电子电路设计与调试范文
时间:2023-10-11 17:26:33
导语:如何才能写好一篇电子电路设计与调试,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
当前,随着社会经济的不断发展和科学技术的不断进步,我国的电子行业已在市场经济领域中得到了大规模的发展,同时也得到了广泛的应用。其中,对于电子设备来说,电子电路的设计是其中的一个关键性内容,为了有效地满足社会对电子行业的需求,人们对电子电路的设计质量也提出了更高的要求,而电力的调试工作作为电子电路设计中的一个核心内容,重视和完善电路的调试工作便显得尤为重要,其对优化电子电路的设计质量具有非常重要的影响。
1电子电路设计常用的调试方法
电子电路设计常用的调试方法主要有两种,即分别为分块调试法和整体调试法。下面主要对此两种方法进行了一定的分析。
1.1分块调试法
在进行电子电路设计时,分块调试法的应用主要是将整个电子电路按照一定的规律分成不同类型的模块,然后再对每个模块进行调试。通常情况下,其主要是按照电路的不同功能进行划分的,由此则可以对不同电路部分的性能进行单独地调试。其中,在实际调试作业过程中,为了保障电子电路分块的科学合理性以及调试工作的正常开展,相关工作人员应首先对电子电路的工作方式、工作原理进行具体地掌握,然后在实际的调试过程中应严格按照电路的信号流通线路进行具体地划分,从而便可以将电子电路划分成多个级别。在此前提下,工作人员则可以对电子电路进行一级一级地作业,以更加有效地完成对电子电路的调试。此外,分块调试法还适用于边安装边调试的情况下,即在整个电子电路中每安装完一个模块就可以对其进行相应的调试工作。与在电子电路安装完毕之后再进行分块调试的模式相比较的话,虽然该调试方式会在一定程度上增加调试工作的难度,但是该工作的效果却是比较理想的,其不仅可以在电力电路安装的过程中立即发现其间可能存在的故障模块,且当电子电路安装完毕之后,与之相对应的调试作业也便同时完成了。在实际作业过程中,分块调试法常被普遍应用于较小的电路中。
1.2整体调试法
与分块调试法不同,整体调试法主要是在整个电子电路都安装完毕之后再对其进行一次性地总调试,而并不对每一模块进行单独地调试。一般情况下,整体调试法常被应用于结构简单的电子电路中,但其也可以取得良好的调试效果,尤其是对于一些无法分块调试的产品来说,整体调试法的应用在其中具有着极其重要的意义。
2电子电路设计常用的调试步骤
在对整个电子电路进行调试的作业时,相关工作人员需掌握具体的调试方法和调试步骤,以保证调试工作的正常开展。其中,在进行电子电路调试工作之前,其需做好相应的准备工作。①工作人员需准备好相关性的技术文件,这是保证调试工作正常运行的首要内容,如准备好电子电路的线路图、电力系统的设计原理、设计说明书等文件,这些重要的文件都可以为调试工作提供良好的理论依据。②在进行调试工作时,其也需要借助相应的仪器设备,因此工作人员需准备好相应的使用仪器。一般情况下,调试工作的开展需要的仪器工具主要有万用表、示波器、信号发生器等,因此在进行电路调试的时候,工作人员还需掌握仪器的性能和使用,以更加有效地完成调试工作。除此之外,在准备好相应的仪器设备后,工作人员还需检查仪器是否完好。③调试场地的准备也是调试工作中的一个重要内容,工作人员需做好调试场地的准备工作,如保证场地的清洁、无漏电风险等。在做好相应的电子电路调试前的准备工作之后,则需开始进行具体的调试步骤。一般情况下,电子电路设计常用的调试步骤主要有四步,则分别为线路检查、通电检查、功能检测以及指标检测。下面主要对此步骤进行了具体地分析。
2.1线路检查
在电子电路设计调试作业中,开展线路检查的内容主要包括两个方面。①线路检查即为直观性的检查,在该作业过程中,其主要是检查电子电路的线路连接是否正确,看是否存在错线、少线、多线的情况。此时,为了保障检查工作的质量,相关检查人员可根据电路的设计图纸进行一定的对比,并可在检查的过程中在图纸进行相应的标记,以此不仅可以保障检查工作的思路清晰性,且还能全面地提升线路检查的效果,避免出现漏查的现象。②线路检查还需对元器件的连接方式进行相应的检查,此时在作业过程中则需要借助一定的仪表检查元件的连接是否正确、元件的连接是否到位等。例如,在实际检查作业中,工作人员可以运用数字万用表进行测试,其主要需观察连线两端连接的元件引脚位置是否与设计图纸的相对应,而通过观察则可及时发现引脚与连线接触不良的故障等。
2.2通电检查
通电检查主要是对接入电源的电子电路进行通电性的检查,以保障整个电路的安全性能。其中,在实际检查作业中,通电检查是不接入任何信号源的,其主要是在接入电源之后观察整个电子电路是否存在冒烟、冒火、出现异味等一些异常的情况,且只有首先进行最初的观察与判断才利于后续的进一步检查。对于正常运行的电子电路来说,其在通电之后并不会出现发热、发烫的情况,因此当观察到通电检查中存在任何的异常情况时,相关人员也无需太过紧张,其首先需要做的事便是立即切断电源,然后根据实际发生故障的位置进行相应的处理,如可将发生故障的元器件拔出,待排除其存在的故障之后再对其进行电源测试。此时,在接入元器件时,其需认真检查元器件的引脚连接是否正确以及检查电源电压是否处于正常状态下,待确定电子电路所处的状态为正常状态时,其可再一次接通电源实行通电检查。
2.3功能检测
通常情况下,功能检测也是不需要接入信号源的。在电子电路设计调试中,功能检测的主要内容是检测电路在静态工作下的参数值,即主要是测试电路静态的工作状态,看其所显示的相关数据是否合理。例如,在实际作业过程中检测放大功能的元器件的工作状态是否处于正常的放大区域内;检测数字电子电路中的各个电路输入端、输出端的电瓶电压值是否合理,以及检测其内部的逻辑关系是否正常等;对于运算放大器来说,工作人员在检查电路中的正、负电源之外,还需进一步检查调零电路是否存在零点漂移的情况,以此保障整个电子电路的正常运行。此外,为了在一定程度上实现全面化的电子电路功能检测,在进行功能检测作业时还需在电路输入端接入一定的幅度、频率的信号源,与此同时可通过双踪示波器的运用来进一步观察输入、输出信号的波形形状、信号幅值、相位关系、频率等相应的参数值,而检测人员即可逐级对此进行全面地检测。
2.4指标检测
在经过前面几个步骤的检测作业之后,则可以基本上确定电子电路的正常运行状况。其中,指标检测是整个调试作业中的最后一个步骤,其主要是在前面三个步骤的基础上对电子电路的应用效果进行一定的检测。对于整个电子电路的设计来说,其首先便会具备一定的设计要求,而指标检测作业的开展则是根据设计的实际需求对其中的相关性技术指标进行测试。在实际作业过程中,其可以通过准确地记录测试数据来进行全面地分析与研究,以通过确定电子电路中的技术参数是否合格来实现指标检测的目标。其中,如若相关参数标准存在不合格的现象,则相关人员需对整个电子电路设计图纸进行再一次地分析与研究,以通过不断开展调试作业来实现设计图纸的合理性。
3结束语
综上所述,在电子电路的设计过程中,人们应对电路的调试工作给予高度的重视,并需在实际作业过程中加强对电路的调试管理,以根据实际情况采取有效的调试方法,从而通过对电子电路进行有效性的调试管理来优化电子电路的设计质量,以在一定程度上实现电子电路的真正实效性设计。
参考文献
[1]张泓.电子电路设计常用调试方法与步骤[J].电子技术与软件工程,2016,24:124.
[2]王向东.浅谈常用电子电路的设计和调试方法[J].科技与企业,2012,22:304.
[3]电子电路设计、安装与调试完全指导[J].现代电子技术,2013,22:34.
篇2
在现今的市场经济环境下,任何的消费者都是追求性价比最大的原则。在使用一些电子元件的时候,一方面要注意产品的质量,同时还要在选择产品元件的时候注意价格因素,在价格和质量之间找到一个完美的结合点,这样的产品才是最受欢迎的和市场竞争力高的产品。
2电子电路设计的基本步骤
电子电路设计的基本步骤的了解也是进行电子电路调试的一个重要的环节,这样的话在调试的过程中间,我们也可以利用设计的步骤进行相反的推演。
2.1分析设计课题,明确功能要求
在看到设计的课题的时候,我们应该认真的研究课题,找到课题的重心,和中心,然后对课题进行深入的研究,确定课题的每个方面,考虑到每个细节,最后确定设计的电路的功能,所需要的元件,各个元件的功能,制造出顾客满意的电子电路。
2.2确定核心功能器件和总体设计方案
在明确设计课题的思路之后,对课题的设计的电子电路有一个明确的定位,根据设计的电子电路的具体功能有了具体的了解,我们才好确定所需要的功能器件,再采购功能器件,最后设计一整套的设计方案,当然方案的设计最好多设计几套,毕竟方案是理论的产物,现实的需要中可能会出现偏差,这也是有备无患,况且也可以在这些方案中间选择一个最优的方案实施。
2.3功能单元电路的设计与选择
在设计功能单元电路的时候,我们要明确对各个单元的电路的要求,针对这些具体的要求在制定出准确的指标参数。选择各个单元的功能的时候我们要注意的是不是单纯的选择,还要根据这个元件的连接的各个元件之间的配合来选择这样的单元电路的设计才是符合整体性的要求,设计出来的电路不是单纯的零件的组合,而是各个零件的相互的配合,最后形成的一个有机的结合体。
2.4初步形成整体设计
在完成以上步骤的前提之下,就要形成一个相对完整的设计方案,这个方案要求是考虑到各个方面的因素,不会出现低级的错误,加上加工整理形成一个电路设计的雏形,建立一个宏观的框架。
2.5电路试制
在电路图的设计定稿之后,就可以进行电路的试制,制作出相应的电路板,焊接相应的电路元件,最后检查相应的元件是否完好,连接的是否紧密,安装好之后还可以进行通电调试,看看是否需要优化。
2.6电路的调试和定性
最后在以上的各个步骤完成之后,就要在制作的样品中间进行测试调节,然后选出最好的电路设计,在这个过程中间首先是进行调试,对其中的问题进行检查维修,在交友相关的部门试用,确定适合以后在定性生产,在调试定性的过程中间我们要详细的记录下来各种数据。本文来自于《电子科技》杂志。电子科技杂志简介详见
3调试仪器的介绍
篇3
关键词电子电路;实践教学;考核方式;教学效果
1电子电路实践课程的教学目标
电子电路实践教学是电子信息工程与通信工程专业的一门重要的实践性课程,它集电子电路设计、软件设计、电路仿真与调试于一体,目的是培养学生从事电子技术类工作的职业能力,在课程中体现为电子电路设计与制作的能力。该实践课程以电子产品为载体,强调以工作过程作为学生的主要学习手段,通过分析、设计、制作和调试实用电子电路,促进学生掌握现代电子技术专业技能,促进电子技术在工程中的应用,培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力,提高学生电子电路技术的实践技能,了解开展科学实践的流程和基本方法,并逐步形成严肃、认真、实事求是的科学作风,以满足社会对高技能人才的要求。
2电子电路实践课程的教学要求
为了培养学生的良好的学风,充分发挥学生的主观能动性,培养学生的综合能力和创新意识,保证实践项目顺利完成,对学生有下述要求。
2.1实验前的要求
做实验前应认真阅读实验指导书,明确实验目的,了解实验原理、实验内容,掌握试验中所用仪器的性能和使用方法,掌握实验步骤及注意事项。
2.2实验过程中的要求
进入实验室要遵守学生守则及实验室的各项规章制度,按照实验设计认真接线,合理布局,按照操作流程正确使用制作工具和测试设备。在实验过程中如果遇到问题,或仪器设备发生故障,应该立即切断电源并报告老师。在实验过程中要认真记录实验数据并及时保存,离开实验室时要将实验物品整理好并关闭电源。2.3实验后的要求做完实验后要求认真撰写实验总结报告。实验项目的最终结果需体现在实验总结报告中,因此实验总结报告是课程设计非常重要的环节。实验总结报告内容要齐全,应包括实验仪器的名称、型号和编号,实验所用耗材,实验电路原理图,实验结果,实验数据的整理,实验现象的分析、实验方法、仪器使用、问题分析、讨论、改进建议和总结等。实验总结报告完成后按要求及时交给老师。在整个教学过程中,理论知识的学习伴随实验任务的实施,做到融教、学、做为一体。
2.4实验操作的具体要求
(1)能正确识别、检测和选用电子元器件(2)能对电子电路进行分析和计算(3)能读懂电子电路原理图(4)能按照电路原理图在面包版上搭接实用电路(5)能按照电路原理图制作并焊接实用电路(6)熟练使用万用表、示波器等电子测量仪器进行电路参数的测量(7)能对制作完成的电路进行测量、调试以满足设计要求(8)能按要求完成实践课程的总结报告。
3考核方式及成绩评定方法
每个项目均要提交电路实物、项目设计报告,并现场进行演示,最终以学生实际任务的完成情况、项目报告撰写情况和演示情况作为学业评价依据。总成绩的构成:项目考评成绩占总成绩的80%。平时成绩占总成绩的20%。即总成绩=平时成绩×20%+项目考评成绩×80%。考核标准:(1)良好①正确识别触发器、计数器、编码器、译码器、数码管,能检测其好坏。②能画出电路图,正确分析电路的工作原理。③具备较强的实操能力,基本能独立搭接、调试电路,要求布线清晰、合理。④按时完成项目设计报告,并且报告结构完整、条理清晰,具有较好的表达能力。⑤演示时回答问题正确,表述清楚。(2)优秀在达到良好的基础上,同时又具备以下条件①理论分析透彻、概念准确,能独立完成项目设计全部内容。②能客观地进行自我评价、分析判断并论证各种信息。(3)合格①对电路工作原理分析基本正确,但条理不够清楚;②能自主制作电路,但出现问题不能独立解决;③按时完成项目设计报告,报告结构和内容基本完整。(4)不合格有下列情况之一者为不合格①无故不参加项目设计;②未能按时递交操作结果或项目设计报告;③抄袭他人项目设计报告;④未达到合格条件。不合格的同学需重做本项目直到合格为止。
4结论
电子电路实践课程改革历经两年的实际检验显示出巨大的效果,学生对实践课程的兴趣有很大提高,能制作出符合实验要求的产品,提升了学生对项目的想象力,创造力和执行力。这极大提高了学生应对社会发展的信心,提升了学生跟进信息技术发展的能力,证明了电子电路实践课程教学改革的效果。当然。改革不是一蹴而就的,需要持续不断的进步和完善,期待将来有更好的教学效果。
参考文献
[1]高低频电路设计与制作[M].科学出版社,[日]铃木雅臣,邓学,2017
[2]电子电路设计与实践[M].国防工业出版社,刘妍妍,周文良,2015
篇4
关键词: 电子技术课程设计 教学设计 教学过程
电子技术课程设计是在电子技术实验的基础上进行的综合性的实验训练,是电子技术课程的实践性教学环节,是对电子类和其他相近专业学生进行综合能力培养的实践课程,对于全面、系统、深入地理解与掌握电子系统的知识、设计方法具有重要的教学意义。
1.电子技术课程设计的重点与要求
本课程的重点是电路设计,内容侧重综合应用所学知识,设计制作较为复杂的功能电路或小型电子系统。一般给出实验任务和设计要求,通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力,提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力,培养学生创新实践的能力。
电子技术课程设计一般要求学生根据题目要求,通过查阅资料、调查研究等,独立完成方案设计、元器件选择、电路设计、仿真分析、电路的安装调试及指标测试,并独立写出严谨的、文理通顺的实验报告。
具体地说,学生通过课程设计教学实践,应达到以下基本要求:建立电子系统的概念,综合运用电子技术课程中所学习到的理论知识完成一个电子系统的设计;掌握电子系统设计的基本方法,了解电子系统设计中的关键技术;进一步熟悉常用电子器件的类型和特性,掌握合理选用器件的原则;掌握查阅有关资料和使用器件手册的基本方法;掌握用电子设计自动化软件设计与仿真电路系统的基本方法;进一步熟悉电子仪器的正确使用方法;学会撰写课程设计总结报告;培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
2.电子技术课程设计的教学过程
电子技术课程设计是在教师指导下,学生独立完成课题,达到对学生理论与实践相结合的综合性训练,要求本课程设计涵盖模拟电路知识和数字电路知识,因此课程设计的选题要求包含数字电子技术和模拟电子技术。
教学环节可以分为以下四个部分。
2.1课堂讲授。
课程设计开始前,需要确定指导老师。由指导老师通过两学时的教学,明确课程设计的要求,主要内容包括课程介绍、教学安排、成绩评定方法等。
在课堂教学环节中,指导老师介绍课题的基本情况与要求,要求学生从多个课题中选择一个。
2.2设计与调试环节。
2.2.1前期准备、方案及电路设计。
前期准备包括选择题目、查找资料、确定方案、电路设计、电路仿真等。在确定方案时要求学生认真阅读教材,根据技术指标,进行方案分析、论证和计算,独立完成设计。设计工作内容如下:题目分析、系统结构设计、具体电路设计。
学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计,通过论证与选择,确定总体方案。此后是对方案中单元电路进行选择和设计计算,称为预设计阶段,包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图(原理图和布线图),此阶段约占课程设计总学时的30%。
2.2.2在实验室进行电路安装、调试,指标测试等。
在安装与调试这个阶段,要求学生运用所学的知识进行安装和调试,达到任务书的各项技术指标。
预设计经指导教师审查通过后,学生即可购买所需元器件等材料,并在实验箱上或试验板上组装电路。运用测试仪表调试电路、排除电路故障、调整元器件、修改电路(并制作相应电路板),使之达到设计指标要求。此阶段往往是课程设计的重点与难点,所需时间约占总学时的50%。
2.3撰写总结报告,总结交流与讨论。
撰写课程设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告能力的训练。学生写报告,不仅要对设计、组装、调试的内容进行全面总结,而且要把实践内容上升到理论高度。总结报告应包括以下方面:系统任务与分析、方案选择与可行性论证、单元电路的设计、参数计算及元器件选择、元件清单和参考资料目录。除此之外,还应对以下几部分进行说明:设计进程记录,设计方案说明、比较,实际电路图,功能与指标测试结果,存在的问题及改进意见,等等。
总结报告具体内容如下:课题名称、内容摘要、设计内容及要求、比较和选择设计的系统方案、画出系统框图、单元电路设计、参数计算和器件选择。画出完整的电路图,并说明电路的工作原理。组装调试的内容,包括使用的主要仪器和仪表;调试电路的方法和技巧;测试的数据和波形并与计算结果比较分析;调试中出现的故障、原因及排除方法。总结设计电路的特点和方案的优缺点,指出课题的核心及实用价值,列出系统需要的元器件清单,列出参考文献,收获、体会,并对本次设计提出建议。
2.4成绩评定。
课程的实践性不仅体现实际操作能力,而且体现独立完成设计和分析的能力。因此,课程设计的考核分为以下部分:设计方案的正确性与合理性。设计成品:观察实验现象,是否达到技术要求。(安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力)实验报告:实验报告应具有设计题目、技术指标、实现方案、测试数据、出现的问题与解决方法、收获体会等。课程设计答辩:考查学生实际掌握的能力和表达能力,设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神及创新精神,等等。
3.电子技术课程设计的步骤
在“电子技术基础”理论课程教学中,通常只介绍单元电路的设计。然而,一个实用的电子电路通常是由若干个单元电路组成的。通常将规模较小、功能单一的电子电路称为单元电路。因此,一个电子系统的设计不仅包括单元电路的设计,还包括总体电路的系统设计(总体电路由哪些单元电路构成,以及单元电路之间如何连接,等等)。随着微电子技术的发展,各种通用和专用的模拟和数字集成电路大量涌现,电子系统的设计除了单元电路的设计外,还包括集成电路的合理选用。电子电路的系统设计越来越重要,不过从教学训练角度出发,课程设计仍应保留一定的单元电路内容。
电子系统分为模拟型、数字型及两者兼而有之的混合型三种。
虽然模拟电路和数字电路设计的方法有所不同(尤其单元电路的设计),但总体电路的设计步骤是基本相同的。
电子电路的一般设计方法与步骤包括:总体方案的设计与方案论证、单元电路的设计、单元电路间的连接方法、绘制总体电路草图、关键电路试验、EDA仿真、绘制正式的总体电路图等。
4.电子技术课程设计的效果
学生经过这样系统训练后,各方面技能都通过考核,为后续课程的学习打下了扎实的基础。
参考文献:
[1]高吉祥,易凡,丁文霞等.电子技术基础实验与课程设计(第二版)[M].北京:电子工业出版社,2006.
[2]杨志忠,华沙,康广荃.电子技术课程设计[M].北京:机械工业出版社,2008.
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一、电子电路的调试
一般的测试的步骤和方法如下:
1.不通电检查。检查连线电路安装完毕后,不要急于通电,先认真检查接线是否正确,包括错线、少线、多线。多线一般是因接线时看错引脚,或者改接线时忘记去掉原来的旧线造成的,在实验中经常发生,而查线时又不易发现,调试时往往会给人造成错觉,以为问题是由元气件造成的。例如TTL两个门电路的输出端无意中接在一起,引起电平不高不低,人们很容易认为是元器件坏了。为了避免做出错误判断,通常采用2种查线方法:一种方法是按照设计的电路图检查安装的线路,把电路图上的连线按一定顺序在安装好的线路中逐一对应检查,这种方法比较容易找出错线和少线;另一种方法是按实际线路来对照电路原理图,按照2个元件引脚连线的去向查清,查找每个去处在电路图上是否存在,这种方法不但能查出错线和少线,还能检查出是否多线。
2.通电观察把经过准确测量的电源电压加入电路,但信号源暂不接入,电源接通之后不要急于测量数据和观察结果,首先要观察有无异常现象,包括有无冒烟,是否闻到异常气味,手模元件是否发烫,电源是否有短路现象等。如果出现异常现象,应立即关断电源,待排除故障后方可重新通电。然后再测量各元件引脚的电源电压,而不是只测量各路总电源电压,以保证元器件正常工作。
3.分块调试调试包括测试和调整两个方面。测试是在安装后对电路的参数及工作状态进行测量,调整是指在测试的基础上对电路的参数进行修正,使之满足设计要求。为了使测试顺利进行,设计的电路图上应标出各点的电位值、相应的波形以及其它数据。测试方法有2种:第一种是采用边安装边调试的方法,也就是把复杂的电路按原理图上的功能分成块进行安装调试,在分块调试的基础上逐步扩大安装调试的范围,最后完成整机调试,这种方法称为分块调试。采用这种方法能及时发现问题,因此是常用的方法,对于新设计的电路更是如此。另一种方法是整个集成电路安装完毕,实行一次性调试。这种方法适用于简单电路或定型产品。本文仅介绍分块调试。分块调试是把电路按功能分成不同的部分,把每个部分看成一个模块。比较理想的调试程序是按信号的流向进行,这样可以把前面调试过的输出信号作为后一级的输入信号,为最后的联调创造条件。分块调试包括静态调试和动态调试。
二、系统的精度及其可靠性
测试系统精度是设计电路很重要的一个指标。测量电路的精度校准元件应该由高于测量电路精度的仪器进行测试后,才能作为校准元器件接入电路校准精度。例如,测量电路中,校准精度时所用的电容不能以标称值计算,而要经过高精度的电容表测量其准确值后,才能作为校准电容。对于正式产品,应该就以下几方面进行可靠性测试:抗干扰能力;电网电压及环境温度变化对装置的影响;长期运行实验的稳定性;抗机械振动的能力。四、电子电路的故障分析与处理在实验过程中,故障常常是不可避免的,分析和处理故障可以提高分析和解决问题的能力。分析和处理故障的过程就是从故障现象出发,通过反复测试,做出分析判断,逐步找出问题的过程。
三、调试中应注意的事项
在调试过程中,自始至终都必须具有严谨细致的科学作风,不能存在侥幸心理,当出现故障时,不要手忙脚乱,要认真查找故障的原因,仔细分析作出判断,切忌一遇到故障,解决不了问题就要拆掉线路而重新安装,或者盲目的更换元器件。因为即使重新安装,线路的问题可能依然存在,何况在原理上,问题并不是重新安装就能够解决的。再则,重新安装而找不出原因,会使自己失去一次分析和解决问题的锻炼机会,要认真查找故障原因,仔细分析判断,根据原电路原理找出解决问题的办法。
篇6
【关键词】基于项目 电子电路分析与调试 课程教学 教学改革
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)12-0250-02
1.引言
高职与普通教育有多方面的不同。在培养模式上,高职以适应社会需要为目标,以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案,以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系,重视学生的技术应用能力的培养。教学应当以高职人才培养模式的基本特性为依据,从教学方法、教学内容、教学手段进行改革。
高职的《电子电路分析与调试》是一门理论与实践紧密结合的课程,既可以提高学生的理论水平,也可以训练学生的实际动手能力。在电子信息专业中,传统的教学模式是《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《高频电子技术》课程分化的纯理论的教学过程,这种形式往往都是纸上谈兵,学生费力不少,却不能与实际结合。《电子电路分析与调试》是电子技术原理与应用的综合体,即便对于现代电子技术来说,其含义也绝非通常的模拟电子技术和数字电子技术可以囊括。它是对多门课程内容进行充分融合、序化后形成的一门课程,也是培养学生电子技术基础知识和基本操作技能的核心课程。而基于项目化的高职《电子电路分析与调试》通过对实际电路的分析计算、制作与调试,来阐述专业的基本知识和基本技能,学生的学习目标明确了,学习的积极性也得到了明显的提高,因此,对学生学习过程进行精心设计是提高学生学习质量的有效途径。
目前已有若干高职院校对《电子电路分析与调试》课程进行了改革与重组,如黄业安老师将模拟电子技术与数字电子技术中常用器件和基本电路的应用融合起来,是基于工作过程系统化设计的教学;浙江金华职业学院的于红娟老师,将传统模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术按照企业需求和学生实际需要进行了重构;浙江机电职业技术学院的夏敏磊老师以重点培养学生的电路分析、电路设计能力为目标构建课程内容,突出职业岗位特色等。
2.课程教学改革
2.1 课程教学改革的目标
高职教育的目标是面向社会培养具有竞争优势的高技能人才。它强调实用性,重点是培养学生的实际动手操作能力和上岗能力。
通过本项目的研究,优化与丰富《电子电路分析与调试》的课程教学内容,研究出适合高职学生特点的教学方法,将实际经验与理论知识结合起来,以形象生动的方式传授给学生;在了解企业和市场需要的前提下,将实训项目与实际应用相结合,使学生在老师的指导下分析和制作出满足一定要求的电子产品,提高学生的学习兴趣,增强学生的实践动手能力与岗位就业能力,切实提高电子电路分析与调试的课程教学效果。
2.2 课程教学改革的内容
1)教学内容的改革与重组
基于职业岗位分析,明确典型工作任务,温州市及周边地区企业以电子产品和机电产品生产与制造为主,对电子产品生产与制造方面的人才需求比较大。本专业学生就业岗位群以生产岗位群为主,兼顾设计等岗位群。通过对本专业职业岗位的分析,明确其具体工作任务。
根据职业能力要求选取课程内容,高职生理论基础相对较薄弱,实际动手能力相对较好,要完成电子电路内部工作原理分析的培养目标有一定难度,因此以项目为导向构建课程内容,实现项目为载体,以培养技能型人才所需理论知识“必需、够用”为原则,删除元器件原理和内部结构分析;集成芯片内部电路结构、分析;复杂理论计算等内容。突出以职业岗位技能训练为主,增加手工焊接工艺;PCB手工布局与制作;元器件封装、参数识读与典型应用电路分析、制作;整机装配等内容。增加一些简单实用有趣的电子制作,以此提高学生的学习兴趣及积极性,从而提高教学和学习的质量。
2)教学方法与教学过程的改革
建设“教,学,做”合一的教学情境。以“做”为中心,在“做”上完成教与学的任务,实现“教,学,做合一”。 以项目为导向,实现项目为载体,学生为中心,教师为主导的理实一体化课程教学。
增加实践教学时间与数量,以实训室为教学场所。实训室应具有220V供电插座,有可调直流稳压电源,有示波器、函数发生器、摄像头等仪器设备;同时应具有白板等书写工具,便于及时解决课堂上出现的问题。
表1课程考核评分方案
基于电子行业“无线电调试工”、“电子设备装接工”职业技能考核国家标准及企业6S管理理念,创建与行业标准接轨的课程考核标准,建立过程考核的教学评价机制,教学评价贯穿整个教学,整个教学过程分10个小项目,每个小项目制作调试完成后要进行答辩考核,考核内容有原理分析,元器件作用、使用注意事项,焊接注意事项,焊接要求,焊接工艺等。整个教学过程成绩积累,形成最终的成绩。具体考核方案如表1所示。
3.课程教学改革的实践
篇7
【关键词】电子技术综合设计;项目驱动; 教学效果
0 引言
电子技术综合设计课程是我校电子信息工程专业开设的一门综合实践性课程,时间为两周,在人才培养方案中与通信及信号处理综合设计成为我校电子信息工程两个重要的培养学生综合能力的实践课程。课程设置的目的是打破原有的课程体系,转变以往只强调理论课程,轻视实践教学,重视单一能力培养,忽视电子技术课程体系的系统性和完整性的教学观念,建立以培养学生能力为核心的,以创新性人才培养为目标的教学体系,从而体现“技术与应用,科学与工程”结合的专业特色[2]。
1 完善课程结构,明确教学目标
以往的教学安排中,我们主要侧重培养学生电子电路的分析能力,电子电路的设计和仿真能力,因此,设计基本以仿真分析为主。这种课程结构不再适应我校新一轮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。课程教学目标应主要以培养学生严谨的科学态度,培养学生模拟、数字、高频等电路系统设计的基本方法,电子电路设计与EDA调试工具的使用方法,以及团队协作能力的培养和项目管理的基本方法。
因此,我们根据实际电子技术综合设计课程所需的知识点对该课程结构进行改革,将以往独立设置模拟电子技术、数字电子技术、高频电子等课程设计进行提升,创建课程的知识模块体系,优化模块内容,通过各模块的综合,实现专业理论与实践技能的融合,达到提高学生技能和工程应用能力目标。
2 项目驱动教学内容
在教学内容的安排上,改变以往老师一口气上完课程,然后学生动手进行设计的模式。采用仿真和工程实践结合,课堂和课外结合,将课程设置为几个模块,采用项目驱动的方式对各个模块开展教学。从而全面培养学生知识查找、综合设计和研究创新能力。整个课程教学内容上分为:
1)基础理论和习惯培养模块,包括常用电子元器件基础知识,掌握现代电子仪器仪表及常用设备的使用[3];
2)EDA软件训练模块,包括电路仿真软件的使用,印刷电路板设计软件的使用;
3)电路与系统设计模块,包括电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试;
4)总结模块,撰写系统设计总结报告、答辩等。
在各个教学模块中,课程采用项目驱动的方式来使学生在掌握理论知识的同时,不断培养实践能力。针对整个教学内容我们把课程分为四个项目进行,通过项目的完成,学生逐步完成了课程的学习,综合能力也在不知不觉中得到了锻炼。我们把四个项目分为:
1)基本元件及电路测试项目
因为学生在本课程之前已经修完了相关的先修课程,因此在第一个模块的讲解只需讲授课程的整体结构,电子产品的基本概念等内容。完成后,要求每个学生进行基本电子元件参数的测试,电路虚焊,双面板线路测试等。通过该项目,学生掌握电子元件和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波形发生电路作为练习。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软件的使用方法。
3)电路与系统设计项目
前两阶段的项目完成后,学生已经掌握了电路制板软件Altium Designer的使用方法。接下来教师讲授实验室手工腐蚀法制作单面电路的方法和流程。讲解和制作过程仍然以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。讲解完成后要求学生练习,实现一个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。
完成练习后,进入综合设计题目阶段,从老师给出的指定题目中选择设计题目,题目相同的同学自动分为一组,基本保证一组四人。每组选出项目负责人,负责人负责整个设计项目的安排,包括任务分割、人员安排、阶段性汇报各自任务进展情况等。在项目负责人的安排下组员课下查阅有关资料,课堂上进行头脑风暴,确定设计思路和方案,进行可行性分析;小组对设计方案进行比较,并与老师讨论,定出最终的设计方案;设计电路、仿真分析、制板、腐蚀连接各部分元件,并进行调试;通过该项目,学生确定了系统的设计参数,完成了绘制电路,电路加工,焊接调试等工作,掌握了电子电路从书本的理论知识到实物实现的过程。
4)总结汇报项目
在以往的课程安排中,与一般的课程设计一样课程结束后要求学生撰写一份设计报告作为最后的总结。在新的课程安排中,学生除了撰写设计报告以外;要整理设计材料制作PPT,小组进行答辩。教师将答辩的情况细化后对每组进行评分。通过该项目,学生对整个设计思路和方案进行了全面的总结和整理,可以发现设计中的不足之处和亮点所在。学生在总结的过程中对自己的综合能力进行了大幅度的提升。
3 教学方法
课程的教学方法,打破了传统理论课程完全靠教师讲授以及实验课程主要以学生动手为主的模式,而是采用教师讲授、项目训练、学生参与讲解和答辩的形式。对一些比较重要的知识,比如常用电子元器件的使用,印刷电路板的分类和组成,电子系统的基本设计方法等,采用教师多媒体授课,课后完成相应的训练项目并进行考评。这样一方面增加了学生思考问题的时间,学生学习过程中多了一份压力,也多了一份好奇心。这对整个教学过程的开展是非常有利的。
4 教学效果
经过两周的项目驱动训练和总结,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的更为清楚,对电子电路的设计和实现,项目管理的基本方法了然于心。经过课程的学习学生很容易在接下来的专业课程学习上形成灵活的思想,形成自主学习,自动探索的思维方式,最终形成了不盲目接受知识,对遇到的问题能够通过各种渠道找到答案,形成了对知识的活学活用。
5 结论
课程改革和实践采用项目驱动的方式在我校电子信息工程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,学生对于课程内容中相关项目的安排比较欢迎,均能圆满地完成课程的设计要求。通过课程增强了学生综合和创新能力,同时培养了学生调试电路的工程能力,学生的动手能力有了显著提高。学生对于参加各类专业设计竞赛和课外科技活动的积极性有了很大提高。
在课程实施过程中,学生设计电路在实现过程中存在电子元器件库不够完善,通过网络购置元器件周期太长,影响了部分学生的设计进度,在今后的课程建设中还要继续凝练设计中可能用到的电子元器件,加强元件库的建设。
【参考文献】
[1]林纯,吴晓新,王建平.开设“电子系统综合设计”课程 培养学生实践能力[J].实验室研究与探索,2015(2).
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关键词: 《数字电子技术》 课程改革与实践 理实一体化教学方法
我院积极响应教育部关于课程改革与创新的号召,从教学实际出发,广泛采用工学结合、项目化教学选择课程教学内容,重在培养学生实践能力。采用行动导向的教学方法,重视过程考核,强调基于工作过程,通过课程改革与实践培养了一批机电一体化专业电子技术应用能力较强的学生,教学质量明显提高。
一、课程定位与设计
1.课程的性质
《数字电子技术》课程是机电一体化技术专业的一门专业核心基础课。该课程以数字电子电路的分析、设计与制作为基础,培养学生认识电子元器件和电子线路图,分析和制作典型数字电子电路的能力,是后续课程“单片机应用”、“电子线路CAD Protel”、“机电产品维修技术”等专业课程的基础。
2.课程的作用
通过本课程学习,培养学生的数字电子技术的分析、设计、应用与制作能力,为后续课程的学习打下坚实的理论基础和实践基础,支撑电子设计竞赛及毕业设计等课程教学任务的完成。
3.课程的特点
《数字电子技术》与《模拟电子技术》相比较:(1)同时具有算术运算和逻辑运算功能。(2)电路实现简单,主要以布尔代数作为基础的数字逻辑电路。(3)集成度高,功能实现容易。
4.课程的教学特点
《数字电子技术》是有一定难度的课程,需要理论知识的支撑和实践能力的积累。数字电子技术更新快,在教学内容载体的选择上十分重要。采用理实一体化项目课程模式,使理论与实践有机结合,重在各种数字集成电路芯片的应用。
二、课程改革思路
教学重心由以往重视传授知识向注重培养学生的数字电路综合能力方向转变,遵循“理论够用,重在实践”的原则,并在教学过程中不断深入研究和探索。
1.采用“教、学、做”的理实一体化教学方法,即让学生在制作、调试、测试若干个典型电子电路中学习理论知识,从而使理论与实践交替出现,抽象与形象交叉产生,提高高职生的学习兴趣,增强学习效果。
2.理实一体教材建设,为深化课程的理论与实践一体改革,首先制定理论与实践一体的课程标准,再确定理论与实践一体化教学设计方案,最后编写适应用学生的理实一体教材。
3.现代教育教学技术的使用,利用网络实施教学已成为数字电路教学改革的内在需要,建立课程网站,充分发挥现代教育技术的优势,很好地激发了学生的学习兴趣和主观能动性。
4.加强实训环节,培养学生分析、设计、组装和调试数字电路的基本技能。
5.改革教学方法和教学手段,全面推进讨论式、互动式、案例教学和学习研究式、行动导向式等教学方法,培养学习自主学习和创新能力,有效提高课堂教学质量。
三、课程改革与创新
1.教学内容的改革
《数字电子技术》课程教学内容的改革关键是选择合适的项目,由浅入深进行教学,我们设计6个项目。
项目一:组合逻辑电路的设计与制作
任务模块:(1)简单抢答器制作;(2)产器质量检测仪设计与制作;(3)基于CC4028的“楼梯照明灯控制器”设计与制作,基于CC4040的“霓虹灯控制”的设计。
项目二:时序逻辑电路设计与制作
任务模块:(1)由触发器构成的抢答器制作;(2)多功能数字钟的设计与制作。
项目三:555定时器应用与制作
任务模块:光控节能开关的设计与制作。
项目四:A/D、D/A转换及应用
任务模块:(1)数字电压表设计与制作;(2)锯齿波发生器设计与制作。
项目五:半导体存储器、可编程逻辑器件应用与制作
任务模块:可编程时间顺序控制器的设计与制作。
项目六:综合电路设计与制作
任务模块:(1)“数字频率计”设计与制作;(2)“自动洗衣机控制器”设计与制作。
2.教学方式
(1)遵循学生能力培养的基本规律
我们将数字电路分成六个项目,有四个难度等级,从而做到由浅入深,由简单到复杂,遵循学生能力培养的基本规律。
(2)采用灵活多样的教学方法
本课程采用多种教学方法:讲授法、操作示范法、头脑风暴法、网络视频教学法、行动导向教学法。
(3)实践环节改革
实践环节改革的思路是强调基于工作过程,数字电路制作与调试的工作过程:数字电路的解剖、分析、制作、调试、查阅资料、试制等实践操作。使学生会解剖数字电子电路,掌握各典型单元电路的分析方法,根据电路制作和调试数字电路。
本课程改革后,学习的内容是工作,通过工作实现学习,学生实践操作过程就是将来的工作过程,提高了学生的综合职业能力。
(4)考核方式的改革
通过改革考核方式,改变了传统的平时成绩(20%)+实验成绩(20%)+期末考试成绩(60%)的考核方式,将考核贯穿到学习的全过程,实现从“重结果”向“重过程”的转变。把成绩分配到每一个项目中,期末再增加一个理实一体化的综合考试。平时的实践考核成绩由教师评价、学生自评和互评三部分组成,学生自评和互评是对教师评价的一个参考和补充。为了方便过程性考核的具体实施,我们已经制定每一个项目的评价标准。通过过程性考核,学生在每一个项目中都能掌握相应的知识和技能,保证了学习的质量。
四、结语
本课程采用项目式教学,在教学过程中体现了学生的主体作用,充分调动了学生学习的积极性与主动性。不仅加深了学生对理论知识的理解,更重要的是提高了综合职业能力和创新能力,从而达到了高职高专培养高技能应用型人才的目的。
参考文献:
[1]梅开乡,朱海洋,梅军进.数字电子技术.北京:电子工业出版社,2011.
篇9
模拟电路课程支撑的能力包括:阅读电子元器件技术文件和电原理图的能力、单元电路设计能力、电路综合设计能力、计算机辅助设计能力、编写设计文件的能力。依据能力目标的不同,可以划分不同的任务类型,并据此确定任务目标,设计任务结构。
关键词:模拟电路电路设计教学模式
以大规模集成工艺为依托的各种数字电路问世以来,由于其相对模拟电路的高可靠性和灵活性,逐渐取代了各种传统的模拟电路的应用领域。但是现实的物理世界毕竟是模拟的,因此,任何数字化系统都包含有模拟电路部分,模拟电路并没有因数字电路的兴起而被完全取代。模拟电路课程仍然是电子工程、电气工程、自动控制、通信等涉电类专业的核心课程之一。
模拟电路课程的重要性还在于无论从工程技术还是专业能力结构而言,模拟电子技术都处于较为底层的位置,通过该课程的学习获取的知识、经验、工程技术方法是顺利学习上述专业几乎所有其它专业课程的基础。
模拟电路是教学难度相对较大的课程。其学习的困难性在于,学生是第一次接触以半导体器件为核心的有源电路;模拟电路“数字化”、结构化程度低,表现出的物理现象和涉及的数学工具又较为复杂;模拟电路的工程技术方法很难实现程序化,常常需要依赖经验知识解决问题。
电路设计是电子技术人员的工作邻域和具有典型性的工作过程,模拟电路设计过程相当完整地体现了模拟电路技术应用能力的内容和要求。构建基于模拟电路设计的学习任务,依据设计工作过程组织教学活动,能够较好地实现培养模拟电子技术应用能力的教学目标。
1、工作过程、能力与任务类型
一个较完整的电子系统电路设计的工作过程,包括:技术指标分析,方案设计,单元电路设计与参数调整,电路综合联调与性能测试。通过对模拟电路设计工作内容和过程的分析,完成电路原理设计过程必须具备的、应由模拟电路课程支撑的能力包括:阅读电子元器件技术文件和电原理图的能力、单元电路设计能力、电路综合设计能力、计算机辅助设计能力、编写设计文件的能力。因此模拟电路课程的学习任务有4种类型:识读电原理图和技术资料、单元电路设计与电路综合、计算机仿真测试、编制设计文件。
单元电路设计与电路综合是基本任务,它引领其它类型任务和整个项目的实施完成。
不同类型的任务可以根据设计任务的需要和本身的复杂程度,作为单独的任务存在,与相关的设计任务共同组成学习项目,也可以作为完成设计的准备知识存在于设计任务之中。例如,反馈放大器设计可以作为一个学习项目,由识读反馈放大电路原理图、反馈放大电路性能分析、反馈放大电路设计3个关联的任务组成。
识读电原理图和阅读元器件技术文件是基本能力。电路设计,特别是在原理设计和电路结构设计时,极少原理性的创新,绝大多数是对已有电路的适用性改进和重新组合,这种改进和组合需要阅读已有的设计资料,借鉴他人的技术经验和成果;为提高电路性能,降低成本,提高工作效率,往往需要在电路中采用新出现的电子元器件,例如集成电路芯片,需要阅读生产方提供的产品规格书及典型应用电路。识读电原理图和技术文件对于形成和提高电路设计能力具有基础性的意义。
目前,电子电路计算机辅助设计(EDA)包括电子工程设计的全过程,例如系统结构模拟、电路特性分析、在系统可编程器件开发、绘制电路图和制作PCB。在电子工程设计中有着不可替代的重要作用,是电子工程技术人员必须具备的专业技术能力之一。在模拟电路课程的学习任务中,主要是指应用计算机完成电路图绘制、电路性能和参数的仿真测试与分析、编制设计文件等工作。
在电路设计的实际工作过程中,编写设计文件是重要的工作内容和不可缺少的环节。没有设计文件,无法进行初步设计完成以后的后继工作。对于学习任务而言,编写设计文件,是一个总结和提高的过程,有利于培养交流沟通能力和养成严谨的工作态度。设计文件也是判断和评价项目或任务完成情况的重要依据。
2、任务目标
(1)电路识读任务,是对针对设计任务收集技术资料(主要是可供设计参考的电路)并进行分析,属于电路设计的准备工作,任务的目的是为完成设计任务建立必要的知识储备。大致分为互相关联的3个层次:1)识别元器件符号、功能和主要技术指标。依据符号识别电路中的元器件是读图的基础,作为专业入门课程,对此应该给与一定程度的注意,要能够识别和了解符号的含义、主要器件功能和技术指标。根据电路中使用的核心器件,往往可以判断电路的功能。2)区分电路单元,判断电路功能。较复杂的电路系统都由单元电路构成,功能单一的单元电路也可以进一步分解为部分电路,例如放大器可分为输入级、中间级和输出级;稳压器可分为整流和稳压部分。对部分电路功能的分析,得出对整个系统功能的判断,并作为下一步工程估算的基础。3)指出电路的结构特点,估算分析电路技术指标。分析电路形式与结构,可以得出电路大致的技术性能指标,定性判断元器件参数对电路性能的影响。例如对放大器输入级、输出级电路形式和结构的分析,可以大致得出放大器的输入、输出特性;对中间级的分析,可以大致判断放大能力;依据级间耦合方式,可以判断放大器频率响应范围;甚至电源电压也可以据以分析放大器输出信号幅值。
(2)设计任务目标包括典型单元电路设计与电子线路综合设计,在定性分析的基础上实现定量估算,自顶向下完成初步的设计。依据设计工作过程,可以分解为以下阶段目标。1)正确理解任务要求,分析各项技术指标的含义。仔细研究任务的工程背景和要求,正确分析和理解各项技术指标的含义,分析实现任务要求的技术途径,这是完成设计的前提条件。2)设计总体框图,分配技术指标。参考与任务相同或相近的电路方案,选用能够满足技术指标要求的核心器件,完成方案论证。对于同一个任务,实现的方案可以有多个,应具备将不同方案加以分析、比较的能力,从中确定一种相对较优的方案。
依据选定的方案按照功能划分成若干个互相联系的模块,将技术指标和功能分配给各个模块。3)单元电路设计。依据模块的功能和技术指标要求,参考典型电路,确定电路结构,计算元器件参数完成单元电路的初步设计。4)仿真测试。模拟电路,比如放大器、滤波器等的参数比较繁琐,需要进行多次调整才能达到技术指标要求。要能够在计算机上对单元电路仿真测试,修改电路参数,观测性能指标,直至满足技术指标要求。5)电路联调,测试技术指标。在单元电路完成逐步设计的基础上,通常依据信号流向,逐级完成级联和调试直至全部电路调试完成,系统技术指标达到设计要求。这个过程是电路综合的过程,也可以在计算机上模拟仿真实现。
(3)仿真测试调整任务的目标是在电子电路设计过程中实现较为精确的量化分析。其作用主要表现在3个方面。[3]1)验证电路方案设计的正确性。当要求的系统功能确定之后,首先采用系统仿真或结构模拟的方法验证系统方案的可行性,进而对构成系统的各单元电路结构进行模拟分析,以判断电路结构设计的正确性及性能指标的可实现性。2)电路特性的优化设计。分析恶劣温度条件下的电路特性,计算分析器件容差对电路的影响量,用于确定最佳元器件参数、电路结构以及适当的系统稳定裕度,实现电路的优化设计。3)实现电路的模拟测试。电子电路的设计过程中大量的工作是元器件参数计算、各种数据测试及特性分析。在工程估算的基础上,通过仿真测试与分析加以调整,能有效提高设计工作的效率。4)技术文件编写要求在完成电路设计的同时编写尽可能详细的符合工程标准的技术文件,包括方案设计说明、原理框图、电原理图、原理与技术说明、元器件参数计算、技术指标与特性测试数据、元器件清单等。
3、任务结构及实施
一个典型的电路设计任务由工程背景描述、任务要求、基础知识学习、设计方法与步骤、电路设计等学习单元组成。
3.1工程背景描述
工程背景描述的内容主要包括电路功能、工程应用背景、技术发展背景介绍。工程背景描述的实质是“提出问题”,工程背景描述尽可能选择具有典型性的电子工程问题为实例,解决关于学习目标的问题。
3.2 任务要求
设计任务必须具备明确的工程应用背景,必须提出具体的设计要求(技术指标)。例如交流放大器设计任务,应明确提出工作频率、信号源、输出特性、输入特性、工作稳定性等要求等技术指标。提出任务要求,应依据由浅入深循序渐进的原则,从体现基本功能的一两个技术指标开始,逐步增加技术指标数量,提高设计难度。
3.3基础知识学习
基础知识学习包括任务分析、相关理论知识学习、参考方案与参考电路分析及相应的基础练习等。基础知识的学习包括理论知识、技术知识、经验知识和经验技能的学习。理论知识是重要的,因为它是能力的组成部分,同时对于学生的发展能力起到更为持续和关键的作用。在工程实践中学习和使用的理论知识才能被真正掌握并形成能力,因此应该以实现电路设计任务为依据,确定理论知识的学习内容和学习深度,力求将理论与实践、数学方法与物理概念更紧密地结合起来。
提供设计参考的电路必须是工程电路,但学习是一个循序渐进的过程,基础知识的学习会使用原理电路为学习对象,原理电路不能仅有电路结构和元器件标号,也要标注元器件主要参数,使学生在定性分析阶段就能对电路参数有直观的影像,逐步建立数量观念,这对于初次接触模拟电路的学生是十分重要的。
3.4设计方法与步骤
不同功能和结构的电路,具体的设计内容、方法与步骤各不相同。甚至同样功能的电路,技术要求不同,设计时考虑的重点、设计依据、电路结构等均有区别,但工程估算是贯穿整个设计过程始终的基本方法。
以反馈放大器为例,设计步骤如下:
选择反馈组态,选择反馈深度,选择反馈级数,确定放大级数,确定输入级、中间级、输出级的电路结构,计算电路参数,仿真测试和参数调整。容易理解,上述步骤都必定建立在必要的工程估算的基础之上。
3.5 电路设计
这是学生在相对独立的情况下,完成电路设计的过程。尽量采用与前面4个学习单元及撰写设计文件交叉进行的方式实施。
不同类型的学习任务,其结构不尽相同。但区别主要是在(4)、(5)两部分。
不同类型的学习任务以“定性分析、工程估算与仿真测试调整相结合”的方法实现。
4、结语
电路设计在知识的运用上不同于单纯的电路分析与计算,依据模拟电路原理设计过程构建学习任务,组织和实施教学过程,不仅能够有效控制理论知识学习深度,促使学生较为自主地获取经验知识,并在获取知识的同时实现知识转换为技术应用能力,更有利于实现培养学生模拟电路技术应用能力的教学目标。
参考文献
[1] Sergio Franco.基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计[M].西安交通大学出版社,2009.
[2] 谢自美 等.电子线路综合设计[M].华中科技大学出版社,2006.
[3] 赵世强 等. 电子电路EDA技术[M].西安电子科技大学出版社,2000.
[4] M.Herpy.模拟集成电路[M].高等教育出版社,1984.
篇10
1.1应用EDA的必要性
EDA技术是现代电子信息工程领域中的一门新技术,它能够利用软件的方式对系统进行硬件设计,具有高层综合和优化的功能,能在系统级对设计系统进行优化。这样当电路较为复杂时,采用EDA技术能简化设计过程,同时能设计出一些特定的芯片。由于采用的硬件描述语言进行开发设计,利用EDA工具设计相关硬件的版图文件,最终在FPGA/CPLD或半单体晶片上制作成具体的硬件电路,这样学生能接触平时很少接触到硬件设计相关知识,并加强数字电路的理解。
1.2EDA在电子技术类课程中的应用
针对信息类专业相关专业课程原来各自有比较完整的但相对封闭的知识体系且都有实验教学环节的特点,将这些课程的理论教学与实验环节有机组合,将较独立的《EDA技术与应用》、《电子电路CAD》、《单片机原理与应用》、《电力电子技术》课程以及相关课程设计等环节衔接起来,构成一个基于EDA技术应用的设计性、综合性实验教学体系。在《EDA技术与应用》课程中,将EDA工具(虚拟电子工作台EWB)引入到数字电子技术教学和数字电子技术课程设计中。利用计算机仿真的方法对电子电路的原理、性能进行仿真和测试,掌握电子电路的调试方法和排除故障的途径;进一步熟悉各种测试仪器的使用方法;提高对所学知识的综合应用能力,使学生在较短的时间内掌握设计和分析电子电路的先进手段,提高了数字电子技术课程的总体水平。
EDA与电子技术课程设计的开设,为传统课程注入了新的活力,提高了学生的学习兴趣,这不仅为本课程的教学奠定了良好的基础,也为后续各门专业课程提供了基础知识的保证。在后续的课程中,运用EDA技术进一步掌握各种电路原理和设计方法,通过PTOTEL软件绘制出原理图并且设计出PCB板,最后安装元件焊接,完成电路板的制作;另外在《单片机原理与应用》中,学生又学会用单片机实现电路的设计,这时可以让学生将原来课程中设计的电路改用另一种方式来完成;在电力电子技术课程中,可以进一步设计基础电路和简单的控制系统。几乎所有的课程都会涉及到基础电路原理分析、控制芯片以及系统架构等内容,都需要电路支持,构成一个完整电路系统。这个电路系统从基本电路设计到最后做成PCB板都可以用EDA技术中的电路板制作方式或者PROTEL软件中的方法。
由于EDA基础逻辑电路部分设计加入到数字电路课程中,会占用部分课时。这要求我们对相关课程教学做出部分调整。在数字电路的基础性实验课程部分,采用传统的数字电路设计实验设备与EDA技术分别完成相同的逻辑功能设计,让学生通过对比加强对数字电路的认识。在教学方式方面,除采用多媒体教学方式以加大单位时间内的教学容量外,建议增加学生自学的环节。教师制定相关的自学指导和学习方案,引导学生进一步学习EDA技术,如带有嵌入式IP核的ASIC设计。
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