導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇模擬電路原理設(shè)計(jì)及應(yīng)用，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】Pspice 模擬電子電路 電子電路設(shè)計(jì)

在電氣、電子、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)等類型的專業(yè)中，模擬電子電路設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)的技術(shù)課程，其理論知識(shí)較為抽象且電路的原理較為復(fù)雜，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)比較困難，教師也難以教好。本文提出將Pspice應(yīng)用在模擬電子電路設(shè)計(jì)中，有了該軟件，就等于有了電路以及實(shí)驗(yàn)室，完美地將理論與實(shí)踐結(jié)合，為教師和學(xué)生提供便利。

1 Pspice軟件概述

Pspice軟件由Schematics（電路模擬器）、Pspice（仿真軟件的數(shù)據(jù)處理器）、Probe（軟件的圖形后期處理器）、Stmed（產(chǎn)生信號(hào)的工具）、Parts（為器件建立模型的工具）和Pspice Optimizer（軟件的優(yōu)化設(shè)置工具）等組成，能夠提供強(qiáng)大的電路圖繪制、電路模擬仿真、圖形后期處理等功能。

Pspice包括以下主要功能：直流特性分析，其中包囊直流靜態(tài)工作點(diǎn)分析、直流靈敏度分析、直流掃描分析以及直流小信號(hào)傳遞函數(shù)值分析；交流掃描分析，包括頻率特性分析和噪聲分析；瞬態(tài)特性分析；蒙特卡羅分析；溫度特性和參數(shù)掃描分析；最壞情況分析等。

在設(shè)計(jì)電子電路期間，以既定的功能及技術(shù)參數(shù)來(lái)制定設(shè)計(jì)方案，可以應(yīng)用Pspice模擬和連接電路并檢測(cè)電路設(shè)計(jì)有無(wú)達(dá)到預(yù)期效果，也可以在計(jì)算機(jī)上對(duì)電路的結(jié)構(gòu)和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改，不斷測(cè)試、觀察輸出的波形，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求，以便取得電路的最優(yōu)技術(shù)指標(biāo)，為電路設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性評(píng)價(jià)提供便利。此外，還能夠分析容差、敏捷性、最壞狀況、溫度特性等，這些都是傳統(tǒng)的方法難以完成的，還能夠比較各種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣，方便選擇最優(yōu)的方案，使電路設(shè)計(jì)最優(yōu)化。

2 Pspice軟件的仿真實(shí)例

Pspice軟件在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可以提高教學(xué)效率，仿真電路的步驟大致分為五步：第一，繪制電路圖；第二，分析電路的特性和仿真參數(shù)；第三，仿真測(cè)驗(yàn)；第四，顯示仿真的結(jié)果；第五，分析并輸出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下面對(duì)Pspice軟件的仿真實(shí)例進(jìn)行分析。

2.1 限幅電路的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

限幅電路的示意圖如圖1所示，二極管的型號(hào)為DIN4148，電阻為1kΩ，電源電壓為3伏特，當(dāng)輸入電壓達(dá)到6sin wt的時(shí)候，電路要達(dá)到限制輸入電壓幅值的目的。

設(shè)置直流掃描分析以及瞬態(tài)分析，得出輸入電壓Ui以及輸出電壓U0的波形，如圖2所示，可見(jiàn)電路對(duì)輸入電壓幅值的限制效果。

在限幅電路的瞬態(tài)分析結(jié)果示意圖中可見(jiàn)（圖3），當(dāng)輸入的電壓超出固定范圍時(shí)，超出的部分就會(huì)被截止，這樣就能使信號(hào)的電壓在一定的幅值內(nèi)，防止電路受信號(hào)電壓的影響出現(xiàn)故障。

2.2 RC正弦振蕩電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

RC振蕩電路在電子技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用，振蕩電路在自動(dòng)進(jìn)行振蕩的過(guò)程中，其達(dá)到平衡的條件所花費(fèi)的時(shí)長(zhǎng)極短，在課堂上，教師直接講授相關(guān)的理論會(huì)令學(xué)生難以在有限的課堂時(shí)間內(nèi)理解并掌握，因?yàn)閷W(xué)生難以根據(jù)抽象的理論想象出波形。就此，將Pspice運(yùn)用到其中，可以觀察出振蕩電路建立振蕩的過(guò)程以及振蕩器在穩(wěn)定之后的波形，同時(shí)，可以改變電阻或電容，觀察其對(duì)振蕩電路會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響，更加便捷、直觀地掌握振蕩電路的設(shè)計(jì)原理及運(yùn)行原理。

3 總結(jié)

從上述的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中可知，在模擬電子電路設(shè)計(jì)中應(yīng)用Pspice能夠使設(shè)計(jì)仿真的效果精準(zhǔn)且直觀形象，為電子電路的設(shè)計(jì)提供極大便捷。Pspice是應(yīng)用極廣的電路設(shè)計(jì)及分析軟件，具有繪制電路圖、模擬仿真電路、圖形后期處理等強(qiáng)大功能，在建立真實(shí)的電路之前，在該軟件上設(shè)計(jì)、繪制仿真電路，依據(jù)具體的需求來(lái)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，斷定電路設(shè)計(jì)是否科學(xué)、性能是否可靠、能否達(dá)到設(shè)計(jì)的要求、有無(wú)必要修改電路等，還可以對(duì)元件的變化會(huì)對(duì)電路造成怎樣的影響進(jìn)行綜合評(píng)估，同時(shí)也能對(duì)一些電路的特性進(jìn)行測(cè)量分析?？傊琍spice的應(yīng)用能夠?yàn)殡娮与娐返哪M仿真設(shè)計(jì)帶來(lái)很好的內(nèi)外部條件，幫助設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出最優(yōu)電路，提高教師的教學(xué)效率和學(xué)生的掌握速率，從根本上減少成本支出，使電路設(shè)計(jì)最優(yōu)化，提高電路性能的可靠性，是模擬電子電路設(shè)計(jì)中必不可少的仿真設(shè)計(jì)軟件。

參考文獻(xiàn)

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篇2

關(guān)鍵詞：集成電路專業(yè)；實(shí)踐技能；人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-0845（2012）09-0102-02

集成電路產(chǎn)業(yè)是關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全的新戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)?！秶?guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》明確將集成電路作為新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。

信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)決定了集成電路專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該具有很高的工程素質(zhì)和實(shí)踐能力。然而，目前很多應(yīng)屆畢業(yè)生實(shí)踐技能較弱，走出校園后普遍還不具備直接參與集成電路設(shè)計(jì)的能力。其主要原因是一些高校對(duì)集成電路專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的重視程度不夠，技能培養(yǎng)目標(biāo)和內(nèi)容不明確，導(dǎo)致培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐技能的效果欠佳。因此，研究探索如何加強(qiáng)集成電路專業(yè)對(duì)學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、集成電路專業(yè)實(shí)踐技能培養(yǎng)的目標(biāo)

集成電路專業(yè)是一門多學(xué)科交叉、高技術(shù)密集的學(xué)科，工程性和實(shí)踐性非常強(qiáng)。其人才培養(yǎng)的目標(biāo)是培養(yǎng)熟悉模擬電路、數(shù)字電路、信號(hào)處理和計(jì)算機(jī)等相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，以及集成電路制造的整個(gè)工藝流程，掌握集成電路設(shè)計(jì)基本理論和基本設(shè)計(jì)方法，掌握常用集成電路設(shè)計(jì)軟件工具，具有集成電路設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、測(cè)試及電子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)能力，能夠從事相關(guān)領(lǐng)域前沿技術(shù)工作的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才。

根據(jù)集成電路專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，我們明確了集成電路專業(yè)的核心專業(yè)能力為：模擬集成電路設(shè)計(jì)、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)、射頻集成電路設(shè)計(jì)以及嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)四個(gè)方面。圍繞這四個(gè)方面的核心能力，集成電路專業(yè)人才實(shí)踐技能培養(yǎng)的主要目標(biāo)應(yīng)確定為：掌握常用集成電路設(shè)計(jì)軟件工具，具備模擬集成電路設(shè)計(jì)能力、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)能力、射頻集成電路設(shè)計(jì)能力、集成電路版圖設(shè)計(jì)能力以及嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)能力。

二、集成電路專業(yè)實(shí)踐技能培養(yǎng)的內(nèi)容

1.電子線路應(yīng)用模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生具有模擬電路、數(shù)字電路和信號(hào)處理等方面的應(yīng)用能力。其課程主要包含模擬電路、數(shù)字電路、電路分析、模擬電路實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)以及電路分析實(shí)驗(yàn)等。

2.嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生掌握嵌入式軟件、嵌入式硬件、SOPC和嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的前沿知識(shí)，具備能夠從事面向應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。其課程主要有C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理、單片機(jī)實(shí)訓(xùn)、傳感器原理、傳感器接口電路設(shè)計(jì)、FPGA原理與應(yīng)用及SOPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。

3.集成電路制造工藝模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生熟悉半導(dǎo)體集成電路制造工藝流程，掌握集成電路制造各工序工藝原理和操作方法，具備一定的集成電路版圖設(shè)計(jì)能力。其課程主要包含半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體材料、集成電路專業(yè)實(shí)驗(yàn)、集成電路工藝實(shí)驗(yàn)和集成電路版圖設(shè)計(jì)等。

4.模擬集成電路設(shè)計(jì)模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生掌握CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法，熟悉模擬集成電路設(shè)計(jì)流程，熟練使用Cadence、Synopsis、Mentor等EDA工具，具備運(yùn)用常用的集成電路EDA軟件工具從事模擬集成電路設(shè)計(jì)的能力。其課程主要包含模擬電路、半導(dǎo)體物理、CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)、集成電路CAD設(shè)計(jì)、集成電路工藝原理、VLSI集成電路設(shè)計(jì)方法和混合集成電路設(shè)計(jì)等。此外，還包括Synopsis認(rèn)證培訓(xùn)相關(guān)課程。

5.數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生掌握數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法，具備運(yùn)用常用的集成電路EDA軟件工具從事數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的能力。其課程主要包含數(shù)字電路、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)、硬件描述語(yǔ)言、VLSI測(cè)試技術(shù)、ASIC設(shè)計(jì)綜合和時(shí)序分析等。

6.射頻集成電路設(shè)計(jì)模塊。主要培養(yǎng)學(xué)生掌握射頻集成電路設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方法，具備運(yùn)用常用的集成電路EDA軟件工具從事射頻集成電路設(shè)計(jì)的能力。其課程主要包含CMOS射頻集成電路設(shè)計(jì)、電磁場(chǎng)技術(shù)、電磁場(chǎng)與

天線和通訊原理等。

在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置、安排上要符合認(rèn)識(shí)規(guī)律，由易到難，由淺入深，充分考慮學(xué)生的理論知識(shí)基礎(chǔ)與基本技能的訓(xùn)練，既要有利于啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維與意識(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新進(jìn)取的科學(xué)精神，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又要保證基礎(chǔ)，注重發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，強(qiáng)化綜合和創(chuàng)新。因此，在集成電路專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排上，應(yīng)減少緊隨理論課開(kāi)設(shè)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比例，增加綜合設(shè)計(jì)型和研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，使學(xué)有余力的學(xué)生能發(fā)揮潛能，有利于因材施教。

三、集成電路專業(yè)實(shí)踐技能培養(yǎng)的策略

1.改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。學(xué)校應(yīng)抓住教育部本科教學(xué)水平評(píng)估的機(jī)會(huì)，加大對(duì)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的經(jīng)費(fèi)投入，加大實(shí)驗(yàn)室軟、硬件建設(shè)力度。同時(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室制度建設(shè)，制訂修改實(shí)驗(yàn)教學(xué)文件，修訂完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理和指導(dǎo)。

2.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段。應(yīng)以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，積極改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，科學(xué)安排課程實(shí)驗(yàn)，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，給學(xué)生充分的自由空間，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考應(yīng)該怎樣做，使實(shí)驗(yàn)成為可以激發(fā)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的結(jié)合點(diǎn)，為學(xué)生創(chuàng)新提供條件。應(yīng)注重利用多媒體技術(shù)來(lái)豐富和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，如借助實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)，利用仿真技術(shù)，加強(qiáng)新技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，使學(xué)生增加對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。

3.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。高水平的實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍，是確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的關(guān)鍵。應(yīng)制定完善的有利于實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍建設(shè)的制度，對(duì)實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍的人員數(shù)量編制、年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)和職稱結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃，從職稱、待遇等方面對(duì)實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍予以傾斜，保證實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍的穩(wěn)定和發(fā)展。

4.保障實(shí)習(xí)基地建設(shè)，增加就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。開(kāi)展校內(nèi)外實(shí)習(xí)是提高學(xué)生實(shí)踐技能的重要手段。

實(shí)習(xí)基地是學(xué)生獲取科學(xué)知識(shí)、提高實(shí)踐技能的重要場(chǎng)所，對(duì)集成電路專業(yè)人才培養(yǎng)起著重要作用。學(xué)校應(yīng)積極聯(lián)系那些具有一定實(shí)力并且在行業(yè)中有一定知名度的企業(yè)，給能夠提供實(shí)習(xí)場(chǎng)所并愿意支持學(xué)校完成實(shí)習(xí)任務(wù)的單位掛實(shí)習(xí)基地牌匾。另外，可以把企業(yè)請(qǐng)進(jìn)來(lái)，聯(lián)合構(gòu)建集成電路專業(yè)校內(nèi)實(shí)踐基地，把企業(yè)和高校的資源最大限度地整合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)在校教育與產(chǎn)業(yè)需求的無(wú)縫聯(lián)接。

5.重視畢業(yè)設(shè)計(jì)，全面提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)是集成電路專業(yè)教學(xué)中最重要的一個(gè)綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)工作一般都被安排在最后一個(gè)學(xué)期，此時(shí)學(xué)生面臨找工作和準(zhǔn)備考研復(fù)試的問(wèn)題，畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間和質(zhì)量有時(shí)很難保證。為了進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，應(yīng)讓學(xué)生從大學(xué)四年級(jí)上半學(xué)期就開(kāi)始畢業(yè)設(shè)計(jì)，因?yàn)槟菚r(shí)學(xué)生已經(jīng)完成基礎(chǔ)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，部分完成專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，而專業(yè)課教師往往就是學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)教師，在此時(shí)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，一方面可以和專業(yè)課學(xué)習(xí)緊密結(jié)合起來(lái)，另一方面便于指導(dǎo)教師加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的教育和督促。

選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，通過(guò)選題來(lái)確定畢業(yè)設(shè)計(jì)的方向和主要內(nèi)容，是做好畢業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，決定著畢業(yè)設(shè)計(jì)的效果。因此教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)應(yīng)從幫助學(xué)生選好設(shè)計(jì)題目開(kāi)始。集成電路專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題要符合本學(xué)科研究和發(fā)展的方向，在選題過(guò)程中要注重培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決問(wèn)題的能力。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以讓學(xué)生們適當(dāng)?shù)貐⑴c教師的科研活動(dòng)，以激發(fā)其專業(yè)課學(xué)習(xí)的熱情，在科研實(shí)踐中發(fā)揮和鞏固專業(yè)知識(shí)，提高實(shí)踐能力。

6.全面考核評(píng)價(jià)，科學(xué)檢驗(yàn)技能培養(yǎng)的效果。實(shí)踐技能考核是檢驗(yàn)實(shí)踐培訓(xùn)效果的重要手段。相比理論教學(xué)的考核，實(shí)踐教學(xué)的考核標(biāo)準(zhǔn)不易把握，操作困難，因此各高校普遍缺乏對(duì)實(shí)踐教學(xué)的考核，影響了實(shí)踐技能培養(yǎng)的效果。集成電路專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐技能培養(yǎng)貫穿于大學(xué)四年，每個(gè)培養(yǎng)環(huán)節(jié)都應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的考核，既要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核，也要加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)的考核。

對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核可以分為事中考核和事后考核。事中考核是指在實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行過(guò)程中進(jìn)行的質(zhì)量監(jiān)控，教師要對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的操作表現(xiàn)、學(xué)術(shù)態(tài)度以及參與程度等進(jìn)行評(píng)價(jià)；事后考核是指實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要對(duì)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)。這兩部分構(gòu)成實(shí)驗(yàn)課考核成績(jī)，并于期末計(jì)入課程總成績(jī)。這樣做使得學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度大大提高，能夠有效地提高實(shí)驗(yàn)課效果。此外，還可將學(xué)生結(jié)合教師的科研開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的情況計(jì)入實(shí)驗(yàn)考核。

7.借助學(xué)科競(jìng)賽，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和創(chuàng)新能力。集成電路專業(yè)的學(xué)科競(jìng)賽是通過(guò)針對(duì)基本理論知識(shí)以及解決實(shí)際問(wèn)題的能力設(shè)計(jì)的、以學(xué)生為參賽主體的比賽。學(xué)科競(jìng)賽能夠在緊密結(jié)合課堂教學(xué)或新技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，以競(jìng)賽的方式培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)完成競(jìng)賽任務(wù)來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，并增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及研究的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和創(chuàng)新精神。

在參加競(jìng)賽的整個(gè)過(guò)程中，學(xué)生不僅需要對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)的若干門專業(yè)課程進(jìn)行回顧，靈活運(yùn)用，還要查閱資料、搜集信息，自主提出設(shè)計(jì)思想和解決問(wèn)題的辦法，既檢驗(yàn)了學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，又促使學(xué)生主動(dòng)地學(xué)習(xí)，最終使學(xué)生的動(dòng)手能力、自學(xué)能力、科學(xué)思維能力和創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新能力都得到不斷的提高。而教師通過(guò)考察學(xué)生在參賽過(guò)程中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，認(rèn)真總結(jié)參賽經(jīng)驗(yàn)，分析由此暴露出的相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)的問(wèn)題和不足，能夠相應(yīng)地改進(jìn)教學(xué)方法與內(nèi)容，有利于提高技能教學(xué)的有效性。

此外，還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極申報(bào)校內(nèi)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金項(xiàng)目，通過(guò)這些項(xiàng)目的研究可以極大地提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

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關(guān)鍵詞：電子類課程設(shè)計(jì)；Multisim；Keil+Proteus l；Protel99

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）32-0165-02

一、引言

高校電子類課程是電子信息、通信、電氣自動(dòng)化等工科專業(yè)最重要的課程，由于電子類的課程如電路、模擬電路、數(shù)字電路、高頻電子線路、微機(jī)原理以及單片機(jī)等學(xué)科是多理論多實(shí)踐性的學(xué)科，往往在傳統(tǒng)的教學(xué)中教師注重理論講解，由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，學(xué)生也不能及時(shí)地驗(yàn)證和應(yīng)用這些理論知識(shí)，即使有課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)課時(shí)少且一般都使用現(xiàn)成的電子實(shí)驗(yàn)箱完成一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生達(dá)不到很好的實(shí)踐動(dòng)手能力，因此，在每門電子類課程結(jié)束后，用一到兩周的時(shí)間由學(xué)生根據(jù)所學(xué)內(nèi)容完成相關(guān)電子類課程的設(shè)計(jì)對(duì)提高學(xué)生對(duì)電子類課程知識(shí)的理解和實(shí)踐有很大的作用。而在電子類課程設(shè)計(jì)中，根據(jù)課程內(nèi)容的不同使用相關(guān)仿真軟件的輔助設(shè)計(jì)，可以提前預(yù)知設(shè)計(jì)的結(jié)果，方便修改參數(shù)和改正錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)能有效地提高設(shè)計(jì)效率，降低設(shè)計(jì)成本等優(yōu)點(diǎn)。下面將介紹各們電子類課程設(shè)計(jì)以及適合該們課程相關(guān)的仿真軟件。

二、電子類課程以及輔助仿真軟件

根據(jù)電子類課程的特點(diǎn)，分為無(wú)需編程的和有需要編程的課程，有需要印制電路板和簡(jiǎn)單面包板可設(shè)計(jì)的內(nèi)容。不同的需要?jiǎng)t在進(jìn)行電子類課程設(shè)計(jì)的時(shí)候使用的輔助軟件則不同，下面將分別介紹。

1.無(wú)需編程的電子類課程設(shè)計(jì)和相關(guān)的輔助軟件。在電子類課程中，電路、模擬電路、數(shù)字電路、高頻電子線路等課程中不涉及微機(jī)控制的電子硬件設(shè)計(jì)不需要編程，則可以使用Multisim電路仿真軟件。Multisim仿真軟件是由加拿大Interactive Image Technologies公司基于Windows的電子線路設(shè)計(jì)工具，后由美國(guó)國(guó)家儀器公司NI收購(gòu)，并推出性能更強(qiáng)大的電子線路仿真軟件Multisim9～12版本且與Labview完美結(jié)合，具有豐富模擬、數(shù)字器件、FPGA器件和儀器儀表等仿真元器件，該軟件包含電路仿真（Multisim）、PCB設(shè)計(jì)（Ultiboard）、布線（Ultiroute）以及通信分析與設(shè)計(jì)（Commsim）四個(gè)部分[1]。該軟件可以仿真電路里的基本電路分析原理，三相交流電，模擬電子技術(shù)中的運(yùn)算放大電路、濾波、整流、穩(wěn)壓等電路，也可仿真數(shù)電里的基本邏輯電路、組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路，以及高頻電子線路課程中的高頻信號(hào)的調(diào)制解調(diào)等電路，其虛擬儀器儀表種類齊全如示波器、函數(shù)發(fā)生器等，也有強(qiáng)大的電路分析功能，可進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析、瞬態(tài)分析、傅里葉分析等。適用于模擬、數(shù)字電路的設(shè)計(jì)與仿真。

2.需編程的電子類課程設(shè)計(jì)和相關(guān)的輔助軟件。在電子類課程中，微機(jī)原理以及單片機(jī)原理與應(yīng)用的課程設(shè)計(jì)相對(duì)較為基礎(chǔ)的模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)，要求由軟件編程，需要掌握匯編或者C語(yǔ)言等相關(guān)的編程語(yǔ)言，針對(duì)這樣的課程設(shè)計(jì)，可以使用編程軟件Keil+電路仿真軟件Proteus。Proteus軟件比Multisim在單片機(jī)以及微機(jī)仿真中具有更完善的性能[2]。Proteus軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的是世界上著名的EDA工具。它不僅具有其他EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及器件的工具。從原理圖繪制、代碼調(diào)試到單片機(jī)與電路協(xié)同仿真，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12 /16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086、MSP430、Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器[3]。

Keil是一款單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)平臺(tái)，支持匯編、C語(yǔ)言、PLM、以及混合編程。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（μVision）將這些部分組合在一起。無(wú)需連接單片機(jī)硬件而進(jìn)行純軟件仿真，具有跟蹤、調(diào)試、復(fù)雜斷點(diǎn)等功能，能生成在線仿真和燒錄到芯片所需的HEX文件等[3]。用Proteus設(shè)計(jì)電路時(shí)，無(wú)需畫出單片機(jī)的最小系統(tǒng)，晶振頻率在單片機(jī)里手動(dòng)改變即可。在仿真的時(shí)候只需將Keil編譯器里調(diào)試好的程序生成的HEX文件加載到Proteus的微機(jī)芯片上即可，點(diǎn)擊仿真按鈕，可立即觀看到電路的仿真效果圖。若進(jìn)行硬件調(diào)試時(shí)，只需將Keil編譯器生成的HEX文件通過(guò)串口調(diào)試助手下載到單片機(jī)等微機(jī)芯片上，即可進(jìn)行實(shí)物的硬件聯(lián)合軟件的調(diào)試。有編程軟件和微機(jī)硬件電路軟件的結(jié)合，能更好的輔助學(xué)生在微機(jī)和單片機(jī)課程方面的設(shè)計(jì)，有效提高設(shè)計(jì)效率和增強(qiáng)學(xué)生的興趣和動(dòng)手能力。

3.需印制電路板的電子類課程設(shè)計(jì)。一般電子類課程設(shè)計(jì)中如果需要印制電路板，如將模擬電路、數(shù)字電路或者單片機(jī)等相關(guān)電路需要印制電路板時(shí)，則使用市場(chǎng)上已經(jīng)十分成熟的Protel軟件，其常用的版本有Protel99或Protel200。該軟件是Altium公司開(kāi)發(fā)的EDA軟件，具有電路原理圖設(shè)計(jì)功能、自動(dòng)布線功能、原理圖混合信號(hào)仿真功能、印制電路板設(shè)計(jì)功能以及PLD設(shè)計(jì)功能。而Protel2004在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點(diǎn)以外，還增加了許多改進(jìn)和很多高端功能，如拓寬了板級(jí)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)界限，全面集成了FPGA設(shè)計(jì)功能和SOPC設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能，從而允許工程師能將系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的FPGA與PCB設(shè)計(jì)以及嵌入式設(shè)計(jì)集成在一起。Protel在設(shè)計(jì)電路板方面具有龐大的常用的各種元器件以及相關(guān)封裝的元件庫(kù)，隨著版本的升級(jí)以及各位設(shè)計(jì)者的填補(bǔ)，元器件庫(kù)也相應(yīng)的隨電子器件的增加而完善，也可以自己繪制元器件以及相關(guān)封裝，建立自己常用的元器件庫(kù)。Protel在PCB制圖上面具有其他相關(guān)軟件無(wú)法比擬的功能，設(shè)計(jì)者將繪制好的電路原理圖轉(zhuǎn)換成PCB圖，排列好元器件，設(shè)計(jì)者可以手動(dòng)或者自動(dòng)布線，通過(guò)了電氣規(guī)則測(cè)試后，即可將PCB圖印制成電路板，焊接好元器件，進(jìn)行電氣測(cè)試后便可以進(jìn)行硬件的調(diào)試[4]。

三、結(jié)論

在電子類課程設(shè)計(jì)中，根據(jù)課程內(nèi)容的不同使用相關(guān)仿真軟件的輔助設(shè)計(jì)，可以預(yù)知設(shè)計(jì)的結(jié)果，方便設(shè)計(jì)中各種元器件參數(shù)以及錯(cuò)誤設(shè)計(jì)的修改，能形象生動(dòng)的跟蹤過(guò)程，仿真測(cè)試通過(guò)后再進(jìn)行實(shí)物的硬件和軟件設(shè)計(jì)，將獲得事半功倍的效果。克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、成本高等缺點(diǎn)，能有效地提高設(shè)計(jì)的效率和降低設(shè)計(jì)成本等優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】Multisim11.0；模擬或數(shù)字電路；故障診斷

0 引言

Multisim11.0作為目前世界上較為先進(jìn)的電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)軟件，通過(guò)它強(qiáng)大的性能和比較領(lǐng)先的自動(dòng)化機(jī)制引起了電子專家的注意。人們開(kāi)始嘗試將multisim11.0應(yīng)用于模擬或數(shù)字電路的故障診斷與排除，并取得了非常顯著的效果，本文將重點(diǎn)介紹multisim11.0在故障診斷方面的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用過(guò)程中需要注意的問(wèn)題。

1 什么是Multisim11.0

Multisim11.0是目前在電子領(lǐng)域知名度和應(yīng)用度都比較高的一款電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，它和NI Ultiboard一樣都屬于美國(guó)國(guó)家儀器公司，都作為電路設(shè)計(jì)軟件套件而被眾人所認(rèn)知。同樣，由于其不凡的產(chǎn)品性能，該應(yīng)用軟件成功入選伯克利加大SPICE項(xiàng)目，能獲得這一殊榮的電子應(yīng)用軟件為數(shù)并不多。在具體的應(yīng)用實(shí)踐中，該軟件主要應(yīng)用在電路圖的設(shè)計(jì)和電路的教學(xué)。在這一過(guò)程中，參與者可以真實(shí)的感受到電路的整個(gè)交互式的搭建過(guò)程，并且體驗(yàn)其強(qiáng)大的捕獲、仿真和分析功能。所以在電子學(xué)教育中Multisim11.0被廣泛應(yīng)用，幫助教育工作者實(shí)現(xiàn)從理論到原理圖設(shè)計(jì)甚至電路故障的診斷和測(cè)試的完整的綜合設(shè)計(jì)流程。Multisim11.0的突出性能如下：

1.1 圖形界面比較直觀

Multisim11.0的操作界面具有很強(qiáng)的直觀性，它的呈現(xiàn)方式如同一個(gè)正在進(jìn)行的電子實(shí)驗(yàn)的工作臺(tái)，在電路的繪制過(guò)程中，只需借助鼠標(biāo)就可完成電路所需個(gè)元件和測(cè)試儀器與導(dǎo)線的連接而且，在控制面板上所顯示的模擬電路與操作方式基本一致，在操作過(guò)程中可以通過(guò)顯示器清楚的看到測(cè)量數(shù)據(jù)，以及各相關(guān)數(shù)據(jù)的波形軌跡和特性曲線，幫助實(shí)驗(yàn)者或者系統(tǒng)維護(hù)人員更好的進(jìn)行電路的維護(hù)和保養(yǎng)。

1.2 元器件比較豐富

Multisim11.0和上代的軟件相比，擁有了更為強(qiáng)大的元器件供應(yīng)，目前在全世界已經(jīng)有上萬(wàn)種元件為其提供專業(yè)的支持，而且軟件自身可以方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)元件的參數(shù)按照實(shí)際的需要進(jìn)行相應(yīng)的修改，并且軟件本身可以借助自帶的模擬生成器及代碼自創(chuàng)模型實(shí)現(xiàn)對(duì)自己所需元件的生成與創(chuàng)建，可以說(shuō)具有很強(qiáng)的智能性。

1.3 較強(qiáng)的仿真能力與豐富的檢測(cè)儀器

Multisim11.0和上代的軟件相比，借由SPICE3F5和Xspice的內(nèi)核作為仿真的引擎，通過(guò)帶有的增強(qiáng)設(shè)計(jì)功能將數(shù)字和混合模式的仿真性能進(jìn)行優(yōu)化。包括SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真、VHDL仿真、電路向?qū)У裙δ埽@些仿真功能在具體的實(shí)際操作中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。同時(shí)，該軟件提供了近20多種的虛擬儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種電路動(dòng)作的實(shí)際監(jiān)測(cè)。例如，比較常見(jiàn)的萬(wàn)能表，以及函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、瓦特表、示波器、字符發(fā)生器、邏輯分析儀等設(shè)備，雖然這些設(shè)備只是該軟件的一個(gè)虛擬構(gòu)成，但它得的設(shè)置與運(yùn)行和真實(shí)生活中的一樣，這種交互式的動(dòng)態(tài)顯示幫助我們更好的對(duì)模擬或數(shù)字電路進(jìn)行有效的分析。同時(shí)，該軟件還可以通過(guò)自定義相關(guān)儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)電路測(cè)試的升級(jí)與靈活控制各應(yīng)用程序的儀器。

1.4 分析手段比較完備

Multisim11.0具有比較完備的分析手段，通過(guò)進(jìn)行對(duì)直流工作點(diǎn)的分析，以及交流和瞬態(tài)分析來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)原型開(kāi)發(fā)和測(cè)試設(shè)計(jì)的迅速完成。具體來(lái)說(shuō)，該軟件利用仿真產(chǎn)生的數(shù)據(jù)來(lái)完成數(shù)據(jù)的執(zhí)行與分析，這個(gè)范圍比較廣泛，從簡(jiǎn)單的基本數(shù)據(jù)到異常的極端數(shù)據(jù)都可以進(jìn)行完整的分析，并且每一個(gè)數(shù)據(jù)的分析都為下一步分析做好鋪墊，具有了符合電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的交互式的測(cè)量和分析性能。

1.5 比較好的信息轉(zhuǎn)換的兼容性

在Multisim11.0軟件中，提供了比較完備的原理圖與仿真數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換?？梢酝ㄟ^(guò)自帶的相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的輸出，可以進(jìn)行將原理圖輸出到布線，也可以輸出為網(wǎng)絡(luò)表文件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)的共享。在數(shù)據(jù)輸出以前，軟件會(huì)首先對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析運(yùn)算。例如，進(jìn)行基本的算數(shù)運(yùn)算，三角運(yùn)算，復(fù)合運(yùn)算，向量運(yùn)算和邏輯運(yùn)算等等，從而提高結(jié)果分析的可靠性，與此同時(shí)，該軟件支持C代碼、匯編代碼以及16進(jìn)制代碼，并兼容第三方工具源代碼；包含設(shè)置斷點(diǎn)、單步運(yùn)行、查看和編輯內(nèi)部RAM、特殊功能寄存器等高級(jí)調(diào)試功能。

2 Multisim11.0的模擬或數(shù)字電路故障診斷

在當(dāng)今社會(huì)，數(shù)字化發(fā)展非常迅速，已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)今世界發(fā)展的主要潮流。不夸張的獎(jiǎng)，在各個(gè)行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，數(shù)字化都有其非常廣泛的應(yīng)用，這也是未來(lái)發(fā)展的方向。在數(shù)字化的進(jìn)程中，它發(fā)展的主題是電路。從傳統(tǒng)的模擬電路到今天的數(shù)字電路，見(jiàn)證者科技的突飛猛進(jìn)。數(shù)字化的核心就是其數(shù)字電路，數(shù)字電路也是計(jì)算機(jī)硬件電路和通信電路以及信息自動(dòng)化的關(guān)鍵所在。數(shù)字電路經(jīng)歷了電子管、半導(dǎo)體分立器以及集成電路等重要的歷史發(fā)展階段。它是模擬電路的提升與改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行的數(shù)字量化與一系列的數(shù)字運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。由于其較強(qiáng)的穩(wěn)定性和良好的抗干擾性，自60年代以后得到了非常廣泛的運(yùn)用，速度比模擬電路還要快。在這中間模擬電路和數(shù)字電路在各個(gè)領(lǐng)域推廣，極大的帶動(dòng)了電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。尤其是上個(gè)世紀(jì)末，微型處理器的出現(xiàn)讓數(shù)字電路有了本質(zhì)的提升，規(guī)模更大，功能也更加強(qiáng)大。現(xiàn)在已經(jīng)超過(guò)過(guò)去的簡(jiǎn)單的二進(jìn)制演變?yōu)榘诉M(jìn)制甚至是多進(jìn)制。

2.1 模擬或數(shù)字電路故障產(chǎn)生的主要原因

在本文中我們重點(diǎn)分析數(shù)字電路產(chǎn)生故障的主要原因。首先我們要簡(jiǎn)單了解一下數(shù)字電路的基本組成單位，那就是門電路。門電路的主要功能是用來(lái)實(shí)現(xiàn)基本的邏輯運(yùn)算與復(fù)合的邏輯運(yùn)算。通俗來(lái)講，門電路其實(shí)就是一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)電路。一般我們經(jīng)?？吹降氖桥c門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、異或和同或門等幾種，而這些門電路的主要構(gòu)成是：半導(dǎo)體二極管、半導(dǎo)體三極管、CMOS等具有開(kāi)關(guān)特性的元件及電阻、二極管。這些開(kāi)關(guān)特性所處的條件不同其元器件所處的跳轉(zhuǎn)狀態(tài)也會(huì)不同。所以面對(duì)如此多的門電路，尤其是出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的集成電路，將電路的大多數(shù)部分甚至是全部集中在一個(gè)小芯片上，一旦某一物理元件存在缺陷或者出現(xiàn)一些細(xì)微的變化，都會(huì)影響整個(gè)電路的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)對(duì)整個(gè)電路造成意想不到的傷害。所以，對(duì)正在運(yùn)行的電路進(jìn)行定期的診斷顯得尤為重要，另外在電路運(yùn)行前的檢查也是必要的，例如，各引線之間的連接，以及是否存在短路，各個(gè)接口，插件之間的連接是否出現(xiàn)接觸不良等等。

2.2 模擬或數(shù)字電路故障的主要特點(diǎn)

數(shù)字電路的故障來(lái)源門電路，門電路的輸入可以唯一，也可以為兩個(gè)，甚至更多，這就會(huì)出現(xiàn)信號(hào)傳輸?shù)目炻龁?wèn)題，雖然門電路的傳輸時(shí)延很小，但是，對(duì)于不同的器件材料，延時(shí)區(qū)別是很多的，比如三極管材料要遠(yuǎn)大于CMOS材料的器件。當(dāng)一個(gè)門電路的輸入有多個(gè)，且根據(jù)不同路徑到來(lái)時(shí)候，由于時(shí)間的先后順序，這就會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致冒險(xiǎn)現(xiàn)象。數(shù)字電路是用0和1表示電平信號(hào)的高低，但是在數(shù)字電路的傳輸過(guò)程中依然是電流或者電壓的傳播，在每（下轉(zhuǎn)第175頁(yè)）（上接第85頁(yè)）一個(gè)門電路中，或多或少都會(huì)有耗能器件，這時(shí)候，隨著信號(hào)的流通，耗能必不可少，這就可能影響電平的情況，甚至?xí)绊戦T電路的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，即前一個(gè)門電路的輸出達(dá)不到驅(qū)動(dòng)下一個(gè)門電路的能力，這會(huì)使電路無(wú)法正常工作。信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中也會(huì)收到外界電磁的影響，這可能會(huì)是信號(hào)的電平發(fā)生改變，從而影響電路的功能實(shí)現(xiàn)，乃至出現(xiàn)錯(cuò)誤的邏輯關(guān)系，這些情況都是隨機(jī)的，不可預(yù)見(jiàn)的，我們很難控制，我們所能做的僅僅是盡量避免這些情況的發(fā)生，所以我們要知道數(shù)字電路會(huì)存在哪些故障的隱患，從而達(dá)到減少電路故障的發(fā)生概率。

2.3 Multisim11.0在模擬或數(shù)字電路故障診斷

Multisi11.0作為美國(guó)國(guó)家儀器有限公司推出的一款比較優(yōu)秀的仿真工具，適用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。因此本文借助其強(qiáng)大的仿真性能來(lái)完成它對(duì)模擬與數(shù)字電路的故障診斷。

經(jīng)過(guò)Multisim11.0在模擬或數(shù)字電路的應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)該軟件比較直觀的將電路故障所處的位置通過(guò)數(shù)據(jù)分析和運(yùn)算以后，傳出到我們面前。我們比較直觀并且準(zhǔn)確的找到故障所在模塊，借助診斷備件將其進(jìn)行替換。尤其是該軟件自帶的升級(jí)功能幫助我們更好的做好了電路故障的預(yù)警機(jī)制，為故障的及時(shí)判斷和準(zhǔn)確分析提供了強(qiáng)有力的支持。

同時(shí)借助該軟件的各個(gè)元件，我們對(duì)時(shí)序電路的故障進(jìn)行了比較有效的診斷。因?yàn)闀r(shí)序電路存在時(shí)序，所以電路需要在一定時(shí)序的作用下才能實(shí)現(xiàn)其功能，這就讓其測(cè)試問(wèn)題變得復(fù)雜，借助Multisim11.0軟件我們還是可以對(duì)電路的功能進(jìn)行檢測(cè)的，雖然時(shí)序電路是一個(gè)很龐大的整體，但是我們可以借助Multisim11.0軟件將其劃分為不同的小部分，當(dāng)然部分的劃分還要根據(jù)電路所實(shí)現(xiàn)的功能的不同，對(duì)此我們可以對(duì)小部分電路的功能進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整體電路的檢測(cè)。

在過(guò)去的模擬與數(shù)字故障診斷方法中，直方圖法是一種比較科學(xué)的檢測(cè)方法，一般廣泛用于模數(shù)轉(zhuǎn)換電路靜態(tài)參數(shù)測(cè)試中，但很少用于內(nèi)建自測(cè)試的設(shè)計(jì)中。本文借助了Multisim11.0其自帶的一種基于碼密度直方圖分析算法測(cè)試模數(shù)轉(zhuǎn)換電路靜態(tài)參數(shù)的內(nèi)建自測(cè)試結(jié)構(gòu)。該內(nèi)建自測(cè)試結(jié)構(gòu)包括一個(gè)用于生成測(cè)試信號(hào)的模擬信號(hào)發(fā)生電路，以及簡(jiǎn)化的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路靜態(tài)參數(shù)測(cè)量算法。經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)不僅硬件開(kāi)銷成本低、測(cè)試速度比較快，而且能夠測(cè)試獨(dú)立的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路電路。通過(guò)仿真試驗(yàn)表明，該信號(hào)發(fā)生器能按設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確生成所需要的幅度、頻率均可調(diào)的模擬測(cè)試信號(hào)。

本文還根據(jù)實(shí)際操作需要，借助Multisim11.0軟件研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在模擬電路故障診斷中的應(yīng)用。由于傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬電路故障診斷方法普遍存在網(wǎng)絡(luò)收斂慢、易陷于局部最優(yōu)等缺陷。因此，本文借助Multisim11.0軟件對(duì)容差模擬電路故障診斷的新方法，該方法能對(duì)沒(méi)有任何先驗(yàn)假設(shè)的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷。與傳統(tǒng)的普通神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比較，這種方法給出的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)既包括網(wǎng)絡(luò)權(quán)值的修正，也包括模糊神經(jīng)元中隸屬度函數(shù)參數(shù)的調(diào)整，而且其模糊推理體現(xiàn)出來(lái)的權(quán)值易于理解。最后也取得了非常好的效果。這也是通過(guò)求得電路的故障檢測(cè)序列，在加于待測(cè)電路中，對(duì)比于電路的功能實(shí)現(xiàn)情況得出故障存在與否。故障檢測(cè)試驗(yàn)大致分為3步，第一是引導(dǎo)階段，將電路從未知狀態(tài)引導(dǎo)至預(yù)定狀態(tài)，第二步是驗(yàn)證是否存在電路所具有的所有狀態(tài)，第三步驗(yàn)證電路中的狀態(tài)是否可以按電路的功能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。經(jīng)過(guò)Multisim11.0的一系列工作，成功的實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)字電路的診斷。

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本文主要是向大家介紹了信號(hào)發(fā)生器論文參考文獻(xiàn)的寫作標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范格式和文獻(xiàn)范例的撰寫，關(guān)注學(xué)術(shù)參考網(wǎng)可以查看更多優(yōu)秀的論文參考文獻(xiàn)。希望小編整理的信號(hào)發(fā)生器論文參考文獻(xiàn)能給大家在寫作當(dāng)中帶來(lái)幫助。

信號(hào)發(fā)生器論文參考文獻(xiàn)：

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[4]陳曉文主編《電子線路課程設(shè)計(jì)》P129-P133頁(yè)（函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)）電子工業(yè)出版社出版2004年8月出版

[5]張憲、何宇斌主編《電子電路制作指導(dǎo)》P151-161化學(xué)工業(yè)出版社出版2006年1月第一版（振蕩電路）

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[2]《電子線路課程設(shè)計(jì)》P129-P133頁(yè)（函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)）主編：陳曉文電子工業(yè)出版社出版2004年8月出版

[3]《電子電路制作指導(dǎo)》P151-161主編：張憲、何宇斌化學(xué)工業(yè)出版社出版2006年1月第一版（振蕩電路）

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【關(guān)鍵詞】Multisim 虛擬仿真 LC串聯(lián)諧振 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

【中圖分類號(hào)】 G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A

【文章編號(hào)】0450-9889（2014）03B-0093-03

Multisim 是美國(guó)IIT 公司開(kāi)發(fā)的EDA軟件ElectronicsWorkbench （簡(jiǎn)稱“EWB”）的升級(jí)版， 該軟件專門用于電路仿真設(shè)計(jì)，是目前常用的操作方便、界面直觀、分析功能強(qiáng)大的仿真軟件，它主要完成電路設(shè)計(jì)的原理圖輸入、電路仿真和PLD設(shè)計(jì)等功能。

一、Multisim軟件的優(yōu)點(diǎn)及其在仿真實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

（一）Multisim 軟件的優(yōu)點(diǎn)

Multisim 軟件的主要優(yōu)點(diǎn)有：一是將原理圖的創(chuàng)建、電路的測(cè)試分析和結(jié)果的圖表顯示等全部集成到同一個(gè)電路窗口，整個(gè)操作界面如同一個(gè)實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)，實(shí)驗(yàn)所需的元件、儀表等都存放在一個(gè)平臺(tái)上，便于操作。二是該軟件配備了大部分常用電路實(shí)驗(yàn)所需的儀器，如數(shù)字萬(wàn)用表、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、示波器、波特圖示儀、失真儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀和字信號(hào)發(fā)生器等虛擬儀器。在Multisim Database 元件庫(kù)中還存放包括電源類、基本元件類、數(shù)字元件類、模擬元件類、指示部件、控制部件等多種虛擬元件模型，基本滿足一般電路的實(shí)驗(yàn)仿真要求。三是具有直流電路工作點(diǎn)分析、瞬時(shí)分析、傅里葉分析、噪聲分析、失真分析、參數(shù)掃描分析、溫度掃描分析、零極點(diǎn)分析、傳輸函數(shù)分析、靈敏度分析、最壞情況分析、蒙特卡羅分析、直流掃描分析、批處理分析、用戶定義分析、噪聲圖形分析和射頻分析等多種電路基本分析方法，適用于各種基本電路的分析設(shè)計(jì)。在教學(xué)中，如何將這些先進(jìn)的計(jì)算機(jī)仿真手段運(yùn)用到電類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去，使之為教學(xué)服務(wù)，改進(jìn)傳統(tǒng)的教學(xué)手段和方法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，是教師所面臨的新課題。

（二）Multisim 軟件在仿真實(shí)驗(yàn)的流程應(yīng)用

在電類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使用Multisim軟件替代部分真實(shí)實(shí)驗(yàn)，獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)基本相同的效果，達(dá)到掌握電路工作原理、驗(yàn)證電路定理、了解電路動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程等的目的。運(yùn)用Multisim軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的流程，如圖1所示。首先，根據(jù)電路的要求或工作原理設(shè)計(jì)正確的原理圖。其次，根據(jù)原理圖在Multisim工作區(qū)創(chuàng)建仿真電路原理圖，設(shè)置電路參數(shù)，并根據(jù)電路參數(shù)求出理論結(jié)果及有關(guān)波形圖，從而調(diào)出虛擬儀器進(jìn)行數(shù)值測(cè)量及檢測(cè)波形是否正確，如果仿真結(jié)果不正確，應(yīng)分析原因并檢查電路參數(shù)設(shè)置及電路連線是否正確。再次，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真分析，直到仿真結(jié)果與理論完全一致為止。最后，記錄有關(guān)仿真結(jié)果，進(jìn)行總結(jié)交流并寫出實(shí)驗(yàn)分析報(bào)告。

總之，在電類課程教學(xué)中采用Multisim軟件作為實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的輔助教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)工具，不僅彌補(bǔ)了學(xué)校由于實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、儀器設(shè)備和經(jīng)費(fèi)缺乏等因素帶來(lái)的不足，而且避免了因錯(cuò)誤操作而對(duì)儀器造成損壞，并對(duì)某些實(shí)驗(yàn)中不易觀察到的現(xiàn)象，也可以進(jìn)行模擬仿真，極大增強(qiáng)了電類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

【參考文獻(xiàn)】

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關(guān)鍵詞：Proteus仿真軟件；555時(shí)基電路；D觸發(fā)器；編碼器；譯碼器

一、引言

數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)是電子專業(yè)類脈沖與數(shù)字電路課程的一個(gè)綜合運(yùn)用，遵循中職“做中學(xué)、做中教，理實(shí)一體化”的指導(dǎo)思想，在這門課程的教學(xué)過(guò)程中，筆者采用了搶答器的設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行這門課程的課程設(shè)計(jì)，通過(guò)完成這個(gè)課程設(shè)計(jì)來(lái)提高學(xué)生的知識(shí)整合能力。因此，我們需要一種形式多樣、色彩豐富、能滿足學(xué)生動(dòng)手欲望的教學(xué)方式，在教學(xué)中筆者引入了仿真技術(shù)進(jìn)行教學(xué)。通過(guò)仿真，學(xué)生不僅整合了脈沖與數(shù)字電路知識(shí)，也提高了自己分析電路故障、了解電路工作原理的能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)提供了有力的保證。

二、PROTEUS仿真軟件的介紹

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的高速發(fā)展，催生了多種應(yīng)用于電子電路設(shè)計(jì)的仿真軟件，Proteus軟件就是其中很成功的一種。該仿真軟件具有以下功能特點(diǎn)：

（一）組成。

包括ISIS、ARES 等模塊，ARES 模塊主要用來(lái)完成PCB的設(shè)計(jì)，而ISIS 模塊用來(lái)完成電路原理圖的布圖與仿真。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其電路組成系統(tǒng)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真等功能；帶有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。

（二）功能。

Protues可以實(shí)現(xiàn)原理圖的捕獲、電路分析、交互式仿真、電路板設(shè)計(jì)、仿真測(cè)試、射頻分析、單片機(jī)等高級(jí)應(yīng)用。我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中，更多的是使用 Proteus ISIS 模塊完成數(shù)字電路中原理圖的繪制與仿真。是因?yàn)樗哂幸韵聝纱蠊δ芴攸c(diǎn)：

（1）具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。它有著直觀的操作界面，能方便快捷調(diào)整電路參數(shù)，Proteus能模擬真實(shí)的電路板在通電后工作情況是否正常，并且可以方便快捷的修改電路設(shè)計(jì)及參數(shù)及對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試，同時(shí)可以看到修改參數(shù)后的效果。它有著豐富的元器件庫(kù)、豐富的測(cè)試儀器儀表、完備的分析手段、強(qiáng)大的仿真能力、完美的兼容能力，Proteus 能提供數(shù)量龐大的電子元件（分立元件和集成電路、模擬和數(shù)字電路）的電路符號(hào)、仿真模型和外形封裝?？傊?，該軟件是一款集單片機(jī)和spice分析于一體的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。

（2）提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)。同時(shí)支持第三方軟件繪編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil 51 uVisiin2等軟件。

Proteus VSM 的核心是 ProSPICE，這種仿真系統(tǒng)組合了 SPICE3f5 模擬仿真器核和基于快速事件驅(qū)動(dòng)的數(shù)字仿真器。它主要的特點(diǎn)是能把微處理器軟件作用在處理器上并和連接該微處理器的任何模擬和數(shù)字器件協(xié)同仿真。SPICE 內(nèi)核的使用使用戶能采用 數(shù)目眾多的供應(yīng)廠商提供的SPICE 模型，它界面易學(xué)，在調(diào)試程序、軟件仿真方面有很強(qiáng)大的功能。這特點(diǎn)針對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)極為有利。

三、用PROTEUS仿真軟件進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的應(yīng)用實(shí)例

筆者在課程中引用仿真軟件進(jìn)行這一課程綜合設(shè)計(jì)。下面以項(xiàng)目“四路搶答器”的 Proteus 仿真設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行這個(gè)課程設(shè)計(jì)。四路搶答器在PROTEUS7.8環(huán)境下設(shè)計(jì)并仿真，設(shè)計(jì)電路如圖1所示。

該電路包括四個(gè)部分：振蕩電路、觸發(fā)鎖存電路、編碼電路及譯碼顯示電路。電路由NE555、4D觸發(fā)器74LS175、4個(gè)搶答按鍵、4輸入或非門74LS20、2輸入與非門74LS00、CD4532編碼電路、74LS47譯碼顯示電路、1個(gè)清零復(fù)位按鍵和4個(gè)發(fā)光二極管、一個(gè)共陰極數(shù)碼管組成。搶答開(kāi)始前，主持人按動(dòng)“復(fù)位”鍵清零復(fù)位，作好搶答準(zhǔn)備，搶答隊(duì)員開(kāi)始搶答。若“SB1”鍵按下，對(duì)應(yīng)的指示燈LED1點(diǎn)亮，同時(shí)數(shù)碼管顯示“1”，此時(shí)，其它按鍵按下，均不改變顯示狀態(tài)，維持LED1燈亮，1隊(duì)回答完問(wèn)題后，開(kāi)始下一題搶答前，主持人必須按動(dòng)“復(fù)位”健清零。

圖1四路搶答整機(jī)仿真電路圖

（一）單元電路的設(shè)計(jì)及元器件的選擇。

1.555振蕩電路。電路如圖2所示，采用一塊NE555及電阻、電容來(lái)實(shí)現(xiàn)，它的周期由圖中R10、R11以及C1的參數(shù)大小決定，它們的關(guān)系是T=0.7（R10+2R11）C。這個(gè)脈沖信號(hào)經(jīng)3腳輸出送到與非門7400的4腳，經(jīng)6腳送到4D觸發(fā)器的圖2555振蕩電路仿真CLK觸發(fā)端。由于74LS175是D觸發(fā)器，需要時(shí)鐘脈沖的上升沿觸發(fā)，所以電路中使用一片7400，使時(shí)序滿足觸發(fā)器的要求。從圖2的仿真中可以看出輸出信號(hào)的頻率是14Hz。該設(shè)計(jì)中取R10及R11的值為1KΩ，電容C1的電容量是33μF，經(jīng)計(jì)算周期大約是69ms，頻率是14.4Hz，與仿真得到的數(shù)值基本一致。該電路為搶答鎖存電路提供一個(gè)上升沿觸發(fā)信號(hào)。

2.搶答及鎖存電路。

（1）搶答準(zhǔn)備。搶答及鎖存電路采用D觸發(fā)器74175、4輸入與非門7420、2輸入與非門7400構(gòu)成。接通電源時(shí)，輸入狀態(tài)為零，輸出顯示為零，但由于觸發(fā)器在電源接通瞬間，輸出狀態(tài)有不確定因素（由于本設(shè)計(jì)無(wú)開(kāi)機(jī)復(fù)位電路），所以，在搶答前，主持人必須按一下“復(fù)位”鍵清零，作好搶答前的準(zhǔn)備。在沒(méi)有按下?lián)尨鸢存I的情況下，D觸發(fā)器輸入全部為零，此時(shí)無(wú)時(shí)鐘脈沖信號(hào)，D觸發(fā)器仍保持原“0”狀態(tài)。

（2）搶答按鍵。四個(gè)隊(duì)分別控制四個(gè)搶答按鍵，對(duì)某一個(gè)問(wèn)題進(jìn)行搶答時(shí)，其中一個(gè)隊(duì)按下按鍵，如“SB1”鍵，D觸發(fā)器4腳輸入為“1”電平，對(duì)應(yīng)輸出2腳為“1”電平，而與其對(duì)應(yīng)的反相輸出3腳為“0”電平，為對(duì)應(yīng)的指示及鎖存作好了準(zhǔn)備。

（3）邏輯電路。555振蕩電路為D觸發(fā)器提供一時(shí)鐘脈沖的上升沿觸發(fā)信號(hào)。當(dāng)某一按鍵如“SB1”鍵按下，3腳“0”信號(hào)加入U(xiǎn)2A的一個(gè)輸入端，其輸出“1”，經(jīng)U3A輸出“0”，封鎖了上升沿觸發(fā)信號(hào)，也就封鎖了其它選手的搶答按鍵，即使此時(shí)有鍵按下，對(duì)D觸發(fā)器沒(méi)有影響，不能改變輸出指示狀態(tài)。電路如圖3所示。

3.編碼電路。

在此電路中采用編碼器CD4532來(lái)實(shí)現(xiàn)，這是八——三編碼器，電路如圖4所示。輸入高電平有效，即在輸入數(shù)據(jù)端出現(xiàn)高電平時(shí)進(jìn)行編碼。因?yàn)殡娐分皇遣捎昧怂穆愤M(jìn)行搶答，所以在此設(shè)計(jì)中只采用D1到D4這四個(gè)輸入，其余沒(méi)有用到的四個(gè)輸入端做了接地處理，不能空著也不能接高電平。如果選手按了“SB1”按鈕，相應(yīng)的發(fā)光二極管LED1亮，同時(shí)CD4532的D1端（11腳）為“1”電平，對(duì)應(yīng)Q2Q1Q0輸出為“001”。

圖3搶答及鎖存電路仿真

圖4CD4532編碼電路

CD4532編碼的原理如表1所示：

表1CD4532邏輯功能真值表

4.譯碼及顯示電路。電路采用譯碼器74247及共陽(yáng)數(shù)碼管構(gòu)成，電路如圖5所示。把編碼器的Q2Q1Q0分別與譯碼器74247的CBA相接，因?yàn)楸倦娐分皇怯玫剿慕M搶答，顯示的數(shù)字只是“1、2、3、4”，對(duì)應(yīng)的編制碼是“0001、0010、0011、0100”，所以高位“D”接地，74247是低電平輸出有效，它的邏輯功能如表2所示。

表274247邏輯功能真值表

圖5七段譯碼與顯示仿真電器

（二）電路的仿真。

1.新建設(shè)計(jì)文件。打開(kāi)Proteus ISIS工作界面，選擇菜單“文件”——“新建設(shè)計(jì)”命令，彈出選擇模板窗口，從中選擇“DEFAULT”模板，單擊“確定”按鈕。這樣一個(gè)新的設(shè)計(jì)文件就建立起來(lái)了。

2.元件選擇。在畫原理圖之前，應(yīng)將電路圖中所用元件從庫(kù)中選擇出來(lái)從庫(kù)中選擇元件時(shí)，可輸入所需元件的全稱或部分名稱，元件拾取窗口可以進(jìn)行快速查詢。本設(shè)計(jì)要用到的器件有：元件中的555定時(shí)器、電阻 Resistor、地線 GROUND、電容 CAP、七段數(shù)碼顯示器、顯示譯碼器74247、與非門 7400、7420、按鈕、發(fā)光二極管。在模型選擇工具欄中選元件（默認(rèn)），單擊 P 按鈕，出現(xiàn)挑選元件窗口，篩選出所需器件，雙擊將其放入元件列表中。

3.放置元件。（1）元件的放置。在元件列表中左鍵選取某元件，在原理圖編輯窗口中單擊左鍵，該元件就到原理圖編輯窗口中，同樣放置其他各元件。用鼠標(biāo)右鍵單擊元件會(huì)出現(xiàn)該元件的快捷菜單，此快捷菜單中有移動(dòng)、以各種方式旋轉(zhuǎn)和刪除命令。

（2）電源和地的放置。單擊元件工具箱中的終端按鈕圖標(biāo)：則在對(duì)象選擇器中顯示各種終端，從中挑選出地 GROUND，電源POWER，并在原理圖編輯窗口中左擊放置到原理圖編輯窗口中。

（3）連線。將光標(biāo)靠近一個(gè)對(duì)象的引腳末端，該處將自動(dòng)出現(xiàn)一個(gè)紅色小方塊，單擊鼠標(biāo)左鍵，拖動(dòng)鼠標(biāo)，放在另一個(gè)對(duì)象的引腳末端，該處再出現(xiàn)一個(gè)紅色小方塊，再單擊鼠標(biāo)左鍵，就可以在兩個(gè)引腳間畫出一根線來(lái)，如果需要拐彎，則只需要拐彎處單擊一下鼠標(biāo)左鍵即可。

4.仿真運(yùn)行。電路原理圖畫好并檢查通過(guò)后，就可以仿真運(yùn)行，仿真電路圖如圖1所示。仿真時(shí)，元件引腳上的紅色代表高電平，蘭色代表低電平，灰色代表懸空。電路中555定時(shí)器提供秒脈沖信號(hào)，其參數(shù)要經(jīng)過(guò)多次調(diào)試才能滿足設(shè)計(jì)要求。采用 Proteus 軟件仿真的方法體現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)。

四、結(jié)語(yǔ)

從上述課程設(shè)計(jì)可以看出，引入仿真技術(shù)之后，真正把課堂還給了學(xué)生，學(xué)生成了教學(xué)活動(dòng)的主角，整個(gè)教學(xué)活動(dòng)是學(xué)生在教師引導(dǎo)下的實(shí)踐、總結(jié)、分析、討論，沉悶的課堂變得生動(dòng)，學(xué)生的動(dòng)手欲望得到了滿足，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情被充分的調(diào)動(dòng)起來(lái)。他們對(duì)知識(shí)有了較為全面的整合，分析電路故障的能力也有了極大的提高。

同時(shí)，通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上提供了大量的虛擬儀器和虛擬電子元件供學(xué)生使用，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性，在數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)中起到了極其重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]孔凡才， 周良權(quán).電子技術(shù)綜合應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教程[M].北京：高等教育出版社，2008.

篇8

“模擬電子技術(shù)”是電子信息類專業(yè)的重要學(xué)科基礎(chǔ)課程。該課程內(nèi)容豐富，既有模擬電子技術(shù)的理論分析，又強(qiáng)調(diào)模擬電路的工程性和實(shí)踐性；既要掌握模擬電子電路的基本概念、基本電路及其分析方法，又要求對(duì)電路進(jìn)行定性分析和近似分析，學(xué)會(huì)辯證、全面地分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生繼續(xù)深入學(xué)習(xí)和接受電子技術(shù)專業(yè)知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的觀念、工程的觀念、科技進(jìn)步的觀念和創(chuàng)新意識(shí)，學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法。因此，普遍認(rèn)為該課程“入門難”，在教學(xué)過(guò)程中各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的銜接以及各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的配合十分重要。

二、課程結(jié)構(gòu)與基本教學(xué)要求

“模擬電子技術(shù)”是電子信息類專業(yè)及其重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程之一，“電路分析基礎(chǔ)”是與其直接相關(guān)的先修課程，此外還包括“高等教學(xué)”和“普通物理學(xué)”等相關(guān)課程。“數(shù)字電子技術(shù)”、“電子線路課程設(shè)計(jì)”、“高頻電子電路”、“半導(dǎo)體集成電路基礎(chǔ)”等后續(xù)課程與本課程密切相關(guān)，傳感器原理、嵌入式系統(tǒng)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等也與本課程的聯(lián)系比較緊密。結(jié)合電子科學(xué)與技術(shù)、微電子科學(xué)與工程的專業(yè)特點(diǎn)，在本課程教學(xué)過(guò)程中，我們注意本課程與后續(xù)課程的內(nèi)容銜接，盡量避免復(fù)雜的公式推導(dǎo)，注重分析問(wèn)題能力的培養(yǎng)。

1.課程的基本結(jié)構(gòu)。為使學(xué)生對(duì)電子電路建立起系統(tǒng)的觀念、工程的觀念和創(chuàng)新意識(shí)。首先，要培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力，使其“會(huì)”讀圖，能對(duì)電路進(jìn)行性定性分析，其次，要求能夠進(jìn)行定量計(jì)算。以我院電子科學(xué)與技術(shù)，微電子科學(xué)與工程兩個(gè)專業(yè)為例，“模擬電子技術(shù)”教學(xué)計(jì)劃共64學(xué)時(shí)，其中56學(xué)時(shí)為課堂理論教學(xué)，8學(xué)時(shí)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)。為進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，隨后安排2周的電子電路課程設(shè)計(jì)，作為實(shí)踐環(huán)節(jié)的補(bǔ)充。經(jīng)過(guò)比較甄別，采用文獻(xiàn)[1]作為基礎(chǔ)教材。教材遵循“先器件后電路，先小信號(hào)后大信號(hào)，先基礎(chǔ)后應(yīng)用”的規(guī)律編排內(nèi)容，為相關(guān)課程的學(xué)習(xí)打下較好基礎(chǔ)。在應(yīng)用方面，是圍繞信號(hào)的放大、運(yùn)算、處理、轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生來(lái)介紹。

2.本課程的教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)內(nèi)容安排上，除去緒論部分，筆者將課程內(nèi)容分成4個(gè)單元，如表1所示。第一單元講述常用半導(dǎo)體原理，及其與分立元件組成的放大電路的原理；二、三單元分別為集成運(yùn)算放大電路的原理及其應(yīng)用；關(guān)于直流穩(wěn)壓電源的內(nèi)容為第四單元。其中每個(gè)單元安排2學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課程，分別為三極管放大電路（單級(jí)、差分）、運(yùn)算電路、反饋放大電路和直流電源，考慮與實(shí)踐環(huán)節(jié)“電子線路課程設(shè)計(jì)”的銜接，僅安排驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。

三、教學(xué)模式的改革思路

1.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。我們以所選用教材為根本，考慮教學(xué)學(xué)時(shí)有限，以及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的銜接，對(duì)教學(xué)內(nèi)容做了一些優(yōu)化。如表1所示，第一單元內(nèi)容包括半導(dǎo)體器件及其基本放大電路，以雙極性器件為主，單極性器件的學(xué)習(xí)做好與后續(xù)課程銜接即可。其中多級(jí)放大電路部分主要講述差分放大電路；考慮知識(shí)點(diǎn)的連貫性，特別是把教材第9章關(guān)于功率放大電路的內(nèi)容作為分立元件放大電路的應(yīng)用，與多級(jí)放大器的輸出級(jí)部分一起講授。在此，要特別注意本課程“入門難”在該部分教學(xué)內(nèi)容中充分體現(xiàn)；例如關(guān)于PN結(jié)單向?qū)щ娞攸c(diǎn)，應(yīng)避免復(fù)雜的理論和公式推導(dǎo)，在教學(xué)時(shí)可先由線性電阻的雙向?qū)щ娦詫?duì)比PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕容^其伏安特性曲線，使其特點(diǎn)一目了然。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，集成放大電路的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。學(xué)習(xí)第二單元集成放大電路的原理及特點(diǎn)，特別要注意與后續(xù)課程“半導(dǎo)體集成電路基礎(chǔ)”的銜接，關(guān)于集成放大電路的原理此處應(yīng)重視其外特性，重點(diǎn)分析集成放大電路的頻率響應(yīng)和放大電路中的反饋。第三單元，集成運(yùn)算放大電路的應(yīng)用，包括基于集成運(yùn)算放大器的信號(hào)運(yùn)算與處理以及波形發(fā)生與轉(zhuǎn)換電路。此處應(yīng)注意與“高頻電子線路”課程的銜接，波形發(fā)生電路重點(diǎn)講述RC正弦波振蕩電路即可，在內(nèi)容上要避免不必要的重復(fù)。第四單元，直流穩(wěn)壓電源，講述小功率整流濾波電路和串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路，并安排2學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)。考慮到在本課程的教學(xué)過(guò)程中，已將關(guān)于電子線路讀圖的方法穿插到相關(guān)章節(jié)；沒(méi)有單獨(dú)安排第11章“模擬電子電路的讀圖”的教學(xué)內(nèi)容。

2.合理安排相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)順序。為培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力，要明確“學(xué)以致用”的道理；即學(xué)習(xí)器件原理的目的是為了組成功能電路。遵循這個(gè)理念，合理安排相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)順序，深刻領(lǐng)會(huì)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)涵是教學(xué)過(guò)程中一個(gè)重要環(huán)節(jié)。首先，針對(duì)第一單元知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)順序做了一些調(diào)整。在學(xué)習(xí)三極管基本原理后，接下來(lái)便是三極管基本放大電路的學(xué)習(xí)；其次，考慮為CMOS集成電路的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，關(guān)于場(chǎng)效應(yīng)管原理其基本放大電路的學(xué)習(xí)雖非重點(diǎn)內(nèi)容，但卻是必不可少的。另外，關(guān)于差分放大電路以及互補(bǔ)輸出電路的學(xué)習(xí)，需注意與集成運(yùn)算放大電路的關(guān)系。第三單元分析非正弦波發(fā)生電路是一個(gè)難點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用“電路分析基礎(chǔ)”課程“RC電路三要素法”定理分析非正弦波發(fā)生電路工作原理，則問(wèn)題可迎刃而解?！半娐贩治龌A(chǔ)”課程中所學(xué)“電流節(jié)點(diǎn)定律”、“電壓回路定律”、“線性電路疊加原理”、“戴維寧定理”和“諾頓定理”等理論是從事模擬電子線路分析的基本定理，必須牢記。

3.完善多媒體教學(xué)課件，做好板書與多媒體教學(xué)相結(jié)合。多媒體教學(xué)以信息量大、圖文并茂等優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)前電子信息類專業(yè)課的教學(xué)已普遍采用，很多教材配套多媒體課件，甚至出現(xiàn)在課教學(xué)過(guò)程中完全丟棄板書的現(xiàn)象。但必須注意多媒體教學(xué)節(jié)奏快，學(xué)生很難有時(shí)間做課堂筆記，容易產(chǎn)生“夾生飯”。對(duì)此，我們首先完善了與教材配套的多媒體教學(xué)課件，根據(jù)上文3.1和3.2所述優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)順序，特別參考相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)一些知識(shí)難點(diǎn)分解、細(xì)化，經(jīng)過(guò)近3年的不斷完善基本形成具有特色的“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”多媒體課件。同時(shí)，對(duì)一些比較適合板書講解的知識(shí)點(diǎn)，注意做好傳統(tǒng)板書與多媒體相結(jié)合；例如二極管整流濾波、放大電路圖解分析法、放大電路交流等效電路、非正弦波發(fā)生電路的過(guò)程分析等，在講解過(guò)程中通過(guò)板書一步步地畫出相關(guān)波形有利于充分理解其內(nèi)涵，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐動(dòng)手能力。

4.以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性。以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，注重學(xué)生的綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的提高。探索師生互動(dòng)的課堂教學(xué)模式，提倡和鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生真正參與教學(xué)。以應(yīng)用為背景，采用提問(wèn)的方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，破解本課程“入門難”的問(wèn)題。在一輪教學(xué)過(guò)程，按照“回顧要點(diǎn)—提出問(wèn)題—分析問(wèn)題—當(dāng)堂小結(jié)”的順序組織授課內(nèi)容，除了要求完成相應(yīng)的作業(yè)題目，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)均設(shè)計(jì)1~2題小結(jié)性質(zhì)的問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)，并引導(dǎo)學(xué)生當(dāng)堂解答，或作為課后作業(yè)在下次課隨機(jī)抽取學(xué)生講述該題目的解答，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表見(jiàn)解，大膽質(zhì)疑。以此使學(xué)生充分參與教學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性。

篇9

1.1基本思路以職業(yè)崗位工作過(guò)程為主線，以智能小家電為載體，通過(guò)對(duì)典型工作任務(wù)分析，形成職業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)，最后構(gòu)建課程體系。根據(jù)電子企業(yè)的五個(gè)典型生產(chǎn)過(guò)程及相關(guān)崗位群對(duì)能力、知識(shí)、素質(zhì)的要求，由行業(yè)專家（電子企業(yè)的技術(shù)總監(jiān)、產(chǎn)品研發(fā)部的技術(shù)骨干等）和課程專家（資深專業(yè)教師）共同確定四門核心課程：《電路原理及產(chǎn)品應(yīng)用》、《PCB設(shè)計(jì)與應(yīng)用》、《單片機(jī)原理與應(yīng)用》、《電子產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)》，并以此為框架來(lái)完成課程體系整體設(shè)置。

1.2課程體系的構(gòu)建與實(shí)踐課程體系的構(gòu)建源于對(duì)工作過(guò)程的分析，通過(guò)對(duì)電子企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的五個(gè)典型流程及相關(guān)崗位群工作任務(wù)的詳細(xì)分析，我們最終確定了含198個(gè)能力點(diǎn)的電子企業(yè)職業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)，由此構(gòu)建如表1所示的應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)課程體系。課程的設(shè)計(jì)、組織與實(shí)踐，則是以典型智能小家電為載體，通過(guò)對(duì)這些小家電控制電路板工作原理的分析講解，對(duì)整機(jī)電路板的制作、調(diào)試將本專業(yè)的核心課程的基本理論知識(shí)涵蓋進(jìn)去。載體的遴選是關(guān)鍵，它將直接關(guān)系到項(xiàng)目化課程設(shè)計(jì)的難易及教學(xué)實(shí)踐的質(zhì)量。載體遴選原則是：①知識(shí)的涵蓋性，即所選的載體要盡可能多的涵蓋本課程的基本理論知識(shí)；②教學(xué)實(shí)踐的可操作性，即所選的載體要便于教學(xué)情景的設(shè)計(jì)、教學(xué)活動(dòng)的展開(kāi)?！峨娐吩砑爱a(chǎn)品應(yīng)用》這門課程涵蓋了“模擬電路和數(shù)字電路”兩門電子技術(shù)基礎(chǔ)的理論知識(shí)，屬于比較抽象難懂，學(xué)生感到很難學(xué)的一門課程。為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)他們的感官認(rèn)識(shí)、提高教學(xué)效果，我們從浙江瑞德電子科技有限公司開(kāi)發(fā)的智能小家電中精心挑選出若干個(gè)產(chǎn)品，盡可能多的涵蓋本課程的理論知識(shí)。當(dāng)然這些產(chǎn)品電路不可能將電子技術(shù)理論的知識(shí)全部包括進(jìn)來(lái)。因此，我們?cè)偬暨x4~5個(gè)有趣、實(shí)用的小電路進(jìn)行補(bǔ)充。讓學(xué)生始終處在實(shí)踐操作中學(xué)習(xí)電子技術(shù)的理論知識(shí)，其實(shí)，模擬電路的教學(xué)有些方面和電腦的操作很相似，某些知識(shí)點(diǎn)怎么講學(xué)生就是不明白，通過(guò)實(shí)際電路的制作，學(xué)生很快就能理解了，并且這種體驗(yàn)是深刻的，記憶能長(zhǎng)久地保持?！秵纹瑱C(jī)原理與應(yīng)用》采用模塊化、項(xiàng)目化的教學(xué)模式，將課程的內(nèi)容分為三個(gè)模塊，分別為循環(huán)彩燈模塊、電子打鈴裝置模塊和智能溫度測(cè)控裝置模塊。模塊的遴選依據(jù)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由點(diǎn)到面，循序漸進(jìn)的原則，其內(nèi)容如表2所示。教學(xué)思路：采用項(xiàng)目化任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式，開(kāi)始教師指導(dǎo)很詳細(xì)，手把手地教；然后逐漸放手以學(xué)生的項(xiàng)目小組互幫互助，相互學(xué)習(xí)為主；到最后教師完全放手，只作簡(jiǎn)單指導(dǎo)、點(diǎn)評(píng)。各門課程教學(xué)內(nèi)容的組織、選取應(yīng)注意一致性和協(xié)調(diào)性。（1）課程載體的遴選應(yīng)注意一致性，如《電路原理及產(chǎn)品應(yīng)用》和《電子產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)》這兩門課程選取相同的產(chǎn)品電路作為課程載體；《單片機(jī)原理與應(yīng)用》和《電子產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)》這兩門課程中所涉及的單片機(jī)選取相同型號(hào)的芯片；《單片機(jī)原理與應(yīng)用》和《電子產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)》這兩門課程中所用到的傳感器應(yīng)作為《傳感器原理與應(yīng)用》的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行講解訓(xùn)練。（2）課程間知識(shí)的交叉、銜接部分處理應(yīng)注意合理性、科學(xué)性，如“信號(hào)調(diào)理電路”、“接口電路”牽涉到四門課程《電路原理及產(chǎn)品應(yīng)用》、《傳感器原理與應(yīng)用》、《單片機(jī)原理與應(yīng)用》和《電子產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)》，這部分內(nèi)容的教學(xué)既不能重復(fù)更不能遺漏，通過(guò)教研會(huì)議的討論、分析，大家一致認(rèn)為這樣安排比較科學(xué)，即先由《電路原理及產(chǎn)品應(yīng)用》打點(diǎn)基礎(chǔ)，然后在《傳感器原理與應(yīng)用》中重點(diǎn)講解、訓(xùn)練。《PCB設(shè)計(jì)與應(yīng)用》這門課程應(yīng)以后續(xù)課程所選用的智能小家電控制電路為藍(lán)本來(lái)展開(kāi)教學(xué)，即將控制電路分割成若干小的功能模塊電路，采用項(xiàng)目化任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式，通過(guò)對(duì)一個(gè)智能小家電控制電路的PCB電路板的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，來(lái)訓(xùn)練PCB設(shè)計(jì)的基本原理、方法、技能，課程結(jié)束，學(xué)生在掌握Protel軟件使用方法、PCB設(shè)計(jì)主要技術(shù)的同時(shí)，學(xué)生上交一塊標(biāo)準(zhǔn)的智能小家電控制電路的PCB板，為后續(xù)課程《單片機(jī)原理與應(yīng)用》和《電子產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)》作準(zhǔn)備。崗位能力課程《PCB設(shè)計(jì)與應(yīng)用》、《印制電路制造工藝》、《電子產(chǎn)品檢測(cè)》、《電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)裝配工藝》、《電子產(chǎn)品品質(zhì)管理》的教學(xué)應(yīng)引入國(guó)家、行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作為實(shí)施課程教學(xué)目標(biāo)的主要依據(jù)，這樣能增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性和針對(duì)性，拉近課程和崗位之間的距離，提高知識(shí)的利用率。同時(shí)這些課程在教學(xué)安排上打破傳統(tǒng)的模式，采用一種和生產(chǎn)實(shí)際更接近的方式，即在投資一億元完全按企業(yè)車間標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)中心（也是湖州市的實(shí)訓(xùn)中心）連續(xù)安排若干周進(jìn)行教學(xué)，這樣能真正做到教、學(xué)、做一體化，實(shí)現(xiàn)工學(xué)結(jié)合。畢業(yè)設(shè)計(jì)、頂崗實(shí)習(xí)兩者合二為一，設(shè)計(jì)課題來(lái)源于實(shí)習(xí)崗位，由企業(yè)高工、生產(chǎn)經(jīng)理和本專業(yè)教師共同指導(dǎo)。實(shí)習(xí)內(nèi)容和形式也有所創(chuàng)新，實(shí)習(xí)崗位原則上兩周一輪換，但前提是學(xué)生必須通過(guò)崗位考核，否則繼續(xù)留在原崗位上直到通過(guò)為止，學(xué)生只有通過(guò)所有的崗位考核才能拿到相應(yīng)的實(shí)習(xí)學(xué)分，否則不能畢業(yè)。為豐富學(xué)生的實(shí)習(xí)生活，由企業(yè)技術(shù)人員、管理人員定期作一些講座，內(nèi)容涉及企業(yè)文化、工藝創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、營(yíng)銷策略等，時(shí)間一般安排在晚上。

2課程建設(shè)的成效

經(jīng)過(guò)近些年不斷探索、實(shí)踐、發(fā)展，我校的應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)已成為浙江省的特色專業(yè)，人才培養(yǎng)質(zhì)量穩(wěn)步提升，得到了職教專家、兄弟院校及社會(huì)的廣泛認(rèn)可。從2009年至今已連續(xù)承辦了5屆浙江省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽。本專業(yè)的學(xué)生參加全國(guó)、全省各類大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽成績(jī)名列浙江省前茅，共獲得全國(guó)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)5項(xiàng)，全省一等獎(jiǎng)6項(xiàng)、二等獎(jiǎng)9項(xiàng)。本專業(yè)的畢業(yè)生對(duì)口就業(yè)率保持在96%以上，所培養(yǎng)出的優(yōu)質(zhì)品牌學(xué)生已成為長(zhǎng)三角地區(qū)一些中小電子企業(yè)的技術(shù)骨干。由于本專業(yè)畢業(yè)生的整體素質(zhì)高、專業(yè)技能過(guò)硬，所以得到用人單位的一致好評(píng)，現(xiàn)在已和浙江省瑞德電子有限公司、湖州生力電子有限公司、湖州海振電子科技有限公司、湖州泰侖電力設(shè)備有限公司等企業(yè)簽署了校企合作協(xié)議，湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用電子專業(yè)成為上述企業(yè)的人才儲(chǔ)備基地；上述企業(yè)則為本專業(yè)的校外實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)基地；“浙江瑞德”專門為本專業(yè)學(xué)生設(shè)立獎(jiǎng)學(xué)金，而本專業(yè)則承諾每年為“浙江瑞德”培養(yǎng)幾名品牌學(xué)生，擴(kuò)充他們的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。

3結(jié)束語(yǔ)

篇10

直流伺服電機(jī)具有響應(yīng)快、低速平穩(wěn)性好、調(diào)速范圍寬等特點(diǎn)，因而常常用于實(shí)現(xiàn)精密調(diào)速和位置控制的隨動(dòng)系統(tǒng)中，在工業(yè)、國(guó)防和民用等領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，特別是在火炮穩(wěn)定系統(tǒng)、艦載平臺(tái)、雷達(dá)天線、機(jī)器人控制等場(chǎng)合。盡管交流伺服電機(jī)的發(fā)展相當(dāng)迅速，但在這些領(lǐng)域內(nèi)還難以取代直流伺服電機(jī)。傳統(tǒng)的直流調(diào)速系統(tǒng)包含2個(gè)反饋環(huán)路，即速度環(huán)和電流環(huán)，采用測(cè)速機(jī)、電流傳感器（霍爾器件）及模擬電子線路實(shí)現(xiàn)速度的閉環(huán)控制?，F(xiàn)代數(shù)字直流伺服控制則采用高速數(shù)字信號(hào)處理器（DSP），直接對(duì)速度和電流信號(hào)進(jìn)行采樣，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字比較、數(shù)字調(diào)節(jié)運(yùn)算（數(shù)字濾波）、數(shù)字脈寬調(diào)制等各種功能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的精確控制。二者相比，模擬調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高，但調(diào)試較復(fù)雜，因?yàn)槠潆娐穮?shù)的修改往往需要硬件上的改動(dòng)；而數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，但是調(diào)速精度很高、調(diào)試過(guò)程也較容易，調(diào)速系統(tǒng)的性能可以由軟件進(jìn)行控制。

本文介紹一種方法，介于模擬調(diào)速及數(shù)字調(diào)速二者之間，即采用可編程模擬器件（ispPAC10）實(shí)現(xiàn)模擬調(diào)速系統(tǒng)，系統(tǒng)的電路參數(shù)可以通過(guò)軟件進(jìn)行調(diào)整，并且可以對(duì)建立的系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真。采用這種方法對(duì)原有的直流調(diào)速器一種CCD相機(jī)的自動(dòng)變焦系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，取得了很好的效果。

2模擬直流調(diào)速系統(tǒng)的組成和工作原理

模擬調(diào)速系統(tǒng)一般是由2個(gè)閉環(huán)構(gòu)成的，既速度閉環(huán)和電流閉環(huán)，為使二者能夠相互協(xié)調(diào)、發(fā)揮作用，在系統(tǒng)中設(shè)置了2個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流。2個(gè)反饋閉環(huán)在結(jié)構(gòu)上采用一環(huán)套一環(huán)的嵌套結(jié)構(gòu)，這就是所謂的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，他具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛地應(yīng)用。圖1是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，其中ASR，ACR分別是速度和電流調(diào)節(jié)器，通常是由模擬運(yùn)放構(gòu)成PI或PID電路；信號(hào)調(diào)理主要是對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行濾波、放大?？紤]到直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，模擬調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)傳遞函數(shù)關(guān)系如圖2所示。</DIV>

以速度調(diào)節(jié)器ASR為例，其線路原理如圖3（a）所示，其中Zin（S）表示輸入網(wǎng)絡(luò)的復(fù)數(shù)阻抗，Zf（S）表示反饋網(wǎng)絡(luò)的復(fù)數(shù)阻抗。

這樣：

即調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)等于反饋網(wǎng)絡(luò)與輸入網(wǎng)絡(luò)復(fù)數(shù)阻抗之比。所以，改變Zf（S）和Zin（S），就可以獲得所需要的傳遞函數(shù)，以滿足系統(tǒng)動(dòng)態(tài)校正的需要。圖3（b）所示的PI調(diào)節(jié)器，其動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

其中：

在模擬調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程中，因電機(jī)的參數(shù)或負(fù)載的機(jī)械特性與理論值有較大差異，往往需要頻繁更換R，C等元件來(lái)改變電路參數(shù)，以獲得預(yù)期的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，這樣做起來(lái)非常麻煩，如果采用可編程模擬器件構(gòu)成調(diào)節(jié)器電路，系統(tǒng)參數(shù)如增益、帶寬甚至電路結(jié)構(gòu)都可以通過(guò)軟件進(jìn)行修改，調(diào)試起來(lái)就非常方便了。下面以圖3所示PI調(diào)節(jié)器為例，說(shuō)明如何應(yīng)用可編程模擬器件—ispQAC10實(shí)現(xiàn)模擬調(diào)節(jié)器電路。

3實(shí)現(xiàn)方法

3．1ispPAC10簡(jiǎn)介

ispPAC10是Lattice公司生產(chǎn)的一種在系統(tǒng)可編程模擬器件，采用非易失性E2CMOS工藝，其內(nèi)部的模擬部件塊“PACblocks”無(wú)需外接電阻、電容等元件，便可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬電路，如運(yùn)算放大器、濾波器等；通過(guò)軟件編程，可實(shí)現(xiàn)電路的設(shè)計(jì)和修改，極大地縮短了開(kāi)發(fā)、調(diào)試周期，具有很高的性能價(jià)格比。Lattice公司為開(kāi)發(fā)ispPAC10而提供的集成軟件包PACDesigner功能強(qiáng)大、易學(xué)易用，可以在網(wǎng)上下載。ispPAC10內(nèi)部包含4個(gè)模擬部件塊—內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5所示。

PACblock電路原理圖如圖6（a）所示，圖6（b）是PAC-Designer軟件包中PACblock的表示。

其傳遞函數(shù)關(guān)系如下：

這樣，式（3）還可以寫成如下形式：

通過(guò)式（4）、式（5）以及圖6（b），可以看出PACblock模塊具有比例、求和、積分、濾波等基本運(yùn)算功能，而1片ispPAC10包含4個(gè)PACblock模塊，每個(gè)模塊都有2組差動(dòng)輸入、1路差動(dòng)輸出。

將這4部分適當(dāng)?shù)剡B接，便可形成較復(fù)雜的模擬電路。

3．2ispPAC10實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)器電路

以圖（3）所示具體電路為例，設(shè)R0＝10kΩ，C0＝0．15μF，Rf＝40kΩ，Cf＝0．5μF，其傳遞函數(shù)如圖7所示。

為了用ispPAC10實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)，需將其變成圖8所示的形式。

現(xiàn)在可以用ispPAC10直接實(shí)現(xiàn)上述調(diào)節(jié)器，具體電路如圖9所示，其中運(yùn)放的增益、電容的取值是通過(guò)軟件PAC-Designer設(shè)定的。