电子电路范文

导语：如何才能写好一篇电子电路，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】电子电路;安装;调试;技术

对于电子工业来说，技术是电子工业发展的基础和动力，而在电子工程技术中，电子电路的安装调试占有举足轻重的地位。通过电子电路的安装调试，能将电子电路的理论知识应用到实践中，把具体的设计在实际操作中展现出来，并找出不足，不断的完善设计，并拓展电子电路的应用。总而言之，电子电路的安装是将设计展现出来，调试则是检测电路设计的各项指标，通过测量各个参数，判断数据的合理性，再进行调整，再测量直到各个参数合格，这是一个系统的过程，通过这一系列的调试，能让电子电路达到既定的标准，继而更好的被运用在电子工业中。

1.电子电路的安装

1.1 集成电路和元器件检测

在电子电路安装之前，要注意集成电路和元器件接错以及损坏引起电路故障，造成电子电路制作失败。因此，电子电路安装之前要对所使用的集成电路和元器件检测。

1.2 集成电路的装插

为防止集成电路芯片受损，在插入和拔出芯片时要非常细心。插入时应使器件的方向一致，注意管脚不能弯曲，使所有引脚均对准插座板上的小孔，均匀用力按下;拔出时，必须用专用拔钳，夹住集成块两端，垂直向上拔起，另一种方法也可以用小起子对撬，可以避免芯片的引脚由于受力不均匀引起的断裂或弯曲，影响性能。

1.3 元器件的装插

根据电路图的各部分功能确定元器件在实验板（或实验箱）的插接板上的位置，并按信号的流向将元件顺序连接，以易于调试。

1.4 正确合理布线

（1）导线的选择：导线直径应和插接板的插孔直径一致，长度适中。

（2）正确合理布线：在电子电路中，由于布线错误而引起的故障占有很大比例。为避免或减少故障，要求布线合理和准确。这就要在布线的时候做到以下几点：第一、为了便于检查和布线整洁，电路中不同功能的线路应尽量采用不同颜色的导线，如一般来说，黑色表示接地线的颜色，红色表示电源线的颜色，蓝线表示负电源的颜色，信号线用其它颜色的线等。第二、布线时要注意在器件周围走线，不允许导线在集成块上方跨过，尽量做到横平竖直，以便进行检查和排除故障。第三、电路之间要共地。

2.电路调试和故障的检查与排除

2.1 直观检查

接线完后，不宜直接通电，首先要通过对安装的各个关键部位的安装进行检查，确保各个关键点安装合格后才能进行更进一步的检查。电子电路的安装比较复杂，在直观检查时主主要检查连线、电路元件的安装准确性，一般来说，检察人员的专业知识尤为重要，对于有一定检查和安装调试经验的施工人员来说，检查更为方便和全面。

2.1.1 检查连线的正确性

在所有的线路完成后，一定要对照设计的电路图，对接线的各个部位进行检查，注意没有多线、漏线以及错线的现象，对于关键的接点处特别注意，一旦发生问题，要及时排除。

2.1.2 电路元件安装情况检查

在一个电子电路中，会有很多电路元件，各个电路元件的安装有一定的要求，手下要保证各个元件的引脚间有没有短路的情况，确保合格后，再对一些常见元件，如晶体管、二极管以及集成块进行检查，确保各个元件的引脚插对，不会引起电路事故。

2.1.3 检查电源与各个设备的连接

在电子电路中，如果电源与设备的连接不对，极易造成电路或者烧坏电源的情况，所以，在直观检查中，对于电源与各个设备的连接进行检查，特别是与信号线的连接要正确。在对于电源的检查中，应用一个极大电阻的万能表，来检查地线与电源之间的电阻值，避免地线与电源之间容易发生的短路现象或者开路，影响整个电路。

2.2 通电检查

2.2.1 直接观察

上述检查无误后给电路通电，然后用手触模元器件，检查有无异常现象（包括有无冒烟、有无异味和手摸器件是否发烫等）。如图1共发射极放大电路所示，共发射极放大电路，通电一会用手摸晶体三极管，检查该元器件是否发烫，果发烫说明该电路存在故障。立即切断电源，检查三极管引脚是否接对。

图1 共发射极放大电路

2.2.2 测电压法

用万用表测量电路中电源、晶体管的静态工作点电压及集成电路引脚对地电位是否符合要求。以共发射极放大电路（如图1所示）的故障检查为例，正常工作时F点的电位为8V左右，若检测得F点的电位12V，说明三极管内部断路。

2.2.3 采用动态逐级跟踪法

对于模拟电路，给电路输入端加一个有规律的信号，用示波器依次检查各级波形，并与正常波形对照，根据电路工作原理判断故障点的位置。如图1共发射极放大电路所示，输入端加入一正弦波，通过示波观察输出波形。若调节可调电阻阻值，输出波形不变或变化不大，说明三极管损坏。对于数字电路，还可用发光二极管来逐级显示电路的输入、输出信号，观察输入输出信号是否符合电路的要求，若不符合电路要求，则说明对应的逻辑电路出现故障。以计数译码显示电路（图2）为例，将电路分三部分进行检测，首先检测74LS290 计数器是否正常工作，然后检测74LS248译码器是否正常工作，最后检测七段数码显示器是否正常工作。如果与正常工作不相符，则说明该电路有故障。

图2 计数译码显示电路

2.2.4 元器件替代法

不改变电路的接线，通过故障分析更换怀疑可能有故障一些元器件来发现故障。如图2计数译码显示电路所示，通电后观察电路工作情况，对电路进行故障分析，电路中可能出现故障的是集成电路74LS290，用好的74LS290更换电路中的74LS290，通电后电路仍然不能正常工作，说明不是74LS290出现故障。

2.2.5 电路不良影响的消除

电路工作频率较高时，应采取如下措施消除电路的不良影响。（1）各输入、输出线和交、 直流引线不能混杂，并尽量使输入、输出线远离时钟脉冲线。（2）缩短引线长度，减小干扰信号。如存在负反馈的两极放大电路中连线过长会使反馈不明显。

3.电子电路系统的精度极其可靠性

对于一个电子电路来说，安装调试的质量决定着系统的精度极其可靠性，一般来说，只有当测量电路的精度达到了一定要求后，才能正确投入使用。在对于精度的控制中，一个重要的方面就是对于电路元件的精度控制，首先对每个接入电路的元件进行精度测试，例如对电容的测试，要用高精度的电容表来进行测量，作为校准电容，确保精度准确且合格后才能接入正确的电路中。

对于安装调试完成的正式产品来说，就要对电子电路四个方面的性能进行测试，包括抗机械振动的能力、电网电压及环境温度变化对装置的影响、抗干扰能力以及长期运行实验的稳定性，通过这四个方面性能的测试，合格后才表示电子电路的安装调试成功。同时，电子电路安装调试过程中出现故障也是在所难免的，这就要求安装调试人员有一定的分析故障的能力，通过对于易发故障点的检查，逐渐缩小故障发生的范围，最终确定故障发生的位置并用有效的措施进行排除。

4.结束语

电子电路的安装调试是一项专业性强的系统工程，在安装时，一定要规范操作，采用正确的安装方法。电子电路的调试更要结合理论，对各个关键环节进行把握，总之，只有充分掌握电子技术的基本理论和基本知识，注意上述电子电路在安装调试中的几个方面内容，勤学多练，就不难用逻辑思维的方法判断和排除故障，获得完善、可靠、性能优良的电子电路。

参考文献

[1]刘敬慧.关于电子电路虚拟实验系统的设计[J].才智， 2011（24）.

[2]初强.自动化在应用电子当中的实现与应用[J].中国科教创新导刊，2011（35）.

[3]吕俊霞.电子设备的可靠性技术[J].电子质量，2010，07.

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1.1电子电路元件击穿

因为电子电路的组成部分都是比较精密的线路和元件，所以会受到其自身性能的影响，如果运行环境的温度较高或者电压、电流负荷过大的情况下，超出了自身能够承受的极限，就会出现击穿现象，这种击穿为称为热击穿，表现特征为短路或者断路，并且这种故障往往是无法恢复的，只能通过更换元件来维修。

1.2电子电路元件老化、退化

在电子电路系统长期运行的过程中，由于受到油污、高温以及灼蚀影响，会导致绝缘性能下降，继电器失灵等现象。这类故障主要是与运行的环境有关，所以为了减少故障的发生，要保持运行环境的清洁度，注意日常用车的养护。

1.3电子电路元件线路故障

在电子电路组成中的线路部分，内部的金属线以及外部的绝缘层都具有一定的极限范围，当绝缘失效或者金属线断开时，就是发生短路、短路以及旁路等现象而出现故障。此外，由于上次维修时对于线路的搭接不够牢固，在使用的过程中容易导致触电松动而脱落以及接触不良等引起的故障。这类故障与元件本身的性能无关，一般都是由运行环境或者人为因素导致的。

2汽车电子电路故障的应急修理

2.1分析电子电路的原理，了解总体电路之间的关系。

不管是什么类型的维修工作，了解电子电路的整体情况是所有维修工作的前提条件，在此基础上才能进一步展开维修工作。

2.2采用排除法由外至内进行排除。

汽车上许多电子电路，出于性能要求和技术保护等多种原因，往往采用不可拆卸封装，如厚膜封装调节器、固封点火电路等。如若某一故障可能涉及到其内部时，则往往难以判断，需要先从逐一排除，最后确定它们是否损坏。

2.3注意元件替代的可行性。

如一些进口汽车上的电子电路，虽然可以拆卸，但往往缺少同型号分立元件代换，故往往需要设法以国产或其它进口元件替代，这涉及到元件替换的可行性问题。

2.4不允许采用“试火”的办法判明故障部位与原因。

传统汽车电器故障，往往可用“试火”的办法逐一判明故障部位与原因。在装有电子线路的进口汽车上，则不允许使用这种方法。因为“试火”产生过电流，会给某些电路或元件带来意想不到的损害。

2.5防止电流过载。

不允许使用欧姆表及万用表的Rx100以下低阻欧姆档检测小功率晶体管，以免使之电流过载而损坏。

2.6当心静电击穿三极管。

更换三极管时，应首先接入基极；拆卸时，则应最后拆卸基极。焊接时，应从电源上拔下烙铁插头，防止烙铁烫坏元件。

3汽车电子电路故障的预防

3.1线路和接头的日常维护

在汽车的日常维护中，每次检修都要对线路和接头进行检查，要保证各个连接点都牢固紧致，相邻的线路和接头之间不能出现碰擦的现象，也不能出现锈蚀、脱焊的现象，保持线路和接头的清洁，绝缘组件要保持正常状态，不能有老化开裂的现象出现，上述情况一旦发现，就要马上进行处理，或更换零件或采取相应的措施防止其再度发生。

3.2点火线圈的日常维护

引起点火线圈故障的主要原因是温度过高，针对这个情况，在日常维护中应当做到以下几点：3.2.1在较长时间停车等待或其他情况下发动机不运作的时候，及时的关闭点火开关，减少耗损。3.2.2电流过大是引起高温的另一因素，因此要正确的串入附加电阻，更换时要选择阻值正确的替换件。3.2.3经常观察发电机的输出电压是否正常，一旦发现异常要及时检修，以免产生超过电路负荷的电压。3.2.4发动机在运作的过程中，要避免因绝缘体漏电，而引起的高压电未进入缸内点火，在火花塞绝缘体顶端跳火的现象。3.2.5为避免点火线圈的温度超过负荷，火花塞的间隙不能过大。

3.3白金烧蚀的日常维护

白金烧蚀是导致发动机启动故障的常见原因之一，而针对此类故障的表现特征以及引发原因进行分析后，可以采取相应的预防措施。最基本的措施就是要保持白金的间隙处于正常范围，在常规检查中，对其进行调整，确保其间隙处于0.35~0.45毫米之间。与此同时还应该对白金的接面进行清洁处理，保证接合面表面的清洁和平整。为了减少因为电容器的运转不良对白金造成烧蚀不平，所以应该对电容器的工作状况实行定期检查，及时发现问题及时处理。为减少因为分电器过分的摩擦损耗而导致摇摆不定，要做好凸轮电器轴的工作，保证在运转期间处于状态。对于运行电路的电压电流要做好检查工作，避免因为线路和元件因为超负荷运行而出现短路和断路。

4结束语

篇3

关键词：可进化硬件遗传算法电子电路设计现场可编程门阵列

在人类的科学研究中，有不少研究成果得益于大自然的启发，例如仿生学技术。随着计算机技术和电子技术的发展，许多的科学研究越来越与生物学紧密相联。在人工智能方面，已经实现了能用计算机和电子设备模仿人类生物体的看、听、和思维等能力；另一方面，受进化论的启发，科学家们提出了基于生物学的电子电路设计技术，将进化理论的方法应用于电子电路的设计中，使得新的电子电路能像生物一样具有对环境变化的适应、免疫、自我进化及自我复制等特性,用来实现高适应、高可靠的电子系统。这类电子电路常称为可进化硬件(EHW,EvolvableHardWare)。本文主要介绍可进化硬件EHW的机理及其相关技术并根据这种机理对高可靠性电子电路的设计进行讨论。

1EHW的机理及相关技术

计算机系统所要求解决的问题日趋复杂，与此同时，计算机系统本身的结构也越来越复杂。而复杂性的提高就意味着可靠性的降低，实践经验表明，要想使如此复杂的实时系统实现零出错率几乎是不可能的，因此人们寄希望于系统的容错性能：即系统在出现错误的情况下的适应能力。对于如何同时实现系统的复杂性和可靠性，大自然给了我们近乎完美的蓝本。人体是迄今为止我们所知道的最复杂的生物系统，通过千万年基因进化，使得人体可以在某些细胞发生病变的情况下，不断地进行自我诊断，并最终自愈。因此借用这一机理，科学家们研究出可进化硬件（EHW,EvolvableHardWare），理想的可进化硬件不但同样具有自我诊断能力，能够通过自我重构消除错误，而且可以在设计要求或系统工作环境发生变化的情况下，通过自我重构来使电路适应这种变化而继续正常工作。严格地说，EHW具有两个方面的目的，一方面是把进化算法应用于电子电路的设计中；另一方面是硬件具有通过动态地、自主地重构自己实现在线适应变化的能力。前者强调的是进化算法在电子设计中可替代传统基于规范的设计方法；后者强调的是硬件的可适应机理。当然二者的区别也是很模糊的。本文主要讨论的是EHW在第一个方面的问题。

对EHW的研究主要采用了进化理论中的进化计算（EvolutionaryComputing）算法,特别是遗传算法（GA）为设计算法，在数字电路中以现场可编程门阵列（FPGA）为媒介，在模拟电路设计中以现场可编程模拟阵列（FPAA）为媒介来进行的。此外还有建立在晶体管级的现场可编程晶体管阵列（FPTA），它为同时设计数字电路和和模拟电路提供了一个可靠的平台。下面主要介绍一下遗传算法和现场可编程门阵列的相关知识，并以数字电路为例介绍可进化硬件设计方法。

1．1遗传算法

遗传算法是模拟生物在自然环境中的遗传和进化过程的一种自适应全局优化算法，它借鉴了物种进化的思想，将欲求解问题编码，把可行解表示成字符串形式，称为染色体或个体。先通过初始化随机产生一群个体，称为种群，它们都是假设解。然后把这些假设解置于问题的“环境”中，根据适应值或某种竞争机制选择个体（适应值就是解的满意程度），使用各种遗传操作算子（包括选择，变异，交叉等等）产生下一代（下一代可以完全替代原种群，即非重叠种群；也可以部分替代原种群中一些较差的个体，即重叠种群），如此进化下去，直到满足期望的终止条件，得到问题的最优解为止。

1．2现场可编程逻辑阵列(FPGA)

现场可编程逻辑阵列是一种基于查找表(LUT,Lookupbr)结构的可在线编程的逻辑电路。它由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态，工作时需要对片内的RAM进行编程。当用户通过原理图或硬件描述语言（HDL）描述了一个逻辑电路以后，FPGA开发软件会把设计方案通过编译形成数据流，并将数据流下载至RAM中。这些RAM中的数据流决定电路的逻辑关系。掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用，灌入不同的数据流就会获得不同的硬件系统，这就是可编程特性。这一特性是实现EHW的重要特性。目前在可进化电子电路的设计中，用得最多得是Xilinx公司的Virtex系列FPGA芯片。

2进化电子电路设计架构

本节以设计高容错性的数字电路设计为例来阐述EHW的设计架构及主要设计步骤。对于通过进化理论的遗传算法来产生容错性，所设计的电路系统可以看作一个具有持续性地、实时地适应变化的硬件系统。对于电子电路来说，所谓的变化的来源很多，如硬件故障导致的错误，设计要求和规则的改变，环境的改变（各种干扰的出现）等。

从进化论的角度来看，当这些变化发生时，个体的适应度会作相应的改变。当进化进行时，个体会适应这些变化重新获得高的适应度。基于进化论的电子电路设计就是利用这种原理,通过对设计结果进行多次地进化来提高其适应变化的能力。

电子电路进化设计架构如图1所示。图中给出了电子电路的设计的两种进化，分别是内部进化和外部进化。其中内部进化是指硬件内部结构的进化，而外部进化是指软件模拟的电路的进化。这两种进化是相互独立的，当然通过外部进化得到的最终设计结果还是要由硬件结构的变化来实际体现。从图中可以看出，进化过程是一个循环往复的过程，其中是根据进化算法（遗传算法）的计算结果来进行的。整个进化设计包括以下步骤：

（1）根据设计的目的，产生初步的方案，并把初步方案用一组染色体（一组“0”和“1”表示的数据串）来表示，其中每个个体表示的是设计的一部分。染色体转化成控制数据流下载到FPGA上，用来定义FPGA的开关状态，从而确定可重构硬件内部各单元的联结，形成了初步的硬件系统。用来设计进化硬件的FPGA器件可以接受任意组合的数据流下载，而不会导致器件的损害。

（2）将设计结果与目标要求进行比较，并用某种误差表示作为描述系统适应度的衡量准则。这需要一定的检测手段和评估软件的支持。对不同的个体，根据适应度进行排序，下一代的个体将由最优的个体来产生。

（3）根据适应度再对新的个体组进行统计，并根据统计结果挑选一些个体。一

部分被选个体保持原样，另一部分个体根据遗传算法进行修改，如进行交叉和变异，而这种交叉和变异的目的是为了产生更具适应性的下一代。把新一代染色体转化成控制数据流下载到FPGA中对硬件进行进化。

（4）重复上述步骤，产生新的数代个体，直到新的个体表示的设计方案表现出接近要求的适应能力为止。

一般来说通过遗传算法最后会得到一个或数个设计结果，最后设计方案具有对设计要求和系统工作环境的最佳适应性。这一过程又叫内部进化或硬件进化。

图中的右边展示了另一种设计可进化电路的方法，即用模拟软件来代替可重构器件，染色体每一位确定的是软件模拟电路的连接方式，而不是可重构器件各单元的连接方式。这一方法叫外部进化或软件进化。这种方法中进化过程完全模拟进行，只有最后的结果才在器件上实施。

进化电子电路设计中，最关键的是遗传算法的应用。在遗传算法的应用过程中，变异因子的确定是需要慎重考虑的，它的大小既关系到个体变异的程度，也关系到个体对环境变化做出反应的能力，而这两个因素相互抵触。变异因子越大，个体更容易适应环境变化，对系统出现的错误做出快速反应，但个体更容易发生突变。而变异因子较小时，系统的反应力变差，但系统一旦获得高适应度的设计方案时可以保持稳定。

对于可进化数字电路的设计，可以在两个层面上进行。一个是在基本的“与”、“或”、“非”门的基础上进行进化设计，一个是在功能块如触发器、加法器和多路选择器的基础上进行。前一种方法更为灵活，而后一种更适于工业应用。有人提出了一种基于进化细胞机（CellularAutomaton）的神经网络模块设计架构。采用这一结构设计时，只需要定义整个模块的适应度，而对于每一模块如何实现它复杂的功能可以不予理睬，对于超大规模线路的设计可以采用这一方法来将电路进行整体优化设计。

3可进化电路设计环境

上面描述的软硬件进化电子电路设计可在图2所示的设计系统环境下进行。这一设计系统环境对于测试可重构硬件的构架及展示在FPGA可重构硬件上的进化设计很有用处。该设计系统环境包括遗传算法软件包、FPGA开发系统板、数据采集软硬件、适应度评估软件、用户接口程序及电路模拟仿真软件。

遗传算法由计算机上运行的一个程序包实现。由它来实现进化计算并产生染色体组。表示硬件描述的染色体通过通信电缆由计算机下载到有FPGA器件的实验板上。然后通过接口将布线结果传回计算机。适应度评估建立在仪器数据采集硬件及软件上，一个接口码将GA与硬件连接起来，可能的设计方案在此得到评估。同时还有一个图形用户接口以便于设计结果的可视化和将问题形式化。通过执行遗传算法在每一代染色体组都会产生新的染色体群组，并被转化为数据流传入实验板上。至于通过软件进化的电子电路设计，可采用Spice软件作为线路模拟仿真软件，把染色体变成模拟电路并通过仿真软件来仿真电路的运行情况，通过相应软件来评估设计结果。

篇4

创新实验是各个大学正在认真实施及探讨的一个重要课题，也是摆在教师和学生面前的一项首要任务，创新性实验的开发需要创新性的教学平台，几年来，我们根据电子专业的教学特点，将电子电路专业的实验同大学生创新创业实践项目、大学生挑战杯项目和毕业论文设计实践这一系列创新内容相结合［1］，实现了从“传统教育模式”转型为“创新教育模式”［2－3］．例如：设计PNP和NPN三极管电流分配关系演示实验仪，设计声光控传感器件性能的演示电路，设计可控硅导通特性演示电路，设计COMS集成电路特性演示电路等先进行电路的仿真实验，进而制作成有创意的演示教具，开发设计了一系列创新实验内容，既培养了学生的创新精神，又为实验教学奠定了一定基础．

2创新实验电路举例

几年来山西师范大学物信学院电子专业通过开放性多种实验训练方式，学生制作出有特色的多种创新电路及创新电路实验演示板，例如：图1是用数字集成电路制作的三极管电流分配关系演示仪，接通电源，该演示仪能模拟PNP和NPN三极管3个电极电流的流动Ie＝Ib＋Ic，使学生对三极管的结构、特性达到深刻的理解．图2是图1三极管电流分配关系演示仪图2单双向可控硅导通性能演示实验装置用数字集成电路设计制作的单双向可控硅导通性能演示实验装置［4－5］．图3是单向可控硅导通性能模拟演示图，图4是双向可控硅导通性能模拟演示图，该演示装置如果将充电开关按下，电路左边的充电回路就有闪闪发光的充电电流在流动，如果将触发开关按下，右边回路里就有闪闪发光可控硅导通电流在流动，单向可控硅电流只能有一个方向导通电流，而双向可控硅可以有2种触发方式，控制2个方向导通电流在流动，模拟导通电流如图3～4所示，演示效果形象逼真，电路设计说服力强．图5是声光控特性原理设计框图，图6是声光控特性演示实验装置图，该实验装置可通过声光传感器将声光信号送给功放电路及可控硅导通电路分别将声光传感器的导通特性通过1组发光管进行形象演示，使学生对声光传感器件的特性加深了理解．图7是用多种数字集成块巧妙组合而成的CMOS门电路逻辑功能特性演示实验装置，该装置是对数字电路的综合应用，用译码器、数码管显示器、555时基电路、计数器以及多个控制开关组成的数字门电路特性演示器，它可将各种门电路的输出状态通过发光管亮暗的方式、数码管显示“0”“1”的方式、计数器输出端LED依次流动发光的方式，同时演示给学生，使学生对门电路的功能特性达到深刻的理解．图8、图9是学生制作的中学物理演示实验内容，图8将中学物理中二极管的单向导通、电容2个振动波的合成、声波信号的演示、电磁感应现象等中学物理实验电路用电子电路进行模拟演示，当有信号时电路右边的输出端接在二极管倍压整流电路的输入端，输出端接的是1组高亮发光管，显示感应电流的大小、方向等现象，显示方式生动活泼、形象逼真．图7CMOS门电路逻辑功能演示装置电路显示图10是仿真电路的创新设计，它将图7的CMOS门电路逻辑功能演示装置进行仿真演示，图8中学物理实验演示仪装置图9LED型倍压整流电路演示板从另一个方面演示了门电路逻辑功能特性，也是对实验电路的一种创新设计，可以将各种创新电路都可以进行计算机仿真演示，这里就不一一例举

3结束语

篇5

我在实验教学中使用的朗威DISLabV6.5系统提供了20多种物理量传感器，在电子电路实验中常用的传感器有电压传感器、电流传感器、磁传感器和微电流传感器等。DISLab的软件分为专用软件和通用软件。专用软件用于完成预先设计好的演示实验和学生实验，针对不同的实验提供各具特色的数据记录、分析和演示界面。通用软件的功能丰富，支持实验数据的手动或自动记录，可以选择数据的采集频率和显示方式（数字、仪表和示波等），同时具有绘图、拟合、运算等数据分析功能。在电子电路实验中，我们常用通用软件模块。

2DISLab在电子电路实验教学中的优势

2.1有助于深入研究电路相关知识

DISLab具有强大的绘图和图像处理功能，通过“组合图线”窗口可以实现绘图、图线分析、图线控制和图线回放等功能，为直观揭示各种电路现象与电路物理量之间的关系创造了极好的条件。DISLab设有两个“组合图线”窗口，可同时观察不同的物理量之间的关系，如同一个实验中电流、电压与时间的关系、电压与电流的关系等。通过图线分析功能，可对图线进行多种拟合、求导、积分等分析和处理。通过图线控制功能，可实现图像的横向、纵向自由缩放，既可展示图线的具体细节，又能把握数据变化的全过程。通过图线回放功能，可重新播放做过的实验图线，以便仔细观察和进一步研究。通过图线“锁定”功能，可将图线作为历史参照保留在窗口内，当改变实验条件重复实验时，可将新获得的图线与参照图线进行比较，总结实验条件改变对实验结果的影响。如在“三极管输出特性曲线”实验中，先将基极电流IB保持为恒定，得到一条ICE-IC曲线，再调整基极电流IB并保持为恒定，可得到第二条UCE-IC曲线。如果在绘制第二条UCE-IC曲线之前锁定第一条曲线，我们可同时看到两组曲线。借助于这样的技术支撑，我们能直观地观察出相关物理量之间的关系，并对物理现象进行多角度的认识和深入研究。

2.2DISLab拓宽了传统演示实验的领域

DISLab依靠高灵敏度的传感器和高速数据采集器，使过去令老师只能“黑板”上谈兵的瞬间变化或可见度小的实验过程变得显而易见，比如电容的充放电、双稳态电路、振荡电路、自感现象等。DISLab中，数据采集器可将大量的数据在非常短的时间内记录并传送到电脑中，并通过配套的软件直接处理和显示，使得在传统实验设备中不容易检测与观察的物理量直观地表现出来，增加了学生的体验和感受，同时激发了试验探究和和探求知识的欲望。例如：在电容充放电实验中，因为电流的变化速度很快，如果用传统的实验仪器和手段测量电流误差很大，而且无法观察其变化规律。而利用DISLab后，实验过程简便直观，探测灵敏度提高，实验结果直观，激发了学生的探究兴趣。1）实验过程：（1）将电压和电流传感器分别接入数据采集器；（2）按照图1所示的实验原理图连接实验装置；（3）对传感器“调零”；（4）按“组合图线”按钮启动图线功能，添加“U1-t、I1-t”图线；（5）点击“开始”按钮，开始记录实验数据；（6）将开关拨到1（充电）位置；（7）当充电曲线稳定后，再把开关拨到2（放电）位置。完成以上几个步骤后，在“组合图线”窗口中可以看到如图2所示的实验曲线。2）实验结论：当开关拨到1位置时，电容开始充电，电容两端的电压逐渐增加并趋于稳定，最终等于电源电动势。在开关接通的瞬间电流很大，但电流随着电压的增加而逐渐减小，最终等于零。当开关拨到2位置时，电容开始放电，电容两端的电压逐渐减小并最终等于零。在开关接通2位置的瞬间，电路中产生很大的反向电流，但电流随着电压的减小而逐渐减小，最终等于零。该实验中，DISLab直观地显示电流和电压的瞬间变化，顺利突破了教学难点，使学生轻松掌握电容的工作原理，显著提升了教学效率。DISLab优化和挖掘传统实验仪器的测量和记录功能，使得原来无法测量和无法观察的实验过程变得易如反掌，有效地延伸了人的感官功能，提升了实验教学效果，在数字化实验领域引领了革命性的变革。

2.3DISLab支持自制教具和实验内容的扩充

DISLab提供的多种传感器和功能丰富的软件平台，为教师发挥自己的主观能动性、自助设计和制作教具提供了有力支持，为实验课的教与学增添了活力，提高了实验教学效果和质量。在实际教学中，我们还可以不断地优化和创新实验内容，通过把传感器跟传统实验仪器、设备有效地组合，开发更多的学生实验和演示实验。通过优化实验过程和内容、自制高效的实验教具，还能不断地扩充实验平台的功能，为学生提供更加直观、形象和生动的示范和创造性的学习环境。

3结语

篇6

关键词：电子电路 检修工艺 操作技巧

一、较复杂电子电路故障检修的步骤

1.电子电路类型识别

电子电路检修前，必须对检修的电子电路进行性质识别。判断电路是模拟电路、数字电路还是集成运算放大电路；是处理、放大信号的，还是产生信号的振荡电路；是电源电路还是开关电路。不同性质的电路，其检修的方法、测量的手段，分析故障的要点等都不相同。

2.根据故障现象在电路图上分析故障范围

根据电子电路的功能、信号等方面进行区域划分，结合故障现象，确定检查的区域范围。

3.确定电路检测方案

确定电子电路的性质后，针对其特点，确定对电路进行检测选用的仪器仪表、步骤、方法、测量点。

4.用测量法确定故障点

运用检查工具和测量测试仪器仪表，对各个测量点进行测量判断。根据仪器、仪表显示的结果，遵循测量步骤，进行测量分析，直至查找到故障点。

5.检修故障点，并通电试机

对电子电路进行器件检修或更换后，必须进行调试，使其符合原来电路的要求。

6.整理现场

断开电子电路的电源开关，将桌面杂物清理干净。最后将电烙铁断开电源，将工具、仪表和材料摆放整齐。

7.作好维修记录

记录内容可包括：电子设备的型号、名称、编号，故障发生日期，故障的现象、部位、原因，损坏的电器，修复措施及修复的运行情况等。记录的目的是作为档案以备日后维修的参考，并通过对历次故障的分析，采取相应的有效措施，防止类似事故的再次发生或对电气设备本身的设计提出改进意见等。

故障检修的操作要点：一是测量在线电子元器件时，通过对换表笔进行测量结果比较，能较好地避免判断失误。二是在测量法检查故障点时，一定要保证各种测量工具和仪表完好，使用方法正确，还要注意感应电对其他电子元器件、电子电路的影响，以免扩大故障范围。三是检修完毕后，应将检修过程涉及的各焊点重新检测一遍，是否有虚焊、漏焊现象；各连接导线应整理规范美观，同时，将印制电路板及箱壳内的灰尘、杂物清理干净。四是每次排除故障后，都应及时总结经验，并做好维修记录。

二、较复杂电子电路故障检修注意事项

1.较复杂电子电路故障检修应注意的问题

（1）在处理故障时，与电路图中的参数进行比较，可以少走弯路。

（2）根据需要，需补焊的焊点按焊接工艺要求补焊，该更换的电子元器件按同型号同参数的要求更换。

2.元器件的拆法和重新焊接应注意的几个问题

（1）引脚较少的元器件的拆法。一手拿电烙铁加热待拆元器件的引脚焊点，熔化原焊点上的焊锡，一手用镊子夹住元器件轻轻往外拉。

（2）多焊点元器件且元器件引脚较硬的拆法。①采用吸锡器、吸锡材料或吸锡式电烙铁逐个将焊点上焊锡吸掉后，再将元器件拉出。②采用专用工具，一次将所有焊点加热熔化，取下被焊物。

（3）重新焊接。重焊电路板上的元器件，首先将元器件孔疏通，再根据孔距用镊子弯好元器件引脚，然后插入元件进行焊接。

三、较复杂电子电路故障的检修方法

1.直流电压检查法

对整个电子电路某些关键点在有无信号时的直流电压进行测量，并与正常值相比较，经过分析便可确定故障范围，然后再测量此故障电路中有关点的直流电压，就能较快地找出故障所在点。

2.交流电压检查法

交流电压检查主要是用来测量交流电路是否正常。对于音频输出电路或场输出电路，有时也可以用万用表dB挡或交流电压挡串联一只高压电容器，来检测有无脉冲或音频信号，由于所测量的是脉冲或音频电压，万用表的读数只作为判断电路是否正常的参数，不能代表实际电压值。

3.电阻检查法

电阻检查通常在关机状态下进行，主要检查内容如下：

（1）用来测量交流和稳压直流电源的各输出端对地电阻，以检查电源的负载有无短路或漏电。

（2）用来测量电源调整管、音频输出管和其他中、大功率管的集电极对地电阻，以防止这些晶体管集电极对地短路或漏电。

（3）测量集成电路各脚对地电阻，以判断集成电路是否损坏或漏电。

（4）直接测量其他元器件，以判断这些元器件是否损坏。

4.电流检查法

直流电流检查，常用来检查电源的输出电流，各单元电路的工作电流，尤其是输出极的工作电流，这种方法更能定量反映电路的静态工作是否正常。

5.示波器测量法

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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

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一般情况下，半导体集成电路常用直流电压，电网中的电压通常是交流电压，若要将电网中交流电的电压换成直流电压，则需要借由电压变压器进行降压，再经由整流电路实现交流电压转换为直流电压的目的。但是，整流过后的直流电压内还存在着交流电压的成分，应采用滤波电路滤除夹杂的交流电压，得到平滑纯正的直流电压。通过利用Protel98软件进行模拟仿真和分析发现，没有接连滤波电路之前，整流电路所输出电压的波形呈现为直流电压。而将滤波电容器加在电路中以后，不仅可以降低整流输出脉动直流电压，并使电容器的容量得以改变，还能够改变电路开关电源的波纹。如果需要较小的电路开关电源波纹，受负载电流大小的影响，应该将电容量调大。由于电流大的时候，放电的速度比较快，最电容量的要求就会增大。而当电路交流成分减少时，也会使电容器的容量减少，因此容量改变以后所输出的计算结果也会不同于容量改变前的计算结果。通过采用示波器进行测试后发现，利用Protel98软件模拟仿真后输出来图形同实际电路测试输出的波形相同。由此可见，若要改变电子电路中的某个元件，只需要利用Protel98软件修改参数就可以实现，从而达到模拟仿真应实现的目标。Protel98软件成为修改和优化设计电子电路的有效辅助工具，也是电子电路设计模拟仿真的重要手段。利用Protel98软件模拟仿真电路设计的具体步骤包括以下几个方面：第一，根据电子电路设计的主要目标和所需规模绘制准确的电路原理图。在绘制原理图时，应选用比较简单和普及的电路，从而有效实现模拟仿真的目的。第二，绘制完电路原理图之后，借由Protel98软件设置元件的参数，通过鼠标选中元件并双击元件的性质项目后，就可以修改元件的参数。修改结果可以利用电子电气法进行测试和检查，从而找出出现错误的地方，再通过有效的分析和科学的修改，就可以完善电路设计。第三，再用Protel98软件模拟绘制出的电路原理图，并对电路功能进行仿真和验证，从而判断所设计的电路是否具有可行性。

2基本逻辑门电路的模拟实验

Protel98软件的仿真器由实用的数模与模拟混合而组成，利用网表文件将电路的所有元素结合起来，使数字仿真与模拟间的壁垒被有机的打破，再利用波形记录分析系统将数字波形的结果同模拟结果一起显示出来，组合成一个各种门电路。在进行模拟实验时，应首先输入绘制出来的电路图，并编辑激励信号波形和跟踪误差信号的波形，再从电子元件的数据库里找出相关的数据，利用这些数据进行电路模拟，并计算出波形模拟的结果。而从绘制的波形图中可以发现，当输入信号的电平组合表现为高—高、高—低、低—低和低—高时，基本逻辑门电路输出的信号和输入的信号之间具有可行的逻辑性关系。由此可见，利用Protel98软件对数字电路进行模拟仿真，不仅能扩大模拟电路设计规模，而且对其进行定时的精确度也非常高，通过采取输入不同激励信号波形的方式，可以准确修改基本逻辑门电路数据库的特性。不但如此，Protel98软件进行电路模拟仿真，其良好界面对于分析电路设计和修改电路设计具有重要的意义。

3结束语

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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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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