模擬電路原理設計及應用精選(九篇)

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第1篇：模擬電路原理設計及應用范文

關鍵詞：單片機；教學；實踐

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0181-02

單片機具有體積小、控制功能強、可靠性高、性價比高等特點，得到越來越廣泛的應用。目前，很多工科高校都開展了《單片機原理及應用》課程，并且在各相關專業中占有重要地位。《單片機原理及應用》是一門實踐性、綜合性很強的課程，可以綜合學生所學的電路、數字電路、模擬電路、可編程邏輯器件、編程語言、控制系統設計、傳感器等多門基礎課和專業基礎課的知識，主要培養學生進行智能化電子系統整體設計能力。《單片機原理及應用》必須加強實踐教學才能取得好的效果。但是，目前在實踐教學過程中所使用的教學設備主要是實驗箱，其主要元件一般是目前已經淘汰的插接式器件，同時由于實驗時間場地的限制，學生很難有足夠的實踐時間。為此，本文設計了單片機教學實踐系統，主要元件均采用貼片元件，體積小、成本低，可直接使用計算機的USB接口供電和下載程序，并且采用了目前單片機應用領域最流行的多種總線技術，CPLD技術等，使學生可以從認識元件開始，到設計、加工、調試、設計較復雜測控系統，全面培養學生的設計、實踐能力。

一、單片機實踐教學系統組成

為使學生在學生使用過程中，盡可能學生更新的知識，并且與教學過程相匹配，同學又要留有足夠的擴展空間供學有余力的學生有更多深入學習的機會，因此在設計過程中，既保留的目前教學課本中最經典的教學內容，同時，又引入了目前實際應用領域中廣泛使用的新技術。系統主要組成如圖1所示。

教學系統以AT89S52單片機為核心，設計了CPLD擴展電路、人機接口、模擬信號輸入輸出電路、數字量輸入輸出電路、存儲器擴展電路及幾種比較典型的應用電路。

二、單片機實踐教學系統電路設計

1.CPU及CPLD擴展電路設計。CPU選擇AT89S52作為主控CPU，可以在線編程，內部8K的Flash存儲器，不需要擴展程序存儲器，內帶看門狗，最大工作頻率33MHz。擴展8K數據存儲器（62624），可以滿足學習需要。數字量的輸入、輸出羅輯均由CPLD實現，CPLD采用EPM7128，它帶有2500門，128個宏單元，8個邏輯陣列，可用輸入輸出引腳100個。CPLD輸出實現數字量的輸入、輸出外，還實現單片機總線擴展的鎖存器、譯碼器等需要的數字邏輯單元。為學生使用方便，為學生提供輸入、輸出接口、計數器、數值比較器等基本數字電路的程序示例及單片機控制程序示例，以保證沒有學過CPLD的同學無障礙的學習使用單片機。

2.模擬信號輸入輸出電路設計。模擬信號輸出采用目前教學過程中普遍采用的8位逐次逼近型A/D轉換器ADC0809，帶8個模擬通道，芯片內帶通道地址譯碼鎖存器，輸出帶三態數據鎖存器，啟動方式為脈沖啟動方式，每一通道的轉換時間大約100微秒。模擬信號輸出通道采用DAC0832，它由8位輸入寄存器、8位DAC寄存器和8位D/A轉換器組成。模擬信號的參考電壓均采用REF195設計，輸出5V標準信號。地址譯碼及選通信號等邏輯信號均在CPLD中編程實現，可以使學生充分靈活的實現自己的接口設計。

3.人機接口電路。人機接口電路采用了單片機電路最常用的鍵盤、數碼管管理器件HD7279作為核心電路，設計了3×4的小鍵盤及四位數碼管，可以滿足測控的基本需要，同時可以滿足學生對于人機接口程序設計聯系的需要。

4.USB下載電路及供電電路設計。單片機實踐教學系統采用USB供電，即可以保證學生可以充分自由的使用教學系統，同時也保證使用安全。單片機程序下載采用USB下載，提供給學生上位機的下載程序，方便學生使用。下載電路采用AVR的單片機Atmeg8為核心，Atmeg8是一個簡指令單片機，是一款功能強、可靠性高的工業級單片機，內帶Flaseh、SRAM、EEPROM等典型存儲器，A/D轉換器等實用的單元。電路設計中除了將它用于程序下載外，還提供了一路數字量和一路模擬量的輸入，以使學有余力的學生可以學習到一種新的單片機，擴展單片機知識。

5.典型應用電路設計。為保證學生不僅學到單片機的基礎知識，還要兼顧目前流行的新技術，同時又要提高學生的學習效率，在盡可能短的時間內學習到更多的知識，選擇了三種典型的新器件，既具有實用性，又具有代表性。其中DS18B20是基本于單總線的溫度傳感器，DS1302是基于SPI總線的日歷時鐘芯片，AT24C02是基于二線串行總線的EEPROM芯片，三種芯片采用了三種不同的總線，基本涵蓋了單片機測控領域最常用的串行總線方式。

第2篇：模擬電路原理設計及應用范文

關鍵詞：EWB仿真軟件；電子電工教學；應用案例

作者簡介：任立紅（1966-），女，內蒙古赤峰人，東華大學信息科學與技術學院，副教授；錢怡（1992-），女，山東威海人，東華大學紡織學院卓越紡織品設計班本科生。（上海　201620）

基金項目：本文系上海市教委重點課程項目、東華大學卓越工程師課程項目的研究成果。

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）33-0037-02

電工學在電類專業中占有重要地位，具有綜合性、實踐性強的特點，但對于非電類專業的學生來說，在課時少的情況下掌握電路、電子眾多知識點難度不小。[1]EWB軟件設計功能完善，操作界面友好形象，非常易于掌握，能構建直觀的電路圖，仿真分析結果直觀顯示，非常適合于電子課程的輔助教學，有助于學生對理論知識的理解。為此我們在教學中引入EWB軟件，利用它提供的虛擬儀器以比實驗室中更靈活的方式進行電路實驗，還可以直接從屏幕上看到各種電路的輸出波形。[2，3]

在課堂教學中通過EWB軟件設計電路，模擬各種電路的功能，能將難以說明的原理用生動的畫面來解釋，幫助學生克服障礙來理解抽象的概念，增強對電路的感性認識，掌握各種儀器的基本使用及電路參數的測試方法。根據需要隨時控制電路，使電路功能可以分層次地逐步展現，使教學效果形象生動，成為課堂教學的有力補充，有效地激發了學生對該課程的學習興趣，極大地增強了學生學習的積極性和主動性。

本文通過列舉EWB在直流電路、模擬電子技術和數字電子技術中的應用實例，來探討應用EWB軟件開展電類課程輔助教學的優點和局限，從而為將EWB模擬、實際教學實驗及課堂理論知識的有機結合提供借鑒。

一、EWB在電工電子技術教學中的應用案例

1.EWB在電路基礎教學中的應用

電路是研究電路基本規律及分析方法的一門基礎課，是學習電工電子技術知識必備的理論基礎，其內容概念多、原理抽象，對非電類專業的學生而言較難理解，如基本電量的正方向、電路等效、戴維南定理、疊加原理、交流電路諧振等。若單從理論上講解，總感到抽象枯燥乏味。但因為有了EWB，在進行理論講解的同時，通過構建電路與仿真分析，理論與實際相結合，不僅大大擴充了教學信息，增加了課程的趣味和吸引力，而且使課堂更生動、具體、形象。下面以疊加原理為例加以說明。

疊加原理：N個電源共同作用的線性網絡，其支路電流或電壓等于各個電源單獨作用時引起的響應之和。通過構建雙電源作用疊加原理的仿真實驗電路，得到了相應的實驗數據記錄如表1所示，由表1中數據進行分析，疊加原理的實驗結果和理論計算結果非常吻合。

表1　疊加原理的實驗結果和理論計算結果比較

項目 I1/

mA I2/

mA I3/

mA UAB/mA UCD/mA UAD/mA UDE/mA UAF/mA

E1=12V

單獨作用 40.40 14.26 26.14 2.851 -1.069 3.921 4.040 4.040

E2=9V

單獨作用 -10.69 -24.95 14.26 -4.990 1.871 2.139 -1.069 -1.069

E1、E2

同時作用 29.70 -10.69 40.40 -2.139 0.8020 6.059 2.970 2.970

理論計算值 29.71 -10.69 40.40 -2.139 0.8020 6.060 2.971 2.971

誤差 -0.01 0 0 0 0 -0.001 -0.001 -0.001

2.EWB在模擬電子技術教學中的應用

模擬電子技術是研究半導體器件的性能、電路及其應用的學科。在講解這部分知識點時，涉及了很多電路圖，如PN節形成原理圖、晶體管輸入輸出特性曲線圖、放大電路直流通路圖、交流微變等效電路圖等，而這些圖都是學生以往根本沒有接觸過的，學起來很吃力。教師通過EWB虛擬實驗，在課堂上就可以直觀形象地展示電路的工作特點。特別是對于單管放大電路，通過傳統板書講解和仿真實驗的有機結合，晶體管放大電路的靜態、動態工作情況及非線性失真情況一目了然。

圖1是共發射極單管分壓式偏置交流放大電路的實驗圖。本實驗采用分壓式偏置的單管交流放大電路，通過調節RW改變基極靜態電流，以合理設置靜態工作點。集電極電阻RC大小影響UCE和交流電壓放大倍數Au。通過觀察RW、RC變化對放大器性能的影響，了解交流放大電路的工作特點。可以設置不同參數測得實驗數據，并得到這些工作情況下的輸出波形。通過分析實驗數據可知，負載增大，輸出電壓增大，電壓放大倍數增大，增強放大效果；增大Rc可使輸出電壓增大，電壓放大倍數增大，增強放大效果。

當調節RW使靜態工作點不適當時，將容易引起交流輸出信號失真。通過EWB可以生動形象地體現出RW變化對電路輸出波形的影響，會產生飽和失真或截止失真，如圖2所示。這些結論都可以通過理論分析得以驗證，使得學生可以在課堂上比較具體形象地掌握抽象的放大原理，取得了良好的教學效果。

3.EWB在數字電子技術教學中的應用

數字電子技術主要研究各種邏輯門電路、集成器件的功能及其應用，組合邏輯門電路和時序電路的分析和設計。有了EWB，我們可以隨心所欲地設計數字電路，實現設計目標。以下是二輸入譯碼顯示電路的設計過程。

二輸入譯碼顯示器是通過改變兩個輸入A、B的邏輯狀態，從而實現四種輸出并用數碼管顯示，相應的功能為：（1）A=0，B=0，則顯示“U”；（2）A=0，B=1，則顯示“P”；（3）A=1，B=0，則顯示“2”；（4）A=1，B=1，則顯示“5”。

根據邏輯要求列出邏輯真值表，進而寫出邏輯式并用兩輸入與非門表示，最后用芯片74LS00實現，譯碼顯示器仿真圖（A=B=0時，顯示U）如圖3所示。

二、EWB的實驗體會與評價

1.優點

（1）應用EWB方便實驗室進課堂，能快速完整地構建實驗原理圖，并能夠呈現完美的仿真實驗過程，提高學習效率，使學生能夠有興趣和信心投入到學習中；在課堂中有些問題沒有及時解決，課后能親自動手連接設計電路、設置參數，用EWB仿真出來。仿真實驗中，邊連線、邊測試、邊修改、邊分析，并與理論計算結果進行對照，分析各元件參數對電路的作用及影響，將理論與實際有機結合，將難以說明的原理用生動的畫面顯示出來，加深對理論知識的透徹理解和掌握。

（2）作為學習知識和應用知識解決問題的訓練工具，EWB模仿實驗的工作臺，提供的仿真儀器的面板外形和操作方式都與實物相似，創設真實情境，靈活解決問題。

（3）虛擬實驗平臺因其安全方便，能夠引發學生想象，大膽探索奧秘，敢于嘗試，從而增強了學生的主動性和創造性。

（4）很多驗證性試驗完全可以通過虛擬實驗平臺得以實現，降低實驗成本。

2.局限

EWB也有其局限性，模擬畢竟不能代替實際操作。如單管交流放大實驗，模擬的過程很順利，數據波形都很漂亮。但在實驗課上，卻由于各種因素的影響，造成了較大的實驗誤差，導致實驗結果并不完美。硬件實驗過程中出現的問題可以暴露出學習過程中的問題，而這些細節問題是EWB所不能反映的。具體有：一是排線問題。必須了解有關元器件，熟悉其性能參數，才能使試驗得以順利進行。二是有些仿真過程的真實性難表現。很多實際實驗中不可避免的干擾、接觸不良等因素都不能表現出來，就使得在解決實際問題的能力培養上缺失鍛煉。三是在一些復雜的電路中，會出現計算速度過慢的現象，使得仿真過程不流暢。

三、結語

本文分別列舉了EWB在直流電路、模擬電子技術和數字電子技術中的應用實例。可以看到，應用EWB軟件開展電類課程的輔助教學，克服了傳統教學過于枯燥和抽象的問題，可以使教學過程更加生動、形象、直觀、有趣，也可以發揮學生主動性與創造性去仿真所設計的任何實驗，模擬仿真實驗簡單省時，有助于我們分析理解復雜的電路，還可以在驗證理論知識的同時將實踐有機地結合，達到事半功倍的效果。這大大增加了學生的學習興趣，為自主學習提供了一個更廣闊的空間，打破了課堂教學時空，有利于綜合能力提升、課后擴展學習，有利于設計出更合理的硬件設計方案，從而提高實驗水平。

但EWB軟件只是一種幫助我們學習的工具，模擬的是一種理想化環境，具體操作中有很多因素會影響實驗結果，不能完全代替實際的實驗。所以，在學習中應將EWB模擬、實際教學實驗及課堂理論知識有機地結合起來，這樣才能取得最好的教學效果，提高學生分析問題、解決問題的能力，為培養符合現代社會需要的人才打下更堅實的基礎。

參考文獻：

[1]任立紅，李曉麗，劉浩.卓越工程師計劃下“電工電子技術”課程創新教學初探[J].中國電力教育，2012，（4）：66-67，69.

第3篇：模擬電路原理設計及應用范文

關鍵詞：自動控制原理；對象性實驗設計；模擬電路；二階系統；頻率特性

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）05-0017-03

1 概述

自動控制原理是高等院校控制類專業的一門極為重要的專業基礎課。其特點是教學內容抽象，數學含量大，計算繁雜，學生不易理解。而該課程實用性強、設計面廣，因此實驗教學成為幫助學生掌握自動控制理論的重要環節。搞好實驗教學，選取合適的實驗對象，不僅可以使學生對所學理論有更深刻的理解，同時也可以提高學生的學習興趣。

2 自動控制原理實驗內容設置

為了滿足應用型本科的培養目標，我校課程設置實踐環節比重較大，該課程實驗設置24個學時。同時為了讓學生體會到理論與實際的緊密關系，實驗課程除了Matlab仿真應用外，增設實際對象操作實驗。具體安排如下：

實驗一：控制系統的數學模型（2學時）

實驗二：典型環節模擬電路及其數學模型（4學時）

實驗三：線性系統的動態性能分析（2學時）

實驗四：線性系統穩定性和穩態誤差分析（2學時）

實驗五：典型二階系統模擬電路及其動態性能分析（4學時）

實驗六：線性系統的根軌跡（2學時）

實驗七：典型系統頻域特性分析（4學時）

實驗八：線性系統的頻率法串聯校正（2學時）

實驗九：線性系統的PID控制（2學時）

3 對象性實驗的設計

學生對看得見、摸得著的東西興趣較大，因此實驗對象的選取在符合理論仿真的同時，需要具備可觀察性和可操作性。上述實驗內容中，實驗二、實驗四、實驗七均采用實際對象進行實驗，實驗對象選擇發光二極管或者電機（由于電機對于低電壓有死區，因此制作了特殊的驅動電路）。

3.1 典型環節模擬電路及其數學模型

自動控制原理中典型環節為比例、積分、微分、慣性、比例積分和比例微分，研究這些環節的特性主要是觀察分析它們的階躍響應以及其參數的變化對環節的影響。該實驗目的是讓學生學會使用模擬電路構造典型環節，掌握其特性，并能根據響應曲線建立傳遞函數。使用實驗對象觀察這些環節的階躍響應，比使用示波器直接觀察波形更具演示性，而且學生也更容易聯想到其他更多的實際對象。

實驗過程先進行Matlab仿真，如圖1所示，之后再進行實際對象電路搭建實驗，如圖2所示。

以比例積分環節為例，其模型相當于比例環節和積分環節的并聯，其仿真原理圖及結果如圖3所示。由于仿真為理想情況，所以其輸出特性只跟設置的仿真極限參數有關，階躍設置滯后1秒鐘（為了觀察到無階躍的情況）。

將電路連接好如圖4所示，設置比例系數和積分時間常數后，閉合開關相當于給系統階躍輸入，電機將會以某一速度（由比例系數決定）緩慢提速（提速快慢由積分時間常數決定），當到達最大速度時（由電路飽和電壓決定），速度不再增加。 對于發光二極管則是以某一亮度緩慢變亮，達到某一亮度后停止增加。為了讓學生對實驗結果有量的概念，將轉速及光照強度在實驗模塊上設計電路測量并顯示出來，進行記錄，以便與仿真結果進行比對。

3.2 典型二階系統模擬電路及其動態性能分析

該實驗的主要目的是為了讓學生掌握典型二階系統模擬電路的構成，學會運用模擬電子元件構造控制系統；掌握二階系統動態性能指標實測的方法；能夠定量分析阻尼系數、自然頻率與最大超調量Mp和調節時間之間的關系；學會根據系統階躍響應曲線確定傳遞函數。

典型二階控制系統實驗電路由一個非周期性環節和一個積分環節串聯等效而成。在實驗中為了實現參數的線性調節，非周期性環節使用一個積分環節的反饋回路構造。根據典型積分環節的模擬電路構成，得到如圖5所示的二階控制系統模擬電路。

該電路對應的方框圖如圖6所示：

由系統方框圖推導出該二階系統閉環傳遞函數為：

將該二階系統模擬電路的閉環傳遞函數與典型二階控制系統傳遞函數的標準式比較，可以得出二階系統的阻尼比為，無阻尼自然振蕩頻率為。

同樣將電路按照圖2方式接入實驗對象，可觀察到改變阻尼系數（R2的值）后得到二階系統的階躍響應：無阻尼時，電機轉速忽高忽低，呈振蕩狀態；欠阻尼時電機轉速忽高忽低，但逐漸穩定到某值；臨界阻尼和過阻尼時電機轉速逐漸升高到某值穩定下來。其仿真原理圖及結果如圖7所示：

3.3 典型系統頻域特性分析

該實驗的主要目的是為了讓學生加深了解模擬典型環節及二階系統頻率特性的物理概念；掌握模擬典型環節及二階系統頻率特性的實測方法；學會根據頻率特性建立系統傳遞函數；了解實際頻率特性與理想特性的不同，并確定近似條件。

頻域特性分析的方法是對典型環節輸入幅值固定、頻率可變的正弦信號，觀察輸出的特性。由于實驗對象本身不是純比例環節，具有固有頻率，因此要達到演示效果必須設置輸入頻率在對象固有頻率范圍內（小范圍頻率特性）。

以慣性環節為例（呈低通特性），輸入頻率較低的正弦信號，電機的轉速也將按正弦規律高低變化，而且會產生相位差（由正弦的頻率和慣性環節的參數決定）；當頻率高到某值的時候，慣性環節輸出電壓驅動的電機兩個方向的最大轉速減小，相位差變大；當頻率再高，慣性環節輸出接近零，電機將不會轉動。

4 結語

在自動控制原理實驗中引入實驗對象具有較強的演示效果，而且比較貼近于生活實際和工程實際。如此一來，不僅提高了學生對實驗的興趣，給學生留下比較深刻的印象，而且鍛煉了學生的工程實踐能力，在今后的學習和工作中可以很容易地聯系到工程實際對象。該實驗在我校已對兩屆學生實施，效果良好，目前正在進一步設計其他實驗內容的對象化，使自動控制原理實驗更具趣味性，以獲得更好的教學效果。

參考文獻

[1] 宋樂鵬.改革自動控制原理實驗教學注重學生工程素質培養[J].中國冶金教育，2009，（1）：65-66.

[2] 劉艷.基于虛擬儀器的“自動控制原理”實驗教學改革探索[J].林區教學，2009，（11）：9-10.

[3] 張棟.自動控制原理實驗教學改革探索與實踐[J].實驗室科學，2011，（10）：37-40.

[4] 王秀霞.自動控制原理綜合實驗系統的設計[J].實驗室研究與探索，2009，28（10）：62-63.

[5] 胡壽松.自動控制原理[M].北京：科學出版社，2001：13-14.

第4篇：模擬電路原理設計及應用范文

【關鍵詞】熱電阻 溫度傳感器 放大器 AVR單片機

一、引言

隨著社會的進步和工業技術的發展，許多產品對溫度因素要求越來越高，溫度的高精度測量是工業生產領域一個重要問題。 溫度傳感器是最早開發、應用最廣的一類傳感器，例如自動空調系統、家用電器溫度控制中，都需要溫度傳感器來完成，因為溫度是需測量和控制的重要參數之一。本設計一個基于AVR單片機的熱電阻溫度傳感器，用于檢測液體溫度并將結果直觀顯示。

二、系統功能分析

根據系統設計要求，可把電路分為模擬部分和數字部分，采用ATmega16（L）AVR單片機作為系統控制核心，主要實現兩個功能，一是將待測溫度轉換為電壓并放大，由模擬部分即電橋電路和電壓放大電路實現。二是將電壓轉換為溫度并顯示，由數字部分完成，即ATmega16（L）AVR單片機和LCD1602液晶顯示，單片機將電壓進行A/D轉換，然后轉換為相應的溫度，送到LCD顯示。

三、系統硬件電路設計

系統控制電路由電橋電路、放大電路、A/D 轉換電路及LCD顯示電路組成。綜合考慮設計要求及系統各項功能實現情況后選擇以下方案以實現設計的合理化、實用化及最小成本化。

（一）電橋電路。熱電阻的敏感元件阻值隨溫度發生的變化是很微弱的，必須用專門電路測量這種微弱的變化，最常用電路就是電橋電路。電橋的作用：把電阻片的電阻變化率ΔR/R轉換成電壓輸出，然后提供給放大電路放大后進行測量。為了將約2mV～9mV微弱的電壓信號能夠較穩定的輸出，盡量減少各種干擾，該設計是采用不平衡電橋的±5V恒壓源供電法。電橋四臂中只有一臂接入電阻傳感器，其余三臂均為固定電阻，則輸出電壓U0為[1]：

（3.1）

（二）探測器測溫方法

電阻溫度探測器（RTD）是一根阻值隨溫度變化而變化的特殊導線。目前銅和鉑兩種探測器應用較廣泛，鉑電阻溫度傳感器有PT100，其電阻溫度系數為3.9×10-3/℃，電阻變化率為0.3851Ω/℃，具有測量范圍寬、精度高、穩定性好等優點，電阻與溫度之間關系接近于線性。為了提高測量精確度，使用鉑熱電阻Pt100為探測器。為了消除導線電阻受被測溫度環境的影響，引線采用三線制測量法。當電橋達到平衡時，有 （3.2）

則

因取，則有 （3.3）

若使 ，則有

由上可知，調節使電橋平衡，可消除環境影響。當Pt100所測溫度發生變化時，其電阻相應發生變化，導致輸出電壓發生變化，輸出端產生毫伏級電壓，輸出電壓與溫度呈線性關系變化[2]。

（三）放大電路。經分析可知，傳感器輸出信號是十分微弱的微伏級電壓，且易受噪聲干擾。因此要有效提取該信號，關鍵是在放大有用信號時把干擾信號有效地抑制掉，設計還需考慮放大器精度及穩定性。

1.前置放大電路。整個電路的失調電壓及漂移與第一級密切相關，因此第一級選用具有超低失調電壓和超低漂移的集成運放ICL7650，且第一級承擔儀用放大器主要放大作用，則取R2=100K，R1=2K，R3/R4=1。第二級的漂移和失調電壓對整個電路的作用大大降低，但其共模抑制比CMRR對整個電路的CMRR影響很大，因此第二級選用價格低且性能優越的低漂移集成運放OP07，其失調電壓為45V，溫漂為0.3V/℃，增益為450V/mV，共模抑制比為123dB。因第一級增益較大，易引起自激振蕩，因此在兩個100K電阻兩端加上150P的電容。ICL7650是一種斬波穩零運放，斬波頻率低（200HZ），其輸出信號中含有斬波尖峰噪聲，因此第二級差分運放電路又做低通濾波器，對斬波噪聲及其它干擾信號抑制效果較好[3]。

2.后級放大電路。后級放大電路完成信號二次放大和低通濾波作用，可根據需要調節放大倍數。應用OP07構成反相放大電路，Vin 是經前置放大電路放大后的電壓，理論上此放大電路放大倍數為b=100倍。C9、R7 構成RC低通濾波網絡，其電路截止頻率為，f=1/2Л×R×C-1/2兀×30K×0.01u-530 Hz，符合設計要求（有用信號頻率范圍主要集中在0到500 Hz）；管腳7和4分別接一個0.1pF瓷片電容，用于濾除高頻成分；為了減少失調電流，管腳3接R6；OUT端信號進行A/D轉換后送至CPU處理。

（四）數據采集及處理。單片機控制和測量中涉及物理量均為模擬量，模擬量要輸入單片機須經過A/D轉換為數字量，單片機才能進行運算、加工和處理。在本設計中，直接應用ATmega16（L）AVR單片機與軟件結合，實現數據采集、A/D轉換及通信功能，電路簡單又能滿足設計需要。

A/D轉換基本原理是：將參考電平按最大的轉換值量化，再利用輸入模擬電平與參考電平比值求得輸入電平的測量值（V測=V參*（AD量化值/AD轉換的最大值））。有些MCU A/D轉換的參考電平可選擇由一個外部引腳輸入，使得用戶可以對A/D轉換進行更好控制。值得注意的是A/D轉換輸入電平須比參考電平低或相等，否則測試的結果會偏差很大。

（五）顯示電路。液晶顯示器（LCD）具有功耗低、體積小、重量輕、超薄等優點，近幾年被廣泛用于單片機控制的智能儀器低功耗電子系統中。本設計用常見的1602字符型LCD模塊作為顯示器。1602B可以顯示2行16個字符，有8位數據總線D0-D7，和RS、R/W、EN三個控制端口，工作電壓為5V，并且帶有字符對比度調節和背光。

四、系統調試

啟動系統，將程序燒寫入控制芯片ATmega16。下載結束后將探測器放入熱水中，用萬用表測量模擬部分信號輸出端電壓值U0，與LCD顯示電壓U1比較。當電壓達到穩定后，將探測器放入冷水中，再次比較顯示結果，同時記錄LCD上顯示的溫度T1，如表4-1所示。

表4-1 電壓及溫度測量結果（表4-1）

五、結論

本設計實現以下功能：

根據鉑電阻溫度探測器的電阻隨溫度變化而變化原理，將溫度變化轉化為電阻的變化，再運用不平衡電橋原理將變化的電阻轉化為電壓。

用ICL7650制作差動放大電路，將電橋產生的毫伏級電壓進行差動放大100倍，用OP07的典型運放電路作為后級放大，通過聯級方式對小信號放大濾波[5]。

用BASCOM語言編程控制AVR單片機實現將模擬信號進行A/D轉換及通信，并在LCD上顯示電壓及相應溫度。

參考文獻：

[1]孫傳友，孫曉斌.感測技術基礎[M].北京：電子工業出版社，2006

[2]單成祥，牛彥文，張春.傳感器原理與應用[M].北京：國防工業出版社，2006

[3]張茂青.AVR單片機高級語言BASCOM程序設計與應用[M].北京：北京航天航空大學出版社，2005

第5篇：模擬電路原理設計及應用范文

關鍵詞：模擬與數字電路；電子技術綜合實驗；實驗園地；虛擬儀器實驗

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）08-0151-03

一、背景

以模擬與數字電路為基礎內容的電子技術實驗是高等學校理工科專業學生重要的必修專業基礎課，也是電子、計算機、自動化等工科專業的學生在大學教育階段所要經歷的一個重要的工程性實踐環節，在培養學生素質和能力方面占有十分重要的地位[1]。而電子技術綜合實驗課程作為一門綜合性的實踐課程，與理論課程并行開設，其實驗內容不再限制于某一門課程，而是把多門相關課程的知識相互滲透，有機融合。在一個實驗項目或設計課題中，可以融合模擬電子技術、數字電子技術、EDA技術、單片機原理等知識模塊，讓學生運用多種技術完成一個完整的電子系統的設計，使學生對電子系統的設計過程有深入的理解，同時培養工程實踐方面的基本素養。除了傳統實驗教學中的實驗項目，課題設計還可以采用電子設計競賽、科研項目、學生創新實踐等方式，在“開放”的狀態下進行，充分體現學生的主體性[2]。眾所周知，軟件學院的辦學宗旨是要基于“精英型軟件人才”的培養目標，一般的軟件學院通常擁有軟件工程和網絡工程兩個專業方向，而我院為了強化“精英型軟件人才”的培養目標，在本科二年級時又開設了嵌入式和物聯網兩個專業方向，這兩個專業方向的學習需要有更好的硬件基礎，這也是我院面向本科一個年級800人開設模擬與數字電路理論與實驗課程，并且實驗教學采取獨立設課的方式的重要原因。嵌入式與物聯網專業與電子技術等硬件課程的聯系要較為緊密一些，對于目前的模擬與數字電路教學，從事這兩個專業方向學習的學生往往會感到學得不夠多，不夠深入。許多有志于這兩個專業方向學習的學生，在做完基礎的模擬與數字電路實驗后希望，還能有機會到實驗室做一些額外的、提高性的實驗。而不從事這兩個專業方向學習的軟件工程和網絡工程專業的學生，往往體會不到學習電子技術等硬件課程的重要意義，簡單的認為在軟件學院學習，只要把“軟”的東西搞明白就可以了，不應在“硬”上浪費時間。因此，結合我院目前本科生的教學體系、培養目標以及開設的相關硬件課程如：51單片機接口與匯編、fpga設計、通信原理、計算機組成原理等與硬件電路密切相關的課程，構建“電子技術綜合實驗教學體系”就顯得有重大的意義，能夠使基礎的硬件教學與軟件學院的教學體系和培養目標建立起聯系，體現了硬件實驗教學相對于軟件專業方向學習的重要性和關聯性，實現軟硬兼顧。除此以外，目前在全國眾多的軟件學院中，另外，還沒有發現一所軟件學院提出構建“軟件學院電子技術綜合實驗教學體系”的教學改革活動。著名的大學如北京大學是將軟件與微電子學院放在一起合辦，盡管如此，北京大學也沒有面向軟件工程、網絡工程將近800人的、規模龐大的模擬與數字電路的實驗課程，因此，我院進行構建“軟件學院電子技術綜合實驗教學體系”的教學改革實踐就顯得特別有意義，能夠起到“示范性”的作用。

二、研究基礎

我院自2008年開始在本科生的教學體系中引入獨立的模擬與數字電路實驗課程以來，取得了許多積極的教學成果：（1）有力的輔助了模擬與數字電路理論課的教學，使抽象的理論課不再生澀難懂。（2）通過動手搭電路的實驗很好的煅練了學生的操作能力，通過實驗學生的實踐能力得以提高。（3）對我院其他專業方向的如計算機組成原理等理論與實驗課程的教學提供了有力的支持。（4）教學模式不斷改進，部分實驗，如儀器使用的教學方式完成了由傳統的“老師講，學生跟著做”到以學生為主體，旨在培養學生“自主學習和創新意識”的開放式教學。在數字實驗部分設立了“選做”實驗項目，面向能快速完成必做實驗部分的、有興趣做更多學習和嘗試的學生。（5）規范實驗教學的流程，引入了實驗報告冊，在報告冊中明確規定實驗的預習、操作、總結部分的要求。（6）在現有課程教學基礎上，結合我院嵌入式工程專業的培養目標，開設了一門提高性質的開放式電路設計實驗課程“嵌入式電路設計開發與應用實踐”。

但現在的實驗教學仍有許多不足之處：（1）實驗內容陳舊，所用元器件型號過時，需要更新。（2）實驗項目仍然偏少，不夠豐富，可供選擇的余地小，大大的限制了學生自主性的發揮，不利于創新型、研究型的學習。因此，驗證性、綜合性、設計性的實驗項目均應增加。（3）教學模式僵化，手段單一，仍以傳統的老師在課堂上按部就班的指導，學生跟著按實驗步驟進行操作驗證為主，學生沒有自由發揮、進行創新型學習的機會。實驗室目前仍沒有完全實現開放，而學生的專業學習任務較重，課程設置多，很難有整塊的時間和專門的機會通過更多的實驗訓練獲得提高。（4）實驗課程考核的方式單一，除了批閱實驗報告之外，成績評定主要以學生完成實驗的快慢為主，即主要考核學生的學習態度，認真預習的程度及實驗動手操作能力的高低。（5）尚未形成一個有效的綜合教學體系，使模擬與數字電路實驗課程能更好地融入我院的整體教學體系當中。

三、研究思路

基于以上的原因及分析，應結合目前我院的教學體系及專業培養方向，以現有的模擬與數字電路實驗教學為基礎，以“開放式”教學為主要依托，構建“電子技術綜合實驗教學體系”，以求根本解決我院目前模擬與數字電路實驗教學中存在的各種問題。

1.建設電子技術綜合實驗園地[3]。建設電子技術綜合實驗園地是本研究課題要實現的基礎目標，是構建我院電子技術綜合實驗教學體系的基礎。

實驗園地中的實驗項目如圖1所示分為以下幾大組成部分：①實驗基本技能訓練園地，實驗基本技能訓練園地主要包括：如何進行實驗預習，如查找資料，對實驗進行理論分析；實驗操作中的FAQ；實驗總結報告的書寫要求；電路設計仿真軟件的入門；嵌入式C、匯編語言的集成開發環境的使用；VHDL、Verilog等硬件設計語言及ISE開發編譯環境的使用；EDA技術基礎如電路板的原理圖、PCB板圖的設計；電路焊接的基本技能培訓等。將實驗基本技能訓練部分的資源放置于我院的ftp課程網站或學院網站上，根據具體實驗的要求或學生自已的需求下載使用。②專用儀器設備園地，在專用儀器設備園地中，可獲得示波器、萬用表、函數信號發生器、直流穩壓電源、電子技術實驗箱、實驗操作面板等儀器設備的使用說明書，操作實例，操作課件等。③基礎模擬與數字電子技術實驗園地，按照基礎模擬與數字電子技術通用的理論教學，實驗園地可分為四大模塊[4]：模塊A：常用電子元器件，包括電阻、電容、電感、二極管、三極管、場效應管等，模塊A是模擬與數字電子技術的共同基礎。模塊B：模擬電路模塊，包括基本放大器、差動放大器、功率放大器、運算放大器、反饋放大器、信號發生器、直流穩壓電源等，該模塊是模擬電子技術的主要內容，著重讓學生掌握模擬電路的基本概念、基本原理和基本分析方法。模塊C：數字邏輯和數字電路模塊，主要包括邏輯代數基礎、邏輯門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、脈沖產生與整形、大規模集成電路（半導體存儲器、A/D和D/A等）。模塊C是數字電子技術的主要內容，旨在讓學生掌握數電的基本知識及常用數字集成電路，學會邏輯分析和邏輯設計的方法。模塊D：可編程邏輯器件模塊，目前常用的可編程邏輯器件包括EPROM、GAL、FPGA、E2PROM，模塊D是數字電路領域發展較快的一項技術，通過與EDA技術的結合，使通過軟件編程的方法實現硬件設計成為可能。④演示實驗教學園地，將演示實驗教學園地分為三大模塊：模塊A：實物演示實驗教學，實物演示實驗教學是從實驗結果入手的教學方法，有助于從總體設計方面建立深入的宏觀印象，趣味性的結果還有助于激發學生的實驗學習創造的興趣，使學生在充分理解了現有實現方法的基礎上，積極探求不同的實驗思路和解決方案。“實物”既可以包括實驗教師為某項實驗所設計的專用演示電路實驗板，也可以包括學生創新實踐過程中的設計產品，當然也可以是實驗電路搭接后結果的視頻演示。演示實驗教學系統也可以通過多媒體PPT課件，WORD或PDF文檔、視頻的形式集中于我院的FTP課程網站或學院網站上，根據具體實驗的要求或學生自已的需求下載使用。模塊B：虛擬儀器實驗，建設基于Labview的3D電子技術虛擬實驗室。可以滿足學生進行常用儀器設備的熟悉與使用，驗證性實驗的虛擬仿真等。如圖2所示為實驗中心自主開發的“三維虛擬實驗室”軟件系統，目前該系統正在研制。

通過對實物如儀器設備、電子元件等的虛擬，使學生對電子技術實驗形成全方位的了解，為深入實驗做準備，虛擬實驗還可以減少針對儀器設備、電子器件的誤操作，降低設備器件的損耗，延長使用壽命，減少維修維護的工作量。虛擬實驗的教學可以不受時間、空間的限制，學生可以在實驗室開放的時間到實驗室來做實驗，也可以在公共機房安裝有該軟件系統的PC機上完成實驗任務，甚至可以在宿舍、網吧、圖書館等有網絡環境的地方通過網絡進行實驗教學，真正實現實驗教學的“開放式”。模塊C：電路仿真實驗，許多EDA軟件就具有電路仿真功能，針對簡單的驗證性實驗，電路仿真往往顯得特別有效，如RC電路的實驗，實現過程非常簡單。如果在進入實驗室之前就能利用EDA軟件針對不同電阻R和電容C進行電路仿真，根據仿真的結果確定所需要的電阻、電容，就可以大大節省查找器件的時間，降低了在實驗室中找不到該器件的風險，提高的實驗學習的效率，有助于開放教學過程中更高效的使用實驗室。相比于實物演示教學和虛擬實驗教學，電路仿真更顯得專業化。⑤提高性實驗園地，提高性實驗園地的建設是構建“電子技術綜合實驗教學體系”的關鍵，是使電子技術綜合實驗教學能與軟件學院的教學體系和培養目標建立聯系的重要環節，體現硬件實驗教學相對于軟件專業方向學習的重要性和關聯性，實現軟硬兼顧。結合我院本科生教學體系及專業培養方向的實際，以及我院目前開設的51單片機接口與匯編、fpga設計、通信原理、計算機組成原理等與硬件電路密切相關的課程，提高性實驗教學園地包括三大模塊：模塊A：單片機硬件實驗，實驗方式為，設計電路原理圖進行電路仿真（可選）編寫C、匯編程序編譯成HEX文件用編程器寫入MCU實驗箱上搭接電路實現功能制作PCB板（可選）。單片機硬件實驗可以實現基礎的模擬與數字電路、單片機原理及應用、EDA電路設計技術及軟件編程與測試等多門專業課程的綜合。模塊B：FPGA硬件實驗，實驗方式為，設計電路原理圖進行電路仿真（可選）編寫VHDL、Verilog語言程序編譯生成bit文件燒寫到可編程器件內搭接電路實現數字邏輯設計或系統功能。FPGA硬件實驗可以實現基礎的模擬與數字電路（尤其是數字邏輯）、計算機組成原理及體系結構、EDA電路設計技術及軟件編程與測試等多門專業課程的綜合。模塊C：通信原理硬件實驗，通信原理理論課程是我院網絡工程系開設的一門專業課，為了深入這門課程，必須具備堅實的模擬（包括低頻、高頻電子線路）和數字電子技術基礎。目前，我院尚無完善的硬件實驗課程與之匹配，因此可在提高性實驗園地中加入這一模塊。通信原理硬件實驗可以實現基礎的模擬與數字電路（尤其是高頻電子線路與數字邏輯）、網絡技術及軟件編程與測試等多門專業課程的綜合。

四、結論

由以上分析得出如圖3所示的“軟件學院電子技術綜合實驗教學體系”的基本構思。

實驗教師應是電子技術綜合實驗園地的建設者，在利用園地中的各種實驗項目及資源做好基礎及提高性實驗教學的基礎上，承擔實驗園地中實驗方案與任務書的設計工作，在實驗項目開發的過程中，針對不同水平的學生，逐漸形成驗證性，綜合性，設計性實驗教學的層次。做為電子技術綜合實驗園地的使用者的學生，在傳統的課堂教學與“開放式”教學相結合的基礎上，逐漸與實驗教師建立新型的教與學的關系，如：學生自已選擇現有的實驗項目，盡可能的獨立完成實驗，實驗教師僅起到輔助指導的作用；教師根據學生的水平，將現有的多個驗證性實驗綜合，形成實驗方案，引導學生獨立完成；學生獨立設計實驗方案，尋求實驗教師的建議及幫助，盡可能的完全獨立自主的完成電路設計及實驗驗證。實驗園地的建設會為基礎、提高性實驗教學提供更多的實驗素材，有助于豐富實驗教學內容。教學中產生的問題有助于豐富實驗園地中的實驗項目的建設，使教師、學生在進行實踐教學的過程中有更多的選擇，有助于擴展學生的知識面，提高實驗教師的教學水平。總之，三者之間的良性互動將創造一個良好的教學實踐環境，切實提高實驗教學水平和教學質量。

鳴謝：本文受到2013年大連理工大學教學改革項目“立足精英型軟件人才培養目標的電子技術綜合實驗教學體系的構建”項目資助。

參考文獻：

[1]侯加林.全面實施電子技術實驗改革提高學生創新能力[J].實驗室研究與探索，2009，28（1）.

[2]姜寧.高校電子技術綜合實驗開放式教學研究[D].陜西：延安大學，2011.

第6篇：模擬電路原理設計及應用范文

【關鍵詞】模擬電子技術 Multisim10 虛擬實驗 平臺

隨著EDA技術的日益發展，各種仿真軟件也逐漸得到廣泛應用。利用軟件技術構建虛擬實驗已成為提高實踐課程教學質量及實驗效率、降低實驗成本的一條有效途徑。為了緩解學生數量的增加與實驗設備及場地相對不足的矛盾，我們主要采用強大的EDA仿真軟件——Multisim10開發了一套“基于Multisim10的模擬電子課程虛擬實驗平臺”，在教學的各個環節中普遍應用，教學效果良好。

一、虛擬實驗平臺的整體結構

模擬電子電路實踐環節在整個課程教學過程中的重要地位不容忽視。大綱要求學生學習完本門課程以后要達到的基本要求之一是通過“五關”，即：器件關、儀器關、電路關、調試關和設計關。本實驗平臺設計過程中充分考慮了這些技能訓練要求，力求通過合理的結構劃分，來培養學生不同程度的技能水平。

平臺總體結構分為三部分：驗證性實驗仿真模塊、小規模設計性實驗仿真模塊和綜合設計性實驗仿真模塊。其中“驗證性實驗仿真模塊”中涵蓋了模擬電子課程教學過程中的幾乎所有可進行功能驗證的知識點，是對每個獨立知識點的實驗仿真，屬于“熟悉零件”部分；“小規模設計性實驗仿真模塊”基本上是以每章涉及的知識為單元，設計完成一個體現本章內容的設計性實驗題目；而“綜合設計性實驗仿真模塊”旨在訓練學生綜合運用所學知識的能力，希望通過本模塊的練習，學生們能以全局的觀念來認識模擬電子技術課程的實質，屬于“組裝零件”部分。另外，根據學生在教學過程當中的反饋信息，普遍認為模擬電子的有些知識點難以理解，于是，我們在平臺中專門添加了一個“教材例題仿真”子模塊，該子模塊的仿真實例都是教材當中針對某一個知識點的實際應用內容，對理解相關知識點很有幫助，學生還可以把仿真結果直接和教材中的解題結果相對照，以驗證仿真結果的正確性，從而加深對相應知識點的理解。

二、虛擬實驗平臺的應用

（一）在課堂教學環節中的應用

課堂教學中多以講授原理性和基礎性的知識為重點，主要闡述各基本概念、各參數之間的變化關系。在運用多媒體進行課堂教學的過程中，可依據所講授知識點的需要，適當引入仿真實驗，以加深學生們對相關知識點的理解。

在“模擬電子技術基礎”課程教學中，對很多電路圖進行較詳細的原理分析，進而得出相應的電路波形圖屬于必不可少的過程型講授內容，如果單用黑板及口頭語言描述，教師們感到費時、費力，學生們又很難對這樣的知識點有一個感性的、清晰的認識。如果在這些地方引入仿真實驗來輔助教學，就能取得事半功倍的效果。如在“直流穩壓電源”一章的講授中，橋式整流電路及電容濾波電路是兩個非常重要的知識點，但對于其電壓、電流波形的得出學生們卻往往難以領會。于是我們在虛擬實驗平臺中設計了一個相關實驗，學生通過仿真實驗可以一目了然地看到與教材所給電路波形完全一致的實驗結果，既激發了學生的想象力，加深其對知識的理解，又提高了學習興趣。

（二）在實驗教學環節中的應用

虛擬實驗平臺不僅彌補了實驗設備不足的缺憾，而且對已有的實驗教學過程也起到了一定的規范作用，為探索新的實驗教學模式提供了一個思路。

在傳統的實驗教學過程基礎上加入了“仿真預習階段”，要求學生按照實驗指導書對實驗內容用Multisim10在課外作實驗仿真，并將仿真分析步驟、結果（包括重要數據、波形）記錄下來，在真正進入實驗室前交給實驗教師批閱，不合格者不允許進入實驗室開展實驗。有了預先的仿真，避免了傳統實驗方式過程中的盲目性。

實驗后，要求學生把場地實驗得到的結果與事先仿真實驗的結果加以對照，并得出分析結論，使學生對理論仿真與實際實驗過程都有了更進一步的認識，真正體會到理論與實踐相結合的樂趣，同時還能清楚地看到理論和實際的差別所在，對培養學生獨立分析問題和解決問題的能力有非常好的啟迪作用。

（三）在課程設計實踐環節中的應用

從整個的教學過程安排上來看，模擬電子課程課堂教學過程結束后，通常都會配有一至二周的課程設計。

在課程設計環節中，我們通常要求學生通過查閱資料自行構思一個綜合性題目，在設計過程開始前向指導教師提交原理圖及用虛擬實驗平臺對其原理圖進行仿真的結果，由指導教師先行審核學生設計題目的工作量大小及難易程度，對每個學生做出有針對性的指導，不符合要求或脫離實際的設計內容將返回給學生重新修改，直到從原理上實現沒有問題為止。 這樣，學生在設計過程中思路清晰，針對性強，對照仿真結果和實際調試出現的現象，就可以大致判斷設計過程中出現的問題該如何入手解決，從而加強了學生調試過程的自信心。

課程設計結束后我們還會把優秀的設計題目填充到我們的虛擬實驗平臺當中去，供以后的學生學習和參考。

三、結束語

基于Multisim仿真技術的模擬電子課程虛擬實驗平臺的開發應用得到了廣大學生的認可。它的優點集中體現在以下兩個方面：

（1）不受實驗場地及設備的限制，學生只需在個人PC機上就可以完成虛擬實驗平臺中的全部實驗。

（2）可擴充性好，且不需要任何實驗成本。隨著對知識點理解的不斷深入，學生完全可以按自己的思路來設計各種實驗，驗證自己對知識點的理解是否準確，對培養學生分析和解決問題的能力有很大的幫助，有利于提高學生的創新能力。

第7篇：模擬電路原理設計及應用范文

【關鍵詞】 電子設計競賽；數字電子技術；模擬電子技術；教學改革

兩年一屆的全國大學生電子設計競賽，為在校大學生開拓視野、促進理論和實踐的結合、提高學生動手能力提供了平臺。該比賽不但為中國電子信息領域的人才培養做出了貢獻，也為促進電子類學科建設和課程教學改革，提高教學水平帶來了深刻的啟示。如何以電子設計競賽為鍥機，促進電子技術類課程的教學改革成為一個重要的課題。

一、電子設計競賽的特點

1、競賽試題的內容及要求

全國大學生電子設計競賽試題有電源類、信號源類、無線電技術類、自動控制類、測量及儀器儀表類題目。涵蓋了電子技術應用的各個方面，涉及數字電子技術、模擬電子技術、高頻電路、單片機、傳感器、可編程邏輯器件等[1]。競賽要求參賽學生每3人一隊分工協作，在規定的時間內完成題目要求，包括了電路系統的理論設計、實際制作和調試，最后交出制作的成品控制電路及設計報告。試題有基本要求部分和發揮部分，既考察學生的理論基礎知識，也考察學生的實際動手能力、創新能力和相互協作能力。使學生在電路分析、設計、制作、調試等方面得到充分的鍛煉,也使優秀學生有發揮其優勢的余地[2]。

2、新技術、新觀念的體現

為鼓勵參賽學生使用新電路、新器件和新技術，體現“綠色產品、環保設計”的概念，近年來,一些大的電子器件公司也積極參與競賽，為競賽提供器件、設立獎項。例如在2011年大賽中可使用由瑞薩電子公司提供的專用板及瑞薩節能環保元器件，為學生接觸新器件和新電路提供了機會。

3、競賽的積極作用

根據電子設計競賽的要求，參賽學生需要掌握電子技術中電路的基本分析、設計、制作及調試方法。參賽學生在備賽中都需要經過的一系列培訓和磨練，基本具有較強的實踐動手能力和分析問題、解決問題的能力，同時也具有較強的團隊協作精神。具備這些技能，使他們就業時成為用人單位的首選。由此影響，使得近年來報名參賽的學生人數急劇上升，競賽規模越來越大、參賽的學校越來越多。2011年第十一屆，全國共有1062所高校11002支隊伍，參賽學生33006名。但是由于現實客觀條件限制，各學校參賽學生只能是各專業選的少數學生,受益面相對較小。

同時，通過幾屆電子設計大賽，從中暴露出一些問題:一方面是電子技術類課程教學中理論聯系實際不夠，新技術、新器件涉及少等；另一方面是學生在學習中綜合運用知識能力不強、實踐應用技能差等[3]。

如何借助電子設計竟賽的訓練和培養模式,改革電子技術課程教學，將其特點與優勢更好地發揮出來,使廣大學生受益,成為當前亟待解決的問題[4]，由此給于了電子技術課程教學改革新的啟示。

二、電子技術課程教學的現狀

電子技術課程包含模擬電子技術和數字電子技術，是電子類專業重要的專業基礎課，也是理論性和實踐性都較強的課程。在傳統的教學方法中，基本是以理論為主, 輔之以驗證性實驗。容易出現教學效率不高、教學效果不夠理想等問題，其弊端主要表現在以下幾個方面：

1、偏重基本原理，理論聯系實際不夠

傳統的教學模式中，側重基本理論教學，注重基本知識、基本原理及分立元件的內部結構和工作原理的介紹，而對元器件的工程應用實例介紹的比較少，使得理論和實踐分離。兩者在教學內容、考核等方面由不同的教師負責，互動較少。在有限的實驗課中基本以驗證性實驗為主，設計性、綜合性實驗較少，學生只能接觸到有限幾個的器件，了解其簡單功能，自己動手設計制作電路的機會少。

2、知識的綜合應用少

模擬電子技術與數字電子技術任課教師不同，實驗課內容不同，學生少有機會將兩門課程的知識融會貫通應用。在分析簡單電路時，學生可能比較順利, 但要分析復雜電路或設計制作一個電路系統時，常常無從下手，畫的電路圖不實用，不知怎樣合理應用器件，不會調試電路。這些嚴重制約學生創新意識的培養，阻礙學生主動探索的積極性、創新性。

3、新技術、新器件涉及少

當前電子技術的發展非常迅速，特別是新器件日新月異。然而長期以來，由于教材內容更新緩慢，跟不上實際生產和技術的變化，加之課時量的限制，教學中常常僅限于基本原理和中小規模集成電路本身。對如何應用新技術構建電子控制系統的技術和大規模新集成器件，幾乎沒有涉及。

三、電子技術課程教學改革的措施

在電子技術基礎課程教學改革中應該突出基本原理與應用并重，課程之間的銜接及綜合應用。在教學內容、方法和教學手段上要多樣化，特別在實踐教學中突出應用性、綜合性和創新性。

1、理論教學的改革

對課程的內容進行適當的調整，在講解基本原理的基礎上，注重應用實例。例如，在數字電子技術中，大量精簡壓縮分立元件、小規模集成電路的內容；注重器件的外部邏輯功能、特點和重要參數，而對其內部結構不作太多的講解。如在學習555定時器時，多用實例講其功能和使用方法，并將在電子設計競賽中用到的電路及所制作的電路板展示給學生。使學生對這一單元電路有更深刻的了解。

適當的開辟課堂討論，改變傳統的灌輸式教學方法[5]。在生動、活躍的課堂氣氛中培養學生的自主學習能力，變被動接受為主動思考。在討論中，引導學生廣開思路，對學生發言中暴露的問題及時給予解答，激發學生學習的興趣和積極性。

2、實踐教學的改革

第8篇：模擬電路原理設計及應用范文

根據教學的組織原則及課程的特點，各課程組織的形式會有所不同，要求完成的任務目標也有所不同，下面選取三門課程分析在教學中如何依據“教、學、做”一體化來重構課程內容：

（一）《模擬電子電路分析與調試》課程通過設計實踐項目，將理論知識嵌入到項目中重構課程教學內容模擬電子技術是電子專業的一門重要的專業基礎課程，由于專業性很強，很多學生在學習時，就被這門課程難住了，從而覺得電子專業很難，放棄對電子專業的學習。多年來，我一直在思考如何上好這門課程，如何讓學生從這門課程起步，激起學生學習專業的興趣，踏入電子技術的神奇領域。我們在上學期模擬電子技術一體化教學中使用項目教學法開展教學，其實踐過程是：首先，我們確立了采用哪些項目來把這門課程的知識點貫穿起來，通過這些項目的實踐來帶動相關理論知識的學習，并用理論知識指導項目的分析，實現項目的功能。我們最后選擇以下項目來重構模擬電子電路分析與調試這門課程內容。項目一：集成穩壓直流電源的制作。這個項目中包含的知識點有二極管的識別與檢測、二極管構成的整流電路分析與調試、電容濾波電路分析與調試、穩壓電路分析與調試等知識點。項目二：單管音頻放大電路制作。這個項目中包含的知識點有三極管的識別與檢測、單管放大電路的組成、工作原理分析與調試等知識點。項目三：多級負反饋放大電路的制作。這個項目包含的知識有多級放大電路組成、工作原理分析、反饋的判斷、引入負反饋后對電路影響等知識點。項目四：集成音頻放大電路的制作。這個項目中包含的知識點主要是認識集成運算放大電路，已經分析集成運放構成的典型電路等知識點的學習。項目五：低頻功率放大電路的制作。這個項目中包含的知識點主要是功率放大電路的組成特點、工作原理分析和調試電路等知識點。項目六：正弦波振蕩電路的制作。這個項目中包含的知識點主要是電路起振的條件，會分析判斷電路能否滿足電路振蕩的平衡條件，熟悉典型振蕩電路的組成結構特點等知識點。項目七：調光臺燈的制作。這個項目中包含的知識點主要有晶閘管的識別與正確使用，單向可控整流電路的組成、工作原理已經電路調試等知識點。然后，我們確定了這些項目實施的教學方法：實踐—理論—實踐的方法。第一環節———實踐：在簡單講解這個項目工作過程的基礎上，發給學生元件讓學生根據提供的項目原理圖焊接電路，要完成這步實踐，學生要能對元件進行識別與檢測，通過這一步的實踐讓學生掌握元件的識別與檢測，并學會看懂原理圖元件之間的連接，能根據原理圖正確焊接電路，同時為第二個環節的實施打下基礎，學生通過焊接電路必然對將要講解的項目電路非常熟悉。在這個環節同時讓學生測試關鍵點的數據或波形，不管測試成功與否，學生這時候都有很強的要了解這個電路是如何工作的學習需求和興趣，這時候要求學生全部停下這一步實踐，進入到第二個環節———理論。第二環節———理論：圍繞著這個項目涉及到的知識點，教師開始講解相關的理論知識，然后應用這些理論知識分析學生剛才焊接的項目電路，理論分析并計算關鍵點的電壓，理論分析關鍵點的波形，并教會學生判斷故障，檢測電路，如果某一點的沒有測到理論分析應該得到的電壓或波形，如何來檢測電路，排除故障，直到得到正確的結果。接下來，就進入到下一環節———再實踐環節。第三環節———再實踐：通過第二環節的學習，學生基本明白了這個電路是怎樣工作的，接下來，學生進入到再實踐環節，在這個環節要求學生對焊接的電路進行測試，記錄相應的數據波形，并判斷測試結果的正確與否，在這個環節，學生要學會并完成電路檢測、故障的排除，學會正確使用儀器儀表，這個過程的完成在第二環節理論指導的基礎上進行，通過這一環節實踐對理論知識在實踐中的應用進一步的掌握，并加深對理論知識的理解。

（二）《電子元器件識別與檢測》成功剝離成一門專業實踐課程電子元器件是電子技術中的基本元素。任何一種電子裝置，都由各種電子元器件合理、和諧、巧妙地組合而成。傳統的電子專業教學計劃內一般不會含有單獨的電子元器件識別與檢測課程，通常只是在講授《電路基礎》、《模擬電子技術》和《數字電子技術》等課程時，介紹部分課本講授需要接觸到的元器件，這就導致了對整個電子元器件的介紹系統性不強，再加上《電路基礎》、《模擬電子技術》和《數字電子技術》等課程自身的學習難度就非常高，導致了學生的學習壓力非常大，通常很難掌握好。因此，在教學中，將電子元件識別與檢測技能單獨剝離出來形成了《電子元件識別與檢測》課程。該課程以培養學生了解常用電子元器件的識別、檢測及使用等電子技能的基本功為起點，整個教學過程均安排在實訓場地，按照項目式教學的方法開展教學。《電子元器件識別與檢測》課程項目設計如下：項目一：電阻、電容的認知與檢測。認識電阻的分類，電阻器的標稱系列，阻值的標注法。認識電位器外形及工作原理介紹。常用電容器的性能，容量標稱法，規格與標注方法。掌握電解電容的簡易檢測法。項目二：半導體二極管、三極管及可控硅的認知與檢測。認識二極管的分類，型號命名方法，基本用途。用萬用表簡易檢測二極管性能方法。認知三極管的分類，命名方法（國內及國外），三極管的選用條件，更換替代原則，三極管引腳的識別與測試技能。單向可控硅的檢測及引腳判定。項目三：變壓器及繼電器的認知與檢測。熟悉變壓器的基本應用。掌握變壓器的一般檢測方法。了解繼電器的一般結構。項目四：發光二極管、光敏元件及光電耦合器的認知與檢測。了解提高光放大器靈敏度的方法，光電耦合器的一般檢測方法。項目五：集成電路及音樂芯片認知與檢測。掌握集成電路的分類，國內外集成電路的命名，封裝外形與引腳順序識別。熟悉用萬用表檢測F007。使用MOS集成電路一般常識。項目六：揚聲器、傳聲器及開關接插件的認知與檢測。揚聲器的分類，主要技術參數，電動式揚聲器的工作原理，喇叭與壓電陶瓷片的檢測。話筒的種類，結構與工作原理，動圈式與駐極體話筒的檢測。項目實施過程中，從實踐入手，對于每種元器件，從結構簡介開始，由淺入深地介紹它的外形、符號、命名方法、工作特性、主要應用、使用注意事項、好壞判斷等。通過本課程的學習，學生很快就對所需元器件有了全面的了解和掌握，通過動手提升了學生的學習興趣，并為其學習后續課程和今后在專業中應用電子技術打下了良好的基礎，同時還極大地減輕了后續課程的學習難度。

（三）《電子綜合實訓》成功將多門專業課程整合在一起《電子綜合實訓》整周實訓課程以工作任務為線索，以實際電子產品———函數信號發生器為載體，以任務實施為導向，通過以制作一個具體的、具有實際應用價值的函數信號發生器產品為目的的工作任務展開構建項目式的學習任務，將整個函數信號發生器的工作任務分成以下七個學習任務：任務一：函數信號發生器的電路設計；任務二：函數信號發生器的電路仿真；任務三：函數信號發生器的PCB設計；任務四：函數信號發生器的PCB制作；任務五：函數信號發生器的元器件識別與測量；任務六：函數信號發生器的安裝與調試；任務七：編寫函數信號發生器技術文件。每個任務按照任務目標任務要求相關知識任務實施任務總結的思路安排，充分體現“在學中做，在做中學”的教學思路。項目的工作任務與現實工作緊密相關，為學生模擬了一個更貼近實際工作的學習環境。該課程將《電子元器件識別與檢測》、《數字電子技術與實踐》、《模擬電子技術與實踐》、《電子線路板設計與制作》、《電子電路仿真技術》、《電子產品制造與工藝》等專業課程有機的整合到了一起，使學生通過本課程的學習掌握了電子產品電路設計、電路仿真、PCB設計與制作、電路板的安裝與調試及簡單故障的排除。通過本課程的學習提高了學生對電子專業的直接認識，讓學生通過設計制作實際電子產品感受到了成就感，極大地提升了學生的學習興趣，使學生的綜合素質和職業能力得到了顯著提高，為學生的后續學習以及職業生涯的發展奠定了很好的基礎。

二、結束語

第9篇：模擬電路原理設計及應用范文

【關鍵詞】模擬電子技術；教學改革；教學手段

0 引言

高職教育是培養高級技術型人才的一種教育形式，它與普通本科高等教育有著截然不同的培養目標。因此，高職教育在其教學計劃、課程體系、教學內容乃至教學方法等方面都應具有顯著的特色。模擬電子技術是模擬電子技術是高職電子信息類、電氣信息類、計算機應用等專業的一門關鍵性的技術基礎課程。為了提高模擬電子技術課程的教學質量，改進教學效果，提高學生分析問題和解決實際問題的能力，培養適應現代科學技術發展的高質量人才，近幾年來我們從模擬電子技術課程的教材選用、教學內容、教學手段和實驗教學等方面進行了一些改革和探索。

1 課程教學中存在的問題

模擬電子技術課程的理論學習往往有大量復雜的電路分析，抽象的理論概念較多，內容覆蓋面廣，理論性和實踐性強，但學生不會將理論知識運用于實踐。同時，由于本門課程內容偏重理論，學生在學習過程容易感覺乏味枯燥，學習效果不好。因此，傳統的課堂教學中存在以下的問題：（1）學生學習積極性不高；（2）教學方式和教學手段單一化；（3）課程試題庫陳舊；（4）實驗教學內容陳舊；（5）理論和實踐嚴重脫節。

2 模擬電子技術課程改革的一些思路與想法探討

2.1 教材選用的原則

教材選用要符合學院辦學層次和培養目標，不能用本科教材或中職教材代替高職專科生教材。基礎理論教材要符合培養目標，以應用為目的，堅持以適用、夠用為準則。專業課教材要強調專業知識的實用性和行業崗位的針對性。康華光的《電子技術基礎》（第五版）教材內容全面，知識結構豐富，但面對專科生要是我們選用此教材，首先是學生會被嚇倒，然后是老師沒辦法完成教學任務，而讓學生對教材的選用無比失望。胡宴如主編的《模擬電子技術基礎》教材內容精煉，知識結構簡單一些，本人覺得更適用于專科生使用。

2.2 教學內容的更新

值得強調的是：本文中的模擬電子技術課程是教學內容點的集合，筆者把知識點和相應的能力點相融合而成的有機整體稱之為教學內容點（或稱為教學項目）。例如，共射放大電路知識點和三極管放大電路的動態指標測量能力點相融合而構成共射放大電路教學內容點。以高職教育的培養目標和高職電子信息類、電氣信息類、計算機應用等專業教學計劃為依據，模擬電子技術課程教學內容的重點是：

（1）PN結的單向導電性，半導體二極管伏安特性和主要參數，整流濾波電路的組成、工作原理及主要計算公式。

（2）半導體三極管的工作原理、特性曲線和主要參數。

（3）共射放大電路和共集放大電路的靜態分析、動態分析。

（4）場效應管的工作原理、特性曲線和主要參數，共源極放大電路的靜態分析、動態分析。

（5）集成運放的基本知識。

（6）反饋的概念、類型和負反饋對放大電路的影響。

（7）“虛短”和“虛斷”的概念、集成運放構成的運算電路、信號產生電路。

（8）正弦波振蕩電路。

（9）功率放大電路。

（10）直流穩壓電源電路。

根據理論教學要以應用為目的、以必須夠用為度的高職教學要求，我們降低了放大電路的圖解分析法、多級放大電路的計算、放大電路的頻率響應、差動放大電路的分析計算、OCL功率放大電路和晶閘管應用電路等教學內容的教學要求。

2.3 教學方法與教學手段的改變

現代化教學手段提高教學質量。在課堂教學中使用現代化的教學手段，通過文字、聲音、圖形、動畫等多種媒體對模擬電子技術課程內容進行有機的整合和生動的表達，給教學注入生動翔實的內容和豐富的信息，以充分適應模擬電子技術課程前后概念與內容相互交錯的復雜需要。多媒體教學擴大了課堂教學的信息量，有利于提高課堂效率，促進了教師表達方式的多樣性。不但增強了課堂教學內容的生動性與形象性，而且增強了教學過程中的互動性，有利于知識的獲取與保持。達到直觀、省時、高效的目的，有利于更深入地向學生講授理論實質，活躍課堂氣氛。

2.4 理論與實際相結合

在實驗教學方面，合理配置演示性、驗證性和設計性、綜合性實驗，充分利用仿真實驗的便利條件，并將仿真實驗及硬件實驗將課堂教學和實踐環節相融合，使學生對理論知識更好的消化和吸收，鍛煉學生分析問題和解決問題的能力。例如，在實踐教學環節中，可以適當引入和靈活配置Matlab、Labview、proteus等仿真軟件，由學生設計和實現虛擬實驗，通過靈活配置一些仿真參數，對實驗結果進行分析和討論，通過圖形對比，使學生從理論認識進一步深入到感性認識，以更好地理解和鞏固通信原理課程中的概念和結論。具體設計題目包括：直流穩壓電源電路設計、擴音機的制作、調光控制器的制作等等。通過上述實驗教學方面的改革，可以使教學理論聯系實際，使學生具備一定的感性認識，并培養學生的觀察能力、思維能力、自學能力以及發現問題、分析問題及解決問題的能力。

3 結語

隨著現代科技的發展，各學科間呈現出互相滲透、互相融合的發展趨勢，對人才的培養帶來了更高的要求。培養大批具有工程素質和創新能力的高技能電子人才，是社會發展的需要。通過對《模擬電子技術》課程的教學改革與實踐，不僅豐富了教學手段，提高了教學效果，而且調動了學生的主觀能動性，有效地培養了學生的創新能力和科研能力。

【參考文獻】

[1]胡宴如.模擬電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2005.

[2]康華光.電子技術基礎.5版[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]王淑娟，蔡惟錚.電子技術課程全方位建設的研究與實踐[J].南京：電氣電子學報，2005，27（2）：10-13.