电子电路设计步骤范文

导语：如何才能写好一篇电子电路设计步骤，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。

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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

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关键词：电子电路；单元电路；设计方法

1 前言

在我国，电子技术是随着我国的改革开放发展起来的，虽然起步晚，但是当今的发展也在世界发展水平之列。经过几十年的发展，电子技术从电路的设计和应用的领域都发生了翻天覆地的改变，应用范围越来越广，对于我国的电子电路的工程师和设计人员来说，合理的设计出一个符合要求的完整的电路图是非常重要的。

2 电子技术和单元电路的概念

所谓的电子技术，就是在我们解决实际的电路问题时，电路工程师根据电子学的原理，将电子的某种特性设计在一个实际的电子器件上的一门新兴的技术。电子技术主要分为电子信息技术和电子电路技术两大类。在电子信息技术中，从前只有电子模拟技术，但是最近几年又新发展出一门数字电子技术，后者处理电路的能力更强，因此，成为现今社会电子技术的主流。在电子电路中，组成电子电路系统的一个主要部分就是我们要分析的单元电路。单元电路很复杂，对电子工程师要求的技术严格，为了将电子电路设计的水平不断的进行提高，我们电子工程师就要对单元电路进行设计的研究，通过这些来增加单元电路的经验。

3 单元电路的设计步骤和方法

3.1 单元电路的设计步骤

在传统的电路设计时，一般的步骤有三步。单元电路在设计上也一样，都是明确设计任务、计算单元电路的参数以及画出最后的单元电路图。

在单元电路设计前，一定要明确设计的目的和任务。主要考虑的是设计出的单元电路的性能，在单元电路设计时，我们要将电压、电阻、电流设计为最佳的状态，以使设计出的单元电路的性能达到最好，当然，在设计时，还要考虑到设计出的电路体积要小，成本要低，结构要简单，方便使用和维护、

在计算单元电路参数时，我们一定要运用我们电子工程师的专业知识，将设计的参数计算准确，保证设计出的单元电路功能达到预期的目标。举例说明，当我们在设计单元电路中的放大器电路时，我们一定要计算准确电阻值及其放大的倍率，这样才能保证放大器电路正常的工作。在参数计算时，我们要计算不止一次，将计算的结果进行比较，在误差范围内才能使用。

在单元电路设计参数计算出来后，接下来就是画单元电路图。画出完整的单元电路图主要是让我们能总体的了解单元电路和整机电路间的相互联系和转换。在画单元电路图时，要确保所画的电路图简单、明了、准确。尽可能的将电路图画在一张图纸上，这样方便电子工程师检查其中的问题和错误，单元电路的主要部分要在图纸上标明，有必要的还要画出主要部件的详细电路图。

3.2 单元电子电路的设计方法

前面详细的讲解到单元电路的设计步骤，这都是为单元电路的设计方法做准备，一个单元电子电路正常运行与否，根本还要看单元电路的设计是否合理，因此单元电子电路的设计方法尤为重要。下面主要讲三种实际生产中常用的设计方法。

第一种就是线性的集成运放组成的稳压电源的设计方法，在稳流网络，稳压电源中的电压变压器只有通过输入电压才能借助滤波网络进入最后的稳压网络中去，因此，在电子工程师设计电路时，要将电流的短路保护考虑在内，防止负载的电流超过额定电流，对电路产生损害，一般的稳压电路都是串联式，因此在设计时，要将负载区的纹波系数降低，保证电路的稳压效果，带动负载一定不能选用直流电，防止出现短路。

第二种就是单元电路的级联设计方法。在将各个分单元的电路设计好后，就要设计他们之间的级联图了，一些涉及的是模拟电路的联系，一些是数字电路的联系，更多的是两者结合的综合电路，这些电路总体是要提高电路的放大倍数和提高其负载能力，因此，我们设计时要综合考虑对电路进行匹配设计。在耦合信号的设计中，要考虑不同耦合种类的相互影响，对电路进行最优设计。对于电路中的时序配合，要总体的先对系统进行分析，确定电路系统的时序，在按照最简原则进行设计。

第三种就是对电路中的放大器的设计。放大器在电路中的作用主要是放大电路中的单元倍数，加强电路中某个模块的功能。放大器要考虑的因素主要是电源的单、双供电，电源的最优电流，最佳输入和输出电压等，在放大器设计中，一定要处理好各个参数的关系，在设计中要避免出现两级以上的放大级别，减少出现的消振问题。

4 结语

现在的电路中的单元电路种类很多，因此在设计方法上会有很多版本，随着科学技术的不断发展，集成电路逐渐成为电子市场的新宠，并且已经形成集成电路的新兴器件，这对电路的单元电路设计要求提出了更加严格的要求。这就需要我们电子工程师在电路的设计上要积极地积累设计经验，参考国外的先进技术，将我国的电子设计推向一个新的台阶。

[参考文献]

[1]徐雷.关于电子技术单元电路的级联问题[J].电子制作，2013，（9）：17-19.

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关键词：生物医学工程；电子电路；课程设计；教学改革

作者简介：谢勤岚（1968-），男，湖北武汉人，中南民族大学生物医学工程学院，教授；曹汇敏（1972-），男，湖北鄂州人，中南民族大学生物医学工程学院，副教授。（湖北 武汉 430074）

基金项目：本文系湖北省教学研究项目（项目编号：JYS11003）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）28-0094-02

生物医学工程是利用生命科学、电子信息科学、材料科学及机电控制技术的原理和方法，对与疾病的预防、诊断、治疗、康复以及相关产业等方面有关的问题进行应用基础理论和方法的研究，并进行产品开发与应用的一门工程技术学科。[1-3]在该学科的人才培养中，实践教学有着重要的地位，是培养创新型人才的关键环节。电子电路在生物医学工程研究和医疗仪器开发中有着重要作用，任何一台现代医学仪器或设备中都需要电子电路完成信息检测与处理、系统控制等核心功能。[2-4]

“电子技术基础”包括模拟电子技术和数字电子技术两门主要课程，是理工科相关专业的技术基础课程，也是生物医学工程专业的重要专业基础课和技术基础课。生物医学工程专业开设“电子电路课程设计”课程，对提高学生的电路设计能力、硬件制作能力和系统调试能力，以及培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力具有非常重要的意义。如何利用科学的选题在较短的时间内训练和提高学生的这些能力，并有意识地培养学生的创新意识和科研能力，是该课程在教学过程中重要的教学研究课题。[4-6]

一、生物医学工程专业“电子电路课程设计”教学中存在的问题

由于生物医学工程专业的特殊性，目前在生物医学工程专业的“电子电路课程设计”教学过程中，普遍存在以下几个问题：

1.课程设计的选题没有考虑专业特点，实施的目的性不强，与专业的整体发展建设结合较差，达不到课程设计要求

一个突出的问题是，课程设计的选题大部分是沿用电子信息类专业的传统选题，如多级低频阻容耦合放大器、功率放大器、语音放大器、函数发生器、交直流放大器、数字电子钟、定时器、智力竞赛抢答器、简易数字电容测试仪等选题，这些题目与生物医学工程专业的联系较少。这样既不能体现专业特点，也不能提高学生的兴趣，从而使得学生对所学理论知识不能很好地运用于实际，造成与实践的脱节。

2.课程设计内容不完善，所设计的内容不能充分体现课程设计的目标

“电子技术课程设计”课程应该是由许多关键环节构成的一个整体，从多个方面训练和提高学生的能力和素质。但原有的教学过程中，往往会忽略其中的一些重要环节。这些问题表现在：只要求学生完成电路制作，对于任务分析、方案选择、分析计算要求较少，把课程设计简化成操作实训；不重视测试和数据分析，不能充分锻炼学生分析问题和解决问题的能力；不注重使用设计软件和选择流行器件，只使用过时的器件，甚至老旧的分立元件，制作的电路达不到任务要求。这些对于提高课程设计的效果都有不利的影响，导致学生实际动手能力练习不够、电路设计能力偏低、综合调试能力不高。

3.评价方法和标准简单，随意性大

教学过程中没有严格的评价标准，课程成绩评定基本上流于形式，从而造成课程设计质量下降。

在这种情况下，培养出来的学生普遍存在电路设计能力和系统调试能力不足，发现问题、分析问题、解决问题的能力偏低，这样培养出来的学生难以在工程设计领域中发挥独当一面的作用，不能快速适应社会要求。

二、“电子电路课程设计”的改革思路和实践

几年来，在“电子电路课程设计”教学过程中进行了几点改革尝试，取得了较好的教学效果。

1.明确专业培养目标，构建课程设计选题库

“电子电路课程设计”是电子信息类专业的传统课程，有大量的课程设计选题，但这些选题中，大部分与生物医学工程专业和生物医学电子技术课程的教学内容和要求有较大的区别。为此，学院组织教师从众多的课程设计选题中，选出若干与专业相关的训练内容，进行加工改造，并对每一个设计选题提出具体的训练要求和目标，构成课程设计选题库。题库中题目所涉及到的课程内容和设计内容的统计分析见表1。从表中可以看出，与生物医学工程专业的教学内容密切相关的选题占总选题的72%，这样就形成了有专业特色的电子电路课程设计内容和要求。

另外还结合专业的特色，对与医疗仪器密切相关的设计，如测量心电、脑电、心音、血氧饱和度、脉搏波等信号的电子系统的采集电路部分，要求学生做成完整的模块，作为以后系统课程设计的子模块。

2.以学生为主体，改革传统课程设计指导方式

改变过去教师全程指导，有问必答，甚至直接给出参考电路的指导方式。教师在给出选题和要求后，将学生分成若干小组，每个小组在选题范围内选定设计题目。学生自己查阅资料，提出方案，独立设计，最终完成设计并进行完整的调试和测试。在整个课程设计过程中，教师每周留出固定或灵活的课堂答疑时间，回答学生提出的问题或启发学生提出问题，直至课程设计结束。

3.充分发挥学生潜能，加深加宽课程设计的训练内容并提高要求

在课程设计过程中，教师提出设计的目的和要求后，实验室只负责提供材料及仪器，其他工作全部由学生自己完成。为了更多地训练学生的综合素质，学生需要独立完成实践步骤确定、任务分析、方案选择、电路设计、元件选择、电路布线、印刷板设计及制造、元件测试、电路焊接、系统调试、测试方案设计、电路测试等训练步骤，并将这些步骤作为课程考核的训练点（见表2）。通过这种完整的训练过程，学生不仅能够初步掌握电子产品的设计开发流程，还能较好地锻炼自己的专业素养。

4.重视现代电子技术的发展和应用，鼓励学生掌握和使用工具软件和最新芯片

做到软件和硬件结合，学生除了完成电路设计以及硬件的焊接、安装、调试外，还需要至少掌握一种印刷电路板设计软件和一种电路仿真软件，有条件的学生还应掌握一种数字电路设计软件（如EDA软件）。学生既要熟练掌握电阻、电容、电感、二极管、三极管等分立元件的选择和使用外，还应尽量掌握和使用最新的集成芯片，以进一步训练工程设计能力。这样，电子电路课程设计可以达到更好的教学效果。

5.培养学生兴趣，将课程设计与创新课题训练相结合

鼓励教师将本科创新课题、教师科研课题等进行简化、分割，形成适合课程设计的课题，供学生选择。鼓励学生进行电子产品整机设计、开发、组装、调试，并且组织学生共同交流，互相学习，不断提高。

三、结束语

“电子技术”课程的理论性和实践性都很强，而“电子电路课程设计”作为教学过程中的重要一环，体现出了越来越重要的作用。对该课程进行的一系列教学改革实践，取得了良好的效果。按照改革后的教学模式，“电子电路课程设计”不断能够巩固课堂上所学的理论知识，加深学生对课堂抽象概念的理解，提高了学生的设计能力和创新能力，还能使学生对生物医学工程专业的认识更加明确具体，这些都有利于培养出理论基础扎实、实际工作能力强的高素质生物医学工程专业人才。

参考文献：

[1]John D.Enderle.生物医学工程学概论[M].封洲燕，译.北京：机械工业出版社，2010.

[2]李刚，张旭.生物医学电子学[M].北京：电子工业出版社，2008.

[3]余学飞.现代医学电子仪器原理与设计[M].第二版.华南理工大学出版社，2007.

[4]刘剑，杨立才，刘常春.“生物医学传感器与测量”课程教学改革探索[J].电气电子教学学报，2011，（1）：15-17.

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关键词：可靠性仿真技术；课改要求；任务驱动；电路设计

1基于可靠性仿真技术的电路设计需求分析

基于可靠性仿真技术的电路设计主要是以虚拟仪器设备替代现实电子元器件，从而为电子电路的实践教学提供有效支撑，从而更好了践行“理实一体化”的教学理念，促进学生实践技能的提升，促使课程回归教学的本质。1.1实践性教学开展的内在需求。基于可靠性仿真技术的电路设计，学生可以参与拟订设计方案、仿真模拟等环节，从电路的设计方案、仿真模拟等环节，能够将晦涩难懂的理论知识与实践知识相结合，帮助学生提升实践技能。1.2实现层次化和差异化教学的必然选择。关涉电路设计的技术型教学内容涉及的元器件较为繁杂，且不同元器件性能、参数、封装形式、价格、功耗等存在较大区别，在教学过程中需要反复的实验、测试，这增加了设备投资成本，而且因为学生个性化差异，学习、接受能力各不相同，加之电子元器件复杂程度的不同，应该据此分层次设定目标，以贴近生活、学生所喜爱的教学内容，以“任务驱动”的形式引导学生进入知识和技能的学习，但这势必增加电子元器件的投入，而仿真模拟电路的设计可以利用仿真软件呈现电子电路的操作面板和功能，并通过交互式操作完成相应测试任务，不仅满足了教学需求，而且控制了教学成本。

2基于可靠性仿真技术的电路设计方案

2.1电路设计的整体流程。可靠性仿真技术可以检验电路存在的故障并发现设计的薄弱环节，从而有针对性的进行改进，为了遵循由简入繁的原则，以有效调动学生学习热情和积极性，本文以典型电路电源模块设计为例，设计过程中首先应该进行可靠性仿真实验，其具体的流程如图1所示。2.2电路设计的具体步骤。2.2.1设计信息采集。为了实现电源电路的优化设计，应详细搜集其应用环境和使用方法等信息，具体包含所采用的元器件、原材料特性2.2.2数字样机建模。电路设计中数字样机建模须采用专业软件实现，但因为学生学习、接受能力存在差异，应该目标层次，将设计过程进行分解，并以“任务驱动”的形式，将不同设计知识分配到各个任务之中，让学生通过分步设计完成理论知识的实践应用，由此才能确保电路设计学习的效果，通常存在热设计信息和振动设计信息两类建模方式，具体的建模步骤为：首先根据将所获取的电路信息进行简化，完成CAD数字样机模型的构建，并依据热设计信息建立CFD数字样机模型，而后依据振动设计信息建立FEA数字样机模型。其次，为确保CFD数字样机与物理样机的一致性，须对其进行修正与验证，利用对电源模块工作状态热测量的方式，获取其关键元器件点温度测试数据，并根据所得结果修正电源模块CFD数字样机的边界条件、期间参数，由此实现对CFD数字样机的修正。再次，同理，也须采用相同的方法对FED数字样机进行修正，且测试过程中，应该在约束条件下对电源模块重点部位，关键元器件进行模态分析，并依据结果完成修正。2.2.3应力分析。温度应力分析选用MentorGraphics公司的FloTherMV90分析计算电源模块CFD数字样机模型，经过分析可知，电源模块设计中如元器件排布不合理，则会导致电路设计存在热分布过度集中的缺陷。分析中，平台环境温度70℃设定为第一参考温度条件，电源模块表层军温度72℃设为第二参考温度条件，经过分析，为电源模块所在分级提供5V工作电源的功率器区域，是热分布较集中的部位，需要修正电路设计方案。而对于振动应力分析，则选用ANSYS公司的ANSYSWorkbench12.1分析计算电源模块FEA数字样机模型，分析结果显示，电源模块中元器件数量和重量排布、安装方式设计不合理，使得电源模块产生局部共振的设计问题，应该据此进行及时修正，以优化电路设计。

3结束语

本文将可靠性仿真技术引入电路设计之中，将电路细化分类，并根据学生个体差异由简入繁、逐步引导，实现了教学目标的分层实现，也将培养学生的实践技能真正落实到实处。

作者:宋月丽 刘立军 单位:辽宁机电职业技术学院

参考文献

[1]王朝新,任斌,陈洁,董绪.基于虚拟实验平台的模拟电子技术课程设计开发与仿真[J].电子设计工程,2012,14:44-47.

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1.1明确任务

再设计电路时，首先要明确电路需要的功能，制定详细的任务书，确定需要的单元电路，星系拟定电路的性能指标，再通过计算电压需要放大的倍数、电路中输入输出电阻的大小，绘制执行流程图，通过设计，将电路所需的成本降到最低，提高每个单元电路、参数的精度，在提高设计电路的可靠性、稳定性的前提下，尽量简化设计电路。

1.2参数计算

计算参数是设计电路必须要进行得步骤，通过计算，来保证电路中各个单元电路的功能指标需要达到的要求，计算参数需要电子技术的相关知识，单元电路的设计需要强大的理论知识的支撑，才能做到炉火纯青。例如，在计算如下放大电路的时候，我们需要计算每个电阻的阻值、以及放大倍数，同一个电路，可能有很多数据，所以要正确的选择数据，注意方法。

1.3绘制电路图

电路设计时，需要将单元电路与整机电路相连，设计完整的具有一定功能的电路图，在连接时，需要注意单元电路间连接的简化，以及最重要的是，电路的电气连接，是否能够导通，实现预定功能。例如，设计单元电路间的级联时，各单元电路设计完成时，还要考虑这些，意在减少浪费，还要注意输入信号、输出信号、控制信号间的关系，同时还要注意一些事项：首先，注意电路图的可读性。绘图时，尽量将主电路图绘制在一张图纸上，其中较为独立的部分单元电路、以及次要部分可以绘制在另一张图上，但是一定要注意图之间的电气端口的连接，是否对应，各图纸间的输入输出端口都要提前做好标记。其次，注意信号流向以图形符号。信号的流向，一般从输入端、信号源开始，从左至右、从上到下，按信号的流向依次连接单元电路。而且，图中要加上适当的说明，如符号的标注、阻值等。最后，注意连接线画法。电路图中，各元件间的连接应为直线，且尽量减少交叉线，连接线的分布应为水平或者垂直，除非应对特殊情况，否则不要化斜线，如图中不可避免的出现交叉，要将连接点用原点表示。

2几种典型单元电路的设计方法

电子电路设计中，单元电路一定要设计合理，否则将会影响整个电路的联通，所以，电气工程师在设计电路时，应该更谨慎的致力于单元电路的设计。

2.1对于线性集成运放组成的稳压电源的设计

稳压电源的设计，一般先让输入电压通过电压变压器，然后进行整流，然后经过滤波电路，成为稳压电路。设计单元电路时，串联反馈式稳压电路可分为几个部分，调整部分、取样部分、比较放大电路、基准电压电路等。这样的设计能够使单元电路具有保护过流、短路电流。

2.2单元电路之间的级联设计

单元电路设计完成之后，还要考虑单元电路间的级联问题。例如，电气特性的相互匹配、信号耦合方式、时序配合、相互干扰等。其中信号耦合方式，还包括：直接耦合、间接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光耦合。时序配合的问题，相对比较复杂，需要对每个单元电路的信号进行详细的分析，来确定电路时序。

2.3对于运算放大器电路的设计

运算放大电路在电路设计中十分常用，它能够与反馈网络连接，组成具有特定功能的电路模块，是具有很高放大倍数的单元电路。运放电路的设计，可以通过元器件的组合，也可以通过具有相应功能的芯片构成，设计时对各种参数都要整体权衡，不能盲目的追求某个指标的先进。其中，要引起重视的是，应在消震引脚间接入适当的电容消振尽量避免两级以上的放大级相连。

3结束语

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关键词：模拟电子技术；MPTG教学模式；项目；分组

作者简介：杨立娜（1979-），女，吉林长春人，嘉兴学院机电工程学院，讲师。张效铭（1978-），男，吉林梨树人，浙江科技工程学校电气工程部主任，讲师，华东师范大学硕士研究生（上海 200241）。（浙江 嘉兴 314001）

中文分类号：G642.0  文献标识码：A  文章编号：1007-0079（2011）36-0202-02

“模拟电子技术”是电类及其相关专业的一门重要的专业基础课，[1]通过该课程的教学，主要使学生掌握模拟电子电路的基本工作原理、基本分析方法和基本应用技能，使学生能够对各种由集成电路或分立元件构成的基本电路单元进行分析和设计，并初步具备根据实际要求应用这些单元电路构成简单模拟电子系统的能力，为今后学习各类后续专业基础课、专业模块课，以及为解决工程实践中所遇到的各种模拟电子系统问题打下坚实的基础。同时，它也是我们今后应用中、大规模集成电路设计电子系统的关键所在，所以它在整个课程体系中占有举足轻重的作用。

一、教学改革背景

通过教学过程中的不断调查和了解，目前许多学校在该课程的教学中还有许多不足，教学过程中普遍存在以下几方面的问题。

1.课程难度大

一方面，部分学生对本课程的先修课，如“高等数学”中的公式的推导、“大学物理”中的电子元件的物理特性及“电路原理”中的电路定律等掌握得不好。另一方面，“模拟电子电路”本身基础知识繁多，理论抽象，概念复杂，分析方法上多采用非线性分析法进行动态分析，学生普遍感觉难度很大。

2.在教学过程中偏重知识传授，忽略能力培养

对学生的主体性、创造性的培养不够，学生的自由空间太少，自主发展的机会被无形剥夺了，这无疑极大地影响了学生的创造性的自我培养，是与素质教育背道而弛的。另一方面，传授的教学中把学生视为被动的接受者，使学生难以参与教学，不会独立思考，人云亦云，这种机械式的教学模式，不仅限制了教师的教学风格的发挥，而且更限制了学生个性的发挥。

3.基础实验和综合实验结构不够合理

“模拟电子电路”的实践教学受到课时和条件的限制，安排的大部分都是基础实验，即验证性实验。且给定了实验模块，学生只要按照实验要求接好电路测定数据即可，缺少可以提高学生动手能力和创新能力的设计性实验，学生通过这样的实验内容，无法接触到最新的知识与技术，学习起点过低，不适应现在新技术发展的需要。这样做实验，学生在资料查询、电路设计、安装、调试、数据处理等方面都缺乏锻炼，做实验时，学生被要求机械地按步骤操作，主观能力得不到发挥，学生的学习兴趣减弱，制约了对学生创造力的培养。因此实验内容和运行模式有待完善。

4.现代化的教学手段还没有得到很好的推广应用

随着科技的高速发展，现代化的教学手段在教学实践中也得到越来越广泛的使用，但真正能把这些教学手段与传统方式有机整合的不多，而多是将思维与软件形式完全固化，用课件演示充斥整个教学过程，将教学过程变成了生硬的报告展示。这种“教师―课件―学生”的教学模式势必割裂了教师与学生的直接关系，很难使学生对电路性能进行直观分析，达不到用现代化教学手段提升教学效果的目的。

二、MPTG教学模式简介

MPTG（Model of Project Task Group）即项目任务组教学模式，是指在教学过程中，以分组的形式组织学生切实参加项目的设计、实施和管理的全过程，然后在项目的实施过程中完成具体教学任务。MPTG教学是以项目为导向，以“任务”作为学习的桥梁，“驱动”学生分组去讨论、分析、设计、实施的一种综合性教学方法。这样在教学的过程中，教师就由单纯的知识传授者向学生学习的指导者转变，学生也由被动的接受者向学习的主动者转变。MPTG教学模式是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动，在整个教学过程中既发挥了教师的主导作用，又体现了学生的主体地位，充分地展示了现代教育“以能力为本”的价值取向，它可使课堂教学的质量和效益得到更大幅度的提高。

三、教学改革内容

1.教学方法的改革

为了更好地提升专业基础课的课堂教学效果，在教学过程中，MPTG教学法拟采用项目教学法进行教学，[2]在此基础上学生分组进行学习，以学习小组的形式由学得好的学生带动其他学生共同学习，项目实施的过程中采用“明确任务”、“分析任务”、“完成任务”、“评估任务”、“延伸任务”的工作流程，使组内形成充分的讨论和分析，达到组内成员共同学习的目的。

在教学的过程中，学生是学习的主体，教师是教学活动中的设计者、组织者、参与者、指导者、评估者。MPTG教学模式中所选择的实例项目应与授课内容密切相关，制作出的电子电路最好可以听到声音，看到明显的现象。采用这种学生主动参与、协作，教师为指导的教学模式，目的在于激发学生的学习兴趣。充分调动学生学习的积极性和创造性，使其形成良好的学习方法，培养学生的团结合作精神，增强学生的创新能力，更好地实现应用型创新人才培养的目标。

在分组学习的基础上引入竞争机制，使组与组之间形成竞争。在这种组内合作和组间竞争的驱动下，使学生在电子电路设计的过程中培养他们的团队合作精神和工作方法，并且在项目实施的过程中，能够使电子电路设计人才脱颖而出，适应电子产业对电路设计“精英带领团队”的人才需求。

2.实践环节的改革

因为现阶段“模拟电子电路”教学中安排的大部分都是通过实验模块进行的验证性实验，缺少可以提高学生动手能力和创新能力的设计性实验，达不到学生自我设计电路的目的。因此以“模拟电子技术”的理论知识点为基础，根据模拟电子电路在设计、调试过程中的特点，将电路系统结构中的设计知识融入其中，向各学习小组布置设计任务及指标，通过加入虚拟仿真实验，给学生提供一个独立思考、独立设计、典型电路综合的软件环境，提高学生的创造性，这样可激发学生进一步学习的兴趣。

四、教学实施过程

1.熟悉理论课程和实践课程的教学大纲，设计项目与规划任务

项目的确定要以教学大纲为基础，以培养学生的工程实践和创新能力作为出发点，涵盖“模拟电子技术”大纲所涉及的知识点，充分考虑大多数学生所具有的知识水平和实现任务的能力，把一个大的项目分解成多个独立的“子任务”，通过这些任务来实现总的教学目标。因此项目与任务的设计应该满足下面的条件：

（1）该项目可用于学习一定的教学内容，具有一定的应用价值。

（2）能将某一教学课题的理论知识和实际技能结合在一起。

（3）与企业实际生产过程或现实的商业经营活动有直接的关系。

（4）有明确而具体的成果展示。

（5）尽可能让学生自己克服、处理在项目工作中出现的困难和问题。

（6）具有一定的难度，不仅是已有知识技能的应用，而且还要求学生运用所学的知识技能解决过去从未遇到过的实际问题。

（7）学习结束时，师生能够共同评价项目实施成果和工作学习方法。

2.以分组的形式对项目与任务进行教学实施

（1）了解学生的基本情况，探求科学有效的分组模式。通过问卷调查、座谈、谈心、查阅参考等方法了解目前国内外的分组教学的组织形式，综合考虑专业特色和当代大学生的性格特点进行分组。要求对不同性格、不同背景和不同能力的人合理配置。

（2）改进教学方法，进一步探索和实施“任务驱动”下的一体化教学模式。[3]

（3）制定有利于课堂教学实施的多元化的考核标准。通过组内考评、组间考评和教师考评，对学习过程和学习成果进行总结性评价，制定能够激发学生的学习兴趣和求知欲望，培养良好的团队精神、积极的竞争意识的考核标准。

3.组建专业团队小组，培养优秀骨干人才

充分利用课余时间组建专业团队小组，并把各组的组长作为重点培养对象，希望通过组长的带动，在班级营造一种积极的健康的学习氛围。通过专业团队小组对学生中优秀成员的培养，一方面推荐学生参加全国大学生电子设计大赛，可以从中得到更好的锻炼。另一方面可以使之成为课堂上教师的有利助手，弥补教师在实践课中人力不足的问题。

五、结束语

经过几年的探索与教学实践，我们在“模拟电子技术”课程的教改方面取得了一些成绩，提高了学生的学习兴趣和职业技能，教学质量得到明显提高，同时，毕业生也越来越受到单位的欢迎。当然，教学改革是一个长期的系统工程，任重而道远，需要我们不断追随时代的脚步进行改进与完善，如眼下我们正着手构建基于LabVIEW 的虚拟电子实验室。[4]为不断提高“模拟电子技术”课程的教学质量，我们将一如既往地做出不懈努力！

参考文献：

[1]康华光.电子技术基础:模拟部分[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2]周洁,王立新.“项目教学法”在《电子技术》中的应用[J].农业与技术,2005,10(5):182-184.

篇7

课程设计，顾名思义，应该是在老师的指导下由学生亲自去设计。只有把设计这个环节交给学生，让学生成为设计的主体，才能督促学生去复习有关的电子电路知识，并开动脑筋运用所学知识去设计，从而巩固和提高已学知识，培养设计能力，提高他们的创新精神及创新能力。然而，现有的实验室设计平台具有工作效率低、耗时、费力、可扩展性差、经济成本高的缺点，致使一些学生对设计望而生畏。笔者认为，把Proteus软件运用于电子电路课程设计的教学，可以大大节约设计时间和经济，提高学生的学习兴趣，从而锻炼学生的设计能力，培养学生的创新精神。

Proteus是英国LabcenterElectronics公司研发的一款多功能EDA工具软件，它含有30多个元件库及万种以上的元器件、多种现实存在的虚拟仪器仪表如示波器、丰富的测试信号源用于电路的测试以及先进的混合仿真系统。它除了具有和其他EDA工具软件一样的原理图绘制、PCB自动或人工布线及电路仿真外，其电路仿真还具有互动性，如有显示和输出，还能看到运行后输入输出的效果。

1方案

我们的方案是：利用Proteus构建虚拟实验室，教师给出设计任务书，学生在PC机上根据任务书在Proteus上设计电路，并利用系统提供的功能完成电气检查及仿真调试，当仿真结果满足任务书要求后，再在面包板上进行实物的安装调试。下面以数字钟的设计为例加以说明。

1.1进行Proteus软件的讲授

Proteus软件与学生之前学过的Protel99se具有相似之处，其电路原理图的设计流程是一致的，都包含新建设计文档、设置编辑环境、放置元器件、原理图布线、建立网络表、电气检查、仿真、存盘输出的基本过程。在教学中应充分利用知识的迁移作用，把Proteus与Protell99联系起来，使新旧知识建立联系，从而降低学习的难度。在这里主要要求学生掌握Proteus的界面组成、菜单、工具栏的使用方法以及电路原理图的设计流程。

1.2布置任务书

数字钟的设计可以用多种元件来实现，但为了便于组织教学，在任务书中可对元件进行统一规定。任务书如下：

设计要求：

1）用Proteus画出原理图并进行仿真调试

2）在面包板上用6只LED数码管输出显示时、分、秒

3）写出详细的设计报告

所用元器件：

1）集成电路：74LS1606片，CD45116片，与非门74LS005片，CC7555定时器1片，

2）电阻：10K电阻2个

3）电容：47μF1个，0.01μF1个

4）其他：共阴极显示器6片

1.3原理图的设计与仿真

1）教师给出电路框图，并分析各单元电路的功能。电路框图是整个课程设计的总体框架，教师直接给出电路框图，可以避免学生设计的盲目性，提高针对性，数字钟的电路框图如图1所示

2）电路原理图的设计这项工作是整个课程设计的核心工作。

第一步，教师可对学生学过的555定时器构成的多谐振荡器、计数器、译码器及数码管的知识进行针对性的复习，指导学生查阅74LS160、CD4511、74LS00及CC7555定时器的功能及引脚图。

第二步，学生根据教师给定的元件在Proteus平台上进行各单元电路原理图的设计。可采用设计与仿真调试交叉进行的方法。按照由易到难的原则，可采用如下的设计顺序：①振荡器的设计与仿真调试；②显示器、译码器的设计与仿真调试；③计数器的设计与仿真调试。设计的基本操作步骤是：①选择、放置元件；②设置元件的属性；③连线。仿真调试的基本操作步骤是：①单击仿真工具栏中的“开始”按钮，即可进行仿真；②系统自动检测电路，如有错误，会有出错提示。或者运行结果不符合任务书要求时，可单击仿真工具栏上的停止按钮；③修改电路；④再仿真，直至运行结果符合要求为止。

3）总电路的设计

把上述已设计好的各单元电路按照电路框图连接起来，即可得到总电路原理图。

4）总电路的仿真单击仿真工具栏中的“开始”按钮，即可进行仿真，如有错误，则对电路进行修改，再进行仿真，直至6只数码管均能正常显示时间为止。

1.4在面包板上完成搭建并调试

经过前期在Proteus上的设计及仿真成功，已经证明电路图的正确性。在面包板上的搭建及调试，主要是锻炼学生的实践动手能力，培养认真细致的工作态度，熟练掌握常用仪器的使用方法。

2注意事项

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关键词: 《高频电子电路》 教学改革 教学模式

1.引言

《高频电子电路》是面向电子信息工程、通信工程等专业开设的一门重要的专业基础课,其主要教学目的是为后续专业课程奠定理论和实践基础,在专业课程体系中具有承上启下的作用。学生在学习该课程的时候常常感到困难,究其原因是概念多,电路复杂,采用非线性分析方法,内容抽象,不易理解,并且要求学生掌握的基础知识多。这对学生理解和掌握其电路原理带来了很大困难。《高频电子电路》教学一般分为两大部分同时进行,一部分是理论教学,另一部分是实践教学。在传统的教学模式中,理论教学所占学时远多于实践教学学时。随着电子技术的飞速发展,这种过于侧重理论教学的模式越来越不利于培养学生的创新意识和创新能力。传统的教学方法是教师在前面讲,学生在座位上听,被动地接受知识,基本上是“一言堂”很少有互动,这种教学方法,难以提高学生主动参与、积极探索的兴趣,不利于学生基础知识及基本技能的掌握。鉴于以上考虑,作为教学一线的教师,我积极响应学校的政策,致力于教学改革,探索新的教学模式,初步取得了一些成效。我结合自身多年从事高频电子电路课程教学的实践经验与体会,形成了新的教学模式:理论教学+课程实验+课程设计+技能训练。

2.新教学模式的具体内容

2.1理论教学

2.1.1更新教学理念。随着高校招生规模的逐年扩大,我国的高等教育已从精英教育转型为大众化教育,教育目标也从培养“高、精、专”型人才变为培养“宽、厚、广”型创新实践人才。为此,我及时更新调整教学理念,注重学生的兴趣培养,尽一切可能树立学生探索创新的意识,引导学生自主学习。例如,在考核模式上,原来学生总评成绩中平时成绩占20%,期末考试成绩占80%。这样的考核方法导致一个很大的弊端,就是学生往往在考试前临阵磨枪,完全是为了应付考试,不能牢固掌握基础知识,给后续学习埋下隐患。为此,我将平时成绩所占份额提高到30%甚至40%,加大实践环节所占分数,从学习态度、实验、出勤、作业等多方面考核,注重整个学习过程,培养良好的学习习惯。

2.1.2调整课程内容。随着高校教育教学改革的大力推行,《高频电子电路》课程的学时也不断被压缩。但由于新的技术、器件的不断涌现,教材内容不断更新、丰富。原来的教学大纲立足于分立元件为基本知识单元,注重半导体器件内部工作原理,对所有电路力求讲透彻每一元器件及单元电路的工作原理。这已经不能适应集成电路时代学生学量电子新技术、新理论的要求。因此,我研究了国内外相关课程的课程设置和教学大纲,进行了仔细比较,详细研究,扬长避短,制定出新的理论和实践教学大纲。在原有的课程体系上,尽量增加实践教学环节,压缩了理论教学部分所占学时。实践教学环节中既包含与理论教学相关的环节,也包含一系列自成体系的独立环节,实践教学环节在设计上不但与理论教学环节相配套,而且具有一定的独立性,形成实践教学体系。

2.1.3适当地增删教材内容。目前电子技术发展迅速,集成电路普及使用。高频电子电路教材的内容在这些方面有些落伍。根据多年的教学实践经验,我认为需要对教材内容作适当的增删。在精选教材的基础上精选内容,对课程内容及时整合。课程内容安排上尽量压缩分立元件电路中过时的内容和分析方法,增加集成电路应用的内容。在学习高频电子电路过程中,应及时对模拟电子技术课的内容及时复习,使学生所学知识能更好地衔接,达到融会贯通的目的,并且课程讲解时应当着重突出基本概念、基本电路的工作原理和基本分析方法,以分立元件为基础、集成电路为主导,将两者有机结合。

2.1.4精心设计教学过程,在教学过程中大胆尝试采用各种教学方法。讲授高频电子电路第一次课时,我以无线广播系统为例,以信号流动为主线,介绍广播通信系统的组成框图,讲清将要学习的单元电路在通信系统中的作用,使学生对所学单元电路与广播通信系统的联系有个清晰的轮廓。根据信号从发送到接收流动的顺序,依次学习高频小信号放大器、高频功率放大器、正弦波振荡器、调制与解调电路、检波电路、反馈控制电路等。这样学生对所学单元电路的应用也一目了然,提高了学习的主动性。

为提高学习兴趣,我开展了讨论式教学,让学生先预习,鼓励学生大胆提出自己的看法,然后围绕问题展开课堂讨论,形成师生间互动关系。最后我根据学生的讨论情况进行归纳整理,并对重点、难点内容详细讲授。讨论式教学可以激发学生的学习兴趣,有助于学生对知识的理解和掌握,同时也有助于对学生分析问题能力的培养。对于一些实际应用电路的讲授,可采取实物教学及现场教学,教师在现场可将理论知识与实际应用联系起来,以激发学生的好奇心,并加深理解、记忆,从而培养学生的观察、分析能力。还可采用设疑法教学,在授课过程中巧妙设置一些疑问,促使学生积极思考,提高运用所学知识解决实际问题的能力。多倾听学生建议,加强与学生的沟通,及时为学生解疑释惑。让学生重视知识总结和现象分析。

2.1.5与低频电子电路类比归纳教学。我的教学任务不仅是把“高频电子电路”的知识传授给学生,而且要在教学实践中将自己长期积累的经验传授给学生,教会学生如何学习,帮助学生在原有知识的基础上尽快掌握新知识。学生在学习高频电子电路之前,已经学习了模拟电子技术这门课程。这两门课有千丝万缕的联系,但又存在着本质的区别。我们要找出二者的相关之处,用对比教学的方法找出它们的异同点,让学生尽可能利用已经学过的知识,去学习理解“高频电子电路”的内容。现以高频小信号放大器与低频小信号放大器类比为例。相同点:小信号、都是把非线性电路转换为线性电路;不同点:高频小信号放大器采用Y参数等效电路,采用LC并联谐振回路作为集电极负载;而低频小信号放大器采用h参数等效电路,采用纯电阻R作为集电极负载。

2.1.6课堂引入仿真技术,使教学方法多样化。在教学中如何使学生更好更快地学习这门课程及其对复杂调制解调方法进行验证,是一个比较繁琐的问题。利用Labview、Multisim等软件进行仿真是十分有效的方法。这样能使抽象复杂的问题变得直观简单化。在高频电子电路中需要产生大量的连续性周期震荡信号,例如发射机中的正弦载波信号,接收机中的本震信号等,在现实中都需要依靠震荡电路来完成,而在教学中采用仿真软件,在图形化的编程环境下来实现,能得到事半功倍的效果。

2.1.7充分利用现代化教学手段。为了进一步搞好理论教学,充分利用现代教学手段实现立体化教学,提高教学效率和教学效果。我利用丰富的网络资源,建设《高频电子电路》课程学习网站,实现网上答疑辅导。网站中包括课程的基本信息和各种资源,学生可以浏览、下载各种资源。教师应熟练运用多媒体教学,激发学生学习的积极性。如将“调制”、“解调”等制作成动画,变抽象为形象,配以生动的讲解,最大限度地吸引学生的注意力,提高学生的学习兴趣。运用多种教学方法和教学手段,激发学生探索的兴趣和潜能,有助于对学生分析问题和解决问题、创新意识和创新能力及实践能力的培养。同时,多媒体教学节省了板书时间,提高了课堂效率,增加了信息量。

2.2课程实验

理论教学和实践教学是密不可分、相辅相成的,教学中做到二者的融合才能最大限度地提高教育教学质量,取得最佳的教学效果,这种教学模式代表了当今高校教学模式的主流。

“兴趣是最好的老师”,我在做高频实验前,将一个调试好的小型发射和接受系统给学生演示,并让学生参与亲身体验通信系统发射和接受的过程,这样极大地调动了学习积极性。高频电路的实验教学内容是将发射与接收这两个系统进行单元电路分解,分别得到高频小信号调谐放大器,高频功率放大与发射,幅度调制与解调,变容二极管调频与鉴频,晶体三极管混频,自动增益控制,发射与接收完整系统的调试等实验。

我校现有的实验条件,已初步形成了多层次、多结构、多功能实验教学系统。为了提高学生高频电子电路实验的积极主动性,我作了如下改革探索:(1)在实验教学中进行设问。教师设问,全班学生回答;学生设问,教师或全班同学回答。对能正确回答教师提出的问题的学生给予表扬,并在实验考核成绩上有所体现。对那些积极思考并能提出有意义有代表性问题的学生也给予表扬和适当加分。(2)规范实验报告写法,突出实验分析和心得体会部分。以前学生写实验报告普遍照抄实验指导书,实验报告质量不高。现在要求学生重点突出实验分析和心得体会部分,把实验课中所学的知识条理化,就实验现象结果和存在的问题,深入分析,查找资料寻求合理的理论解释,实现理论联系实际。(3)倾听学生建议,加强与学生的双边互动。把握学生的实验操作情况,困难所在,针对学习有困难的学生进行个别辅导。

进行完理论学习和做完大纲规定的必做的实验项目后,教师可在开放实验室里,根据课表与教师预约实验时间,安排一些内容稍难的选做实验,满足学有余力学生的要求。如高频电路开发实验,在模块实验的基础上培养学生设计和开发单个电路的能力,通过动手搭电路,掌握调试和排除故障的方法。创新实验室还可组织学生利用实验室的仪器、设备搞一些小设计、小发明等,给学生创造培养和发挥个性特长的条件。这样在教师的指导下,学生自己动手做实验、自己动手操作,不断提高自身的实践创新能力,达到理论教学和实践教学的完美融合。

2.3课程设计

“高频电子电路课程设计”是在进行完理论学习之后集中时间安排学生进行的较综合的训练环节。该环节是教师提出系统的设计目标,学生利用所学知识,使用相关的实验装置或软件进行设计,加深对所学专业知识的理解,使专业知识由浅入深的综合运用的实践过程。其目的是使学生较系统地掌握电子系统设计过程的选题、立项、方案论证、电路设计、电路实现、总结报告、文档整理等全过程。通过课程设计,学生可以理论联系实际,将理论课所讲述的内容及时有效地应用于实践,能提高利用本专业知识解决实际问题的能力,促进理论与实践的相互融合。

课程设计题目一般由指导老师给出,也可学生自己选题,但要做到题目难易适中,与高频电子电路课程内容联系紧密,保证一定的工作量。课程设计题目可以一人一题,也可每小组(2―3人)一个题目。设计时间一般为两周,要求学生按时完成硬件电路设计、软件电路设计、设计报告、答辩等环节,有余力的学生可以到创新实验室去完成电路焊接和调试等。我尤其重视撰写总结心得部分,因为这个部分是对两周设计内容的归纳总结的过程,是使知识条例化系统化的过程,最能体现出每个学生在课设过程中的收获。因此总结心得部分是对学生考核的重点。课程设计答辩也是必须的步骤。通过答辩能看出每名学生掌握情况、理解程度、概括能力、表达能力等,答辩情况是学生课设情况的客观反映,据此给学生一个最合理的考核结果。

2.4技能训练

本环节要求学生能联系实际进行系统的搭建,其具体过程是,首先教师将训练题目给学生,然后通过组成框图分析原理图,仿真分析设计、参数计算,最后组装硬件电路并调试。

我以学校的电工电子实验中心为基地,让学生进行为期2至3周的技能训练,培养学生的实际操作能力,增加电工电子实训常识。根据理论课程的授课计划,我先后安排了电子专业认识实习(让学生熟悉电子元器件及生产流程、工艺方法)、电子技能训练一(让学生结合计算机设计安装简单的电子电路)、电子技能训练二(让学生掌握复杂电子电路的安装、调试和故障检修)、电子系统训练等训练类实践教学课程。例如:学习完高频电子电路课程,就进行相应的工艺训练,学生在教师指导下独立完成一台收音机的原理分析、焊接、组装、调试等全过程。

在本环节训练中,为提高学生的实践操作能力,我特别重视培养学生排除故障的能力。如果组装硬件电路一次性就达到了指标要求,学生往往异常高兴,沉浸在成功的喜悦中,不再深入分析,收获甚小。当电路出现故障或者没有达到预期目标要求时候,就要让学生反复分析调试来排除故障,自行排除故障的过程最能学到知识。因此,教师介绍常见故障的排除方法后,应鼓励引导学生自行排除故障。采取这种做法后,学生自行排除故障的能力大大提高,同时也克服了依赖老师的习惯。

教师可通过遥控门铃、收音机(插件和贴片的两种)、电视机等电子产品的组装和调试,对学生进行必要的职业技能训练,电子系统创新设计,按电子大赛参赛要求进行训练。鼓励学生参加国家职业技能鉴定和考试,获取国家职业技术等级证书。我校加大了实验设备的投入,购置了先进的实验仪器设备,改善了实践教学条件,兴建了教学电子设计自动化实验室,让学生走近创新实验室参与电子电路设计,能学习到、接触到学科的前沿知识,充分满足学生的求知探索需求,极大地激发了学生的学习兴趣,系统地培养了学生的实践创新能力。

3.结语

几年的教学实践证明,学生对《高频电子电路》的兴趣与日俱增,对理论知识的理解进一步深入,实践动手能力和分析问题、解决问题的能力进一步提高。我校学生在全国电子设计大赛中多次获奖。为了适应电子技术的飞速发展,为了进一步提高我校教学水平,我会再接再厉,不断地在实践中探索,为促进我校的教学质量工程建设贡献力量。

参考文献:

[1]张松华.基于LabVIEW的通信电子线路实验仿真[J].仪表技术,2009,(4).

[2]黄成玉.高等教育中实践教学体系的建立及其保障机制[J].华北科技学院学报,2007,(3).

篇9

【关键词】Multisim;血型匹配器;数据选择器;门电路

Multisim是由加拿大IIT公司推出的大型设计工具软件。它不仅提供了电路原理图输入和硬件描述语言模型输入的接口和比较全面的仿真分析功能，同时还提供了一个庞大的元、器件模型库和一整套虚拟仪表。与传统的电路设计相比，利用Multisim设计电路可以随时调整元器件参数以达到预期的要求，从而能降低电路设计成本，缩短设计周期，提高设计效率。

本文中作者提出用基本逻辑门电路：与非门、或门和数据选择器两种方法设计血型匹配器，并用Multisim10来进行设计与验证。

1.血型匹配检测血型的逻辑描述

本设计任务是设计一个血型匹配检测器。人的血型有A、B、AB、O四种，输血时输血者的血型与受血者的血型必须符合图1中用箭头指示的授受关系。

图1 血型匹配关系

Fig1 Blood matching relations

先用AB代表输血者的血型（00为A型血、01为B型血、10为AB型血、11为O型血），CD代表受血者的血型（00为A型血、01为B型血、10为AB型血、11为O型血），Y为输出（0为不匹配、1为匹配），那么可以列出输血、受血血型是否匹配的真值表，如表2所示：

表1 血型匹配真值表

Tab.1 The Truth Table of blood matching relations

2.运用Multisim进行组合逻辑电路的设计

组合逻辑电路设计的一般步骤为：⑴进行逻辑抽象：根据设计要求确定输入与输出逻辑变量的物理意义;（2）写出逻辑真值表，找到输出与输入的全部对应关系;（3）写出逻辑式并化简;（4）画出逻辑图;（5）采用相应的逻辑器件进行布线。下面用两种方法进行设计：

2.1 用基本逻辑门电路实现

运行Multisim，在用户界面的左侧的虚拟仪表工具栏中找到逻辑转换器，在逻辑转换器上选用A、B、C、D四个输入，并在输出端输入相对应的血型匹配结果。如图2所示：

图2 逻辑函数

Fig2 Logical Functions

根据真值表可以写出逻辑表达式：

（1）

图3 逻辑式化简结果

Fig3 The Simplification results of the logical functions

利用逻辑转换器操作窗口的化简按钮，可在逻辑转换器窗口的最下端得到化简的结果：

（2）

同理可以利用逻辑转换器设计组合逻辑电路图如图4所示：

图4 基于门电路的组合逻辑电路

Fig4 Combination logic circuit based on the gate circuit

2.2 用数据选择器来实现血型匹配器

数据选择器可以根据地址输入端的二进制信号，对输入端信号进行选择。八选一数据选择器74HC151是集成的有三个地址输入端A2、A1、A0，八个数据输入端D0～D7的中规模组合逻辑电路。74HC151数据选择器的功能可以用逻辑函数表示为：

（3）

根据公式（1）将AA2 BA1 CA0

因此逻辑式可以表示为：

（4）

故：

（5）

这样只要将数据选择器的输入端进行适当的设置便可以实现电路功能。运行Multisim，在Multisim的COMS集成电路器件库中找出74HC151、74HC04、VDD和接地符号，并连接电路如图5：

图5 基于数据选择器的组合逻辑电路

Fig5 Combination logic circuit based on the data selector

图中～G为控制端，低电平有效，将选择信号A、B、C（即A2、A1、A0）分别接（2）式中的前三个变量，将表达式中的第四个变量接到数据选择器的输入端，具体如上，这样在数据选择器的输出端Y端就可以得到血型匹配的结果了。用Multisim来验证逻辑功能，经过逻辑转换功能，可以得到与图2一样的逻辑真值表，可见用数据选择器也能够实现血型匹配器的功能。

3.总结

如上所述，运用Multisim可以很方便地进行数字电路的设计，基本逻辑门电路和数据选择器均可以很好地实现血型匹配器，经Multisim中的逻辑转换器验证，两种方法的最终逻辑功能相同，而用数据选择器能更加简洁地完成电路功能。通过设计实例可以看出，利用Multisim进行数字电路设计可以极大地提高设计效率，节约实验器材，显示结果直观。Multisim将成为为今后的电子电路设计和开发人员得力助手。

参考文献

[1]阎石.数字电子技术[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]程勇.实例讲解Multisim 10电路仿真[M].北京：人民邮电出版社，2010.

[3]王毓银.数字电路逻辑设计[M].北京：高等教育出版社，2002.

[4]王卫平.数字电子技术实践[M].大连：大连理工大学出版社，2009

[5]刘.实用电工电子技术基础[M].北京：中国铁道出版社，2010.

[6]邹海勇.基于Multisim的计数器设计与仿真[J].赤峰学院学报，2012（2）：176-177.

[7]段永霞等.Multisim的彩灯控制系统的设计与仿真[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2010，48（9）：30-31.

[8]潘松.EDA技术实用教程[M].北京：科学出版社，2010.

[9]任骏原等.数字电子技术实验[M].沈阳：东北大学出版社，2010.

篇10

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.