大限度地利用太阳能电池,提高系统效率,必须设法提高逆变电源的效率。 要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区,许多电站无人值守和维护,这就要求逆变电源具有合理的电路结构,严格的元器件筛选,并要求逆变电源具备各种保护功能,如输入直流极性接反保护,交流输出短路保护,过热,过载保护等。同时,逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。

3 单相独立型光伏发电系统逆变电源主电路仿真

3.1 DC/DC变流电路仿真

直流升降压斩波电路仿真模型如图2所示,直流电源电压为100V,负载为带有电容滤波的电阻负载,电阻为2Ω ,滤波电容为1000μF 。开关采用IGBT,驱动信号由“Pulse Generator”环节产生,驱动信号频率为1000Hz,占空比为50%。此时电路的仿真波形为图3所示。

三幅波形中波形依次为驱动信号、负载电流、负载电压,此时电路已接近稳态。

3.2 DC/AC逆变电路仿真

单相全桥逆变电路仿真模型如图4所示,直流电源电压为100V,负载为电阻电感负载,电阻为1Ω,电感为0.01H,开关采用MOSFET,逆变器工作频率为50Hz,驱动信号由两个“Pulse Generator”环节产生,占空比为49.5%。此时电路的仿真波形为图5所示。

三幅波形中波形依次为负载电流、负载电压和开关管1的电压和电流,此时电路已接近稳态。

电路设计的原理范文第3篇

关键词:课程体系改革;教学内容优化;集成电路设计

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)34-0076-02

以集成电路为龙头的信息技术产业是国家战略性新兴产业中的重要基础性和先导性支柱产业。国家高度重视集成电路产业的发展,2000年,国务院颁发了《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》(18号文件),2011年1月28日,国务院了《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》,2011年12月24日,工业和信息化部印发了《集成电路产业“十二五”发展规划》,我国集成电路产业有了突飞猛进的发展。然而,我国的集成电路设计水平还远远落后于产业发展水平。2013年,全国进口产品金额最大的类别是集成电路芯片,超过石油进口。2014年3月5日,国务院总理在两会上的政府工作报告中,首次提到集成电路(芯片)产业,明确指出,要设立新兴产业创业创新平台,在新一代移动通信、集成电路、大数据、先进制造、新能源、新材料等方面赶超先进,引领未来产业发展。2014年6月,国务院颁布《国家集成电路产业发展推进纲要》,加快推进我国集成电路产业发展,10月底1200亿元的国家集成电路投资基金成立。集成电路设计人才是集成电路产业发展的重要保障。2010年,我国芯片设计人员达不到需求的10%,集成电路设计人才的培养已成为当前国内高等院校的一个迫切任务[1]。为满足市场对集成电路设计人才的需求,2001年,教育部开始批准设置“集成电路设计与集成系统”本科专业[2]。

我校2002年开设电子科学与技术本科专业,期间,由于专业调整,暂停招生。2012年,电子科学与技术专业恢复本科招生,主要专业方向为集成电路设计。为提高人才培养质量,提出了集成电路设计专业创新型人才培养模式[3]。本文根据培养模式要求,从课程体系设置、课程内容优化两个方面对集成电路设计方向的专业课程体系进行改革和优化。

一、专业课程体系存在的主要问题

1.不太重视专业基础课的教学。“专业物理”、“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是集成电路设计的专业基础课,为后续更好地学习专业方向课提供理论基础。如果基础不打扎实,将导致学生在学习专业课程时存在较大困难,更甚者将导致其学业荒废。例如,如果没有很好掌握MOS晶体管的结构、工作原理和工作特性,学生在后面学习CMOS模拟放大器和差分运放电路时将会是一头雾水,不可能学得懂。但国内某些高校将这些课程设置为选修课,开设较少课时量,学生不能全面、深入地学习;有些院校甚至不开设这些课程[4]。比如,我校电子科学与技术专业就没有开设“晶体管原理”这门课程,而是将其内容合并到“模拟集成电路原理与设计”这门课程中去。

2.课程开设顺序不合理。专业基础课、专业方向课和宽口径专业课之间存在环环相扣的关系,前者是后者的基础,后者是前者理论知识的具体应用。并且,在各类专业课的内部也存在这样的关系。如果在前面的知识没学好的基础上,开设后面的课程,将直接导致学生学不懂,严重影响其学习积极性。例如:在某些高校的培养计划中,没有开设“半导体物理”,直接开设“晶体管原理”,造成了学生在学习“晶体管原理”课程时没有“半导体物理”课程的基础,很难进入状态,学习兴趣受到严重影响[5]。具体比如在学习MOS晶体管的工作状态时,如果没有半导体物理中的能带理论,就根本没办法掌握阀值电压的概念,以及阀值电压与哪些因素有关。

3.课程内容理论性太强,严重打击学生积极性。“专业物理”、“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”这些专业基础课程本身理论性就很强,公式推导较多,并且要求学生具有较好的数学基础。而我们有些教师在授课时,过分强调公式推导以及电路各性能参数的推导,而不是侧重于对结构原理、工作机制和工作特性的掌握,使得学生(尤其是数学基础较差的学生)学习起来很吃力,学习的积极性受到极大打击[6]。

二、专业课程体系改革的主要措施

1.“4+3+2”专业课程体系。形成“4+3+2”专业课程体系模式:“4”是专业基础课“专业物理”、“半导体物理”、“固体物理”和“晶体管原理”;“3”是专业方向课“集成电路原理与设计”、“集成电路工艺”和“集成电路设计CAD”;“2”是宽口径专业课“集成电路应用”、“集成电路封装与测试”,实行主讲教师负责制。依照整体优化和循序渐进的原则,根据学习每门专业课所需掌握的基础知识,环环相扣,合理设置各专业课的开课先后顺序,形成先专业基础课,再专业方向课,然后宽口径专业课程的开设模式。

我校物理与电子科学学院本科生实行信息科学大类培养模式,也就是三个本科专业大学一年级、二年级统一开设课程,主要开设高等数学、线性代数、力学、热学、电磁学和光学等课程,重在增强学生的数学、物理等基础知识,为各专业后续专业基础课、专业方向课的学习打下很好的理论基础。从大学三年级开始,分专业开设专业课程。为了均衡电子科学与技术专业学生各学期的学习负担,大学三年级第一学期开设“理论物理导论”和“固体物理与半导体物理”两门专业基础课程。其中“固体物理与半导体物理”这门课程是将固体物理知识和半导体物理知识结合在一起,课时量为64学时,由2位教师承担教学任务,其目的是既能让学生掌握后续专业方向课学习所需要的基础知识,又不过分增加学生的负担。大学三年级第二学期开设“电子器件基础”、“集成电路原理与设计”、“集成电路设计CAD”和“微电子工艺学”等专业课程。由于“电子器件基础”是其他三门课程学习的基础,为了保证学习的延续性,拟将“电子器件基础”这门课程的开设时间定为学期的1~12周,而其他3门课程的开课时间从第6周开始,从而可以保证学生在学习专业方向课时具有高的学习效率和大的学习兴趣。另外,“集成电路原理与设计”课程设置96学时,由2位教师承担教学任务。并且,先讲授“CMOS模拟集成电路原理与设计”的内容,课时量为48学时,开设时间为6~17周;再讲授“CMOS数字集成电路原理与设计”的内容,课时量为48学时,开设时间为8~19周。大学四年级第一学期开设“集成电路应用”和“集成电路封装与测试技术”等宽口径专业课程,并设置其为选修课,这样设置的目的在于:对于有意向考研的同学,可以减少学习压力,专心考研;同时,对于要找工作的同学,可以更多了解专业方面知识,为找到好工作提供有力保障。

2.优化专业课程的教学内容。由于我校物理与电子科学学院本科生采用信息科学大类培养模式,专业课程要在大学三年级才能开始开设,时间紧凑。为实现我校集成电路设计人才培养目标,培养紧跟集成电路发展前沿、具有较强实用性和创新性的集成电路设计人才,需要对集成电路设计方向专业课程的教学内容进行优化。其学习重点应该是掌握基础的电路结构、电路工作特性和电路分析基本方法等,而不是纠结于电路各性能参数的推导。

在“固体物理与半导体物理”和“晶体管原理”等专业基础课程教学中,要尽量避免冗长的公式及烦琐的推导,侧重于对基本原理及特性的物理意义的学习,以免削弱学生的学习兴趣。MOS器件是目前集成电路设计的基础,因此,在“晶体管原理”中应当详细讲授MOS器件的结构、工作原理和特性,而双极型器件可以稍微弱化些。

对于专业方向课程,教师不但要讲授集成电路设计方面的知识,也要侧重于集成电路设计工具的使用,以及基本的集成电路版图知识、集成电路工艺流程,尤其是CMOS工艺等相关内容的教学。实验实践教学是培养学生的知识应用能力、实际动手能力、创新能力和社会适应能力的重要环节。因此,在专业方向课程中要增加实验教学的课时量。例如,在“CMOS模拟集成电路原理与设计”课程中,总课时量为48学时不变,理论课由原来的38学时减少至36学时,实验教学由原来的10学时增加至12个学时。36学时的理论课包含了单级运算放大器、差分运算放大器、无源/有源电流镜、基准电压源电路、开关电路等多种电路结构。12个学时的实验教学中2学时作为EDA工具学习,留给学生10个学时独自进行电路设计。从而保证学生更好地理解理论课所学知识,融会贯通,有效地促进教学效果,激发学生的学习兴趣。

三、结论

集成电路产业是我国国民经济发展与社会信息化的重要基础,而集成电路设计人才是集成电路产业发展的关键。本文根据调研结果,分析目前集成电路设计本科专业课程体系存在的主要问题,结合我校实际情况,对我校电子科学与技术专业集成电路设计方向的专业课程体系进行改革,提出“4+3+2”专业课程体系,并对专业课程讲授内容进行优化。从而满足我校集成电路设计专业创新型人才培养模式的要求,为培养实用创新型集成电路设计人才提供有力保障。

参考文献:

[1]段智勇,弓巧侠,罗荣辉,等.集成电路设计人才培养课程体系改革[J].电气电子教学学报,2010,(5).

[2]方卓红,曲英杰.关于集成电路设计与集成系统本科专业课程体系的研究[J].科技信息,2007,(27).

[3]谢海情,唐立军,文勇军.集成电路设计专业创新型人才培养模式探索[J].电力教育,2013,(28).

[4]刘胜辉,崔林海,黄海.集成电路设计与集成系统专业课程体系研究与实践[J].教育与教学研究,2008,(22).

电路设计的原理范文第4篇

关键词:示范教学;传感器技术应用;项目化;微课程

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)17-0249-02

一、引言

现在的高校大学生中使用智能手机、移动数码产品的人越来越多,这在无形中改变着他们的阅读和学习方式,当然从中我们也可以很自然地联想,他们在课后利用这些电子设备浏览教学内容,那不是一件很好的与课堂教学对接的方式吗?几乎大部分的教师都有运用多媒体技术播放视频的教学经历,但大家都会发现,不管是利用精品课程视频也好,或者是其他类型的教学视频,除了上课教学以外,很少会有学生课后去浏览观看这些视频进行学习和课后复习,其利用率非常之低,原因主要是视频容量太大,教学视频大多数是几百兆,网上在线观看往往速度太慢;容量大也影响网速,断断续续,让人失去等待的信心;最后容量大则讲解的知识点过多,让学习者失去学习耐心。此外,现在高校都在实行项目化的教学做一体的课程开发,在教学做的过程中,特别是电子类相关专业,教师示范引领是一个重要的环节。然而从目前来看,教师示范因为视线、场地等原因,示范只能照顾到前面的少部分同学,如果把项目中关键的知识点、技能点、重点、难点做成微视频的形式,通过投影播放,可以让所有同学都能清晰地看到教师的示范内容。鉴于此,课题组成员结合应用电子技术专业,开发出的《传感器技术应用》微课程正好有效解决了这些问题,其微课程的特点有以下几方面:①目标明确、主题突出。②短小精悍、视频为主。③依托网络、使用方便。课程组共计完成《传感器技术应用》项目化的微课程视频12个。

二、《传感器技术应用》项目化内容设计

《传感器技术应用》项目化内容分成6个项目,具体项目及涉及的传感器如下:①饮水机温控指示电路,负温度系数热敏电阻;②霍尔传感器磁性产品计数器,霍尔传感器3144;③红外线防盗报警器,红外线发射二极管、光敏三极管;④声光控路灯,驻极体话筒、光敏电阻;⑤小型电动机转速测量器,带光电开关装置的电动机模块。⑥酒精浓度检测器,酒精传感器MQ-3。

三、项目微视频设计与制作

1.项目中关键应用能力提炼方法。①首先对项目中的传感器进行基本特性的测试:工作原理、输入输出特性、引脚判断等。②将项目分成若干个小的模块,模块划分的原则是在电路中可以自成一个部分。③按照信号的流程进行一步步的电路设计,对完成的每部分电路进行相应的测试,同时完成数据的记录,注意前面的模块测试完成后,才进行下个模块的设计及测试。④Keil uVision编程及调试。⑤Proteus电路进行设计及仿真。⑥电路制作及测试:完成整体电路设计、并对关键信号点按照要求进行相应的测试并记录数据。

2.每个项目的关键应用能力提炼。项目一:①负温度热敏电阻10KΩ的一致性和温度特性测试。②电阻到电压转换的测量电路设计及测试。③三极管驱动的继电器应用电路设计及测试。④三个LED(电源、加热、保温)指示电路设计。⑤Proteus电路设计及仿真。⑥电路制作及测试:分成加热过程、保温过程、再加热过程。

项目二:①霍尔效应的工作原理。②开关霍尔传感器3144芯片内部的工作原理。③3144的信号产生电路设计及磁铁接触及方向的测试。④单片机计数器的应用。⑤3位共阳极数码管显示电路设计。⑥Keil uVison的单片机计数器及数码管显示的程序设计。⑦Proteus电路设计及仿真。⑧电路制作及测试:信号产生、单片机复位、晶振电路、数码管显示等。

项目三:①红外线发射二极管正向导通压降测试及伏安特性测试。②可调红外线强度的发射器电路设计及测试。③光敏三极管光照特性测试及引脚判断。④光敏三极管光信号检测电路设计及测试。⑤4011二输入与非门的逻辑控制电路设计。⑥RC充放电电路设计及测试。⑦三极管驱动的蜂鸣器报警电路设计及测试。⑧Proteus电路设计及仿真。⑨电路制作及测试:分成有红外线和无红外线接收两种状态进行关键信号点测试、RC充放电过程的测试等。

项目四:①红外光电开关的工作原理及引脚判断。②红外光电开关的电机测速模块工作原理、电路及引脚判断。③电机测速模块传感器输出信号测试。④CD4013 D触发器的工作原理。⑤D触发器的信号整形电路设计及测试。⑥单片机计数器的应用。⑦3位共阳极数码管显示电路设计。⑧Keil uVison的单片机计时、计数、转速计算、数码管显示的程序设计。⑨Proteus电路设计及仿真。⑩电路制作及测试:信号产生、信号整形、单片机复位、晶振电路、数码管显示等。

项目五:①驻极体话筒的工作原理:驻极体、电容、场效应管和阻抗变换。②驻极体话筒的声音信号检测电路设计及测试:分成有声音和无声音两种状态进行分别测试。③驻极体话筒输出信号电容耦合、三极管信号放大电路设计及测试。④光敏电阻光照特性测试。⑤4011二输入与非门的逻辑控制电路设计:声音和光敏信号。⑥RC充放电电路设计及测试。⑦PCR606可控硅控制电路设计及测试。⑧220V市电的半波整流、降压、电容滤波输出直流10V。⑨PCR606驱动控制、桥式整流和灯泡的连接电路。⑩Proteus电路设计及仿真。{11}电路制作及测试:光敏电阻模拟成白天和黑夜两种状态分别进行有声音和无声音的关键信号点的测试、RC充放电过程的测试等。

项目六:①酒精传感器MQ-3的6个引脚判断。

②MQ-3酒精浓度特性测试:分成电热丝加热与不加热进行测试并进行对比。③比较器的应用。④LM3914芯片内部的工作原理:电压跟随器、10级比较器和电压基准源、LED亮度调节等。⑤Proteus电路设计及仿真。⑥电路制作及测试:调节电位器使LED1亮,测试酒精浓度变化时,比较器输入5脚电压的变化,同时观察LED亮灯数目的变化。

3.项目微视频的内容选取、设计与制作。项目微视频的内容选取要是教学中重点、难点和关键点,易于通过可视化的方式呈现、自成一个相对完整的整体、内容的时间控制在5~15分钟、选取一个合适的名字等。通过前面的项目关键能力的提炼,我们从中选择了12个知识点进行微视频的制作,内容如下:①负温度系数热敏电阻一致性及温度特性的测试。②饮水机温控指示电路关键信号点的工作过程测试。③霍尔传感器3144工作原理分析及开关特性测试。④磁性产品计数器的Keil编程设计及调试。⑤红外线防盗报警器关键信号点的测试。⑥驻极体话筒的工作原理及信号输出测试。⑦声光控路灯关键信号点的测试。⑧酒精传感器MQ-3引脚判断和基本特性测试。⑨LM3914芯片内部的工作原理分析。⑩电机测试模块的引脚判断及输出信号测试。{11}小型电动机转速测量器的Keil编程设计及调试。项目微视频的设计与制作首先需要准备相应设备和材料,主要有如下:①知识点相关:电子元件、仪器和设备(万用表、数字稳压电源、数字示波器)、线路板、实训指导教程、PPT、动画、黑板(电子白板)等。②电路仿真和编程相关:电脑、Proteus电路仿真软件和Keil uVision编程软件。③微视频拍摄相关:摄像机、计算机录屏软件CamtasiaStudio、麦克风等。将上述的12个知识点进行分类,大致可以分成三类,以及需要的相关微课制作工具。第一类:讲解、操作及测试类,采用摄像机拍摄。第二类:工作原理分析类,采用计算机录屏软件和麦克风。第三类:Keil编程设计及调试类,采用计算机录屏软件和麦克风。对制作微视频的知识点需要进行详细的微课程脚本设计,形成一个较为详细的讲解、操作、分析的过程文件,最后对视频进行后期处理,如剪辑、合成、字幕添加等。

四、结论

《传感器技术应用》项目化微课程的开发,完成了6个传感器项目的设计及12个微视频的设计和制作。为该课程的项目化教学做提供了一个很好的示范教学素材,同时学生也可以通过微视频资料进行相应的学习或复习,通过利用微课教学和传统教学的所教班级对比,利用微课程的班级教学效率和效果明显有所提高。通过对《传感器技术应用》课程的项目化开发和微视频设计与制作,该课程的主讲教师多次在学生“学评教”中,被评为学生满意教师。

参考文献:

[1]张剑波,张欣杰.高职微课程的开发与应用[J].中国职业技术教育,2014,(2):9-10.

[2]熊烨.微课程制作的思考和实践[J].湖北工业职业技术学院学报,2014,27(3):100-102.

[3]韩宝如,黄果,潘云霞.高职传感器技术与应用课程建设的研究[J].辽宁高职学报,2012,(9):47-48.

[4]袁向荣.项目驱动教学法在“传感器与检测技术”课程中的应用[J].中国电力教育,2011,(26):92-93.

电路设计的原理范文第5篇

【关键词】中职学校;电子电路设计;音响设计;创新教学

中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)05(c)-0000-00

与中职学校的其他专业相比,电子专业对于学生的动手实践能力要求更高。因此在进行电子电路设计课程的教学中,应当充分将理论与实践结合起来进行教学。但是受教学资源和教学条件的限制,部分中职电子电路设计专业教学仍然以理论教学为主,只注重学生在CAD软件上的操作是否熟练,而忽略了电子电路设计的实际应用。以下笔者就结合自己的教学实践经验,来谈谈电子电路设计实用性项目的创新教学方法。

1、开展实用性项目教学的必要性

一般来讲,电子电路设计工作都是在CAD软件上制作完成的,因此现如今很多中职电子专业在教学中往往只将教学实践的重心放在培养学生的CAD制图能力上,也就是说,中职电子电路设计教学除了进行理论教学以外,就是对学生进行CAD软件应用能力培训,并认为这样就能够培养出优秀的电子电路设计人才。然而事实上却并非如此,很多学生在进入企业进行实际生产时,仍然不能在短期内掌握生产设计要领,实践能力很弱。

基于此,我们应当了解到,电子电路设计课程的教学内容不但要包括理论、CAD软件,还要包括一些实用性项目,也就是要培养学生对于PCB板的设计能力,包括对PCB板的布局和布线进行合理设计,从而使产品设计达到相关质量认证要求。

2、开展实用性项目创新教学实践的方法

通常在中职电子电路设计课程的项目式教学中,包含了绘制单管放大电路原理图、制单片机系统层次原理图、绘制元件原理图、单管放大电路PCB板设计、单片机系统PCB板设计、U盘PCB板设计和PBC封装设计几大项目。在本文中,笔者提出可以在此基础上增设一个新的项目,即音响电路PCB板的设计项目。

之所以要提出在电子电路设计项目中增设音响电路设计,是因为当前的电子产品基本上都会配备语音系统,而电子产品的发展又是趋势于轻巧、单薄的方向。也就是说,现代电子产品对电子电路板的密度要求越来越高,PCB板的密度大小、精度高低都直接决定着其性能好坏。而在PCB板的设计中,若布线过于紧凑,会出现严重的干扰,因此要增大密度,就必须要提高PCB板的抗干扰能力。为此,我们应当将音响电路PCBLAYOUT设计也作为电子电路板设计的一个重要项目内容。

3、基于实用性的音响电路设计项目实践

音响电路的PCBLAYOUT一般由集合数字电路、模拟电路和高频电路组成,在对其进行设计时应当充分考虑到电路板的使用稳定性。而影响其使用稳定性的主要因素有电源、接地和信号线处理等,这些因素对电路板的抗干扰性影响也较大。为此以下我们重点对这三个因素的实践处理方法进行探讨。

3.1电源的处理

在组合音响的使用电源种,运用到很多降压、稳压电路,所以在做线路图时就应当把他们分开。但是在选用降压呵稳压电路时,必须要考虑到承受工作的电流问题,在同一组电压给不同模块时应当将磁珠分开。

3.2地线的处理

在做组合音响的地线处理时,必须要考虑的就是电流问题。

我们都知道一个原理,那就是电源从哪里来,那么底线就要回哪里去。比如一个5v的电源,它给CD部分供电,那么CD部分的地也要回到5v电源的地上,如果这个5v电压是经过12V降下来的,那么它的地也就再回到12V电源的地线上,都是一级一级串起来的,最后到总电源输入的地上。

DA解码芯片的地线、FM音频输出的地、DECK的地、AUX输入的地、LINE IN输入的地都应该直接接入到功放的地线上。很多时候,我们画功放电路都会想到单点接地,都想把所有地都接入到滤波电源的电容上,认为这个地方的地是最干净的,其实还是有局限性。因为AUX输入的是音频信号,电压的幅度起伏不定,功放的电流波动也很大,也就造成功放的地不稳定。

喇叭的地要接到电源地上,不能放在功放的IC地上,众所周知,功放的IC地上是存在一定电压的,如果把喇叭的地接放到这里,不仅输出功率降低了,还相当于是吧喇叭的地与功放IC的地接在了一起,这样使得喇叭的地变得更加不稳定,电压相对也起伏加大了。

3.3信号线的处理

在模拟功放里信号线已经很少,一般只有声道。

在音频输入输中间要用地线隔开,最好音频线的两边要用地线包起来。

LR声道线上的滤波电容要离开得远些(在音频信号幅度很大的时候,这点影响很明显)。相隔太近,容易引起失真,串音。

在电流很大的信号线电源及地线上可增加露铜区,在过波峰焊的时候露铜的地方会沾上锡,从而减少铜铂上的阻抗,一般是在地线上,或者音频输出线上。

3.4音响产品的PCB工艺

贴片元器件基本上和MP3的工艺是一样的。音响产品使用到插件的物料很多,所以在焊接上可能还会使用到波峰焊,因此在一些插件元器件中和贴片是不一样的。

在一些大的焊脚上需要增加SOLDER缺口,以便过波峰焊的时候,不至于出现连锡,但是过波峰焊的方向一定要和缺口方向一致。

3.5认证

我们都知道,音响产品不比MP3和U盘,它还多了一个需要认真的安规UL。所以在选用器件时,一定要选择过了UL认证的物料,还要选择在认证时变压器一定是没有被浸漆的,在做安规测试时要有耐压和过流保护作用的。如果选用好的变压器,那么耐压问题是不会出现的,在电路中增加保险丝,也是为了做过流的保护作用。

FCC,CE认证的处理方法基本上都是适用于音响产品的。此外就音响产品还有一种特殊的处理方法,就是在连接线上增加磁环。

4、结语

综上所述,在中职电子电路设计的课程教学中进行实用性项目教学的创新和改进是非常有必要的,也是未来社会发展对中职学校人才培养提出的新的要求。作为电子专业的学生,不但要能够充分掌握电子电路设计的理论知识和软件设计方法,还要能够与实际生产相结合,掌握生产中需要注意的设计要点。本文中提出在电子电路设计的项目教学中加设音响电路设计正是基于这种理论而提出的,希望能够为广大同行提供一些借鉴和参考,从而促进中职电子专业教学模式的改革和教学水平的提高。

参考文献

[1] 赵永杰,郭英. 项目教学在电子线路CAD教学中的探索与实践[J]. 吉林广播电视大学学报. 2010(05)