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模拟电路课程设计范文1
关键词：电子技术；课程设计；职业技能；创新能力
1.引言
模拟电子技术课程设计（模电设计）是电子类专业学生的第一门课程设计，它是模拟电子技术课程的重要和必要的补充。模拟电子技术课程设计的有效开展对加深模拟电子技术基本理论的理解，提高学生的设计能力、动手能力、软件仿真能力、总结报告能力及学生之间的协作协调人际交往能力都有一定的作用。总之，通过模拟电子技术课程设计课可以提高学生的综合能力。反之，模电课程设计流于形式，学生找一个简单电路焊接上应付了事，甚至电路都是别的学生代劳的。这不仅浪费时间，而且为以后的设计课程产生消极的影响，学生认为凡是设计类课程都可以混过去。并且课程设计导致消极学风，对学生专业课程的学习、职业技能的培养及未来的职业生涯都非常不利［1］-［3］。所以，研究如何搞好模电的课程设计是非常必要和重要的。根据我院多年的课程设计经验和自己的教学实践，我从思想上重视、加强过程管理、贯穿职业技能培养这三方面加强模电课程设计的教学。
2.思想上重视
课程设计是工程实践课，其目的不仅仅是巩固、深化补充和扩展理论课的教学效果，课程设计在提高学生的职业技能、工程素质和创新能力上起到关键的作用［4］。工程课程设计人数多上课分散，真正负责的教师的实际工作量比较大，如果教师责任感不强，学生不认真对待，课程设计就比较容易流于形式。首先教学管理部门应给予特殊的重视。教务处实践管理科应该亲自过问督促，亲自检查抽查学生的上课情况，并把意见和建议及时反馈给学院，以便及时纠正。建议督学对设计课程给予关注，及时提出宝贵意见。教学院长或系主任应全程跟踪管理。其次，课程设计之前要给学生开一次动员会，让学生明确课程设计的目的和意义，提出相应的要求。让学生在思想深处真正认识到课程设计的重要性和必要性，让学生积极主动地以极大的热情投入模电课程设计学习中。给学生开动员会，要求指导教师必须参加，让教师对课程设计给予足够的重视。
3.加强过程管理
（1）把好用人关（选择好指导教师）教师的良好的工作态度和工作作风具有很大的表率作用，这对学生的素质有正面的影响，教师应该表现出认真、负责、严谨、周密的态度，在指导课程设计时在设计前的准备、设计中的管理及设计后的总结中都进行精心的准备、组织和安排。选择好指导教师是非常重要的，它直接决定模电课程设计的成效。应选择对模电理论比较熟悉、实践技能比较好、责任心比较强的教师参加，不能因为要平衡工作量，而选用一些对模电理论不太熟悉、实践技能比较差的教师，这样做对学校、学生和教师都是不负责任的。这样的指导教师往往处于很尴尬的状态，学生也很茫然。学生作品出现实际问题教师不知怎么调，学生问的理论问题教师解决不了，只好硬挺或躲着学生。但这并不是说，年轻没经验的老师就不能上设计课。他们可以把模电理论好好复习，然后选择一些设计题目反复做一下，积累一些经验，经考核达到要求后再参加课程设计的指导。（2）把好选题关首先是审查指导教师所出的选题报告，选题报告应有明确的设计要求、设计目的和注意事项及所需的基本理论和主要参考书。题目应该是学生综合利用所学的模电知识，再利用参考资料能设计出来的，最好是有声光指示，可以提高学生的兴趣。但要力戒花哨，禁止超范围的设计题目，如利用数字电路做出的或者在网上等查处的高难度的电路。这样的电路学生只是照图焊接并未得到实益，教师和学生都不要有电路越复杂越好的攀比心理，要看学生是否得到实际利益，即要以有利于培养学生的职业技能和创新能能力为宗旨。选题的难度要有ABC等级，以适合不同水平的学生选做。选题也不宜过于简单，比如有的题目是设计输出电压为12伏的集成稳压电源，这样的题目仿真、焊接及报告两三个学时就完事，其他时间学生就浪费掉，学生在课程设计中也没学到什么东西，最多就相当于一次模拟电路实验。题目最好能综合放大、振荡、滤波、电源等模拟电子技术的基本内容，让学生有抓手，即所谓“跳一跳够得着”的内容，严禁过难和过于简单的题目。一个指导教师（或两位），所带的学生是一大组，一大组中的所有题目尽量涉及模电所有内容，以便学生互相交流，全面复习和提升对模电知识的理解。其次是学生选题，原则上学生要在教师出的题目中根据自己的学习状况选择适和自己的题目，但学生可根据自己的能力和爱好自选题目，自选题目的难度要适中，经过指导教师的允许。同时也要注意的是以往课程设计只允许每个同学选一个题目即“单选”，但对于能力较强的学生应支持和鼓励他“多选”。同时要求一般学生不单单熟悉自己题目的设计方法，更要在课程设计期间熟悉其他学生的设计方法（至少熟悉同组的其他题目），可以不焊接电路只做软件仿真。总之，选题要切合实际、分量适当、理论性要求高、技术性要求适当。（3）把好时间关课程设计时间选择很重要，它关系到课程设计的质量。摸电课程设计可以选择集中时间停课进行，也可以选择不停课分散进行。集中停课进行可以安排在学期初，前三周进行。这样在上学期的期末就应该把题目布置下去，学生在假期可以对模拟电子技术进行复习、查资料、简单的设计等准备工作，开学就可直接进入正题。分散时间进行效果相对较好，缺点是战线拉得较长，教师投入的工作量较大。但如果真正把课程设计搞好，还是应该选择分散时间进行，如每周两个晚上连续12周。学生可以有充足的时间对自己的设计进行完善。（4）把好验收关和成绩评定关建立三级验收制度，即组内验收，年级统一验收，学院对各组抽查验收。验收时先由各组教师组织学生进行组内验收，然后由基础电子教研室组织年级验收，最后由学院组织抽查验收。这样可引起学生和教师的充分重视，使应付了事的学生大大减少。验收时可从选题的难度、设计的情况、焊接的质量、布局的好坏及原理的叙述和回答问题等方面进行。实行两级成绩评定，即教师打分和学生打分。成绩评定工作很重要，它不仅能反映出学生设计的好坏，而且影响学生的积极性，对以后的设计课程会产生积极或消极的影响。要让设计好的学生得到好成绩，让不认真的学生不能蒙混下去。为此学生成绩可以由教师打分学生打分两部分组成，教师打分可占70%，主要有出勤成绩、报告成绩、作品质量成绩和学生对设计原理的叙述及回答教师提的问题。学生打分占30%，主要反映作品是否是自己做的及该学生在组内协作的能力。
4.贯穿职业技能培养
在模拟电路课程设计中要始终强调培养学生的基本技能的训练，如：原件识别与测试、常用仪器的使用、资料的查询和电路的仿真、焊接技术、基本设计能力、设计报告基本写作的训练及设计可行性论证的语言表达能力等。（1）设计能力培养选完题目后，学生可以根据题目的要求，选择合理的设计方案。方案确立后分组对方案进行讨论，每位学生都要对自己的设计方案进行论证，这样也锻炼学生的逻辑思维和语言表达能力，同时也可以是学生之间互相借鉴，取长补短，也对其他学生的题目的设计有所了解。教师要对学生的设计方案细致的研究，提出改进措施。（2）创新能力培养模拟电子技术课程设计要有真正的设计内容，哪管是其中的一部分，绝不能变成电路组装。如果学生只是按照教师给的电路或在网上找的电路进行组装，调试成功后上交一个作品，那就意义不大。作品必须是学生自己利用模拟电路的相关知识设计出来的，当然教师要给予相应的指导，而不能布置完题目就撒手不管。退一步说，即使个别学生按照现成的电路组装的，其中一定要再加一些自己设计的附加功能。否则就不能称得上设计，也不能培养学生的职业技能和创新能力。（3）动手能力培养焊接技术是实践技能的一项重要指标，指导教师首先要指导学生进行拆件练习，可用利用以往课程设计的废板。拆集成电路元件时可首先让学生练习使用传统的吸锡线，熟练后再练习使用吸锡烙铁进行拆卸。在正式焊接作品前，先指导学生利用旧板和拆下的旧件进行焊接练习，焊接出两个作品后再进行正式作品的焊接。焊接前应该指导学生如何进行元件布局。（4）解决问题能力的培养设计好电路，经仿真成功后就可以焊接调试。学生在焊接时往往有虚焊、漏焊、错焊等现象。学生没有经验，只能逐个元件地找，实在找不出来就只有重焊。重新焊接再不好使，学生就没有办法了，只有求助指导教师，这时指导教师往往代劳，帮助学生查出故障。这种做法是错误的，正确的方法是调试前就教会学生调试方法，教会学生如何诊断判断故障和排除故障，让学生自己调试，出现问题时教师给予及时的指导，这样可以使学生少走弯路，并且锻炼学生分析和解决实际问题的能力。调试完成之后，学生要及时总结分析问题的经验，提高对模拟电子技术课程设计的认识，为解决其他设计课中出现的问题奠定基础。
5.结语
课程设计是学生完成学习—构思—设计—实现的工程训练过，是培养工程师的最初步的训练内容。要做好模拟电路课程设计，需要先做好思想工作，让教师和学生充分重视，要制定一套严格的管理运行程序，选好教师选好题目，选择好时间，抓好三级验收、两极成绩评定和总结工作，这样才能保证模拟电路课程设计的质量，为学生后学设计课程起个好头，为学生创新能力和职业技能的培养奠定基础。
参考文献：
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［4］蔡方凯.电子信息类实践教学模式改革的探索［J］.实验科学与技术，2009，7：95-98.
模拟电路课程设计范文2
1.课程设计：培养动手能力课程设计是课堂教学和课程实验结束后的综合应用实践环节。本项教学改革将模电课程设计分为两部分，一是为弥补实验设备不足而进行的仿真设计。仿真设计包括三个环节，首先进行常用单元模块电路仿真；然后结合课本知识，给定电路参数和设计要求，进行仿真电路设计；最后拓展内容，对一些实际应用广泛的应用电路仿真进行学习。三个环节对学生的要求层层递进，前两个环节为“必做”，第三个环节为“选做”。二是从设计、制版、焊接直至调试全过程的综合设计制作选题。有两个题目供学生选择：MAX038函数发生器的设计和音频功率放大器的设计与调试。题目要求尽可能实用有趣。
2.综合实训：提升综合素质模拟电子技术实践教学改革的最后一个环节是综合实训。这其中已经不只是模拟电子技术一门课程，它将与数字电子技术、单片机技术应用等课程综合开发设计题目，训练学生的系统设计的能力。在训练方法上通过主动学习、自主设计和创新设计三个步骤激发学生的求知欲望和创新意识。（1）主动学习：根据实验系统需要实现的基本功能和达到的指标要求，学生通过查阅文献，确定自己的设计方案；利用软件仿真电路，并通过调试确定适合的参数；写出预习报告。（2）自主设计：根据软件仿真电路搭建实际系统的硬件组件；完成系统程序设计；进行软硬件调试，通过查找错误、解决问题，达到锻炼提高的作用；测试系统的基本参数和功能。（3）创新设计：完成实验系统的进阶指标：如增加功能或提高指标；对系统进行最终测试，给出误差分析；写出实验报告，提交实验作品。综合实训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、装配调试、系统测试、总结报告、文档整理等全过程，培养学生理论知识的综合运用能力。
二、进一步完善实践教学体系
1.严格考核制度
要想使模拟电子技术实践教学顺利地进行下去，必须进行严格的考核制度，以保证实践教学的良好效果。（1）基础实验。根据学生每次做实验前的预习报告和实验中的操作表现、实验后的结果分析，给出实验成绩，占模拟电子技术课程总成绩的20%。模拟电子技术课程总成绩=70%的期末考试卷面成绩+20%的实验成绩+10%的平时成绩。（2）课程设计。完成课程设计中常用单元模块电路仿真，成绩为“及格”；完成课程设计中常用单元模块电路和规定电路的仿真设计，成绩为“中等”；完成课程设计中全部软件仿真设计，成绩为“良好”；完成课程设计中全部软件仿真设计和一个综合设计制作选题，成绩为“优秀”。
2.完善实践教学体系的配套工作
除上述改革措施外，为进一步完善实践教学体系，实验室硬件设备和运行经费的投入是必要条件；编写相应教材，加强较适合学生之间的交流也十分重要。已经完成或正在进行的工作如下：（1）吸取经典教材的宝贵经验和新的教学理念，结合独立学院的人才培养目标以及本院课程设置和课程大纲的要求，编写适用于应用型本科的教材——《模拟电子技术基础》以及配套的实验及课程设计指导书。（2）开设电子设计工程师认证考试（EDP），为学生就业增加砝码；指导优秀学生参加全国大学生电子竞赛、全国大学生专业竞赛等，促进“因材施教的个性化培养”。（3）建立了模拟电子技术课程与实验的网站，实现了指导教师与学生、学生与学生之间的互动，拓宽了主动学习的空间。
三、结论
模拟电路课程设计范文3
关键词：PROTEL；电路课程；CAD课程设计；教学方法
中图分类号：TM13 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 14-0000-01
实验教学的标准随着教育的改革不断提升，学生的创新精神和灵活运用所学知识的能力都是实验教学涵盖的内容，学生在实验过程中能够锻炼综合设计、实际应用、创新思维等方面的能力，学会自主思考分析和解决问题。
一、电路CAD课程设计的现状
电路CAD课程设计是电子信息工程专业课阶段理论知识的综合应用，教师在教学中，往往将其当作一门理论课来教学，通常会先给出一个具有某种功能的电路设计图，对设计图电路的主要部分工作原理和达到这一原理的主要功能进行讲解，最后要求学生在PROTEL软件中绘制电路系统的原理图和印制板图。这样的教学方法不仅制约了学生的自主学习能力，学生处于被动学习状态，学习能力和对知识的掌握能力下降，这样的课程设计完全失去了教学的意义。
因此应当对这样的教学方式进行改革，把教学目标设定为提升学生的动手操作能力，以学生为教学主体自主学习，教师辅以指导，启迪学生的创造性思维，学会运用不同的方法解决问题。
二、基于PROTEL的电路CAD课程设计
让学生通过所学的理论知识，设计一个实际应用的单片机测试系统，辅以电路设计工具软件PROTEL，绘制出电路原理图和PCB图。
（一）PROTEL软件的设计流程
PROTEL软件是一个完整的全方位电路设计系统，包含有电路原理图设计、PCB设计、PCB自动布线、可编程逻辑器件设计、模拟/数字信号仿真等功能模块，并具有Client/Server（客户/服务器）体系结构。其中PCB设计和电路原理图设计是其最具代表性的功能，提供了完备的电路仿真器，使从原理图的绘制到最终电路板设计的所有工作都能轻松完成。
该软件设计流程为是：首先是工作环境设置和页面设置，装入元件库，然后，将元件、电源符号、接地符号、连接线、网络标号和说明信息分别依次放置在图纸上合适的位置，再就是对电路图进行检查和调整，最后保存并输出。
（二）课程设计的内容
对于学生想要设计什么系统，教师不应限制，检测和设计系统时允许学生任意选择物理量，另外，教师要对设计系统中所包含的内容进行规定，以保证课程设计能达到最终目标。
第一，MCS-51系列单片机必须包含在设计的系统的芯片中；第二，测试的物理量必须要显示在4位LED中；第三，在检测量超过设定值后，系统能够自动发出警报；第四，要设置能够让测试系统根据实际情况作出相应调整的按钮；第五，要配有一路传感器和相应的调理电路；第六，要配备AD转换芯片使检测物理量的模数能够转换。
（三）测试系统的要求
为达到启迪学生创造性思维的教学目的，测试系统的设计有以下几点要求：
第一，学生必须制定多套测试系统绘制的方案，从中选择最终方案并阐述理由；第二，测试系统必须达到方案最优化和实际的效益最大化的要求；第三，传感器能够稳定工作，精度要准确，若出现问题，则要给出弥补方案；第四，在绘制PCB之前，学生必须弄清其设计规则，既要完成任务，又要保证所设计的测试系统原理图的功能的正确性和布局的美观性以便实际装配调试；第五，为设计提供完整详细的说明书，例如工作原理、选择元件的原因、PCB的设计规则等。
（四）测试系统的仿真分析和验证
很多学生在以前并没有接触过设计，缺乏经验，所以为了让学生顺利完成设计，需要仿真分析和校验设计的原理图，可以直接在PROTEL中对模拟电路、数字电路和数模混合电路进行仿真校验。电路仿真的流程一般是首先将仿真电路、电源等绘制出来，然后将仿真分析的参数进行设置，继而运行仿真分析，最后对结果进行观察。以仿真的结果为依据，校验传感器调理正确与否。因而，在原理图的设计和仿真分析之间需要反复校验电路放大倍数的合理性以及能否正常工作，再调整选择的参数，绘制出符合要求的原理图。
三、总结
基于PROTEL的电路CAD课程设计的教学方法是教育革新的具体表现，其不仅能让学生完全掌握理论知识，还锻炼了学生的实际操作能力，同时也让学生的创造性思维得到了发挥，提高了学生的综合素质，这一教学方法应该被广泛推广应用。
参考文献：
[1]黄秀珍.《电子系统CAD》课程设计教学改革探讨[J].科技资讯，2012（08）.
[2]李晗.关于PROTEL的教学方法的几点总结[J].科技信息，2007（34）.
[3]邵建昂. PROTEL教学实践探讨[J].实验室研究与探索，2007（02）.
模拟电路课程设计范文4
关键词：Multisim仿真 课程设计 创新能力
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）09-0106-02
电子技术课程设计是电类专业一门实践性很强的必修课程。随着电子技术的快速发展，新器件、新电路不断涌现，现有实验室的条件已无法满足各种电路的设计和调试要求，在一定程度上影响了电子技术课程设计的教学效果，也影响了学生的创新能力[1][2]。在电子技术课程设计中引入Multisim仿真软件可以很好的解决这一问题。
1 Multisim仿真软件的功能及特点
Multisim仿真软件是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics）推出的电子线路仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的绘制和仿真，具有很强的仿真分析能力。
利用Multisim仿真软件可以对二极管、三极管、功率管等模拟器件进行仿真、也可以对74系列、COMS系列、PLD、CPLD等数字器件进行仿真[3]。Multisim适用于模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术、单片机技术、PLC等电类课程。
2 Multisim在电子技术课程设计中的作用
在理论课的教学中为了让学生便于理解，一般多采用工程近似的方法对电路进行分析、计算，但对于较复杂的电路，学生很难在短时间内根据元件参数的变化计算出电路的各种性能指标。如果利用，在教学过程中我们能够随时进行实验演示和电路分析。也可以在利用Multisim仿真软件分析各种电路的特性，在讲解各种原件参数改变对电路的影响时，可将各种数据和波形在虚拟仪表上直观的显示出来，并且接近实际效果。通过Multisim仿真软件进行计算机模拟仿真，把电子技术的理论教学和实验教学有机地结合了起来，为课程设计中实物的制作打下一个良好的基础[4]。
3 Multisim在电子技术课程设计中的仿真应用实例
下面以数字抢答器电路为例阐述采用Multisim仿真软件进行课程设计的过程。设计要求如下：
（1）设计一个抢答器，可同时供8名选手参加比赛，他们的编号分别是1、2、3、4、5、6、7、8，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。
（2）给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始。
（3）抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，相应选手的灯亮。封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的信号灯一直亮到主持人将系统清零为止。
（4）抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示。
（5）参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，相应选手的灯亮，显示器上显示抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。
（6）如果定时抢答的时间已到，没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。
3.1 实验方案的确立
抢答器系统原理框图如图1所示。它由主电路和扩展电路两部分组成。主电路完成基本的抢答功能，开始抢答后，当选手按动抢答键时，代表这一组的灯亮，同时别组成员按下按钮时不会使自己这一组的灯亮[5][6]。这一功能可以用锁存器或者触发器来实现。主持人按下开始键时，才会使抢答器正常工作；当这个键弹起时，无论8个选手如何按按钮，他们各自所对的指示灯都不会亮。这一功能可以将开始键接到芯片上的清零端或者使能端来实现。
设计电路时可分模块进行，将每一个模块设计仿真成功后，再进行模块间的连接，从而实现整个抢答器系统。
3.2 电路设计与仿真
抢答器包括抢答电路、指示灯电路、主持人开关电路、控制电路、报警电路、脉冲电路、定时电路、显示电路。电路图如图2所示。
3.2.1 抢答电路
抢答电路的功能有两个：（1）能分辨出选手按按钮的先后，并锁存优先抢答者的编号，供显示电路使用；（2）使其他选手的按钮操作无效。抢答电路包括集成D触发器74LS374和8个开关。74LS374为具有三态输出的八D边沿触发器，且是上跳沿触发的。当一个脉冲的上升沿到来时，输出Q端的值为相应D端的值。OC端为使能端，低电平有效，当OC接高电平时，处于高阻状态，OC端接低电平时，芯片能够正常工作。8个D端接8个开关，开关另一端接高电平[7]。
3.2.2 指示灯电路
由于在仿真时要观察灯的亮与熄灭，8个灯的一端分别接在74LS374的8个Q端，另一端分别接地。当Q端输出为高电平时，灯就会被点亮，否则就会熄灭。
3.2.3 主持人开关电路
主持人开关有很多作用，当这个开关弹起时，74LS374将不工作，并且可以控制译码显示电路的清零和置数功能[8]。计数器74LS192的CR端为清零端，当CR端为高电平时，输出为低电平；CR端为低电平时，芯片可以进行别的功能。在CR端为低电平的情况下，LD端为低电平时，输出为4个D端上的值，这就是我们所说的置数功能。在CR为低电平，LD为高电平的情况下，CPU接脉冲信号，CPD接高电平，此时芯片处于加计数状态；CPU接高电平，CPD接脉冲信号，此时芯片处于减计数状态；CPU和CPD均接高电平，芯片处于保持的状态。因此可以将清零端和置数端作为主持人控制开关电路的一部分，将CR端和LD端分别接两个单刀双掷开关，开关一端接高电平，一端接低电平。
3.2.4 控制电路、报警电路、脉冲电路
控制电路是由8个或门组成的。74LS374的8个输出端分别接在4个两输入或门的输入端上，每两组的输出有分别接在另一个或门的输出端，最后输出端和脉冲信号接在一个或门的输入端，输出端接在74LS374的脉冲输入端和74LS192的CPD端。当有一人按下了抢答开关后，所对应的Q端输出为高电平，经过几个或门后，最后输入74LS374和74LS192的脉冲输入端的信号固定为高电平，则我们将脉冲信号锁住了，无论别的抢答开关按下与否，都不会影响结果。这就起到了控制电路的作用。报警电路中，使用灯来表示，当无人抢答时，指示灯亮。本设计中，秒脉冲电路用信号源模拟产生，在制作实物时也可以用555芯片产生。
3.2.5 定时、显示电路
定时、译码、显示电路是由74LS48译码器，74LS192计数器和七段数码管构成的。将74LS192的四个输入端DCBA端分别接上高电平，低电平，低电平，高电平，则通过译码器在七段数码管上显示9，然后通过减计数，依次减一，当抢答按钮按下时，控制电路将会锁住脉冲信号，因此数码管应该显示当前数字不变。直至下一次抢答时，主持人通过置数重新将其置为9。
4 结语
利用可以Multisim软件可以方便地进行各种电路的搭建，并对电路进行仿真与调试，弥补了传统实验教学中存在的设备老化、元器件损耗等不足，激发了学生的学习兴趣。如学生在进行复杂电路设计时，可以先采用Multisim软件进行设计，验证设计方案的可行性，再搭建硬件电路进行调试，可达到事半功倍的效果。实践证明Multisim仿真软件在电子技术课程教学和实验教学中发挥着重要的作用，对于提高实验教学质量、培养学生创新能力和动手能力等方面发挥着非常重要的作用。
参考文献
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[6]石广龙.数字显示倒计时抢答器电路的设计[J].牡丹江师范学院学报（自然科学版），2009（02）.
模拟电路课程设计范文5
关键词：专业课程设计；实践能力培养；教学方法和手段
作者简介：许少娟（1981-），女，山东莱阳人，大连理工大学城市学院电子与自动化学院，讲师；于海霞（1975-），女，黑龙江哈尔滨人，大连理工大学城市学院电子技术基础教研室主任，副教授。（辽宁 大连 116600）
基金项目：本文系大连理工大学城市学院2012年度教育教学研究基金项目（项目编号：JXYJ2012006）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）08-0043-02
对于电子及自动化类专业，一些理论性和实践性都较强、对专业课程设置比较重要的专业基础课一般都配套有课程设计。课程设计是对理论课程学习成果的实践和检验，也是把理论运用到实践中进行再体会、再提高的必要环节，是训练和提高学生综合能力的极好机会。以模拟电子电路课程为例，在历年的教学实践中，大多学生感到模拟电路课入门很难，学习起来非常吃力，而后续的课程设计中很多学生拿到题目后往往感觉无从下手，缺乏工程估算的概念，找不到与相关理论知识之间的联系，也就是理论知识和工程实践能力存在脱节的现象。
出现这种现象，究其原因主要是由于模拟电子电路课程知识点多，内容覆盖面大，基本电路单元多样[1]，在有限的理论课程教学课时内往往只能集中精力用来讲授理论知识，而实践能力的培养则只能依靠实验课和后续的课程设计；然而理论教学、实验和课程设计等环节之间缺乏有机的衔接和过渡，教师往往在理论授课时与实际应用联系不够紧密、引导不足，导致学生感觉所学知识与工程应用有差距，在实践环节欠缺实用的知识和技能。在这种情况下，怎样设计模拟电子电路课程设计的教学模式、怎样与理论课相互配合才能充分发挥其作用，成为非常关键的问题。
在对2010级电子及自动化专业学生的教学实践中，笔者力求通过合理设计教学内容和教学模式，将课程设计作为训练和提高学生综合能力的机会，借助设计过程帮助学生验证抽象、难于理解的理论知识，将理论课中分散的知识有效地串联起来，加深对理论知识的理解和掌握，并进一步升华到利用理论知识灵活设计电路的能力。下面通过自身教学实践经历谈一下笔者的经验和体会。
一、教学设计指导思想
1.理论知识与实践能力同步增长
如果纯粹学理论知识而缺少直接的亲身实践体会，学生会发懵，不知所学知识有何用。因此要把实践中遇到的问题拿到理论课上，使抽象的概念和理论计算具体化、实用化，训练工程实践思维方法，提高实践能力。
2.理论知识引领实践教学
实践训练需要依托于一定的理论支撑。理论课上应把实践相关的知识点和实践案例充分引导、铺垫到位，使理论对实践起指导作用。
3.实践训练激发学习热情
通过实践经历使学生明确理论知识的作用和意义，从而提高学习兴趣，提高自信心，增强对所学专业的归属感。[2]
二、教学环节设计
1.设计题目多元化，尽可能满足不同学生个性化差异的需求
由于学生在模拟电子电路理论课及相应实验课的学习中对各单元知识掌握的程度不相同，对各类单元电路的兴趣点也不相同，为了能在最大程度激发学生的设计积极性，建立对课程学习的自信心，课程设计为学生安排了丰富的设计题目，共包括12个基本题目和36个提高设计题目，学生可以根据个人的意愿按照规则进行选题。设计题目综合考虑就业和考研等不同学生群体的需求，有原理相对简单的实用电路，注重训练工程实践常用的近似计算加参数测量修正等方法，如空调控制电路、压控滤波器；也有偏重分析能力以及对理论知识进行整合提高的题目，如静态电流可调的甲乙类功放、电压（电流）负反馈放大电路；也有很多综合性训练的题目，如开关稳压电源、基于三极管的LC振荡电路等。每个设计题目除基本要求之外，还设有扩展性和创新性的内容，以多样的设计要求解决学生个性化差异的问题，尽量满足每个学生的设计愿望，从而实现在教学细节上的多元化教学培养需求。
2.严把考核关，充分调动学生创造设计的积极性
课程设计采取任务驱动式教学方法，整个过程教师只提供少许建议，具体设计过程完全由学生独立完成。学生以团队的形式，查阅资料、选择设计方案、画电路图、仿真论证，并完成相应的调试和测量。通过这个过程让学生充分了解工程设计工作的过程和步骤，训练工程实践能力，学会相互沟通协调，增强责任感和团队合作能力，为进一步学习专业课和踏上工作岗位奠定基础。
课程考核主要由预答辩、实物成果、答辩和总结报告四部分构成。课程开展的具体流程如图1所示。各课题的具体任务、参数要求等内容在理论课结束后即以课程设计任务书的形式下发，学生可以结合自身兴趣和能力自由选题，确定题目后开始查阅资料进行方案设计，并辅以Multisim仿真工具进行功能验证。以上准备工作都写入预习报告，作为预答辩提问的主要内容。其中预答辩和答辩是笔者首次尝试增加的考核环节，目的是为了使学生真正地“动”起来，动手做、动脑想，充分发挥课程对提高实践能力的作用。
预答辩在第一堂课进行，主要检查和提问课题的基本原理、基本方案设计、电路图等相关内容及学生的准备情况。如果学生初次预答辩未通过，说明对相关原理的理解不够或者方案设计不合格，因此扣掉一定分数，并修改方案重新进行预答辩。该环节一方面是为了督促检查学生的前期准备情况，要求学生对相关原理有充分的了解，对设计方案有初步的规划，从而“逼迫”学生认真思考，积极与同学、老师探讨，深入到自己所选的课题中，更重要的是为了给学生把把关，指指路，防止他们的设计方案在大方向上跑偏。答辩以一组为单位，采取抢答的形式。答辩题目按难易程度区分3～4个层次，抢答的题目难度越大则得分越高。
刚开始进行课程设计时，学生迫于考核的压力不得不去研究，但当他们开始深入到课题中时便会激发起解决问题的欲望，从而积极主动地查阅资料、进行仿真实验。通过这种综合的考核方式，无形中形成了一种相互竞赛的积极氛围，学生在设计过程中相互对比设计进度和所设计电路的功能，相互讨论交流，共同完善提高。
3.收集实践实例和素材，反哺理论教学
教师在实践指导及其他教学活动中会遇到很多电路现象和故障问题，把这些实例拿到课堂上作为理论课的教学素材能使抽象的概念和理论计算形象化、实用化，增强课程的实用性，并且给出问题寻找原因的这种任务驱动式的教学方式更容易激发学生的求知欲[3]，教学效果更好。因此教师在实践中应当细心观察，寻找联系，多收集积累实践素材。
例如一个故障排查实例：某分压偏置放大电路如图2所示，在调试过程中发现电路的放大能力不足。实际上出现这个现象可能是多方面的原因引起：可能是旁路电容连接错误或电容值不够大，没有起到旁路作用；可能是三极管集电极最大静态电流超出工作范围，等等。这个实例联系了至少两个知识点：放大电路中旁路电容的作用（为交流信号提供一条通路，提高电压增益）以及三极管集电极最大静态电流参数（静态电流超过最大值，管子的电流放大系数会下降），有助于将各章分散、孤立的知识点综合联系起来，融会贯通，并且把知识点以实例电路故障排查这种方式呈现出来，与单纯空洞地强调知识点相比更易于激发起学生的求知欲，教学效果更好。
4.相关理论课联系实践、引导实践，为实践做好铺垫
在课程设计指导过程中，笔者发现学生对于理论考试经常出现的分析计算比较擅长，而从工程实践出发设计电路、估算参数的能力比较欠缺，工程估算的概念不清晰，很多学生拿到题目后无从下手。这也反映出以往理论授课与实际应用联系不够紧密。理论授课要以工程实践的需求为导向，凸现工程实践思维和能力的培养，建立工程估算的概念，训练分析和设计实际电路的能力，因此，理论课一定不能脱离实践，要打破传统教育面向考试、把公式死搬硬套来分析计算的教育模式。实践相关的内容在理论课上应进行引导、铺垫到位，学生接触到相关问题时的思路会更清晰。
举一个例子，设计LC振荡电路这一课题中用到耦合电感，学生搭建电路时首先面临一个问题——耦合电感的同名端怎么测量？这个问题在电路原理课讲耦合电感时若铺垫好，学生操作时更容易理解，设计过程会顺畅很多，并且切身体会到理论方法对实践的指导作用，这对增强学生的自信心也非常有益。
除此之外，对学生学习具有风向标意义的考试、测验在出题时尽量多联系实践，将其实战化，这也不失为引导和训练学生工程思维的有效途径。例如各种放大电路组态有什么性能特点、在实际工程中应如何选用，这些知识点在测验或练习时可以用具体的电路实例来引导和训练，而不是仅仅停留于“用一个高内阻的信号源去驱动阻抗较小的负载，输入级和输出级分别应该采用相应组态”这样理论化、模式化的形式。
三、教学收效
上述教学实践极大地激发了学生的学习热情，大多数学生在不同方面都有很大收获，总结如下：
1.激发积极性
学生感受到利用所学知识可以实实在在地做出点东西来，拿出个作品来，从而提高了对所学专业的信心，增强了对专业的归属感，同时也认识到成功的实践活动必须有扎实的理论基础来支撑，激发了学习理论课的热情。
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2.掌握开展实践活动的科学方法
学生深切体会到EDA辅助设计的强大作用，对工程实践中常用的Multisim 仿真工具运用更加熟练，对开展工程实践活动的科学方法和步骤有了切身体会，为进一步学习其他专业课和踏上一线工作岗位奠定了基础。
3.增强团队合作能力
学生一般两到三人一组，以团队合作的形式完成设计任务，项目负责任人负责任务分工、进度安排等工作，其余成员各自负责自己的任务（如查找资料、模块设计、调试等），从而使学生在设计过程中学会相互沟通协调、相互支持配合，增强了责任感和团队合作能力。
通过课程设计，大多数学生的学习积极性被调动起来，尤其是比较喜欢动手操作的学生，在设计过程中很有兴趣，愿意主动钻研、讨论，能够主动借助仿真工具或进入实验室进行自主实验，使仿真工具和实验室作为第二课堂的功能得到充分发挥。教学实践表明，该课程的教学模式激发了学生的学习热情，有效地提高了学生的设计能力和动手实践能力，取得了很好的教学效果。
参考文献：
[1]张辉，王鲁云.模拟电路分析与设计[M].大连：大连理工大学出版社，2010.
模拟电路课程设计范文6
关键词：课程设计；彩灯循环显示电路；学生学习
数字电子技术是我校电子信息工程专业的基础课，其目标是培养学生具备一定的电子技术理论基础、一定的创新意识、一定的解决实际问题的能力，促使学生了解本专业的应用发展方向，并为学习后续课程和从事电子信息工程工作打下一定的基础。
福建江夏学院是2010年由福建省政府组建的一所旨在培养复合性创新陛应用型各类高素质专门人才的应用型本科大学。数字电子技术课程应满足学校、学科建设的高要求，充分地激发学生对于这门课程的学习兴趣，提高学生学习的主动性和积极性。
课程设计作为学生学习的一个重要的实践环节，要求学生自己设计和搭建一个实用电子产品雏形。常言说得好，“说一百遍，不如做一遍”，学生通过思考、查阅资料、讨论等方式寻求解决问题的方案，对相关知识点有更加深入的理解，提升学生的成就感，增强自信心，提高学习主动性，从而形成良性循环。本文以“彩灯循环显示电路”中“数字电子技术”的课程设计为例，从几个方面浅析了课程设计对于激发学生学习热情、促进学生学习所起到的良性作用。下面，笔者将从设计的相关环节来具体阐述。
一、分析设计任务和性能指标
本课程设计的题目是“彩灯循环显示电路”，学生在拿到设计题目后，首先要根据相关材料分析设计任务，掌握相关原理图，解析其基本构造和功能，将总电路原理图拆分成以下三个单元电路：矩形方波产生的频率、10个彩灯的循环点亮和七段数码管上显示彩灯的循环次数。
学生要做到对设计功能的完美解析、原理图清楚识读，要掌握“数字电子技术”课程中所学的相关基本理论和基本方法，清楚所涉及的各个芯片的功能、参数，及其涉及典型功能模块的搭建，进而要了解单元电路功能模块的构建，了解单元电路中各个部件元件的作用，清楚整体设计所要达到的性能指标，乃至有效扩展至一些特定微型数字系统。
在这部分，学生既要巩固课堂理论知识，又要加强对实际电路的认识、解析能力。
二、元器件的选择
对课程设计题目完美解析之后，接下来就涉及合适的元器件的选取。在搭建单元电路时，对于特定功能单元需要选择主要的集成块。比如时钟电路选555，计数/译码器4017，计数器4518，译码4511及显示驱动电路也都相对固定，但存在电路特定功能要求不同，需要适当元件参数匹配集成块，例如，10个彩灯循环点亮的完美显现，对方波频率的选择就有所要求，学生在利用555触发器构成脉冲方波时，必须考虑到影响时间常数的RC元件参数的选择。
同样构建单元电路时，选择器件的电平标准和电流特性等参数很重要。普通的门电路、时序逻辑电路、组合逻辑电路、脉冲产生电路、数模和模数转换电路、采样和存储电路等，参数选择恰当可以发挥其性能并节约设计成本。
在这部分，学生在进行元件的选择的同时，不仅要掌握所用仪器设备的使用介绍，了解实验过程中的注意事项，还要掌握从电路的整体布局到一个个小的元件的清楚认识。
三、设计总体电路图
任何一种逻辑功能都可以设计出一种相应的逻辑电路。根据需要设计出符合要求的逻辑电路，合适的计算机辅助软件给我们的电路设计提供了极大的便利。
1.仿真软件
该设计要求学生掌握两种仿真软件Multisium和Proteus，并结合所给的设计题目，绘制电路原理图，进行模拟仿真测试。学生在操作过程中掌握以下三个方面知识点：
（1）熟悉Multisium和Proteus软件操作界面，了解选取元器件时所需要注意的一些注意事项。
（2）调整电路图中元器件布局，调试电路板，故障排查。数字电路设计以逻辑关系为主体，因此各单元电路的输入输出逻辑关系与它们之间的正确传递决定了设计内容的成败，结合整体实现功能，要求每一个单元电路都须经过调整，确保各单元之间满足驱动电平匹配和电流匹配，合理布局。
仿真是整个设计成功关键的一步，学生做好仿真电路的连接，之后的焊接电路就会显得相对轻松、驾轻就熟。电路仿真软件为学生之后从事电路设计、模拟仿真等打下基础。
对于仿真软件，老师只是起到简单领进门的作用，需要学生自身去拓展学习，这里有个需要重视的地方，相较于私下自学，集中学习、互帮互助成效非常明显。
2.电路原理图印制板设计功能
课程设计要求学生掌握Protel 99SE软件的原理图设计、PCB设计、自动布线器这几个功能，学生通过该软件的学习，可以强化计算机模拟和具体元器件的封装工艺，统筹各个单元电路的布局。
学生弄好印制板，在其上焊接电路，这在很大程度上接近实际的电路板的制作工艺，学生在此可以得到理论和实际明显的结合，贴近工艺、贴近工厂，提高了兴趣，极大调动了学生的主动性。
四、焊接、搭建电子产品雏形
完成了前面三步之后，学生就进入电子产品的搭建环节，而要进行完美的电路搭建，首先要求学生掌握一些基本的知识、动手能力：了解万用表、示波器、稳压电源等常用电工电子仪器、仪表的使用；熟悉电阻、电容、电感、二极管、三极管、变压器、集成电路等的外形结构；熟悉机械开关、继电器、接插件、熔断器、电声器件的外形和标志方法；熟悉各种常用线材的外形与结构；电烙铁的使用方法和使用技巧、焊接注意事项等。
学生有了如上所示的准备就可以开始在万用板上焊接电路，按照前面电路图仿真，将电路图复制到万用板上，而这也是本设计最锻炼学生的时候，不仅要具备过硬的焊接技术，还需具有较强解决实际问题的能力，前者直接影响了最后电子产品的工艺水平、美观程度，而后者则会关系到焊接的电子产品能否实现我们所要的设计结果。
五、书写综合设计实验报告
学生在完成全部仿真、电路模型搭建之后所作的综合书面报告，是学生对整个课题设计的思考和总结，是对课题设计的再认识、知识升华的过程。
