电路基本原理范文

导语：如何才能写好一篇电路基本原理，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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关键词：电气；控制线路；控制原理；注意问题

中图分类号：F407.6 文献标识码：A文章编号：

一、电气控制线路图的绘制原则

电气控制线路的表示方法有电气原理图、安装接线图和电气布置图三种。电气控制线路图是工程技术的通用语言，它将各电气元件的连接用图形来表达，各种电气元件用不同的图形符号表示，并用不同的文字符号来说明其所代表电气元件的名称、用途、主要特征及编号等。

1. 电气控制线路常用的图形、文字符号

在电气控制线路中，各种电器元件的图形、文字符号必须符合国家的标准。国家标准局参照国际电工委员会 (1EC) 颁布的有关文件，制定了我国电气设备有关国家标准，采用新的图形和文字符号及回路标号。

2. 电气控制线路的绘制原则

电气原理图是根据工作原理而绘制的，具有结构简单、层次分明、便于研究和分析电路的工作原理等优点。在各种生产机械的电气控制中，无论在设计部门，还是在生产现场，都得到广泛的应用。

二、电气控制的基本线路

1. 互锁控制和顺序控制

互锁控制是生产机械或自动生产线不同的运动部件之间相互联系又相互制约的，又称联锁控制。互锁可以起到顺序控制的作用，称为顺序联锁控制。例如，磨床上要求先启动油泵，然后才能启动主轴电动机；龙门刨床在工作台移动前，导轨油泵要先启动；铣床的主轴旋转后，工作台方可移动等都是按顺序联锁控制（可去掉）。顺序联锁控制的原则如下：（1）要求甲接触器动作后，乙接触器方能工作，则需将甲接触器的常开触点串联在乙接触器的线圈电路中。（2）要求甲接触器动作后，乙接触器不能工作，则需将甲接触器的常闭触点串联在乙接触器的线圈电路中。

2. 多地点控制

有些电气设备，如大型机床、起重运输机等，为了操作方便，常要求能在多个地点对同一台电动机进行控制，这种控制方法叫做多地点控制。三地点控制线路即由一个启动按钮和一个停止按钮组成一组，把三组启动、停止按钮分别放置三地，即能实现三地点控制。多地点控制的接线原则：启动按钮应并联连接，停止按钮应串联连接。

3. 自动循环控制

在电气设备中，有些是通过工作台自动往复循环工作的，如龙门刨床的工作台前进、后退。而电动机的正、反转是实现工作台自动往复循环的基本环节，要实现自动往复循环，通常采用限位开关 (或行程开关)，主要包括机械式限位开关与光电式限位开关。自动循环控制线路按照行程控制原则，利用生产机械运动的行程位置实现控制。一般的电气控制线路时而简单，时而复杂。但是，任何复杂的控制线路都是由一些比较简单的基本环节按照需要组合而成的。只有通过基本环节、典型控制线路，并由浅入深、由易到难地认识它，才能打下阅读电气控制线路的良好基础，掌握好电气控制线路的设计技能。

三、异步电动机的启动和正反转控制

1. 异步电动机的全压启动控制

在供电变压器容量足够大时，小容量异步电动机可直接启动。直接启动的优点是电气设备少，线路简单；缺点是启动电流大，引起供电系统电压波动，干扰其他用电设备的正常工作。

2. 异步电动机的降压启动控制

异步电动机直接启动控制线路简单、经济、操作方便。但对于容量较大的电动机来说，由于启动功率大，会引起较大的电网压降，所以必须采用减压启动的方法，以限制启动电流。减压启动虽然可以减小启动电流，但也降低了启动转矩。因此，此方法仅适用于空载或轻载启动。异步电动机的减压启动方法包括自耦变压器减压启动和星—三角形减压启动两种：（1）星—三角形减压启动控制，它的线路是按时间原则实现控制。启动时将电动机定子绕组连接成星形，加在电动机每相绕组上的电压为额定电压的 1 ／3，从而减小了启动电流；待启动后按预先整定的时间把电动机换成三角形连接，使电动机在额定电压下运行。该线路结构简单，但缺点是启动转矩也相应下降为三角形连接的 l ／ 3，转矩特性差。因而本线路适用于电网电压380V、额定电压 660 ／ 380V、星—三角形连接的电动机轻载启动的场合。（2）自耦变压器减压启动控制，它的线路在启动时，电动机定子串人自耦变压器，定子绕组得到的电压为自耦变压器的二次电压；启动完毕，自耦变压器被切除，额定电压加于定子绕组，电动机以全电压投入运行。该控制线路对电网的电流冲击小，损耗功率也小，但是它的缺点在于价格较高，主要用于启动较大容量的电动机。

以上介绍的启动控制线路，均按时间原则采用时间继电器来实现减压启动，这种控制方式线路工作可靠，受外界因素 ( 如负载、飞轮惯量以及电网波动 ) 的影响较小，结构比较简单，因而被广泛采用。

四、异步电动机的制动控制

异步电动机的制动方法可分为2类：机械制动和电气制动。机械制动是利用机械装置来强迫电机迅速停车，常用的机械装置是电磁抱闸，由制动电磁铁和闸瓦制动器组成。而机械制动又可分为断电制动和通电制动。制动时，将制动电磁铁的线圈切断或接通电源，通过机械抱闸制动电动机。

1. 异步电动机的反接制动控制

反接制动是利用改变电动机的电源相序，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一种制动方法。由于反接制动时，转子与旋转磁场的相对速度接近于2倍的同步转速，所以定子绕组中流过的反接制动电流相当于全电压直接启动时电流的 2倍。因此反接制动的特点之一是制动迅速、效果好，但冲击效应较大。为了减小冲击电流，通常要求在电动机主电路中串接一定的电阻以限制反接制动电流，而反接制动电阻有 2 种接线方法：对称与不对称。

2. 异步电动机的能耗制动控制

异步电动机能耗制动时，切断定子绕组的交流电源后，在定子绕组通入直流电流，形成固定磁场，与旋转的转子中的感应电流相互作用产生制动力矩。制动结束必须及时切除直流电源。该控制线路制动效果好，但对于较大功率的电动机还要采用三相整流电路，故所需设备多、投资成本高。

五、电气控制线路设计的实例解析

下面是一个设计简单控制线路的例子。题目要求：按下按钮SB，电动机M正转；松开按钮SB，电动机M反转:1分钟后电动机M自动停止，要求画出其控制线路。

1.如图1所示的控制图。

图一

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电子信息工程技术专业主要课程 电路基础、电子电路基础、计算机组成原理、C语言程序设计、单片机技术、传感器与检测技术、电子产品制作与维修、电子产品制图与制版、电子仪器测量技术、计算机网络技术、嵌入式(ARM)技术、DSP技术、智能仪表技术、表面贴装(SMT)技术、电子设计自动化、电子产品营销、电子工艺实习、电子设备装接实训、电子信息综合实习、机械工学等。

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电子信息工程技术专业培养要求 1.具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力;

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4.具备工程制图和识图能力;

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7.具备典型系统运行与维护能力;

8.掌握电子技术的基本知识;

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【关键词】计算机电路基础；教学方法；教学内容；教学手段

1.引言

《计算机电路基础》是计算机类专业的重要专业基础课程，也是一门理论性和实践性都很强的课程，由于它的课程性质决定了该课程教学过程中存在很多难点。它使学生通过学习计算机电路的基本概念、基本原理和典型电路的实用性分析，掌握计算机电路的有关知识，学会计算机电路的应用设计技巧，为计算机组成、数字信号处理、单片机应用等后续课程打下坚实的基础。但由于计算机专业和电子专业掌握的知识点不同，一些电类基础课程（如电工基础等）已经不可能作为独立的课程列入教学计划，那些沿袭传统的教学观念、教学模式已不适用于目前的教学环境。为适应计算机专业培养要求，为实现21世纪计算机专业对高素质专业人才培养模式的需求，《计算机电路基础》课程的教学改革势在必行。

2.课程存在的问题

（1）传统教学方法存在的问题

传统的教学手段以板书为主、其他手段为辅，讲述顺序按照教学思路首先介绍电路的主要的功能，分析电路组成及工作原理，给出电路模型，对该模型分析计算；《计算机电路基础》的课程的主要特点是合理利用视图及表达方法表达各种元件及电路图的结构及有关国家标准的介绍。为了能有效的达到较好的教学效果，教师往往在课堂中，绘制各种电路图。这个过程要占用课堂许多时间，如果刻意的减少绘图，势必会影响教学效果。这样在50分钟的课堂教学过程中，往往讲不了多少知识，教师不但付出了许多体力；同时由于黑板的限制，教师完成本节课的教学内容，要不断的更新板书。这样，教师在课堂小结时，就无法把本节课所讲内容再现出来。更重要的是不能生动形象的表现计算机电路的动态；此外，教师在绘图的过程中，无法同时和学生进行交流，很不利于组织教学。

（2）理论联系实际不够，知识系统性太强

高职院校以就业为导向，面向产业第一线，培养具有丰富理论知识和很强动手能力的高级技术应用型人才。大多数学生毕业后将从事电子仪器、电子设备的使用和维护，要求能准确并迅速地排除故障，因此，特别强调理论联系实际，培养他们的实践能力。但是目前《计算机电路基础》课程的教学内容理论联系实际不够，应用性知识和技能介绍的较少，不利于培养学生的岗位任职能力。另外，多年来所采用的教材在教学内容上与本科教材相差无几，整个教学内容的系统性和理论性较强，理论的深度要求过高。鉴于计算机专业和电子专业的侧重点不同，课程涉及电路的基本概念和基本分析方法、模拟电路和数字电路的基本知识和基本内容。相当于把《电路基础》、《模拟电子技术基础》、《数字电子技术基础》三门课程压缩成一门课，并且总学时没有增加，这样会使学生感到学起来很困难，失去学习兴趣和信心。

（3）教学内容更新缓慢，授课方式单一

现在的《计算机电路基础》课程教学授课方式过于死板，只是简单的《计算机电路基础》教学教师进行计算机电路知识的讲解，学生并不能很好的领悟老师所教授电路知识的来源，对于电路的一些原理方面的知识，学生会感到疑惑，这就要求《计算机电路基础》课程教授的教师对现在的《计算机电路基础》课程教学授课方式进行调整，努力培养学生对《计算机电路基础》知识学习的兴趣。

3.教学改革几点建议

3.1 改进教学方法，将多媒体教学与传统板书教学结合起来

为解决教学内容和教学学时的矛盾，我们改进了教学方法，将多媒体教学与传统板书教学结合起来发挥现代教学技术和传统教学技法的各自优势。对于典型电路的分析方法、典型的应用电路等我们采用板书教学。教师能够发挥个性化教学，学生也有时间思考和做笔记，为学生打下扎实的理论基础。对于结构复杂的电路的特性及应用我们充分发挥多媒体课件生动形象、直观快捷、信息量大等优势，先将已学电路清晰、扼要地演示，助学生理顺基本概念，基本电路、基本方法、再利用仿真软件演示电路的动态效果，寓教于乐，提高学生的学习兴趣，充分发挥多媒体教学方式的优点，达到巩固基本概念，提升感性认识，适应新的教学方式的目的。

3.2优化教学内容，提高教学质量

考虑到《计算机电路基础》课程学时数少但内容多，重点和难点多，学生普遍反映比较难等问题，为此我们重新整合了《计算机电路基础》课程内容结构，编写教学大纲，逐步减少理论学时，增加实训环节，使二者的比例达到一个最合理值。删减部分陈旧内容，融入新技术的应用，课程内容的构成注重新技术的引入和理论与实践的结合，内容更加新颖，信息量大，具有先进性，以此激发学生学习的积极性。我们队教学内容进行优化以分立为基础，突出集成，以理论为基础强调应用，精选理论内容，加强新技术应用内容，将理论与实践、技术与应用很好的融合在一起。

3.3 改进授课方式，注重老师与学生间的互动

任何一门课程的教学方法都很重要，这是众所周知的事实，在《计算机电路基础》课程教学中，对现在的《计算机电路基础》课程教学方法进行改革和完善要做到：第一，注重老师与学生之间的互动，老师在授课过程中起到启发和引导的作用，授课教师要把握好课堂的节奏。第二，作为学生，要全力配合授课老师的授课，即使将自己的想法传达给授课教师，自己喜欢什么样的授课方式和方法，要增加与授课教师的交流，并且对于自己不懂、有迷惑的问题及时的提出，要让老师明白哪里应该停下进行更加细致的讲解。

在进行《计算机电路基础》课程教学时，教师可以利用不同的提问方式进行提问，由于课堂提问是教学过程中的必要手段，也能够帮助学生更好的牢记所教授的知识，实践表明，在教师提出一些具有启发性的问题时，学生的思维跳跃是最为活跃的。在进行《计算机电路基础》课程教学时，教师可以进行设想性提问、发散性提问以及质疑性提问。设想性的提问能够达到培养学生创造性思维能力的目的，有利于学生在电路知识的学习中进行创新和发现。发散性提问是指主体从已知的条件出发，对一个问题从不同角度、不同方向、不同层面运用推测、联想、假设等形式寻找并解决问题的一种思维方式。而质疑性提问需要教师挖掘所教授的电路知识的亮点，在可以提问的地方向学生精心设置疑问，从而引导学生对所学习的内容进行更深切的思考。

3.4 《计算机电路基础》课程的教学方法研究

现在的《计算机电路基础》课程的教学方法总体来说比较死板，《计算机电路基础》课程要求学生有很强的动手能力，在教师对计算机电路进行讲解、渗透过程中，学生不应该是一板一眼单纯的记笔记、听课，而应该积极思考，紧跟老师的思路。教师的教学方法对于学生汲取知识、牢记知识有很大的影响和作用，因此，《计算机电路基础》课程的教学方法应该是丰富的，并且是学生参与率高的，作为《计算机电路基础》课程教学教师，应该具有很强的教案编排的能力，并且能够主动自发的调节课堂氛围，做到关注每一个学生，而不是单纯的抓重点学生进行重点培养。

4. 总结

针对《计算机电路基础》课程知识点多、内容抽象，学习过程中困难大，教师要注意将原理应用到实践中去，原理指导实践，实践也反馈原理，探索总结了该课程的教学方法、教学内容和教学手段，以帮助学生克服课程入门的困难，并较快的激发起学习兴趣。由于课程内容还在进一步发展，我们需要进一步探索和更新教学内容，进一步改进教学方法，根据教学实践对《计算机电路基础》课堂教学方法不完善的地方进行更改和补充，科学设计实践教学，更好的培养学生的应用能力。

参考文献

[1]徐玉如.构建精品课程动态教学模式的思考[J].福建论坛:社科教育版,2008(8).

[2]王峰.模拟电子技术教学的几点思考[J].计算机教学与信息化,2010(09):2191-2193.

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关键词：RS-485；75176芯片

中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 07-0000-01

MCU-based RS-485 Communication Design

Chen Yong1,Guo Aiping2,Qin Yue1

(1.Artillery Command College,Information Department,Xuanhua075100,China;2.Staff Communication Training Base,Xuanhua075100,China)

Abstract:This paper discusses the rs-five 485 hardware circuit basic structure.Introduces the use of 75176 chip,analyzes the basic principle,

the circuit for the rs-five 485 control side DE described the design.This paper introduced the selection and use of serial card,and finally presents the basic method of RS485 software design flow general.

Keywords:RS-485;75176 chips

一、功能介绍

在许多工业过程控制中，需要用最少的信号线来完成通讯任务。目前广泛应用的RS-485串行接口总线就是为了适应这种需要而产生的。它实际上就是RS-422总线的变形。两者不同之处在于：RS-422为全双工，而RS-485为半双工；RS-422采用两对平衡差分信号线，RS-485只需其中的一对。RS-485更适合多站互连。在MCU之间中长距离通信的诸多方案中，RS-485因硬件设计简单、控制方便、成本低廉等优点广泛应用于工厂自动化、工业控制、小区监控、水利自动报测等领域。但RS-485总线在抗干扰、自适应、通信效率等方面仍存在缺陷，一些细节的处理不当常会导致通信失败甚至系统瘫痪等故障，因此提高RS-485总线的运行可靠性至关重要。

RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达3000米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力，这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等。这些优点使其成为首选的串行接口。因为RS485接口组成的半双工网络一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS485接口采用DB-9（孔），与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9（针）。

在工业控制及测量领域较为常用的网络之一就是物理层采用RS-485通信接口所组成的工控设备网络。这种通信接口可以十分方便地将许多设备组成一个控制网络。本文讨论了基于单片机RS-485通讯的相关技术细节。

二、基于单片机RS-485通讯的设计

（一）支持RS485通讯的核心芯片75176简要介绍

75176差分总线收发器是用于多点总线传输的双向数据通信的单片集成电路。它是为平衡传输线而设计的，符合EIA RS-422/RS-485规范，将三态输出的差分线驱动器和差分输入线接收器合为一体，其差分输出和差分输入内连成差分输入、输出总线I/O口，而且驱动器和接收器均具备有源的外接控制端，以适应其分时享用公共总线和双向传输信息之用。其总线口具有很宽的正、负共模电压范围。

驱动器吸收或供给电流可达60mA，具有很强的负载能力，而且具有正负电流限制和热断路保护，以防止线路故障，热断路在结温150摄氏度时发生。

（二）电路基本原理

光电耦合器TLP521让单片机与75176之间完全无电连接，提高了工作可靠性。当单片机P1.3=0时，光电耦合器的发光二极管发光，光敏三极管导通，输出高电平（＋5V），选中RS485接口芯片的DE端，允许发送。当单片机P1.3=1时，光电耦合器的发光二极管不发光，光敏三极管不导通，输出低电压（0V），选中RS485接口芯片的RE端，允许接收。75176的R端（接收端）和D端（发送端）的原理与上述类似。

为了进一步提高系统的抗干扰性，还在发射端配置了匹配电阻和稳压管。其中，匹配电阻可以防止远距离通讯时阻抗不匹配时发生的反射现象。稳压管则可以去掉信号的高频干扰，对器件有保护作用。

（三）RS485串口的扩展

一般一台计算机有两个或者一个串口，而对于一台播控计算机需要控制的设备远远不止两台设备，我们需要同时控制视频服务器，录像机、切换台、字幕机等各种设备。所以就需要对串口进行扩展，我们可以使用串口扩展卡对串口进行扩展，比如我们在播控系统中使用的串口扩展卡MOXA CI-134。

MOXA CI-134是专为工业环境通信应用设计的RS-422/485四串口卡。它支持4个独立的RS-422/485串口，在一对多点的通信应用下，最多可控制128个设备。为使RS-485 2线半双工操作变得更加简单，每片CI-134卡都具有数据流向自动控制（ADDC），不需软件操作。因此，在Windows应用下不需额外的编码就能控制RS-485半双工协议。为达到工业环境对高可靠性产品的要求，本系列产品提供可选择的光电隔离（2KV）和浪涌保护（25KV ESD）功能。

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【关键词】电力自动化；通信技术；信息安全

电力行业在国民经济中占主导地位，近几年，凭借科技不断发展，电力行业正日益向自动化方向迈进。通信技术在电力自动化中起到了举足轻重的作用，但其涉及到的信息安全问题却关系到供电稳定性与安全性。因此，强化对信息安全方面的探究，找出现阶段存在的问题，采取有效防护措施予以处理和加强，是具有重要作用与现实意义的。

1信息安全防护范围与重点

某城区通信网的主要任务为对市区内22座变电所提供纵向通信，所有通信网均采用光纤通信电路，根据方向的不同，可分成东部与西部两部分。其中，东部采用ATM网络，设备选择为Passport6400；西部采用IP+SDH交换机网络，设备选择为Accelar1100与150ASDH。该市区通信网负责县级调度与少数枢纽变电所通信，主要采用自带两类适配端口的设备。在通信网中，信息安全防护范围为整个信息通信网，主要防御对象为黑客或病毒等经过调度数据网络与实时监控系统等主动发起的攻击与破坏，确保传输层上的调度数据网络与实时监控系统可靠、稳定、安全运行。

2安全防护原则分析

电力调度数据网络与实时监控系统在实际运行过程中各个变电所和调度通信中心之间存在若干条纵向通信，根据相关规定，在系统总体技术层面上主要提出以两个隔离为核心的安全防护基本原则。其中，涉及通信隔离的基本原则可总结为以下几点：（1）为确保调度数据网运行安全，网络需要在通道上借助专用网络的设备组网，并采取同步数字序列或准同步数字序列，完成公用信息网络及物理层面上的有效安全隔离；（2）根据电力系统信息安全防护技术路线明确的有关安全防护区涉及的几项基本原则，为所有安全防护区当中的局域网均提供一个经过ATM配置的虚拟通信电路或者是经过同步数字序列配置的通信电路，采取这样的方式为各个安全等级提供有效的隔离保护[1]。

3通信网络的安全分析

根据上述目标要求与基本原则，通信网必须向不同的应用层提供具有良好安全性的传输电路，即VirtualPrivateNet-work，虚拟专用网络，其原理如图1所示。该市区已经完成了各项初步设计工作，具备充足的条件严格按照目标要求与基本原则开展后续工作。在现有通信网的ATM系统中，根据实时要求或非实时要求，已完成对四个安全区的有效划分，每一个安全区都可以配置虚电路，因虚电路的端口主要适配于ATM系统的适配层，借助ATM系统的信元完成信息传输，各个虚电路的内部连接属于典型的端与端物理式连接，不同虚电路之间不涉及横向上的通信，并且与外界也不存在通信联系。因此，对于通信网络的ATM系统而言，其在虚拟专用网络方面的虚电路之间主要为物理隔离，不同区的虚拟专用网络传输具备良好的安全性。对1100IP交换机系统而言，它需要承担不少于四个区的实时业务通信，因为这些业务通信区在所有站上都采用交换机完成传输与汇接，不同区之间仅仅是根据IP地址方面的差异而进行划分，形成各自的VLAN（VirtualLocalAreaNetwork，虚拟局域网），区之间并未完成原则上要求的物理隔离，作为虚拟专用网络主要传输链路，无法满足其在专用局域网方面的基本要求[2]。根据上述分析结果可以看出，该城区通信网络将ATM视作虚拟专用网络的信息传输链路基本满足安全性要求，但交换机实际传输与汇接却存在不同程度的安全隐患，违背了安全防护方面提出的各项基本要求，为了从本质上确保通信网络安全，必须对此予以有效改造，可采取如下改造方案：充分利用西部系统现有电路，增设2M/10M适配设备，借助同步数字体系为所有安全区构建透传电路，在中心站集中交换机，每个安全区都配置一个交换机，以此达到“一区一网”的根本目标，即一个安全区配置一个虚拟专用网络。

4安全防护技术手段

该城区设置的电力信息通信网本质上属于专门为电力系统提供服务的通信网络，其自身作用较为单一，仅为信息中心和调度通信中心与各个变电所间的通信，根据安全防护提出的各项基本原则，充分考虑现阶段网络基本状况，可实施采取以下技术手段：（1）切断与外界之间的直接通信，确保系统和外界不存在直接通信关系；（2）采用同步数字体系向所有安全防护区提供专用电路，同时采用速率适配装置等实现和业务端之间的连接；而不同业务端之间则可以使用点与点的方式进行通信，以此满足安全防护区以内通信业务方面的纵向通信要求。由同步数字体系设置的专用电路通常不会产生横向通信[3]；（3）由ATM系统向所有安全防护区提供虚电路，以此构成一个完整的虚拟专用网络，并确保不同虚拟专用网络间没有产生横向通信的可能；（4）城区整体电力信息通信网与市县级通信网在完全相同的安全防护网中构成相同的虚拟专用网络。

5总结

（1）根据电力系统信息安全防护明确的防护范围与各项图1虚拟专用网络基本原理低碳技术基本原则，对某城区所用通信网潜在的各类安全问题进行深入分析，并结合现阶段实际发展要求，提出一系列技术手段，为制定合理、有效的处理方案提供依据。（2）该城区电力信息通信网本质上属于一个具有封闭性特点的单一用途通信网络，可实现与外部间的完全隔离以及系统内部电路之间的相互隔离，其具备的安全防护能力可以很好的满足系统安全运行要求。然而，考虑到系统安全防护水平的提高必然会引起相关要求的改变，因此以上结论仅限当前水平。

作者:周建新 单位:国网湖南省电力公司沅江供电分公司

参考文献

[1]程雪.电力自动化通信技术中的信息安全及应用[J].网络安全技术与应用，2014（12）：46+48.

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l 电力线载波通信电磁兼容问题分析

1．1 电磁兼容分析模型

一个电子系统如果能与其他电子系统相兼容的工作，也就是不产生干扰又能忍受外界的干扰则称为该电子系统与区环境电磁兼容。对于一般的电磁兼容问题的基本分析模型如图1所示。

对于PLC系统来说，干扰源要整体考虑。不仅包括PLC设备，而且要考虑当信号加到电力线上时，由于电力线是一种非屏蔽的线路，有可能作为发射天线对无线通信和广播产生不利影响。此外还要考虑多种PLC设备间的相互影响。PLC的耦合途径是非常复杂的，是不同的途径相互作用的结果。总体上分为两种，一种是空间的辐射，对应的扰设备是无线通信和广播信号；另一种是沿电力线的传导骚扰，主要造成对电能质量的影响。因此PLC系统的电磁兼容问题涉及多个PLC系统的共存，以及与无线网络的共存等。

1．2 PLC系统电磁干扰产生机理

由于电力线的特性和结构是按照输送电能的损失最小并保证安全可靠地传输低频(50 Hz)电流来设计的，不具备电信网的对称性、均匀性，因而基本上不具备通信网所必须具备的通信线路电气特性。而PLC系统所产生的电磁干扰问题正是由于电力线的这种对地不对称性产生的。

电力线产生干扰的机理有两种(如图2)，一种是电力线中的信号电流Id(差模电流)回路产生的差模干扰，另一种是电力线上的共模电流Ic产生的共模干扰。差模电流大小相等方向相反，因此一般近似认为由其产生的电磁场相互抵消。而共模电流的方向是一致的，其产生的电磁场相互叠加，所以电力线的干扰主要来自共模干扰。

1．3 改善PLC系统电磁兼容性的主要措施

(1)充分利用或改善PLC系统电力线的对称性

PLC系统的辐射强度取决于PLC网络或其电缆的对称性。高度对称线路的特征是异模电流与共模电流的比值很大，故辐射非常小。可以选择对称性好的导线，例如4芯电缆，但此法不适用于室内网络，而且成本较高。

(2)减小PLC系统中高频信号的功率谱密度

减小PLC信号的功率谱密度(PSD)能降低辐射电平，但不影响总的发送功率。因此，PLC系统适宜采用宽带调制技术，但其扩频效率受电力线低通特性的限制。

(3)合理选择调制技术

OFDM是一种高效的调制技术，其基本原理是将发送的数据流分散到许多个子载波上，使各子载波的信号速率大为降低，从而提高抗多径和抗衰落能力。

(4)合理设计EMI滤波网络

将滤波器安装在紧邻变压器和紧邻家庭用户的连接点上，或者直接在电力线调制解调器内部引入滤波器。这样既可以保持PLC信号的异模传播，又可以阻止PLC信号进入辐射效率高的导线或其他附接设备。本文将主要对EMI滤波网络进行研究设计。

2 滤波电路设计

基于以上对于电力线通信电磁兼容性的分析，可以在电力线通信系统的收端接一个EMI滤波器，用以抑制系统所产生的共模干扰。由于两根电力线不可能完全重合，也就是说差模电流所产生的电磁场不能完全抵消，所以在设计滤波电路时，也应考虑到差模干扰的抑制。

EMI滤波电路基本网络结构如图3所示。

图3中，差模抑制电容为Cl和C2，共模抑制电容为C3和C4，共模电感为L，并将共模电感缠绕在铁氧体磁芯圆环上，构成共模扼流圈。共模扼流圈对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。由于干扰信号有差模和共模两种，因此滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。其基本原理为：

(1)利用电容通高频隔低频的特性，将电源正极，电源负极高频干扰电流导入地线(共模)，或将电源正极高频干扰电流导入电源负极(差模)。

(2)利用电感线圈的阻抗特性，将高频干扰电流反射回干扰源。

3 实验结果

在图3滤波电路中取差模电容C1，C2为7 000 pF，共模电容C3，C4为0．015 μF，共模扼流圈磁芯采用锰一锌铁氧体，每路绕30匝，电感量为3．7 mH。

3．1 EMI滤波网络滤波性能仿真

图4为干扰噪声随频率关系的模拟仿真，由此可见干扰信号的频率越高，则干扰信号通过该滤波网络后衰减越大。共模干扰的频率一般在2 MHz以上，所以说该滤波电路能对共模干扰起到良好的抑制作用。

3．2 EMI滤波网络输出结果分析

当采用输入为24 V，输出为12 V，功率为25 W的开关电源模拟输入信号时，用带宽为20 MHz的示波器测得滤波前后信号纹波分别为50 mV和5 mV。由此可见该滤波网络对干扰信号衰减了20 dB，良好地抑制了电路中所产生的干扰噪声。

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关键词：光纤通信；实践教学；教学效果

作者简介：王文珍（1977-），女，山东烟台人，中南民族大学电子与信息工程学院，讲师。（湖北 武汉 430074）

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）01-0134-01

光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输介质的一种信息传输方式。光纤通信系统因其巨大的带宽、优良的传输特性已成为信息社会最重要的通信传输手段。[1]“光纤通信技术”是电子信息、通信工程、光电子等专业的重要专业课，培养具有光纤通信理论和一定实际操作能力的人才，也成为相关专业越来越迫切的任务。[2]该课程主要讲述了光纤的传输理论、光纤通信系统的组成及工作原理、光纤通信的新技术等。为了进一步提高“光纤通信原理”课程的教学质量，开设了光纤通信实验课，使学生进一步消化课堂上学到的理论知识，加深学生对光纤通信系统工作原理的理解，并为以后从事实践技术工作奠定基础。[3]

在教学过程中，理论部分采用引入主动式的教学方法，使学生积极主动地参与教学活动，保持与前沿知识同步，实践教学部分除了利用光纤通信实验系统开出的固定的基础实验之外，还通过光纤通信仿真软件OptiSystem，对实验设备无法满足的实验进行仿真验证，取得了满意的教学效果。

一、光纤通信实验系统介绍

光纤通信实验系统由光无源器件实验平台、模拟图像传输系统、计算机数据传输系统、光终端机、电终端机以及误码测试模块、OTDR功能等几大部分组成。系统布局如图1所示。

光无源器件主要由两个波分复用器，一个分路器，一个衰减器，两个连接器和多根尾纤，用这些器件可以构成单芯双向光纤通信系统以及波分复用光纤通信系统等。

模拟传输系统把来自摄像头的视频基带信号进行适当地处理，送入光发送模块。经过光纤传输，进入光接收模块进行视频基带处理后，由监视器显示来自发端的视频信号。模拟传输系统主要由图像传输（收／发）模块组成。

计算机数据传输系统是一个双向双工的不对称信道。它把来自计算机1的数据经过数字光纤信道，发送到计算机2。计算机2可把数据通过直通信道，传送到计算机1。

光终端把来自电终端的信号经过线路接口电路（HDB3编译码）后，进行扰码（解扰）、光纤线路编码（CMI／5B6B编译码），然后进入光收发模块，经过光纤之后，可以通过光无源器件，传输到对端。

电终端首先把各路基带信号复接为E1标准的群路电信号，通过光终端发送电路变换为光信号，然后经光纤传输到接收端，在接收端再经光终端的光检测电路变换为电信号，送入电终端分路处理。

在实验系统中，系统的组成、功能电路、信息流程与实际光纤通信系统在技术上保持基本一致。学生通过实验能够较全面地掌握光纤通信的系统组成、基本原理、关键技术以及主要技术指标的测量方法。这对学生理解与掌握光纤通信理论和技术，提高实验教学质量具有重要意义。

以5B6B码型变换的实验为例，该实验的主要目的是让学生熟悉5B6B线路码型的编码、译码的基本原理。图2给出了示波器的观察结果：（a）是编码输入数据的波形；（b）发送分组指示的波形；（c）编码输出数据的波形；（d）是接收译码输出数据的波形。两信号完全同步，但存在时延。

二、软件仿真

对实验设备无法满足的实验，利用软件仿真的方式，可以比较直观形象地掌握各个参数对光纤线路或通信系统的性能影响，弥补试验设备的局限性，拓宽学生的视野和知识面。鉴于复杂光通信系统和网络研发和工程规划的需要，学习通信工程专业的学生在大学专业课程学习过程中，辅修一些软件分析和设计光通信系统的知识也是非常必要的。光通信系统的软件辅助分析设计工具在行业中已发展多年，相关软件产品品种较多。其中商业化应用较为成功的是由加拿大OptiWave生产的OptiSystem软件，OptiSystem是一款光通信系统模拟软件包，它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通信系统到LANS和MANS都能使用的一个基于实际光纤通信系统模型的系统级模拟器。

OptiSystem开启，图形用户界面如图3所示。

创建一个由外调制激光器所组成的光发送器模型。如图4所示。OptiSystem提供了多种观察仿真结果的途径，通过展开Component Library下的Visualizer Library菜单，可以浏览后处理仿真结果。可视化根据输入信号的不同分为电可视化和光可视化。在时域中利用示波器（图5（a））观察电信号，在频域内用光谱分析仪观察光信号的光谱（图5（b）），在时域内用光纤观测仪观察光信号（图5（c））。

三、结论

本文结合光纤通信技术的特点，对实验系统从实验箱和仿真软件两个方面进行了论述。学生通过在实验箱上测试，把理论和实践联系起来，能更好地理解整个光纤传输过程、掌握光纤相关理论及具体性能测试。而且，实验系统具有扩充功能，能和计算机连接，实现图像传输及图像处理等功能。同时对实验设备无法满足的实验，利用软件仿真的方式，可以比较直观形象地掌握各个参数对光纤线路或通信系统的性能影响，拓宽学生的视野和知识面。

参考文献：

[1]邓大鹏.光纤通信原理[M].北京：人民邮电出版社，2006.

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关键词：模拟电路；讲一练二考三；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）07-0077-02

2011年，南开大学开始推行《素质教育实施纲要》，提升办学理念，根据纲要中提出的“公能”素质教育培养目标，南开大学在国内高校中率先提出了大学生也要全面发展，提倡从“学科为本”转变为“学生为本”。坚持“以学生为主体，以教师为主导”，在教学中推行启发式、讨论式等教学方法，加强教学互动，引导学生主动学习知识并发现问题，开展自主研究。探索以“讲一练二考三”为特点的教学组织与课程考试方式，即精讲、多练、广考，强化“学习、实践、协作、创新”能力训练，激发学生自主学习。以此为宗旨，大力开展教学改革，加强基础课程建设，积极调整课程内容，提高教学质量，提高学生的学习能力，培养创新思维。《模拟电子技术》（以下简称模电）是面向电子信息类专业二年级本科生开设的一门重要的专业基础课程，是一门理论性和实践性都很强的课程，在电子信息类本科教学中起着非常关键的作用。模电课程要求学生对模拟电子电路的基本概念、基本电路和基本分析方法有一个清晰的了解，并能够对电路进行定性分析和定量计算，培养学生分析问题和解决问题的能力，为后续电子信息类专业课程的学习打下必要的基础[1，2]。对于模电课程而言，由于教学知识点较分散，仅仅通过相应的课堂学习是不够的。激发学生的兴趣，让学生主动学习非常重要。

本文根据多年的模电教学经验，深入贯彻“讲一练二考三”的本科教学指导思想，对模电课程的教学改革进行探讨，对教学方法进行设计与创新，提出体现“讲一练二考三”要求的教学组织形式与课程考核方式，并在课程教学实践中检验改革成果。

一、模电教学改革的必要性

模电课程是一门与实际应用紧密结合的课程，它既有自身的理论体系，又有很强的实践性，是后续电子信息类专业课程的基础。并且，随着电子技术深入到国民经济的各个领域，这门课程也越来越多地成为非电子类专业本科生的必修课，其教学质量的好坏将直接影响到本科教学质量。但是在目前的理论课教学过程中，存在着以下问题：教学大纲内容多，授课时理论课占时过多。教学内容涵盖范围广，知识点相对分散。模电课程是学生第一次真正接触电子电路，缺乏感性认识，进而影响了相关知识的理解与运用。虽然有模电实验课与理论课配合，但实验课内容仍较为基础，无法满足学生日益增长的电子设计的需求。且考试形式相对单一。

本文结合学校自身的情况和要求以及电子类专业的特点，深入贯彻“讲一练二考三”的本科教学指导思想，通过对模电课程教学组织与教学方式和考核方式的有益的改革与探索，解决模电实践教学中遇到的问题。使学生在获得了模拟电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能的同时，培养了其分析问题和解决问题的能力，提高了实践能力，为以后深入学习电子技术某些领域中的内容，以及为电子技术在专业中的应用打下良好的基础。

二、凝练教学内容，提高教学水平

模电课程主要讲授模拟电子器件和电路方面的基本理论、基本知识和基本技能。包括半导体器件和典型集成电路的工作原理、特性和参数，放大器、比较器、稳压器等电路的组成原理、性能特点、基本分析方法和工程计算及应用技术，等等。课程涉及内容较多，知识点较为分散，概念抽象，内容理解起来较为困难[3，4]。为此，在理论教学中，要凝练教学内容，突出重点，引入教学主线，做到精讲多练，启发引导，留有余地，归纳总结。兼顾必要的理论知识讲解，重视实际应用的同时不拘泥于教材内容，适当引入新知识。在覆盖电子专业要求的基本内容上，同时要根据我校学生“起点高”的实际情况，在深度和广度上可以高于基本要求，适当地加深和拓宽教学内容，这符合因材施教的原则，并且适应当前科学技术的发展及经济建设的需要。教师授课前广泛查阅国内外相关教材，对教材的总体框架和教学内容进行深入透彻的研究。在此基础上全面梳理，对课程内容进行合理调整，挖掘重点、难点，精心遴选教学内容。在授课过程中，避免进行烦琐的数学公式的推导，重点突出对电子电路概念的物理含义的理解和电路工作基本原理的理解以及电路实际应用的学习，从而达到事半功倍的授课效果。同时，重视教师的理论教学水平和实践教学能力，将科研实践与理论教学相结合，用科研经验丰富教学内容，在课堂讲授的过程中，能够吸引学生的注意力，激发学生对模拟电路的兴趣和对电子设计的强烈需求。

通过本课程的讲授与引导，要让学生不但能够掌握电子技术的基本概念、基本电路、基本分析方法和基本实验技能，而且初步建立“系统观念、工程观念、科技进步观念和创新观念”，这对学生综合素质的培养起着重要作用。

三、引入“课程设计主线”，加强课程练习比重

针对模电课程本身的课程特点，在保持原教学大纲的基础上，通过引入“课程设计主线”，由教师综合模电教学大纲结合当前信息技术的发展，尤其是与学生日常生活密切相关的电子信息技术，提出模电课程设计内容。在学期初始即引导学生感性认识，制定设计目标。在后续教学过程中，调整讲授学时比例，增加与该设计相关的练习。在学期中结合课程进度，向学生提出不同阶段的设计要求，加强电路系统设计练习。从而使学生的每一章节的理论学习内容都能够与设计主线联系起来，形成统一完整的知识体系。通过引导学生主动进行与课程内容相关的系统设计与实现，加强课程练习的比重。通过练习深化对知识的理解，培养学生的科学精神和创新意识，并逐步转化为能力。让学生不仅亲身体验到从实践中学习知识，更可贵的是学会如何学习。从而使理论与实践相互促进，实现学生的理论与系统设计能力的双赢。在综合考虑了模电教学内容、技术发展动态以及学生能力的基础上，我们提出了模电教学课程设计的内容，要求学生在所学的模拟电路的基本原理和基本单元电路的基础上，紧密联系实际，自己动手设计单通道电压测量的模拟示波器。在课程设计过程中，坚持以学生为本，教师指导，鼓励分组完成任务，3～5人为一个团队，采用自顶向下的设计方法，建议学生按照系统分析、原理框图设计、各模块分解原理及设计等结构，进行电路设计和性能的分析。引导有能力的学生进行电路的软件仿真，并鼓励学生使用元器件搭建相应的硬件电路，最终实现模拟示波器的功能。

通过模拟电路课程设计，学生能够系统掌握所学的各章节知识，同时具备模拟电路的分析和设计能力，从元件到电路，最终达到了系统级的认识，提高了分析问题和解决问题的能力。通过课程设计的反馈结果，学生接受了这种课程教学的新方式，并且希望能够继续推广，因为学生在整个课程设计过程中受益匪浅，真正把模电知识运用到实践中，也激发了他们学习电路、设计电路的兴趣和热情，达到了非常好的学习效果，并且锻炼了团队合作能力和沟通能力。同时，教师通过与学生共同解决遇到的实际问题，也加强了教师的指导能力，实现了教学相长。

四、改革教学组织及考核方式

1.教学组织的改革。以课程设计为基础，充分利用学院已有的开放实验室资源和社团管理资源，将模电理论课程与社团相结合，教师与学生相合作，即促进了学生理论知识的学习，又可为学生的进一步发展提供基础。以学生感兴趣的电子设计竞赛、国创、百项等为合作目标，利用开放实验室资源，组织学生形成研发设计小组。授课过程中鼓励学生利用这些资源进行系统设计、电路焊接调试等动手练习，并组织专业教师指导，充分发挥学生的主动能动性，进一步加强学生实验动手能力的培养，为电子竞赛等项目的开展打下良好的基础。

2.考核方式的探索。考试本身并不是教学的目的，而是一种有效地促进教学的手段。考试的目的是检测学生对知识点掌握的熟练程度以及获得知识并灵活应用的能力，促进学生寺┎谷保煌时，也是教师检测教学效果，反思教学得失，进而改进提高的重要依据。这就要求我们在教学过程中常用多种形式、多次考核，全面评价学生的学习能力和学习的主动性。

本文对课程考核方式进行探索，综合学生笔试、练习和设计报告等评价，对学生进行多方面的考核，形成模电课程考核评价新方法。通过笔试和习题，考察学生掌握理论知识的程度，掌握学生汲取知识的情况，反馈到课堂教学任务中，培养学生的理论素养。通过提交课程设计报告，考察学生对知识的运用能力、分析问题和解决问题的能力，培养学生的专业技能和表达沟通能力以及团队精神。这样不仅能够考核学生记忆性、认知性的知识，还能全面考察学生综合分析能力、质疑能力、独立思考能力和创造性思维能力，等等。

五、结语

本文针对模拟电路课程教学过程中遇到的问题，围绕着“讲一练二考三”的本科教学指导思想，进行了模拟电路课程的教学改革与实践。文中提出了几点改革措施，真正做到了精讲、多练、广考，将教学的各个环节组成有机的整体，让学生成为教学过程中的主体，取得了预期目标和良好的效果。学生们在掌握了模拟电路理论知识的同时培养了专业实践能力，激发了学生对电子电路的学习热情与兴趣，发挥了学生的主观能动性。

参考文献：

[1]清华大学电子学教研组.模拟电子技术基础简明教程[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]秦世才，贾香鸾.模拟电路基础[M].天津：南开大学出版社，1997.

篇9

关键词：跟踪等值；比函数；最优搜索；电压稳定

中图分类号：TM744 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）20-0011-02

电力系统电压的崩溃通常发生在高度紧张的电力系统中，当负荷攀升使系统功率难以保持平衡时，最终将导致电压失稳。电压崩溃首先是从电压稳定裕度较小的弱节点开始的，因此确定网络的重负荷弱节点，是电压安全性评估的重要组成部分，确定了电压稳定裕度低的弱节点，可以在负荷攀升的过程中采取相应的措施是防止电压崩溃。阻抗模值分析是判断符合节点稳定程度的简单方法，起源于交流电路最大功率传输定理，利用节点向网络看进去的戴维南等效阻抗与节点负荷阻抗之间的大小关系确定稳定裕度。由于电网的非线性从某一节点向网络看进去的（面向节点的）等效阻抗随运行工况变化并不是一成不变的，本文提出一种跟随运行工作点变化的跟踪等值估计电网的等效阻抗的方法，判断电网的重负荷弱节点，估计网络的静态电压稳定性。

1 跟踪等值的数学模型

1.1 等值电路及等值参数

对于任何复杂的系统，都可以从某负荷节点向系统看进去用一个等值的电动势与阻抗串联的等效电路表示，如图1所示。

图1中A点是网络中某负荷节点，在某一运行工况下，从该负荷节点向交流电网看进去的等值参数为等电势Eeq、等值阻抗ZThev、等值阻抗角？准eq。根据电路基本理论关系建立负荷消耗的有功功率P和无功功率Q与等值参数以及负荷节点的电压V之间的关系表达式为：

由于电网的非线性，交流电网的戴维南等值参数只能在运行工作点的极小范围内考虑为常数，结合公式（6）和（7）在运行工作点及其邻域建立估计电网等值参数的数学模型。

1.2 比函数的建立和极小化寻优估计法

2 负荷阻抗模值的电压稳定裕度

根据最大传输功率传输定理时，当负荷阻抗与戴维南等值阻抗相等，即Zl=ZThev时，达到最大传输功率，达到电压稳定的邻界点。负荷阻抗Zl由负荷节点电压和功率可以算出，将系统阻抗分为两个部分。当负荷变化时，Zl的轨迹也在变化，当它进入等值阻抗圆内时，电压会不稳定。跟踪电压临界点变成了跟踪此时的Zl到等值阻抗的距离，以等值阻抗为半径的圆不是固定不变的，它是我们不关心的部分的等值，里面任何一个变化，就能改变等值阻抗的值。很可能在电压不稳定时，ZThev圆扩大，Zl向它移动。3 算例分析

4 结 论

电力系统是一个具有高度非线性的复杂系统，电力系统的外部系统等值一直是电力系统的一个重要课题。本文应用了一种面向节点的跟踪等值方法，分析了电网非线性的影响，具有较好的数值稳定性。

利用面向节点的跟踪等值方法来分析电压稳定问题。通过分析电压稳定裕度，在电压到来之前，可预先采取一定的措施。

参考文献：

[1] VERBIC G，GUBINA F.A New Concept of Voltage-collapse Protection Based on Local Phasors[J].IEEE Trans on Power Delivery，2004，（2）.

[2] 李兴源，王秀英.基于静态等值和奇异值分解的快速电压稳定性分析方法[J].中国电机工程学报，2003，（4）.

[3] 邱晓燕，李兴源.电力系统实时等值及电压稳定性分析[J].电网技术，2004，（7）.

[4] 付英，李兴源，宋永华.基于静态等值的在线实时电压稳定性分析[J].电力系统自动化，1997，（11）.

[5] 李娟，刘修宽.一种面向节点的电网等值参数跟踪估计方法的研究[J].中国电机工程学报，2003，（3）.

[6] 王漪，柳焯.基于戴维南等值的系统参数跟踪估计[J].电网技术，2000，（11）.

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模拟电子技术课程对于理解计算机硬件和通信原理方面的知识显得十分重要，为强化基础，培养合格的应用性人才，我们必须给予模拟电子技术课程的教学应有的重视。

2教学过程中存在的问题

模拟电子技术课程所涉及的理论、设计及分析方法具有很强的工程应用性和实用性，在学生的整个知识体系中占有相当的比例，对于培养学生的逻辑思维能力、工程实践能力、创新能力及后续课程的学习都十分重要。计算机类专业的模拟电子技术课程在教学实践中遇到的问题很多，主要有以下几个方面：

2.1学时少，内容多

为了突出专业课程的学习，很多学校的做法是压缩电路分析课程的学时数，甚至取消了电路分析课程。而模拟电子技术课程知识多且比较分散，它集高等数学、电磁学、物质结构理论和电路分析等知识于一体，该课程的学时数（含实验）一般在80学时以下，在如此紧张的时间内要完成该课程的教学工作，不仅老师感到困难，学生也有很吃力。

2.2学生认识不到位

很多学生错误地认为模拟电子技术课程应该是电子、机械类专业学生的专业课程，他们在专业学习中一般都有重视软件而轻视硬件的倾向，而且，学习模拟电子技术课程的成就感往往不及其他课程来得快和强烈，因此，就造成了学生的学习积极性不高。刚刚从中学过度到大学的学生，很多还没有找到适合本课程的学习方法，模拟电子技术主要以原理分析为主，而学生更多地相信精确的数值计算，他们往往认为只有经过严格的数学推算得出的结果才是可信的，当实际结果与严格的理论演算结果有出入时，他们难免会感到困惑。学生的认识不到位和思维方式上的差异，导致了计算机类专业中该课程的教学效果一直不太理想。

2.3课程教学本身存在问题

计算机专业的模拟电子技术课程的教学内容和方法完全套用电子、机械类专业的那一套，有些学校甚至完全由机电类专业的老师来教授该门课程。这些教学内容和方法在一定程度上与计算机类专业存在脱钩的现象，没有突出本专业的特色。近些年来，很多高校的计算机类专业的同仁们对本课程进行了一定的改革探索，并总结了许多值得借鉴的经验，但是，对于不同的学校和不同的学生，这些教学改革举措应该不尽相同，在具体的教学实践中，切忌“拿来主义”和生搬硬套。我们也对贺州学院的计算机类专业的模拟电子技术课程的教学做了一些研究和探索工作，实践表明这些工作有益于提高教学效果。

3教学改革的内容和措施

为了使模拟电子技术课程的教学更切合计算机类专业的实际，我们做了一定的探索以提高教学效果和应用型人才培养质量。

3.1教学内容的甄别与整合

模拟电子技术课程涉及的内容多且知识面广，为了提高学生的工程实践能力和创新能力，我们根据计算机类专业的特点，依据“必用、够用”的原则甄别和整合课程内容。受学时数的限制，计算机类专业一般无法系统开设电路分析等先导课程，但电路分析的基本原理和方法贯穿于模拟电子技术课程教学的全过程，因此，我们把电路分析课程的主干内容整合到模拟电子课程之中。在正式讲解模拟电子技术课程的内容之前，我们花4至6个学时重点讲解电路分析的基本原理及其应用，主要有KCL、KVL、叠加原理、戴维宁定理、诺顿定理及密勒定理。经过对多部国家级模拟电子技术教材的比较，我们选定康华光教授主编的《电子技术基础（模拟部分）》（第五版）作为我院计算机类专业的教材。该教材加强了基础理论，如加强了半导体的物理基础和电路的基本分析方法；同时也注意吸取国内外的先进技术，如加强了线性集成电路和数字集成电路（包括中、大规模集成电路）的原理和应用，新增了电子电路的计算机辅助分析等内容。该教材历经多次改版以紧跟当代电子技术的发展步伐，但我们不是全部讲解教材内容，依据“必用、够用”的原则甄选讲解内容，其他内容留作学生课外阅读，以开阔视野。经过讨论，我们将教材内容整合成半导体器件、放大电路基础、信号产生与处理三大部分，将直流稳压电源的内容作为任务驱动式教学内容。

（1）半导体器件部分简要介绍常用半导体二极管、三极管及场效应管的基本结构等基本知识，重点讲解它们的应用及经典电路的分析方法。

（2）放大电路基础部分重点分析三极管单管共射放大电路，包括静态工作点的设计及稳定措施、输入输出特性、电压增益计算、输入输出电阻等特性，然后介绍集成运算放大器的“虚短”和“虚断”等基本概念及集成运算放大电路的基本分析方法等知识。

（3）信号产生与处理部分重点介绍有源滤波电路和正弦波振荡电路，信号产生与处理部分知识是今后学习接口技术、理解芯片电路设计原理的基础，所以，不能简单地将这部分知识从模拟电子技术课程的内容中删掉。

3.2教学方法的改革与创新

我院计算机类专业的模拟电子技术课程一般安排在大二的第一个学期，由于课程内容多、难度大，而且相当多学生的前导课程知识掌握不牢，所以，他们在心理上产生一定的畏惧感，鉴于我院学生的实际情况，我们对模拟电子技术课程的教学实践做了一定的探索。

3.2.1理论教学灵活多变

课堂教学方法很多，常见的有讲授法、讨论法、直观演示法、练习法、读书指导法、任务驱动发、启发式教学法等，要生动有趣讲解好本课程的内容，往往要灵活应用多种教学方法才能取得预期效果。本文重点介绍启发式教学法和任务驱动法在模拟电子技术课程教学实践中的应用。

（1）启发式教学法。

课堂教学最忌讳的是老师一言堂，教师必须想办法活跃课堂气氛，启发式教学法是调动学生学习积极性，激发学生学习激情最有效的手段之一。这就要求教师在教学中根据教学内容的铺展由表及里循序渐进地不断引出问题，启迪学生去思考、分析问题，直到提出解决问题的方法或途径。比如，在讲解KCL时有学生对定律无法理解，教师就可以用水管中水流的特性做类比以启发学生的思维，然后借用中学电学中关于电流、电荷的知识来引出电荷在导线上不能积聚，从而得出任意时刻流进节点的电流之和必然等于流出节点的电流之和的结论。为了进一步巩固KCL相关知识，教师应该提出节点的相对概念，即电路中的节点既可以是一个电路分支的交叉点，也可以是任何一部分电路。这样扩大了节点的概念，学生自然就掌握了KCL的更广泛的应用。比如在讲到NPN和PNP型三极管时，发射极上的箭头标识的方向不同于集电极和基极上的电流方向，如果将三极管看作是一个节点，那么从宏观上就很容易得出放大电路中三极管三个极上的电流分配关系：Ie=Ib+Ic。有了宏观认识以后，再讲解三极管电流分配关系的微观解释就显得较为轻松。

（2）任务驱动法。

任务驱动式教学方法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学方法，它将传授知识为主的传统教学，转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学。模拟电子技术课程的工程实践性比较强，因此，当学生具备一定模拟电子技术基础以后，教师就可以在课程的教学中使用任务驱动式教学法。比如，当学生学完二极管电路的分析方法以后，学生具备了二极管半波整流的知识，然后给他们布置新的任务：查阅资料，掌握常用全波整流电路的相关知识。很多学生通过网络和图书馆的资料掌握了桥式整流电路的结构特点和工作效率，在此基础上，我给他们演示一台卡式录音机的故障现象：单独用干电池供电时，录音机工作正常；单独用220伏交流电供电时，录音机不工作。然后拆开录音机，让学生观察电源部分电路的结构特点，最后给他们布置任务：画出录音机电源部分原理图，分析各部分电路的功能。采用任务驱动式教学法可以将教材中直流稳压电源部分知识的教学彻底转换为以学生为主体，这样，有利于培养学生的综合能力，提高他们解决实际问题的能力。

3.2.2理论与实验教学交叉融合

计算机类专业的学生大多计算机操作能力较强，因此，在模拟电子技术课程的教学中，我们引入了SPICE仿真软件。有了此类仿真软件，理论教学和实验教学的界线越来越模糊。在理论教学中可以先用仿真软件演示有关理论或电路的宏观外在表现，使抽象知识具体化。学生在用物理器件做实验前也可以先用仿真软件做一遍，这样可以提高实验效率，降低实验损耗。有了仿真软件，课堂上无法及时完成的实验，学生还可以在自己的电脑上完成。所以，利用仿真软件可以实现理论教学与实验教学的相互交融，当然，为了强化理论知识，突出学生工程实践能力的培养，我们在实践中坚持理论教学与实验教学必须是同一位老师的做法，这样，有利于老师掌握学生的学习动态，提高教学的针对性。

3.3多角化课程考核方式

课程考核是课程教学改革的重要方面，好的考核机制有利于提高学生的学习积极性、激发他们的学习兴趣。实践中，我们以专业知识和技能考核为主，兼顾学生德育和出勤率考查。课程考核项目包括出勤情况（占总分10%）、课堂表现（占总分20%）、平时作业（占总分20%）、期末测评（含理论笔试和技能测试，占总分50%）。按时出勤可以培养学生的集体主义观念和遵守纪律的习惯，也是课程教学得以正常进行的必要条件。笔者的做法是全勤记10分，缺席一次扣2分，缺席三次者给予警告，缺席五次取消该门课程考核资格。为巩固理论知识，适当加重对平时作业的考核是否必要的。笔者的做法是整个学期共布置、批改作业五次，每次4分，根据作业的质量分D、C、B、A四个档次，每个档次分别给为1分、2分、3分和4分。另外，为防止相互抄袭，限制作业必须按时完成，不得补交，一旦发现存在抄袭作业的情况，抄袭与被抄袭者双方本次作业都做零分处理。为活跃课堂气氛，激发学生的学习主动性，课堂表现考核显得十分重要。笔者的做法是主动回答问题者，正确的一次记2分，错误的不扣分；被点名回答问题，正确的计1分，错误的不扣分。期末测评包括试卷笔试和技能测试。笔试是学生对知识掌握情况的集中体现，占课程考核40%的比重，专业技能测试是考查学生实际动手能力的主要手段，占课程考核10%的比重。通过多角化课程考核方式改革，取得了令人满意的效果。学期课程的平均出勤率达到98%以上，学生的学习兴趣和主动性明显提高，课堂教学秩序良好，气氛活跃，学习效果明显提高。

4结语