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电子电路设计与实践范文1
关键词 电路与电子技术；教材建设；网络实验教学平台
中图分类号：G642.423 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)06-0128-02
Construction and Research on Experimental Textbook in Circuit and Electronic Technology//Chen Juan1,2, Zhong Yongyan2, Sheng Suying2
Abstract On the basis of original experimental instructions and material，the experimental textbook of circuit and electronic technology has been issued according to the invocation of teaching content and methods. This essay introduces the characteristics of the textbook，analyses and expounds the system of the textbook，introduces how to use this textbook combined to network experimental teaching platform，and the use of effects are summarized.
Key words circuit and electronic technology; construction of textbook; network experimental teaching platform
Author’s address
1 Nantong University Xinglin College, Nantong, Jiangsu, China 226019
2 School of Electric Engineering, Nantong University, Nantong, Jiangsu, China 226019
实验教学是影响工科人才培养质量的重要因素，一本好的实验教材则是提高实验教学质量的基本保证。南通大学电工电子实验中心自创建以来，本着厚基础、重引导、强能力、求创新的实验教材建设理念，自编实验指导书和讲义多部。经过一线骨干教师的多年教学实践及总结，结合电路与电子技术教学改革，利用建设省级基础课实验教学示范中心的契机，不断完善原有实验指导书和讲义，其中《电路与电子技术实验教程》已于2009年7月由电子工业出版社出版[1]。
1 教材特点
教材总结多年实验教学的经验，坚持“以基本能力训练为基础，以综合素质培养为核心，以创新教育为主线” 的指导思想，具有下面一些特点。
1.1 满足不同层次的教学要求
将实验项目分为基础性、设计性和综合设计性3个层次以及必做、选做和自主实验3种类型，且按由浅入深、由易到难的顺序编写。根据不同专业、不同课程对实验的不同要求，同时参照教学大纲，实验指导教师可自行选择实验项目，满足了不同层次的教学要求，提高了教材的适用性。
1.2 突出学生的主体地位
除常规的实验目的、原理、方法、步骤、注意事项和思考题等内容外，特别增加设计举例以及安装与调试等内容，突出实验项目的设计和调试的过程以及方法。对于复杂实验项目，尽可能附有实验参考电路。学生可自主学习，独立完成实验。
1.3 利于创新型人才的培养
实验项目按基础性、设计性和综合设计性3个层次编写，覆盖的知识点、基本技能点更多，涉及的内容、方法和技能更加深入。实验内容、步骤及方法等不写得过细、过于具体，为学生保留独立思考的空间；实验思考题除巩固实验内容外，更注重锻炼学生查阅资料的能力。因此，更能提高学生创新能力，利于创新型人才的培养。
2 教材体系
教材融合电路与电子实验，内容包含电路实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验、EDA技术应用等4篇，按基础性实验、设计性实验、综合设计性实验3个层次编写。
2.1 基础性实验
基础性实验除巩固和加深基本理论知识之外，重点培养学生基本实验技能，包括掌握常用电子仪器以及仿真软件的使用、电子线路的测量技术、观察分析实验现象以及查排电路故障等基本实验方法，为以后操作复杂实验打下坚实的基础。
2.2 设计性实验
设计性实验注重培养学生应用所学知识设计并制作较为复杂功能的电路。这类实验一般通过提出实验任务及要求，给定电路技术指标，由学生自行拟定实施方案。学生通过阅读参考资料，合理选择电路，确定元器件种类及数量，搭试硬件电路完成实验，并递交书面总结报告。
2.3 综合设计性实验
综合设计性实验课题一般从社会生产实际、科研项目中提炼，旨在培养学生综合实验技能。这类实验一般流程为：1）指导教师集中授课，布置实验任务；2）学生通过阅读参考资料，确定实施方案并设计电路；3）应用仿真软件初步实现电路功能；4）递交元器件使用清单并组织实验；5）撰写总结报告。
3 实验教材依托网络实验教学平台
网络实验教学改“以教为主”为“以学为主”，强调学生的主体作用。利用计算机网络，打破时间和空间的限制，确保学生在任何时间、地点进行实验预习、复习、答疑以及资料查询[2]。将实验教材与网络实验教学平台有机结合，真正做到实验时间和内容的开放。
3.1 教学视频
利用教学视频直观、可反复播放等优点，针对典型实验项目（如常用仪器设备使用等），组织优秀实验指导教师讲解并录制。学生通过网络可直接进入视频点播，实验指导过程更加清晰，效果更加明显，避免实验指导教师多次重复讲解实验，较大幅度降低实验指导教师工作强度。
3.2 网络课件
利用多媒体网络课件形象具体、易操作、容量大等优点，围绕“做什么、怎么做、为什么”，实验中心编制与实验教材配套的多媒体网络课件。利用该课件，学生不但可直接开实验课，而且可自行复习。经过多年实践证明，该多媒体网络课件效果很好，目前已被广泛采用。
3.3 电子教案
为了满足不同类型教学需要，针对不同层次学生，实验中心编制电子教案。电子教案以幻灯片形式将教学内容提纲挈领地展现给学生，可供学生课前预习及课后复习。同时教师在每一轮教学中可根据实际教学需要，自行修改电子教案范本。
3.4 在线答疑
网络实验教学平台提供网络答疑功能。该平台汇总学生实验过程中的常见问题解答，提供各种查询方式让学生方便快捷地找寻自己想要的答案。平台根据不同课程设置不同栏目，学生经身份认证后可在相应栏目提出或解答问题，教师经身份认证后可在线解答提问。通过在线答疑，师生获得课外环节的互动，一方面解决学生疑难问题，另一方面让教师了解学生的薄弱环节，方便今后工作和总结。
4 实验教材的使用效果
通过对该教材的使用，学生的综合素质得到明显提高，学生在竞赛中取得令人满意的成绩：2010年江苏省TI杯模拟电子系统设计竞赛中荣获一等奖一项、二等奖两项，中国机器人大赛暨RoboCup公开赛荣获亚军一项、季军一项、一等奖五项、二等奖六项，第五届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛华东赛区比赛中荣获二等奖一项、三等奖两项；2011年全国电子设计大赛荣获省级一等奖二项、二等奖三项，中国机器人大赛暨RoboCup公开赛荣获冠军二项、亚军一项、季军二项，第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛华东赛区比赛中荣获二等奖两项、优胜奖一项。
5 结语
通过近几年的实践证明，电路与电子技术实验教材是十分有用的。随着科学技术的发展，新的实验项目、实验方法及手段层出不穷，电路与电子技术实验教材也将会不断完善。只有这样才能不断发展，不断提高教学质量，培养具有高素质的创新型人才。
参考文献
电子电路设计与实践范文2
1 课堂教学改革与创新的思路
要改变课堂无趣的现状，作为课堂教学的实施者――教师必须转变教学理念，从传统的灌输式的课堂教学模式中解脱出来，以“教育+互联网”为载体，合理运用现代化的教育技术，着眼于如何激发学生的学习主动性和积极性，发挥学生的主体性作用，实现课堂的四个转变：教学组织形式由“教师为中心”向“以学生为中心”[1]转变；学生学习形式由“个体”学习向“团队”学习转变；教学模式由“灌输式学习”向“探究式学习”转变；教学目标由“专业成才”向“精神成人、专业成才”转变。
2 课堂教学改革与创新的举措
2.1 上好“开学第一课”，激发学生兴趣――课堂教学改革与创新成败的基础
良好的开端是成功的一半，每一门课程“开学第一课”都是至关重要的，它将决定教师今后上课的格局。那么“开学第一课”应该怎么上呢？首先，“开学第一课”的基调应该是轻松快乐有新意的。其次，“开学第一课”的内容应该包含以下四个方面：
一是师生的相互介绍，作为师生的第一次见面课，教师要把自己的基本情况介绍给学生，这个介绍尽可能幽默风趣些，倘若做不到幽默风趣做到真诚也是可以的。此外，教师要对班级做一个基本的了解，在课前基本了解学情的情况下，摸摸实际情况。二是介绍课程的主要内容以及课程对职业发展的作用，要结合社会实际。《电子线路CAD设计》这门课程学习之后，有些毕业的学生就可能从事PCB设计工程师的工作，其工作前三年的薪资待遇情况及工作几年后的升职空间怎样做一个分析，给学生美好的憧憬和努力的方向。这部分主要是激发学生对课程学习的动力。三是要把课程的教学组织模式说明清楚，准备到位。这门课程采取分组教学，那么分组原则、组长的职责、组内分工、财务清算方法以及SPOC学习的要求等要交代清楚。此外，还应花10～15分钟用于小组的热身。四是要把课程的考核方案介绍给学生，并鼓励学生通过自己的努力都是可以通过考核的。最后，教师要分析“开学第一课”的实际效果，并在课后召集各小组长查找原因，商量应对措施，转换各小组长的身份，从课程学习的参与者转变为课程学习的组织者，发挥其主体性作用。
2.2 开展“每周一品”，促学生“精神成人”――课堂教学改革与创新不断前行的动力
“精神成人”的内涵是，旨在让一个大学生在大学期间初具“独立精神、自由思想”之潜质，认真且持续地向自己追问“如何做人”这一终极命题。教师需要让课堂教学的对象――学生，主动思考人生的近期目标和长远目标：自己为什么上大学？大学的目标是什么？毕业之后的理想职业是什么？从事理想职业需要哪些准备？等等问题，以努力帮助其“精神成人”。在《电子线路CAD设计》课程教学中，教师以十大最重要的品质为主题，开展“每周一品”活动。即每周分享一个品质，以“名人小故事”“新闻评说”“名言名句”为载体，安排课堂的前5～8分钟时间按组交流，提升学生的思想层次。十大品质有“诚信、宽容、豁达、善良、协作、忍耐、自律、责任、反思、知足”。每周一次的分享，不断给予学生以头脑冲击，学生感受到学习的压力和紧迫性，学生学习的主动性和积极性自然而然出来了，而且教室“6S管理”不再难以推行，学生主动规范自己的课堂行为，养成良好的习惯。
2.3 落实课程教学“三环节”，保障课堂质量――课堂教学改革与创新的重要内容
2.3.1 教学内容选择上，学生可自由选择电路图，充分发挥学生主体性作用
本课程主要对Protel软件的学习，教学中用到多个电路图，以往电路图都是教师选取，很多学生常常是依样画葫芦，不一定清楚电路的工作原理和功能，常常是原理图画好后检查不出电源漏画了，或是没有其他驱动源等。而且，学生设计好PCB板之后没有去进行加工，缺少实践认知。课程原来的设计上，知识系统性欠缺，对学生知识的巩固和深化没有起到很好的作用。因此，课程允许由学生自主选取难易程度不一的电路图，要求是学生要掌握电路图的功能和工作原理；另外，课程增加了一周实训，要求学生设计好PCB板之后，制作出印刷电路板，并进行元器件的焊接，并完成电路调试，也就是制作出实际电路作品来。这样做的优势在于：一是学生有明确的任务――制作属于自己的个性化的实际作品，不能寄希望于拷贝；二是学生有充分的自主选择权，可以选择自己喜欢的电路进行设计，比如有些同学选择了放大电路，有些同学选择了彩灯控制器，有些同学选择了计时器，还有同学选择了汉字显示，等等。学生作品丰富多样，有利于互相学习，互相讨论，共同提高。
2.3.2 教学组织形式上，采用混合式学习，提高课堂的效率
软件学习类课程的一大特点是，课程可以被分成很多个学习任务，每个任务完成某一个或某几个知识点的学习。教师在课堂上一般是先讲授演示任务操作过程，然后是学生动手实践完成任务。这个过程中会存在几个问题：一是学生基础的差异导致教师讲授的速度不能适应全部的学生，教师往往选择的是中等偏下学生的学习进度，故一小部分学生是跟不上的，久而久之会放弃学习；二是教师讲授演示时，学生听得头头是道，但一旦要自己动手实践时，常常是忘记操作步骤；三是现在的学生在课堂上玩手机是家常便饭，对手机是欲罢不能，教师的讲授往往不能入他法耳。这样的现状，需要教师进行课堂创新，采取混合学习是比较好的一种方法。做法是：①建立一个课程学习微信群，申请一个微信公众号；②将课程每一个学习任务的操作过程摄制成1分钟到5分钟不等的微视频；③教师课前在公众号上公布学习视频；④课堂上针对重难点加以解释，引导小组讨论加深对知识的巩固，然后布置课堂实践任务和要求；⑤小组展示任务成果，教师评判点评并进行课堂总结。在教学中实施“三混合”[2]：课内课外混合、线上线下混合、理论实验混合，有效提高了课堂教学的质量。
2.3.3 在学习组织形式上，采取小组游戏化学习方式，培养学生团队协作精神
现在的时代，已不再是大鱼吃小鱼的时代，而是群鱼吃大鱼的年代。一个人无论多强，强不过一个团队。培养学生具有协作精神很重要。除了在“每周一品”中对协作展开探讨与交流，在课堂中采取建立小组开展团队学习，培养品质的同时促进教学效果的提高。笔者的做法是：①小组建立――自由与集体：教师限定条件，说明规则，学生自由组团，推选组长，确定小组目标，凝聚集体战斗力；②课堂学习――竞争与激励：教师设定课堂任务目标，目标设定采取游戏化的进阶形式――等级递进。等级可以是按学习者完成同一任务的情况设定，可以是学习内容的难易设定，也可以按完成任务数量的多少设定。小组内互帮互助，团结协作，共同完成。小组间你追我赶，硝烟弥漫。教师根据各小组完成的质量与速度进行评价并给予积分奖励；③学习成果――积累与展示：微信公众号开辟学习成果展示专栏，以小组为单位对每一次课的“每周一品”“课堂作品”“小组合作温馨瞬间”等以图片或视频形式进行记录，作为课程改革与创新的重要资料，告诉学生“你们是开创者”以激发学生学习热情！这样的课堂改革，关键的一个因素是团队一定要有核心人物，同时教师要定时对团队核心人员加以指导，给予激励，这个非常重要。
3 课堂教学改革的成效
本课程以创新为主题，以学生为主体，以教师为主导，培养学生“专业成才”的同时“精神成人”，课内课外联动，线上线下混合，借助教育信息新技术改革课堂教学，尊重并理解学生的真实诉求，注重学生主动性作用的充分发挥和团队协作的培养锻炼，极大地促进了学生的成长，有效地改善了课堂面貌，玩手机现象不见了，用手机现象出现了，有力地提高了教学的效果。以应用电子技术专业来说，2013级采取课堂教学创新后，学生的期末成绩大大提高，没有出现不及格的学生，而以往期末考试还有交白卷的学生呢！
2013级学生期末成绩情况
电子电路设计与实践范文3
1.1电子电路设计于教学中所存在的意义一般在电子电路的平时应用中会出现各式各样的问题，所以在设计与研发时要投入大量的精力。这样就要求在教学中采用实践模拟的方式进行实验，随之科技的发达程度奠定仿真技术的展开。而这种仿真技术可以大大提高电子电路软件在教学中使用的效率，使用计算机软件可以加深对电子电路的研发。这就会体现出计算机在电子电路中的重要地位，而仿真技术的开展为电子电路教学的发展奠定了夯实的地基。在仿真教学中计算机软件为电子电路设计的后续研发创造了良好的实践环境，尤其是可以预先解决在实践中所存在的问题可以及时避免了日后实际应用中所面临的困难。在计算机教学过程中可以针对频繁出现的问题进行一系列的分类整理，整理出一个系统的解决方案。在日后的实际应用时给予及时的帮助。而且如今的仿真教学可以开发学生在电子电路的设计中的脑力思维，有效将自己所学的理论知识与应用实践有机的结合起来。开拓研发者的思维就是在对电子电路设计教学的创新，只有将电子电路设计进行不断地修改及创新才能保证在计算机软件的应用中立于不败之地。因而将目光投入到电子电路设计上就是对计算机软件教学的重视。
1.2软件应用对于电子电路设计的意义随着对电子电路教学的拓展，应用实践越开越得到重视。在教学过程中不再是拘泥于书本上的理论知识，而是更加重视在电子电路设计中对于实践的开展以及应用。为了加大对学生的动手能力的提升，在电子电路教学过程中实践应用占据了很大的部分。由于最后要回归于计算机软件的应用，所以在教学过程中会加大开展学生对电子电路与计算机软件的联系。只有明确这两者间的必要联系才会在电子电路设计中时刻考虑着在实际应用中对于计算机软件的应用。在这之中也会存在着许多客观因素，一些学校的教学设备没有很好的完善或没有相关与电子电路设计的实践基地。这些因素都会影响电子电路设计教学的效果，达不到预期的期待值。这种情况就要求在教学中对于理论知识的加强以及巩固，然后努力创造出可以培养学生对于电子电路设计的环境。只有使用计算机软件设计才可以及时的改正电子电路的设计，才能引发学生能够在彻底的对电子电路设计的创作思维。完全彻底掌握对于所学的理论知识的应用，只有将理论与实践相结合起来才能提高在教学中对电子电路设计的质量。
2各类软件在电子电路设计教学中的应用
2.1Portues软件在电子电路设计中的应用在现如今的教学工作中，Portues软件起到了很大的应用。Portues软件是一种仿真的教学软件，随着科技的不断发展进步这种软件逐渐普遍应用在电子电路设计教学中。然而这种软件的应用需要在界定的页面中进行演示，再根据对于仿真练习的实验结果得出一系列的结论，重新设计出相应解决方案。这样一来大大提高了计算机软件的使用效率，同时也可以利用此项仿真软件得出一系列的图象，进行加深的修改。一般情况下，我们需要对于已经完成的电子电路设计进行人工的检测以及修改。但是使用Portues软件就可以大大节省这样的时间，在实际的应用过程中只需要将PortuesISIS软件的窗口打开进行对于原始电子电路设计进行分析，系统就会自动生成相应的研究结果。可以说Portues软件的功能很全面应用起来也相应的简单有效，为电子电路设计的过程中所出现的数据及时给于调整，用其自身所存在的功能帮助在电子电路设计教学中所出现的问题。而且可以代替以前落后的检测方式，用更加科学的手法进行对于电子电路设计的检查。这样一来，可以在相同的时间完成更多的工作任务降低电子电路设计中的实验成本。有效的提高在教学中电子电路设计的效率，以及可以减少电子电路设计的时间。有效的节约时间是端正学习态度的一种方式。
2.2CAD软件在电子电路教学中的运用在电子电路设计教学中CAD软件对于图像的研究有着不一样的特点，其实CAD软件对于电子电路教学的应用比较普遍。随着对于电子电路教学发展，CAD软件不仅对于电路制图有所帮助而且对于相关数据的核算以及相关几何方面绘制也是有所助益的。在电子电路设计的教学历程中，教师可以通过这个软件进行元件的改善，在实践的过程中可以根据不同的电子电路设计展现不同的解决方案。因为在实践的过程中会遇到各种不同的问题，学生可以利用这个软件进行简单快捷的解决。通过对这个软件的使用也可以帮助学生看到在电子电路设计中所存在的不同特点的问题。增强学生在实践过程中经验的累积，通过这些经验可以帮助在教学过程中避免这些问题的干扰。CAD软件不仅可以为教学中的电子电路设计设置相关的元件，而且CAD软件本身也存在着元件整理库，面对电路设计的问题可以直接提出解决方案并及时拿出对设计中所存在问题的解决方案。根据CAD软件这样的功能可以节省在教学过程中对于原理图像制作的时间，同时可以加深学生在制作过程中对于所设计的图像的印象。不过在实际操作过程中还要着重说明这个软件的特点就是有真实元件与模拟元件的区分，要保证学生在设计电子电路过程中人身安全。
2.3EWB计算机软件在电路教学中的应用EWB软件与CAD软件的不同之处就是在于它是一种仿真的技术型软件，其中拥有更多的高科技元件以及相关电路模型在其中。作为仿真软件EWB软件所拥有的强大的使用功能，是对于电子电路的整体分析以及提出相应的问题。这项软件拥有不同于其他软件的适用性，对不同的电子电路设计有着不同的解决措施。所以在老师的教学过程中要强调这个软件的不同之处，在保证可以充分利用EWB软件主要功能的同时帮助学生使用软件开展更多的功能实践。举例来说可以对电子电路的形式进行系统的扫描以及分析，EWB软件包括各种函数仿真以及模拟电路的生成。学生可以透过这些高科技的元件使用进行自己的设计的电子电路完善，在进行这些功能的使用时教师应当对相关软件的生成进行详细的解释说明，保证学生可以充分利用此软件进行学习。只有深入的了解了这种计算机软件才能完全融入到自己的电子电路的设计中这样才能够彻底展现EWB软件的时效性以及精准程度。
3结语
电子电路设计与实践范文4
电子技术是一门实践性很强的课程，其中电子电路设计是一个重要的实践环节，掌握单元电路的设计方法是每个电子工程师必备的能力。具体介绍了单元电子电路设计步骤及几种重要单元电路的设计方法。
电子技术是一门实践性很强的课程，加强技能的训练及培养，是提高工程人员的素质和能力的必要手段。在电子信息类教学中，电子电路设计是一个重要的实践环节，着重让学员从理论学习过渡到实际的应用，为以后从事技术工作打下坚实的基础。
设计电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务，根据任务进行方案选择，然后对方案中的各个部分进行单元的设计，参数计算和器件选择，最后将各个部分连接在一起，画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。因此，掌握单元电路的设计方法和实际设计电路的能力，是电子工程师必备的能力。
一、电子技术及单元电路概念
所谓电子技术是根据电子学的原理，运用电子器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的一门学科。包括信息电子技术和电路电子技术两大分支。信息电子技术包括模拟电子技术和数字电子技术。电子技术是对电子信号进行处理的技术，处理的方式有信号的发生、放大、滤波、转换。
电子电路是由两部分组成，即电子元件和电子器件。电子原件是指电子设备中的电阻器、电容器、变压器和开关等，而电子器件通常由电子管、离子管、晶体管等构成。电子电路按组成方式可分为分立电路和集成电路。单元电路是整个电子电路系统的一部分，常用的单元电路有放大电路，整流电路，震荡电路，检波电路，数字电路。总体来说是与门，非门，或门及其组合的计数电路，触发器，加减运算器等。单元电路的设计训练是为了能提高整体电子电路的设计水平。
二、单元电路的设计步骤
1.明确任务
单元电路设计前都需明确本单元电路的任务，详细拟定出单元电路的性能指标，这是单元电路设计最基本的条件。通过计算电压放大的倍数、输入及输出电阻的大小，并且根据电路设计的简单明了、成本低、体积小、可靠性高等特点进行单元电路的设计。
2.参数计算
参数计算是为了保证单元电路的功能指标达到所需的要求，参数计算需要电子技术知识，对这方面的理论要求很高。例如，放大器电路中我们通常需要计算各电阻值以及他们的放大倍数；振荡器中我们通常需要计算电阻电容以及震荡频率。进行参数计算时，同一个电路可能得出不止一组数据，我们要注意选择数据的方法，选择的这组数据需要完成电路设计的要求，并且在实践中能真正可行。
3.画出电路图
为详细表述单元电路与整机电路的连接关系，设计时需要绘制完整的电路图。通过单元电路之间的相互配合和前后之间的关系使得设计者尽量简化电路结构。例如对于单元电路之间的级联设计，在各单元电路确定以后，还要认真仔细地考虑它们之间的级联问题，从而到达减少浪费，从而降低工作量。注意各部分输入信号、输出信号和控制信号的关系，模拟输入、输出，使得输入、输出、电源、通道间全隔离，将
转贴于
直流电流、电压信号分成多路相同或不同的电流、电压信号，实现不同设备同时采集控制。
（1）注意电路图的可读性
绘图时尽量把主电路图画在一张纸上，比较独立和次要部分画在令一张纸上，图的端口和两端做好标记，标出各图纸之间信号的引入及引出。
（2）注意信号的流向及图形符号
一般从输入端和信号源画起，又左至右或者由上至下按信号的流向依次画出单元电路。图中应加适当的标注，并且图形符号要标准，
（3）注意连接线画法
各元件之间的连接线应为直线，并且尽量减少交叉。通常情况下连接线应水平或垂直布置，无特殊情况不画斜线，互相连接的交叉用原点表示。
三、几种典型单元电路的设计方法
单元电路的设计是否合理，能够关系到整个电子电路的设计是否能够正常运行。因此，各个单元设计的工程师纷纷致力于单元电路的设计。
1.对于线性集成运放组成的稳压电源的设计
稳压电源设计的一般思路是让输入电压先通过电压变压器，再通过整流网络，然后经过滤波网络最后经过稳压网络。在单元电路中，对于串联反馈式稳压电路大体上可分为调整部分、取样部分、比较放大电路、基准电压电路等。经过这样设计的线路，具有过流及短路保护功能，当负载电流到达限额是能起到保护电路的功能工作。其具体设计方法为：对于整流出来的直流电是很少用来直接带动负载，还必须滤波后降低其纹波系数，但这种电路不能起到稳压的作用。所以稳压电源都应满足一定的技术指标。
2.单元电路之间的级联设计
各单元电路确定以后，还要认真仔细地考虑它们之间的级联问题。如电器特性的相互匹配、信号耦合方式、时序配合以及相互干扰等问题。
对于电气性能相互匹配的问题有些涉及到的是模拟单元电路之间的匹配，有的涉及到的是数字单元电路之间的匹配，有的则需要两者兼顾。从提高放大倍数和负载能力考虑，希望后一级的输入电阻要大，前一级的输入电子要小，但从改善频率响应角度考虑，则刚好相反。
信号耦合方式有直接耦合、间接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光耦合。直接耦合方式最简单，但是在静态情况下，存在两个单元电路的相互影响，因此在电路分析时应加以考虑。
时序配合的问题比较复杂，先对系统中各个单元电路的信号关系进行详细的分析，来确定系统的时序，以确保系统正常工作下的信号时序。最后设计出实现该时序的方法。
3.对于运算放大器电路的设计
运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元，在实际电路中通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。运算放大器的设计中，其基本参数应当选择单、双电源供电，电源电流。而且应当输入失调电压、输入失调电流、输入电阻。并且转换速率、建立时间。设计中应当正确认识、对待各种参数，不盲目片面追求指标的先进。其中值得引起重视的是：依据推荐参数在规定的消振引脚之间接入适当的电容消振，这是为了消除运放的高频自激，同时为了减小消振困难这一情况，应尽量避免两级以上放大级级连。
电子电路设计与实践范文5
关键词：仿真；课程设计；效果；效率
Comprehensive application for the simulation software in the course design and the measures for some problems
Xu Junyun
South China of agriculture university, Guangzhou, 441052, China
Abstract: Introduced a method for conducting students to apply the simulation software comprehensively to do course design about the power electronics system. Through analyzing the characteristics for two kinds of simulation softwares, guided students to use Matlab/Simulink to do power electronic main circuit design, and to use Orcad/Pspice to do the power electronic control circuit design, and give a useful measure for convergence problem in the simulation. The practices show that the comprehensive application of simulation softwares can effectively help students improve the effect and efficiency of the power electronics circuit design.
Key words: emulation; course design; effect; efficiency
高校实践教学是一项需要不断创新的工作，实践课教师有必要探索新的实践教学方法，改进实践教学效果。因此，笔者在本校电气工程及其自动化专业的专业课―电力电子技术的实践教学的指导方法上做了改进，引导学生采用一种综合应用仿真软件辅助电力电子电路课程设计的方法。
1 电力电子电路常用仿真软件特点分析
目前在电力电子电路设计和分析上主要采用Matlab/Simulink和Orcad/Pspice这两种仿真软件。在Matlab/Simulink仿真平台，电力电子器件模型使用的是简化宏模型，它只要求元器件的外特性与实际元器件特性基本相符，而不考虑元器件的内部细微结构，属于系统级模型。 Orcad/Pspice是不同于Matlab/Simulink的仿真平台，它构建的元器件模型除了要求元器件的外特性与实际元器件特性相符，还要考虑元器件内部的细微结构，相比Matlab/Simulink的宏模型更详细，更复杂，是属于器件级的模型，用Pspice仿真可以细致地反映元器件的工作情况。虽然Matlab/Simulink的电力电子器件模型较为简单，但是它占用的系统资源较少，因而在仿真时出现不收敛的几率相比Orcad/Pspice要少。鉴于此，可以考虑将这两种仿真软件有机结合起来，取长补短，以提高仿真的效率。
下面以一种基于TL494控制的开关电源的设计为例，介绍在电力电子技术课程设计实践教学中建议学生采用的综合性设计方法。
2 基于TL494控制的开关电源设计举例
本示例要求设计出一种以TL494为控制器件的开关电源，电源电压范围为0～12 V。要求该开关电源性能可靠，纹波电压小，控制精度高。
2.1 设计步骤1―主电路的原理电路设计
主电路的原理电路设计方案利用所学知识，学生容易确定。如本设计中的主电路可采用常规的非隔离式Buck电路，开关管采用P沟道MOSFET，驱动采用“图腾柱”电路，输出电压反馈电路由一个比例运放电路构成(如图1所示)。
图1 主电路、驱动电路及电压反馈原理电路
2.2 设计步骤2―控制电路原理电路设计
控制电路原理电路方案参照相关资料，并利用所学自动控制理论知识，学生也较容易确定。本部分要求以TL494作为控制芯片。
TL494控制原理电路(如图2所示)，1和2脚前接上两相同阻值的电阻，起到限流阻隔的作用，其中1脚接主电路输出反馈电压Vo，2脚接设定电压Vset，当改变Vset的值时，Vo和Vset经误差比较后控制PWM信号的输出；3脚经一个PI比例积分回路串上2脚，起到反馈的作用；4脚接地；5脚经一个电容接地，6脚经一个电阻接地，5，6脚共同构成振荡回路；8，11脚与12脚共同接工作电压；13脚接地，使9，10脚以并联工作方式输出。
图2 TL494控制原理电路
2.3 设计步骤3―开关电源系统仿真预设计
这个环节是整个设计的重点和难点。对学生而言，设计原理电路并不难，难的就在于如何确定原理电路中具体的元器件参数，在这方面学生缺乏经验。
2.3.1 仿真软件使用方案及问题对策
按常规设计方法，直接将Orcad/Pspice仿真软件用于电力电子电路设计，对初学者特别是学生来说，往往困难较大。学生在使用该软件的时候，很容易碰到仿真不收敛的问题，从而一筹莫展。
因此，在教学实践中，引导学生首先利用Matlab中Simulink仿真平台仿真快而不易出现收敛问题的优势进行主电路的仿真设计，较高效地确定出主电路中的电感、电容和电阻的最佳参数值。然后再利用Orcad/Pspice仿真软件进行控制电路的仿真设计。控制电路部分设计的难点在于PI参数的选择，因此要引导学生采用Orcad/Pspice仿真软件来进行。因为Orcad/Pspice是器件级仿真软件，仿真精度高，辅助控制电路参数的确定最佳。
对Orcad/Pspice在电力电子电路整体仿真中容易遇到的收敛性问题，笔者通过和学生一起分析研究、查找资料，积累了一些解决问题的经验。实践表明，这些经验对开关电源系统电路的仿真设计是有用的。下面给出一个对此问题有用的对策。
在用Orcad/Pspice进行仿真调试的时候，经常出现ERROR -- Convergence problem in transient analysis at Time =？ Time step =？, minimum allowable step size =？这个问题。一个有效的解决方法就是修改参数。系统默认参数及参数修改的方法如图3和图4所示。
图3 PSpice系统默认参数
图4 参数修改图
2.3.2 系统仿真输出波形图示例
通过对不同参数条件下仿真结果的比较，按照开关电源纹波电压小，控制精度高等要求可确定原理电路参数。下面是利用仿真平台方便的参数比较功能得出的主电路最佳仿真输出波形图及控制电路采用最佳PI参数值时系统的输出电压仿真波形(如图5，图6所示)。
图5 主电路负载电压仿真输出波形(Simulink)
图6 总电路负载电压仿真输出波形3(Pspice)
图5是在开环状态下选择出的相对最优电感、电容和电阻参数值下的负载电压波形；图6是在控制电路选用相对最优比例系数和积分电容参数时的负载电压波形。
2.4 设计步骤4―实际开关电源系统测试
依据仿真预定元器件参数构建出具体的电路。在实验室调试中，要求学生利用示波器等检测仪器分析电路中的问题，帮助进一步确定最佳元器件参数。下面是对系统进行实际测试的一些数据(见表1，表2)。
表1 输入设定电压和输出实际电压
表2 输入设定电压和输出实际电压
实验测试结果表明：本电路系统可以稳定地输出0～12 V的直流电压。
实践表明，引导学生将不同仿真软件综合应用于电力电子电路的设计，不仅能有效地帮助学生提高电路设计的效率，而且对开拓学生思维，培养学生的创新能力也是有益的。
参考文献
[1] 许俊云.实验设备的改进与使用[J].实验室研究与探索,2010,8:337-339.
电子电路设计与实践范文6
关键词：EDA技术；教学实践；电子设计
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.244
0 引言
电子设计自动化（EDA技术）标志着当今电子信息工程领域最新的发展动向，可以将电子研发产物从电路设计、性能分析到设计出IC版图和PCB版图的整个设计流程都运用计算机进行自动化模式处理。本文主要是通过EDA技术发展至今的作用与特点，并结合EDA技术在教学实践方面、元器件方面、电子设计过程方面应用的阐述来对EDA技术在几个不同方面发展应用的思考，并对我们在EDA实验实践课上通过对EDA技术的接触后将其与传统的固定硬件电路板作对比，思考其不同之处；对电子设计过程的发展与应用来作一个较为综合的阐述。
1 EDA技术在教学实践方面的发展应用
现在我们在学校所学习的电子电路比较复杂，在电路设计当中有很多的关于数字电路方面的知识和应用也包含其中，在电子设计当中会广泛的使用到可编程逻辑器件，因为可编程逻辑器件能够在提高系统的可靠性的同时增强设计的灵活性与可维护性，能够使电子线路的设计更加方便与快捷，EDA实验软件就是我们必不可少的软件工具。
在学习EDA实践课的这段时间当中，通过老师对EDA软件的介绍与我们自己的实际操作操作看来，我认为EDA这个软件在进行电子电路设计时是非常方便的：
①我们在以往的电路实验当中都是自己对照着电路图来进行连线，电路图复杂一些就会将线路连接错，并且对于设计的电路而言工作频率低、干扰大，接线是固定的，使得有着比较大的局限性；而EDA实验软件采用了软开放结构，不仅能够在高频状态下工作，而且抗干扰能力强，我们在做实验时在软件上接好需要的连线，下载到电路仿真箱就能实现将模拟电路接通，如果过程中出现错误或连线错位等现象，软件就会自动弹出其对话框，这样就避免了电子元器件连通出错而导致的电路板故障和出现其它问题的迹象；这种软接线方式还能够定义好接线保存在计算机上方便下次实验时读取，如果是硬件就不能够做到。②在进行电子实践的设计中经常会用到显示电路，如果显示电路连接到了固定的引脚，导致实验时没有所需要的输入输出口就会浪费电子元件内部原本充足的资源；EDA实验软件用的是智能译码技术，与软件连接技术相似，在软件上设置好译码方式后，下载到实验箱上即可在实验箱上实现所要求的译码电路。③我们再做模电和数电实验室采用的都是固定的电路板，其接线全部固定，因此模式也无法改变，用人工接线固定的路板不便于观察；EDA可以采用各种多样性的设置模式来对软件进行多样化的设置，在对其模式进行选择设置的时候，电子元件会相互产生冲突并给出相应的提示，以防接线出错而造成不必要的损失。
电子设计自动化的发展与使用不仅让我们对所学的知识中较为前沿的技术和器件加以了解，还能够让我们对现代化的电路电子的设计软件、性能及电子产品的设计和生产过程都有一个比较感性的认识，是我们能够更加直观的将课本上的理论知识与实践操作两者相结合。
2 EDA技术在电子设计过程的发展应用
EDA技术是在电子设计中对于其它研发或模拟的方式来说其级别相对较高，以电子理论作为基础使得在制作过程中不需要用到基础的电路元器件模拟图，只需要确定所设计的目标后就可以直接在计算机上进行实际设计操作了，大大降低了对过于关注电路的细节而造成的约束及限制，提高了在设计中的拓展型、多样型的创造观念。
EDA技术在计算机上的流程基本为系统划分、VHDL硬件描述语言的输入经编译器来完成代码仿真。其自动化的制作利用文本与图像线型编辑功能来进行设计描述。电子设计借助编译器进行编译排错，再将软件和硬件进行连接便于实施功能仿真，确认仿真无误后通过FPGA完成逻辑映射操作，即编程下载，系统设计完成。
EDA技术在电子设计时的应用要注意以下几点：
（1）在制作电路与元器件的布置时，延时时间具有无法估计的工况，自动编译会产生一部分多出线路，因此，在电子设计自动化的时候，反向器的个数不易为偶数并联连接；（2）在配置I＼O口时，一定要将输入在没有空置的情况下进行接地，在驱动时要确定是有源信号；（3）在制作电子电路的时候，通常需要留出足够的逻辑单元和引脚，以满足将来可能会进行的延伸和变动时候的需求；（4）一定要对各个电子电路的元器件采取温度保护，以避免其在运行过程中温度对元器件的损耗。
目前对于电子设计自动化的发展应用，可以通过软件来实现设计并对硬件功能进行全面的描述，最后由FPGA/CPLD得出设计结果；因此，同传统的电子电路制作相比较EDA技术在工业和电子信息化的领域中有着根本性的创新。在当前电路电子设计过程如此复杂化的环境下一旦脱离了EDA技术的支持或者说EDA技术没有更进一步的发展，必定就极其难以制作出大规模、多元化的集成电路。
3 结论
EDA技术的应用与发展对于电子领域而言是具有创新性的技术突破，就现代化的进程而言；不仅在于教学实践中，在电路电子设计中，EDA技术能够直接或是间接的应用是越来越多，越发的广泛，具有多功能、智能化的电子产品的设计其大规模、精小细的电路电子设计已经是离不开EDA技术的使用与支持了；并且EDA技术已成为当今最为核心的与电子电路设计密不可分的组成部分；EDA技术的发展可以带动或提高电子产品核心地位，促进电子领域不断地向着大规模集成化、多功能化、智能化、小型化等方面的发展。
参考文献：
[1]陈瑾.电子工程设计的EDA技术研究分析[J].无线互联科技，2016（21）：57-58.
[2]王少坤.电子工程设计的EDA技术研究分析[J].电子测试，2016（08）：156-157.
