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电路与电子设计基础范文1
关键词：电子科学与技术；本科培养方案；课程设置；办学特色
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）30-0070-02
21世纪被称为信息时代，电子科学与技术在信息、能源、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用，必然导致电子科学与技术产业的迅猛发展。这种产业化趋势反过来对本专业的巩固、深化、提高和发展起到积极的促进作用，也对人才的培养提出了更高的要求。因此，本文从人才的社会需求出发，结合我校实际情况，进行了本科专业培养方案的改革探索，并详细介绍了培养方案的制定情况。
一、人才的社会需求情况
目前，我校电子科学与技术专业的本科毕业生主要面向长三角地区庞大的微电子、光电子、光伏和新能源行业，市场对专业人才的需求基本上是供不应求的。但是也应该注意到电子科学与技术产业的分布不均，分类较细，且发展变化较快。另外，电子科学与技术产业结构具有多样性，既有劳动密集型的大型企业、大公司，更多的是小公司和小企业；既有国有企业和私营企业，更有合资、独资的外企。因此，社会需求与本专业毕业生的供需矛盾还会继续存在。
二、专业的培养目标和定位
本专业培养具备微电子、光电子领域的宽厚专业基础知识，熟练实验技能，能掌握电子材料、电子器件、微电子和光电子系统的新工艺、新技术研究开发和设计技能，有较强的工程实践能力，能够在该领域从事各种电子材料、元器件、光电材料及器件、集成电路的设计、制造和相应的新产品、新技术、新工艺的研究、开发和管理工作工程技术人才。并且结合我校“大工程观”人才培养特色，依据“卓越工程师”教育理念下工程技术型人才培养的原则，培养适应微电子和新兴光电行业乃至区域社会经济建设需求的工程技术型人才。
三、本科培养方案制定的思路
电子科学与技术专业培养方案参照工程教育认证的要求，以及专业下设微电子、光电子材料与器件两个本科培养方向的思路制定。注重培养学生的专业基础知识和实践工程能力，使毕业生能满足长三角地区微电子、光电子和新能源行业发展的需求。微电子方向的课程设置专注于电子材料与电子器件、集成电路与系统设计方面，光电子材料与器件方向则偏向于光电信息、光电材料与光电器件方面。
四、本科培养方案的改革探索
要实现电子科学与技术专业的培养目标，适应电子信息产业的不断发展，并结合我校学科发展方向和特色，对电子科学与技术专业本科人才培养方案进行了研究，并对省内外几所高校电子科学与技术专业的培养方案进行调研，最终形成了富有特色的电子科学与技术专业人才培养方案，主要内容如下：
1.培养方案的模块化设计。在设计电子科学与技术专业本科培养方案的整体框架时，根据“加强基础、拓宽专业、培养能力”和培养工程技术型人才的办学理念下，专业培养方案分人文与社会科学、专业基础和专业课三个模块，下设微电子和光电子材料与器件两个专业方向。学生在前两年学习相同的课程，到大三时根据自己的兴趣选择专业方向，选修各自方向的专业课。由于两个方向的不同培养要求，因此在专业基础选修课、专业必修课和专业选修课方面设置限选模块，每个专业方向必须修满相应的学分才能毕业。
2.改革专业基础课程。专业基础课程是为专业课程奠定基础，因此，在保留了原有电子信息类专业通常所开设的电子类课程外，增加了与专业相关的课程，如EDA技术、通信原理、数字信号处理、物理光学、应用光学、激光原理与技术等课程，删减了原先与物理类相关的一些课程，如物理学史、原子物理、热力学与统计物理学等，并删减了一些计算机软件类课程，如C++程序设计、计算机在材料科学中的应用等。专业基础选修课程分方向限选模块，两个专业方向对应有不同的专业基础选修课程。
3.优化专业课程。专业课程是整个专业教育中的主干部分，微电子方向的课程设置紧紧围绕半导体和集成电路设计方向，开设有集成电路设计、微电子工艺原理与技术、工艺与器件可靠性分析、半导体测试技术、现代电子材料及元器件、集成电路工艺与器件模拟等课程。光电子材料与器件方向围绕光电材料和光纤通信方向，开设光电子材料与器件、光电检测原理与技术、太阳能电池原理与技术、光纤传感原理与技术、光纤通信技术等课程。另外专业课程里面还设置有专业实验，通过加强实验环节，训练学生的动手操作能力，增强学生的理论知识。
五、与省内外专业人才培养的区别
具有电子科学与技术专业的各大高校分布在不同的地区，服务于不同的区域经济，这就要求专业学生的培养具有区域化、差异化。我们分析了杭州电子科技大学、浙江工业大学、苏州大学、南京理工大学和徐州工程学院这五所不同地区、不同层次高校的电子科学与技术专业的培养方案。不仅使我们能学习到其他高校的先进办学理念、合理的课程设置体系，也可以发现与其他高校之间的差异。具体表现为以下几个方面：
1.专业定位。各个学校的电子科学与技术专业依据自身的师资力量、办学条件、区域经济要求确定专业的发展定位。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业依托1个教育部重点实验室、2个国家级实验教学示范中心、3个省部级重点实验室，人才培养定位于能从事电子元器件、电子电路乃至电子集成系统的设计和开发等方面工作的工程技术人才。浙江工业大学的电子科学与技术专业主要培养光通信、电子电路系统、集成电路设计等方面的人才。苏州大学的电子科学与技术专业定位在培养能够在电路与系统、集成电路与系统等领域从事各类系统级、板级和芯片级研发工作的高级工程技术人才。南京理工大学的电子科学与技术专业主要是突出光电技术和微电子与信息处理学科的交叉和融合，以光电成像探测理论与技术及微电子理论与技术为专业特色。徐州工程学院的电子科学与技术专业主要定位在培养能从事光电子材料与器件开发的工程技术人才。而我校的电子科学与技术专业定位于服务长三角地区半导体和新能源行业，培养能从事集成电路设计与开发、光电子材料与器件的研发等工作的工程技术人才。
2.课程体系。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业培养学生设计、开发电子元器件、电子电路系统、电子集成系统的能力，在课程设置上开设了通信电子电路、EDA技术、薄膜物理与技术、电子材料与电子器件、电子系统设计与实践、集成电路设计、嵌入式系统原理和应用、现代DSP技术及应用等专业课程。浙江工业大学的电子科学与技术专业培养学生设计、开发电子电路系统、集成电路系统的能力，开设了电路原理、模电数电、通信电子线路、集成电路设计、光纤通信原理、光网络技术、数字信号处理等专业课程，以及电子线路CAD实验、单片机综合实验、通信原理实验、通信电子线路大型实验、微电子基础实验、半导体器件仿真大型实验、集成电路设计大型实验等实验类课程。苏州大学的电子科学与技术专业培养学生设计与开发电路与系统、集成电路与系统，从事各类系统级、板级和芯片级研发工作的能力，开设了信号与系统、电磁场与电磁波、高频电路设计与制作、电子线路CAD、CMOS模拟集成电路设计、VLSI设计基础等专业课程，以及电子技术基础实验、信号与电路基础实验、电子线路实验、电子系统综合设计实验等实验类课程。南京理工大学培养学生从事光电子器件、光电系统和集成电路的设计、开发、应用的能力，开设了信号与系统、光学、光电信号处理、光辐射测量、光电子器件、光电成像技术、超大规模集成电路设计、光电子技术、显示技术、光电检测技术、数字图像处理、半导体集成电路、集成电路测试技术、微电子技术、光电子线路、电视原理等专业课程。徐州工程学院的电子科学与技术专业培养学生设计与开发光电子材料与器件的能力，开设有信号与系统、光电子学、光电子技术、激光原理与技术、光伏材料等专业课程，以及模拟电路课程设计、数字电路课程设计、单片机原理课程设计等实践性课程。我校的电子科学与技术专业主要培养学生集成电路设计、光电子材料与器件的设计与制备能力，开设有半导体物理学、半导体器件原理、MEMS技术、微电子工艺原理与技术、薄膜材料及制备技术、工艺与器件可靠性分析、集成电路工艺与器件模拟、EDA技术、通信原理、数字信号处理、光电子材料与器件、光电检测原理与技术、太阳能电池原理与技术、光纤通信技术等专业课程，以及近代物理实验、专业实验等实验类课程。
3.人才培养特色。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业的人才培养特色是注重集成电路设计、系统集成方面能力的培养。浙江工业大学的人才培养注重光纤通信、集成电路设计方面能力的培养。苏州大学的人才培养注重电路与系统设计、集成电路与系统设计方面能力的培养。南京理工大学的人才培养注重光电技术和微电子与信息处理学科的交叉和融合，以光电成像探测理论与技术及微电子理论与技术为专业特色。徐州工程学院的人才培养注重光电材料与器件方面能力的培养。我校的人才培养注重电子材料与电子器件的设计与开发、集成电路设计方面能力的培养。
参考文献：
[1]陈鹤鸣，范红，施伟华，徐宁.电子科学与技术本科人才培养方案的改革与探索[A]//电子高等教育年会2005年学术年会论文集[C].17-20.
电路与电子设计基础范文2
关键词： 计算机专业 《电子技术基础》 数字电子技术
1.《电子技术基础》课程的特点
1.1《电子技术基础》课程的地位
《电子技术基础》是计算机科学与技术专业的专业基础课程，能使学生获得电子技术方面的基本理论、基本分析方法和基本技能，对后续的课程包括《计算机组成原理》、《接口技术》、《计算机通信原理》和《计算机硬件维护》等都有很好的奠基作用。
1.2课程教学中遇到的问题
1.2.1学生对课程的认知问题
现在很多学生存在很大的误区，认为计算机专业就是学习编程的，重语言轻硬件，认为这门课程与计算机专业毫无关系。其次该门课程前导课程应该有高等数学、大学物理中的原子核结构及电路原理。本课程应在电路原理学过一学期后开设，要求学生在网络定理（如戴维南定理、叠加定理和诺顿定理等）、线流电路和暂态分析等方面具有一定的基础。但是由于我院从新的人才培养方案的角度出发，直接开设《电子技术基础》这门课程，因此学生前期相关知识的储备不够，造成学生对课程的学习感到力不从心，从内心里排斥该课程，降低学生对这门课程的认可度。
1.2.2教师对课程的设置目标不明确
几乎所有的理工类课程都会开设《电子技术基础》这门课程，担任这门课程的老师都是一个教研组的，由于教学大纲和教学计划是一起制订的，会出现不管是课程内容还是教学方法都是雷同的，更有甚者连课程习题都一样，完全没有考虑课程开设专业的不同。造成的后果是所有的学生貌似都是电类专业的，老师认为自己的知识点讲得很全很细，学生学得很累，但是又没学到什么。因为老师没有结合计算机专业的特征提取内容，学生认为学了和没学一样，对自己的专业没什么帮助。
2.解决上述问题的举措
首先为了体现课程与计算机专业之间的相关性，老师必须先找出课程与计算机专业的相关内容，主要是从构成计算机系统的部件和连接这些部件的总线结构分析。
计算机的硬件组成的核心部件有CPU，相当于人的大脑。它由运算器、控制器和寄存器组成。计算机处理的数据和程序都储存在存储器当中。因此讲清楚运算器、控制器和存储器的内部结构和工作原理，就能对计算机的硬件组成有很具体的理解。而运算器由半加器、全加器、移位寄存器等构成，这部分内容在数字电路部分都会做详细的介绍，而CPU接收的高低电平脉冲是由触发器构成的双稳态触发电路提供的。
而存储器的类型有随机存储器和只读存储器。而随机存储器又可分为静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）。SRAM就是作为计算机的主存，与CPU之间做数据交换，它是由六个MOS管组成的基本单元。只读存储器按半导体材料分为MOS型和TTL型两种。这些内容在数字电子技术中门电路和组合逻辑电路的时候都有说明。
计算机在信号处理和传输的过程中，涉及调制和解调技术。计算机处理的是数字的基带信号，而进行远距离传输时，基带信号必须搭载高频的振荡信号，这就涉及模数和数模转换的接口技术。与总线有关的电路一般有三态门、OC门、奇偶校验电路数据锁存器等，这些内容都分布模电和数电的内容里面。
还有涉及计算机的电源部分和时序系统部分，很多设备的电源都包含变压、整流、滤波稳压等电路，而时序系统包括主振荡器、时钟发生器、周期触发器等。
教师通过这些内容的梳理，可以很好地把课程和专业相结合，合理地安排教学内容。并且在讲到相关内容的时候，可以和学生举例，让学生知道这些知识点与自己的专业相关，从而增强学习动力。
其次，关于学生前期知识储备薄弱的问题，老师可在课程开始的时候安排一些自学内容，让学生课后补充知识。老师在上课的过程中尽量讲授基本理论、基本原理、方法和技术，力求叙述详细、具体，深入浅出，通俗易懂。
3.课程内容的选择
本课程分为模拟电子技术和数字电子技术两部分内容。总学时只安排54个学时，所以在内容上既要考虑计算机的相关内容，又要考虑学时的紧迫性，必须紧凑地安排教学内容。
3.1《模拟电子技术》的教学内容
《模拟电子技术》是数电的基础，也是整个电路学习的基础。特别对于计算机专业，包括计算机通信技术，多媒体技术等，如果学生对于滤波电路、采样电路、比较电路和各种信号发生电路的原理不清楚的话，就没办法真正理解后续课程的精髓。因此，在内容选择上，安排如表1所示。
对于半导体三极管及放大电路基础那部分内容，考虑到让学生能很好地了解放大电路的结构，给学生分发元器件，让学生搭建共射极放大电路，并自己调节可调变阻器的阻值，观察输出波形，由此了解三极管处于放大电路的条件。通过反馈回路的搭建，可以预先让学生观察反馈的结果，并对反馈的概念有所了解。
对于集成运算放大器部分内容，考虑到课时的问题，直接在实验室开展。给学生分发元器件，让他们搭建运算电路，通过对波形的分析，掌握各种不同运算电路的特征。
3.2数字电子技术的教学内容
对于计算机专业来说，数字电子技术课程是学习计算机组成原理和微机原理等课程的基础。考虑到计算机专业学生的学习，适当减少原理性知识内容，强调对器件功能的熟悉和应用，补充与计算机专业相关的知识点，为后续课程打好基础。比如在门电路和组合逻辑电路这一章中，由于目前CMOS门电路应用比较广泛，因此先讲CMOS门电路，再讲解TTL门电路。略去动态特性的分析，对输入输出特性做相应介绍。在组合逻辑电路的设计中，加法器和半加器的介绍可以帮助学生了解CPU运算电路的工作原理。在时序逻辑电路中，计数器、寄存器都是与计算机专业相关的主要电子部件。因此，在内容的安排上，如表2所示。
对于组合逻辑电路的设计，这部分内容安排在实验室，直接让学生设计半加器和全加器，可以添加反码和补码的内容，帮助学生了解运算器的工作原理。
对于时序逻辑电路的设计，可以安排学生直接设计计数器和寄存器，了解这些部件的工作原理。
4.结语
电子技术基础这门课程的内容广度和深度都比较高，对于学生来说，学习起来是不容易的。但是通过对课程内容的重新整合，列出与计算机专业相关的知识点，穿插在每次的教学过程中，可以提高学生的学习积极性。此外，考虑到学生自我学习能力比较强，部分内容可安排自学或者在实验室自主开展，对学生能力的提高有很大的帮助。
参考文献：
[1]秦曾煌，姜三勇.电工学（第七版）（下册）[M].北京：高等教育出版社.
[2]唐朔飞.计算机组成原理（第2版）[M].北京：高等教育出版社.
电路与电子设计基础范文3
教育
论文摘要：本文从高职教育的特点出发，阐述了传统的电子专业基础课教学和EDA技术教学存在的缺陷，引出如何让高职院校的学生能够通过实践的方法掌握电子专业基础课中必备的一些抽象的理论知识的问题。列举了几种常用的EDA软件（protel、NI Multisim 10、MAX plusII等）的功能、特点、适用范围，最后，通过具体的应用实例提出高职教育中EDA教学与电子专业基础课的相互渗透的方法，使得二者有机结合，达到更好的教学效果。
教育
引言
职业技术学院以培养适应社会各层面需求的、与时代相适应的、具有综合能力和全面素质的、直接在生产第一线服务的应用型人才为根本任务。一贯以来培养目标是以专业技术知识为基础，以实践为核心，注重理论联系实际，培养学生创新能力。让学生掌握一门扎实的专业基础知识和技能，使学生有较强的知识转化能力。
教育
1.传统的专业基础课教学存在的主要问题
电子类职业学校的专业课都开设了专业基础课，这些专业基础课涉及的知识面广，基本概念、基本原理、分析方法多，因此学生在学习中，总是觉得很吃力，学完之后，又不知道如何运用知识。问题的症结是学生刚刚接触专业的知识，没有基础，而且传统的教学用单一的方法从理论上阐述，学生学起来感到抽象，难以理解和掌握，所以学生难以学好专业课。但专业基础课学好后，对学生的后续专业课的学习起着至关重要的作用。高等职业院校的电子专业基础理论课具有入门难、逻辑思维能力要求高的特点，比如《电工技术基础》的公式多、定理多、计算量大，《电子技术基础》概念多，单元电路分析计算难，电子专业基础课理论性，实践性强，与学生在高中学习的基础知识联系不多，每次课的新知识多，信息量大，抽象且枯燥无味，往往学生进入专业基础课的学习都会感到难以适应，久而久之导致恶性循环，以至于失去学习专业课的兴趣和信心。
2.传统的EDA课程教学存在的主要问题
随着EDA技术的普及，职业技术学院也相继开设了相关的课程比如《EDA电子设计自动化》，《Protel电路设计》，《可编程控制技术》等，涉及的主要软件有NI Multisim 10、protel99se、MAX plusII等等。NI Multisim 10用软件的方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表，实现了“软件即元器件”、“软件即仪器”。NI Multisim 10是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。
NI Multisim 10的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用，同时也可以新建或扩充已有的元器件库，而且建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册中查到，因此也很方便的在工程设计中使用。PROTEL是PORTEL公司（后更名为Altium）推出的EDA软件，是电子设计者的首选软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是个完整的板级全方位电子设计系统，它包含了电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计（包含印制电路板自动布线）、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客户/服务器）体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100%布通率，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。Max+plusⅡ是Altera公司提供的FPGA/CPLD开发集成环境，Max+plusⅡ界面友好，使用便捷，在Max+plusⅡ上可以完成设计输入、元件适配、时序仿真和功能仿真、编程下载整个流程，它提供了一种与结构无关的设计环境，是设计者能方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。但是，一般这些课程会被安排在专业基础课学习完毕以后，在第三或第四学期，学生在学习到这些仿真软件时往往已经忘却了许多重要的基本知识。除此以外，传统的教学方法在EDA应用软件的教学中只注重命令的介绍，或者说强调命令的操作步骤，而不重视命令以外的东西。由于教师本身的学业水平及其素质问题，功能性教学方法被广泛采用。采用这种方法学生不可能在教学规定的时间内宏观地、整体地去把握事物的内涵，所学的知识缺乏连贯性，独立操作软件的水平不高，只能简单模仿和死记硬背。同时该方法往往是以教师为中心，课堂上教师讲得多，学生参与少，不能适应培养高技能人才的需要。
3.改革的主要思路
传统的电子专业基础课教学和EDA技术教学存在明显的缺陷。在具体实施过程中教师应积极参加教研教改项目，以教改促进课程教学整体质量的提高。比如，在专业基础课的教学中不能照搬传统的一套教学方法，从数学推导或理论分析来得到相关的结论。一方面，应该借助电子仿真软件EDA开展教学，直观的形象显示有助于培养学生的观察能力和分析问题的能力，有助于教学重点和难点的讲解，可培养学生的学习兴趣，激发学习动机。另一方面结合其它课程设计的方法来提高EDA软件的使用，如《电路基础》、《数字电路》、《模拟电路》、《高频电子线路》等课程的设计以前都是手工完成设计部分的工作，现在都安排在EDA技术中心利用EDA软件来完成。通过大量实际训练，使学生掌握EDA在本专业各项设计与电路制作中的应用。在接触各种实际的和模拟的设计电路课题的过程中，提高分析、解决问题的能力。最后，推广职业认证考试高职教育应该依照国家职业分类标准及对学生就业有实际帮助的相关职业证书的要求，
调整教学内容和课程体系，把职业资格证书涉及的相关课程纳入教学计划之中，将证书考试大纲与专业教学大纲相衔接，创新人才培养模式，强化学生技能训练，使学生在获得学历证书的同时，顺利获得相应的职业资格证书，增强学生就业竞争能力。通过比赛提高学生的学习积极性，促进课程改革建设的深入。
结束语
实践证明，职业技术学院的专业基础课程和EDA教学方式的改革是势在必行的，只有通过改革才能把这两门课程教学实施得更好，才能达到高职高专院校培养适应社会各层面需求的、与时代相适应的、具有综合能力和全面素质的、直接在生产第一线服务的应用型人才的目标。当然，笔者提出的把两种课程糅合在一起贯穿执行的教学方式还不够细致和完善，这当中还存在很多方面的问题需要在以后的教学环节去检验和解决。
参考文献：
[1]俞文英.关于电子专业基础课的教学探讨[J].洛阳师范学院学报,2003(5).
[2]李曙峰,冀云.EDA课程教学改革实践探索[J].科技致富向导,2011(23).
[3]孙怀东.EDA技术在电子技术课程教学中的应用[J].三明学院学报,2007(04).
电路与电子设计基础范文4
关键词：CAD；电子线路；Pspice；虚拟仿真
电子技术基础是一门电类的专业基础课，它包括模拟电路和数字电路，其理论知识繁琐、难懂，通过实践教学可以加深对理论的理解，提高学生学习的兴趣，但是由于实验室条件的限制，有些实验内容无法测量和验证，这样就束缚了学生对一些知识难点的理解。为了让学生更好地掌握理论，增强其主动性、积极性，在教学中教师可以引入电子线路CAD来完成对电路的测试、精确分析、直观显示。电子线路CAD的基本含义是使用计算机来完成电子线路设计过程，包括电路原理图的编辑、电路功能的仿真、工作环境的模拟、印制板设计（包括自动布局、自动布线）与检测等。目前，电子线路CAD软件种类很多，但其功能大同小异。Pspice是电子线路计算机辅助分析和设计中常用的一种通用电路分析软件。它以图形方式输入，自动进行电路检查，生成网表，能模拟和计算电路的性能。目前，高版本的Pspice不仅可以对模拟电子线路进行直流分析、瞬态分析及交流分析等，还可以分析数字电子电路和数模混合电路。而且现在随着科学技术的发展，电子线路的规模越来越大，必须借助于计算机进行仿真、分析和设计，另外它还是电子产品从设计、实验到定型过程中一种不可缺少的设计工具。大部分高职院校已专门开设了电子技术基础计算机辅助分析和设计，即CAA和CAD课程。针对以上情况，在电子技术基础教学中，我们采用了Pspice仿真软件进行计算机辅助教学，要求学生自己对电子线路进行分析与仿真。下面就具体来谈谈我们的一些做法和体会。
一、应用Pspice软件加深对理论知识的理解
题目：分析差分放大电路的差模电压增益、共模电压增益
绘制差分放大电路原理图，其中vs+和vs-为正弦源。另存为chadong1.sch
1.分析双端输入时的差模电压增益
（1）设置信号源的属性
vs+，vs-为差分放大电路的信号源。vs+的属性设置如下：
vs+的“AC”项设为10 mv，vs-的“AC”项设为-10 mv。这样才能起到差模输入的作用。
（2）设置分析类型
（3）AnalysisSimulate，调用PspiceA/D对电路进行仿真计算。
（4）测得恒流源给出的静态电流为1.849 mA，晶体管Q1和Q2的发射极电流相等，都为0.9246 mA。
（5）在probe下，单击TraceAdd，在Trace Expression中输入要显示的变量。
若要观察单端输出时的差模电压增益，编辑表达式为：
V（out1）/（V〈Vs+：+〉-V〈Vs-：+〉）；
若要观察双端输出时的差模电压增益，编辑表达式为：
（V〈out1〉-V〈out2〉）/（V〈Vs+：+〉-V〈Vs-：+〉）。
得到结果如下：
（6）用游标测量，双端输出时的差模电压增益为100.68，单端输出时的差模电压增益为50.34，是双端输出时的一半（为什么）。两条曲线的上限截止频率点都是3.3843 Mhz。
2.分析双端输入时的共模电压增益
将原理图chadong1.sch打开，另存为chadong2.sch
（1）设置信号源的属性
vs+的属性设置不变。
Vs-的“AC”属性设置为10 mv，使其和信号源vs+一样，这样就相当于在两个输入端加上了相同的信号，起到共模输入的作用。
（2）设置分析类型
（3）AnalysisSimulate，调用PspiceA/D对电路进行仿真计算。
（4）在probe下，单击TraceAdd，在Trace Expression中输入要显示的变量。
若要观察单端输出时的共模电压增益，编辑表达式为：V（out1）/V（Vs+：+）；
若要观察双端输出时的共模电压增益，编辑表达式为：
（V〈out1〉-V〈out2〉）/V（Vs+：+）。
（5）用游标测量
双端输出时的共模电压增益为1.000E-30，（Pspice中用1.000E-30表示0），所以双端时的共模电压增益为0。在中低频段的单端输出共模电压增益为0.000733，也已经非常小，说明单端输出情况下也具有良好的抑制共模信号的特性。但随着频率的进一步增大，共模电压增益将会急剧增大，增加到一定程度后，将不会再有剧烈的增减，但是共模电压增益总是小于1。
从上述的仿真过程中对分析差分放大电路的差模电压增益、共模电压增益这一问题的解释就更具直观性，学生也会更容易理解这些难懂的理论知识点。
二、应用Pspice软件进行电子技术基础课程设计的辅助教学
电子技术基础的课程设计是教学的重要环节。选定一个电子产品就要按它的设计生产，从选题、方案论证、性能指标确定、装调电路、修改、定型参数直到批量生产是一个复杂而又费时的过程。该过程的任一环节，都对产品性能和经济效益有着直接影响。
传统的电路装配、调试过程，一般均采用面包板或专门的焊接板，通过手工连线装配，检查无误后，进行电路测量，最后评估电路性能。若性能与设计值不符时，需调换参数并重新调试测量，直至符合设计要求为止。但是，当电路非常复杂时，采用插接板或焊接板组装电路时所产生的连线错误、器件损坏等人为错误，常会造成人力、财力、时间的浪费及错误的性能评估。尤其是集成电路的设计，器件在插接板上就无法组合成像集成电路内部那样紧密复杂的电子电路，装配板上的寄生参数与集成环境中的完全不同。因此，在装配板测试的特性将无法准确地描述集成电路的真实特性。所以，电子技术基础的传统设计方法已经不适应当前电子技术发展的要求，这就要借助计算机完成电子电路的辅助设计，即电子线路CAD技术。因为它包括电子工程设计的全过程，如系统结构模拟、电路特性分析、绘电路图和制作PCB等。Pspice软件本身除含有强大的元件库外，还可以自行建立器件模型构成所需的元件库，从而不受经费和数量品种的限制，在任何时候都可调入任何所需器件来随时改变电路元件参数从而调整电路，使之更好地逼近设计要求。所以，我们在要求学生自己设计好电路后，都必须先调用Pspice软件进行电路仿真分析，以得出最理想的电路设计方案，然后再在实验室进行搭线和电路调试，最终做出一个合格的电子产品。
所以，采用Pspice仿真软件进行电子技术基础课程的教学，拓宽了学生的思维空间，有效地激发了学生的学习兴趣，提高了学生的自学能力和解决问题能力，对提高电子线路课程教学效果和效率及对学生创新精神和能力的培养都起到了较好的促进作用，也提高了学生对电子线路的分析与仿真能力和计算机的实际应用能力，为学生以后走向工作岗位打下了一个良好的基础。
参考文献：
[1]康华光.电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2008.
[2]朱正伟.EDA技术及应用[M].北京：清华大学出版社，2005.
电路与电子设计基础范文5
电子电路教学的开展，为计算机软件和电路设计应用的结合提供了发展前提，这也为我国电子电路技术的发展奠定了基础。
2电子电路设计教学中软件应用意义探讨
在电子电路的实际设计与开发中，电路结构的软件设计仿真测试已成为当下最具有效性的技术，加之越来越多的电子电路设计者选择运用计算机软件对电子电路设计进行研究，这就使计算机软件应用在电子电路的设计中具有十分重要的意义。计算机软件提供的软件仿真功能为电子电路的方案设计提供了有力的参考，学生能够利用软件进行对预先设计好的电路方案进行仿真，并通过对比方案设计与当真结果对具体内容进行改进，这在帮助学生完善仿真方案的同时，也进一步巩固了其对知识的掌握，提升了电路设计中发现问题和处理问题的能力。与传统形式的电路测量检验方式不同，计算机软件的应用仅需要将电路接口连接到实验箱，通过程序调试模拟实际应用环境，以更为高效率的检测出电路系统的设计错误。软件应用在为电子电路设计提供仿真环境的同时，也能够在学生的电子理论学习中起到极大的辅助作用。在电子电路教学开展过程中，课程理论和实验设计的有机结合能够进一步加深学生对电路知识的理性认知，而在电路的设计和应用检测过程中，由于校园客观环境的限制，电路的检验与应用通常无法得到充分开展，而利用计算机软件设计则能够有效实现对电路设计的检验和校正，使得学生能够在真正意义上掌握电子电路设计课程中的研究方法。
3各类软件在电子电路教学中的具体运用
3.1CAD软件在电子电路教学中的应用
CAD软件系统是当下电路设计软件中图形设计功能作为全面的应用软件，其在电子电路设计教学中的应用也十分广泛。在电路设计教学的开展中，CAD软件为课程开展提供了绘图，几何造型以及特征计算等功能，在进行电路设计过程中，教师能够通过带领学生进行元件设计，是学生进一步掌握不同电路元件的功能，并以此为基础，使学生利用不同元件的特性进行电路的功能设计。CAD软件在为电路教学设置元件设计功能的同时，也自带有元件库，电路的实际设计可以直接对元件进行调用，这也能够有效节约电路原理图设计时间。在利用该软件开展教学时，教师还要强调实际元件和虚拟元件的区别，并通过在教学过程中着重强调，以保证学生实际电路连接的准确性和安全性。
3.2EWB软件在教学中的具体应用分析
EWB计算机软件是一种用于电路设计与仿真的EDA工具软件，与CAD软件不同，EWB软件中包含更多的高品质模拟电路元件和组件模型。教师在开展电子电路设计教学时能够在元件调用的基础上，引导学生利用软件进行多种功能仿真，如对以连接的电路结构进行交流频率特性分析，静态分析和参数扫描分析等。EWB软件主要结构包括函数信号发生器和仿真电路模板等，学生能够在课程设计中通过元件调用和参数整合，完成电路设计，并通过将电路系统调用与仿真模板中，对其进行功能测试。在电路仿真教学过程中，教师应首先开展信号发生器教学，使得学生能够依据实际电路结构设计选定对应的激励信号，以此保证电子电路结构仿真结构的准确性和有效性。
3.3PSPICE仿真软件在电路设计教学中的应用
作为现阶段不同类型电路分析与设计仿真软件之一，PSPICE软件具有十分优越的实用性能。该软件主要包括电子线路仿真，图形方式输出，模拟计算电路功能和网表生成等功能，不仅能够对模拟电子线路进行仿真与模式实验，也能够与实体电路结构进行连接并开展模拟仿真。在电子电路的设计教学中，教师要将课程演示重点放在利用PSPICE软件模拟连接电路上，使学生能够在掌握元件参数的基础上，更为全面的掌握电路波形和电压电流值的检测方法。PSPICE仿真软件的应用，也为电路设计教学中元件参数的优化提供了科学有效的途经，教师通过对比软件中不同模拟元件的功能，以选择灵敏度高和容差关系稳定的软件开展教学，这能够极大的优化电路设计中的元件参数，并使得电子电路设计的教学质量得到有效提升。
4结束语
电路与电子设计基础范文6
关键词：实习教学设计；工程教育；CDIO；项目驱动法
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）36-0195-02
电工电子实习，亦称电子工艺实习，是高校开设的公共基础实训课程，涉及专业较多，在工科专业人才培养中占有重要地位。随着国家的发展转型，业界对人才的需求，已从学术型人才转向工程型人才，[1-3]传统的技能培训模式已不能适应新形势下人才培养的需要，教学改革势在必行。现代工程教育模式为集中性实践教学环节的改革带来了先进理念，[4-6]根据CDIO理念改革电工电子实习平台，模块化的方案设计和教学设计非常关键，围绕能力的培养，从科研成果转化为教学内容入手，结合项目驱动法和最新的虚拟仿真技术，进行实习内容的组织和教学设计，采用模块化设计，将工程案例与实习课程具体特点结合，在保障技能训练的基础上，强化系统性的工程能力培养，重点提升了学生的自主学习能力、设计开发能力和应用创新水平。
一、教学设计
智能车作为创意机器人设计的参考原型，是高校进行跨学科创新的典型工程案例，也是实现课赛结合的理想主题，在各类赛事和学科创新活动中获得了较多成果。CDIO理念下的电工电子实习教学改革，将智能车成果转化为教学内容，依据教学需要进行模块化设计，完成教学适配，[7]以智能车主题贯通实习教学的各个环节，增加了课外自学内容，结合虚拟仿真开发技术，使学生在实践中循序渐进，具备安全用电、电子制作、电子设计与应用创新的各项能力，实现了系统性的工程能力培养目标。教学设计方案见表1，下面从安全用电、电子制作、电子设计、进阶引导四个方面进行介绍。
表1 CDIO理念下的电工电子实习教学设计
实习模块 主要内容 智能车工程案例 能力目标 适用范围
安全用电 用电常识、用电规范
照明电路、室内配电 电源模块 安全用电技能
看图接线能力 必做
动力线路、PLC自动化 驱动模块 信息获取利用能力 选做
电子制作 焊接、调试、装配 循迹模块 电子制作技能
分析解决问题能力 必做
电子设计 PCB设计、制板、焊接、调试 车灯模块 设计开发能力 选做
电路仿真、整车调试 显示模块、整车 工程系统能力 电类
进阶引导 实结、扩展应用、编程 MCU模块及扩展 自主学习能力
应用创新能力 电类
1.安全用电
学生具备安全用电常识和解决日常用电问题的能力，是电工电子实习的最低要求。安全用电是工程实践的基础，须克服心理障碍，熟悉用电常识与操作规范，防患于未然，主要内容有安全用电常识、常用工具的使用、单相电路、三相电路。需要注意强弱电、交直流的结合对照，做好与后续实习内容的关联，融会贯通，培养学生的信息获取与利用能力。
单相电路侧重培养安全用电技能和看图接线能力，主要内容是照明用电和室内配电实训，了解交流市电的使用，在此基础上加入智能车直流电源课外自学内容。电源作为电子产品系统的供配电部分，是系统调试和故障多发的重点区域，也是安全用电和电路检修的关键环节，智能车电源模块使用了7.2V电池，对外供电采用双电源，7.2V直接为显示模块、循迹模块和驱动模块供电，变换为5V电压后为MCU模块供电，初学者容易接错电源，造成元器件烧坏或者人体烧伤，须提示安全用电。
三相电路侧重培养看图接线能力和信息获取与利用能力，有动力用电和PLC自动化两个实训项目，主要内容是电机的继电控制和PLC电气自动化，在此基础上通过智能车的驱动模块了解直流继电器及直流电机的控制，了解H桥驱动原理，智能车的驱动模块用于运动控制，通过两路控制信号分别对开关管和继电器进行控制，以实现电机的速度、转向等动作。达林顿管驱动电机进而控制速度、晶体管驱动继电器进而控制行进方向。因为该部分属选作内容，内容较多，比较实用，有助于培养学生的信息获取与利用能力。
2.电子制作
学生具备课外科技制作的能力，是电工电子实习的最低培养目标。电子制作包含仪器的使用、元器件的识读检测、焊接工艺、电路调试和整机装配五个部分。其中仪器的使用和元器件的识读要结合焊接具体电路来教学，尊重学生在实训中的主体地位，边讲边操作，考虑学生信息的获取与利用能力和效率，有的放矢避免泛泛而谈。
焊接工艺是电子制作的基本功，主要内容有立方体的焊接、万用板的焊接、印刷电路板的焊接和拆焊练习，其中立方体的焊接是焊接基础，采用“准备-加热-加锡-去锡-去烙铁”五步训练法教学，要求学生握持烙铁要稳，养成焊前对烙铁头和引脚进行预处理的习惯，避免虚焊；万用板的焊接推荐引脚直连法或者用单支线，训练实例为智能车电源模块，要求学生养成“先检测，再焊接，焊前预布局”的习惯；印刷电路板的焊接训练实例为智能车循迹模块，学生通过印刷电路板的焊接对PCB结构和标识有一个初步的了解，为后续设计PCB奠定基础。
通电调试前，使用万用表对照原理图检测电路，发现元件焊反或焊错的，须进入拆焊环节，拆焊可用热风机或加锡拆焊法，均匀预热避免长时间加热某个焊点，以免焊盘脱落；调试时沿电流方向依次检测，查找虚焊或问题元件，掌握离线检测电路的方法。通过智能车循迹模块掌握运放的典型应用和运放电路在线调试的方法，初步具备依据电路原理进行调试分析与解决问题的能力。电子制作教学环节，学生多为初学者，要求指导老师“多演示、多巡视、多指导、严验收”，拆焊练习属于选作内容，方便学有余力的同学自我提升。
3.电子设计
电子设计是是工程型人才培养的关键，是电工电子实习的重点内容，直接关系到培养学生的自主学习能力、设计开发能力和工程系统能力培养质量，主要内容包含电路仿真、原理图绘制、电路板设计、电路板制作和整车调试。电路仿真是进行电子设计与验证的便捷途径，学生通过Multisim电子电路设计与仿真软件，仿真智能车车灯模块或显示模块，分析电路原理，了解集成运放电路典型应用与调试技巧，掌握电路设计的可行性仿真分析和虚拟仪器在电路验证中的应用，为后续电路板设计奠定基础。
使用Altium Designer 绘制电路原理图，或进行原理图修改，是进行电路板设计的前提，应注意易读性和效率，学生在绘制智能车车灯模块原理图的过程中，要提前发放元器件，自然而然地了解软件界面、元件与封装。Altium Designer 进行PCB电路板设计之前，利用前面焊接的循迹模块PCB成品，使学生对PCB电路板有个感性认识，然后通过刚绘制的车灯模块原理图快速上手，初步掌握PCB设计流程和使用技巧，布置一些课外内容，例如布局原则、布线技巧、批量修改和机电匹配、帮助学生迅速掌握软件[8]，提高自主学习能力。
通过热转印工艺，了解印刷电路板制作流程，每个环节建议设置简短提醒，完成车灯模块PCB的制作，在读懂电路原理的基础上独立完成焊接与调试。
最后是整车调试环节。利用已制作并调试成功的五个模块，配上智能车底座和单片机最小系统板成品，要求学生分组完成整车调试，通过检测跑道（或地图）的黑线来自动调整小车前进的方向，使小车不脱离黑线跑完全程，从而实现小车的自动循迹，提高学生的工程系统能力和团队合作能力，通过对电子设计因果的反思总结，提高学生的设计开发能力。
4.进阶引导
进阶指导是实习课程的课外拓展，是课外创新的新起点。实习课程结束后，进行一次完整的梳理总结，便于知识结构的系统化，利于后续的课外创新实践。围绕智能车工程案例，总结单片机电路，梳理电子技术知识的典型应用；科普单片机编程和控制算法，引导学生以智能车为原型，进行创意智能车/机器人的扩展设计与创新，组织学生参加相关赛事，提升学生的应用创新能力。
二、成效
电工电子实习是校级公共实践平台，教研组根据现代工程教育理念，采用“分批次多层次多模块”的方式，逐步推进教学改革，满足了各个专业的需要。通过模块化设计的智能车，实现了已学电子技术与后续单片机课程的对接；以单片机电路梳理电子技术典型应用，打通了实习教学各模块和环节，从传统的技能培养成功过渡到系统性的能力培养，提高了人才培养水平。制作的“电工电子实习课件（CDIO版）_跟我学做智能车”系列课件，在2014校多媒体教育课件大赛中获奖，根据5个专业的教学测试，以及教学问卷反馈，完善了教学设计，取得了阶段成果。
在此基础上，探索了课赛结合教学模式（图2）。智能车项目的模块化设计，考虑了与后续赛事的对接与关联，预留了MCU编程、创意设计和硬件扩展等内容，把智能车成功打造为学生未来工程实践的创新起点和参考范例，打通了实习与课外创新环节，引导学生提前进入了课外创新阶段，通过组织学生参加智能车、机器人和飞行器等赛事，以竞赛带动学生参加课外创新活动，提高了学生的工程能力和就业竞争力。
三、结论
CDIO理念下的电工电子实习，通过模块化设计的智能车项目，实现了以能力培养为目标的教学设计，适配了各专业人才培养课程体系，提升了工程人才培养水平；通过虚拟仿真技术的应用和成果的转化，进一步提高了学生的设计开发能力和工程系统能力；课赛结合的探索，打通了实习与课外创新实践，取得了阶段成就，但开支也相应加大，如何取得规模与经费之间的平衡，例如通过虚拟仿真技术进行人才选拔降低耗材消耗等措施，还需要进一步探索。
参考文献：
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