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数字电路基本原理范文1
关键词:数字电路教学方法教学目标教学要求
“数字电子技术”是高职高专电类专业的一门专业基础课程,是一门理论性和实践性都较强的课程。它的任务是通过学习数字电路的基本概念、基本原理和基本技能使学生在数字电路方面具有一定的理论水平和实践技能,它是《微机原理与应用》、《单片机原理与应用》和《PLC原理与应用》等主要专业课程必不可少的基础知识。该课程对于学好后继专业课程以及提高学生的工程实践能力都有着极其重要的作用。
1立足于教学目标,展开教学
1.1知识目标
熟悉布尔代数的基本定律,掌握卡诺图与公式化简法;掌握数字电路中常用的基本单元电路和典型电路构成、原理与应用;掌握常用的中小规模集成电路功能。
1.2能力目标
具有查阅集成电路器件手册,合理选用集成电路器件的能力。对集成芯片,重点分析电路的外特性和逻辑功,以一些典型集成电路为例介绍如何查阅集成电路手册、资料等,使学生学会在实际应用中正确选择和使用集成芯片。
具有识读和分析一般典型应用电路的能力。增强电路分析的内容,弱化电路设计。传统数字电路教学往往注重电路设计内容的教学,好像只有电路设计的能力,才能代表水平,而电路分析代表技能,是低技术的。不过技能却正符合了高职高专的教学目标,所以在教学过程中,应注重电路分析方法的教学,让学生学会分析较复杂电路,能修改已有电路服务于自己的设计目标。
具有逻辑分析问题与解决问题的方法。随着数字技术的广泛普及,数字化社会已经到来,大规模、超大规模数字集成电路以其低功耗、高速度等特点,应用越来越广泛。因此如何在有限的时间内使学生扎实掌握数字电路基础知识理论和基本操作技能,培养分析问题、解决问题的能力,是教师在教学过程中需要认真思考的问题。并使学生在传统的数字电路逻辑分析、逻辑设计思维训练的基础上进一步建立起现代数字电路的应用与设计思想,掌握现代电子技术的新技术和新器件,在专业学习中适应当代硬件技术与信息技术的发展,为走向实际工作岗位打下坚实的基础,为拓宽就业市场寻求一条全新之路。
1.3思想教育目标
(1)树立热爱科学、实事求是的学风和创新精神、创新意识。(2)具有一定的自学能力和获取新知识、新技术的基本素质。(3)提高逻辑思维能力、养成认真细致的工作作风。
总之,专科教学不同于本科教学,专科教学注重于学生能力和综合素质的培养,教学过程中突出培养学生应用知识,分析解决实际问题的能力,以学生为主体,以教师为主导,以教学为主线,树立能力培养目标为重中之重的思想。
2选择合适的教材,以教学要求分层、考核形式分类的方式评价教学
2.1教材的选择
目前我校选择的教材充分体现了高职高专教育的特点,以应用为宗旨,强调理论与实践相结合。编写原则遵循由浅入深,通俗易懂,便于自学,力争做到“讲,学,做”统一协调,重点和难点采取阐述与比喻相结合,例题与习题相结合,实例与实验相结合,针对数字电路课程实践性强的特点,增加了与教材相应的实践环节教学内容。
针对数字电路教学过程中存在教学内容与学时数的矛盾,根据国家教委课程指导委员会的提议:EDA技术是电子技术类课程教学改革的重要方向。我校及时修订课程大纲、调整教学内容。把EDA技术和PLD器件纳入教学计划。将教学内容分为数字逻辑基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、可编程逻辑器件和脉冲信号的产生与整形五大模块。
2.2教学要求分层
教学要求分为五个层次A.知道、了解。学生对教学内容有感性的、初步的认识或只要能识别它B.领会、理解。学生对概念、规律、基本操作等有理性的认识,即能自述、解释和举例说明,并在教师的指导下能顺利地完成基本操作C.掌握、运用。学生在理解教学内容后,通过练习,形成技能;运用概念、方法、规则进行常规运算求解、论述和简单运用、自主操作等D.熟练掌握、灵活运用。学生能综合运用某个知识解决问题,综合运用某项技能进行熟练操作或小规模技术设计等,从而形成某种能力E.思想素质的提高。如态度、意识、精神、毅力等的培养。
同时,采取了以创新能力的培养为核心的“四位一体”教学法,即旨在通过学生自学、讨论、答辩、考查四个阶段,培养学生的自学能力以及分析问题和解决问题的能力,彻底解决传统教法中“满堂灌”的现象。
2.3考核形式分类
考核形式分为五种:笔试:传统的拟卷考试;操作:通过学生动手操作来考核;答辩:教师出题或学生自拟题,经一段时间的实践,学生以报告形式完成答卷并根据需要答辩;社会化考核:参加由国家有权部门认定的考试考核机构或组织进行的考试考核;社会评判:由社会评定结果如实习鉴定等。
通过多种考核形式达到综合评价学生的效果。
3采取传统和现代化教学手段结合方式,运用实例灵活教学
3.1传统和现代化教学手段相结合
教学课件是教材内容的提升和精炼,是将教材中的概念、定律及应用内容转化为形象逼真的映像展示给学生。多媒体教学进入课堂是对传统教学方法的改革,它是教学过程的一个有力工具,但决不能成为课堂教学的主宰,过于详细的课件使学生上课注意力不集中,一些学生觉得课程内容包含在课件中,便在课堂上不记笔记、注意力分散、交头接耳、甚至逃课。可以想象,教学中教师盯着显示器,学生盯着大屏幕,这样的教学情景很难调动教学气氛、影响教师配以肢体语言等的热情发挥,更谈不上师生间的互动。只有将多媒体教学方法和传统教学方法有机的结合起来,相互补充,并在教学实践中不断完善,才能取得完美的效果。
EDA是电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)的英文缩写,将EDA技术引入数字电路课程教学,可以使教师在讲述理论的同时,利用EDA技术软件进行仿真、演示,使学生消除“抽象感”,增加学习的兴趣。使课堂教学更生动、直观,使数字电路课程中一些基本理论和基本概念更加容易理解。
3.2运用实例灵活教学
数字电路的授课可以结合生活中的应用举例,如目前多媒体PC机里的显示卡、声卡是用数电中的数——模(D/A)转换实现图像显示和声音播放的;制造业中的数控机床,交通信号灯的转向时间显示,家电产品中的CD、VCD、DVD等也都应用了数电技术。通过这些实例的介绍,可以使学生真正了解数字电路课程的重要性,从而能更加主动的去掌握所学知识。
培养创新型人才,就要实施创新教育,重视实验教学,改变以教师为主导的教育模式,充分发挥实验教学的作用,使之成为引导学生从实践来获取和应用理论知识的主要渠道,在完成验证性实验的基础上,实验大纲中安排智力竞赛抢答器和电子秒表等一系列的综合性实验,使学生在由简到繁的设计过程中了解设计工作的思路、方法,通过让学生实际制作,使学生懂得如何进行理论和实践相结合,加深对知识点的理解。
4结语
总之,我们只有立足于教学目标,选择合适的教材,采取传统和现代化教学手段结合方式,运用实例灵活教学,培养学生的创新能力,才能搞好教学,才能为学生走向实际工作岗位打下坚实的基础。
参考文献:
数字电路基本原理范文2
关键词:电路课程;教学改革;开放实验教学;考核方式
随着电子技术的飞速发展,新的电子器件层出不穷,微机结构的板块化、集成化程度也越来越高。这种情况下,低频分立元件电路还要不要学,计算机的一些相关基础课程要不要被淘汰?这一疑问让很多师生感到困惑。我们认为,对这一问题的回答应该是肯定的。电子器件可以不断更新,但电路拓扑结构、电路的思想不变,基本电子线路仍然是进行电子设计的依据。所以基础的电路知识不但要学,而且应该精通,应抓住主线,领悟其思想和精髓[1]。但是,由于电路课程本身概念多、理论性强,涉及很多微观方面的知识,因此很多学生产生厌学情学,教学效果普遍不好。真对上述问题,笔者结合多年的工程实践和教学经验,谈一谈关于计算机专业电路课程(电路基础和模拟电子技术部分)教学改革的建议和体会。
1课程体系、课程内容的改革与实践
1.1从实际出发,突出应用,合理调整与梳理课程体系
早前,计算机专业课程体系中,过分强调全面性和理论深度,连续开出“电路基础”、“模拟电子技术基础”、“数字逻辑设计基础”等3门电路课程,其难度不亚于相关电子专业课程,而且计算机硬件方面的课程也有烦杂重复的现象,导致的结果是学生对计算机硬件课程,特别是电路课程产生畏惧心里和厌学情绪。经过多年的教学实践,根据我院学生的实际情况和创新型应用人才的培养目标,适当对课程体系进行调整和梳理,取得较好的效果。我们把“电路基础”和“模拟电子技术基础”合并为“电路与模拟电子技术”,将计算机专业电路课程简化为两门,而为突出实践将两门电路实验单独开课、单独考核;注意“组成原理”与“微机原理”的衔接处理,适当削减理论学时,而突出实践,增加“单片机及应用”的教学课时;在原“电装实习”的基础上增开“嵌入式系统综合课程设计”,以提高学生综合应用和工程实践能力。
1.2以“必用、够用”为度,精心安排和选择课程内容
以往课程教材多是跟名校走,没有考虑学院学生的学习素养,不切实际的选择理论性很强的一些经典著名教材。改革之后,我们更加注重学生的基础和需求,选择教材或者自编讲义时强调理论联系实际、突出实践。目前选用高等教育出版社出版的高玉良的《电路与模拟电子技术》,并自编仿真实验与实物实验相结合的电路实验指导教材。理论教材的建议学时为80学时,而我们的计划学时为64学时。所以,选定教材之后,还应以“必用,够用”为度,精心选择授课内容,特别是电路的基本理论和经典内容。电路的基本理论是电路设计的基础,经典内容更不会在很短时间内发生大的变化,结合计算机专业特点恰当的介绍这些内容,有助于打牢学生的专业理论基础。但应注意基本内容的精简与深度,应以“必用、够用”为度,切忌繁杂和过于深入[2]。“必用”是指对于课程后继内容的学习必然要用到的和必需要掌握的内容,如电阻电路分析、电路的暂态分析、三极管及晶体管的基本原理、信号的运算与处理电路等,舍弃正弦交流电路和非正弦周期电流电路分析的大部分内容。“够用”是指基本内容的份量和深入程度应适当控制,如半导体三极管、场效应管等的物理结构和内部原理应简要通俗讲解,不宜过于深入。这样做,一方面是考虑到课程学时有限,而内容较多,必须保证基本理论和经典内容;另一方面是考虑到计算机专业的特殊需求,电子元件的学习应侧重于其功能和应用。
1.3突出应用,密切跟踪电子技术新发展,适当增加课程内容
当今电子技术发展迅速,新的电子器件层出不穷,电路的集成度也越来越高。就计算机专业而言,深入学习各种器件的物理结构和内部原理不现实,也没有必要。在掌握电路的基础理论,常用分立元件电路的分析设计之后,功能级器件的正确、灵活和创新应用显得尤为重要。例如,在信号的运算与处理章节,讲清楚基本的比例、加法、减法运算电路之后,引入基于集成运放的电压调理电路、恒流源电路的设计等实用内容。在直流电压源章节,讲清楚直流稳压电路的基本原理之后,引入流行的集成稳压器件稳压电路分析与设计等内容。另外,随着微电子技术和计算机技术的不断发展,EDA技术已成为电子工程设计的重要手段。EDA技术的广泛应用,使得电子技术向着更高、更新的层次飞速发展。而EDA技术,特别是电子电路的仿真技术在电路课程教学中也起到非常重要的作用。所以,我们在电路课程中引入Multisim进行电路仿真。这也极大的激发了学生学习电路的兴趣和积极性。
通过一系列的调整和改革之后,学生对学科的专业认同度大大提高,有更多的同学主动积极投入到专业的学习中,更多的同学计划毕业后从事专业工作,并对前景有一个好的预期。
2教学方法的改革与探索
2.1课堂教学结合实践,以新颖的实例培养学生兴趣
上好绪论课,在第一时间抓住学生注意力非常重要。课程开始,教师应结合实践,讲明课程在计算机科学专业知识体系中的地位以及在现实生活中的重要应用,引起学生的足够重视。例如,在绪论课堂上,笔者走进教室先指着天花板上的日光灯问同学其中镇流器的作用是什么、问为什么电风扇通电会转动等等一些同学们身边生活中的电路问题。接着告诉同学们,将要学习的晶体管、场效应管、运算放大器、稳压电源等等是后继“数字电路”、“组成原理”、“微机原理”的重要基础以及在其中的重要应用。通过绪论课,使学生有了要学好该课程的热情和兴趣,后面的关键是如何利用这种热情和兴趣,并使之保持下去。这首先要求教师熟练掌握教材,融汇贯通,将相对“孤立”和枯燥的内容讲得符合逻辑推理、讲得生动、引人入胜。例如,在讲到电路的基本概念、基本定律和基本分析方法时,笔者引入对偶性原理,告诉同学们对偶原理在生活中无处不在,引导学生以对偶性原理理解、分析问题[2]。这样以来,在抓住学生注意力的同时,使问题在合乎逻辑推理的情况下层层深入,并引发学生积极有效的思维活动。在整个学期,学生的学习积极性和对电路课程的兴趣一直保持较高的水平。
2.2板书结合多媒体教学
使用多媒体教学,能扩大课时容量,更为生动形象的传播知识,帮助学生更快的理解和记忆学习内容。但是,应根据课程的不同特点,恰当合理地使用多媒体教学,而不能为了省事滥用多媒体。曾看到不少教师在数学、电路等理论性较强的课程中,上课时一页一页地翻讲PPT,而学生一脸茫然,其授课效果可想而知。PPT课件由于其页页之间显示的间断性,不能给学生把握全局和理解问题的时间缓冲,而这一点对学生学习逻辑性较强的新理论尤为重要,如果稍不留神听讲,后面的课程内容就像听天书了。笔者根据多年实践经验认为,电路课程多媒体授课时间应该严格控制在30%以内。而且,多媒体授课不应是简单的播放PPT,而应该是适时利用即时演示和动画技术进行的形象教学。这可以使许多抽象和难理解的内容变得生动有趣,一目了然,既节约了课时,又提高了教学效果。例如,在讲到三极管内部载流子的运动时,可借助形象的动画,方便学生理解。还有,使用EDA软件进行电路仿真分析,可以简化理论推导,突出知识点的实用性,并且通过仿真软件的仪器仪表显示,使电路的物理过程更为形象直观。例如,在讲到一阶电路的暂态分析时,要分析电容的充放电过程,使用仿真软件可以当即取得波形图,并且通过图形使学生非常直观地看到各物理量的变化规律及各个关键点的函数值。
要说明的的是,以上观点并不是否定课件的重要性。内容丰富生动的高水平课件可以作为学生课后预习、复习、自学的重要资料,对于教学工作也起着非常重的要作用。
2.3 “互动式”教学
教师应明白教学相长的道理,课堂上营造师生共同参与、积极讨论的氛围,激发学生的学习主动性[2]。课堂上应鼓励学生提出与教材及老师意见不一致的想法,哪伯是错误的观点(当然老师不能放弃引导的责任),应激励学生把学到的知识相互渗透,前后贯通、综合运用,让学生坚持独立思考,敢于发表自己的见解。例如,笔者在每节课前五分钟总让学生来归纳讲解上节课的知识点,并根据讲解情况予以一定的加分。在几次尝试、鼓励之后便出现了争抢上台讲解、相互点评的热烈场面。另外,根据电路课程的特点,笔者在电路课堂教学中,普遍采用了“提问、讨论、归纳”的教学方法。对一个具体电路的分析求解,常常可以有多种方法。教师可以先提出问题,学生通过讨论后给出各种各样的思路和方法,然后通过比较和归纳来确定所分析的问题的一般方法和步骤。在这个过程中,每当学生以自己的方法解决了一个实际问题,就会觉得有成就感,这种感觉又会促进继续学习,形成良性循环,从而增强其学习主动性。而且,这一过程也培养了学生追求科学的思维方式,提高了学生分析问题、解决问题的能力。
2.4合理运用对偶性原理
对偶是客观世界中存在的一种特殊规律。在电路理论中,元件、参数、电路、定律、定理、分析方法之间都存在明显的对偶关系。因此,在电路教学中及早建立对偶概念并加以合理应用,有助于提高教学效果[3]。例如,在电路课程开始介绍电流、电压概念时,可从物理学中的对偶现象出发,提出对偶概念,说明电流、电压是一对对偶的电路变量,并指出对偶现象在电路理论中普遍存在,使学生有一个初步印象;在介绍基尔霍夫定律时,指出节点与网孔为对偶,基尔霍夫电流定律与基尔霍夫电压定律为对偶;在介绍电阻元件时,指出电阻与电导为对偶,电容和电感为对偶。经反复强化,学生建立起对偶的概念后,教师就应适时引导学生灵活运用对偶性原理。例如,学生对电压源较易理解,对电流源则感到抽象。学习电压源后,学生已经明确电压源是一种其两端总能保持一定的电压而不论流过的电流为多少的理想元件。这时,运用对偶概念指出,一定存在电压源的对偶元件,该元件应当是一种从其端钮上总能向外提供一定的电流而不论其两端的电压为多少的理想元件。这样引入电流源,学生觉得顺理成章,不会感到突然[3]。另外,在教学中,对于具有对偶关系的两个知识点,只须讲清、讲透其中一个,另一个则利用对偶性讲授,可缩短讲课时间,提高讲课效率。
3考核方式的改革与实践
课程考核是课程建设的一个重要方面。它是评价课程教学质量的重要手段,对课程建设起着引导和约束的作用 [4]。实践中,我们改变以往传统单一的期末考试考核方式,确定了把课程教学作为提高学生综合素质培养的重要环节,结果考核和过程考核相结合的考核目标,逐步形成了具有一定特色、方案合理、可操作性强的课程考核方式。课程考核的项目包括学生的出勤情况(占总分10%)、平时课堂表现,包括回答问题、课堂演讲等(占总分10%)、平时作业(占总分20%)、期中测评(占总分20%)和期末测评(占总分40%)。按时出勤可以培养学生的集体主义观念和遵守纪律的习惯,也是课程教学得以正常进行的必要条件。笔者的做法是全勤记10分,缺席一次扣2分,缺席五次取消该门课程考核资格。电路课程理论性较强,不通过大量的练习难以融会贯通、真正掌握基本内容,所以适当加重对平时作业的考核是否必要的。笔者的做法是学期总共批改五次作业,每次4分,根据作业的完成情况分四个档次,每个档次分别给为1分、2分、3分和4分。另外,为防止相互抄袭,限制作业必须按时完成,不得补交。为鼓励学生积极发言、同他参与讨论,激发学生的学习主动性,课堂表现考核显得十分重要。笔者的做法是主动回答问题、主动上台做题或演讲正确一次记2分,错误不扣分。笔试是学生对知识掌握情况的集中体现,占课程考核的比重大。通过以上课程考核方式的改革,取得了令人满意的效果。学期课程的平均出勤率达到98%以上,学生的学习兴趣和学习主动性明显提高,课堂教学秩序良好,气氛活跃,课后师生交流频繁,学习效果明显提高。另外,学生的综合素质也得以提高,表现出较强的独立思维、沟通协作、工程实践能力和敢于表现自我的勇气和信心。
4结论
以上是笔者针对计算机专业“电路与模拟电子技术”课程教学教改工作的一些看法和实践。表1是我院计算机系未实施改革前07级与实施改革后08级的学生课程调查及考核结果对比。
从表中可以看出,实施教学改革后,在教学内容、教学方法、考核方法和教学效果等各方面都得到了学生的高度评价,课程考核及格率也明显提升。当然,随着电子技术的飞速发展和课程改革的不断深入,电路课程的教学工作仍有大量有待探讨的问题,作者期待能进一步与同行切磋和交流。
参考文献:
[1] 马良花,刘晓亮. 模拟电子电路课程教学方法刍议[J]. 浙江交通职业技术学院学报,2009(3):45-47.
[2] 夏百战. 计算机专业“数字电路”教学探讨[J]. 杨凌职业技术学院学报,2006(3):68-70.
[3] 赵万明. 电路课程教学方法的探索[J]. 中国电力教育,2008(9):124-125.
[4] 陈洪亮,田社平. 基本电路理论课程考核方式改革的探索与实践[J]. 中国大学教学,2009(2):40-41.
Reform of Circuit Course in Computer Science
XIA Bai-zhan, SHI Shi-guang, LV Yi
(Department of Computer Science, Zhongshan Institute, University of
Electronic Science and technology, Zhongshan 528402,China)
数字电路基本原理范文3
关键词:电工电子系列课程;实践教学体系;改革与实践
在教育技术学本科专业的教学当中,电工电子系列课程普遍存在,其中必开的课程有《电路基础》、《模拟电路》以及《数字电路》等三种。由于在实际的教学当中,这三种课程互相独立,在实践教学上都是分开进行的,在实验和实习以及课程设计当中都没有一个有效的联系,使得学生的综合素质低下,知识的应用能力不强。基于此,本文就试图创设一种实验、实习和课程设计相互结合的电工电子系列课程实践教学体系,以便对学生的专业实践能力进行培养。
一、打破课程界线,按模块构建电工电子系列课程实验体系
1.模块实验内容
根据数字和对信号进行模拟这两条线把电工电子系列课程实验建立成两个模块实验,即基础实验以及综合实验。其内容主要有以下方面:首先是模拟信号。主要内容有:测试电器件的主要特性,研究单相正弦电流电路的主要特性,测试无源二端网络的参数,研究非正弦信号,分析电路的整个动态过程,研究三相电路以及基本放大电路,应用集成运放的基本电路以及放大电路。其次是数字信号。主要包括研究门电路、组合逻辑器件的应用、时序逻辑电路、脉冲信号的产生过程以及整形过程、整个程序的设计、程序的中断、数字到模式或者模式到数字的互相转换等。最后是综合实验。其内容主要包括:设计仪用三相电源、组装比较简易的多用电表以及函数信号的发生器、控制舞台彩灯、对机电路进行扩音、计算器的简单频率等。这些模块实验把课程界线进行了打破,把知识的有效运用以及基本技能的养成突显出来。它整合了以往相对分散的实验教学内容,把传统的依照课时来对教学内容进行组织的方式转变到依照能力模块对教学内容进行组织的轨道中来,一个模块通常包括两种实验,这两种实验分别是基本与设计性。模块实验在确定实验时间时是依照模块内容的大小来进行的,把其中很多验证性的成分进行了大量删减,实验的内容转变成了简单到复杂最后到多个知识点综合应用。
2.全开放式实验教学
通常情况下,模块实验内容要有4个小时到8个小时的时间才能完成,从这一点上来说,实施全开放式实验教学就显得非常重要。实验室要在周一到周五的全天向学生开放,在做好准备之后,学生到实验室预约时间,在所规定的时间里把实验独立完成。此教学模式把实验教学的效率大大提高,对学生独立工作能力进行了科学培养,有利于发挥学生的个性。它重要有以下五个步骤,这五个步骤分别是:准备实验方案、对实验时间进行预约并把实验预约卡领出来、进行实验操作、教师对实验结果进行认真检查、把实验报告写出来。要想把学生的操作技能、创造思维以及实践能力分别进行增强、培养和启发,就必须对现有的教学方法进行改革。实施全开放式实验教学,合理地对师生关系进行了重构。在这个过程当中,学生由以往的对知识被动接受转变到了主动设计完成的轨道中来。
二、设计与实习有机结合,强化学生工程素质和能力培养
对实验方法进行掌握,对基本原理进行了解以及对学生的实验技能进行培养是基础实验的主要内容;而综合实验则注重对学生的综合能力进行培养,强化学生的实践意识,用实验把自己的一些设计构思进行实现,这种实验教学是一种高层次的教学,有利于把学生的综合素质以及创新能力进行提高。要想培养学生的工程素质不仅需要综合应用多门相关课程,而且还要掌握大量系统的设计知识。比如在电子系统设计当中,学生可以先对线路的原理图进行设计,充分运用计算机技术进行仿真,以取得理想的参数,在对自己的方案进行验证以后,分析实物制作的结果。为了让电工电子系列课程实验教学更加具有实效性,让学生的工艺以及技能与教学要求相符合,学校要设立电工电子系列课程实践能力的考核周,其主要对电工电子的常用仪器、对实验方案进行拟定的能力、对实验线路进行连接的能力、对实验数据进行准确测量与读取的能力、对电气线路的设计进行调试的能力、理论知识的应用能力以及对实验图表进行绘制的能力等七种能力进行考核。电工电子系列课程实践教学体系有机融合了实习、设计和实验,并把三者结合为一体,教学层次更加清晰,目标日趋目标,教学内容更加充实,大大提高了教学效率,可以把学生的兴趣给激发出来,对学生的实践能力以及学生的工程素养进行了强化。
三、以EDA技术为基础,加速实验内容与手段的更新
当今社会科技不断更新,电气工程也逐渐进入到了电子时代当中。如果没有掌握EDA技术,广大电气工程师们是没有办法面对激烈的市场竞争的。基于此,要在电工电子系列课程实践教学的改革当中建立电工电子的实验与实习技术中心。它既有综合实验室,又有电子设计自动化的实验室。以EDA技术为基础的实验室不仅可以对那些复杂的电路进行完成,而且还可以把现代数字系统的实际进行实现。在对数字系统进行设计中应用现代数字系统正式标志着人们正过渡到运用各种分离元件在大面积印刷电路板当中对大规模逻辑电路进行拼凑的结果,广大用户只要运用EDA这一工具,就可以把预先设计好的电路存入芯片当中,从而成为一个专用的集成电路。
四、结语
在我国,教育技术学科尽管还是一门新兴的学科,但是电工电子系列课程已经在我国开办了很长的时间。伴随着时代的不断变革与发展,电工电子系列课程实验教学体系也着实需要进行改革与实践,本文只是进行了一些抛砖引玉的工作,要想真正与时代的发展相适应,还要对电工电子系列课程实践教学做一些更大的改革与研究,同时仍需要电子工程技术以及与之相关领域的同仁们共同探究与进步。
参考文献:
[1] 吴良芹.机电一体化专业实践课程教学模式探索[J].机械管理开发,2013(02)
数字电路基本原理范文4
关键词:物联网;课程体系;理论与实践
中图分类号:F253.9 文献标识码:A
物联网是继计算机、互联网、移动通信后的又一次信息化产业浪潮,将催生一个巨大的新兴产业。目前,国内大约有20家本科院校开设了物联网专业或物联网工程专业,国内学校开设的物联网专业通常包括传感器原理、近距离无线传输技术、二维条码技术、物联网安全技术和物联网组网技术等相关教学课程。
1 物联网专业基础课体系
由于物联网专业是新兴学科,所以各个学校所设置的课程也是千差万别。在经过充分的调研和分析基础上,形成了物联网专业基础课体系。该体系分成两大模块:理论基础、实践基础。其中理论基础模块分成公共基础和学科基础;实践基础模块分成硬件基础和软件基础。
1.1 公共基础模块
对于该模块,不同的学校差别不是很大,最主要的分歧是在高等数学和工科数学分析这两门课程的选择上。一般情况下,工科数学分析不仅包含了一般理工科“高等数学”的全部内容,通常还会加强和拓宽微积分的理论基础,注重无穷小分析思想的应用,在数学逻辑性、严谨性及抽象性方面也有一定的要求和训练。各个学校可以根据本校的实际情况进行选择。
由于线性代数在科学研究中的非线性模型通常可以被近似为线性模型,使得线性代数被广泛地应用于自然科学和社会科学中。线性代数一般是理工类专业必学的数学基础课程。概率论与数理统计课程对于无线传感器网络的路由、定位等技术的研究中有很多应用。大学物理课程是大学理工科类的一门基础课程,通过课程的学习为后继专业基础与专业课程的学习及进一步获取有关知识奠定必要的物理基础。该模块的所有课程及课时安排可以用表1来描述。
1.2 学科基础模块
对于该模块,不同的学校差别较大,在课程的种类、数量以及相同课程的课时安排上不尽相同。该模块的所有课程及课时安排可以用表2来描述。
物联网专业是基于计算机科学和其它相关学科发展而来,而数据结构课程在计算机科学中是一门综合性的专业基础课,数据结构是介于数学、计算机软件和计算机硬件三者之间的一门核心课程。数据结构这一门课的内容不仅是一般程序设计(特别是非数值性程序设计)的基础,而且是设计和实现编译程序、操作系统、数据库系统及其他系统程序的重要基础。
计算机组成原理课程是计算机专业中必修的一门专业基础课程, 本课程系统地介绍计算机的组成结构及各组成部分的工作原理,培养学生硬件分析和设计的基本技能和方法。计算机网络课程对于物联网专业尤为重要,计算机网络是物联网存在和发展的基础,该课程主要介绍计算机网络的基础知识,从计算机网络的基本概念入手,介绍通信的基本原理,计算机网络的基本概念及组成,体系结构,网络设计与组网技术,Internet技术及TCP/IP协议,网络操作系统的使用,计算机网络安全及应用等方面的知识。操作系统课程是在物联网中应用非常广泛的嵌入式操作系统的前导课程,操作系统决定着物联网工作的效率。操作系统是用户和计算机的接口,同时也是计算机硬件和其他软件的接口。数字逻辑电路课程是计算机科学与技术专业及相关本科专业必修课程,属于专业基础课。其目的是使学生掌握数字电路与系统的工作原理,学会使用标准的集成电路和高密度可编程逻辑器件,掌握数字逻辑系统的基本分析与设计方法,为进一步学习计算机组成与体系结构原理、嵌入式应用系统开发等课程打下良好基础。电子线路基础课程主要的授课对象是电子信息、通信类及其它相近专业本科生。
1.3 硬件基础模块
在现有的高校物联网课程设置中,对于该模块的课程要求是差别最大的。我们是以偏计算机方向为基础进行研究设置的,本模块可用表3来描述。
工科物理实验课程的目的是使学生具有正确处理实验数据的初步能力;了解常用仪器的性能,并学会使用方法。针对物联网专业的特点应在试验中结合计算机技术、光纤技术、传感器技术、光谱技术、扫描隧道显微技术、X射线衍射技术和超声探伤技术等和物联网关联密切的技术。电路分析基础课程是测控、电子、通讯、电气信息类等各专业的一门主干专业基础课。通过本课程学习,使学生掌握电路分析的基本理论和基本分析方法,具备必要的实验技能。嵌入式系统与单片机课程是一门应用设计类课,也是一门工程实践性很强的课;必须设置实验课,加强实践环节。如果有条件的话,可以做到开放实验室,还应做出课程设计,给学生以实际题目让学生完成,从而真正做到学以致用。提高学生的实际设计和动手能力,以满足社会对学生在单片机知识和实际设计能力方面的需求。
数字系统设计与硬件描述语言课程就是介绍如何利用VHDL等硬件描述语言来设计和验证一个复杂的数字系统的方法。C语言是一种计算机程序设计语言。它既有高级语言的特点,又具有汇编语言的特点。它可以作为系统设计语言,编写工作系统应用程序,也可以作为应用程序设计语言,编写不依赖计算机硬件的应用程序。数学实验,就是利用计算机系统作为实验工具,将数学基本理论运用到实际生活中的重要基础课程,对于培养学生的编程能力,提高数学建模水平起着至关重要的作用,可见数学实验课程是非常重要的一门数学应用基础课程。工程制图基础课程的目的是使学生掌握制图的基本原理和方法,培养学生的绘图和读图能力,为进一步学习专业课及毕业后从事专业工作打下必要的基础。
2 结束语
本文所探讨的物联网专业基础课程的设置主要是在计算机专业的基础之上结合电子、通信等专业进行的分析;不同的学校可以基于自己不同的专业特点、专业储备来进行调整,在这里希望能起到抛砖引玉的作用。
参考文献:
[1] 刘海涛,马建,熊永平. 物联网技术应用[M]. 北京:机械工业出版社,2011.
[2] 王汝林,王小宁,陈曙光,等. 物联网基础及应用[M]. 北京:清华大学出版社,2011.
数字电路基本原理范文5
关键词:电路图 识图能力 培养模式
1 电子识图能力是电子专业学生必须具备的基本专业素养。电子科学与技术是一门与生产实践关系密切、适应面广、发展迅速的学科。电子专业主要培养具有电子技术系统基础知识,能从事各类电子设备和信息系统的研究、设计、制造、应用和开发的高级工程技术人才。电子专业是一个理论与工程实际并重的专业,电子工程专业对学生的培养应立足于国家及电子建设的需要,把电子技术、现代通信技术和电子信息工程结合,培养既懂理论知识又具有最新电子信息技术的高级复合型人才。从知识结构上看,电子专业学生既要有较深的专业理论造诣又要有较宽的学术视野;从能力素养来看,电子专业的学生要有较强的综合开发创业和实践动手能力。毋容置疑,电子识图能力即看懂电路图的能力是电子专业学生的必须具备的专业技能之一,也是最基本的要求和基本素养。作为电子专业的学生如果不能够正确读懂电路图,从某种意义上说,根本谈不上综合开发能力和实践动手能力。
电子识图能力应该包括以下几个方面的内容:①掌握电子元器件的作用特点、性能和识别方法,了解最新电子元器件材料的性能、用途。电子元器件是电子电路的细胞,复杂的电子电路总是由简单电子元器件构成的,了解并掌握电子元器件的作用特点是电子识图能力的基础。②正确阅读相关技术资料或数据表单(dala sheet)的能力。国内外著名公司的电子产品都有比较详尽的技术资料,如TI公司会在其官方网站上提供其公司生产的芯片和开发板的全套技术资料;在Xilinx公司网站我们可以查到FPGA及其开发板的技术资料。这些技术资料包括功能框图、电路原理图、芯片各个管脚的功能、工作电平、电子参数、电路内部各个模块之间的逻辑控制等等,实际上,即使是一个相对简单的电子系统同样需要一定的专业素养和实践经验,只有在读懂这些技术资料的前提下我们才可以根据生产实践的需要选择合适的芯片并在此基础上进行电路设计。因此,技术资料阅读为电子识图能力的一个不可或缺的重要内容。③能够根据电路图确定电路各模块功能以及每个模块中各个元件作用的能力。
但是,根据笔者多年从教经验,电子专业学生面对略微复杂的电路图普遍感到困惑和不得要领。识图能力成为电子专业学生发展综合能力和创新能力的障碍和瓶颈。学生识图能力不强的原因在于:①在日常学习过程中把注意力重点放在专业理论知识的汲取上,忽视了识图能力和技能的培养,识图意识淡漠;②学生独立读图、设计制作电路并用于科研及生产实践的机会有限;③考核问题。如何通过教学内容和教学模式的改革,使电子专业本科学生提高识图能力具有创新教育的内涵和功能,是刻不容缓的命题。本文将就电子专业识读电路图的能力培养问题展开讨论。
2 识读电路图必须具备的基本知识素养。
2.1 打好基础,积累素材,循序渐进。识读电路图,首先得要有一定基础。电路结构是分层次的,低层次电路构成高层次的电路。通常我们可以把电路结构分为三层:数字电路和模拟电路处于电路结构的底层,底层结构中基本电子元器件二极管、三极管、场效应管以及由它们组成的简单放大电路和集成运放、集成功放等构成了模拟电路的要件,而基本门电路、以加法器为代表的组合逻辑电路、触发器和以计数器为代表的时序逻辑等构成数字电路的基本构件;第二层电路结构是以底层电路为要件构成的相对复杂的电路系统,如DSP、单片机、FPGA等功能强大的实现特定功能的并可以灵活设计成各种实用电路的模块结构。最上层的电路结构应该为广泛应用于工农业生产和日常生活的电子产品的电路图。电子技术开发就是在结构较为复杂的电路模块基础上构成各种各样的使用电子产品。如通信系统、移动终端、各种电子仪器仪表等。这些电子产品大多由功能强大的第二层电路结构(集成芯片)加一定数量的基本电子元件构成。
识读电路图要从基础学起,只有在弄懂底层电路功能的基础上才能够识读上层电路的结构并分析其功能。如模拟电路中要能够把握元件的符号与代号、参数与特性,然后把握基本电路的特征及功能,逐步积累,打好基础;数字电路要掌握门电路、触发器和计数器,在此基础上才能对DSP、FPGA、CPLD单片机等建立在底层基础上的第二层电路结构进行正确的识图,弄懂高一层电路的逻辑功能、时序关系以及芯片之间的互联。而对于整体电路的识读更是建立在各个模块识读的基础之上。因此掌握扎实的电路基础知识是正确识读电路图的前提和基础。
2.2 识读电子图需要掌握一定的技巧。一个完整的电路图往往有多个功能模块组成,识读一个结构复杂的完整电路图需要掌握一定的读图技巧,如功能模块划分技巧,化整为零法等等。初学者如果不能很好的掌握运用这些识图技巧,看到图纸后往往会不知所措,不得要领,久而久之对结构复杂的电路图产生畏惧心理。因此有意识的对电子专业大学本科学生进行识读电路图能力培养不仅是可行的而且是必要的。
3 识读图能力培养的基本途径和措施。
3.1 课堂教学中识读图意识的培养。学生不愿看图的原因是不会看图,因此应该把掌握基本的看图方法作为培养学生看图能力的第一步。课堂教学是学生获取知识的主要渠道之一,对于培养学生的识读图能力具有不可替代的作用。在教学中常常发现,学生在读书时大多更重视工作原理、公式推导等理论性较强的内容,总是跳过电路图,根本没有或只有很弱的看图意识。针对这种现象,电子类课程在教学过程中要有意强调看图,要求学生通过看图来学习知识,通过看图来解决问题,使学生在实践中体会到看图是电子专业学生的基本功,从识读图入手可以达到事半功倍的效果;使学生从漠视看图、畏惧看图到主动分析电路图,形成积极主动的识读图意识,增强学生的感性认识。
3.2 识读图技巧的培养。如前所述,电路图可以分为三个层次,在进行识读图技巧培养过程中也可以按照三个层次从低到高循序渐进。不同的层次有不同的识图技巧,但无论哪个层次的识图技巧培养都不能仅仅局限于课本基本原理的分析和讲解,而应该在基本知识讲解的基础上尽量多的插入实际电子产品的识读练习,做到理论联系实际。如讲解二极管时,可以要求学生查阅电子元件制造厂商的二极管资料。实际教学中我们布置学生查阅了PHILS公司贴片二极管,要求学生熟悉所查阅的二极管的各种性能指标。这种二极管在我们的实验过程中主要作为微波波段的变容二极管。学生通过查阅会发现,即使简单常用的二极管除了电性能指
标外还有几十项其它技术指标:学生还会知道不同的频段需要使用不同型号的二极管:同时由于我们在实验中二极管不是做为电子开关而是做为可调电容使用;开阔了学生的眼界,使得学生认识到电子元件在不同电路中的需要抽象为不同电路模型。在分析其它电路时有过这种体验的同学在分析电路时自然而然会想到电子元件在电路中的工作频率为哪个频段、起什么作用、元件的电路模型是什么等等一系列基本的电路问题。经过这种训练,电子元器件的特性和使用规则在学生脑子里进一步深化,为以后电子电路设计中元件的选用打下良好的基础。
第二层次为电路结构相对复杂、功能比较强大的电路模块。在完成底层电路识图的基础上,可以进行第二层电路识图训练。这种模块电路识图能力的培养需要经历一个艰苦的学习过程,并要求学生掌握比较深入的专业理论知识。如数字信号处理模块DSP的识图能力培养,可以从指导学生识读DSP外部引脚和外部功能做起,从外到内,层层深入。比如可以让学生识读TI公司的典型产品TMS320系列中的C5000、C6000系列DSP。学生可以从外部功能读起,然后了解芯片的各个管脚功能,包括如何加芯片电压,哪些管脚是串口,哪些是并口,DSP通过哪些管脚与FLASH、USB交换数据等等,在此基础上进一步了解DSP芯片的内部资源,如片上DARAM和SAPAM的大小、有无高速缓存以及DMA通道等等。如果把各个管脚的功能和使用均有一个比较明确的认识,各个管脚与外部其它部件的连接也就水到渠成。
第三个层次为整体识图。整体识图训练是在前两个层面的基础上进行,也是对电子专业学生识图能力培养的目的之所在。下面从几个方面讨论整体电路的识图技能。
①明确目标,对电路整体有一个基本定位。在识读电路图之前先要明确电路图的功能目标,即所读电路图的用途,是无线接收设备、信号处理设备还是控制电路。只有在明确整体功能的基础上才能把握电路各部分之间的逻辑关系,做到“先见森林,后见树木”。如学生拿到收音机电路图后首先要考虑电路接收(输入)信号为一个,频率范围为在兆赫量级{输出信号一个,其功能为推动扬声器发声,频率范围应为音频信号。在这种整体功能分析的基础上,可以引导学生考虑实现上述功能接收机应该有几个模块组成:调频或调频电磁信号经过电路的放大、混频、解调后推动扬声器发声。要求学生能够画出其功能框图。再如手持移动终端的功能是实现双向通信,因此既要有接收部分又要有发射部分:其工作频率也与收音机不同,工作在GHz数量级的频率范围;其接收发送信号通常为数字信号,因此电路模块要复杂的多,既要有信号处理模块又要有控制部分。学生读图只有在明确研究对象整体功能的基础上才能给模块分析做一个合理的定位,把握大局。对复杂电路的整体认识要切忌认不清主要矛盾,在细节末节问题上纠缠不清。
②化整为零,分模块。在第一步读图的基础上,可以把一个结构复杂功能强大的电路图分成若干模块,分别对每一模块的进行功能分析,然后弄清电路各模块间的联系,最后把它们组合还原成整个电路,这样,整个电路的结构功能就清晰了。
③抓主要矛盾,排除辅助电路部分,找核心元器件。一个完整的电路图中,往往会有一些具有典型特征的关键元件,如集成块、三极管等。在分析电路工作原理时,首先要找出核心元件,诸如简单分立电路中的三极管,它是什么类型的管子,各个三极管之间的连接方式、作用是什么?在工作过程中处于何种工作状态等。然后再分析与核心元件相连的其它附属元件。如电阻、电容、二极管等。再如对于移动终端电路就要抓住控制CPU之类的控制电路,找出CPU与芯片如DSP、FPGA以及FLASH之间的控制逻辑,以点带面,辐射开去。这样抓住主要矛盾,问题就会迎刃而解。
4 在实践和综合运用中提升学生的识读图能力。为了适应社会的需要,高校学生越来越注重在接受知识的同时,积极参与到实践活动之中,通过亲身体验来获取直观的认识,并培养专业情感,同时更好地理解和掌握理论知识,达到提高实践能力和综合素质的目的。电子专业也是如此,电子实验教学在调动已有知识经验、综合运用所学理论方面具有非常重要的作用:只有能够正确的识读电子图才能做好每一个实验;同时实验过程的进行迫使同学按照电路图去思考出现的问题,进一步提升了识读电路图能力。
提升学生的电路识读能力,实验教学必须打破以往传统的教学模式,变学生“要我做实验”为“我要做实验”的良好学风。具体做法是:实验内容不再是一成不变的,而是由学生根据所学课程内容设计一个自己喜欢做的实验,可以是一个简单的电路理论的实验验证,也可以是学生感兴趣的小电子产品如稳压电源、电子钟等等,把学生由被动的接受者变为主动的探索者。由于学生在设计实验的过程中即使很小的实验也需要方方面面的知识,学生就会在不知不觉中扩大了知识的外延,同时加强了所学内容之间的相互联系。由于整个实验是由学生自己提出的,学生对这个电路图的各个部分功能及其相互联系心中有数,目的性强,实验中出现问题学生不再依赖老师帮助解决,而是积极寻找解决的办法,这样不仅锻炼了学生的识读图能力,更有利于学生克服惧怕复杂电路图的心理障碍。
除了实验这种辅助手段之外,提高电子专业学生的识读图能力还可以通过鼓励学生积极参加专业实习。通过电子实习,可以使学生接触生产实际,了解并初步掌握一般电子产品的生产制作、调试与研制开发的基本技能与方法,并从中学到有关新技术、新工艺方面的知识,以培养学生分析电路、解决问题的能力。通过电子实习还可以使学生掌握电子元器件的作用特点、性能和识别方法,了解最新电子元器件材料的性能、用途并熟悉简单电子产品整机装配的一般工艺知识并掌握其操作技能。这些综合性的专业训练对于提高学生的识读图能力的作用是不言而喻的。另外,参与学校的各种科研项目开发等同样对学生综合运用所学电路知识、提升学生识读图能力大有益处,有关这些方词已有许多成功的经验,这里不再赘述。
5 结束语。现今用人单位更注重大学生实践与创新能力、掌握与运用知识能力。培养电子专业的合格人才,必须密切关注市场需求,以能力培养为突破口,按照知识经济发展趋势和电子专业教育的发展规律,进行改革与创新。电子识读图能力作为学生的一项基本功是电子专业学生能力培养的重要内容。在教学过程中研究如何培养电子专业学生的识读图意识,不断提高电子专业学生的识读图能力是知识经济发展对大学教师提出的一项基本任务。然而很多电子专业学生感觉电子识读图学习难度大,尤其在识读功能强大、模块众多且各模块之间控制关系复杂的电路时尤其如此。而在日常的学习中,学生普遍把学习重点放在对理论的理解和把握,对电子识读图能力的培养关注不足。本文强调培养学生的识读图意识,并提出把电子识读图培养划分为三个层面,在不同的阶段对学生进行不同层面的识读图能力训练。同时本文重点讨论了课堂教学中电子识读图能力培养的方法和途径,提出在分层面培养识读图能力的基础上,建立以学生为主导的电子实验课程,积极鼓励学生参加专业实践活动,提高学生的综合读图能力。
参考文献
1 张剑平,现代教育技术理论及应用[M],北京:高等教育出社,2003:160~161
2 李波,试论机械制图的教学创新[J],科技信息,2008(23):P213~216
数字电路基本原理范文6
关键词 HF769A 家电维修 电器维修
中图分类号:TM5 文献标识码:A
联想HF769A型CRT显示器是很多企业、学校、政府机关等配置的计算机硬件设备。虽然这种产品早已停产,在市场上被淘汰了,但是这种显示器还在被广泛的使用。从使用时间上看,这种产品出现故障的概率会逐步的增加,为了节约成本,可以通过维修处理一些故障来其延长寿命。笔者在学校从事教学工作,并帮助维修学校的计算机硬件设备,总共修理过20多想HF769A型CRT显示器,从中总结出一些常见到的故障现象和处理方法,可供维修此型号显示器的朋友们参考,也可以作为其他电器维修的借鉴。
1 无电路图维修的处理方法
对于有一定电子线路基础知识的朋友们来说,拿着电器的电路图进行维修,应该更容易,更有把握。而事实上在处理电器的故障过程中,往往我们根本就没有电路图,尤其是像联想HF769A型CRT显示器这种代工产品,根本就找不到对应的电路图,那么我们如何维修没有电路图的故障电器呢?主要有以下几种措施:
第一,通过电路印刷版看电路。有些情况下,确实需要看下电路的走线,只有通过印刷版耐心的看,并通过万用表蜂鸣档确定电路的连接形式。
第二,要了解维修对象的基本原理,组成框图以及基本的电路形式,可以找到同类电器电路图作为参考。这些是维修电器,判断故障所在的前提。如果积累了一定的维修实践经验,直接就可以确定问题出在什么地方。维修实践经验欠缺的朋友们可以通过网络、书籍、维修杂志等来弥补,总之在动手之前,多想多看。
第三,通过出故障的概率大小判断。电器中出故障的元器件及电路部分跟流经其电路的大小或耗散的功率大小成正比,电流及耗散功率越大,此电路或元器件越容易出故障。可以通过故障电器的基本理论知识来判断大电流、大功率所在,也可以通过电路板上的散热片特征来判断。带散热片或散热板的元器件及电路绝对是高故障率所在,而且散热片及元器件体积越大,故障率越高,这一点在打开电器盖子的时候就能看到了。
第四,通过网络搜索图片来确定故障元器件的实物所在。有时候从电路图上能判断出哪些故障元件可能有问题,需要逐一检测,但是不知道具体的实物元件是哪个。这时候可以在网上的搜索引擎里面输入元器件的名称,选择图片,就能看到实物到的外形,再对照着在电路板上找,找到类似的元器件后,可以反过来在搜索引擎里面输入元器件上的型号,证实该元器件是否为所找的。
2 联想HF769A的常见故障现象
2.1 显示画面有色斑
在维修过的20多台HF769A型故障显示器中,其中有一种故障现象是显示器的显示画面出现色斑。对于此类故障现象,修过电视机的朋友应该都很熟悉,此类故障的原因主要是消磁电阻故障。消磁电阻不像普通的电阻,有点像继电器一样,通过上面所说的方法能很快找到消磁电阻。电路板上有对应的消磁电阻的编号,是以R开头的。找到同型号的或其他可替代的消磁电阻更换上去,故障排除。在维修过程中,经常会有坏掉到的元器件要更换,可以通过三种方式购买。第一种方式就是网购。在一般的电子商务网站输入元器件的型号或名称,就能搜索到相应的元器件图片及价格。第二种方式就是拿着坏掉的元器件去电子市场找了。第三种方式就是去附近家电维修的店子里购买一个了。这三种方式可以根据成本或实际情况来选择。
2.2 显示器“二无”,即无光栅,无图像
修CRT显示器其实跟修CRT电视差不多,这种故障类似电视机的“三无”故障,问题一般出在两个部分:一是开关电源;二是行输出电路。可以通过测量开关变压器二次侧的整流输出直流电压来大致判断到底是开关电源有问题,还是行输出电路有问题。
联想HF769A显示器的开关变压器二次侧电压有B1、B2、B3等,参考电压值在电路板上有标明。如果测得这几个点电压都为0,则问题基本上可以断定出在开关变压器前面的开关电源电路。如果测得的电压很小,哪怕是0.1V,只要不是0V,就证明变压器有输出,理论上开关电源部分电路工作不正常,也会产生输出电压过小的现象,但是这种可能性很小,实际中问题就出在行输出电路及负载。其中有几想显示器测得的结果就是B1、B2、B3等电压只有零点几伏或几伏,按照以上分析结合故障的概率来判断,重点怀疑行输出管。用万用表检测行管,发现坏掉。再检查行输出是否有短路故障,发现无短路,换掉行管后,显示器故障排除。如果发现行输出有短路,必须要排除短路故障,否则换上行管后马上烧掉。还有几想显示器也是“二无现象”,但跟上面说的几台显示器不同的就是开关变压器二次侧B1、B2、B3、B4等电压测得都为0,这种情形就要检查开关电源电路。开关电源故障在很多电器都有,按照前面所说的“故障概率论”,电源是所有电流及功率的输出部分,因此电流最大,出故障的概率也大。网上、书籍、杂志上都有很多介绍开关电源故障分析及维修的知识,朋友们可以参考下。
一般来说开关电源的维修可以分段查找故障,再逐步缩小范围,最后锁定故障所在。具体来说就是先测量“B电压”,也就是整流输出或大滤波电容两端的电压。这个电容很好找,就是电器电源线连接电路板处附近,体积最大的那个电解电容,容量在几千微法。如果测得的电压没有300V左右,说明大电容及前面的电路没有问题,应重点检查开关管及附属电路。HF769A型显示器开关管部分附属电路被集成化了,就是集成芯片STRG5643。换上电源芯片STRG5643后,显示器故障排除。如果测得的电压没有300V,则可能是整流二极管或整流桥、滤波电容损坏,也可能有断路的情况。
2.3 显示器上下图像显示不正常或一条线
这种故障属于场扫描有问题,在维修过的20多台HF769A型显示器中,这种故障现象最多了,占到总数的六成以上。在HF769A型显示器中,场扫描是靠集成电路来完成其功能的,果断的换上同型号的集成芯片TDA9383,故障排除。如果是其他类型的CRT显示器,可以搜索芯片上的型号来确定哪个是场芯片。有些显示器上下图像显示不正常,拍一下又好了,属于接触不良,通过除尘,重新补焊场集成芯片可排除故障。
3 结束语
20多台HF769A型显示器基本都属于这三类故障,由此可见同种型号的电器故障并没有出现多样化,这跟产品的设计以及生产过程中批量采购的元器件质量有关系。如果因为设计的缺陷,某些地方可能会容易和频繁的出问题。也有可能因为批量采购的某个元件存在质量问题,导致很多产品中的这个元器件坏掉引起故障。
以上是基于联想HF769A型显示器的故障处理所涉及的电器维修的一般方法和技巧,可以作为初学维修者入门的借鉴。当然学习电器维修需要一些基本的电子技术知识,主要包括基本的模拟、数字电路分析能力,还需要一些基本的实践能力,如:焊接技术,元器件识别,元器件好坏判别。这些基本的理论知识和实践能力都包括在中专以上的电子类专业课程体系中,没有学习过这些知识的人可以通过自学或参加培训来掌握。
总之,学习维修并不难,掌握了一定的技能和经验后,可以作为业余维修解决身边的很多电器故障。如果是企业、学校、单位等批量采购的电器,因为型号相同,故障也类似,修起来更容易。
参考文献
[1] 黄永定.家用电器基础与维修技术[M].北京:机械工业出版社,2009:2-38.