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电子电路教学设计范文1
关键词 微波电路；教学实践；教学效果
中图分类号：G642.4 文献标识码：B 文章编号：1671—489X（2012）30—0056—02
1 课程特点
微波电子线路课程是一门研究在微波频段工作的电子器件及其电路组成的专业基础课。微波电子线路一般泛指构成微波系统中各种功能模块的元器件与电路结构，也称为微波有源电路。随着微波半导体材料技术和工艺水平的发展，先后出现半导体二极管、砷化镓金属半导体场效应管、PIN二极管和变容管等微波半导体器件，并在微波系统中获得广泛的应用。这种以半导体为核心组成的微波电子线路称为微波固态电路。在微波半导体器件发展的同时，又研制出微波混合集成电路（MIC）和单片微波集成电路（MMIC），同时，低噪声集成电路、大规模和超大规模微波集成电路发展迅速，中功率微波发射机实现固态化，但是大功率微波振荡和放大必须依靠微波电真空器件，比如行波管、速调管、磁控管等。这些微波器件在雷达、通信、导航、卫星地面站等得到广泛应用。
微波电子线路课程所学习的内容具有应用广泛、技术难度高、内容更新较快的特点，这要求微波电子线路课程的教学要不断地探索和研究，以适应微波频段电子装备教学和工作的需要。
该课程的学习可以采用微波技术的分析方法，从电磁场的角度去分析，但是比较复杂；也可以等效成电路去分析，这是习惯的分析方法，在分析过程中做一些等效和近似在工程上是允许的，是不影响本质的。学习过程中强调物理概念原理分析、重视实践能力的培养以及最新技术发展在课程中的体现。教学方法体现启发性，重视知识能力、素质的协调发展，注重实践能力和创新能力的培养。
2 教学内容设计
根据人才培养方案的要求，该课程教学时间为30大纲学时。依据该课程的课程标准、课程设计，理论教学20学时，实践学时10学时；授课方式上采用理论和实践相结合的教学方式，理论教学上突出岗位任职所需的基础理论，借助实际微波器件的应用介绍，分析微波电子器件和微波设备的发展前景。通过边讲解边实践的方式，加深学员的理解。
具体进度：为了方便学习和知识的交流，首先对微波传输线理论和其他微波无源元器件组成微波无源电路进行回顾复习；对微波无源器件及等效电路，简要介绍一下微波电抗元件、连接元件、终接元件、衰减器和移相器、阻抗匹配器和变换器以及定向耦合器、微波滤波器谐振器、微波铁氧体等的特点和运用。
对微波有源器件分4个模块进行学习。
第一个模块的内容是微波频率变换器（混频器），主要介绍频谱搬移的原因、原理及工作过程。采用数学的方法对频率变换的原理进行定量分析，并结合实际的频率变换电路进行讲解。进而介绍微波混频器件即微波二极管工作原理，重点分析微波混频器的特性和主要技术指标，介绍各种微波混频器的工作原理，最后讨论微波混频器的镜像回收。
第二个模块内容是微波晶体管放大器，主要介绍微波晶体管低噪声放大器。与低频放大器相比，微波放大器是采用S参量作为分析和设计放大器的主要网络参数，说明S参数（分布参数）与集总参数的区别、微波双极型晶体管低噪声放大器和微波场效应管低噪声放大器设计方法、使用特点与应用场合，讨论以双极型晶体管放大器为主。
第三个模块内容是微波控制器件与微波控制电路。微波控制器件是组成微波控制电路的重要部件，主要讲述微波控制电路及其应用，包括微波开关、数字移相器、电调衰减器、微波调制器及限幅器等。微波控制元件有微波半导体器件和微波铁氧体器件，重点内容是微波PIN二极管的原理及其组成。
最后一个模块内容是微波电真空器件。尽管近年来微波半导体器件得到迅速发展，微波电真空器件仍然有存在的必要性。主要介绍三大电真空器件即磁控管、速调管、行波管的结构、工作原理和应用特点。
3 教学方法设计
教学改革的核心是教学方法的改革，教学方法要体现在整个课堂教学过程中。在教学方法上，基于任职教育学员底子薄、基础差、学习水平参差不齐的现状，力求避免单纯的注入式，改用启发式、讨论式、答辩式的教学方法。将课堂讲授、课内讨论、课外自学、技能训练等合理结合，把教学过程分为课题引入、设疑激学、讲练结合、精选例题、总结巩固等环节进行教学实践。课题引入阶段尽量由设计实例或工程实际问题引入课题，即在介绍一些重要章节前，列举一个设计实例或工程实际问题，通过分析、设计，引入相关知识和理论，等学员的兴趣被调动起来，并产生诸多疑问时再进行内容讲解。而有实验条件的内容要争取进行现场教学，讲练结合。即将课堂讲授与技能训练合理结合起来，有些教学内容可以安排在实验、实训中进行，边讲边练，讲练结合。边讲边练主要用于介绍微波电路工作原理后，由学员对电路的功能及外部特性进行测试；讲练结合则是由学员根据微波电路的功能对电路进行测试后，由教师和学员对测试结果进行讨论，归纳总结，以加深对理论的理解。这样，将教学过程放在实验、实训中，有利于学员实现由感性到理性的自然过渡，在边学边练中更深刻地领会所学知识，在头脑中建立起理论与实际的联系，使学员逐步提高学习能力和实践技能，引导学员将基本理论、基本分析方法应用于解决实际问题。
4 考核方式设计
该课程的教学以提高学员的综合能力素质为最终目标，考核方式采用对教学全过程综合评估，具体考核环节包括4个环节：课堂表现、实验成绩、创新能力和课程结束考试。在4个方面进行加权，综合评估后得出学习成绩。
1）课堂表现：根据学员的课堂表现进行评价，包括学员功能的积极性、互动性、课堂回答问题的质量等。重点考查学员学习态度、课堂表现等情况。
2）实验成绩：实验环节的定位在于使学员加深对理论的理解和增强实践能力。通过观察学员实验的科学性、规范性，根据实验科目的完成情况进行评价。
3）创新能力：由于微波电子线路是一门实践性很强的课程，创新能力通过学员的小制作和参与科技创新活动等情况来评估。考核重点在于学员对理论知识的掌握以及相应的实践能力。
4）课程结束考试：课程结束考试主要考查对微波器件、电子电路的理论知识的理解掌握情况和综合应用能力。
5 教学效果分析
微波电子线路课程已经在雷达、通信等专业的多个教学班进行讲授，从教学效果来看，学员对微波电子线路的有关理论有了深入的认识，顺利地从集总参数的低频电子线路跨入分布参数的微波器件和微波电子线路的分析运用，实验技巧、动手能力得到锻炼和加强。存在的问题主要是有的课易放难收，学员在讨论中思维纵横捭阖，天马行空，致使教学任务完不成；课堂教学的内容丰富了，学员的基础知识掌握得又不够牢。但总的说来，收获总是多于问题。该课程教学设计的实施培养了学员的创新精神和多元化思维，学员的成长与进步非常显著。
参考文献
[1]周道雷.任职教育理论与实践研究[M].北京：军事科学出版社，2009.
电子电路教学设计范文2
关键词：电子电路设计教学；软件实际应用
随着计算机技术的发展进步，计算机软件的开发应用发展空间也越来越广阔。计算机软件对于电子线路设计而言，其重要性不言而喻，可提供给电路设计更合理的参数方案，无论是教学应用中亦或社会应用中，均占有极高的比重和地位。目前，已有诸多设计者在设计和研究电路的过程中，利用电脑仿真技术来分析调试电路设计，充分证实计算机软件是实现电子电路设计的关键工具。
一、电子电路设计教学和计算机软件的发展现状
在计算机技术迅猛发展的当前，几乎任何行业的发展都离不开计算机软件的开发利用，特别是电子电路设计领域，应用各类计算机软件进行电路设计既快捷便利，又能有效验证电子线路的功能及连接。而随着计算机软件的普及应用，其类型功能等越来越完善，也得到了广泛的认可。在实际的电路设计中，无论设计亦或搭建线路，都需要电路图绘制、结构调动、电路及元件设计等电子领域共同参与，这就表明需要用到的计算机类型也不尽相同，也是促进计算机软件完善发展的内在动力。
目前，我国大多数高校开设的电子电路设计课程主要以“理论+实践”为主，这种课程模式提供给学生学习电路设计更广阔的发展空间。而使用计算机软件辅助教学，让学生掌握软件使用方法，可利于学生通过软件工具设计电子电阻，搭建和调试其线路。在电路设计教学中应用辅助软件，最具有代表性的实例即模拟电子技术实验教学，其不但能使学生获得基础性知识，通过课堂的实践练习更加深入认知电路设计和仿真软件应用，也可在课程后期实践中，更进一步融合电子电路知识与软件知识。从这个角度来看，进行电子电路教学，对电路设计结合计算机软件意义非凡，也是我国电子电路技术发展的基础前提。
二、电子电路设计教学中辅助软件的应用
（一）Portues软件的应用
目前，在电子电路设计的教学中，Portues软件的应用较为普遍，此软件具有强大的辅助设计功能，作为仿真教学软件之一，在科技水平大幅度提高的今天，逐渐受到电子电路专业师生的青睐。Portues软件的应用需通过在界定页面演示后，根据仿真实验结果所得结论制定或优化相关解决方案。这种仿真模式能提高软件利用效率，得出一系列仿真波形和图像，实现更深入的修改。通常来说，在传统的设计过程中，设计者需要将初始的原理图做成实际测试版进行调试，发现问题后，需要进行电路板的修改和完善。使用该软件则可避免这一环节，只要通过该软件就能分析原始电子电路设计，并自动生成其研究结果。从这个角度来说，该软件具有操作便利、功能全面的优势，并及时调整电子电路设计过程中产生的数据，在学生实训实验的过程中，也有利于解决电子电路设计教学中的问题。同时，该软件的检测手段更科学，可完全取代传统落后检测模式，且能够大大降低实验成本，对提高教学效率减少设计时间作用巨大。
（二）CAD软件的应用
CAD软件在电子电路设计教学中的应用，与其他软件相比具有研究不同图像的特点，在教学中应用相对广泛。而在电子电路教学不断发展的今天，该软件不但有利于电路制图，也有益于核算相关数据和绘制几何图形。教师在利用该软件进行电子电路设计教学时，可根据电子电路设计类型的不同，展示不同设计的方案及措施。而且，学生利用该软件进行实践，可了解到电子电路设计中的各种问题，并更便捷快速地解决面临的问题，使学生在实践中不断累积经验，提高自身动手能力及解决问题的能力，进而避免这些问题对教学的干扰。另外，CAD软件本身拥有元件整理库，故能在教学中设置电子电路设计的相关元件，还能直接及时地给出解决电路设计中所存问题的方案。在教学中利用该软件辅助，可有效减少制作原理图像的时间，使学生深刻记忆制作设计的图像。但需要注意一点，即教师要详细说明模拟元件与真实元件的区别，以免学生在实践操作中受到不安全因素的威胁。
（三）EWB软件的应用
EWB软件是技术型仿真软件，其中涉及大量高科技元件与电路模型。从仿真软件角度来说，EWB软件的使用功能十分强大，能够进行整体的电子电路分析，并可提出相关问题。该软件与其他软件相比，更具适用性，可以实现不同的电子电路设计。因此，当教师利用该软件辅助教学时，应注重强调其不同所在，既要让学生充分利用软件主要功能，也要了解相关拓展功能。例如，系统的扫描分析电子电路形式时，该软件在仿真各种函数的同时，也可模拟电路生成。另外，在学生利用软件中涉及的高科技元件和功能完善原始电子电路设计的过程中，教师应详细地向学生介绍并解释相关软件的生成，以确保学生能够全面掌握软件使用方法，进而开展高效的学习。在电子电路设计中只有不断了解EWB软件，将其全面融入其中才能展现其精准程度与时效性。
三、结束语
通过上文分析可知，辅助软件应用于电子电路设计教学中，无疑是对电路设计和功能检测教学方法的最佳补充。教师在备课期间，应对各种辅助软件运用特点进行合理比较，以便择取更具备教学价值的软件进行教学，实现对电路参数的全面讲解，培养学生独到电力工程设计见地，进而为其将来就业发展奠定良好基础。
参考文献：
[1]李叶明.浅析Multisim仿真软件在电子电路实验教学中的运用[J].都市家教（上半月），2015，（4）：268-268.
[2]顾玲芙.各类软件在电子电路设计教学中的运用[J].电子制作，2013，（20）：132-132.
[3]顾学俊.分析各类软件在电子电路设计教学中的应用[J].电子测试，2015，（7）：130-131，122.
电子电路教学设计范文3
古人云“活到老，学到老”。学习伴随人的一生，一个学习者具备的基本素质是其自主学习能力。最早引入“自主学习”的Holec将其定义为“负责自己学习的能力”[1]。通俗讲，自主学习能力是由学习者自觉确定学习目标，制订学习计划，选择学习方法，调控学习过程，评价学习结果的过程或能力[2]。自主学习需要做到“四学”，即“想学”“能学”“会学”“恒学”。基于信息化条件的自主学习是指借助现代化技术及工具完成自主学习。信息化条件包括互联网、电子图书馆、学习软件(如Multisim，EWB，CAD)、音频视频、Flash等。信息化条件下的自主学习改变了以往的师生学习模式，学员成为学习的主体，教员主要以问题引导、知识顾问、技术支持、效果评价为主要任务，引导学员充分利用和开发信息化资源，将先进的信息技术和学习过程优化整合，开展自主性学习，提高教育的质和量，更好地适应新时代的要求。
2信息化条件
2.1互联网
随着信息技术的飞速发展，互联网在现代生活中越来越普及。互联网具有信息资源海量、不受时间和空间限制的特点，因此它为自主学习提供了便捷条件。利用互联网强大的搜索引擎功能，搜索学习内容、疑难问题、模拟考题等。计算机网络平台提供了一个友好的交互界面，图文并茂，静动结合，生动有趣。由于院校的特殊性，我院学员除了可以在特定地点及方便时间上互联网外，还可以查阅军网内部丰富资源。互联网改变了传统的学习方式，提高了学习兴趣，提高了学员发现问题、解决问题的能力，使学习成为一种主动、积极的过程，自主学习意识进一步加强，学员真正成为学习的主人。
2.2电子图书馆
电子图书馆以互联网为平台，主要由实地图书馆和虚拟图书馆两部分构成。实地图书馆是与传统图书馆具有一样的馆藏图书功能，资源归本单位共享；虚拟图书馆是指本馆没有收藏但是从网络系统、数据库中可以获得信息的图书馆，例如维普、万方、CNKI等电子期刊，超星、国图、阿帕比、中国军事等数字图书以及硕博论文、外文数据库等等。学习者在相应数据库进行文献搜索、下载需要的论文、书籍完成知识的自主学习与深化，多角度、多维度的学习理论，广范围、广视角的了解应用。我院电子图书馆馆藏丰富，既有实地图书馆又有虚拟数据库，为学员学习提供了资源保障。
2.3软件工具
软件工具是指能够辅助学习的工具软件，例如绘图工具AutoCAD，ProE，3DMAX等，仿真工具simulink，EWB，Multisim，ansys等，不同领域选择不同的软件工具。以数字电子技术中常用的Multisim和EWB为例(如图1和2所示)，它具有丰富的元器件库和仪表库，当学完电路理论之后，学员大部分直观认识不深入，对电路是否能够实现所讲述的功能持怀疑态度，仿真软件恰好解决了这个问题。利用仿真软件构建虚拟的电路，通过仪表及指示装置，直观形象地看到电路现象，加深对理论的理解。同时，在实际搭建电路时，为了避免资源浪费及烦琐的调试，可利用仿真软件先验证设计电路的正确性，之后再去实际搭建。目前学员具有电脑使用条件，只需安装软件即可使用，软件工具的出现为自学提供了又一个有力的条件。
2.4自主学习平台
自主学习平台可以是远程教育学习平台，也可以是根据不同科目搭建的学习平台。其作用是学员在教员的辅导和帮助下，自主使用网络学习平台，有针对性地选择各种学习资源，调整学习时间，控制学习过程，以达到学习目标。自主学习平台具有辅、开放性、自主性、重复性、交互性的特点[3]。为方便学员数字电子技术课程学习，教研室设计了数字电子技术网络课程(如图3所示)。主要包含教案、视频、教案、习题、作业、答疑、测验以及参考资料等内容。
3以组合电路设计为例，借助信息化条件培养学员自主学习能力
3.1组织流程
组合电路设计内容丰富，方法多样。课本中讲述多以分立元件设计为例讲述，为拓展学员思路，本课程安排时笔者并未加以限定，只布置了任务，学员自行完成。教员布置任务，学员以小组形式开展学习。各小组实行组长负责制，针对任务组织学员讨论、确定方案，针对不同的方案安排组员提前查阅互联网、电子图书馆、网络课程等资料；课上分工协作，不同学员按照不同方案设计实现；学员自学仿真软件Multisim或者EWB，并借助软件仿真验证设计的正确性；设计报告由专人撰写，汇总各种方案及方法并进行描述；由于时间限制，并非所有奇思妙想都能一一设计实现，因此附加了拓展环节，集思广益，学员只需描述出新思路新创意即可；最后为检验学习效果，加入答辩环节，从小组中任意抽取一名组员，回答其他学员和教员提出的问题。
3.1.1设计任务
1个主评委和3个副评委共4人鉴定某项目，当主评委不赞同，但3个副评委全部赞同项目时，裁定项目通过鉴定；当主评委赞同并且3个副评委中多数赞同项目时，也裁定项目通过鉴定。试设计满足要求的逻辑电路。你还能想到哪些器件设计方法？
3.1.2小组分配
本教学班次共计43人，4～5人为一小组。组长负责分工，一般2人设计方案，1人学习仿真软件，1人撰写设计报告，最终集思广益，拓展创新方法。
3.1.3丰富的设计方案，多样化的仿真实现
借助分立元件实现电路设计组合电路是课本中主要讲述的方法，其他方法课本中并没有专门提及。另外，仿真软件使用方法，如何仿真电路都需要学员自行摸索。但从效果分析，学员都能够通过自学或者小组互助学习方式解决上述问题。现列举几种学员的设计方案及仿真电路。
3.1.4答辩环节
为保障学习效果，笔者设计了答辩形式的督促机制。要求在设计完成后，小组内每位成员都要掌握本组设计的电路方案，随机抽取某位学员上台讲解，一旦答辩不顺利，将会影响本组学员的整体成绩。在这种指导思想下，每位学员都参与其中，组内互助，使得方案形成时，每位学员也都掌握了知识。本次课程笔者提问了第一组的一位学员，答辩过程中每当出现思路断档，整组学员的精神都跟着紧张起来，但经过思考他顺利完成此环节，并且将创新性的设计思路也一同与大家分享。从答辩过程可以看出，第一组学员的团结与协作，看到了传统课堂上无法发现的闪光点。
3.1.5设计报告
第一项设计任务，第二项设计方案，第三项拓展及心得体会。前两项旨在对整个知识的梳理，第三项作用有两点，一是学员方面，总结收获及不足，创新新思路，例如第九组写到“电路设计注意布局，图纸与虚拟实验有着本质差距”，第一组写到“一个好的团队不光有一个好的带头人，还要有一群踏实肯干认真听话、积极进言的成员”。二是教员方面，便于发现学员学习中存在的问题，调查学员对教学实施的满意度，为后续教学提供宝贵经验。例如第五组写到”开关的选择开始由单刀开关接入不工作，后经小组讨论和教员指导换为单刀双掷开关完成电路仿真”。第二组写到“课程使我们认识到数电并非纯粹的理论学习，而是课堂发挥、试验动手等综合能力的培养”“增强了我们的发散性思维，是一种能力的提升”。
4效果分析
按照传统讲授组合逻辑电路设计方法，一般学员比较容易想到教员或者课本上讲述的方法，思路禁锢到此无法跳出。时序电路设计与组合电路设计课程形成了鲜明的对比，时序电路设计任务是课后习题，教员只讲授了一种设计方法，因此学员在设计过程中多数应用了这种方法，很难扩展思路，开拓创新。而此次组合电路设计是学员没有见过的任务，教员对其没有过多的限制，因此设计方案多种多样，学员自学的潜力此刻淋漓尽致地表现出来。在网络、仿真软件等信息化条件下，学员顺利完成了本讲内容的学习。学员不仅掌握了组合逻辑电路设计的多种方法和仿真软件的使用方法，还提升了自身的综合能力。从期末考试成绩上分析，平均分79.44，其中良好及以上24人。通过设计报告的心得体会及期末成绩分析采取自主学习模式学员多数比较赞同，收获颇丰。上述事实证明只要给予适合的条件，学员有能力并且能够出色完成自主学习，同时锻炼了学员的提出问题、分析问题、解决问题、语言表达等多种能力，强化了团队协作意识，激发了创新思维。
5结束语
电子电路教学设计范文4
论文摘要：电子线路CAD技术在高职的电子信息工程技术专业中是非常重要的一门课程，在电子设计以及毕业设计中都讲用到该技术。电子线路CAD技术主要是用来绘制电路图，并在计算机上利用该绘图软件对电路进行排列，从而让设计出的电路更加的美观。本文主要是针对电子线路CAD技术在高职电子设计中的应用进行研究。
对于高职学生而言，要学习的不仅仅是专业知识，动手能力是在学好专业知识的基础上更高的一个层次，也是他们必须拥有的一种能力。在高职院校中，电子信息工程技术专业的学生经常会遇到电子设计等问题，因此，在进行电子设计的时候需要用到的很多专业知识他们是必须掌握的。而电子线路CAD技术在电路板的制作方面的应用就必不可少了。下面我们将对电子线路CAD技术在电子设计中的应用进行研究与探索，说明电子线路CAD技术与电子设计的关系以及在电子设计中发挥的作用。
1、电子线路CAD技术与电子设计的关系
随着电子技术的广泛发展以及新型元器件和集成电路的广泛应用，电路在设计方面也越来越复杂与集成化，因此，对电路的要求也越来越精密。而为了达到电路在复杂与集成化方面的要求，在制作电路的时候单靠手工的操作已经不能完成设计的目的了。所以，就产生了现在我们所用到的电子线路CAD技术。我们在电子设计过程中利用它就能达到电路所要求的精密度。
2、电子线路CAD技术在电子设计中的应用
电子线路CAD技术是使用当前被广泛应用的计算机辅助绘图和设计软件，然后结合学过的专业知识进行设计，以加快设计进程、缩短设计周期、提高设计质量等。电子线路CAD技术在电子设计中的应用主要是一下几个方面：
2.1 绘制电路图
在进行电子设计的过程中，要实现电路的功能最重要的就是编程，但是只有编程并不能完善整个设计，还需要有一个完善的电路来承载这个程序，让它实现它本该实现的功能。在电子设计中，我们一般运用的软件是PROTEL，绘制电路原理图的时候就会用到PROTEL的原理图输入功能。该绘图软件在电路原理图输入方面有着非常丰富的电子器件库，能够为我们电子设计的绘图提供所需的各种电子器件。利用该软件进行电子设计确保了电路原理图的精密度，并且绘制过程也更为方便。比如：我们在画好一个元器件后，觉得它应该放在其他的位置，则只要将它拖动到我们想要放置的位置即可。
2.2 计算机仿真
电子线路CAD技术在电子设计的应用过程中还具备运用其仿真的功能，检查电路的功能是否达到了我们所预期的功能，并且能够对一些数据进行仿真，可进一步对电路进行分析。对于PROTEL软件而言，在它的MULTISIM中有很多种仿真功能，这些仿真功能可以进行直流工作电的分析、瞬态分析、温度扫描分析、参数扫描分析、灵敏度分析、零极点分析、傅里叶变换分析、噪声和失真度分析、最坏情况分析以及蒙特卡罗分析等。在进行仿真的时候，我们首先要进行一个功能仿真，大致了解一下该电路的功能是否达到了预期的功能，然后进行数据仿真，对该电路进行具体的分析，并改正错误的地方。在进行仿真过后，分析结果一般都是以数值或波形的方式显示出来。
2.3 PCB板的设计
PCB板是PROTEL软件将电路原理图进行布线后的一种电路板。在进行PCB板的设计之前，首先要将电路原理图导入，而导入的电路原理图必须是通过仿真的，而且电路原理图中各元器件的电器特性必须与PCB板相同元器件的电器特性相同。最后，设计者就可以利用PCB板自动布线以及手动布线的功能对其进行布线。采用该软件对电路图进行布线，设计者可以先采用自动布线功能对电路进行大致的布线，然后用手动布线功能对其进行美化。这样的过程能够让电路的布线更加美观。
2.4 三维视图
在将PCB板设计好之后，在这样的绘图软件上都有三维视图的菜单，只要点击三维视图的菜单就可以观看设计电路板的三维视图。
3、让学生更好地掌握电子线路CAD技术
如上所述，掌握了电子线路CAD技术对于学生而言，可以更好地进行电子线路方面的设计工作。但在学习这一项技术的过程中，我们往往会发现学生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL软件为蓝本，介绍软件的功能、菜单等，辅以一些应用的例子。学生学习后多呈现一种临时性的记忆，即在课程中会用，考核结束后在不长的时间后就不再掌握的现象。
解决这一问题的方法以，通过实践我们认为采用类似德国职业教育所推行的以行动为导向的项目教学法为好。其基本的思路是：
(1)先整体后具体：在学习CAD技术时，先期进行总体介绍，让学生有全局的认识，打消畏难的情绪；而后开始进入各项目的的学习实践。
(2)先低频后高频：总体而言学生进入学习后应从简而繁，低频的一些电子产品其电路较之高频的简单，学习应从其中入手。
(3)先规范后异型：突出异型电路板的设计制做，其目的是让学生今后在实际工作中具有变通的能力，在CAD技术中也手工调整电路布局的精华所在。
(4)先单层后多层，先分立后贴片。此处不再缀言。
最后一点是，对于各个CAD制作的电路，不应仅停留于电脑的设计，在教学的过程中应让学生的设计成为成品。这样可使学习更为直观，并更有成就感，随之的效果是学生对学习到的技术弥久常新。当然，这种做法也会使教学的成本大幅上扬，但从人才培养的角度看，这样的投入是值得的。
4、结语
在电子设计中运用电子线路CAD技术，不仅解决了电子设计中电路原理图绘制以及功能分析和布线方面的苦难。同时，让学生通过在自主地进行一些电子设计，并在的过程中运用该技术，适于锻炼他们使用电子线路CAD技术的实际能力并有助于其真正了解和掌握这一技术。
参考文献
[1]朱洁.电子线路CAD技术在高职电子信息工程专业毕业设计中的应用[J].中国现代教育装备，2010，(15):55～57.
电子电路教学设计范文5
关键词：Protel DXP 教学探讨 教学方法
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）06（a）-0139-01
《电子线路板设计与制作》课程是高职院校电子类、自动化类等专业的一门专业基础课。对本课程的教授，我们选用protel 99这款软件的应用来讲述，最终实现对电子线路板的设计与制作。protel 99这款软件是一款将所有设计工具集成于一身，实现从电路原理图到最终印制电路板设计的全过程的应用型软件，是目前最为流行、应用最为广泛的电路设计制版软件。因此，对本课程的实现我们选用这款软件作为载体进行教授。
这门课程是一门实际操作非常强的课程。根据课程教学内容并要考虑到我院学生的特点，结合以往教学的教学经验，如何提高课堂学习效率，让学生能熟练、高效的掌握Protel 99软件的应用，并能为将来就业奠定基础，是教育教学改革需要探讨的问题。
根据以往经验我们总结出本课程在教学中存在的问题如下：
（1）教材选用不合适，内容零散，缺乏项目实例。
（2）教学中使用方法和手段太单一，学生兴趣不高，教学效率低。
（3）教师自身实际操作经验不足，直接影响课程实践教学。
（4）没有明确课程的教学目标和教学内容，不能很好的结合当地产业需求。
如何才能采取一种更贴近学生实际的职业教育教学方式，使教学技能满足学生掌握基础的理论知识和专业知识，又能掌握进入社会后所需的基本技能，同时还要结合本院学生的特点量身定做计划，成为目前面临的教学问题。因此，我们对以上问题进行分析和总结，对教学必须进行改革。
（1）《电子线路板设计与制作》教材一直以来有很多版本，但都缺乏典型项目实例的详解和分析。或者实例不够合适，内容零散，学生学了前面忘了后面。因此，在课程教学过程中，要选择典型实例，且实例选择设计应遵循由易到难、由简单到复杂的过程；要注重实际应用性，结合所学知识，让学生掌握Protel 99的基本功能以及操作方法和技巧，从而达到学以致用的目的。
因此，在对教材的选择上，我们综合考虑以上问题，最终选用电子工业出版社出版的，由孟祥忠主编的《电子线路制图与制版― Protel 99》这本教材。本教材区别于其他教材的最大特点是它对该课程的教学内容进行了调整、优化，完全采用项目的教学方法，并且引入典型的企业项目为实例进行详细的分析，打破了传统的以内容为章节导向的方式，从而改善理论知识和实践的完整性和系统性。这门课本从一开始就采用完整的案例去进行讲述，在每个章节学完后，学生都能完整的了解的整个电子线路板的设计过程，而不是零散的知识点的堆积。除了情境一讲解软件的基本操作外，情境二为三音电子门铃设计，情境三为基于单片机的电子琴设计，情境4为串行接口电路设计等案例，将所有知识点逐步放在不同案例中。案例由简单开始，每个章节逐步深入，加大难度，从实际教学效果来看，这样的教学思维能更好的调动学生的兴趣，教学效果明显提高了。
（2）虽然对于职业教育，我们不停地在改变教学方法，但传统的教学手段仍然以教师教授法为主，不利于调动学生的兴趣和积极性，更不利于学生提出问题、分析问题、解决问题能力的培养。虽然现在教学引入了多媒体课件，但传统的教学模式导致大多数教师仅仅依赖于“读”课件，导致教师对知识点讲解不透彻，更不用说去深入了解学生的学习情况，学生也没有足够的想象空间。
然而，对于《电子线路板设计与制作》这门课程而言，需要更多是实践，是让学生直接的在机房去练习，空有的理论是没有实际意义的。因此，我们通过多年的实际经验总结，将这门课程完全放在机房去讲授，做到以学生的“学”为主，教师的“讲”为辅，采用项目式的教学方法，使学生的主动参与性增强了，现场实践操作能力也得到了锻炼。采用讲解和练习相结合，做到对实例的示范性讲述完后，马上让学生进行类似操作直到掌握这个知识点为止。同时，教师要善于利用各种方式，让学生愿意听，调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣。例如，在制作多媒体PPT课件时，不仅内容要丰富，而且应该更加直观、形象、生动地展示出课程实践性的相关信息，引起学生的注意力，激发学生学习的主动性。当然，课程结束后，对学生的掌握情况要及时了解，多和学生进行沟通交流，不仅仅是单纯的解决一个具体的问题，而是要引导他们去解决学习中遇到的各种困难和问题，培养学生的问题解决能力。
（3）由于《电子线路板设计与制作》不仅仅是理论知识的学习，更重要的是实际的操作，是一门实践性很强的课程，这就要求教师不但具备扎实的理论基础，还要有实际经验和工程实践的能力。如果老师单纯按照教材的安排，进行软件的讲述和简单应用，那么，学生很难在有限的时间内熟练掌握电路板的实际制作过程。
因此，对于这门操作性很强的课程而言，教师需要掌握大量的实际经验，最好能有和企业直接合作的经验，做到理论联系实际，才能提高自己的专业素质，才有可能充实课堂教学的内容，从而提高教学质量。
（4）我们是高职院校，自然，教学目标和本科院校有所不同。我们要非常清楚职业院校的教学目标和教学内容，才有可能做到有的放矢。高职院校教育主要培养的是技术应用型人才，在教学实践环节中，要以应用、就业为导向，要不断提升学生的动手能力、基本技能和理论知识水平，这也是提高高职院校学生职业技能的重要手段。
对于《电子线路板设计与制作》这门课程来说，更要注重对实际动手能力的培养，让学生通过对Protel 99这款软件的学习，掌握对原理图的绘制和对印刷电路板的整个制作流程。教学结束后，学生要能独立的实现电路原理图和印制电路板的设计，为以后的学习和工作奠定基础。同时，本院处在一个电子产业非常发达的地方，那么对于这方面的人才也是非常急需的，所以，我们应该以就业为导向，使培养出来的学生只要掌握一门技能，就能很好的就业。
《电子线路板设计与制作》是一门操作性很强的课程，我们通过长时间的经验积累，发现问题，解决问题，通过不断的调整、改善教学方法，让学生对这门课程的学习更有兴趣，使得学生能真正的提高自己的知识和技能。
参考文献
[1] 陈峦，马小洁，姜波.基于工程项目开发实践的专业课程教学改革[J].教育研究，2009（1）：132-133.
[2] 曹红英.《Protel DXP》课程项目教学法探索[J].开封大学学报，2011（1）：79-80.
电子电路教学设计范文6
【关键词】数字钟;单面板;自动布线结合手动布线
1.引言
随着电子技术的飞速发展和印制电路板加工工艺的不断提高，对印制电路板设计要求也越来越高[1]。快速、准确地完成电路版的设计对电子线路工作者而言是一个挑战，于是各种电子线路辅助设计工具（EDA）应运而生，最常用的三款辅助电子线路板设计的软件是Protel软件、Cadence软件和PADS软件。Protel主要经历了Protel 99 se，protel DXP，Altium designer几个版本的升级演化，由于其软件入门快，集成度高，当之无愧地成为学习PCB设计的首选软件。当前中职、高职或大学普遍用于教学的是比较成熟的Protel DXP 2004 SP2版本的EDA软件。本项目就是采用Protel DXP 2004 SP2进行电路设计的。
《电子线路板设计与制作》是我院电子信息工程技术等专业核心课程。该课程采用项目化教学方式，通过音频功率放大器、基于单片机的交通灯、数字钟、数据采集器、单片机综合开发板5个复杂度由低到高的项目电路设计和制作，使学生熟练掌握Protel DXP 2004SP2的原理图、原理图库、封装库以及PCB编辑器使用方法，并能在实验室用“热转印”法制作单面板、“雕刻机”制作双面板。“数字钟”电路是整个课程的第三个教学项目，其复杂程度适中，综合性、实用性、趣味性较强，且该项目是学生同学期学习的课程《电子技术（数字电路）》中需要分析和调试过的典型项目，学生需要通过本课程完成电路板制作，再用于《电子技术（数字电路）》课程学习。
2.“数字钟”项目介绍
数字钟电路原理图如图1所示。该电路是一个以数字形式显示时、分、秒的电子钟，有校时和正点报时功能。电路由秒脉冲产生模块，时、分、秒计数及显示模块，校时模块和正点报时电路模块构成。电路中，拨动开关S1、S2、S3分别用于选择调整时、分、秒显示，拨动开关S4用于控制脉冲加1，蜂鸣器则会在正点发出4低音1高音的间断声响，进行整点报时。
数字钟电路由于用到的数字芯片较多，连线相对模拟电路要复杂，所以在教学或者实验中，其PCB设计多采用“自动布线”布“双面板”。这种设计方案用于数字钟实验无可厚非，但用于PCB设计教学还是有一定的局限性：第一，在实际的企业应用中，为了满足电子工艺、抗电磁干扰等方面的需求，常常要求PCB设计者采用全部或部分“手动布线”，而传统的教学设计中，往往将手动和自动布线单独在不同的电路中介绍，且所选电路都比较理想，学生很容易布通，学生往往为求简单直接采用 “自动布线”，也体会不到“手动布线”的必要性;第二，传统的教学设计中，往往只要求学生完成PCB设计，学生在学习中体会不到PCB设计对电路板制作和功能实现的影响。
本项目则要求学生不仅完成数字钟电路PCB设计，而且要在实验室制作出电路板并完成电路焊接，检验电路功能，学生在电路设计中就不得不考虑实际制板的条件，并能针对制版和焊接要求，对PCB进行必要的优化调整。出于实验条件限制（实验室仅能采用“热转印”法制作单面板），学生需要设计数字钟单面板，在设计“单面板”的过程中，发现自动布线无法布通电路，手动布线耗时费力，可不可以将两种布线方法结合起来进行呢？笔者通过反复尝试，给出了一种比较利于教学的手动和自动相结合的数字钟单面板设计方案。
3.“数字钟”单面板设计方法
3.1 原理图设计
（1）按照图1绘制数字钟电路原理图，根据表1所示的元件报表设置元器件属性。
（2）编译工程并检查电气连接，根据这些错误信息就可以方便地对原理图进行修改。直到没有错误产生[2]（见表1）。
3.2 尝试PCB自动布线
（1）本项目设定两层板尺寸宽×高为170mm×130mm，物理边界与电气边界重合。
（2）加载网络表。
（3）通过选择、移动、翻转元件等操作来实现手工布局。布局后的 PCB如图2所示。对数字钟电路布局时要综合考虑各方面的因素，以便于后面的布线：①依据信号流向“从上到下、从左到右”的原则。②符合电路原理性特点，如数码管时、分、秒的显示。③调整元件位置，使元件之间的连线尽量简洁。
（4）PCB优化调整：为了方便接下来的制版，我们常常要将通过加载网络表装入的元件封装进行调整。这里，我们采用全局修改的方法将部分焊盘做加大处理，使得焊盘直径不小于1.5mm，并将贴片元件U15（7404）放置于底层（BottomLayer）。
图2 元件布局后效果
图3 单面板自动布线效果
（5）自动布线：设置布线宽度为0.5mm，布线层次勾选底层“BottomLayer”。选择“自动布线”“全部对象”菜单命令，执行自动布线[2]。可得到如图3所示结果。显然，由于电路比较复杂，采用单面板自动布线布线很难布通。所以我们采用自动和手动结合的方法布线。
3.3 自动、手动结合布线
（1）备份原理图：先将完整的电路原理图文件复制一份在项目文件夹中。
（2）删除部分导线：删除原理图中比较复杂的一些电路连接。如何选择需要删除的导线呢？我们可以通过分析电路原理图的走线和PCB布局后元件之间的“飞线”，观察自动布线时计算路由的情况来选择。
具体可以根据以下几方面因素选择要删除的导线：
（1）原理图中与很多元件都有连接，且范围跨度大的元件导线。
（2）PCB布局后，与多个元件间有飞线，且交叉线多的元件导线。
（3）运行自动布线后，计算路由耗时长且无法布通的元件导线。
根据以上几个要素，选择删除U9、U10、U16、U17、S3部分引脚的导线。如图4所示，图中粗线标注的为准备删除的导线。
图5 简化电路后的自动布线结果
图6 重新加载完整原理图后的网络连接
（4）加载网络表：删除导线后，再在PCB中加载一次网络表，系统会根据原理图的变化，移除所删除的电路连接，电路就会变得相对简单一些。
（5）自动布线：执行一次自动布线，可以完成所有连接的布线，如图5所示。
（6）追加完整版电路原理图，并加载网络表：删除当前项目的原理图，再将原来备份的完整的电路原理图追加到当前项目。然后在PCB中加载一次网络表，系统会把之前被删掉的连接关系添加进来，可得到如图6所示的结果。
图7 手动放置跳线后的结果
（7）手动布线：根据图6中的飞线连接，手动放置跳线。得到如图7所示电路图。关于手动放置跳线的要求有以下说明：①手动放置跳线的过程实际是将“底层单面自动布线”未完成的部分连接通过放置焊盘和顶层导线来完成。这些手动放置的焊盘会在单面制版时完成，而顶层的导线需要人工焊接跳线。②放置跳线的过程不可避免的要调整其他已布线路，使得顶层所放导线尽量直且短，以便于后续焊接。③图7所示的放置结果只是一种参考方案。设计者可根据自己电路的情况自行放置跳线，并不断优化调整。
4.总结
本设计为保证《电子线路设计与制作》项目化教学有效的开展，提出了一种自动、手动布线相结合的数字钟单面板设计方法，恰当地整合了教学知识点，并拔高了布局布线难度，增加了技巧性应用，从而突出了电路布局和布线在整个PCB设计中的重要性，通过实际的教学实施，学生能够掌握自动、手动布线的方法，更重要的是，体会到PCB设计与电路板制作和调试间的密切联系，这将对他们后续项目的学习乃至今后的岗位工作产生积极的影响。
参考文献
[1]司慧玲.基于Protel的数字钟双面电路板设计[J].北京：电子设计工程，2012，20（23）：41-43.
[2]孟祥忠，王静，吴荣海，郑文斌.电子线路制图与制版[M].北京：电子工业出版社，2009.
