導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電路設(shè)計(jì)技術(shù)與技巧，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：高速鐵路；橋梁建設(shè)；設(shè)計(jì)特點(diǎn)；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：U238文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

近年來，隨著我國高速鐵路的飛速發(fā)展，高速鐵路的技術(shù)體系也在不斷的完善，主要包括：工程建造技術(shù)、高速列車技術(shù)、列車控制技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)和運(yùn)營維護(hù)技術(shù)。其中，由于我國自身地理環(huán)境的復(fù)雜性和多變性，對高速鐵路的工程建造中橋梁建設(shè)的發(fā)展提出了越來越嚴(yán)格的要求。

1 高速鐵路橋梁建設(shè)概述

在現(xiàn)代高速鐵路建設(shè)中，橋梁設(shè)計(jì)與建造技術(shù)已成為關(guān)鍵技術(shù)之一。橋梁是高速鐵路土建工程的重要組成部分，主要功能是為高速列車提供平順、穩(wěn)定的橋上線路，以確保運(yùn)營的安全和旅客乘坐的舒適。高速鐵路技術(shù)就是通過改造原有線路（直線化、軌距標(biāo)準(zhǔn)化），使?fàn)I運(yùn)速率達(dá)到每小時(shí)200 公里以上，或者專門修建新的“高速新線”、使?fàn)I運(yùn)速率達(dá)到每小時(shí) 250 公里以上的鐵路系統(tǒng)。高速鐵路除了使列車在營運(yùn)達(dá)到速度一定標(biāo)準(zhǔn)外，車輛、路軌、操作都需要配合提升。我國高速鐵路運(yùn)營狀況的現(xiàn)狀是設(shè)備質(zhì)量可靠、運(yùn)輸安全穩(wěn)定、經(jīng)營狀況良好。無論是線路基礎(chǔ)、通信信號(hào)、牽引供電等固定設(shè)備、還是動(dòng)車組等移動(dòng)設(shè)備、質(zhì)量穩(wěn)定，運(yùn)行平穩(wěn)。高速安全保障體系日趨完善，職工隊(duì)伍素質(zhì)過硬，保持了良好的安全記錄沒有發(fā)生旅客傷亡事故，并且高速鐵路受到廣大旅客的青睞，市場需求旺盛。這些都離不開鐵路橋梁的建設(shè)。廣義的高速鐵路包含使用磁懸浮技術(shù)的高速軌道運(yùn)輸系統(tǒng)。為了滿足高速鐵路列車設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營等各方面的要求，高速鐵路橋梁應(yīng)具有構(gòu)造簡潔、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、便于施工架設(shè)和養(yǎng)護(hù)維修的特點(diǎn)，另外還應(yīng)具有足夠的耐久性和良好的動(dòng)力性能。在我國現(xiàn)在的鐵路橋梁建設(shè)中主要運(yùn)用一些方法來滿足列車高速、舒適、安全行駛的要求，才能使橋梁必須有足夠的剛度和良好的整體性，設(shè)計(jì)必須滿足結(jié)構(gòu)、自振頻率、豎橫向撓度和徐變上拱限值。橋梁設(shè)計(jì)必須滿足車橋動(dòng)力響應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)，按剛度控制設(shè)計(jì)強(qiáng)度進(jìn)行檢算。為了保證列車運(yùn)行 的連續(xù)且平順并確保跨區(qū)間無縫線路鋼軌附加應(yīng)力不超限，對下部結(jié)構(gòu)的剛度、工后沉降、沉降差做了嚴(yán)格的限制，并按車橋相互作用模型進(jìn)行橋上長鋼軌縱向力分析，使橋梁下部的設(shè)計(jì)更為合理。按耐久性設(shè)計(jì)作為主要的設(shè)計(jì)原則并且強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)與環(huán)境的協(xié)調(diào)、重視生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、注意了結(jié)構(gòu)外形、色彩、防震降噪。對于我國的鐵路橋梁建設(shè)從各個(gè)方面將實(shí)現(xiàn)建設(shè)世界一流高速鐵路的宏偉目標(biāo)，我國現(xiàn)在大力推進(jìn)體制創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新。在體制創(chuàng)新方面，創(chuàng)建了合資建路的嶄新模式。并且對于鐵路橋梁建設(shè)管理方面等，需要充分發(fā)揮我國鐵路路網(wǎng)完整、運(yùn)輸集中統(tǒng)一指揮的優(yōu)勢，統(tǒng)籌利用鐵路內(nèi)外的各方面科研力量和人力資源，形成強(qiáng)大合力。在鐵路建設(shè)中，無論是工程管理部門，還是設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位、都協(xié)調(diào)行動(dòng)，組織起了強(qiáng)大的工程建設(shè)隊(duì)伍，在技術(shù)裝備制造中、無論是運(yùn)營單位還是制造企業(yè)、科研院所、都統(tǒng)一步調(diào)，形成了強(qiáng)大的研發(fā)制造體系。這種科學(xué)高效的管理模式，大大提高了我國高速鐵路橋梁的建設(shè)。

2我國高速鐵路橋梁建設(shè)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

由于速度大幅提高，高速列車對橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力作用遠(yuǎn)大于普通鐵路橋梁。橋梁出現(xiàn)較大撓度會(huì)直接影響橋上軌道平順性，造成結(jié)構(gòu)物承受很大沖擊力，旅客舒適度受到嚴(yán)重影響，軌道狀態(tài)不能保持穩(wěn)定，甚至危及列車運(yùn)行安全。這些都對橋梁結(jié)構(gòu)的剛度和整體性提出了極高的要求。

2.1 高架橋所占比例大。

高架長橋多橋梁在高速鐵路中所占的比例較大，主要原因是在平原、軟土以及人口和建筑密集地區(qū)，通常采用高架橋通過。京津城際鐵路橋梁累計(jì)長度占全線正線總長的比例為86.6％，京滬高速鐵路為80.5％，廣珠城際鐵路為94.0％，武廣客運(yùn)專線為48.5％，哈大客運(yùn)專線為74.3％。

2.2 大量采用簡支箱梁結(jié)構(gòu)形式。

根據(jù)我國高速鐵路建設(shè)規(guī)模、工期要求和技術(shù)特點(diǎn)，通過深入的技術(shù)比較，確定以32m簡支箱梁作為標(biāo)準(zhǔn)跨度，整孔預(yù)制架設(shè)施工。預(yù)應(yīng)力體系有先張法和后張法兩種。少部分采用12 m，16 m跨度的T形梁，預(yù)制吊裝。

2.3大跨度橋多。

受國情路況的制約，我國客運(yùn)專線中，跨度達(dá)100 m及以上的大跨度橋梁很多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在建與擬建客運(yùn)專線中，100 m以上跨度的高速橋梁至少在200座以上。其中，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的最大跨度為128 m，預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋的最大跨度為180 m，鋼橋的最大跨度為504 m。

2.4橋梁剛度大，整體性好。

為了保證列車高速、舒適、安全行駛，高速鐵路橋梁必須具有足夠大的豎向和橫向剛度以及良好的整體性，以防止橋梁出現(xiàn)較大撓度和振幅。同時(shí)，還必須嚴(yán)格控制由混凝土產(chǎn)生的徐變上拱和不均勻溫差引起的結(jié)構(gòu)變形，以保證軌道的高平順性。

2.5限制縱向力作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的位移。

避免橋上無縫線路出現(xiàn)過大的附加力。由于橋梁結(jié)構(gòu)的溫度變化、列車制動(dòng)、橋梁撓曲會(huì)使橋梁在縱向產(chǎn)生一定的位移，引起橋上無縫線路鋼軌產(chǎn)生附加應(yīng)力，過大的附加應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致橋上無縫線路失穩(wěn)，影響行車安全。因此，要求橋梁墩、臺(tái)具有足夠的縱向剛度，以盡量減少鋼軌附加應(yīng)力和梁軌間的相對位移。

2.6改善結(jié)構(gòu)的耐久性，便于檢查和維修。

高速鐵路是極其重要的交通運(yùn)輸設(shè)施，橋梁結(jié)構(gòu)物應(yīng)盡量做到少維修或免維修，因此，設(shè)計(jì)時(shí)需要將改善結(jié)構(gòu)物的耐久性作為設(shè)計(jì)原則，統(tǒng)一考慮合理的結(jié)構(gòu)布局和構(gòu)造細(xì)節(jié)，并在施工中加以嚴(yán)格控制，保證質(zhì)量。另一方面，高速鐵路運(yùn)營繁忙，列車速度高，維修時(shí)間都放在夜間“天窗”時(shí)間進(jìn)行，一般為4h，因此橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造應(yīng)易于檢查和維修。

3我國高速鐵路橋梁建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1大跨度橋梁設(shè)計(jì)建造技術(shù)

高速鐵路橋梁通常宜采用小跨。但由于跨越大江、大河和深谷的需要，高速鐵路大跨度橋梁的修建也不可避免，而我國高速鐵路大跨度橋上速度目標(biāo)值與其他路段保持一致，這也增加了大跨度橋梁的設(shè)計(jì)建造難度。主要設(shè)計(jì)建造技術(shù)包括：采用更高強(qiáng)度等級(jí)鋼材、應(yīng)用新型空間結(jié)構(gòu)、研制大跨重載橋梁專用裝置、采用深水基礎(chǔ)施工新工藝等。

3.2無縫線路橋梁設(shè)計(jì)建造技術(shù)

橋上無縫線路鋼軌受力與路基上鋼軌受力不同，橋梁自身變形和位移將使橋上鋼軌承受額外的附加應(yīng)力。為了保證橋上行車安全，設(shè)計(jì)應(yīng)考慮梁軌共同作用引起的鋼軌附加力，并采取措施將其限制在安全范圍內(nèi)。鋼軌附加應(yīng)力包括制動(dòng)力、伸縮力和撓曲力。經(jīng)過多年的專題研究，目前我國系統(tǒng)建立了無縫線路梁一軌作用的力學(xué)模型，通過相應(yīng)的模型試驗(yàn)和實(shí)橋測試驗(yàn)證了分析模型和理論的可靠性，制定了相應(yīng)的技術(shù)控制指標(biāo)。

3.3“車―線―橋”動(dòng)力響應(yīng)仿真技術(shù)

為保證列車高速、舒適、安全行駛，高速鐵路橋梁必須具有足夠大的剛度和良好的整體性，以防止橋梁出現(xiàn)較大撓度和振幅。我國從20世紀(jì)80年代初就開始進(jìn)行“車―線―橋”動(dòng)力相互作用理論和應(yīng)用研究，建立和發(fā)展了多種分析模型，制定了相應(yīng)的評定標(biāo)準(zhǔn)。在鐵道部組織的橋梁動(dòng)力性能綜合試驗(yàn)中，試驗(yàn)車創(chuàng)造了300 km／h以上的速度紀(jì)錄，驗(yàn)證了我國“車―線―橋”動(dòng)力仿真分析方法的有效性和評定標(biāo)準(zhǔn)的可信性。通過多年科研攻關(guān)和工程實(shí)踐，基本掌握了高速鐵路“車―線―橋”動(dòng)力響應(yīng)作用機(jī)理。

3.4 無砟軌道橋梁設(shè)計(jì)建造技術(shù)

在無砟軌道橋梁設(shè)計(jì)中追求構(gòu)造簡潔、美觀，力求標(biāo)準(zhǔn)化、便于施工架設(shè)和養(yǎng)護(hù)維修，確保其足夠的耐久性和良好的動(dòng)力性能，關(guān)鍵在于解決梁體的剛度和變形控制技術(shù)。通過對梁體的豎向撓度、水平撓度、扭轉(zhuǎn)角、豎向自振頻率等主要技術(shù)參數(shù)的研究，以及對預(yù)應(yīng)力混凝土梁徐變上拱的控制研究，使橋梁結(jié)構(gòu)能夠滿足無砟軌道鋪設(shè)條件。目前我國已基本掌握了高速鐵路無砟軌道橋梁的設(shè)計(jì)建造技術(shù)。

3.5 高架長橋快速施工技術(shù)

正在建設(shè)的高速鐵路橋梁長度占線路長度的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通鐵路，并出現(xiàn)了一些長度大于l0 km、甚至達(dá)到上百千米的特長高架橋。標(biāo)準(zhǔn)跨度簡支梁一般采用在沿線現(xiàn)場預(yù)制梁廠集中預(yù)制，并以配套運(yùn)架設(shè)備逐孔架設(shè)的施工方法，特殊跨度的連續(xù)梁采用原位澆筑的施工方法。通過工程實(shí)踐，形成了一系列成熟的標(biāo)準(zhǔn)梁制、運(yùn)、架工藝及相應(yīng)裝備，高質(zhì)量、高速度地實(shí)現(xiàn)了特長橋梁的建造。

3.6900t級(jí)整孔簡支梁制造運(yùn)輸架設(shè)技術(shù)

為解決32 m整孔預(yù)制箱梁的運(yùn)架施工問題，國內(nèi)自主研制了多種形式的450 t級(jí)提梁機(jī)、900 t級(jí)架橋機(jī)，900 t級(jí)運(yùn)梁車、900 t級(jí)移動(dòng)模架造橋機(jī)等，從建場、制梁、移運(yùn)、架設(shè)等方面摸索出整套制梁技術(shù)，具有較好的施工效率、安全性與可靠性。

4結(jié)語

不斷發(fā)展中的中國高速鐵路表明，高速鐵路在我國還有進(jìn)一步提高的空間和潛力，這需要充分利用自身優(yōu)勢，促進(jìn)我國高速鐵路的跨越式發(fā)展。因此，在未來得一段時(shí)間里，不但要持續(xù)發(fā)展高速鐵路，并且要在技術(shù)和管理上趕超一些發(fā)達(dá)國家，從而實(shí)現(xiàn)中國鐵路現(xiàn)代化。由此可見，高速鐵路對中國及其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性，中國高速鐵路的發(fā)展需要橋梁建設(shè)等基礎(chǔ)設(shè)施的支撐，需要專業(yè)技術(shù)的不斷提高和突破。那么，在我國科研和發(fā)展的支持下，在廣大施工一線的工人群眾的大力支持下，我國發(fā)展高速鐵路將會(huì)有更大的進(jìn)步，前景也將會(huì)一片光明。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉春.中國高速鐵路橋梁架設(shè)設(shè)備行業(yè)研究及展望[J].建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2009（2）

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題目的選取既要符合教學(xué)大綱的要求，能充分體現(xiàn)本課程所學(xué)的主要內(nèi)容，使學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中能綜合應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)，發(fā)揮基本技能，又要盡可能反映科學(xué)技術(shù)的先進(jìn)水平，并且具有一定的實(shí)用性。就電子技術(shù)課程中有關(guān)數(shù)字邏輯方面的選題示例如下：①簡易交通燈控制邏輯電路設(shè)計(jì)；②波形發(fā)生器；③數(shù)字溫控儀；④搶答器電路設(shè)計(jì)；⑤音樂彩燈控制器；⑥邏輯電路控制的公共汽車語音報(bào)站器。以上選題，除注意使學(xué)生的理論知識(shí)，技能技巧得以鞏固加深，綜合和發(fā)展外，還考慮了設(shè)計(jì)的難易程度，工作量大小，元器件造價(jià)的高低等等因素。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模集成電路越來越普及，專用集成電路大量涌現(xiàn)，各種新的電子器件不斷問世，給課程設(shè)計(jì)帶來了勃勃的生機(jī)，不僅大大減少了單元電路設(shè)計(jì)的工作量，也會(huì)把課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量推上新的水平。各種各樣的集成一體化電源的出現(xiàn)，使設(shè)計(jì)人員減免了電源電路設(shè)計(jì)計(jì)算，器件組裝、電路調(diào)試諸項(xiàng)工作，只是適當(dāng)選型即可。數(shù)字顯示部件中的五合一電路CL413和LCL331等新產(chǎn)品，將計(jì)數(shù)、鎖存、譯碼、驅(qū)動(dòng)、顯示五種功能集于一體，也大大減少計(jì)者的工作量，并且這些新產(chǎn)品具有功耗低，高可靠性、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，會(huì)大幅度提高設(shè)計(jì)電路的性能指標(biāo)。在設(shè)計(jì)中新產(chǎn)品新技術(shù)的應(yīng)用會(huì)大大縮短設(shè)計(jì)周期。所以，設(shè)計(jì)內(nèi)容也要不斷更新，難度、工作量、成本核算也要作相應(yīng)變更，與科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步調(diào)一致。

簡言之，設(shè)計(jì)選題的原則是，從生產(chǎn)和科研需要出發(fā)，選擇既能全面考核學(xué)生掌握本課程所學(xué)知識(shí)的程度，能夠使學(xué)生加深并拓寬綜合理論知識(shí)，又利于鍛煉學(xué)生分析問題和解決問題的能力的課題，同時(shí)還要考慮學(xué)校的課程設(shè)計(jì)資金情況和教學(xué)安排的時(shí)間。有些學(xué)生在電子技術(shù)方面起步較早，對實(shí)際電子電路比較熟悉，可鼓勵(lì)他們自選課題，由指導(dǎo)老師按教學(xué)要求進(jìn)行審定后實(shí)施。

保證課程設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵是充分發(fā)揮學(xué)生主體性

首先要明確課程設(shè)計(jì)的重要性。在指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)的動(dòng)員會(huì)上，筆者就向大家講明，我院工業(yè)電氣自動(dòng)化專業(yè)，只設(shè)置了“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”，這是學(xué)生在校期間進(jìn)行的唯一由自己設(shè)計(jì)、實(shí)施、完成實(shí)際電路的實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練；大家應(yīng)該十分珍視這一理論用于實(shí)踐、指導(dǎo)實(shí)踐的極好機(jī)會(huì)；成功的課程設(shè)計(jì)，對學(xué)生一生工作都具有十分重要的指導(dǎo)意義。

其次，在向?qū)W生下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書的同時(shí)，要強(qiáng)調(diào)課題在生產(chǎn)實(shí)踐中的實(shí)用性，并結(jié)合任務(wù)書中列出的技術(shù)參數(shù)與目前生產(chǎn)現(xiàn)場使用的儀器設(shè)備進(jìn)行比較，指出設(shè)計(jì)課題的先進(jìn)性和科學(xué)性。

最后，要鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)識(shí)自己的價(jià)值，肯定自己的能力，樹立做好課程設(shè)計(jì)的信心。例如，揭示學(xué)生某些電路在實(shí)驗(yàn)課中已經(jīng)做過，并且做得不錯(cuò)；提示學(xué)生某些設(shè)計(jì)在習(xí)題課上或作業(yè)中已進(jìn)行過單元電路參數(shù)的計(jì)算，邏輯電路的連接：使學(xué)生有一種似曾相識(shí)的感覺。

全面地評價(jià)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)質(zhì)量

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1.1明確任務(wù)

再設(shè)計(jì)電路時(shí)，首先要明確電路需要的功能，制定詳細(xì)的任務(wù)書，確定需要的單元電路，星系擬定電路的性能指標(biāo)，再通過計(jì)算電壓需要放大的倍數(shù)、電路中輸入輸出電阻的大小，繪制執(zhí)行流程圖，通過設(shè)計(jì)，將電路所需的成本降到最低，提高每個(gè)單元電路、參數(shù)的精度，在提高設(shè)計(jì)電路的可靠性、穩(wěn)定性的前提下，盡量簡化設(shè)計(jì)電路。

1.2參數(shù)計(jì)算

計(jì)算參數(shù)是設(shè)計(jì)電路必須要進(jìn)行得步驟，通過計(jì)算，來保證電路中各個(gè)單元電路的功能指標(biāo)需要達(dá)到的要求，計(jì)算參數(shù)需要電子技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，單元電路的設(shè)計(jì)需要強(qiáng)大的理論知識(shí)的支撐，才能做到爐火純青。例如，在計(jì)算如下放大電路的時(shí)候，我們需要計(jì)算每個(gè)電阻的阻值、以及放大倍數(shù)，同一個(gè)電路，可能有很多數(shù)據(jù)，所以要正確的選擇數(shù)據(jù)，注意方法。

1.3繪制電路圖

電路設(shè)計(jì)時(shí)，需要將單元電路與整機(jī)電路相連，設(shè)計(jì)完整的具有一定功能的電路圖，在連接時(shí)，需要注意單元電路間連接的簡化，以及最重要的是，電路的電氣連接，是否能夠?qū)?，?shí)現(xiàn)預(yù)定功能。例如，設(shè)計(jì)單元電路間的級(jí)聯(lián)時(shí)，各單元電路設(shè)計(jì)完成時(shí)，還要考慮這些，意在減少浪費(fèi)，還要注意輸入信號(hào)、輸出信號(hào)、控制信號(hào)間的關(guān)系，同時(shí)還要注意一些事項(xiàng)：首先，注意電路圖的可讀性。繪圖時(shí)，盡量將主電路圖繪制在一張圖紙上，其中較為獨(dú)立的部分單元電路、以及次要部分可以繪制在另一張圖上，但是一定要注意圖之間的電氣端口的連接，是否對應(yīng)，各圖紙間的輸入輸出端口都要提前做好標(biāo)記。其次，注意信號(hào)流向以圖形符號(hào)。信號(hào)的流向，一般從輸入端、信號(hào)源開始，從左至右、從上到下，按信號(hào)的流向依次連接單元電路。而且，圖中要加上適當(dāng)?shù)恼f明，如符號(hào)的標(biāo)注、阻值等。最后，注意連接線畫法。電路圖中，各元件間的連接應(yīng)為直線，且盡量減少交叉線，連接線的分布應(yīng)為水平或者垂直，除非應(yīng)對特殊情況，否則不要化斜線，如圖中不可避免的出現(xiàn)交叉，要將連接點(diǎn)用原點(diǎn)表示。

2幾種典型單元電路的設(shè)計(jì)方法

電子電路設(shè)計(jì)中，單元電路一定要設(shè)計(jì)合理，否則將會(huì)影響整個(gè)電路的聯(lián)通，所以，電氣工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)該更謹(jǐn)慎的致力于單元電路的設(shè)計(jì)。

2.1對于線性集成運(yùn)放組成的穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)

穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)，一般先讓輸入電壓通過電壓變壓器，然后進(jìn)行整流，然后經(jīng)過濾波電路，成為穩(wěn)壓電路。設(shè)計(jì)單元電路時(shí)，串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路可分為幾個(gè)部分，調(diào)整部分、取樣部分、比較放大電路、基準(zhǔn)電壓電路等。這樣的設(shè)計(jì)能夠使單元電路具有保護(hù)過流、短路電流。

2.2單元電路之間的級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)

單元電路設(shè)計(jì)完成之后，還要考慮單元電路間的級(jí)聯(lián)問題。例如，電氣特性的相互匹配、信號(hào)耦合方式、時(shí)序配合、相互干擾等。其中信號(hào)耦合方式，還包括：直接耦合、間接耦合、阻容耦合、變壓器耦合、光耦合。時(shí)序配合的問題，相對比較復(fù)雜，需要對每個(gè)單元電路的信號(hào)進(jìn)行詳細(xì)的分析，來確定電路時(shí)序。

2.3對于運(yùn)算放大器電路的設(shè)計(jì)

運(yùn)算放大電路在電路設(shè)計(jì)中十分常用，它能夠與反饋網(wǎng)絡(luò)連接，組成具有特定功能的電路模塊，是具有很高放大倍數(shù)的單元電路。運(yùn)放電路的設(shè)計(jì)，可以通過元器件的組合，也可以通過具有相應(yīng)功能的芯片構(gòu)成，設(shè)計(jì)時(shí)對各種參數(shù)都要整體權(quán)衡，不能盲目的追求某個(gè)指標(biāo)的先進(jìn)。其中，要引起重視的是，應(yīng)在消震引腳間接入適當(dāng)?shù)碾娙菹癖M量避免兩級(jí)以上的放大級(jí)相連。

3結(jié)束語

篇4

涉及可視化仿真工具的應(yīng)用工作主要圍繞MATLAB進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)，避免繁瑣繪圖以及計(jì)算流程的牽制效應(yīng)，最終挖掘直觀、快捷的電流變換電路的創(chuàng)新存在模式。因此，本文具體聯(lián)合負(fù)荷升降要求的變換裝置進(jìn)行現(xiàn)場情景演練，將內(nèi)部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及電感參數(shù)設(shè)計(jì)要求劃分清晰，同時(shí)完整論述該類系統(tǒng)的規(guī)范原理，穩(wěn)定必要結(jié)構(gòu)疏通潛力。

【關(guān)鍵詞】直流斬波 電路樣式 MATLAB 模擬技術(shù) 細(xì)化流程

直流斬波電路強(qiáng)調(diào)疏通可調(diào)電壓環(huán)境下的直流電形態(tài)，穩(wěn)定輸入與輸出流程的銜接績效。技術(shù)人員為了有效穩(wěn)固該電路性能，從中挖掘適當(dāng)?shù)奶嵘绞?，同時(shí)對開發(fā)原理以及性能提升要領(lǐng)進(jìn)行同步規(guī)劃。需要注意的是，其中實(shí)際斬波裝置的工作模式存在兩類，包括脈沖與頻率調(diào)試技巧。

1 斬波電路的工作原理論述

直流斬波電路主要功能就是結(jié)合直流電調(diào)試轉(zhuǎn)換特性進(jìn)行結(jié)構(gòu)延展，透過對機(jī)理布置特征的觀察，涉及不同樣式的控制方式具體可以延展為時(shí)間比例、瞬時(shí)值以及二者混合構(gòu)建途徑。此類電路主張使用某類權(quán)控器件，途中聯(lián)系IGBT以及相關(guān)器件進(jìn)行總體流程延展；控制環(huán)節(jié)中若采用晶閘管，技術(shù)人員需設(shè)置晶閘管關(guān)斷的輔助電路。整體電路以及相關(guān)電流規(guī)劃流程中為了穩(wěn)定管制績效，有關(guān)設(shè)計(jì)人員專門設(shè)置了續(xù)流二極管部件。這類斬波電路的典型用途之一就是應(yīng)用拖動(dòng)式直流電動(dòng)機(jī)，同時(shí)積極帶動(dòng)蓄電池負(fù)載功能；不足之處在于這類布局體系中都將出現(xiàn)反電動(dòng)勢狀況。在現(xiàn)實(shí)電路設(shè)計(jì)流程中主要運(yùn)用開關(guān)器件、阻性負(fù)載以及協(xié)調(diào)電壓管理，并且內(nèi)部電壓數(shù)值主要借助開關(guān)張合狀態(tài)表現(xiàn)。

2 直流斬波電路的建模與仿真操作技術(shù)研究

2.1 借用IGBT搭建的直流降壓斬波電路以及規(guī)范參數(shù)設(shè)置

按照特定直流變換裝置仿真模擬操作技巧分析，有關(guān)默認(rèn)格式下的參數(shù)設(shè)計(jì)與緩沖電路管理工作需要滿足同步跟進(jìn)條件。在留有升降功能的非隔離式變換裝置空間之下，有關(guān)變換器之間的正負(fù)極性輸出機(jī)理形態(tài)十分復(fù)雜，必須全程依靠儲(chǔ)能電感疏通。整個(gè)流程下來，必定造成變換器的耗能數(shù)量增加結(jié)果，影響實(shí)際工作協(xié)調(diào)質(zhì)量。在實(shí)際項(xiàng)目開展過程中，技術(shù)人員最好全面摒棄不同變換器既定工作理念，同時(shí)采用新型技術(shù)指標(biāo)要求規(guī)范開關(guān)電源結(jié)構(gòu)，爭取從中獲取優(yōu)良的使用價(jià)值。IGBT具體結(jié)合高壓應(yīng)用與快速終端設(shè)備進(jìn)行垂直功率的自然進(jìn)化調(diào)整；因?yàn)閮?nèi)部源漏通道電阻附加效應(yīng)影響，IGBT開始針對結(jié)構(gòu)功率缺陷進(jìn)行應(yīng)對。盡管創(chuàng)新模式的MOSFET設(shè)備將RDS特性全面規(guī)整，但是在高平電環(huán)境中的功率導(dǎo)通損耗現(xiàn)象仍然十分緊張；為了穩(wěn)固IGBT結(jié)構(gòu)，需要貫徹標(biāo)準(zhǔn)雙極器件與VCE同步調(diào)用實(shí)效，將高電流密度瓶頸限制全面克服。

2.2 變換器控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)流程分析

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中主要采取模擬控制與數(shù)字調(diào)節(jié)兩種途徑，本文就是重點(diǎn)結(jié)合變換器交互式系統(tǒng)進(jìn)行雙重規(guī)整。為了穩(wěn)定變換器降壓與升壓工作模式需求，不同電路疏通信號(hào)應(yīng)該主動(dòng)與最新電路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)良匹配，保證將邏輯控制下的分配問題全面肅清。按照這種原理分析，技術(shù)人員開始將變換器與主變換電路開關(guān)電源進(jìn)行智能匹配，后期結(jié)論內(nèi)容具體如下所示：新型變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡單，各個(gè)節(jié)點(diǎn)工作交流模式也相對明確一些，能夠穩(wěn)定數(shù)字化模擬操作的動(dòng)機(jī)需求。

2.3 直流斬波電路的建模與仿真操作

2.3.1 仿真模型以及相關(guān)參數(shù)匹配

結(jié)合IGBT直流降壓電路建模以及參數(shù)設(shè)置條件進(jìn)行科學(xué)分析，有關(guān)直流變換器仿真模型與默認(rèn)參數(shù)設(shè)置條件已經(jīng)齊全，為了迎接緩沖電路的消極化影響挑戰(zhàn)，在設(shè)計(jì)仿真操作流程中主要遵循以下細(xì)化工序要求：將參數(shù)調(diào)試界面打開，選取固定算法之后設(shè)置相對誤差標(biāo)準(zhǔn)，直接點(diǎn)擊進(jìn)入仿真模擬流程，其中各類脈沖周期統(tǒng)一穩(wěn)定在0.001s左右，有關(guān)后期的仿真控制結(jié)果要做到精準(zhǔn)提?。豢稍诠潭ù翱谖恢媒⑷履Ｐ徒Y(jié)構(gòu)，并將工具箱電力模塊與IGBT模塊等資源依次打開，按照默認(rèn)值要求實(shí)施必要參數(shù)規(guī)劃，同時(shí)將內(nèi)部緩沖電路取消；之后將電源模塊打開，將必要直流電壓模塊灌輸并打開參數(shù)設(shè)置條框，將電壓源設(shè)置為200V；后續(xù)可將必要部件與接地模塊組打開，并直接復(fù)制串聯(lián)樣式的規(guī)劃窗口，將內(nèi)部電阻設(shè)置為10Ω；透過MATLAB輸入源模塊，同時(shí)在buck窗口環(huán)境中復(fù)制脈沖發(fā)生器模型，必要時(shí)可實(shí)現(xiàn)輸出結(jié)果與IGBT門極的匹配目標(biāo)。

2.3.2 直流升降壓斬波電路的仿真操作

結(jié)合IGBT元件以及電路仿真模擬流程進(jìn)行長遠(yuǎn)觀察，涉及默認(rèn)參數(shù)以及電路緩沖效應(yīng)必須及時(shí)得到制定。尤其在電感支路與仿真動(dòng)作同步延展條件下，為了主動(dòng)迎合升降壓斬波理論的精準(zhǔn)規(guī)范要求，在直流變換電路設(shè)計(jì)過程中主要運(yùn)用電控基準(zhǔn)作為開關(guān)節(jié)點(diǎn)，保證電路接通與斷開時(shí)機(jī)的科學(xué)管控。適當(dāng)應(yīng)用SIMU LINK對降壓斬波電路與升降壓斬波的仿真結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析，并做好與常規(guī)電路設(shè)計(jì)方案的對比準(zhǔn)備，確保輸出電壓波形的穩(wěn)定狀態(tài)，最終全面驗(yàn)證仿真結(jié)果的精準(zhǔn)效應(yīng)。

3 結(jié)語

綜上所述，運(yùn)用MATLAB對降壓斬波電路仿真模擬操作流程進(jìn)行細(xì)致分析，同時(shí)采取常規(guī)電路歸控結(jié)果進(jìn)行同步檢驗(yàn)，進(jìn)而全面肯定創(chuàng)新操作流程的積極效用。這種模擬操作手段有效杜絕了傳統(tǒng)分析模式中的繁瑣繪圖與計(jì)算流程，進(jìn)而靈活改變參數(shù)組合搭配樣式，適應(yīng)科學(xué)調(diào)試的現(xiàn)實(shí)狀況，爭取為后期電子技術(shù)與多元內(nèi)涵整合奠定雄厚基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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篇5

    常設(shè)一個(gè)實(shí)驗(yàn)室,配有齊全的電子測量儀器和設(shè)備,常年對培訓(xùn)學(xué)生開放。按學(xué)生的層次不同,分別制訂培訓(xùn)計(jì)劃,周一下達(dá)培訓(xùn)設(shè)計(jì)內(nèi)容,周末檢查。指導(dǎo)老師每周按時(shí)對學(xué)生指導(dǎo),采用老帶新的方法。新生的培訓(xùn)從基本技能開始,進(jìn)行一些常用電路安裝、調(diào)試培訓(xùn),由淺入深。老生的培訓(xùn)則采用個(gè)人和小組相結(jié)合的方法進(jìn)行,培訓(xùn)、設(shè)計(jì)制作的內(nèi)容相對復(fù)雜、難度較大。定期下達(dá)一個(gè)與全國大學(xué)生電子競賽試題難度相近的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作任務(wù),指導(dǎo)老師定時(shí)進(jìn)行檢查指導(dǎo)。

    2暑期集中培訓(xùn)

    對參加每年一屆的省級(jí)競賽的同學(xué),其培訓(xùn)時(shí)間一般為期2-3個(gè)月,其中用一個(gè)月時(shí)間對常用電路設(shè)計(jì)知識(shí)進(jìn)行培訓(xùn)。每周進(jìn)行2次校內(nèi)模擬競賽,電路設(shè)計(jì)難度和制作時(shí)間與省級(jí)歷屆的題目相近。對參加每兩年舉行一屆的全國小組競賽的學(xué)生,其培訓(xùn)時(shí)間一般為3-5個(gè)月,充分利用暑期進(jìn)行培訓(xùn)。要求每小組分工合作進(jìn)行資料查閱,電路系統(tǒng)設(shè)計(jì),程序設(shè)計(jì),電路安裝、調(diào)試,設(shè)計(jì)報(bào)告等工作。培訓(xùn)后2個(gè)月,每2周進(jìn)行一次模擬競賽,進(jìn)行電路設(shè)計(jì)制作,充分提高各小組成員的協(xié)作能力。

    3加強(qiáng)培訓(xùn)指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)

    學(xué)校建立大學(xué)生競賽培訓(xùn)指導(dǎo)教師的培育與團(tuán)隊(duì)建設(shè)中心。在競賽組織方面,通過開展各種形式和規(guī)模的研討,集體討論競賽大綱、編寫培訓(xùn)教材、完善培訓(xùn)方式。通過培訓(xùn)指導(dǎo)教師的共同參與,確定培訓(xùn)目標(biāo)、內(nèi)容及定位。支持培訓(xùn)指導(dǎo)教師開展各項(xiàng)科研工作,以教學(xué)為基礎(chǔ),以科研促進(jìn)教學(xué),全面提升競賽水平。

    4競賽技巧培訓(xùn)

    設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告的撰寫能力培訓(xùn)。競賽最后提交的成果形式除設(shè)計(jì)作品之外還有設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告部分。其撰寫質(zhì)量直接關(guān)系著競賽的成績,進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告的規(guī)范性訓(xùn)練是很有必要的,包括結(jié)構(gòu)安排、格式、文法與表達(dá)等。資料查閱能力培訓(xùn)。電子設(shè)計(jì)大賽涉及面廣,哪些信息對競賽更有效與有用,以及如何選擇信息。進(jìn)行資料查閱能力的培訓(xùn),讓學(xué)生明確自己需要的和必須掌握的信息,將對培訓(xùn)工作起到事半功倍的效果。團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力培訓(xùn)。要求隊(duì)員充分發(fā)揮聰明才智、群策群力、默契配合,要求隊(duì)員平時(shí)在學(xué)習(xí)上和生活上都能相互幫助、團(tuán)結(jié)協(xié)作,便于競賽時(shí)能有條不紊。

篇6

關(guān)鍵詞：初中物理；素質(zhì)教育；教學(xué)策略

一、巧用探究學(xué)習(xí)法，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情

素質(zhì)教育需要學(xué)習(xí)主體處于積極主動(dòng)的狀態(tài)，將實(shí)際課堂教育的主動(dòng)權(quán)交付給學(xué)生，學(xué)生開始去探究和歸納，由此實(shí)現(xiàn)物理知識(shí)的積累、物理規(guī)律的認(rèn)知、物理知識(shí)的應(yīng)用，這樣的主動(dòng)學(xué)習(xí)格局會(huì)使得學(xué)生處于積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)，而這些將驅(qū)動(dòng)實(shí)際的學(xué)習(xí)朝著更加深刻的方向發(fā)展和進(jìn)步[2]。由此在實(shí)際的初中物理教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)探究環(huán)境，盡可能地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將成為素質(zhì)教育的重要開端，對此初中物理教師應(yīng)該有著相對清晰的認(rèn)知。例如，在滬科版物理“電路設(shè)計(jì)”相關(guān)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)的時(shí)候，教師為了確保實(shí)際教育教學(xué)交互性的提升，可在實(shí)際課堂中融入探究學(xué)習(xí)法，要求學(xué)生以分小組的方式來開展活動(dòng)，由此激發(fā)學(xué)生對于電路設(shè)計(jì)知識(shí)的學(xué)習(xí)熱情。比如，教師可以要求學(xué)生分小組觀察自己家中家居燈的特點(diǎn)，思考實(shí)際的燈具是如何工作的，燈具的電路設(shè)計(jì)應(yīng)該如何去保證其功能性，在此基礎(chǔ)上收集和整理相關(guān)電路材料，采取對應(yīng)的措施實(shí)現(xiàn)電路電板的優(yōu)化設(shè)計(jì)，繪畫出對應(yīng)的電路設(shè)計(jì)方案，并且依靠小組成員完成實(shí)際電路施工工作。在這樣的物理教學(xué)案例中，首先是生活經(jīng)驗(yàn)的激發(fā)，可以引導(dǎo)學(xué)生去思考平時(shí)生活中燈與電路的運(yùn)行機(jī)制，繼而援引自己學(xué)習(xí)到的電路知識(shí)去想象實(shí)際電路設(shè)計(jì)的方法，并在此基礎(chǔ)上，由各個(gè)組員協(xié)同參與，運(yùn)用對應(yīng)的電路材料實(shí)現(xiàn)對應(yīng)電路施工，模擬實(shí)際燈的電路設(shè)計(jì)環(huán)境，由此確保實(shí)際電路設(shè)計(jì)制作的知識(shí)點(diǎn)得到完全的鞏固。在上述的案例中，實(shí)踐活動(dòng)有著很強(qiáng)的探究性，學(xué)生在這樣的知識(shí)探究環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)手操作能力的鍛煉，完成了物理知識(shí)思維的培養(yǎng)任務(wù)，自然而然地進(jìn)入物理學(xué)習(xí)的深刻狀態(tài)。可以說這也是實(shí)現(xiàn)初中物理素質(zhì)教育的重要實(shí)現(xiàn)路徑，初中物理教師應(yīng)該懂得在實(shí)際教育教學(xué)中滲透探究性的問題或活動(dòng)，這樣可以增強(qiáng)知識(shí)與思維之間的交互，使得學(xué)生可以更好地掌握知識(shí)和學(xué)習(xí)技能。

二、開設(shè)趣味小實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)知識(shí)認(rèn)知

在實(shí)際初中教育教學(xué)環(huán)節(jié)，如果能夠考慮到學(xué)生的興趣，設(shè)置學(xué)生感興趣的內(nèi)容，由此營造更加有趣味的情境，這將會(huì)激發(fā)學(xué)生的參與熱情，也就可以為實(shí)際初中物理教育教學(xué)工作的有效開展創(chuàng)設(shè)良好的基礎(chǔ)[3]。基于這樣的考量，筆者認(rèn)為在實(shí)際的初中物理教學(xué)的時(shí)候，還可以開設(shè)趣味小實(shí)驗(yàn)，在實(shí)踐操作的過程中，增強(qiáng)學(xué)生對于物理知識(shí)的認(rèn)知，由此使得實(shí)際的物理教學(xué)朝著提升學(xué)生素養(yǎng)的方向發(fā)展。比如，在學(xué)習(xí)滬科版八年級(jí)“學(xué)習(xí)使用天平和量筒”知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候，教師可以引導(dǎo)學(xué)生開展如下的趣味小實(shí)驗(yàn)，以增強(qiáng)學(xué)生對于天平運(yùn)行原理的認(rèn)知。要求學(xué)生在課前收集兩個(gè)廢舊牙膏殼，在課堂上分別稱兩個(gè)廢舊牙膏殼的質(zhì)量，做好對應(yīng)的記錄，接著要求學(xué)生使用剪刀將自己手中的廢舊牙膏殼剪掉，剪成小碎片，分別放在事先準(zhǔn)備好的兩張紙張上，接著，要求學(xué)生分別將左邊和右邊的碎片放到天平上稱。在稱之前可以要求學(xué)生發(fā)揮想象，想一想剪掉后的牙膏殼再次放在天平上，此時(shí)的質(zhì)量會(huì)有什么變化嗎？請使用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方式來驗(yàn)證自己猜想。接著學(xué)生們分別按照對應(yīng)的要求來操作，并且記錄對應(yīng)的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)兩次結(jié)果的比較，看看是否存在差異，并且思考為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的情況？在這樣的趣味小實(shí)驗(yàn)中，問題的設(shè)置可以激發(fā)學(xué)生探究的欲望，而對應(yīng)的天平稱物的過程可以引導(dǎo)學(xué)生更加熟練地掌握實(shí)際使用技巧，這樣也就實(shí)現(xiàn)了學(xué)生實(shí)踐操作素質(zhì)的提升。很明顯這兩個(gè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，都是初中物理素質(zhì)教育的題中之義。同時(shí)，實(shí)際趣味小實(shí)驗(yàn)的設(shè)定，必須要保證實(shí)際內(nèi)容與課程之間的吻合，并且懂得挖掘?qū)嶋H知識(shí)點(diǎn)的樂趣所在，鼓勵(lì)學(xué)生大膽地去猜想，并且在小實(shí)驗(yàn)中去驗(yàn)證，這樣的探究過程是學(xué)生自主完成的，而這些將驅(qū)動(dòng)著實(shí)際的初中物理教育教學(xué)工作朝著高質(zhì)量的方向發(fā)展和進(jìn)步。

三、立足信息化技術(shù)，塑造學(xué)習(xí)格局

素質(zhì)教育格局中學(xué)生學(xué)科知識(shí)的掌握，需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)對應(yīng)理想的學(xué)習(xí)情境，而這樣的情境可以通過信息化技術(shù)的手段來進(jìn)行，由此使得學(xué)生更快更好地理解對應(yīng)的物理知識(shí)，掌握對應(yīng)的物理技能，引導(dǎo)初中物理教學(xué)格局朝著更加理想的方向發(fā)展和進(jìn)步[4]。也就是說，使用信息化教學(xué)手段或工具，可以使得素質(zhì)教育有著更加良好的外在環(huán)境，這對于塑造良好學(xué)習(xí)格局而言，也是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一。以滬科版初中物理“密度”知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)為例，相關(guān)專業(yè)概念的理解需要很強(qiáng)的邏輯思維能力，但是總有部分學(xué)生難以有效理解實(shí)際內(nèi)涵，繼而影響實(shí)際專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用。也就是說，本次課程的難點(diǎn)在于密度概念的理解。在這樣的課程改造過程中，筆者采取了如下的方式來優(yōu)化調(diào)整。其一，要求各個(gè)小組分別確定10毫升水的質(zhì)量和體積，20毫升水的質(zhì)量和體積，30毫升水的質(zhì)量和體積，40毫升水的質(zhì)量和體積，50毫升水的質(zhì)量和體積，使用電腦和投影工具，展示各個(gè)小組最終得出的結(jié)果；其二，使用Excel軟件展現(xiàn)各個(gè)小組得出的結(jié)果，要求學(xué)生對于實(shí)際結(jié)果進(jìn)行分析，并且思考水的體積和水的質(zhì)量之間存在怎樣的關(guān)系？此時(shí)學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)兩者之間呈現(xiàn)出正比例的關(guān)系，也就是說體積增加，質(zhì)量也增加了，兩者之間的比值是一定的，由此得出對應(yīng)密度的概念。依靠這樣的信息化手段可以很快地找到實(shí)際數(shù)據(jù)中的規(guī)律，實(shí)際的密度概念也就因此得到了總結(jié)和歸納，在這樣的操作過程中學(xué)生會(huì)跟隨著計(jì)算機(jī)工具去進(jìn)行思考，為什么實(shí)際得到的結(jié)果是這樣的，為什么兩者之間的比重是一樣的？使用信息技術(shù)來輔助觀察，還有其他方面的效能：更加快捷營造良好的分析格局，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入物理知識(shí)的理解中去。

篇7

行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法Protel DXP教學(xué)方法教學(xué)模式《Protel DXP與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》是借助于計(jì)算機(jī)完成電子線路的設(shè)計(jì)與制作，是電氣自動(dòng)化技術(shù)、電力工程、城市軌道交通控制等專業(yè)的必修專業(yè)課，具有很強(qiáng)的技術(shù)性、專業(yè)性、實(shí)踐性和綜合性。該課程以電路的分析、應(yīng)用為基礎(chǔ)，遵循國際和行業(yè)規(guī)范，培養(yǎng)學(xué)生電路原理圖的繪制和PCB板設(shè)計(jì)能力，以及利用電路設(shè)計(jì)軟件產(chǎn)生、輸出技術(shù)資料的能力。課程不僅為學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)和技能訓(xùn)練起到承前啟后的作用，而且為今后從事印制電路板工作起到增強(qiáng)適應(yīng)能力和開發(fā)創(chuàng)新能力的作用。

一、課程教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：軟件的安裝與卸載；電路原理圖的繪制、原理圖元件的創(chuàng)建和原理圖庫的建立；PCB板的布局/布線；元件封裝庫的創(chuàng)建；設(shè)計(jì)文件的輸出；PCB板的制作。

能力目標(biāo)：獨(dú)立完成Protel DXP 2004安裝和配置；能夠熟練繪制簡單原理圖、復(fù)雜原理圖和層次原理圖；能夠?qū)㈦娐吩韴D轉(zhuǎn)化成PCB板，合理布局并布線；能夠制作元器件原理圖庫及PCB封裝庫；能夠完成PCB板裝配圖的輸出、打印；能夠根據(jù)輸出的裝配圖制作PCB板；通過學(xué)習(xí)Protel DXP 2004，提高軟件應(yīng)用能力及學(xué)習(xí)能力。

素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)、愛護(hù)設(shè)備、具有高度的責(zé)任心、團(tuán)結(jié)合作的職業(yè)操守；培養(yǎng)學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)、規(guī)范意識(shí)、成本意識(shí)、環(huán)保意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)。在教學(xué)中融入企業(yè)的6S管理及行業(yè)規(guī)范，6S就是整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)、安全。

二、課程設(shè)計(jì)理念與思路

課程的建設(shè)、改革遵循 “任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向”的設(shè)計(jì)理念。

以自動(dòng)化制造類職業(yè)崗位需求為導(dǎo)向，以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心，以“能力遞進(jìn)和適度循環(huán)反復(fù)”為原理，校企共同參與課程建設(shè)，融入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，用三個(gè)項(xiàng)目8個(gè)真實(shí)工作任務(wù)為載體。將知識(shí)和技能融入各個(gè)任務(wù)中，學(xué)生通過完成任務(wù)探索吸收知識(shí)、練好技能，同時(shí)培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力，強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)精神，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)和適應(yīng)工作崗位奠定良好基礎(chǔ)。

三、教學(xué)內(nèi)容分析

本課程針對電子設(shè)計(jì)及安裝員、印刷線路板制作工藝員崗位要求，將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行序化、整合，設(shè)置了三個(gè)項(xiàng)目，8個(gè)核心任務(wù)。

在項(xiàng)目一基本放大器PCB板的制作中設(shè)計(jì)了Protel DXP 2004軟件的安裝與卸載、基本放大器原理圖的繪制、基本放大器PCB板的制作3個(gè)工作任務(wù)，通過設(shè)計(jì)實(shí)物激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使掌握PCB板設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)及基本操作，培養(yǎng)學(xué)生對電路設(shè)計(jì)步驟及工藝流程的初步認(rèn)識(shí)。

項(xiàng)目二中信號(hào)發(fā)生器PCB板的制作設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集電路原理圖的繪制、信號(hào)發(fā)生器電路原理圖繪制、信號(hào)發(fā)生器PCB板的制作3個(gè)工作任務(wù)，使學(xué)生掌握大中規(guī)模電路系統(tǒng)涉及的復(fù)雜電路原理圖、層次電路原理圖及PCB板布線的處理方法及技巧，掌握DXP庫中未收錄元件的原理圖元件和PCB封裝的制作，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作完成中等復(fù)雜程度電路板設(shè)計(jì)與制作的能力。

項(xiàng)目三以完成 “單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)的印制電路板”這個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的產(chǎn)品為目標(biāo)成果進(jìn)行訓(xùn)練，使學(xué)生在完成電路板設(shè)計(jì)、裝配過程中，綜合應(yīng)用原理圖制作、PCB板制作、綜合布局布線、焊接調(diào)試等完整工藝流程，以訓(xùn)練學(xué)生職業(yè)態(tài)度、操作規(guī)范及工藝要求為主，注重職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成。

通過完成任務(wù)，使學(xué)生掌握典型電路板繪制、設(shè)計(jì)原理與方法，并且能夠拓展到其它電路板的設(shè)計(jì)與制作。課程強(qiáng)調(diào)基本技能、操作規(guī)范與工藝，為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

四、能力遞進(jìn)的三階段教學(xué)模式

緊密依托企業(yè)，選取三個(gè)典型項(xiàng)目作為案例，項(xiàng)目按照從簡單到復(fù)雜，從相對單一到綜合應(yīng)用的遞進(jìn)關(guān)系排序。教學(xué)模式注重能力遞進(jìn)，適度循環(huán)往復(fù)，逐漸培養(yǎng)學(xué)生對Protel DXP這一電路設(shè)計(jì)工具運(yùn)用熟練程度，熟練電路設(shè)計(jì)流程。

項(xiàng)目一是簡單入門級(jí)項(xiàng)目，學(xué)生初步掌握工藝流程，初步培養(yǎng)起標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)、規(guī)范意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)。

項(xiàng)目二是技能訓(xùn)練型項(xiàng)目。學(xué)生通過小組合作的方式，在教師引導(dǎo)下，完成中等復(fù)雜程度電路板的設(shè)計(jì)與制作。對工藝方法、工藝標(biāo)準(zhǔn)的理解更加深刻，職業(yè)素養(yǎng)進(jìn)一步養(yǎng)成。

項(xiàng)目三是綜合提高實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。小組獨(dú)立完成整個(gè)項(xiàng)目的分析、實(shí)施，成品的檢測工作。整個(gè)過程完全以學(xué)生為主體，在學(xué)生遇到難以解決的問題時(shí)，教師給予恰當(dāng)提示。

五、靈活、多樣的教學(xué)方法

根據(jù)三個(gè)項(xiàng)目不同的教學(xué)內(nèi)容及每個(gè)階段學(xué)生認(rèn)知的不同特點(diǎn)，采用了靈活、形式多樣的教學(xué)方法。

案例教學(xué)法：例如項(xiàng)目一中以Protel DXP為例介紹Protel系列軟件的安裝與卸載方法，以基本放大器PCB板的制作為例，介紹原理圖設(shè)計(jì)基本基礎(chǔ)， PCB板設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等知識(shí)。

“行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法”：學(xué)生以小組的形式，分工合作，按照咨詢、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢查、評價(jià)六個(gè)步驟完成任務(wù)。項(xiàng)目二和項(xiàng)目三的任務(wù)均采用行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法。

在每個(gè)項(xiàng)目中根據(jù)具體內(nèi)容、步驟不同又融入多種教學(xué)方法，例如在任務(wù)開始采用引導(dǎo)文法。小組制定計(jì)劃時(shí)可用頭腦風(fēng)暴法；檢查任務(wù)完成情況時(shí)采用演示法。

六、多種教學(xué)手段

綜合運(yùn)用多種教學(xué)手段優(yōu)化教學(xué)過程，提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

多媒體教學(xué)：將抽象的教學(xué)內(nèi)容，采用圖片、錄像、動(dòng)畫等方式形象的演示。

實(shí)物教學(xué)：以真實(shí)的元器件和電路板為載體進(jìn)行教學(xué)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)：推薦相關(guān)網(wǎng)站和設(shè)計(jì)案例。

現(xiàn)場教學(xué)：讓學(xué)生經(jīng)歷項(xiàng)目全過程，親自操作、設(shè)計(jì)與加工制作電路板。

七、教學(xué)過程

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同，三個(gè)項(xiàng)目采用不同的教學(xué)方法和教學(xué)過程。項(xiàng)目一以教師講解、演示為主，教學(xué)環(huán)節(jié)分為引入、講授、練習(xí)、小結(jié)、作業(yè)。項(xiàng)目二和項(xiàng)目三中的任務(wù)，學(xué)生均以小組形式，按照六步法完成任務(wù)。

資訊：教師通過視頻資料、課件或引導(dǎo)文，進(jìn)行問題引領(lǐng)，導(dǎo)入任務(wù)，下達(dá)任務(wù)書，學(xué)生查找搜集資料，學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，教師給予輔導(dǎo)答疑。

計(jì)劃：在教師指導(dǎo)下，學(xué)生分組討論，并制定計(jì)劃。

決策：通過黑板或張貼版討論方案合理性、可行性，進(jìn)行決策并確定實(shí)施方案，分配好每個(gè)人的任務(wù)。

實(shí)施：在實(shí)施過程中，學(xué)生進(jìn)一步掌握并學(xué)會(huì)運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決問題。

檢查：小組自檢，互檢、教師檢查。

評價(jià)：各小組自評、互評，教師評價(jià)任務(wù)完成情況并總結(jié)任務(wù)中的知識(shí)能力要點(diǎn)。

通過實(shí)施行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法，在教學(xué)中重視“案例”教學(xué)，重視“解決實(shí)際問題”及“自我管理式的學(xué)習(xí)”，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，不僅掌握相應(yīng)的知識(shí)和技能，而且各種行為能力亦可以得到充分提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬福軍.行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法在職業(yè)教育中的應(yīng)用.職業(yè)技術(shù)教育，2007 ，（23）.

篇8

學(xué)生在運(yùn)用EWB軟件進(jìn)行操作時(shí)，一邊可以熟練在實(shí)際應(yīng)用中的操作技巧，分析具體電路解決問題，還可以一邊牢記關(guān)于電子電工技術(shù)的理論知識(shí)。就基爾霍夫定律來講，基爾霍夫定律是電子電工技術(shù)學(xué)中的基本定律，囊括了電壓定律和電流定律，對于學(xué)生學(xué)習(xí)電子電工技術(shù)理論十分重要，是以后將所學(xué)應(yīng)用到實(shí)踐中的理論基礎(chǔ)。因此，通過操作EWB軟件，可以幫助學(xué)生加深關(guān)于基爾霍夫定律的理論知識(shí)。首先在計(jì)算機(jī)桌面上選擇EWB軟件的快捷方式，進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)室電子工作平臺(tái)。點(diǎn)擊創(chuàng)建電路按鈕，學(xué)生可根據(jù)實(shí)際情況自由創(chuàng)建電路。然后，學(xué)生打開電路中的電路開關(guān)，通過電壓表和電流表對該電路的電流和電壓進(jìn)行讀取。隨后學(xué)生可以任意更改電路中電子元件的數(shù)值，分別對每次更換電子元件后的電壓表、電流表數(shù)值進(jìn)行讀取。最后學(xué)生們學(xué)生以試驗(yàn)后的多組電壓、電流數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，經(jīng)過EWB軟件的計(jì)算功能來驗(yàn)證，幫助學(xué)生進(jìn)一步理解基爾霍夫定律，加深對理論知識(shí)的記憶，既培養(yǎng)了動(dòng)手操作能力，有培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

2EWB軟件在邏輯電路中的應(yīng)用技巧

在邏輯電路中，可以后多種形式來表現(xiàn)邏輯函數(shù)，而這幾種形式是可以相互轉(zhuǎn)化的，通過相互轉(zhuǎn)化對邏輯電路進(jìn)行綜合分析。傳統(tǒng)的分析電路方式，在對邏輯電路的分析過程中，邏輯函數(shù)的相互轉(zhuǎn)化耗費(fèi)的時(shí)間長，計(jì)算復(fù)雜，不利于實(shí)際電路問題的分析和解決。EWB軟件根據(jù)這一點(diǎn)設(shè)計(jì)出邏輯轉(zhuǎn)換儀，這種特殊的儀表軟件，可以輕松的將幾種不同形式的邏輯函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，達(dá)到分析電路設(shè)計(jì)電路的最終目的。一下對邏輯轉(zhuǎn)換儀的應(yīng)用技巧進(jìn)行簡要分析。首先進(jìn)入EWB軟件主界面，選擇使用邏輯轉(zhuǎn)換工具，即邏輯轉(zhuǎn)換儀，利用鼠標(biāo)進(jìn)行選取，是邏輯轉(zhuǎn)換儀進(jìn)入工作狀態(tài)。其次，根據(jù)具體電路、電流以及電壓情況對邏輯轉(zhuǎn)換儀進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。參數(shù)設(shè)置完畢之后繼續(xù)根據(jù)要求設(shè)置邏輯轉(zhuǎn)換儀輸出數(shù)值設(shè)置，在一切數(shù)值設(shè)置完畢后，準(zhǔn)備進(jìn)行下一項(xiàng)工作。之后根據(jù)不同電路形式，選擇不同的邏輯表達(dá)式按鈕，得到相應(yīng)的邏輯電路。再通過單擊邏輯表達(dá)式按鈕，得到最簡的二進(jìn)制邏輯表達(dá)式。最后，在得出不同的邏輯函數(shù)最簡表達(dá)式之后，保證電路和邏輯轉(zhuǎn)換儀連接完好，通過輸入不同的信號(hào)對集中最簡邏輯表達(dá)式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過觀察輸出數(shù)值，對邏輯電路中的幾種不同邏輯函數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，判斷轉(zhuǎn)換后結(jié)果是否一致。

3EWB中一些常見功能使用技巧

EWB軟件的設(shè)計(jì)使學(xué)生在教學(xué)中可以達(dá)到邊學(xué)邊做的效果，利用仿真電子平臺(tái)和虛擬實(shí)驗(yàn)室達(dá)到實(shí)踐效果。要想熟練的掌握EWB的各種應(yīng)用技巧，應(yīng)該熟練EWB軟件中各種常見常見功能，從而達(dá)到在使用中熟練操作EWB各個(gè)應(yīng)用技巧的目的。

3.1各類虛擬儀表的使用技巧

EWB軟件中對于虛擬儀表的設(shè)計(jì)，最大限度的符合了實(shí)際儀表的標(biāo)準(zhǔn)，使軟件操控者使用鍵盤和鼠標(biāo)就能對各類儀表進(jìn)行操作，設(shè)計(jì)電路、分析電路問題。在EWB電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，共有其中虛擬儀表，分別是：數(shù)字萬用表、信號(hào)發(fā)生器、示波器、虛擬電流表、虛擬電壓表。由于在設(shè)計(jì)上最大限度的遵從了真是儀表的使用方法，因此在操作EWB軟件中，各類儀表的操作技巧也與真是儀表的操作技巧相同，需要注意的是在操作評測過程中注意觀察各種儀表的數(shù)值適用范圍，在數(shù)值范圍內(nèi)進(jìn)行合理的操作。

3.2EWB軟件中巧用快捷鍵

EWB軟件是一種計(jì)算機(jī)軟件，在操控中大部分過程需要進(jìn)行鼠標(biāo)。同時(shí)EWB軟件在設(shè)計(jì)中加入了快捷鍵功能，是軟件操控者在使用軟件過程中達(dá)到鼠標(biāo)與鍵盤相結(jié)合的效果。在使用快捷鍵時(shí)操縱者減少了對鼠標(biāo)的使用，充分的將左手與右手相結(jié)合，提高了軟件的操作的效率。需要注意的是，操作快捷鍵大都比較相似，操作者需要牢記每種快捷控制的內(nèi)容，減少錯(cuò)誤的出現(xiàn)。

4結(jié)束語

篇9

關(guān)鍵詞：電子電路；實(shí)驗(yàn)；項(xiàng)目教學(xué)法

一、電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位

電子電路實(shí)驗(yàn)課是電子信息、電子科學(xué)、電子通訊專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課。通過實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，使學(xué)生能利用所學(xué)的理論，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果去分析、研究電子電路，實(shí)現(xiàn)對電路參數(shù)的調(diào)整，使電路設(shè)計(jì)更加適應(yīng)性能需求。通過綜合實(shí)驗(yàn)電路板的焊接、調(diào)試，為學(xué)生打下工程實(shí)踐基礎(chǔ)，為后續(xù)實(shí)習(xí)作好準(zhǔn)備。

二、電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)

電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)就是利用電路連接與測試，使學(xué)生能夠正確操作儀器、儀表，獨(dú)立開展實(shí)驗(yàn)，并對實(shí)驗(yàn)展開分析。電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)側(cè)重兩方面：一是要求學(xué)生對于電路理論知識(shí)有一定的理解和掌握，在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的精神和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。二是讓學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)操作技巧，主要包括正確操作示波器、信號(hào)發(fā)生器等儀器、儀表；能夠以電路原理圖為基礎(chǔ)繪制出科學(xué)詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并以實(shí)驗(yàn)電路圖為依據(jù)開展接線、線路故障檢修等工作；能夠獨(dú)立開展實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行深度分析，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

三、提高電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的策略

1.采用項(xiàng)目教學(xué)法

所謂項(xiàng)目教學(xué)法，就是教師和學(xué)生共同合作，對一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行管理的教學(xué)方法。采用這種教學(xué)法，教師可以把應(yīng)當(dāng)實(shí)施的項(xiàng)目呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生遵循實(shí)際的項(xiàng)目流程，以小組分工形式協(xié)作制訂計(jì)劃并實(shí)施對計(jì)劃，直至項(xiàng)目完成。以項(xiàng)目引導(dǎo)電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)當(dāng)圍繞以下幾方面進(jìn)行：

（1）項(xiàng)目的選取。項(xiàng)目選取時(shí)一定要考慮到可行性、典型性、綜合性和實(shí)用性，且能吸引學(xué)生的興趣，項(xiàng)目內(nèi)容最好使學(xué)生充分體驗(yàn)到學(xué)有所用的快樂。如設(shè)計(jì)一個(gè)高速并行A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)三位A/D轉(zhuǎn)換并顯示AD輸出值。該系統(tǒng)由基準(zhǔn)電壓電路、電阻分壓電路、比較器和優(yōu)先編碼器組成（外加一個(gè)顯示電路）。

（2）項(xiàng)目的實(shí)施。在項(xiàng)目確定之后，教師可以先把項(xiàng)目分解成多個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)為一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況設(shè)置實(shí)驗(yàn)要求。項(xiàng)目中每個(gè)任務(wù)的設(shè)置要求不同層次的學(xué)生都可以做到。高速并行A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)這個(gè)項(xiàng)目，就可以分解為集成運(yùn)放、觸發(fā)器、組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路這四大部分。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可以根據(jù)自己的情況選擇項(xiàng)目，完成項(xiàng)目里的各項(xiàng)任務(wù)，達(dá)到實(shí)驗(yàn)的基本要求。完成項(xiàng)目中所有任務(wù)的學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇完成整個(gè)項(xiàng)目，甚至可以擴(kuò)展項(xiàng)目的功能，如實(shí)現(xiàn)四位A/D轉(zhuǎn)換。

2.Multisim在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)越來越多地傾向于通過虛擬儀器技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這主要是由于虛擬儀器系統(tǒng)不僅具有很高的利用率，并且大大降低了教學(xué)成本，緩解了學(xué)校實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)緊張的狀況，這是以往使用傳統(tǒng)儀器開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)不具備的優(yōu)勢。并且使用虛擬儀器可以不斷提高學(xué)生設(shè)計(jì)電路的能力，開發(fā)學(xué)生的發(fā)散性思維，可以使學(xué)生更牢固地掌握電路實(shí)驗(yàn)的基本原理。虛擬儀器技術(shù)還能讓學(xué)生了解當(dāng)前社會(huì)中應(yīng)用的最先進(jìn)的技術(shù)，使其從學(xué)校走出后能夠盡快融入社會(huì)，適應(yīng)工作需求。

3.改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核辦法

當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核方法也存在很多問題，主要表現(xiàn)在對學(xué)生的考核不全面，考核重視理論知識(shí)而忽視了實(shí)際操作能力，重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果而不重視實(shí)驗(yàn)過程。我們知道，如果學(xué)生獨(dú)立自主進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與操作，他們必然對電路功能分析、電路設(shè)計(jì)及仿真、電路的搭建及調(diào)試、電路故障的分析與排除等進(jìn)行了無數(shù)次的重復(fù)實(shí)驗(yàn)，他們還需要對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄并詳細(xì)分析。但是，也有些學(xué)生他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看起來不存在問題，但卻可能是從其他同學(xué)那里獲得的，這樣他們對知識(shí)的掌握程度必然不深，操作也不可能熟練。因此，電路實(shí)驗(yàn)的考核不可以單看實(shí)驗(yàn)結(jié)果，必須考核實(shí)驗(yàn)過程。這樣就要把實(shí)驗(yàn)考核劃分成兩大部分，一是日常的成績，一是實(shí)驗(yàn)考核成績，從而全面地對學(xué)生的基本知識(shí)與基本操作技能進(jìn)行考核。

參考文獻(xiàn)：

[1]任艷頻.電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)與人才培養(yǎng)探究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012（11）.

[2]王革思.電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2015（1）.

篇10

關(guān)鍵詞：FPGA；VHDL；變量和信號(hào)

中圖分類號(hào)：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）01-0219-04

1 概述

隨著EDA技術(shù)的發(fā)展，越來越多的航天產(chǎn)品中開始使用FPGA器件， FPGA設(shè)計(jì)中使用的硬件語言VHDL語言由于發(fā)展的較早，語法嚴(yán)格，非常適合大規(guī)模系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，被航天產(chǎn)品設(shè)計(jì)師廣泛應(yīng)用。

變量和信號(hào)是VHDL語言中最為常用和最重要的兩種數(shù)據(jù)對象，在電路設(shè)計(jì)中正確應(yīng)用變量和信號(hào)是成功完成電路設(shè)計(jì)的重要因素。在對航天型號(hào)FPGA產(chǎn)品的評測過程中發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)師在使用VHDL語言時(shí)會(huì)對變量和信號(hào)的使用把握不準(zhǔn)確，導(dǎo)致一些不必要的問題發(fā)生。因此，深入研究VHDL中變量和信號(hào)的基本特性和應(yīng)用特點(diǎn)十分重要，對于提高FPGA的設(shè)計(jì)效率有著重要的意義。

2 變量和信號(hào)的主要區(qū)別

信號(hào)、變量和常量是VHDL中常用的2類數(shù)據(jù)對象。變量非常接近軟件高級(jí)語言中的變量、而信號(hào)則具備更多的硬件特征，能對應(yīng)硬件電路中的實(shí)際連線，是VHDL語言所特有的。信號(hào)和變量的用法和區(qū)別主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1）變量是一個(gè)局部量，只能在進(jìn)程和子程序中聲明和使用。信號(hào)是一個(gè)全局量，使用和定義范圍是實(shí)體、結(jié)構(gòu)體和程序包，它具有全局性特征。例如，在實(shí)體中定義的信號(hào)可以被該實(shí)體中所有的進(jìn)程使用。因此，信號(hào)可以作為信息交流通道在不同進(jìn)程之間傳遞信息。

2）變量和信號(hào)的賦值語句不同，前者為“：=”，后者為“

3）進(jìn)程中的敏感列表中可以有信號(hào)，不能有變量。

4）變量的賦值不存在延時(shí)，是立即發(fā)生的，而信號(hào)賦值都是有延時(shí)的。在一個(gè)進(jìn)程中，如果對同一個(gè)信號(hào)多次賦值，僅最后一次賦值是有效的，如果對一個(gè)變量進(jìn)行多次賦值，那么每次賦值都是有效的，變量的值在再次賦值之前一直保持不變。

結(jié)合以下的幾個(gè)例子我們可以體會(huì)到變量和信號(hào)在賦值時(shí)的不同之處。在程序1中，由于信號(hào)賦值有延時(shí)，即進(jìn)程結(jié)束時(shí)賦新值，所以結(jié)果是a和b 的值互換；而程序2中，由于變量賦值是立即更新的，所以結(jié)果是a和b的值均為b。

程序1：

architecture xinhao_arch of xinhao is

signal a，b ： std_logic； ―信號(hào)

begin

process （a，b）

begin

a

b

end process；

end xinhao_arch ；

程序2：

architecture bianliang_arch of bianliang is

begin

process

variable a，b ： std_logic；―變量

begin

a ：= b；

b ：= a；

end process；

end bianliang_arch ；

程序3和程序4是將輸入信號(hào)din用信號(hào)賦值和變量賦值的方法分別賦值給輸出信號(hào)dout。我們分別比較兩種情況下的區(qū)別。

程序3：

entity xh is

port（

din ： in std_logic；―輸入信號(hào)

clk ： in std_logic；―時(shí)鐘信號(hào)

dout ： out std_logic 輸出信號(hào)

）；

end xh；

architecture xh_a of xh is

signal da，db： std_logic；―信號(hào)

begin

process（clk）

begin

if rising_edge（clk） then

da

db

end if；

end process ；

dout

end xh_a；

在程序3中，由于信號(hào)的賦值不是即時(shí)的，輸入端口din的值在賦給輸出端口dout時(shí)經(jīng)過了2個(gè)時(shí)鐘延時(shí)，所以它由2個(gè)D觸發(fā)器構(gòu)成，如圖1和圖2。

程序4：

entity bl is

port（

din ： in std_logic；

clk ： in std_logic；

dout ： out std_logic

）；

end bl；

architecture bl_b of bl is

begin

process（clk）

variable da，db： std_logic；―變量

begin

if rising_edge（clk） then

da ：= din；

db ：= da；

dout

end if；

end process ；

end bl_b；

程序4中，由于變量的賦值是即時(shí)的，相當(dāng)于把輸入端口din的的值賦給輸出端口dout，所以它由一個(gè)D觸發(fā)器構(gòu)成，如圖3、圖4。

3 變量和信號(hào)賦初值技巧

在FPGA設(shè)計(jì)中，復(fù)位時(shí)賦予各個(gè)信號(hào)初值是很有必要的，否則可能出現(xiàn)不定態(tài)。在給變量和信號(hào)定義的時(shí)候雖然可以賦初值，但應(yīng)該注意的是，這個(gè)初始值只是對于行為級(jí)仿真來說有用 ， 綜合器在綜合時(shí)會(huì)忽略這些信息。

在某型號(hào)FPGA產(chǎn)品測試時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)師使用多個(gè)變量信號(hào)，并對這些變量信號(hào)賦初始值，前仿真結(jié)果正確，但后仿真中觀測的信號(hào)為不定值，無法順利進(jìn)行后仿真。程序部分代碼如下：

process（clk）

variable en ： std_logic ：= '0'；

variable cnt ： std_logic_vector（1 downto 0） ：= （others =>'0'）；

begin

if rising_edge（clk） then

cnt ：= cnt + （clk2 and en）；

en ：= not clk2

end if；

end process；

波形見下圖5

分析其原因：在定義變量en和cnt時(shí)直接給其賦初始值并不能生效，這是因?yàn)榫C合過程中綜合器將略去所有變量的初始值，因此變量en和cnt在后仿真中為不確定態(tài)，從而使得后仿真無法順利進(jìn)行。

為了實(shí)現(xiàn)對變量en和cnt賦初值，需要對程序進(jìn)行如下修改。修改后仿真波形見下圖6，后仿真結(jié)果正確。

process（clk）

variable en ： std_logic；

variable cnt ： std_logic_vector（1 downto 0）；

begin

if rising_edge（clk） then

if reset = '0' then ― reset為全局復(fù)位信號(hào)

cnt ：= （others=>'0'）；

en ：= '0'；

else

cnt ：= cnt + （clk2 and en）；

en ：= not clk2；

end if；

end if；

end process；

由此可見，信號(hào)和變量應(yīng)該避免在定義時(shí)初始化賦值。而改由在相應(yīng)的位置（如復(fù)位處）進(jìn)行初始化。因此，無論是在仿真還是綜合時(shí)，都建議使用這樣的方法（在復(fù)位處）進(jìn)行初始化。

4 變量和信號(hào)使用特點(diǎn)

在實(shí)際編程中，我們要結(jié)合變量和信號(hào)有各自的區(qū)別和優(yōu)缺點(diǎn)在不同的情況下進(jìn)行選擇使用，尤其注意以下幾個(gè)幾點(diǎn)：

1）變量可以用來實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的算法，也可以進(jìn)行建模。對于仿真來說，使用變量一般可以提高程序的仿真速度，縮短測試周期，但在有的仿真器中也存在無法直接觀測變量波形和變化值，使得仿真過程復(fù)雜化。

2）變量賦值雖然是無延時(shí)的，但變量的操作綜合后容易在硬件上產(chǎn)生較大的延時(shí)，這是因?yàn)閷ψ兞康牟僮魍痪C合成為組合邏輯。而信號(hào)更接近于硬件，綜合后一般對應(yīng)成觸發(fā)器，能很好的控制硬件上的延時(shí)。因此，從這個(gè)意義上講使用信號(hào)能提高設(shè)計(jì)的速度。

3）變量由于其有效范圍只是局限在它所在的進(jìn)程之中，因此要將變量的值傳輸?shù)竭M(jìn)程之外的話必須要先傳輸給信號(hào)，利用信號(hào)的全局特性進(jìn)行信息傳遞。因此，程序中如果大量使用變量就必須同時(shí)定義若干個(gè)相關(guān)信號(hào)，在多個(gè)進(jìn)程之間傳遞大量的信息十分的不方便，也大大降低了程序的可讀性。而信號(hào)不存在這樣的缺點(diǎn)，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量使用信號(hào)進(jìn)行內(nèi)部信息傳遞。

5 結(jié)束語

通過上面的討論可知，在FPGA設(shè)計(jì)中，要特別注意信號(hào)和變量的區(qū)別和使用特點(diǎn)，靈活掌握信號(hào)和變量的使用技巧，提高設(shè)計(jì)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1] 侯伯亨，顧新.VHDL硬件描述語言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)[M].西安電子科技大學(xué)出版社，1999.