单元电路论文汇总十篇

时间:2023-03-20 16:09:38

单元电路论文

单元电路论文篇(1)

电子技术课程设计是在电子技术实验的基础上进行的综合性的实验训练,是电子技术课程的实践性教学环节,是对电子类和其他相近专业学生进行综合能力培养的实践课程,对于全面、系统、深入地理解与掌握电子系统的知识、设计方法具有重要的教学意义。

1.电子技术课程设计的重点与要求

本课程的重点是电路设计,内容侧重综合应用所学知识,设计制作较为复杂的功能电路或小型电子系统。一般给出实验任务和设计要求,通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力,提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力,培养学生创新实践的能力。

电子技术课程设计一般要求学生根据题目要求,通过查阅资料、调查研究等,独立完成方案设计、元器件选择、电路设计、仿真分析、电路的安装调试及指标测试,并独立写出严谨的、文理通顺的实验报告。

具体地说,学生通过课程设计教学实践,应达到以下基本要求:建立电子系统的概念,综合运用电子技术课程中所学习到的理论知识完成一个电子系统的设计;掌握电子系统设计的基本方法,了解电子系统设计中的关键技术;进一步熟悉常用电子器件的类型和特性,掌握合理选用器件的原则;掌握查阅有关资料和使用器件手册的基本方法;掌握用电子设计自动化软件设计与仿真电路系统的基本方法;进一步熟悉电子仪器的正确使用方法;学会撰写课程设计总结报告;培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

2.电子技术课程设计的教学过程

电子技术课程设计是在教师指导下,学生独立完成课题,达到对学生理论与实践相结合的综合性训练,要求本课程设计涵盖模拟电路知识和数字电路知识,因此课程设计的选题要求包含数字电子技术和模拟电子技术。

教学环节可以分为以下四个部分。

2.1课堂讲授。

课程设计开始前,需要确定指导老师。由指导老师通过两学时的教学,明确课程设计的要求,主要内容包括课程介绍、教学安排、成绩评定方法等。

在课堂教学环节中,指导老师介绍课题的基本情况与要求,要求学生从多个课题中选择一个。

2.2设计与调试环节。

2.2.1前期准备、方案及电路设计。

前期准备包括选择题目、查找资料、确定方案、电路设计、电路仿真等。在确定方案时要求学生认真阅读教材,根据技术指标,进行方案分析、论证和计算,独立完成设计。设计工作内容如下:题目分析、系统结构设计、具体电路设计。

学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计,通过论证与选择,确定总体方案。此后是对方案中单元电路进行选择和设计计算,称为预设计阶段,包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图(原理图和布线图),此阶段约占课程设计总学时的30%。

2.2.2在实验室进行电路安装、调试,指标测试等。

在安装与调试这个阶段,要求学生运用所学的知识进行安装和调试,达到任务书的各项技术指标。

预设计经指导教师审查通过后,学生即可购买所需元器件等材料,并在实验箱上或试验板上组装电路。运用测试仪表调试电路、排除电路故障、调整元器件、修改电路(并制作相应电路板),使之达到设计指标要求。此阶段往往是课程设计的重点与难点,所需时间约占总学时的50%。

2.3撰写总结报告,总结交流与讨论。

撰写课程设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告能力的训练。学生写报告,不仅要对设计、组装、调试的内容进行全面总结,而且要把实践内容上升到理论高度。总结报告应包括以下方面:系统任务与分析、方案选择与可行性论证、单元电路的设计、参数计算及元器件选择、元件清单和参考资料目录。除此之外,还应对以下几部分进行说明:设计进程记录,设计方案说明、比较,实际电路图,功能与指标测试结果,存在的问题及改进意见,等等。

总结报告具体内容如下:课题名称、内容摘要、设计内容及要求、比较和选择设计的系统方案、画出系统框图、单元电路设计、参数计算和器件选择。画出完整的电路图,并说明电路的工作原理。组装调试的内容,包括使用的主要仪器和仪表;调试电路的方法和技巧;测试的数据和波形并与计算结果比较分析;调试中出现的故障、原因及排除方法。总结设计电路的特点和方案的优缺点,指出课题的核心及实用价值,列出系统需要的元器件清单,列出参考文献,收获、体会,并对本次设计提出建议。

2.4成绩评定。

课程的实践性不仅体现实际操作能力,而且体现独立完成设计和分析的能力。因此,课程设计的考核分为以下部分:设计方案的正确性与合理性。设计成品:观察实验现象,是否达到技术要求。(安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力)实验报告:实验报告应具有设计题目、技术指标、实现方案、测试数据、出现的问题与解决方法、收获体会等。课程设计答辩:考查学生实际掌握的能力和表达能力,设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神及创新精神,等等。

3.电子技术课程设计的步骤

在“电子技术基础”理论课程教学中,通常只介绍单元电路的设计。然而,一个实用的电子电路通常是由若干个单元电路组成的。通常将规模较小、功能单一的电子电路称为单元电路。因此,一个电子系统的设计不仅包括单元电路的设计,还包括总体电路的系统设计(总体电路由哪些单元电路构成,以及单元电路之间如何连接,等等)。随着微电子技术的发展,各种通用和专用的模拟和数字集成电路大量涌现,电子系统的设计除了单元电路的设计外,还包括集成电路的合理选用。电子电路的系统设计越来越重要,不过从教学训练角度出发,课程设计仍应保留一定的单元电路内容。

电子系统分为模拟型、数字型及两者兼而有之的混合型三种。

虽然模拟电路和数字电路设计的方法有所不同(尤其单元电路的设计),但总体电路的设计步骤是基本相同的。

电子电路的一般设计方法与步骤包括:总体方案的设计与方案论证、单元电路的设计、单元电路间的连接方法、绘制总体电路草图、关键电路试验、EDA仿真、绘制正式的总体电路图等。

4.电子技术课程设计的效果

学生经过这样系统训练后,各方面技能都通过考核,为后续课程的学习打下了扎实的基础。

参考文献:

[1]高吉祥,易凡,丁文霞等.电子技术基础实验与课程设计(第二版)[M].北京:电子工业出版社,2006.

单元电路论文篇(2)

 

1 Proteus 简介

Proteus是英国Labcenter公司研发的多功能EDA(电子设计自动化),它实现了从电路设计到测试、仿真、调试的整个过程。仿真运行通过后再制作实际电路的话,就大大缩短了开发周期,并且降低了开发成本。所以说它为电子电路、单片机应用系统的开发设计以及教师的教学、学生的学习提供了非常有效的方法。

2 单片机应用系统设计与仿真实例

下面通过制作一个简单的单灯闪烁,说明如何使用Proteus实现单片机应用系统的设计与仿真。要求发光二极管一亮一灭的不停闪烁。

2.1 设计电路

利用Proteus绘制电路原理图的步骤如下:

⑴运行Proteus ISIS程序;

⑵单击P命令进入元件选择对话框,选择电路设计中所需的元件;

⑶放置元件到绘图区简单制作,布好局;

⑷设置好元件的参数;

⑸连接导线。

绘制完成的单灯闪烁硬件电路图如图1所示。

图1 单灯闪烁硬件电路图

2.2 编写程序

ORG0030H

LOOP: SETB P1.0

LCALL DELAY

CLR P1.0

LCALL DELAY

LJMP LOOP

DELAY: MOVR3, #250

L:MOV R4, #250

LL:DJNZ R4, LL

DJNZ R3, L

RET

END

编辑好程序保存时,文件的扩展名必须是ASM格式。

编译程序,若编译通过,便得到HEX格式的文件论文开题报告范例。

2.3 加载程序文件

双击原理图中的单片机元件AT89C51,便出现单片机的属性编辑窗口,在“Program File”栏指出HEX格式的程序文件所在的位置,就可将该程序文件加载到单片机中。

2.4 启动仿真,看电路运行效果

单击仿真控制按钮,观察电路的运行状况。

Proteus可以总体仿真运行,也可单步或设置断点仿真。

启动仿真后,能清楚地观察到单片机系统在运行时,各硬件所处的实时状态。

若电路设计合理、程序编写正确,就会看到发光二极管不停地闪烁。

2.5 调试简单制作,修正电路、程序代码

若未出现想要实现的功能,就需进行软硬件调试。

对于硬件电路,可用Proteus中提供的测量仪器仪表对电路进行测试、观察;至于程序,可采取单步或设置断点进行仿真调试。

不断修正电路及程序代码,直到能实现相应功能,并改变元件参数使电路的性能达最优。

注:每次修改完程序后,都必须再编译一次,然后装载到单片机中。

2.6 仿真运行通过,制作实际电路

仿真运行通过后,根据设计的原理图,购买元器件、制板、焊接、测试调试,直至产品制作成功。

Proteus仿真模型是根据生产厂家提供的技术参数文件来建立的,仿真极接近实际简单制作,所以仿真运行通过后制作的实际电路的成功率相当高。

3 引入Proteus的好处

3.1 教学中

1. 教学内容生动形象化

利用Proteus仿真软件和多媒体教学设备,在课堂中通过实例仿真,演示从单片机硬件设计到软件调试的全过程,并演示运行结果,使教学内容生动形象化。

2. 激发学生的学习兴趣,提高教学质量

教学中对实例用Proteus进行仿真,这种结合实际讲解知识点的方法,大大激发了学生的学习兴趣,使知识点变得容易理解、接受,从而提高了教学质量。

3. 拓展学生思维

讲解完知识点后,针对实例,向学生提出相关拓展性问题。比如上例中:

⑴P1.0口线上能否多并联几个发光二极管?改变R2阻值大小的话会出现什么现象?

⑵能不能将P1.0换为32根I/O口线中的其他线呢?若能的话,改为P0的某一口线时需注意什么?

⑶P1.1~P1.7能否像P1.0一样都接发光二极管以及电阻呢?

⑷硬件电路改了简单制作,程序相应地要如何修改呢?。。。论文开题报告范例。。。

通过提问,并适当演示,这样不仅拓展了学生的思维,同时加强、深化了学生对知识点的理解。

3.2 实践中

1. 提高开发速度,降低开发成本

从上例可看出,利用Proteus软件,在绘图区绘制好电路原理图,并将编译后的程序文件加载到单片机中,进行仿真就能观察整个电路的运行情况,验证设计是否达到要求,未达到,即可修整设计方案、修改程序、测试电路,直至成功。这样就无须多次购买元器件板、制板、焊接测试调试等简单制作,省时、省力、省钱,同时也提高了设计效果和质量。

2. 敢于尝试,勇于创新

根据仿真通过后的电路原理图来制作产品,学生就不用担心元器件损坏等问题,就敢于动手去尝试设计电路。通过自己动手,加深了对理论知识的理解,同时培养了学生勤思考、勇于创新的精神。

4 结语

教学与实践中引入Proteus,提高了学生的学习热情。产品制作成功,学生就会很有成就感、满足感,这是一个良性循环。通过不断的实践,学生的动手开发、创新能力就得到了较大的提高。

参考文献:

[1]彭勇.单片机技术.电子工业出版社,2009.8

单元电路论文篇(3)

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

单元电路论文篇(4)

黄石有线网络的数字电视整体转换于2007年初启动,2008年初完成全市城区20万户有线电视用户的整体转换工作。同年,为了应对后平移时代增值业务的需求,黄石启动了网络双向化改造工作,选用的技术模式是EPON+LAN和EPON+EOC两种。下文笔者结合黄石实践,介绍一下黄石有线电视网络双向化改造的做法,并与同仁交流一下有线电视网络双向化改造中关于光纤到楼的几点粗浅想法。

实施方案

由于仅靠自身力量滚动发展,目前黄石仅完成lO万户的双向化改造,预计今年底完成全市20万户的网络双向化改造。

A平台实施方式

将用户按150户至200户设1个光节点,每个光节点安装1个光接收机和分光器,光接收机选用4端口输出型,根据光节点覆盖范围内居民楼的楼栋数平均分配(一般情况下,光接收机覆盖4栋楼房,光接收机每端口覆盖1栋楼的用户)。光机输出用-9电缆传至每栋楼的楼栋分配处后,根据楼栋单元数安装相应的分配器,分配器输出采用-9电缆连接至该楼房的每个单元分配点。在单元分配处安装设备箱,其单元多路分配器通过-5电缆来为每个用户提供CATV信号。具体模式见图1。

B平台实施方式

在A平台光节点处安装1个分光器(分光器端口数根据覆盖楼房拣数而定,光分路器的1个输出口覆盖1栋居民楼),在楼栋分配处,根据楼栋单元数安装相应的ONU(一般情况下,楼栋单元敷不会超过4个。ONU的1个电口带1个单元)。在单元的中间楼层设置分配点,不同小区选择的网改方式各不相同,在汇聚点安装交换机或EOC头端,根据覆盖双向用户的数量,EOC头端初期可安装在楼栋分配点处,后期用户增多时,增加EOC头端,同时将EOC头端下移至单元分配点处。

成本分析

在《中国数字电视》2010年第七期刊发的《两种FTTB建网模式浅析》一文中,作者海山根据邵阳的实践对两种建网模式进行了相关探讨,笔者认为该作者关于两种建网模式成本分析的几点论述值得商榷,主要表现为以下几个方面:

1.光接收机的数量。按200户模式实现光纤到楼,实际上是对原有光节点的细分,一般而言,原有的有线电视网络光节点覆盖用户数量一般为300户~500户,改造为200户1个光节点后,原有光接收机仍可利用。

结论:有线运营商在进行网改时须新增的光接收机数量只为总数的一半。

2.同轴电缆的选型及数量。以黄石市目前近10万户双向化网络改造的实际经验来看,采用4桥光接收机直接覆盖城区200户楼房用户时,选用-9电缆即可满足CATV信号传输需求。

以海山案例为例,其案例小区规模:32栋楼;每栋4个单元,每栋50户,共1600户;小区大约长440米(共8栋楼),宽230米(共4栋楼)。将光接收机安装在4栋楼房的中心地区(见图2),光节点至右上角楼房最右端单元最高层楼房的链路衰减估算结果如下:海山案例中纵向楼间距按30米、每栋楼房水平长度按100米、横向楼间距按15米来估算(总长度445米,超过案例)。这样,每栋楼的每个单元横向距离为25米,单个房间之间距离为12.5米,从图2可以看出从光节点至楼栋分配器相距4个房间及1个横向楼间距,即光节点至楼栋分配器的横向距离为65米、纵向距离为30米,总距离为95米,留5米余量,按100米来估算;此楼栋分配器至单元分配器的距离按65米来估算(横向2个单元50米,即使单元分配器安装于4楼,由于海山案例中每单元用户为12.5户,估算时按常见楼型8层楼16户估算,单元分配器安装与中间的5楼垂直距离为4个层高,实际层高一般不会超过12米,留3米余量)。单元分配器至用户门口-5电缆长度按15米估算。极端情况的链路衰减值见表1。

从表1估算可以得知,在极端情况下(从光节点至最远的用户),用户入户信号电平在800MHz频率下可达到60.8dB,可完全满足数字电视信号传输的需要。而在实际应用时,数字电视传输所用频率一般在300MHz~600MHz,电视信号衰减会更小。

对于EOC(即使采取高频技术)来说,链路衰减门限更宽。以黄石所采用的使用的MOCA技术为例,其理论上可允许链路衰减70dB,实际测试可允许链路衰减65dB,而通过表1可知,即使在极端情况下,其链路衰减也只有47.2dB。

结论:网络改造是对原有光节点细分,原有的-9电缆仍可利用,同时,实际上新增的-9电缆数量只是总量的15%~30%。

3.光功率成本。200户一个光节点时,整个小区是进行8分光;50户一个光节点时,整个小区是进行32分光。

结论:对于同样的接收光功率最低门限,意味着在50户一个光节点时需要机房光发射机额外增加6个dB的发射功率。这也是一笔不菲的建设成本。

4.电源插入器成本。如果采取集中供电模式,在50户一个光节点的网改模式中,同样需要电源插入器,这个成本在海山文章似乎并未提及。此外,在50户光节点模式中,由于用电设备的增加,如果超过供电器的承载负荷,可能还需额外增加供电器。

5.网络改造成本。综合比较见表2、表3(以海山小区案例计算)。

(注:-7电缆新增量按总量的25%计算,光功率成本暂不考虑。)

结论:在对原有HFC网络进行改造时,A平台按200户一个光节点设置,或本较低

6.新建网络成本比较。综合比较见表4、表5(以海山小区案例计算)

结论:在新建双向有线电视网络时,A平台按50户一个光节点设置,成本较低。

7.长远分析。若将来IPTV成为广播电视传输的主流形式,那么A平台的单向有线电视网络设备将必然被淘汰。虽然其间会有一个过程。

结论:从以上角度分析,有线在网络双向化改造时,将A平台从200户一个光节点细分到50户一个光节点就存在很大的浪费。

几点建议

通过上文的分析比较,结合黄石实际网络改造经验,笔者对有线电视网络双向化改造提出如下建议:

1.在网络改造时,若A平台可以利用原有设备、线路,则按200户一个光节点网改较为适宜。当然,应预先进行准确计算,确保用户入户信号质量能满足要求。

2.在对原有网络进行改造时,可采取EOC来实现快速业务开通。

单元电路论文篇(5)

中图分类号:TN911-4;TP311.52

在通信专业的课程体系中,典型电路课程是一门实践性和综合性很强学科,具有重要的承上启下意义,但在教学过程中发现学生学习这门课程有一定难度,很难达到预期的教学目标。本文从教学实践出发,根据典型电路课程的人才培养目标,综合运用项目式教学模式,探索更实际、有效的教学方法。

一、电路课程体系分析

电路课程涉及的知识和技术比较广泛,大体分为以下几个层次。

(一)基础课程:电子电工、模拟电子技术、数字电子技术、通信原理。主要使学生了解基本的专业理论知识,具备通信类课程学习的能力,掌握电路焊接的基本技能。

(二)专业通识课程:通信电台操作与维护、典型电路。主要的教学目标是让学生会操作通信电台,会进行通信组网,具备电路分析和检测的能力,培养学生通信电路维修的基本技能。

(三)专业课:通信电台原理与维修。主要的教学目标是让学生具备对通信电台故障分析、检测、排除和维修的能力。

电路课程体系结构如图1所示。其中典型电路课程是在电子技术、计算机技术、通信技术等基本理论知识的基础之上,重点讲解典型电路的基本工作原理,对典型电路的调试和检测的基本方法。

图1 电路课程体系结构图

二、典型电路课程的教学特点

从上面对电路课程体系的分析,可以归纳出典型电路课程教学有以下三个特点。

(一)承上启下

典型电路课程在整个电路课程体系中是一门重要的承上启下的课程。该课程是在学生学习了模拟电子技术、数字电子技术、通信原理、通信电台操作与维护的基础之上开设的,使学生将前续课程中的电路基础知识和技能进行融会贯通,能运用理论知识进行电路分析,对调频电台的典型电路进行检测、焊接、调试,最终掌握电台维修的基本实践技能,为后续的原理维修课程打下良好的理论和实践基础。

(二)实践性

典型电路课程实践性很强,需要理联系实际,通过对实际电路的焊接和调试加深对电路原理的理解,进一步熟悉和掌握电路器件的特性,增强学生的动手能力,培养学生的实践技能.为后续原理维修课程打下基础。

(三)应用性

典型电路应用非常广泛,在后续的原理维修课程中的将大量运用到.因此典型电路的教学应从应用出发,将设备中的实际电路和典型案例融入教学之中,提升学生实际应用能力。

三、典型电路课程项目式教学模式

从典型电路课程的特点可以看出,典型电路课程涵盖电类各种综合性知识,理论知识抽象枯燥,采用传统的先理论后实践的教学方法,往往使学生难以接受或学习目标盲目。实践教学是典型电路课程教学的核心,培养学生动手能力是教学的关键,要让学生适应岗位需求,应以电台中典型的电路为项目对象,根据课程大纲要求,分解提炼出其中的理论知识点和实践知识点,并将它们渗透到理论教学和实践教学之中,根据教学目标使得整个教学过程都围绕项目完成。课程内容可分为以下三个部分:

第一部分 单元电路制作与调试

项目一:振幅调制器制作与调试

项目二:高功率放大器制作与调试

项目三:小信号调谐放大器制作与调试

项目四:正弦波振荡器制作与调试

项目五:混频器制作与调试

项目六:中频放大器制作与调试

项目七:振幅解调器制作与调试

项目八:锁相环路与频率合成器制作与调试

项目九:调幅发射与接收完整系统测试

能力目标:以单元电路制作为牵引,让学生完成典型电路的焊接、调试、检测等项目任务,学习电台典型电路的基本理论知识。

第二部分 单元板件修理

项目一:发处理单元修理

项目二:功放单元修理

项目三:低通滤波器修理

项目四:调谐单元修理

项目五:收处理单元修理

项目六:音频单元修理

项目七:电源单元修理

能力目标:以单元板件修理为牵引,让学生运用典型电路理论知识进行调频电台单元板件修理,从而掌握对调谐电台典型电路的检测和维修技能。

第三部分 综合练习:调频电台整机故障分析与排除

能力目标:在完成了前两个部分的学习之后,综合运用典型电路的理论知识和单元板件电路原理,进行调频电台整机的故障分析、排除和修理,从而掌握对调频电台典型电路的检测和维修技能。

典型电路课程进行项目式教学的过程如图2所示。将教学大纲分解为知识点和案例,形成典型电路的项目,对这些项目进行归纳,得到项目描述和项目需求。在实施教学时,先对项目内容和需求进行介绍和描述,使学生对项目有总体认识;然后再结合典型电路案例讲解相关知识点,让学生掌握课程的基础知识,再根据项目需求让学生实践操作,完成典型电路的焊接、调试、检测和维修,从而培养学生将理论知识融会贯通的能力,提高学生实践操作的技能。

图2 项目式教学过程示意图

四、典型电路课程项目式教学需要注意的要点

在典型电路课程项目式教学中需要注意以下要点。

(一)项目设计

项目的设计方案是项目式教学成功的关键所在,是有效实现教学目标的重要保障。项目的设计要以课程目标为依据;项目的设计要体现课程的理论知识和实际技能的结合;项目设计要与设备实际电路有紧密的联系;项目的难易程度要有所区分,循序渐进,有一定的独立性和衔接关系;项目的设计与课程体系相一致;项目最好要有明显的训练成果和表现力,使学生产生成就感,增加学生的学习兴趣。

(二)课堂组织实施

项目式教学在课程的组织实施方面要求较高,要求教师需要具备较强的项目规划、课堂管理和评价等方面的能力。对学员进行合理分组,组员的搭配应采取互补的方式进行搭配,有利于学生之间互相学习,工作的分工要明确,确保锻炼到个人,防止出现依赖思想。对实践项目进度要掌握,由于学生动手能力和对知识的掌握程度参差不齐,对实践项目的完成进度不相同,另外,电路的焊接、调试和检测需要的时间较多,教师要充分利用课外学习的时间辅导和督促学生进行电路的焊接等实践项目。

(三)教学评价的方式

项目式教学的评价方案的要合理公平,制定易于操作的评价标准,评价应该注重学生的操作技能、过程学习和学习效果,基于端正学生的学习态度和提高学生的学习兴趣,落实“能力本位”的教学思想。

单元电路论文篇(6)

中图分类号:TP319 文献标识码:A文章编号:1009-3044(2007)03-10786-02

1 引言

动态电路的一个特征是当电路的结构或元件的参数发生变化时,例如电路中的电源或无源元件的断开或接入,信号的突然注入等。可能使电路改变原来的工作状态,转变到另一个工作状态,这种转变往往需要一个过程,在工程上称为过渡过程。本文以动态电路理论中一阶动态电路用三要素的方法分析计算、二阶以及二阶以上的动态电路用拉普拉斯变换分析求解为例,讨论了如何分别运用MATLAB语言编程、Simulink模块、电力系统仿真模块集SimPowerSystems的方法来对电路进行仿真分析和计算。同时MATLAB还具有强大的绘图功能,能方便地绘制二维、三维图形和相量图。特别是对于动态过程,通过用图形来显示会更加直观,对于动态过程中某时刻的情况可以有一个定量的认识,且对工程上解决系统处在动态阶段的问题,有一定的指导意义。

2 典型一阶动态电路的分析计算

一阶电路是指可以用一阶微分方程描述的电路,主要是RC电路和RL 电路。运用经典的三要素法用MATLAB语言对其编程,程序容易理解并且可以很快的得到一阶电路的过渡过程。

应用MATLAB 语言编程如下:

例2[2]:图3 所示的一阶电路中,已知R=1Ω,L=1H, us2=5V,us1=Us1mcos(wt)V,其中,Us1m =4V,w=2rad/s,当t=0时开关S由位置1合向位置2。试求:电感电流的全响应,并画出波形。

应用MATLAB 语言编程如下:

程序运行结果见图4所示:

对于一阶电路用三要素法利用MATLAB 语言编程和电路的基本知识可以简单的得到过渡过程,且MATLAB语言比较容易理解,运用MATLAB的画图工具可以把过渡过程反映的很清楚。

3 典型高阶动态电路的分析仿真

在动态电路理论中,二阶也可以用三要素法来求解,但是应用MATLAB的语言编程过于复杂。我们可以应用simulink来进行分析仿真,它的优势是利用基于Windows的模型化图形输入简化编程。另MATLAB还有一个基于Simulink的电力系统仿真模块集SimPowerSystems,这是一个非常好的电路仿真软件,简单易学,不需要自己编程,非常适合于对电路进行计算机动态仿真分析。

运用MATLAB有三种方法可解答此题。

方法一:根据电路理论立微分方程:

由该系统的数学描述可得系统仿真模型如图6所示。

按照上图设置好各模块的参数,然后在MATLAB命令窗口输入以下赋值语句:R=2; L=0.5; C=1.5,进行仿真后在MATLAB命令窗口中给出绘图命令

>>plot(tout,yout),grid ,xlabel('t/s'),ylabel('ut/V') 就可以作出单位阶跃响应的曲线。

方法二:根据拉普拉斯变换分析并仿真

由运算电路可解出该题的单位阶跃响应:

使用Transfer Fcn构建的系统仿真模型如图8。

设置好参数,输入命令仿真后在双击Scope模块,在Scope窗口中的曲线和刚才的一样。

方法三:利用SimPowerSystems模块,将所需的电路元件复制到模型编辑窗口中。并对这些元件赋值连接。仿真框图如图9。

用电力系统工具箱中提供的power2sys('sys', 'ss')函数可以提取出从给定电源到输出端子的状态方程模型,即由电路图模型向状态方程模型转换,根据状态方程模型就可以对整个电路进行频域分析,再由tf()还可以得出系统的传递函数模型。

下面的MATLAB语句可以容易地得出系统的阶跃响应解析式:

该解所表示的数学式子是:

Simulink模块以及电力系统仿真模块集SimPowerSystems对电路进行仿真分析和计算非常方便。选择所需元件拷贝到用户窗口,设置其参数即可获得所需模块,只须鼠标的拖动、设定元件的参数和连线操作,即可进行仿真,使用简单易学。对于动态电路的仿真分析,可以减少调试时间,再利用简单的MATLAB语言可容易的得到系统的传递函数和阶跃响应解析式。

4 结束语

本文通过动态电路理论中的例子介绍了如何应用MATLAB语言编程和Simulink仿真的方法来对复杂电路进行分析和计算。该方法不仅可以节约计算时间、方便地调试电路参数,而且还可以通过图形非常直观地观察到其响应的过渡过程。所以MATLAB在电路理论学科研究与工程实践中具有很好的应用价值。

参考文献:

单元电路论文篇(7)

电力拖动控制线路与技能训练作为技工学校电工专业的一门重要课程,对于学生的职业发展具有重要的意义,也是学生从事控制电路维修的重要基础课程。由于电力拖动控制线路与技能训练的理论性和实践性比较强,专业难度也比较大,加上传统的教学方法比较枯燥,难以取得良好的教学效果,因此可以从以下几个方面加强教学改革,提高教学效率。

一、根据教学内容,制订科学的教学计划

电力拖动控制线路与技能训练的课程内容是按照由易到难循序渐进的方式进行的,学生在学习的过程中如果长时间接触类似的内容,容易感到学习枯燥。而且在一个单元学习完之后继续学习下一个单元时,上一个单元的内容又忘得差不多了,影响教学效率的提高。为了有效提高课堂教学效率,教师可以在对教学内容和教学大纲把握的基础上,通过制订科学的教学计划,对教学内容进行相应的整合优化。例如:可以将相关的知识点贯穿在一起进行讲解,加强不同知识点之间的联系,帮助学生加深对知识的理解。在实际生产机械中的电气控制线路是多种多样的,无论多么复杂的线路,基本上都是由简单基本的控制线路组合而成。因此,教学中应当由简单电路到复杂电路进行,一步步实现教学目标。要求学生必须在理解的基础上牢牢掌握常见的基本控制线路,只有掌握了基本的控制线路,才能逐步理解和学习比较复杂的控制线路,也才能举一反三地设计所需要的控制线路。在教学的过程中可以借助多种教学工具,直观展示电器元件,调动课堂气氛。多媒体技术还可以将复杂问题简单化,使教学过程更加生动有趣,同时也使教学内容更具有针对性。

二、建立一体化的实训室

电力拖动控制线路与技能训练作为一门理论联系实际的课程,只掌握理论知识无异于纸上谈兵。只有学生将自己所掌握的知识应用到解决实际问题中,通过解决实际问题不断巩固和强化理论知识,才能真正掌握好相关知识。传统的实训室功能结构比较单一,是以操作为主的课堂,难以满足理论教学和技能训练的需要。建立一体化的实训室,设置理论教学区、实践操作区等区域,能够有效满足课堂教学的需要。在整个教学过程中,理论和实践交替进行,直观和抽象交错出现。在理论区域内可以借助多媒体技术和传统的教学工具开展教学,理论教学区域不仅能够满足理论教学的需要,同时也能进行相关的辅导教学;操作区主要由学生工作台和中控机组成,能够有效满足实践操作中的电路检测、安装调试的需要,同时还能够进行电气装配等。经过一段时间的实践,发现一体化实训室的教学效果明显,它有效地结合了多媒体先进的教学工具,是一种集理论和实践为一体的很好的教学手段。这种教学方法能够在理论教学时讲解电路理论,同时也能通过直观的形式将电子元件和电路的结构展示给学生。一体化的实训室能够满足个体学生的教学需要,同时还满足了小组协作实验的的需要,充分调动和激发了学生学习的兴趣。

三、加强理论和实践的结合

在电力拖动控制线路与技能训练课程的教学中,教学所涉及到主要的元件是各种继电器、接触器以及开关等。学生要想很好地掌握这门课程,关键是要对这些相关元件的结构和功能有很好的理解。学生只有掌握了电路的结构和原理,在实际的工作中面对问题时才能很好地排除和解决。在教学的过程中,要注重学生动手能力的培养。例如:在讲解点动控制线路的过程中,可以让学生亲自接线。在线路连接好之后进行试车,观察电动机的运行情况,然后再要求学生连接好自锁控制电路。通过试车观察,将电动机前后两次不同的运行情况进行比较,这样可以帮助学生直观清晰地看到手动控制线路和自锁控制线路的差别,使学生能够对基本电路及元件的构造、运动形式和相关的动作有足够的了解,为以后学习各种控制线路的组合安装打下基础。在学生掌握了控制线路的基本知识时,要鼓励和给予学生实践的空间,通过在实践中解决实际问题提高教学效率。课堂上讲解的知识和学生的生活往往有一定的距离,因此可以在实践活动中安排一些控制电路在实际中的应用课题,这样能够有效提高学生的兴趣,拉近知识和学生之间的距离。例如电力拖动技术在生产中具有广泛的应用,在轧钢机、车床、钻床等机械中的应用比较多,这样有利于学生融会贯通,对于学生就业能力的提高有重要帮助。

总之,电力拖动控制线路与技能训练作为技工学校一门重要的专业课,具有理论和实践性比较强的特点。因此,在教学过程中,教师应当加强理论和实践的结合,加强教学方法的改革研究,采取合理的教学计划安排教学内容,同时重视对学生实践能力的培养,不断提高学生的实践能力,这样才能有效提高教学质量。

参考文献:

[1]董光平.电力拖动控制线路与技能训练课程的教学与实践改革研究[J].动画世界:教育技术研究,2011(8):79.

[2]庄春.建构主义教学策略在“电力拖动控制线路与技能训练”项目教学中的应用[J].职教通讯,2011(10):45-46.摘 要:电力拖动控制线路与技能训练作为一门理论性比较强的课程,主要是为了培养学生处理电气控制线路的能力。本文针对教学的过程中存在的教学效率低下等问题,相应地对电力拖动控制线路与技能训练的教学改革进行研究,以期不断提高学生在课堂上的主观能动性,不断提高教学质量。

关键词:电力拖动控制线路与技能训练;教学;改革

电力拖动控制线路与技能训练作为技工学校电工专业的一门重要课程,对于学生的职业发展具有重要的意义,也是学生从事控制电路维修的重要基础课程。由于电力拖动控制线路与技能训练的理论性和实践性比较强,专业难度也比较大,加上传统的教学方法比较枯燥,难以取得良好的教学效果,因此可以从以下几个方面加强教学改革,提高教学效率。

一、根据教学内容,制订科学的教学计划

电力拖动控制线路与技能训练的课程内容是按照由易到难循序渐进的方式进行的,学生在学习的过程中如果长时间接触类似的内容,容易感到学习枯燥。而且在一个单元学习完之后继续学习下一个单元时,上一个单元的内容又忘得差不多了,影响教学效率的提高。为了有效提高课堂教学效率,教师可以在对教学内容和教学大纲把握的基础上,通过制订科学的教学计划,对教学内容进行相应的整合优化。例如:可以将相关的知识点贯穿在一起进行讲解,加强不同知识点之间的联系,帮助学生加深对知识的理解。在实际生产机械中的电气控制线路是多种多样的,无论多么复杂的线路,基本上都是由简单基本的控制线路组合而成。因此,教学中应当由简单电路到复杂电路进行,一步步实现教学目标。要求学生必须在理解的基础上牢牢掌握常见的基本控制线路,只有掌握了基本的控制线路,才能逐步理解和学习比较复杂的控制线路,也才能举一反三地设计所需要的控制线路。在教学的过程中可以借助多种教学工具,直观展示电器元件,调动课堂气氛。多媒体技术还可以将复杂问题简单化,使教学过程更加生动有趣,同时也使教学内容更具有针对性。

二、建立一体化的实训室

电力拖动控制线路与技能训练作为一门理论联系实际的课程,只掌握理论知识无异于纸上谈兵。只有学生将自己所掌握的知识应用到解决实际问题中,通过解决实际问题不断巩固和强化理论知识,才能真正掌握好相关知识。传统的实训室功能结构比较单一,是以操作为主的课堂,难以满足理论教学和技能训练的需要。建立一体化的实训室,设置理论教学区、实践操作区等区域,能够有效满足课堂教学的需要。在整个教学过程中,理论和实践交替进行,直观和抽象交错出现。在理论区域内可以借助多媒体技术和传统的教学工具开展教学,理论教学区域不仅能够满足理论教学的需要,同时也能进行相关的辅导教学;操作区主要由学生工作台和中控机组成,能够有效满足实践操作中的电路检测、安装调试的需要,同时还能够进行电气装配等。经过一段时间的实践,发现一体化实训室的教学效果明显,它有效地结合了多媒体先进的教学工具,是一种集理论和实践为一体的很好的教学手段。这种教学方法能够在理论教学时讲解电路理论,同时也能通过直观的形式将电子元件和电路的结构展示给学生。一体化的实训室能够满足个体学生的教学需要,同时还满足了小组协作实验的的需要,充分调动和激发了学生学习的兴趣。

三、加强理论和实践的结合

在电力拖动控制线路与技能训练课程的教学中,教学所涉及到主要的元件是各种继电器、接触器以及开关等。学生要想很好地掌握这门课程,关键是要对这些相关元件的结构和功能有很好的理解。学生只有掌握了电路的结构和原理,在实际的工作中面对问题时才能很好地排除和解决。在教学的过程中,要注重学生动手能力的培养。例如:在讲解点动控制线路的过程中,可以让学生亲自接线。在线路连接好之后进行试车,观察电动机的运行情况,然后再要求学生连接好自锁控制电路。通过试车观察,将电动机前后两次不同的运行情况进行比较,这样可以帮助学生直观清晰地看到手动控制线路和自锁控制线路的差别,使学生能够对基本电路及元件的构造、运动形式和相关的动作有足够的了解,为以后学习各种控制线路的组合安装打下基础。在学生掌握了控制线路的基本知识时,要鼓励和给予学生实践的空间,通过在实践中解决实际问题提高教学效率。课堂上讲解的知识和学生的生活往往有一定的距离,因此可以在实践活动中安排一些控制电路在实际中的应用课题,这样能够有效提高学生的兴趣,拉近知识和学生之间的距离。例如电力拖动技术在生产中具有广泛的应用,在轧钢机、车床、钻床等机械中的应用比较多,这样有利于学生融会贯通,对于学生就业能力的提高有重要帮助。

总之,电力拖动控制线路与技能训练作为技工学校一门重要的专业课,具有理论和实践性比较强的特点。因此,在教学过程中,教师应当加强理论和实践的结合,加强教学方法的改革研究,采取合理的教学计划安排教学内容,同时重视对学生实践能力的培养,不断提高学生的实践能力,这样才能有效提高教学质量。

单元电路论文篇(8)

中图分类号:TB114文献标识码:A文章编号:1672-3198(2008)04-0242-01

模拟电路故障诊断是电路分析理论中的一个前沿领域。它既不同于电路分析,也不属于电路综合的范畴。模拟电路故障诊断所研究的内容是当电路的拓扑结构已知,并在一定的电路激励下知道一部分电路的响应,求电路的参数,他是近代电路理论中新兴的第三个分支。但由于模拟电路中未发生故障的正常元件存在容差,其参数并不恰好等于额定值,而有一定的分散性,这给电路分析带来一定的模糊性。而且模拟电路常含有非线性元件,它的性能不仅因本身故障而改变,而且其他元件故障引起它的工作点移动时,也将造成其性能变化。因此模拟电路故障诊断的理论还不是十分成熟。

模拟电路发生了故障,就不能达到设计时所规定的功能和指标,这种电路称为故障电路。故障诊断就是要对电路进行一定的测试,从测试结果分析出故障。一般来讲,模拟电路故障诊断的方法可以分为估计法,测试前模拟法和测试后模拟法三大类。本文将对其中的估计法展开讨论。

1 结合判据法

设模拟电路含有m个不同的参数,对电路进行测量,得到m个不同的特性测量值,且m

测试前可先根据电路的额定参数计算出各灵敏度aji及各特性值的计算值yj0,测试后可以得到各特性的测量值gj,由上式可以直接求出灵敏度因子,从而确定故障发生点。

由前面的讨论我们可以总结出采用结合判据法进行故障诊断的具体步骤如下:

(1)先进行测试,从可及节点得到m个特性测量值。

(2)求得结合参数xi 的灵敏度因子,即si的最小值,作为故障诊断的判据。

(3)在n个参数的灵敏度因子都求得之后,其中最小的灵敏度因子所对应的参数是最有可能发生了故障的参数。结合判据法简单易行,所需的测量数据少,但是由于各元件的参数都存在一定的容差,各特性在测量时也存在一定的误差,这些都会影响判断的真实性。另外,从前面的分析我们可以看出这种方法只适合于参数变化不大的单、软故障的定位,而不适用于多故障的定位。

2 迭代法

我们在最小判据法的基础上进一步引申,找一个类似于灵敏度因子的判据,并计算使这个判据达到最小时的各个参数的值,即各个参数的实际值,然后与额定值进行比较,从而确定故障点,这样就可以用于多故障的定位。这就是迭代法的基本思路。

由此可以看出迭代法与我们前面所讨论的结合判据相比,测量值数必须要大于或等于参数的个数,它考虑了测量误差。另外,它能够估计出各个元件的参数值,可以用于多故障诊断,但计算量大。

3 总结

本文主要介绍了模拟电路故障诊断方法中的估计法。这种方法只需要较少的测量数据,但诊断结果一般只是近似的。估计法中的大部分方法都适用于电路元件的故障定位,可用于诊断线性电路的单个的软故障。其中很多方法还可用于多故障诊断,例如文中介绍的迭代法。

参考文献

单元电路论文篇(9)

当前,在电子技术课程教学中,大多数学校仍然是在课堂上先把知识点逐一讲述,然后再通过实验课中,在现成的试验箱上或者面包板上,通过元器件硬件连接测试,加深知识点的掌握。这种传统的教学方式不仅受实验室条件的限制,而且新器件、新设备价格昂贵,如果需要增加一些扩展型、设计型的实验时,学校更是无法承受。

随着计算机技术和电子设计自动化(EDA)技术的发展,出现了许多基于Windows的仿真工具,非常适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。这种新型的虚拟电子实验技术,可以直接在元器库中选择需要的元器件和测试仪器,搭建实际的电路,而且与实物外形相似,由于这些仿真工具中的测试仪器和元器件种类多、功能全,可以弥补弥补实验仪器、元器件的短缺及以及规格不符合要求等因素,还能利用软件中提供的各种分析方法,帮助学生更快、更好地掌握教学内容,加深对概念、原理的理解,并能熟悉常用的电工电子仪器的测量方法,进一步培养学生的综合能力和创新能力。

一、可控整流电路

整流电路(Rectifier)是电力电子技术中最为重要,也是应用得最为广泛的电路,不仅应用于一般工业,也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统等其他领域。

该部分课程的主要内容包括单相可控整流电路的工作原理、波形分析及计算,续流二极管的作用及有关波形分析。三相半波整流电路的波形分析及计算。三相全控桥的工作原理、波形分析及计算。整流变压器原、附边绕组电流有效值及容量计算。带平衡电抗器的双反星性大功率整流电路工作原理及波形分析。变压器漏抗对整流电路的影响。电路中谐波的产生、组成及抑制方法。整流电路的谐波和功率因数。整流电路的有源逆变工作原理及实施逆变的条件,逆变颠覆及防止措施。触发脉冲与主回路电压的同步,移相工作原理。

其中,重点掌握部分为单相可控整流电路的工作原理、波形分析及计算。三相半波整流电路的波形分析及计算。三相全控桥的工作原理、波形分析及计算。变压器漏抗对整流电路的影响。电路中谐波的产生、组成及抑制方法。整流电路的谐波和功率因数。整流电路的有源逆变工作原理及实施逆变的条件,逆变颠覆及防止措施。触发脉冲与主回路电压的同步,移相工作原理。

二、虚拟电子实验台MultiSim简介

Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,目前在各高校教学中普遍使用Multisim10.0。通过Multisim和虚拟仪器技术,电子学教育工作者可以完成理论的讲解、原理图的捕获与仿真以及测试的完整综合设计流程。

Multisim具有直观、方便的操作界面,屏幕左边为元器件和虚拟测试仪器,由于些器件、仪器构造和实际非常相似,使得学生们如同操作实际器件一样,方便构建电路;同时,Multisim拥有大量的元件数据库,特别是大量新增的与现实元件对应的元件模型,增强了仿真电路的实用性,而且还可以从生产厂商的产品使用手册中查找到想要的元器件参数,新建或扩充已经有的元件库; Multisim可以完成电路的瞬态分析和稳定分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法。

三、用MultiSim进行虚拟实验的方法

笔者通过结合教学的实际需要,简要地介绍用该软件构造和测试电路的步骤:

1.从元件库选择元件放置到工作区;

2.将元件按照电路布局进行放置,设置元件参数,采用导线连接元器件;

3.在电路中需要观测的节点放置、连接电压、电流表计和示波器、信号发生器等观测仪器;

4.根据测试要求设定仪器参数,进行电路仿真、观测;

5.点击“运行”后,通过测试仪器,对输入信号进行分析,形成电路的数据值解,并将所得数据送至输出级,从测试仪器如示波器或万用表等上获得仿真运行的结果。

四、可控整流电路的仿真模型

可控整流电路的带纯电阻性负载情况比较复杂,在仿真模型的应用中先对相应的参数设置进行描述:①交流电压源参数U=100V,f=50Hz;②晶闸管参数Rn=0.001Ω,Lon=0H,Vf=0.8V,Rs=10Ω,Cs=250e-6F;③负载参数R=10Ω,L=0H,C=inf;④脉冲发生器触发信号1、2的振幅为5V,周期为0.02s(即频率为50Hz),脉冲宽度为2。

将双踪通用示波器接入输入信号、输出信号端,相邻、相对两桥臂,测得整流桥的信号如图2所示,二极管桥式整流电路波形。该电路具有将双向的交变电压变换为单向的脉动电压的功能。对波形的进一步观察发现,二极管上承载电压的情况, V1、3管、V2、4管分别承受不同周期的反向电压,但管子承受的最大反向电压与电源最大反向电压相同。以上两点满足了我们提高变压器利用率并降低整流管最大反向电压的要求,实现了二极管整流输出的最佳性能。

五、结论

笔者在对单相桥式可控整流电路理论分析的基础上,利用MATLAB面向对象的设计思想和自带的电力系统工具箱,建立了基于MATLAB/Simulink的单相桥式可控整流电路的仿真模型,并对其进行了对比分析研究。通过仿真分析也验证了本文所建模型的正确性,可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的问题。工作者们可以很好地、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真再现出来,并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。极大地提高了学员的学习热情和积极性;真正地做到了变被动学习为主动学习。这些在教学活动中已经得到了很好的体现。

参考文献:

[1]唐益.Multisim软件电路设计与仿真分析[J].乐山师范学院学报,2002,(04).

[2]沙春芳.Multisim2001在电路仿真中的应用[J].现代电子技术,2001,(11).

[3]任斌.虚拟实验平台的辅助教学作用[A].全国高等学校电子技术研究会2008年年会论文集[C].2008.

单元电路论文篇(10)

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)46-0213-04

一、引言

电子专业课程内容通常比较抽象,理论性强,专业术语、名词概念多,与学生过去所学的知识联系不大,学生不但理解领会课程内容有一定困难,应用于实践时更是举步维艰,显然不能满足技能型人才培养的要求,因此,改进电子专业课程的教育教学方法成为师生们在教学中不断探索的课题。

笔者在教学实践中探索以项目为载体来重构课程内容体系,通过建构主义的指导思想建立起应用于电子课堂和实验室的教学理论和方法,采用“教、学、做”一体化的教学模式展开教学,希望通过这种新型的教学方式可以对电子专业课程教学带来新的力量和成果,让学生对电子学产生更加浓厚的兴趣。

二、构建基于“教、学、做”一体化教学模式课程体系

要构建基于“教、学、做”一体化教学模式课程体系,首先,必须加强实践教学,只有加强了实践教学,才能将实践教学从附属于理论教学的地位独立出来,以“做”来引领“教”和“学”,在“做中学”、“做中教”,形成“教、学、做”一体化教学模式。然后,沿着实践教学主线,将所需要的理论知识进行梳理,以必须、够用为原则选择内容以及内容的讲解形式,重构每门课程的内容。

我院电子专业课程体系主要由以下课程构成:

第一学期,开设了《电子元器件识别与检测》和《电工技术实训》等专业课程;第二学期,开设了《模拟电子电路分析与调试》、《收音机安装与调试》等专业课程;第三学期,开设了《数字电子电路分析与调试》、《电子线路板设计与制作》、《电子综合实训》等专业课程;第四学期,开设了《单片机技术与实践》、《EDA技术与实践》等专业课程;第五学期开设了《电子系统设计与制作》、《单片机技术综合实训》等专业课程;第六学期,企业顶岗实训。

在以上课程体系的构建中,有些课程是理实一体化课程,这类课程有《模拟电子电路分析与调试》、《数字电子电路分析与调试》、《电子线路板设计与制作》和《单片机技术与实践》等;有些实践从专业理论课程中单独剥离出来,开设成一门专门的实践课程,这类课程有《电子元器件识别与检测》;有些课程采用整周实训来完成一个综合项目的教学模式进行,这些整周实训的课程大都有一个特点,是对某门专业课程的综合应用,如电工技术实训、单片机技术综合实训等;有些整周实训课程尝试脱离某门专业课程,将多门课程有机综合在一起,这类课程有《电子综合实训》、《收音机安装与调试》等。

三、基于“教、学、做”一体化电子专业课程内容重构

根据教学的组织原则及课程的特点,各课程组织的形式会有所不同,要求完成的任务目标也有所不同,下面选取三门课程分析在教学中如何依据“教、学、做”一体化来重构课程内容:

(一)《模拟电子电路分析与调试》课程通过设计实践项目,将理论知识嵌入到项目中重构课程教学内容

模拟电子技术是电子专业的一门重要的专业基础课程,由于专业性很强,很多学生在学习时,就被这门课程难住了,从而觉得电子专业很难,放弃对电子专业的学习。多年来,我一直在思考如何上好这门课程,如何让学生从这门课程起步,激起学生学习专业的兴趣,踏入电子技术的神奇领域。

我们在上学期模拟电子技术一体化教学中使用项目教学法开展教学,其实践过程是:

首先,我们确立了采用哪些项目来把这门课程的知识点贯穿起来,通过这些项目的实践来带动相关理论知识的学习,并用理论知识指导项目的分析,实现项目的功能。我们最后选择以下项目来重构模拟电子电路分析与调试这门课程内容。

项目一:集成稳压直流电源的制作。这个项目中包含的知识点有二极管的识别与检测、二极管构成的整流电路分析与调试、电容滤波电路分析与调试、稳压电路分析与调试等知识点。

项目二:单管音频放大电路制作。这个项目中包含的知识点有三极管的识别与检测、单管放大电路的组成、工作原理分析与调试等知识点。

项目三:多级负反馈放大电路的制作。这个项目包含的知识有多级放大电路组成、工作原理分析、反馈的判断、引入负反馈后对电路影响等知识点。

项目四:集成音频放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是认识集成运算放大电路,已经分析集成运放构成的典型电路等知识点的学习。

项目五:低频功率放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是功率放大电路的组成特点、工作原理分析和调试电路等知识点。

项目六:正弦波振荡电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是电路起振的条件,会分析判断电路能否满足电路振荡的平衡条件,熟悉典型振荡电路的组成结构特点等知识点。

项目七:调光台灯的制作。这个项目中包含的知识点主要有晶闸管的识别与正确使用,单向可控整流电路的组成、工作原理已经电路调试等知识点。

然后,我们确定了这些项目实施的教学方法:实践―理论―实践的方法。

第一环节――实践:在简单讲解这个项目工作过程的基础上,发给学生元件让学生根据提供的项目原理图焊接电路,要完成这步实践,学生要能对元件进行识别与检测,通过这一步的实践让学生掌握元件的识别与检测,并学会看懂原理图元件之间的连接,能根据原理图正确焊接电路,同时为第二个环节的实施打下基础,学生通过焊接电路必然对将要讲解的项目电路非常熟悉。在这个环节同时让学生测试关键点的数据或波形,不管测试成功与否,学生这时候都有很强的要了解这个电路是如何工作的学习需求和兴趣,这时候要求学生全部停下这一步实践,进入到第二个环节――理论。

第二环节――理论:围绕着这个项目涉及到的知识点,教师开始讲解相关的理论知识,然后应用这些理论知识分析学生刚才焊接的项目电路,理论分析并计算关键点的电压,理论分析关键点的波形,并教会学生判断故障,检测电路,如果某一点的没有测到理论分析应该得到的电压或波形,如何来检测电路,排除故障,直到得到正确的结果。接下来,就进入到下一环节――再实践环节。

第三环节――再实践:通过第二环节的学习,学生基本明白了这个电路是怎样工作的,接下来,学生进入到再实践环节,在这个环节要求学生对焊接的电路进行测试,记录相应的数据波形,并判断测试结果的正确与否,在这个环节,学生要学会并完成电路检测、故障的排除,学会正确使用仪器仪表,这个过程的完成在第二环节理论指导的基础上进行,通过这一环节实践对理论知识在实践中的应用进一步的掌握,并加深对理论知识的理解。

(二)《电子元器件识别与检测》成功剥离成一门专业实践课程

电子元器件是电子技术中的基本元素。任何一种电子装置,都由各种电子元器件合理、和谐、巧妙地组合而成。传统的电子专业教学计划内一般不会含有单独的电子元器件识别与检测课程,通常只是在讲授《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程时,介绍部分课本讲授需要接触到的元器件,这就导致了对整个电子元器件的介绍系统性不强,再加上《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程自身的学习难度就非常高,导致了学生的学习压力非常大,通常很难掌握好。因此,在教学中,将电子元件识别与检测技能单独剥离出来形成了《电子元件识别与检测》课程。该课程以培养学生了解常用电子元器件的识别、检测及使用等电子技能的基本功为起点,整个教学过程均安排在实训场地,按照项目式教学的方法开展教学。

《电子元器件识别与检测》课程项目设计如下:

项目一:电阻、电容的认知与检测。认识电阻的分类,电阻器的标称系列,阻值的标注法。认识电位器外形及工作原理介绍。常用电容器的性能,容量标称法,规格与标注方法。掌握电解电容的简易检测法。

项目二:半导体二极管、三极管及可控硅的认知与检测。认识二极管的分类,型号命名方法,基本用途。用万用表简易检测二极管性能方法。认知三极管的分类,命名方法(国内及国外),三极管的选用条件,更换替代原则,三极管引脚的识别与测试技能。单向可控硅的检测及引脚判定。

项目三:变压器及继电器的认知与检测。熟悉变压器的基本应用。掌握变压器的一般检测方法。了解继电器的一般结构。

项目四:发光二极管、光敏元件及光电耦合器的认知与检测。了解提高光放大器灵敏度的方法,光电耦合器的一般检测方法。

项目五:集成电路及音乐芯片认知与检测。掌握集成电路的分类,国内外集成电路的命名,封装外形与引脚顺序识别。熟悉用万用表检测F007。使用MOS集成电路一般常识。

项目六:扬声器、传声器及开关接插件的认知与检测。扬声器的分类,主要技术参数,电动式扬声器的工作原理,喇叭与压电陶瓷片的检测。话筒的种类,结构与工作原理,动圈式与驻极体话筒的检测。

项目实施过程中,从实践入手,对于每种元器件,从结构简介开始,由浅入深地介绍它的外形、符号、命名方法、工作特性、主要应用、使用注意事项、好坏判断等。通过本课程的学习,学生很快就对所需元器件有了全面的了解和掌握,通过动手提升了学生的学习兴趣,并为其学习后续课程和今后在专业中应用电子技术打下了良好的基础,同时还极大地减轻了后续课程的学习难度。

(三)《电子综合实训》成功将多门专业课程整合在一起

《电子综合实训》整周实训课程以工作任务为线索,以实际电子产品――函数信号发生器为载体,以任务实施为导向,通过以制作一个具体的、具有实际应用价值的函数信号发生器产品为目的的工作任务展开构建项目式的学习任务,将整个函数信号发生器的工作任务分成以下七个学习任务:

任务一:函数信号发生器的电路设计;任务二:函数信号发生器的电路仿真;任务三:函数信号发生器的PCB设计;任务四:函数信号发生器的PCB制作;任务五:函数信号发生器的元器件识别与测量;任务六:函数信号发生器的安装与调试;任务七:编写函数信号发生器技术文件。

每个任务按照任务目标任务要求相关知识任务实施任务总结的思路安排,充分体现“在学中做,在做中学”的教学思路。项目的工作任务与现实工作紧密相关,为学生模拟了一个更贴近实际工作的学习环境。

该课程将《电子元器件识别与检测》、《数字电子技术与实践》、《模拟电子技术与实践》、《电子线路板设计与制作》、《电子电路仿真技术》、《电子产品制造与工艺》等专业课程有机的整合到了一起,使学生通过本课程的学习掌握了电子产品电路设计、电路仿真、PCB设计与制作、电路板的安装与调试及简单故障的排除。通过本课程的学习提高了学生对电子专业的直接认识,让学生通过设计制作实际电子产品感受到了成就感,极大地提升了学生的学习兴趣,使学生的综合素质和职业能力得到了显著提高,为学生的后续学习以及职业生涯的发展奠定了很好的基础。

四、结束语

经过实践证明,这种在建构主义学习理论的影响下,通过选取一个个典型“项目”为载体重构课程内容的方式,是一种比较有效的教学内容组织方式,它突破了传统的灌输学生理论知识的教学模式,采用“教、学、做”一体化的教学模式,通过项目为载体,用任务驱动来引领学生在实际工作任务的牵引下,激发学生学习课程内容的内在的求知欲望,达到学以致用的目的,同时能将所学的知识与它的实际应用联系起来。学生通过解决实际问题来实现对知识的掌握,大大提高了学生学习的积极性和主动性。

参考文献:

[1]徐国庆.职业教育项目课程开发指南[M].上海:华东师范大学出版社,2009.

[2]崔成,旺曹伟.基于任务驱动的模拟电子技术课程教学模式探索[J].教育与职业,2012,(05).

[3]李军.“教、学、做”一体化任务驱动型高技能教学模式构建[J].职业技术教育,2009,(08).

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