电工电子电路设计报告范例6篇

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电工电子电路设计报告

电工电子电路设计报告范文1

1.设置实验项目

在本课程的实验项目中设置了12学时必开实验,包括验证型实验和设计型实验。主要目标概括为以下四点:

(1)掌握电路性能仿真方法,提高对电路的设计、分析、调试、故障排除的能力。

(2)掌握虚拟仪器仪表的使用方法。

(3)掌握电子线路原理图设计的过程、方法及技巧。

(4)掌握印刷电路板图设计的过程、方法和技巧,训练电路设计方面的综合工程素质。具体项目设置为:Multisim10界面设置及原理图绘制(2学时验证型)、Multisim10虚拟仪器仪表使用(2学时验证型)、Multisim10分析功能及电路特性仿真(2学时设计型)、AltiumDesigner原理图设计(2学时设计型)、AltiumDesignerPCB步线练习(4学时设计型)。

1.考核方式

考核内容为学生实验完成情况和实验报告两项。关于实验完成情况,考核学生是否参加实验、实验过程中是否认真、是否完成(独立完成)并得到正确结果;关于实验报告,考核学生的实验报告是否正确、完整、无误,实验报告的内容应包括实验目的、实验内容、实验中遇到的问题及解决办法,并附实验结果及分析,最后在实验报告上给出考核分数。对实验完成情况记实验成绩分,对实验报告记实验报告分。两项成绩之和为实验课成绩,占课程总成绩的50%。

二、上机考试设计

1.考试方法

配合本课程的教学目标,期末考试采用上机操作考试,开卷,一人一机,上交电子答卷word文件。老师对电子答卷进行评阅,记录成绩。考试题目类型为综合型大题,考查软件操作、模拟/数字电路分析与仿真、常用仪器仪表使用、元器件辨识、原理图和PCB图绘制的基本技能,考核范围全面,难度中等偏上,符合教学大纲的要求。

2.考试内容

试卷一般包括三道大题,覆盖了本课程两个电子线路CAD教学软件的主要内容,包括基础部分和应用部分,考查了学生的基本操作技能和虚拟设计及测量的工程素质。第一大题为Multisim模拟电路操作题,主要考察软件Multisim的基本概念学习情况及模拟电路的仿真与分析能力,包括一些基本物理单位的使用、基本虚拟测量仪器仪表的使用等,例如:绘制单管放大电路、对电路输出变量进行测量以及电路频率特性测量等内容;第二大题是Multisim数字电路操作题,考察软件Multisim的使用情况,包括数字电路的元器件、常用虚拟仪器仪表及常用分析和仿真方法等,例如:按要求绘制异步预置计数器电路图、电路元件设置、添加逻辑分析仪进行波形测量等内容;第三大题是AltiumDesigner上机操作题,主要考察软件AltiumDesigner的学习应用情况,包括原理图输入、元器件库使用、PCB板绘制的基本规则和方法等,例如:计数显示电路原理图绘制、PCB图绘制、PCB板参数设置等内容。

三、结论

电工电子电路设计报告范文2

高校电类本科专业指通信工程专业、电子与信息工程专业、电子科学与技术专业、电子信息科学与技术专业、计算机科学与技术专业、自动化专业、电气工程和自动化专业等.这些电类专业在专业基础理论课、实践教学体系方面有许多共同之处,是参加电子设计竞赛的主力军.全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是面向大学生的群众性科技活动,目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革,有助于高等学校实施素质教育,培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风;有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力;有助于吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动,为优秀人才的脱颖而出创造条件.

2高校电子设计竞赛的组织

全国大学生电子设计竞赛由教育部高等教育司和信息产业部人事司共同主办,负责领导全国范围内的竞赛工作.各地竞赛事宜由地方教委(厅、局)统一领导.为保证竞赛顺利开展,组建全国及各赛区竞赛组织委员会和专家组.以高等学校为基本参赛单位,参赛学校应成立电子竞赛工作领导小组,负责本校学生的参赛事宜,包括组队、报名、赛前准备、赛期管理和赛后总结等.高校在组建成立电子竞赛工作领导小组时,如果学校电类专业单一,可设常设机构,由具体电类专业所在院系负责、教务处、学生处、团委、后勤集团等单位参与;若学校电类专业较多,可由电类专业相关院系轮流担任理事,按届组织,其它院系积极参与,教务处、学生处、团委、后勤集团等单位参加,适当引入竞争机制.在参赛小组的选拔中,首先由学生自由组队报名,要求组队后的3个队员各自具有较强的能力且队员之间能配合默契,在单片机系统设计与应用,模拟和数字电路的应用,硬件焊接与调试,计算机编程以及撰写设计报告论文等方面要有所分工;然后组织报名参赛队进行选拔考试,内容包括模拟电路、数字电路、单片机、传感器等方面的基本知识及应用,典型测量系统的设计方案,对电子竞赛的了解,参加竞赛的优势自述等;最后指导教师根据各参赛队成员选拔考试的结果、面试表现以及综合考虑各参赛队在团队合作、硬件制作、软件编程、报告撰写能力等方面的实力,确定参加竞赛的组数和各组成员.电子设计竞赛的命题范围广,涉及到电子技术(模拟电路、数字电路)、高频电子线路、通信原理、单片机技术、可编程器件等多门课程,并鼓励新技术的应用.这就要求赛前指导老师要有更宽的知识面和更丰富的实践经验.年青教师对新技术、新软件上手快,但实践经验缺乏,老教师经验丰富但计算机应用和新技术的掌握上又有不足.为了发挥特长,实现互补,在赛前指导上成立赛前指导小组,在小组中注意年龄和特长的结合,注意学科的结合.教师在指导学生的过程中相互学习,共同提高.知识和经验的相互渗透和补充促进指导老师的业务素质的提高,这使教师能够在日常的教学和科研中发挥更大的作用,推动师资队伍建设.

3参赛学生的培训

3.1参赛学生的现状参加电子设计竞赛的学生一般是大学二、三年级的学生,已学习了很多相关课程的理论知识,也具有一定的实践能力,特别是在外语能力、计算机能力、单片机编程能力、查阅文献能力方面.但是在模拟电路,单片机硬件,电路安装工艺,如何根据系统性能指标设计电路方案和确定单元电路的性能指标,单元电路调试排错能力,系统的联调方面却存在着一定的不足.学生在此前的课程中,虽然学习过一些电子设计制作中常用的软件,如Protel电子原理图的设计,印刷电路板设计绘制,以及电子逻辑分析仿真等,但是缺乏一定的深度,其熟练程度需加强.常规电子仪器(如示波器、信号发生器、仿真器、扫频仪、万用表等)的使用不够熟练.虽然学生在电工电子、电子线路等实验课中使用过常规电子仪器,但是往往更换型号后就不能很快地熟练使用,影响电路的调试速度.另外学生的“单片机原理与技术”课程实验通常采用普通的51单片机,而电子竞赛往往会使用一些功能强大的单片机,因此在开发工具和仿真器方面存在差异.学生在培训期间,要加强理论与实践的结合,使学生在电子竞赛中涉及的知识点的深度和实践动手能力方面能得到很快的提升,这样才能确保在电子竞赛期间顺利完成竞赛的设计任务.为了鼓励电类大学生积极参加电子设计竞赛培训全部过程(包括前期课程与后期竞赛培训),可在完成竞赛训练作品设计与设计报告后,由指导教师给出相应成绩,可替代相应一门课程或实践环节的成绩,如“电子系统设计”、“认识实习”、“电子技术课程设计”等.

3.2培训内容选择、方案讨论及实际制作如何在一个相对短的时间内尽快地提高参赛学生的设计开发和实践动手能力是培训阶段要解决的关键问题,在辅导中采用实战训练的方法,即模拟进行一次次的竞赛过程.包括给各组布置不同的设计题目、限时提交设计方案、全体队员集中由各组分别介绍设计方案并进行交流讨论、指导教师点评、各组分别实际制作、撰写设计总结报告,最后进行实物演示和总结答辩,这样尽管每个组只具体设计制作了一个系统,但是通过互相交流,对其它组所涉及的技术也有较系统的了解,在以后类似技术的实际设计制作过程中能起到事半功倍的效果.在培训开始时,向参赛学生详细介绍大学生电子竞赛的竞赛规则、竞赛命题、评审和评奖等方面的情况,邀请已参加过电子竞赛的高年级学生介绍参赛期间的注意事项及参赛体会;对历年的大学生电子竞赛题目、实现的方案、获奖小组的总结报告等进行深入的破析和讨论;让参赛学生对竞赛及要求有一个全面的了解.引导学生既要重视困难又不能畏惧困难,在充分认识本小组的优势与弱势的情况下,心理上充分地做好艰苦训练的准备.

组织责任心强、具有相当专业技术水平和经验丰富的老师,针对电子竞赛的特点,在模拟电路、数字电路、单片机应用技术方面进行讲解,讲解中对基本电路的原理,实现的方法,相关电路的主要性能指标及测试方法、设计及调试中需要注意的事项作简明的介绍,对涉及的电子元件进行实物展示,对一些辅助设计软件、查阅科技论文的方法及常用的电子元器件及应用的网站作一些推荐性的介绍.从历年的竞赛题目中确定各参赛小组的第一次训练题目,尽量做到各参赛小组选择不同的训练题目,按照电子竞赛的要求,规定在一个适当的时间内完成实物的制作、性能指标的测试、总结报告的撰写.然后由各小组对训练情况进行详细的介绍,各小组之间展开广泛的讨论,商讨是否有更好的实现方案,设计的电路及测试的结果是否合理,撰写的报告是否严谨,尽可能地发现训练中的不足之处,辅导老师根据各组的完成情况进行讲评.要求各小组根据讨论情况在1~2天时间内完善制作的实物及报告,同时要求各小组对另外小组的实物进行测试,通过相互交流在相对短的时间内能掌握更多的知识.在第一个实际系统设计后,协商电子设计竞赛第二次训练题目,要求尽可能多地涉及未曾接触的知识点,在规定的时间内完成设计任务,然后各小组演示实物的功能,测试电子系统的各项指标,注重测试方法是否正确,测试性能指标是否符合设计要求,对于差异较大的需要认真分析其原因,找出合理的解决方案并实施.最后,要求各参赛小组认真整理前一阶段培训完成的实物,单元电路要求注明电源要求、详细且清楚的输入输出接口信息,达到的性能指标并形成文字,软件要求有整体的说明,需要占用的资源说明、语句有详细的注释.辅导老师对培训中出现的问题向学生做详细的介绍,对竞赛中容易出现的问题也需要提醒学生.在参赛的前一天不安排具体的工作,保证学生能休息好,以极佳的状态参加电子设计竞赛.

4竞赛过程中的注意事项

4.1注意竞赛纪律全国电子设计竞赛采用全国统一命题、分赛区,“半封闭、相对集中”的组织方式.竞赛题目在竞赛开始时打开(如2009年全国大学生电子设计竞赛是9月2日8:00正式开始).每支参赛队限定在提供的A、B、C、D、E、F等题中任选一题;要求认真填写《登记表》内容,填写好的《登记表》由赛场巡视员暂时保存.参赛者必须是有正式学籍的全日制在校大学生,应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件(如学生证)供随时备查.每队严格限制3人,开赛后不得中途更换队员.竞赛期间,可使用各种图书资料和网络资源,但不得在学校指定竞赛场地以外进行设计制作,不得以任何方式与他人交流,包括教师在内的非参赛队员必须回避,对违纪参赛队取消评审资格.竞赛开始后,为保证竞赛工作顺利进行,参赛学校应组织专人负责提供竞赛所需设备、元器件、后勤保障等工作.竞赛结束后(如2009年全国大学生电子设计竞赛是9月5日20:00竞赛结束),上交设计报告、制作实物及《登记表》,由专人封存,并在指定时间前送到指定地点.

4.2竞赛题目分析及方案设计参赛队员应仔细阅读所有竞赛题目,根据自己组3个队员的训练情况,选择相应的题目进行参赛制作.选择题目应注意题目中不应该有知识盲点,即要能够看懂题目要求.如果不能看懂题目要求,原则上该题目是不可选择的.设计制作分基本要求和发挥部分,一般各占50分,设计总结报告30-50分(2009年30分,以前50分).应注意的是基本要求的各项分值题目中没有给出,但在发挥部分给出了各小项的分值,选择题目时应仔细分析各项要求.确定竞赛题目的时间原则上不要超过两小时,题目一旦选定,中途不要随意更改.确定竞赛题目后,参赛小组的3个队员应认真讨论设计方案,设计方案应考虑制作的可行性,包括元器件是否能够采购到都必须考虑.设计方案可以提出一到两个,或者确定一个方案,对有些部分作出两个或者两个以上方案.同时应尽快提出元器件清单,确定元器件库中没有的元器件,提出采购清单.元器件采购清单应提供元器件名称、型号、规格、数量、替代型号及规格.确定方案的时间应不超过6小时.

4.3元器件的采购和设计装配制作元器件采购是保证竞赛顺利进行的基础,没有元器件,作品是不可能制作成功的.因为竞赛题目事先不知道,学生作出的设计方案也是各不相同,需要的元器件也是多种多样的,可以事先准备一些元器件,但不可能完全备齐.竞赛中采购是必须的.不同的院校在不同的城市,要保证能够采购到竞赛所需要的元器件,应在竞赛开始前两天,派1-2名老师到比较大的电子市场去采购,找好元器件供应商.竞赛开始后,竞赛学生不断的提出需要的元器件清单,由教师去购买,并以最快的速度运送给竞赛学生.在竞赛中,各队学生可以按照在训练中的分工,按照软件编程、硬件制作、设计总结报告写作三部分分头进行,每个队员各有侧重,注意分工合作.设计制作过程中,可以分模块设计、安装、调试,一步一步进行.3人之间要注意多沟通,多交流.遇到问题,要冷静处理,不要慌张.在设计、安装、调试的每一步,都需要两人以上进行核对和检查.特别是到总调试阶段,一定要格外小心,通电前一定要两人以上进行核对和检查,不要急于通电,否则通电烧掉作品而前功尽弃.作品应该在第四天的下午全部完成,到第四天下午没有完成的功能和指标,也就不要再做了.很有可能的是,为了追求更好的指标和功能,结果将已完成的部分弄坏了.负责设计总结报告写作的队员,要根据软件和硬件设计队员提供的电路图纸、程序清单等设计资料,按照设计总结报告写作要求进行整理.到第四天上午,除测试数据外,应全部完成.测试数据可以在作品调试完毕,竞赛结束前补充到设计总结报告中去.竞赛一般在第四天下午8点结束,上交设计报告、制作实物及《登记表》,由赛场巡视员封存.封存时应注意文件完整,符合竞赛要求.作品要妥善包装,要能防止运输和搬运过程中的冲击和振动.整个竞赛时间是四天三夜,要注意竞赛时间的合理安排,注意休息和饮食,参赛学校应组织专人负责提供饮食后勤保障,使参赛学生保持充沛的精力,圆满完成竞赛.

电工电子电路设计报告范文3

关键词:电子电路制作技术;教学创新;工程实践能力

1课程特色与创新

《电子电路制作技术》以电子产品为载体,采用项目层次教学,产教融合为一体,让学生“在学中做,在做中学”,通过原理图设计、电路制作和调试,项目验收等环节,使学生掌握电子电路制作技术相关技能,适应社会的需求,符合人才培养目标。本课程通过完成典型实训项目(典型电子产品),达到培养学生实用电子线路设计与制作能力的目的。采用工学结合的教学模式、项目教学法,教学活动参照企业岗位的工作过程,总体流程:“(1)获取信息、明确任务。(2)制定计划、安排进度。(3)选择方案、做出决策。(4)任务实施、完成工作。(5)对照要求、检查控制。(6)总结评估、提出改进。”六个教学步骤来设计。电子电路制作技术是电子信息类各专业必不可少的重要实践环节,它包括设计方案的选择、设计方案的论证、方案的电路原理图设计、印制板电路(即PCB)设计、元器件的选型、元器件在PCB板上的安装与焊接,电路的调试,撰写设计报告等实践内容。电子电路制作技术的全过程是以实践操作为主,教师的讲授、指导、讨论和研究相结合为辅的方式进行。根据实训项目的要求,对设计思路、设计方案等展开讨论。

2课程建设与改革探索

2.1课程沿革

电子电路制作技术是电子信息类相关专业实践课程体系核心课程之一,积累十余年实践经验,已成为学院课程建设的亮点。本课程至2006开始设置,课程名为电子实习,以收音机组装为载体培养学生的电子工装技能,系统集成和调试技能;2017年至今,课程名为电子电路制作技术,运用OBE教育理念,通过对行业企业需求调研分析后,充实了课程内涵,学生可结合理论学习提出不同的设计任务;改进了教学方法,采用探究式、翻转教学等方法发挥学生主体作用,激发学习兴趣。

2.2课程与教学改革要解决的重点问题

本课程是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端,是对理工科专业学生进行科学实验训练的重要基础。训练学生理论联系实际,培养学生初步的实验能力,良好的实验习惯以及严谨的科学作风,使学生具有良好的实验素质,同时又为后继的课程打好基础。

2.3课程内容与资源建设及应用情况

本课程要求使AltiumDesigner为设计工具,完成原理图、PCB板的设计、布局;依托新一代信息技术综合训练中心,对PCB电路进行热转印、蚀刻、打孔、焊接、调试检测等提高学生电子电路制作设计能力。课程项目内容多样化,课程内容包括:幸运转盘,无线收发话筒,小音响,多彩摇摇棒等。与学生兴趣相结合,加入实用元素,学生对制作产品感兴趣,能驱动其进行更深入的学习,并能使学生在完成任务的过程中,提高动手能力和综合能力。课后作品可以在生活中使用,一举多得。

2.4课程教学内容及组织实施情况

本课程以任务为主线,学生为主体,将学生的学习活动与任务相结合,围绕任务展开学习,以任务的完成情况作为检验的重要依据,使学生主动探究、实践、思考后,运用相关知识解决问题的综合能力。在项目任务实施过程中,注重培养学生的自主创新意识,引导学生进行自主性的电子产品单元电路设计和规划。在学生自主创意设计的过程中,充分发挥学生的创新思维,丰富学生制作以及设计的多样性,提升学生设计制作的兴趣和积极性。通过创新思考、设计、电路规划及实训报告思考中,体现学生的学习效果。评价采用分阶段分评价的模式,重点评价学生的综合职业能力。

2.5课程成绩评定方式

本课程的考核方法采用五级制,包括平时考勤(占20%)、阶段考查(占40%)、功能考核(占20%)和设计报告(占20%)四个环节。平时考勤考核学生到课与遵守课堂纪律情况;阶段考查检查学生对每个任务的完成情况,以及阶段性成果,功能考核主要检查学生作品完成情况以及功能实现情况。通过平时考勤,确保学生都能积极参与课堂,通过任务考核和阶段性考查驱动学生去学习,并完成任务,最后功能考核是对学生最后成绩的肯定,也是学生对自己工作的认定,通过设计报告,锻炼学生撰写设计文案的能力,也是学生对整个设计工作的总结。

3课程开发原则

本课程通过充分的社会企业调研,以“走出去,引进来”原则完成课程开发,大致分五个环节。图1电子电路制作流程图根据项目要求,完成元器件的选用。(2)完成原理图、PCB板图设计。(3)根据工程模式完成电路的焊接工作,达到良好的电气性能与机械强度。(4)通过电路调试与测试,掌握常用仪器仪表的使用。(5)项目答辩验收。

4课程设计方案

4.1课程设计理念

《电子电路制作技术》通过理能联系实际,产教融合,对电路进行合理设计、制作、调试、验收为前提,综合提升学生工程实践能力。

4.2项目任务设计

本课程通过完成典型项目,达到培养学生工程应用能力的提升。在开发典型项目任务时,既要考虑工作过程的真实性,也要考虑与教学规律相结合,考虑教学的适用性。因此,我们选择以下典型的项目任务:项目1:NE555多谐振荡器设计与制作;项目2:计数器设计与制作;项目3:LED显示设计与制作;项目4:对前面项目进行级联调试。

4.3学习活动的设计

本课程采用工学结合的教学模式,采用项目教学法,学习活动参照企业岗位的工作过程,大体按照“信息、计划、决策、实施、检查、评估”六步工作法来设计。对每一个项目,具体的教学过程如图2所示。(1)明确任务,制定计划:根椐项目,采用从上而下的方法分析任务要求,明确系统的设计任务要求,制定明确完整的计划,对方案进行选择(2)设计电路:在理论基础上,充分查阅相关文献,根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图,确定对各单元电路的设计要求,必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标。注意各单元电路之间的相互配合,但要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路,以简化电路结构、降低成本。拟定出各单元电路的要求后进行全面检查,无误后按顺序设计各单元电路。(3)制作、调试电路:电子电路的安装与调试在电子电路实践和电子工程技术中都占有非常重要的地位。它是把理论付诸于实践的阶段,也是将理论电路转换为实际电路和电子设备的过程。同时,这一过程也是对理论设计的检验、修改和完善。调试过程是利用符合指标要求的各种电子测量仪器,如示波器、万用表、信号发生器等。对安装好的电路或电子装置进行调整和测量,以保证电路或装置正常工作;同时,判别其性能的好坏,各项指标是否符合要求等。因此,调试必须按一定的方法和步骤进行。(4)验收:学生独立测试,教师对项目输出结果,电路制作工艺等方面进行评分(5)答辩:项目验收结束后,学生进行答辩,阐述项目设计方案,制作方法以及整个过程中的问题解决思路。(6)提出改进意见:教师对学生的工作有针对性的提出意见,便于后期整改。(7)撰写报告:写项目报告的写作,要求包含方案论证,设计原理,制作过程,输出数据参数等,误差分析。

5教学效果

(1)学生的学习积极性和学习兴趣有了很大程度的提高。多数同学利用课余时间到实训室制作电路的情况。(2)学生的学习能力和动手能力有了较大的提高。多数学生基本能够看懂电路图,并能够按照电路图和设计要求制作和调试电路,能够撰写比较完整的项目设计报告。(3)从一开始遇到问题不知如何是好,到现在能分析问题,解决问题。(4)学生参加各种竞赛获得佳奖。由此看出,我们的教学改革已初见成效。

6课程建设计划

能正确识别、检测和选用常用电子元器件。能对典型电子电路进行分析和计算。能读懂实用电子电路原理图。能对照不同电路方案分析选择电路。能够根据电路原理图完成PCB的设计制作。能够按照电路原理图焊接实用电路。熟练使用万用表、信号发生器、示波器等常用仪器仪表。能够对制作完成的电路进行调试以满足设计要求。结合生产生活实际,培养对电子产品制作技术的学习兴趣和爱好,养成自主学习与探究学习的良好习惯;通过参加电子产品制作的教学活动,培养运用电工电子技术知识和工程应用方法解决电子产品生产过程中相关的实际问题的能力;强化安全生产、节能环保和产品质量等职业意识,养成良好的工作方法、工作作风和职业道德。

参考文献

[1]谭海曙.模拟电子技术实验教程[M].北京大学出版社,2010.

[2]毕满清.电子技术实验与课程设计[M].机械工业出版社,2011.

[3]梁青.Multisim11电路仿真与实践[M].清华大学出版社,2012.

电工电子电路设计报告范文4

数字电子技术实验课程是电气类、自动化类、信息类等相关专业的专业基础课,主要培养学生实际动手解决问题和分析问题的能力。从传统数字电子技术实验课程的弊端,提出新的改革方法,增加了综合设计性实验,采用自顶向下分模块设计的方法,就如何提高学生的动手能力和工程实践能力方面进行了讨论。实践表明,数字电子技术实验课程教学改革取得了明显效果。

关键词:

数字电子技术实验课程;综合设计性实验;动手能力;工程

数字电子技术课程是电气类、自动化类、信息类等相关专业必修的专业基础课,在整个大学阶段的学习中,起着承上启下的作用,是基础课和专业课之间的桥梁。数字电子技术课程旨在培养学生发现问题和解决问题的能力,而这种能力,最终体现在动手能力的提高。对在校大学生而言,培养学生实践中发现问题和解决问题的能力,最初就来源于实验课程。所以,数字电子技术实验课程责任重大。中北大学电工电子实验教学中心属于国家级实验教学中心。一直以来,电工电子实验教学中心在校院两级领导的支持下,无论在软件还是硬件设施建设方面都取得了巨大的发展。实验教学目标逐渐从“基础实践教学”到“工程创新能力培养”层次。实验环节分为基础性实验、提高性实验、综合设计性实验三个阶段,不断提高学生的工程实践能力和创新能力,培养动手能力强、创新能力强、适应经济社会发展的高质量工程人才[1]。

1创建新型数字电子技术实验课程教学体系

数字电子技术课程一般设置在本科二年级第二学期或者本科三年级第一学期,同学期学习数字电子技术实验课程。这个阶段,学生并没有接触专业课,数字电子技术是基础课到专业课的一个转变,所以这一阶段学生的学习,需要循序渐进式地从理论到工程性进行,不能一蹴而就。目前开设的电子技术实验课,很多为验证实验,在实验箱上按照教师的指令去操作,观察实验现象。这一类实验,可以很好地让学生对所学理论知识有一个感性的认识,但它同时也对培养学生的工程实践能力存在不足,所以需要提高性实验,让学生很好地认识到所学理论知识的应用性。而改革之后新加入的数字系统设计为综合设计性实验,能培养学生工程实践能力。改革前实验学时及属性,表2为改革后的实验学时及属性。改革后的实验教学内容,压缩了验证性实验和提高性实验的学时,增加了数字系统设计。实验教学的改革,能培养学生掌握复杂数字系统的设计方法和自顶向下分层次模块化的设计方法,巩固对组合逻辑和时序逻辑电路设计方法的学习,提高综合运用理论知识解决实际问题的能力,提高创新能力,但并没有减弱验证性实验和提高性实验的作用。

1.1验证性实验

数字电子技术实验课目的在于培养学生在电子设计和制作方面的能力,良好的基本功是必要的。验证性实验的内容以基本门电路和触发器为基础,培养学生扎实的基本功。这一类型的实验,教导学生认识常用元器件,电路连接方法、装配方法,基本电子电路工具的使用以及相关电子仪器的使用。具体来说,改革后数字电子技术实验课程的验证性实验包括:TTL门电路、集电极开路门和三态门逻辑功能及参数测试、触发器实验。这些实验用4学时完成,所占实验学时较短,只是让学生认识一些集成芯片、会使用多种常用集成门电路和掌握若干基本电路的设计和装调,之后可以进行提高性实验。

1.2提高性实验

提高性实验是在学生认识一些基本门电路和掌握一定的电子技术知识之后,由任课教师指定大部分元器件,提供大部分电路图,从最基本最典型的单元电路的设计开始,逐步加深和扩展。提高性实验包括:SSI和MSI组合逻辑电路设计与实现、时序逻辑电路实验、计数器实验(EDA实验)、555定时器应用实验、A/D与D/A转换器实验。这一类型实验在12学时完成,为总学时一半,所占实验学时较长。在这一阶段,由教师指定一些具有综合设计性实验的题目,指导学生对题目进行分析研究。以交通信号灯控制系统设计为例,学生通过观察交通信号灯的工作过程,思考一些问题:交通信号灯的一个周期包含哪几种状态?交通信号灯从一个状态到另一个状态,转换的条件是什么?以现有的知识,设计一个实现方案。然后把综合设计性实验分解在各个提高性实验中完成。对提高性实验而言,如同堆积木一样,先对它分解,先单独设计装调与实验研究一个个模块,而这一个个模块,就是提高性实验的内容。如交通信号控制系统设计则是由指示灯显示模块、初始值控制模块、系统初始化模块、状态计数器模块、时间计数器模块、秒脉冲模块等组成,这些内容分散在组合逻辑电路实验、时序逻辑电路实验、计数器实验和555应用等实验中。利用计算机进行电子线路辅助设计可以缩短设计周期,提高设计的可靠性、经济型。在这个阶段,让学生学会一种数子电子技术的EDA工具软件,对电路进行设计、调试,为综合设计性实验的学习打下基础[2]。

1.3综合设计性实验

综合性实验共8学时,所占实验学时较重,这个实验阶段,把学生3人分为一个小组,以小组的形式进行。综合性实验分为三个阶段进行,第一阶段建立系统概念,在实验课初期进行;第二阶段设计各个模块,在提高性实验中进行;第三阶段构建系统,在提高性实验完成后进行。在综合设计性实验中,各个模块的实现,已经分散在提高性实验中进行,电路基本功能的实现,只需要将前面做过的一些功能电路,进行组合与装调,直到实现较为复杂的小型电子线路系统,这为一种方法。学生也可以根据自身情况,采用PLD器件实现。接着教师指导学生分析现有系统结构的优缺点,提出改进方法,尝试其他设计方法,或增加新功能。最后撰写报告,进行答辩。在综合设计性实验阶段,教师为指导者,把自交给学生。在此过程中,学生可以初步掌握中等规模电子线路设计方法,摸索探索性学习方法,并培养团队合作精神和良好的沟通协调能力[3]。为配合学生实验,实验教学中心在这个阶段实行全方位开放,配备专职实验指导教师。综合设计性实验内容鼓励学生也可自选有研究价值的科研题目,还可以根据教师的科研项目,利用实验设备在实验室进行实验,使学生得到更多工程实际锻炼,有效提升了实验课的价值。

2改革考核方式

对数字电子技术实验的考核也进行了改革,验证性实验共10分,提高性实验共50分,数字系统设计共40分。各个实验都必须写预习报告和实验报告,预习报告包括设计方案、硬件原理图、软件流程图,实验报告包括调试中遇到的问题、解决方案以及心得体会等[4-5]。验证性实验和提高性实验的分数中,预习和操作各占一半。数字系统设计实验,要注重培养学生的动手能力、工程实践能力、运用理论知识解决实际问题的能力、团队合作能力和总结表达能力等。数字系统设计共40分,包含内容比较多,分数分配如表5所示。以交通信号灯控制系统的设计为例,电路搭建共15分,其中各模块测试成功每模块1分,共8分,系统整体测试成功7分。设计创新性共10分,其中按整体电路验收顺序,独立设计为5分,前1~2名且没有雷同为5分,2~5名为4分,6~13名为3分,其它1分;拓展设计或新增功能共5分,按照可行性、使用性、经济性酌情给分。系统电路整体仿真共5分,若部分完成仿真,酌情给分。实验报告视书写规范与完整程度给分,共5分。最后教师听取学生答辩,包括对课题设计的说明、课题前景的调查和论证,以及设计电路的功能实际情况,共5分。考核时鼓励学生发表独到的见解,做出性能独特的实验作品,这种考核方法能够尽可能全面的考察学生的各项能力,督促学生有意识地加强工程实践和创新能力的锻炼[6]。

3实践效果

改革后的数字电子技术实验课程,与以往常规实验课程相比较,优势主要在于对学生工程能力和创新能力的培养。实践表明,通过对复杂数字系统自顶向下分层次模块化、循序渐进由易到难的实验过程,使学生建立起相关的知识体系,在发现实际问题和解决实际问题的过程中,学会对工程问题的研究学习,锻炼学生协作技能,体验工程实际问题的解决方法,为以后的工作打下扎实的基础,这是传统实验课程所不具备的[7-8]。改革后的实验课程在教学实践中,验证性实验和提高性实验一般学生都能在教师指导下实现。综合设计性实验中,以交通信号灯控制系统作为综合设计性题目为例,采用中小规模集成电路实现的学生占总数量50%左右,其他学生采用PLD实现。综合设计性实验最后能完全实现的学生在60%左右。综合设计性实验包含了数字电子技术课程的大部分内容,在实现的过程中,学生又熟练掌握了EDA设计,对于培养学生成为适应电子技术发展的卓越工程人才具有重要意义[9-10]。

4结语

综上所述,数字电子技术实验课程的改革与实践,改变了传统教学中教师指导学生严格按照实验指导书的操作步骤,一步步进行操作实现的教学方法,让学生在掌握基本门电路和集成触发器等常用元器件的基础上,先对综合设计性实验进行分析,建立系统概念,接着设计各个模块,提高学生对电路的认识,最后构建系统,分组合作进行,实现系统电路,撰写实验报告,进行答辩。整个实验过程,循序渐进、由易到难、自顶向下分模块进行,让学生学会对复杂数字系统分析,调动学生的学习兴趣,使学生专业基础扎实、洞察力敏锐、自学能力强及培养团队合作能力,提升了数字电子技术实验课程的价值,为学生工程能力的培养打下良好的基础。

作者:薛英娟 单位:中北大学信息与通信工程学院

参考文献:

[1]李祖明,胡仁杰.培养学生的工程实践能力和创造力[J].电气电子教学学报,2008,30(6):56-57.

[2]刘宏,曾璐,曾东红.面向卓越工程师教育培养的电工电子实践教学体系研究[J].实验室研究与探索,2012,31(7):358-360.

[3]谢自美.电子线路设计实验测试[M].武汉:华中理工大学出版社,2000:17-20.

[4]雷万忠,季宝杰.电气信息类工程实践教学体系的构建[J].实验室研究与探索,2011,30(6):332-335.

[5]苗淑杰,须莹,刘柏森,等.“卓越工程师”人才培养模式下的实践教学体系研究与实践[J].时代教育,2012(10):8-9.

[6]郑冰,方华丽.《数字电子技术》课程项目化教学改革[J].广西轻工业,2010(7):139-140.

[7]孙振忠,陈胜贵,钟守炎.面向卓越工程师的企业工程实践培养模式[J].实验室研究与探索,2012,31(8):285-288.

[8]俞前.强化本科生科研能力,培养求是创新性人才[J].实验技术与管理,2009,26(7):22-23,27.

电工电子电路设计报告范文5

关键词:励磁;转子;接地;定值

5月29日生产运行部反映ECS监控机有频繁报警,检查电气控制室ECS监控机、16米电子间ECS监控机、#13机CSC306D保护器等报文情况判断为#13机转子一点接地发信。检修人员检查大轴接地碳刷情况;#13机停机检查转子接地回路绝缘情况,发现是回路电缆绝缘损坏造成接地,进行绝缘处理。开机后正常。

1 保护发信经过

2014年5月28日9:23#13机并入系统。报文显示情况如下:

①电气控制室ECS监控机 频繁报“#13机保护告警音响 动作”、“#13机保护告警音响 复归”报文。

②16米电子间ECS监控机 “遥信”报文频繁出现,“保护告警”报文只在5月28日#13机开机并列期间出现一次。16米电子间ECS监控机与GPS系统时间滞后44分钟。

③#13机CSC-306D保护器 CSC-306D为数字式发电机保护装置,频繁出现“转子接地低定值段”及电阻值报文。在主画面显示中的Rg为转子接地电阻值,显示偏小。正常时的Rg显示为:

2 检查处理

2.1 检查转子一点接地保护定值,CSC-306D保护器上Rg显示已低于低定值段接地电阻5 kΩ,保护发信正确动作。

2.2 检查#13机接地碳刷情况,进行了清扫、更换。

2.3 检查测量 正极对地电压为0V,负极对地电压为70V,正、负极之间为70V,初步判断为正极接地。当天晚上#13机停机检查转子回路、测量绝缘,发现转子测量碳刷至接线盒处的电缆有破损,进行了绝缘处理。机组运行正常。

2.4 无刷励磁介绍 无刷励磁机是一种小型的交流发电机,其励磁电路安装在定子上,而电枢电路安装在转轴上。励磁发电机输出的三相交流电经过同样安装在电机轴上的三相整流电路整流成直流后,再送入主励磁电路中。通过对励磁发电机的较小直流励磁电流(在定子上)进行控制,就可以调整主发电机的励磁电流二省掉滑环和电刷。

2.5 转子碳刷介绍

2.5.1 转子测量碳刷的作用 山东济南发电设备厂《8JS.461.399 WX18Z安装说明书》中介绍:“3.6.6为了检测转子绕组的对地绝缘情况,转子励磁机端设有两个带电刷的测量滑环。将线直接接到发电机检测设备上,在运行中可检测转子绕组的对地绝缘。”

2.5.2 大轴接地碳刷的作用 ①消除大轴对地的静电电压:发电机在运行中大轴受漏磁作用,产生悬浮电位。在悬浮电位的作用下,必然对轴瓦击穿放电,对轴瓦造成电击侵蚀,同时使油劣化进一步恶化轴瓦的运行环境。②供转子接地保护装置用:如果转子发生绝缘损坏,同转子短接,如果没有接地碳刷的作用,很难检测转子的一点接地,更难避免发生多点接地的造成层间或相间短路。③供测量转子线圈正,负极对地电压用。

2.6 CSC-306D转子接地保护介绍

2.6.1 转子接地保护原理

转子一点接地保护反应转子对大轴绝缘电阻的下降。采用“乒乓式”变电桥原理,其设计思想是:通过电子开关S1、S2轮流切换,改变电桥两臂电阻值的大小。通过求解三种状态下的回路方程,实时计算转子接地电阻和接地位置。

保护的动作判据为: Rg < Rs (1)

式中:Rs为接地电阻值,分两段,高定值段为灵敏段,仅发信;低定值段可发信也可出口。

切换开关采用最新的MOSFET电子器件,具有切换速度快和使用寿命长的优点。保护对切换开关S1和S2有良好的自检功能。此外变电桥式转子一点接地保护与接地点的位置和励磁电压大小无关,在转子绕组任何地点发生接地故障时,均具有很高的灵敏度。

3 转子接地发信分析

通过动作报文、动作发信内容分析此次保护动作。

3.1 动作报文分析 ①#13机保护装置CSC-306D发出“转子接地低定值段”时,“保护运行”绿灯常亮,无其它信号灯亮,仅有报文显示,没有引起检查人员的重视。②ECS上的显示报文比较见表一。从显示内容看为装置总告警报文,即装置任一保护的告警均出此报文。没有具体的保护告警内容,不便于人员查看。

3.2 保护动作发信分析 转子接地保护主要是反应转子对大轴绝缘电阻的下降。其回路包括转子线圈、转子测量碳刷及其回路接线、CSN-3直流分压装置等。此次转子接地是由于转子测量碳刷的连接线至接线盒处发生电缆绝缘破损、与地接触造成,反映的是接线回路的绝缘降低情况,非转子线圈本身绝缘降低。

4 改进措施

4.1 信息档案管理站将对#13机至ECS系统的报文进行梳理,完善。此项工作在机组检修期间进行,同时也将对#4机组的报文进行检查。

4.2 技术人员加强业务学习。其它保护的动作报文应熟悉、理解。保护回路接线应熟悉。

4.3 整理、完善、正式印刷一版#13机、#4机组相关电气二次图,供现场使用。

4.4 建议生产运行部在ECS出现报文后,及时检查相关设备、确认报文动作及内容,联系生产技术科、信息档案管理站等部门检查、分析、处理。

参考文献:

[1]四方公司CSC-306说明书.

[2]许正亚.发电厂继电保护整定计算及其运行技术[M].中国水利水电出版社.

电工电子电路设计报告范文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。