導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇電路設(shè)計(jì)的原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞: 萬(wàn)用表 安裝 調(diào)試 實(shí)習(xí) 原理分析

Abstract: In order to explore the multicenter installation practice and theory analysis for the higher institutions in the electrical and electronic practice teaching, as the multicenter design principle books reference, I analyze the design concepts and circuit features of the MF47-6 multicenter as the Ohm's law basic principle in the practice teaching. I analyze one by one the first circuit, DC current, voltage, AC voltage, resistance circuits, in order to facilitate students to better understand and master the multicenter installation practice and debug design principle. This article focuses on the analysis of the circuit and DC current meter.

Key words: multicenter; installation; commissioning; practice; principle analysis

中圖分類號(hào)：TN108.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)：2095-2104（2012）

如圖1是MF47-6萬(wàn)用表的電路圖，它是由六個(gè)部分組成：表頭顯示部分、直流電壓部分、直流電流部分、交流電壓部分、電阻部分和晶體管測(cè)試部分?，F(xiàn)將各部分剖析如下：

首先我們看圖2、指針式萬(wàn)用表的基本測(cè)量原理圖。

指針式萬(wàn)用表的基本原理，如圖所示，它有表頭、電阻測(cè)量檔、直流電壓測(cè)量檔、直流電流測(cè)量檔、交流電壓測(cè)量檔幾個(gè)部分組成。圖中SA為量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)“一”為黑表棒，“+”為紅標(biāo)棒。測(cè)量直流電流時(shí)，外部電流從“+”表棒流進(jìn)，“一”表棒流出，當(dāng)測(cè)量直流電壓時(shí)線路中用R2限流降壓，當(dāng)測(cè)量交流電壓時(shí)線路中用VD二極管半波整流，經(jīng)過(guò)電阻R3限流降壓，再由表頭顯示出來(lái)。當(dāng)測(cè)量電阻時(shí)在“+” “一”兩表棒短路連接時(shí)校零，有內(nèi)部小電池提供電流，使表頭指針偏轉(zhuǎn)到校零點(diǎn)。

具體電路分析如下：

一、表頭演示部分

如圖3所示表頭為I表=46.2uA,(約2.3KΩ的表頭動(dòng)圈導(dǎo)線電阻)和WH2（500Ω）的可調(diào)電阻組成R表=2.5KΩ的表頭內(nèi)阻 (該表在調(diào)試時(shí)就是把表頭的2.5KΩ調(diào)準(zhǔn)確) 。二極管D3、D4和C1（10uF）并聯(lián)在2.5KΩ表頭的兩端。電容C1（10uF）起到平穩(wěn)電流吸收脈沖的作用，二極管起到電壓過(guò)高電流過(guò)大時(shí)的正反雙向保護(hù)作用。R21和WH1組成表頭的分流電路。

根據(jù)并聯(lián)電路電壓相等的原理由計(jì)算得出R21和WH1上的分流電流I分為：46.2 uA乘2.5K= 30K乘I分，由此可以得出I分的電流為3.85 uA。此時(shí)表頭電流的總電流為I表并=46.2+3.85=50.05 uA，取50. uA。 同時(shí)可以算出此時(shí)的并聯(lián)電阻為R表并=（2.5K乘3 0K）÷（30K+2.5K）=2.31K。故等效表頭并聯(lián)電阻為R表并=2.31K，表頭等效并聯(lián)電流I表并=50.uA，如圖3所示。

我們?cè)倏磮D3正常滿度電流時(shí)，表頭兩端的電壓U表是多少？U表=U并=I表乘R表=I并表乘電阻R并表= 50 uA乘2.31K =115.5mV=0.1155V。此電壓降遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于硅二極管的正向?qū)妷?.6—0.7 V的值，所以D3、D4不導(dǎo)通 ，如圖4所示；圖4是二極管導(dǎo)通特性曲線。當(dāng)萬(wàn)一電路接錯(cuò)使表頭電壓大于等于二極管的正向?qū)妷?.6—0.7V時(shí)，二極管D3、D4導(dǎo)通泄流，因此起到雙向保護(hù)表頭的作用。

二、直流電流檔電路的分析

如圖5所示，此時(shí)表頭為50 uA，內(nèi)阻為2.31K再和R22=2.69K串聯(lián)，組成剛好為5K的電阻，我們把它叫做R表串=5KΩ，這時(shí)表頭電流還是I表并=I表串=50 uA，這時(shí)表頭電壓降取名為U表串；U表串=R表串乘I表串=5K乘5 0 uA=250mV=0.25V。 所以當(dāng)：

2.1三層電刷的量程開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到直流電流DCmA0.05 mA（50 uA）檔時(shí)，（電流全部流進(jìn)表頭50 uA）既能測(cè)量直流電流0.05mA（50 uA），又能測(cè)0.25V的電壓降。

2.2電流表是根據(jù)并聯(lián)電阻擴(kuò)大分流電流達(dá)到擴(kuò)大電流表的量程的原理設(shè)計(jì)的（下同），當(dāng)量程開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到DCmA0.5檔時(shí)：電阻R4與表頭R表串=5KΩ并聯(lián)分流。同時(shí)我們知道此時(shí)

流過(guò)表頭的電流剛好設(shè)計(jì)為50 uA，內(nèi)阻為5kΩ，分流電流應(yīng)該為：500 uA—50 uA=450 uA，根據(jù)并聯(lián)分流電壓相等的原理（下同）；則450 uA乘R4=50 uA乘5K。由此可以計(jì)算得出R4=555Ω。我們的分析和電路圖上電阻一致。

2.3同理：當(dāng)量程開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到DCmA5 mA檔時(shí)：R3與表頭R表串=5KΩ分流，分流電流是：5000uA—50uA=4950uA，則4950uA乘R3=50uA乘5K，所以R3=50.5Ω。分析也和實(shí)際一樣。

2.4當(dāng)量程開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到DCmA50 mA檔時(shí)：R2與表頭R表串=5KΩ分流，分流電流是：50000uA—50uA=49950uA，則49950uA乘R2=50uA乘5K，所以R2=5Ω，功率取1/2瓦。

2.5當(dāng)量程開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到DCmA500mA檔時(shí)：用R1+ R29二個(gè)電阻串聯(lián)起來(lái)看做是一個(gè)電阻與表頭R表串=5KΩ分流，分流電流是：500000uA—50uA=499950uA，則499950uA乘（R1+ R29）=50uA乘5K，因此500 mA檔的分流電阻理論計(jì)算為0.5005Ω，實(shí)際R1+R29=0.44Ω+0.05Ω=0.49Ω。其中缺少了0.0105Ω；（要是把R1做成0.45Ω的話R1+R29=0.45Ω+0.05Ω=0.50Ω比理論計(jì)算0.5005Ω只有少了0.0005Ω 這樣誤差為很??；但是電阻阻值是國(guó)家有標(biāo)稱值的規(guī)定，不是生產(chǎn)廠家、使用單位、設(shè)計(jì)者自己可以任意決定的，為了優(yōu)先保證后面5A檔時(shí)用0.05Ω的電阻，所以這里只能選擇用R1=0.44Ω的電阻、可能就是這個(gè)原因吧？）少去的0.0105Ω我們估且把它看作是接觸電阻存在的緣故吧。

該表的設(shè)計(jì)誤差精確度直流電流0.05mA—500mA檔為2.5，5A檔時(shí)為5。我們知道分流電阻減小分流電流增加電流測(cè)量值偏小、為負(fù)誤差，我們可以來(lái)看一下誤差為：0.0105Ω/0.5005Ω= 0.020979=0.021，小于百分之二點(diǎn)一即誤差為2.1；符合設(shè)計(jì)要求小于2.5。

2.6 5A檔時(shí)（5000000—50）乘R29=50 uA乘（5K+0.44Ω），所以R29=0.05Ω ，這里電阻剛剛好。設(shè)計(jì)者的高明之處在于把5 00 mA檔的分流電阻0.5005分為的R1+R2=0.44+0.05=0.49Ω。其R29=0.05Ω正好為測(cè)量5A檔分流所用；而5A檔測(cè)量時(shí)要把檔位放在500mA檔，負(fù)表棒不變，正表棒從R29右邊5A插空直接，用R29直接分流大電流，避免了量程開(kāi)關(guān)的接觸電阻對(duì)大電流測(cè)量的影響。

三、調(diào)試說(shuō)明

該表在沒(méi)有校試設(shè)備的情況下，可用數(shù)字萬(wàn)用表校準(zhǔn)，方法如下：

焊好表頭引線正端，數(shù)字萬(wàn)用表?yè)苤?0K檔，紅表棒接A點(diǎn)，（把表頭引線負(fù)端從線路板上斷開(kāi)），黑表棒接表頭引線負(fù)端，調(diào)可調(diào)電阻WH2，使電阻顯示值剛好為理論設(shè)計(jì)值2.5KΩ，（溫度為20℃），調(diào)好后焊好表頭引線負(fù)端。調(diào)試就完成了。只要裝配沒(méi)有錯(cuò)誤，通過(guò)上述方法，本表基本能校準(zhǔn)，但是有條件者最好用數(shù)字校驗(yàn)臺(tái)校試。

參考文獻(xiàn)：萬(wàn)用表檢測(cè)應(yīng)用實(shí)例/韓廣興等編著?！本弘娮庸I(yè)出版社，2007.5 ISBN 978-7-121-03993-5

看圖識(shí)用萬(wàn)用表/門(mén)宏編著。—北京：電子工業(yè)出版社，2011.1（看圖識(shí)電子系列叢書(shū)） ISBN 978-7-121-12195-1

篇2

一、用伏安法測(cè)電阻

實(shí)驗(yàn)器材：待測(cè)電阻R，定值電阻R、 電源、電流表、電壓表，滑動(dòng)變阻器，開(kāi)關(guān)兩個(gè)，線導(dǎo)若干。

1.用內(nèi)接法測(cè)量

（1） 實(shí)驗(yàn)電路圖如圖1所示

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：

a.閉合開(kāi)關(guān)S和S調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，記錄電流表和電壓表的示數(shù)為I和U。

b.斷開(kāi)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R′，記錄電流表和電壓表的示數(shù)為I和U。

（3）數(shù)據(jù)處理：

由步驟α有：U=I(R+R)，

由步驟b有：U=I(R+R+R)。

解上面兩式得待測(cè)電阻R=-。

2.用外接法測(cè)量

（1）實(shí)驗(yàn)電路如圖2所示

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：

α閉合開(kāi)關(guān)S，斷開(kāi)S調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R′，記錄電流表和電壓表的示數(shù)為I和U。

b再閉合開(kāi)關(guān)S調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，記錄電流表和電壓表示數(shù)為I和U。

（3）數(shù)據(jù)處理

由步驟α有：I=+，

由步驟b有：I=++。

解上面兩式得待測(cè)電阻R=。

二、用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

1.實(shí)驗(yàn)器材：待測(cè)電源，電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、單刀單擲開(kāi)關(guān)S，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。

2.實(shí)驗(yàn)電路圖如圖3所示。

3. 實(shí)驗(yàn)步驟

（1） 閉合開(kāi)關(guān)S，將S，置于α，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，記錄電流表和電壓表的示數(shù)為I和U。再次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，記錄電流表和電壓表的示數(shù)為I和U。

（2） 將開(kāi)關(guān)S置于b，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，記錄電流表和電壓表的示數(shù)為I和U，再次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，記錄電流表和電壓表的示數(shù)為I和U。

4.數(shù)據(jù)處理

由步驟（1）可列出：E=U+I(r+R)…①

E=U+I(r+R)…②

由步驟（2）可列出：E=U+(I+)r…③

E=U+(I+)r…④

由①、②兩式可得電動(dòng)勢(shì)E=…⑤

由③、④、⑤可得內(nèi)阻r=。

三、測(cè)小燈泡的功率

1.實(shí)驗(yàn)器材：電源，小燈泡（額定電壓為U），電流表，電壓表，定值電阻，滑動(dòng)變阻器，開(kāi)關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干。

2.實(shí)驗(yàn)電路圖如圖4所示。

3.實(shí)驗(yàn)步驟：

（1） 閉合開(kāi)關(guān)S ，斷開(kāi)S ，調(diào)節(jié)滑變阻器R，使電 壓表上的示數(shù)為小燈泡的額定電壓U，記錄電流表上的示數(shù)為I 。

（2）再閉合開(kāi)關(guān)S ，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，合電壓表上的示數(shù)為小燈泡的額定電壓U，記錄電流表上的示數(shù)為L(zhǎng)。

4.數(shù)據(jù)處理：

由步驟（1）有：I=I+I…①，

由步驟（2）有：I=I+I…②，

由兩式可得通過(guò)燈泡的電流為I = I－ I，小燈炮的功率為P=UI=U（I－I）。

由上面對(duì)各實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理方法和結(jié)果可以看出，在處理數(shù)據(jù)時(shí)考慮了電流表和電壓表的內(nèi)阻R和R，但結(jié)果都不含有R和R。這樣通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)電路的巧妙設(shè)計(jì)，就有效地消除了伏安法測(cè)量中原理上的誤差。

篇3

關(guān)鍵詞：DF100KWPSM短波發(fā)射機(jī)；調(diào)制器控制器；過(guò)荷計(jì)數(shù)；計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)電路

在進(jìn)行100KW的PSM調(diào)制器進(jìn)行控制器的多次過(guò)荷負(fù)載計(jì)數(shù)中，其中計(jì)時(shí)電路的工作原理以及其主要的工作電路，根據(jù)向相應(yīng)的分析數(shù)據(jù)，進(jìn)行監(jiān)控保護(hù)，從而保障正常的工作運(yùn)行。針對(duì)這些問(wèn)題，文章進(jìn)行一些簡(jiǎn)要的分析。

1 PSM的簡(jiǎn)單論述

DF100KWPSM的短波發(fā)射機(jī)，在進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的防止運(yùn)行中出現(xiàn)故障損壞元器件，其過(guò)程中，采用多種檢測(cè)和維護(hù)手段進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的措施維護(hù)，從而保證在進(jìn)行的一系列整改中，完成我們的維護(hù)組建工作。而在整改的過(guò)程中，DF100KWPSM在進(jìn)行波頻檢測(cè)中，針對(duì)倒差數(shù)值進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)，這樣在完成原有的調(diào)制任務(wù)同時(shí)，也進(jìn)行故障排查和維護(hù)工作，從而將信號(hào)進(jìn)行調(diào)制過(guò)荷計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)。

2 N次過(guò)荷計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)電路

在進(jìn)行整個(gè)電路的分析工作中，針對(duì)PSM的調(diào)制控制器裝置進(jìn)行多次過(guò)荷計(jì)算，主要通過(guò)基本電路進(jìn)行統(tǒng)配調(diào)整控制，如圖1所示。

圖1中，單刀雙執(zhí)開(kāi)關(guān)S1為自動(dòng)掉高壓開(kāi)關(guān)，加入我們?cè)谶M(jìn)行這個(gè)進(jìn)程中，出現(xiàn)超過(guò)負(fù)荷三次，就應(yīng)該切換開(kāi)關(guān)到3號(hào)接觸位置，從而保證整個(gè)工作運(yùn)行中的安全。而當(dāng)電壓U30在配置過(guò)程中，出現(xiàn)了相對(duì)于3號(hào)位置的電極對(duì)應(yīng)時(shí)，也應(yīng)該將U31A與U31B環(huán)城穩(wěn)定處罰集成電壓統(tǒng)配，這樣在完成定時(shí)器的工作任務(wù)中，也可以完成電壓穩(wěn)流的任務(wù)。針對(duì)DF100KWPSM的工作任務(wù)，通過(guò)檢測(cè)器的邊緣檢測(cè)邏輯電平，然后進(jìn)行分析，其中的具體操作如表l所不。

在進(jìn)行負(fù)荷故障保護(hù)中，如果機(jī)器的負(fù)荷過(guò)大，那么整體的控制電路中所表現(xiàn)出的信號(hào)Y，就0.5S的低電脈沖會(huì)導(dǎo)致輸入到U30的端口CPO出現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)。而在進(jìn)行這一項(xiàng)操作的同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致輸入U(xiǎn)31A的B的端口出現(xiàn)QB的低壓脈沖出現(xiàn)一些輕微的紊亂，而這種現(xiàn)象一般都會(huì)維持100S左右。如表1中所顯示的一樣，在進(jìn)行電壓U30的13#和15#端口的低電平輸入中，因?yàn)槠渲械腞ESET數(shù)值為零，這樣端口100S的計(jì)數(shù)就屬于有效狀態(tài)。而在進(jìn)行U31A的電量輸出中，因?yàn)楹虯Q.相反，且因?yàn)槠錇楦唠娖剑栽谶M(jìn)行Y信號(hào)恢復(fù)中，就可能導(dǎo)致過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象出現(xiàn)。邊緣檢測(cè)器，主要就是針對(duì)U32的四個(gè)象限非門(mén)組成，其中的輸入信號(hào)主要來(lái)自于U27的10#端口。工作檢測(cè)中，可進(jìn)行高電平和低電平的選擇。

在針對(duì)高功率切換低功率的過(guò)程中，邊緣檢測(cè)器在進(jìn)行輸出脈沖為負(fù)值時(shí)，脈沖寬度為1500s，而這樣就使的U31B中的數(shù)值出現(xiàn)了B=QB=U31A，而這些數(shù)據(jù)表明，在整體上CT2=0，而根據(jù)定時(shí)量U31B的設(shè)置，我們也可以針對(duì)零信號(hào)中可以持續(xù)0.22s進(jìn)行分析。當(dāng)高電平信號(hào)驅(qū)使U30清零以后，其主要的原因就是100s后RESET的復(fù)位功能作用，這個(gè)時(shí)候邊緣檢測(cè)器的負(fù)脈沖輸出，由于延時(shí)影響，就可能針對(duì)整體的單極觸發(fā)調(diào)節(jié)，從而保證在工作中，能夠正常運(yùn)行。

而在進(jìn)行高位電平處理中，由于高功率換低功率運(yùn)行中，會(huì)導(dǎo)致U28A的信號(hào)從1#調(diào)整到2#，所以在進(jìn)行這項(xiàng)操作中，假使過(guò)負(fù)荷值出現(xiàn)三次，那么就可能出現(xiàn)相應(yīng)的斷開(kāi)，這樣就會(huì)導(dǎo)致邊緣檢測(cè)器上的顯示出現(xiàn)0的數(shù)值。這樣就保護(hù)了整個(gè)工作的安全性。當(dāng)在進(jìn)行高壓切換低壓的過(guò)程中，如果功率不能夠及時(shí)的調(diào)整，那么面板上的數(shù)值也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的浮動(dòng)，而由于高壓斷開(kāi)后其中的數(shù)值成為了Q2=Q3=1，而基本上仍保持不變，但是低壓功率此時(shí)若也出現(xiàn)三次過(guò)負(fù)荷，那么就會(huì)導(dǎo)致整體的邊緣檢測(cè)器輸出低于正常的低電平脈沖，從而無(wú)法準(zhǔn)確的反映出電路中的精確問(wèn)題，而面板顯示器上也只能自動(dòng)清零。

在進(jìn)行這一系列的改進(jìn)中，如果機(jī)組內(nèi)部的局部問(wèn)題，都可能導(dǎo)致一些不必要的麻煩，這個(gè)時(shí)候就需要進(jìn)行人工的復(fù)位處理。而在進(jìn)行人工的復(fù)位工作中，也應(yīng)該進(jìn)行RESET的排檢，從而保證在進(jìn)行相應(yīng)的觸發(fā)端修正調(diào)理，保證整個(gè)工作的有序進(jìn)行。在進(jìn)行人工復(fù)位中，應(yīng)該按照相應(yīng)的規(guī)定進(jìn)行問(wèn)題排查，通過(guò)觀察Q2，Q3，Q4，Q5的具體指示燈來(lái)進(jìn)行信號(hào)的控制，進(jìn)而將任務(wù)完成。

4 高功率短波發(fā)射機(jī)的安全保護(hù)

在進(jìn)行短波發(fā)射機(jī)調(diào)制控制中，因?yàn)橐粩嗟倪M(jìn)行高壓低壓的轉(zhuǎn)變，這就對(duì)機(jī)體的性能等要求嚴(yán)格了些。而為了保證其整體的安全性能，在進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)中，比較突出還是對(duì)發(fā)射機(jī)的故障預(yù)查分析、主機(jī)熱備份保護(hù)以及天線連鎖保護(hù)三項(xiàng)基本措施。

篇4

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(mén)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(mén)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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篇5

關(guān)鍵詞：集成電路設(shè)計(jì)；本科教學(xué)；改革探索

作者簡(jiǎn)介：殷樹(shù)娟（1981-），女，江蘇宿遷人，北京信息科技大學(xué)物理與電子科學(xué)系，講師；齊臣杰（1958-），男，河南扶溝人，北京信息科技大學(xué)物理與電子科學(xué)系，教授。（北京 100192）

基金項(xiàng)目：本文系北京市教委科技發(fā)展計(jì)劃面上項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：KM201110772018）、北京信息科技大學(xué)教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2010JG40）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-0079（2012）04-0064-02

1958年，美國(guó)德州儀器公司展示了全球第一塊集成電路板，這標(biāo)志著世界從此進(jìn)入到了集成電路的時(shí)代。在近50年的時(shí)間里，集成電路已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、軍事、通訊和遙控等各個(gè)領(lǐng)域。集成電路具有體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)成本也相對(duì)低廉，便于進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)集成電路發(fā)展迅猛，21世紀(jì)第1個(gè)10年，我國(guó)集成電路產(chǎn)量的年均增長(zhǎng)率超過(guò)25%，集成電路銷售額的年均增長(zhǎng)率則達(dá)到23%。我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)由2001年不足世界集成電路產(chǎn)業(yè)總規(guī)模的2%提高到2010年的近9%。我國(guó)成為過(guò)去10年世界集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的地區(qū)之一。伴隨著國(guó)內(nèi)集成電路的發(fā)展，對(duì)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)人員的需求也日益增加，正是在這種壓力驅(qū)動(dòng)下，政府從“十五”計(jì)劃開(kāi)始大力發(fā)展我國(guó)的集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)。

在20世紀(jì)末21世紀(jì)初，國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)課程都是在研究生階段開(kāi)設(shè)，本科階段很少涉及。不僅是因?yàn)槠潆y度相對(duì)本科生較難接受，而且集成電路設(shè)計(jì)人員的需求在我國(guó)還未進(jìn)入爆發(fā)期。我國(guó)的集成電路發(fā)展總體滯后國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的發(fā)展水平。進(jìn)入21世紀(jì)后，我國(guó)的集成電路發(fā)展迅速，集成電路設(shè)計(jì)需求劇增。[1]為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，同時(shí)也為更好地推進(jìn)我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)的發(fā)展，國(guó)家開(kāi)始加大力度推廣集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)課程的本科教學(xué)工作。經(jīng)過(guò)十年多的發(fā)展，集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)取得了較大的成果，較好地推進(jìn)了集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展，但凸顯出的問(wèn)題也日益明顯。本文將以已有的集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，結(jié)合對(duì)相關(guān)院校集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)的調(diào)研，詳細(xì)分析集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)現(xiàn)狀，并以此為基礎(chǔ)探索集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)的改革。

一、集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)存在的主要問(wèn)題

在政府的大力扶持下，自“十五”計(jì)劃開(kāi)始，國(guó)內(nèi)的集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)開(kāi)始走向正軌。從最初的少數(shù)幾個(gè)重點(diǎn)高校到后來(lái)眾多相關(guān)院校紛紛設(shè)置了集成電路設(shè)計(jì)本科專業(yè)并開(kāi)設(shè)了相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容。近幾年本科學(xué)歷的集成電路設(shè)計(jì)人員數(shù)量逐漸增加，經(jīng)歷本科教學(xué)后的本科生無(wú)論是選擇就業(yè)還是選擇繼續(xù)深造，都對(duì)國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)人員緊缺的現(xiàn)狀起到了一定的緩解作用。但從企業(yè)和相關(guān)院校的反饋來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)方向的本科教學(xué)仍然存在很多問(wèn)題，教學(xué)質(zhì)量有待進(jìn)一步提高，教學(xué)手段需做相應(yīng)調(diào)整，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)更多地適應(yīng)現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)界發(fā)展需求。其主要存在以下幾方面問(wèn)題。

首先，課程設(shè)置及課程內(nèi)容不合理，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)熱情降低?，F(xiàn)階段，對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)的多數(shù)院校在本科階段主要開(kāi)設(shè)有如下課程：“固體物理”、“晶體管理”、“模擬集成電路設(shè)計(jì)”和“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”（各校命名方式可能有所不同）等。固體物理和晶體管原理是方向基礎(chǔ)課程，理論性較強(qiáng)，公式推導(dǎo)較多，同時(shí)對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求比較高。一方面，復(fù)雜的理論分析和繁瑣的公式推導(dǎo)嚴(yán)重降低了本科生的學(xué)習(xí)興趣，尤其是對(duì)于很多總體水平相對(duì)較差的學(xué)生。而另外一方面，較強(qiáng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求又進(jìn)一步打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。另外，還有一些高等院校在設(shè)置課程教學(xué)時(shí)間上也存在很多問(wèn)題。例如：有些高等院校將“固體物理”課程和“半導(dǎo)體器件物理”課程放在同一個(gè)學(xué)期進(jìn)行教學(xué)，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，沒(méi)有固體物理的基礎(chǔ)就直接進(jìn)入“晶體管原理”課程的學(xué)習(xí)會(huì)讓學(xué)生很長(zhǎng)一段時(shí)間都難以進(jìn)入狀態(tài)，將極大打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而直接導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)甚至放棄相關(guān)方向的學(xué)習(xí)。而這兩門(mén)課是集成電路設(shè)計(jì)的專業(yè)基礎(chǔ)課，集成電路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)課程“模擬集成電路設(shè)計(jì)”和“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”課程的學(xué)習(xí)需要這兩門(mén)課的相關(guān)知識(shí)作為基礎(chǔ)，如果前面的基礎(chǔ)沒(méi)有打好，很難想象學(xué)生如何進(jìn)行后續(xù)相關(guān)專業(yè)知識(shí)的的學(xué)習(xí)，從而直接導(dǎo)致學(xué)業(yè)的荒廢。

其次，學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)量較少，學(xué)生動(dòng)手能力差。隨著IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)中電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（Electronic design automatic，EDA）無(wú)論是在工業(yè)界還是學(xué)術(shù)界都已經(jīng)成為必備的基礎(chǔ)手段，一系列的設(shè)計(jì)方法學(xué)的研究成果在其中得以體現(xiàn)并在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)揮作用。因此，作為集成電路設(shè)計(jì)方向的本科生，無(wú)論是選擇就業(yè)還是選擇繼續(xù)深造，熟悉并掌握一些常用的集成電路設(shè)計(jì)EDA工具是必備的本領(lǐng)，也是促進(jìn)工作和學(xué)習(xí)的重要方式。為了推進(jìn)EDA工具的使用，很多EDA公司有專門(mén)的大學(xué)計(jì)劃，高校購(gòu)買相關(guān)軟件的價(jià)格相對(duì)便宜得多。國(guó)家在推進(jìn)IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面也投入了大量的資金，現(xiàn)在也有很多高等院校已經(jīng)具備購(gòu)買相關(guān)集成電路設(shè)計(jì)軟件的條件，但學(xué)生的實(shí)際使用情況卻喜憂參半。有些高校在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力方面確實(shí)下足功夫，學(xué)生有公用機(jī)房可以自由上機(jī)，只要有興趣學(xué)生可以利用課余時(shí)間摸索各種EDA軟件的使用，這對(duì)他們以后的工作和學(xué)習(xí)奠定了很好的基礎(chǔ)。但仍然還有很多高校難以實(shí)現(xiàn)軟件使用的最大化，購(gòu)買的軟件主要供學(xué)生實(shí)驗(yàn)課上使用，平時(shí)學(xué)生很少使用，實(shí)驗(yàn)課上學(xué)到的一點(diǎn)知識(shí)大都是教師填鴨式灌輸進(jìn)去的，學(xué)生沒(méi)有經(jīng)過(guò)自己的摸索，畢業(yè)后實(shí)驗(yàn)課上學(xué)到的知識(shí)已經(jīng)忘得差不多了，在后續(xù)的工作或?qū)W習(xí)中再用到相關(guān)工具時(shí)還得從頭再來(lái)學(xué)習(xí)。動(dòng)手能力差在學(xué)生擇業(yè)時(shí)成為一個(gè)很大的不足。[2]

再者，理工分科紊亂，屬性不一致。集成電路設(shè)計(jì)方向從專業(yè)內(nèi)容及專業(yè)性質(zhì)上分應(yīng)該屬于工科性質(zhì)，但很多高校在專業(yè)劃分時(shí)卻將該專業(yè)劃歸理科專業(yè)。這就使得很多學(xué)生在就業(yè)時(shí)遇到問(wèn)題。很多招聘單位一看是理科就片面認(rèn)為是偏理論的內(nèi)容，從而讓很多學(xué)生錯(cuò)失了進(jìn)一步就業(yè)的好機(jī)會(huì)。而這樣的結(jié)果直接導(dǎo)致后面報(bào)考該專業(yè)的學(xué)生越來(lái)越少，最后只能靠調(diào)劑維持正常教學(xué)。其實(shí)，很多高校即使是理科性質(zhì)的集成電路設(shè)計(jì)方向?qū)W習(xí)的課程和內(nèi)容，與工科性質(zhì)的集成電路設(shè)計(jì)方向是基本一致的，只是定位屬性不一致，結(jié)果卻大相徑庭。

二、改革措施

鑒于目前國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)方向的本科教學(xué)現(xiàn)狀，可以從以下幾個(gè)方面改進(jìn)，從而更好地推進(jìn)集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)。

1.增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)量

現(xiàn)階段的集成電路本科教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)量太少，以“模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程為例，多媒體教學(xué)量40個(gè)學(xué)時(shí)但實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅8個(gè)學(xué)時(shí)。相對(duì)于40個(gè)學(xué)時(shí)的理論學(xué)習(xí)內(nèi)容，8個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生學(xué)以致用或?qū)⒗碚撊谌雽?shí)踐的需求。40個(gè)學(xué)時(shí)的理論課囊括了單級(jí)預(yù)算放大器、全差分運(yùn)算放大器、多級(jí)級(jí)聯(lián)運(yùn)算放大器、基準(zhǔn)電壓源電流源電路、開(kāi)關(guān)電路等多種電路結(jié)構(gòu)，而8個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課除去1至2學(xué)時(shí)的工具學(xué)習(xí)，留給學(xué)生電路設(shè)計(jì)的課時(shí)量太少。

在本科階段就教會(huì)學(xué)生使用各種常用EDA軟件，對(duì)于增加學(xué)生的就業(yè)及繼續(xù)深造機(jī)會(huì)是非常必要的。一方面，現(xiàn)在社會(huì)的競(jìng)爭(zhēng)是非常激烈的，很少有單位愿意招收入職后還要花比較長(zhǎng)的時(shí)間專門(mén)充電的新員工，能夠一入職就工作那是最好不過(guò)的。另一方面，實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)比純理論的學(xué)習(xí)更容易接受，而且實(shí)驗(yàn)過(guò)程除了可以增加學(xué)生的動(dòng)手操作能力，同樣會(huì)深化學(xué)生對(duì)已有理論知識(shí)的理解。因此，在實(shí)踐教學(xué)工作中，增加本科教學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)量可以有效促進(jìn)教學(xué)和增進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2.降低理論課難度尤其是復(fù)雜的公式推導(dǎo)

“教師的任務(wù)是授之以漁，而不是授之以魚(yú)”，這句話對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)老師來(lái)說(shuō)恰如其分。對(duì)于相同的電路結(jié)構(gòu)，任何一個(gè)電路參數(shù)的變化都可能會(huì)導(dǎo)致電路性能發(fā)生翻天覆地的變化。在國(guó)際國(guó)內(nèi)，每年都會(huì)有數(shù)百個(gè)新電路結(jié)構(gòu)專利產(chǎn)生，而這些電路的設(shè)計(jì)人員多是研究生或以上學(xué)歷人員，幾乎沒(méi)有一個(gè)新的電路結(jié)構(gòu)是由本科生提出的。

對(duì)于本科生來(lái)說(shuō)，他們只是剛剛涉足集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)，學(xué)習(xí)的內(nèi)容是最基礎(chǔ)的集成電路相關(guān)理論知識(shí)、電路結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。在創(chuàng)新方面對(duì)他們沒(méi)有過(guò)多的要求，因此他們不需要非常深刻地理解電路的各種公式尤其是復(fù)雜的公式及公式推導(dǎo)，其學(xué)習(xí)重點(diǎn)應(yīng)該是掌握基礎(chǔ)的電路結(jié)構(gòu)、電路分析基本方法等，而不是糾結(jié)于電路各性能參數(shù)的推導(dǎo)。例如，對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)的本科必修課程――“固體物理”和“晶體管原理”，冗長(zhǎng)的公式及繁瑣的推導(dǎo)極大地削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)對(duì)于專業(yè)知識(shí)的理解也沒(méi)有太多的益處。[3]另外，從專業(yè)需要方面出發(fā)，對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)更多的是需要學(xué)生掌握各種半導(dǎo)體器件的基本工作原理及特性，而并非是具體的公式。因此，減少理論教學(xué)中繁瑣的公式推導(dǎo)，轉(zhuǎn)而側(cè)重于基本原理及特性的物理意義的介紹，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)更加容易接受，也有益于之后“模擬集成電路”、“數(shù)字集成電路”的教學(xué)。

3.增加就業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)含量

從集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)進(jìn)入本科教學(xué)后的近十年間本科生就業(yè)情況看，集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)的本科生畢業(yè)后直接從事集成電路設(shè)計(jì)方向相關(guān)工作的非常少，多數(shù)選擇繼續(xù)深造或改行另謀生路。這方面的原因除了因?yàn)楸究粕诨局R(shí)儲(chǔ)備方面還不能達(dá)到集成電路設(shè)計(jì)人員的要求外，更主要的原因是隨著國(guó)家對(duì)集成電路的大力扶持，現(xiàn)在開(kāi)設(shè)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)的高等院校越來(lái)越多，很多都是具有研究生辦學(xué)能力的高校，也就是說(shuō)有更多的更高層次的集成電路設(shè)計(jì)人才在競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)原本就不是很多的集成電路設(shè)計(jì)崗位。

另外一方面，集成電路的版圖、集成電路的工藝以及集成電路的測(cè)試等方面也都是與集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)的工作，而且這些崗位相對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)崗位來(lái)說(shuō)對(duì)電路設(shè)計(jì)知識(shí)的要求要低很多。而從事集成電路版圖、集成電路工藝或集成電路測(cè)試相關(guān)工作若干年的知識(shí)積累將極大地有利于其由相關(guān)崗位跳槽至集成電路設(shè)計(jì)的相關(guān)崗位。因此，從長(zhǎng)期的發(fā)展目標(biāo)考慮，集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)本科畢業(yè)生從事版圖、工藝、測(cè)試相關(guān)方向的工作可能更有競(jìng)爭(zhēng)力，也更為符合本科生知識(shí)儲(chǔ)備及長(zhǎng)期發(fā)展的需求。這就對(duì)集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)內(nèi)容提出了更多的要求。為了能更好地貼近學(xué)生就業(yè)，在集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)內(nèi)容方面，教師應(yīng)該更多地側(cè)重于基本的電路版圖知識(shí)、硅片工藝流程、芯片測(cè)試等相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)。

三、結(jié)論

集成電路產(chǎn)業(yè)是我國(guó)的新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化的重要基礎(chǔ)。大力推進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必須強(qiáng)化集成電路設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)的本科教學(xué)質(zhì)量和水平，而國(guó)內(nèi)的集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)還處在孕育發(fā)展的嶄新階段，它是適應(yīng)現(xiàn)代IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展及本科就業(yè)形勢(shì)的，但目前還存在很多問(wèn)題亟待解決。本文從已有的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及調(diào)研情況做了一些分析，但這遠(yuǎn)沒(méi)有涉及集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)本科教學(xué)的方方面面。不過(guò)，可以預(yù)測(cè)，在國(guó)家大力扶持下，在相關(guān)教師及學(xué)生的共同努力下，我國(guó)的集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)定會(huì)逐步走向成熟，更加完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]王為慶.高職高?！禤rotel電路設(shè)計(jì)》教學(xué)改革思路探索[J].考試周刊,2011,(23).

篇6

近年來(lái)，我國(guó)電子技術(shù)獲得突飛猛進(jìn)發(fā)展，新型元器件和集成電路得以廣泛應(yīng)用，電集成化與復(fù)雜化顯然已成為新時(shí)期電路設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。為更好滿足當(dāng)代電路設(shè)計(jì)需求，利用電子線路CAD技術(shù)取代傳統(tǒng)的手工操作很有必要。在電子線路CAD技術(shù)的輔助下，電路設(shè)計(jì)的精密度將獲得可靠保障。電子線路CAD技術(shù)的應(yīng)用，其實(shí)是電路設(shè)計(jì)者在電路設(shè)計(jì)理論上具有可行性的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)繪圖、設(shè)計(jì)軟件等工具，完成實(shí)際的設(shè)計(jì)工具。在電子線路CAD技術(shù)的幫助下，電路設(shè)計(jì)工作的效率與質(zhì)量均將得以顯著提升。目前，電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要包括以下內(nèi)容：

1.1電路圖的設(shè)計(jì)。作為電子設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)完善、功能全面的電路圖很有必要，這是確保電子設(shè)計(jì)最終產(chǎn)物能夠正常使用的根本保障。在電子設(shè)計(jì)者進(jìn)行電路原理圖的設(shè)計(jì)工作時(shí)，完全可以借助Protel工具，實(shí)現(xiàn)原理圖的輸入。Protel蘊(yùn)藏著資源豐富的電子器件庫(kù)，在Protel的輔助下，設(shè)計(jì)者在繪圖期間能夠結(jié)合設(shè)計(jì)需求，靈活使用各類電子器件，大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)的工作量，同時(shí)提高了電路原理圖的精密度。譬如，使用者繪制完成元器件后，可以根據(jù)自己的想象，將其放在任何一個(gè)位置，僅需通過(guò)拖動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)，無(wú)需進(jìn)行其他調(diào)整參數(shù)等操作。

1.2模擬數(shù)據(jù)。電子線路CAD技術(shù)還能起到模擬數(shù)據(jù)的作用，以便設(shè)計(jì)者根據(jù)模擬電路運(yùn)行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)電路設(shè)計(jì)有無(wú)異常。同時(shí)，可結(jié)合模擬數(shù)據(jù)，對(duì)電路進(jìn)行更深層次的分析。Protel軟件本身自帶多種模擬功能，設(shè)計(jì)者可通過(guò)模擬功能的運(yùn)用，對(duì)電子設(shè)計(jì)在通電情況下的溫度、瞬態(tài)、靈敏度等情況有一個(gè)初步的了解，以確保該電路的功能是否達(dá)到預(yù)期效果。另外，還可利用數(shù)據(jù)模擬，了解電路各環(huán)節(jié)的運(yùn)行情況，以便設(shè)計(jì)者及時(shí)察覺(jué)線路異常，并盡快采取措施進(jìn)行調(diào)整。

1.3設(shè)計(jì)PCB板。利用Protel軟件，將電路設(shè)計(jì)圖進(jìn)行布線，最終形成的電路板即為PCB板。PCB板的設(shè)計(jì)，離不開(kāi)電路原理圖的導(dǎo)入，而電路原理圖的導(dǎo)入工作，勢(shì)必需要借助Protel軟件的數(shù)據(jù)模擬功能。同時(shí)，為確保PCB板的設(shè)計(jì)達(dá)到理想效果，電路原理圖與PCB板中的各類元器件的電氣特點(diǎn)務(wù)必要保持一致。只有這樣，設(shè)計(jì)者才能借助Prote軟件的布線功能完成布線工作，并在后期，通過(guò)人工調(diào)整的方式，進(jìn)一步改善布線工作的效果，使電路布線更加精確、整潔。

2運(yùn)用電子線路CAD技術(shù)提高電子設(shè)計(jì)課程教學(xué)質(zhì)量的有效建議

電子線路CAD課程是一門(mén)理論與實(shí)際結(jié)合性很強(qiáng)，具有一定實(shí)踐性的新興課程，是當(dāng)代電子信息技術(shù)專業(yè)的核心課程之一。電子線路CAD課程的主要目的，是幫助鍛煉學(xué)生PCB板的設(shè)計(jì)能力，能夠結(jié)合設(shè)計(jì)需要，完成各種類型的PCB板布局與布線。作為電子信息技術(shù)專業(yè)的高職學(xué)生，務(wù)必要掌握：CAD軟件的應(yīng)用能力、原理圖繪制能力、原理圖元件制作能力。PCB板設(shè)計(jì)能力、新元件封裝制作能力、單面PCB板設(shè)計(jì)與編輯。雙面PCB板設(shè)計(jì)與編輯，并了解一定的有關(guān)多層PCB板設(shè)計(jì)與編輯以及電子線路仿真知識(shí)。結(jié)合電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況來(lái)看，為能有效完成電子線路設(shè)計(jì)工作，全面落實(shí)電子線路CAD技術(shù)的教學(xué)很有必要。然而，從目前教學(xué)工作開(kāi)展情況來(lái)看，在高職電子設(shè)計(jì)課程的教學(xué)工作中，電子線路CAD技術(shù)的應(yīng)用并沒(méi)有達(dá)到理想效果。學(xué)生在對(duì)電子線路CAD技術(shù)始終無(wú)法真正掌握電子線路CAD技術(shù)，也不能通過(guò)靈活應(yīng)用該技術(shù)，順利完成電子設(shè)計(jì)工作。學(xué)生對(duì)該技術(shù)的學(xué)習(xí)，往往只是停留在對(duì)理論知識(shí)的理解，對(duì)實(shí)踐操作方面的內(nèi)容，多呈現(xiàn)出臨時(shí)性記憶的特點(diǎn)，一旦離開(kāi)教師的輔導(dǎo)或一定時(shí)間未接觸，就會(huì)出現(xiàn)無(wú)從下手的情況。針對(duì)這一問(wèn)題，結(jié)合發(fā)達(dá)國(guó)家成功經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)運(yùn)用以行動(dòng)為向?qū)У捻?xiàng)目教學(xué)法效果更佳。告知電子設(shè)計(jì)課程在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)遵循以下基本原則：

（1）先整體后具體。在開(kāi)展CAD技術(shù)的教學(xué)工作時(shí)，教師應(yīng)提前對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值與學(xué)習(xí)意義進(jìn)行介紹，告知學(xué)生這一知識(shí)要點(diǎn)的學(xué)習(xí)難度與學(xué)習(xí)目的，使學(xué)生做好充分的心理準(zhǔn)備后，再進(jìn)行各項(xiàng)目的教學(xué)與實(shí)踐；

（2）循序漸進(jìn)。學(xué)生初步接觸CAD技術(shù)時(shí)，教師注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單嘗試，帶領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用該技術(shù)進(jìn)行難度系數(shù)低的電子設(shè)計(jì)，然后不斷增減難度，由淺入深，加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用該技術(shù)的能力。比如說(shuō)，相較于高頻電子產(chǎn)品，低頻電子產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單，教師在帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，應(yīng)從低頻電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)入手，待學(xué)生完全掌握操作技能后，再逐漸轉(zhuǎn)向高頻電子產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)；

（3）鼓勵(lì)創(chuàng)新。在使用CAD技術(shù)進(jìn)行電子設(shè)計(jì)時(shí)，教師應(yīng)在學(xué)生CAD技術(shù)掌握到一定程度時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生積極創(chuàng)新，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生電子線路CAD技術(shù)應(yīng)用的靈活性；

（4）要求學(xué)生將理論落實(shí)到實(shí)踐。子在學(xué)生運(yùn)用CAD技術(shù)完成電子設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，教師應(yīng)要求學(xué)生將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為成品，而不是停留在電腦的設(shè)計(jì)。將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為成品，能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)成就感，使學(xué)生更加直觀的感受到CAD技術(shù)的魅力，今后愿意更加專注地投入學(xué)習(xí)。

3結(jié)束語(yǔ)

篇7

關(guān)鍵詞：電子電路設(shè)計(jì)教學(xué)；軟件實(shí)際應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，計(jì)算機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)應(yīng)用發(fā)展空間也越來(lái)越廣闊。計(jì)算機(jī)軟件對(duì)于電子線路設(shè)計(jì)而言，其重要性不言而喻，可提供給電路設(shè)計(jì)更合理的參數(shù)方案，無(wú)論是教學(xué)應(yīng)用中亦或社會(huì)應(yīng)用中，均占有極高的比重和地位。目前，已有諸多設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)和研究電路的過(guò)程中，利用電腦仿真技術(shù)來(lái)分析調(diào)試電路設(shè)計(jì)，充分證實(shí)計(jì)算機(jī)軟件是實(shí)現(xiàn)電子電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵工具。

一、電子電路設(shè)計(jì)教學(xué)和計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展現(xiàn)狀

在計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展的當(dāng)前，幾乎任何行業(yè)的發(fā)展都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)利用，特別是電子電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，應(yīng)用各類計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)既快捷便利，又能有效驗(yàn)證電子線路的功能及連接。而隨著計(jì)算機(jī)軟件的普及應(yīng)用，其類型功能等越來(lái)越完善，也得到了廣泛的認(rèn)可。在實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中，無(wú)論設(shè)計(jì)亦或搭建線路，都需要電路圖繪制、結(jié)構(gòu)調(diào)動(dòng)、電路及元件設(shè)計(jì)等電子領(lǐng)域共同參與，這就表明需要用到的計(jì)算機(jī)類型也不盡相同，也是促進(jìn)計(jì)算機(jī)軟件完善發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力。

目前，我國(guó)大多數(shù)高校開(kāi)設(shè)的電子電路設(shè)計(jì)課程主要以“理論+實(shí)踐”為主，這種課程模式提供給學(xué)生學(xué)習(xí)電路設(shè)計(jì)更廣闊的發(fā)展空間。而使用計(jì)算機(jī)軟件輔助教學(xué)，讓學(xué)生掌握軟件使用方法，可利于學(xué)生通過(guò)軟件工具設(shè)計(jì)電子電阻，搭建和調(diào)試其線路。在電路設(shè)計(jì)教學(xué)中應(yīng)用輔助軟件，最具有代表性的實(shí)例即模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其不但能使學(xué)生獲得基礎(chǔ)性知識(shí)，通過(guò)課堂的實(shí)踐練習(xí)更加深入認(rèn)知電路設(shè)計(jì)和仿真軟件應(yīng)用，也可在課程后期實(shí)踐中，更進(jìn)一步融合電子電路知識(shí)與軟件知識(shí)。從這個(gè)角度來(lái)看，進(jìn)行電子電路教學(xué)，對(duì)電路設(shè)計(jì)結(jié)合計(jì)算機(jī)軟件意義非凡，也是我國(guó)電子電路技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)前提。

二、電子電路設(shè)計(jì)教學(xué)中輔助軟件的應(yīng)用

（一）Portues軟件的應(yīng)用

目前，在電子電路設(shè)計(jì)的教學(xué)中，Portues軟件的應(yīng)用較為普遍，此軟件具有強(qiáng)大的輔助設(shè)計(jì)功能，作為仿真教學(xué)軟件之一，在科技水平大幅度提高的今天，逐漸受到電子電路專業(yè)師生的青睞。Portues軟件的應(yīng)用需通過(guò)在界定頁(yè)面演示后，根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果所得結(jié)論制定或優(yōu)化相關(guān)解決方案。這種仿真模式能提高軟件利用效率，得出一系列仿真波形和圖像，實(shí)現(xiàn)更深入的修改。通常來(lái)說(shuō)，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者需要將初始的原理圖做成實(shí)際測(cè)試版進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，需要進(jìn)行電路板的修改和完善。使用該軟件則可避免這一環(huán)節(jié)，只要通過(guò)該軟件就能分析原始電子電路設(shè)計(jì)，并自動(dòng)生成其研究結(jié)果。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，該軟件具有操作便利、功能全面的優(yōu)勢(shì)，并及時(shí)調(diào)整電子電路設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，在學(xué)生實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，也有利于解決電子電路設(shè)計(jì)教學(xué)中的問(wèn)題。同時(shí)，該軟件的檢測(cè)手段更科學(xué)，可完全取代傳統(tǒng)落后檢測(cè)模式，且能夠大大降低實(shí)驗(yàn)成本，對(duì)提高教學(xué)效率減少設(shè)計(jì)時(shí)間作用巨大。

（二）CAD軟件的應(yīng)用

CAD軟件在電子電路設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用，與其他軟件相比具有研究不同圖像的特點(diǎn)，在教學(xué)中應(yīng)用相對(duì)廣泛。而在電子電路教學(xué)不斷發(fā)展的今天，該軟件不但有利于電路制圖，也有益于核算相關(guān)數(shù)據(jù)和繪制幾何圖形。教師在利用該軟件進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，可根據(jù)電子電路設(shè)計(jì)類型的不同，展示不同設(shè)計(jì)的方案及措施。而且，學(xué)生利用該軟件進(jìn)行實(shí)踐，可了解到電子電路設(shè)計(jì)中的各種問(wèn)題，并更便捷快速地解決面臨的問(wèn)題，使學(xué)生在實(shí)踐中不斷累積經(jīng)驗(yàn)，提高自身動(dòng)手能力及解決問(wèn)題的能力，進(jìn)而避免這些問(wèn)題對(duì)教學(xué)的干擾。另外，CAD軟件本身?yè)碛性韼?kù)，故能在教學(xué)中設(shè)置電子電路設(shè)計(jì)的相關(guān)元件，還能直接及時(shí)地給出解決電路設(shè)計(jì)中所存問(wèn)題的方案。在教學(xué)中利用該軟件輔助，可有效減少制作原理圖像的時(shí)間，使學(xué)生深刻記憶制作設(shè)計(jì)的圖像。但需要注意一點(diǎn)，即教師要詳細(xì)說(shuō)明模擬元件與真實(shí)元件的區(qū)別，以免學(xué)生在實(shí)踐操作中受到不安全因素的威脅。

（三）EWB軟件的應(yīng)用

EWB軟件是技術(shù)型仿真軟件，其中涉及大量高科技元件與電路模型。從仿真軟件角度來(lái)說(shuō)，EWB軟件的使用功能十分強(qiáng)大，能夠進(jìn)行整體的電子電路分析，并可提出相關(guān)問(wèn)題。該軟件與其他軟件相比，更具適用性，可以實(shí)現(xiàn)不同的電子電路設(shè)計(jì)。因此，當(dāng)教師利用該軟件輔助教學(xué)時(shí)，應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)其不同所在，既要讓學(xué)生充分利用軟件主要功能，也要了解相關(guān)拓展功能。例如，系統(tǒng)的掃描分析電子電路形式時(shí)，該軟件在仿真各種函數(shù)的同時(shí)，也可模擬電路生成。另外，在學(xué)生利用軟件中涉及的高科技元件和功能完善原始電子電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，教師應(yīng)詳細(xì)地向?qū)W生介紹并解釋相關(guān)軟件的生成，以確保學(xué)生能夠全面掌握軟件使用方法，進(jìn)而開(kāi)展高效的學(xué)習(xí)。在電子電路設(shè)計(jì)中只有不斷了解EWB軟件，將其全面融入其中才能展現(xiàn)其精準(zhǔn)程度與時(shí)效性。

三、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上文分析可知，輔助軟件應(yīng)用于電子電路設(shè)計(jì)教學(xué)中，無(wú)疑是對(duì)電路設(shè)計(jì)和功能檢測(cè)教學(xué)方法的最佳補(bǔ)充。教師在備課期間，應(yīng)對(duì)各種輔助軟件運(yùn)用特點(diǎn)進(jìn)行合理比較，以便擇取更具備教學(xué)價(jià)值的軟件進(jìn)行教學(xué)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路參數(shù)的全面講解，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)到電力工程設(shè)計(jì)見(jiàn)地，進(jìn)而為其將來(lái)就業(yè)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]顧玲芙.各類軟件在電子電路設(shè)計(jì)教學(xué)中的運(yùn)用[J].電子制作，2013，（20）：132-132.

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關(guān)鍵詞： 繼電接觸器控制系統(tǒng) 主體思路 方法

1.引言

對(duì)電動(dòng)機(jī)或其他電氣設(shè)備的通斷，當(dāng)前國(guó)內(nèi)較多地采用繼電接觸器控制器件。秦曾煌教授編寫(xiě)的《電工技術(shù)》第十章“繼電接觸器控制系統(tǒng)”就是講解本知識(shí)。本文就講授本章知識(shí)的主體思路和方法進(jìn)行探討，以期提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率［1］。

2.直接起動(dòng)電路設(shè)計(jì)

繼電接觸器控制系統(tǒng)的講解要偏重實(shí)踐。在課堂教學(xué)的時(shí)候，首先以直接起動(dòng)電機(jī)為例進(jìn)行講解。對(duì)于小功率的電機(jī)，常常采用如圖1―1的方法起動(dòng)，其中L1，L2，L3為三相電，M為電機(jī)，QS為機(jī)械式開(kāi)關(guān)，F(xiàn)U為熔斷器。對(duì)于QS、FU的理解，可以讓同學(xué)們參照家里面的閘刀開(kāi)關(guān)和保險(xiǎn)絲進(jìn)行學(xué)習(xí)掌握。

圖1-1所示電路在不停電的場(chǎng)合可以正常使用，但是如果停電，則電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，突然來(lái)電則自行起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶來(lái)安全隱患。此外，對(duì)于大功率的電機(jī)，起動(dòng)時(shí)還要采取各種方法降低啟動(dòng)電流，因此需要對(duì)電路進(jìn)行擴(kuò)展。另外，對(duì)于使用機(jī)械開(kāi)關(guān)直接控制也不夠方便，因此經(jīng)常使用如圖1―2所示電路進(jìn)行直接啟動(dòng)。其中FR為熱繼電器，主要提供過(guò)載保護(hù)，與FU不同在于，F(xiàn)U主要提供短路保護(hù)。圖1―2電路的主要改進(jìn)在于引入了按鈕SB和交流接觸器KM。下面介紹SB及KM的工作原理。

按鈕的工作機(jī)理在于彈簧的作用力，如圖1―3所示，當(dāng)按下按鈕帽后，斷開(kāi)常閉觸頭，接通常開(kāi)觸頭。當(dāng)松開(kāi)手后，靠彈簧力的作用，常開(kāi)觸頭重新斷開(kāi)，常閉觸頭重行閉合，完成一次電路的通斷。

接觸器相當(dāng)于對(duì)按鈕進(jìn)行了改進(jìn)，如圖1―4所示，下面黑色的環(huán)體代表線圈，只要給線圈通電，即產(chǎn)生磁力，磁力克服彈簧力，吸引彈片向下，使常閉觸頭斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。當(dāng)線圈斷電，靠彈簧力的作用，常開(kāi)觸頭重新斷開(kāi)，常閉觸頭重行閉合，完成一次電路的通斷。

只要對(duì)照?qǐng)D形理解元器件作用，就能很快理解圖1―2的原理，因此對(duì)繼電接觸器控制系統(tǒng)就有了一個(gè)基礎(chǔ)的理解。

3.正反轉(zhuǎn)電路設(shè)計(jì)

首先介紹正反轉(zhuǎn)電路的主電路。正反轉(zhuǎn)電路的主電路無(wú)非是實(shí)現(xiàn)正傳和反轉(zhuǎn)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的原理，只需調(diào)換兩根相線即可。因此主電路如圖2―1所示。

對(duì)于正反轉(zhuǎn)的控制電路，實(shí)則是兩路的直接啟動(dòng)控制線路。即如圖2―2所示。其運(yùn)行方式為正傳―停止―rc 轉(zhuǎn)。圖2―2雖然簡(jiǎn)單，但可能會(huì)誤操作，adk 正傳―反轉(zhuǎn)，則會(huì)引起短路。因此加入互鎖環(huán)節(jié)，如圖2―3所示，這樣，電路的工作方式還是正傳―停止―反轉(zhuǎn)，但不會(huì)出現(xiàn)短路的情況。但是這種設(shè)計(jì)仍然不能采用直接正反轉(zhuǎn)，因此使用復(fù)合按鈕設(shè)計(jì)如圖2―4的控制線路，可以完成直接的正反轉(zhuǎn)。

在這里需要注意兩個(gè)方面的問(wèn)題：不可讓線圈串聯(lián)，因?yàn)榇?lián)分壓，可能使電磁鐵磁力不夠。此外，對(duì)于接觸器和按鈕的常開(kāi)和常閉觸頭，需要注意先斷開(kāi)后閉合的問(wèn)題。

4.行程控制電路設(shè)計(jì)

電機(jī)正反轉(zhuǎn)能夠讓電動(dòng)小車前行和后退，因此加入檢測(cè)元件進(jìn)行行程控制。此處選擇檢測(cè)元件為行程開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)的原理和按鈕類似。壓下去就成反態(tài)，離開(kāi)就恢復(fù)原態(tài)。

電動(dòng)小車往復(fù)控制主電路與正反轉(zhuǎn)主電路一樣，這一點(diǎn)容易理解。

難點(diǎn)在于控制電路如何設(shè)計(jì)。使用行程開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)取代按鈕，但為了前行啟動(dòng)，又能后行啟動(dòng)，因此將行程開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)和按鈕并聯(lián)，如圖3所示。圖中，ST為行程開(kāi)關(guān)。

5.時(shí)間控制電路設(shè)計(jì)

時(shí)間控制電路設(shè)計(jì)來(lái)講，主要是使用時(shí)間繼電器完成延時(shí)控制。時(shí)間繼電器的工作原理為，延時(shí)動(dòng)作，即得電延時(shí)和失電延時(shí)，對(duì)應(yīng)的線圈亦不一樣。

以星型―三角型降壓?jiǎn)?dòng)電路的設(shè)計(jì)，講解時(shí)間控制。

主電路的設(shè)計(jì)依據(jù)星型三角型聯(lián)接方式即可得到，如圖4―1，其控制電路的設(shè)計(jì)可以由正反轉(zhuǎn)電路演化而來(lái)。

正反轉(zhuǎn)電路中的正轉(zhuǎn)可以當(dāng)做是星型啟動(dòng)，反轉(zhuǎn)是三角型運(yùn)行。因此只需將反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕換成時(shí)間繼電器的延時(shí)觸點(diǎn)即可。

時(shí)間繼電器的延時(shí)觸點(diǎn)有了位置，則要擺放線圈位置，線圈可與星型啟動(dòng)的線圈并聯(lián)。則基本的電路設(shè)計(jì)完畢。

設(shè)計(jì)好后，需要改進(jìn)電路。延時(shí)動(dòng)作完成，電動(dòng)機(jī)三角型正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，需要切斷延時(shí)線圈，因此加入互鎖控制。經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的電路如圖4―2所示。

6.結(jié)語(yǔ)

本文分析了繼電接觸器控制系統(tǒng)講解的主體思路和方法。設(shè)計(jì)有兩條思路：串并聯(lián)思路、特殊功能觸點(diǎn)取代按鈕。此思路是貫穿整個(gè)繼電接觸器控制設(shè)計(jì)的講授，這一點(diǎn)一定要和同學(xué)們講清楚，以便其以后開(kāi)展自行設(shè)計(jì)。講解本章知識(shí)，切忌直接給圖，讓同學(xué)們讀圖進(jìn)行理解。以上方法為個(gè)人教學(xué)總結(jié)，以期能對(duì)講授本章知識(shí)提供參考。

篇9

2001年我國(guó)新增“集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)，2003年至2009年，我國(guó)在清華大學(xué)、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等高校分三批設(shè)立了20個(gè)大學(xué)集成電路人才培養(yǎng)基地，加上原有的“微電子科學(xué)與工程”專業(yè)，目前，國(guó)內(nèi)已有近百所高校開(kāi)設(shè)了微電子相關(guān)專業(yè)和實(shí)訓(xùn)基地，由此可見(jiàn)，國(guó)家對(duì)集成電路行業(yè)人才培養(yǎng)的高度重視。在新形勢(shì)下，集成電路相關(guān)專業(yè)的“重理論輕實(shí)踐”、“重教授輕自學(xué)輕互動(dòng)”的傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式已不再適用。因此，探索新的人才培養(yǎng)方式，改革集成電路設(shè)計(jì)類課程體系顯得尤為重要。傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式的“重理論、輕實(shí)踐”方面，可從課程教學(xué)學(xué)時(shí)安排上略見(jiàn)一斑。例如：某高校“模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程，總學(xué)時(shí)為80，其中理論為64學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)為16學(xué)時(shí)，理論與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)比高達(dá)4∶1。由于受學(xué)時(shí)限制，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容很難全面覆蓋模擬集成電路的典型結(jié)構(gòu)，且實(shí)驗(yàn)所涉及的電路結(jié)構(gòu)、器件尺寸和參數(shù)只能由授課教師直接給出，學(xué)生在有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)內(nèi)僅完成電路的仿真驗(yàn)證工作。由于缺失了根據(jù)所學(xué)理論動(dòng)手設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)，計(jì)算器件尺寸，以及通過(guò)仿真迭代優(yōu)化設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，使得眾多應(yīng)屆畢業(yè)生走出校園后普遍不具備直接參與集成電路設(shè)計(jì)的能力?！爸亟淌?、輕自學(xué)、輕互動(dòng)”的傳統(tǒng)教學(xué)方式也備受詬病。課堂上，授課教師過(guò)多地關(guān)注知識(shí)的傳授，忽略了發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，導(dǎo)致教師教得很累，學(xué)生學(xué)得無(wú)趣。

2集成電路設(shè)計(jì)類課程體系改革探索和教學(xué)模式的改進(jìn)

2014年“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”課程被列入我校卓越課程的建設(shè)項(xiàng)目，以此為契機(jī)，卓越課程建設(shè)小組對(duì)集成電路設(shè)計(jì)類課程進(jìn)行了探索性的“多維一體”的教學(xué)改革，運(yùn)用多元化的教學(xué)組織形式，通過(guò)合作學(xué)習(xí)、小組討論、項(xiàng)目學(xué)習(xí)、課外實(shí)訓(xùn)等方式，營(yíng)造開(kāi)放、協(xié)作、自主的學(xué)習(xí)氛圍和批判性的學(xué)習(xí)環(huán)境。

2．1新型集成電路設(shè)計(jì)課程體系探索

由于統(tǒng)一的人才培養(yǎng)方案，造成了學(xué)生“學(xué)而不精”局面，培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生很難快速適應(yīng)企業(yè)的需求，往往企業(yè)還需追加6～12個(gè)月的實(shí)訓(xùn)，學(xué)生才能逐漸掌握專業(yè)技能，適應(yīng)工作崗位。因此，本卓越課程建設(shè)小組試圖根據(jù)差異化的人才培養(yǎng)目標(biāo)，探索新型集成電路設(shè)計(jì)類課程體系，重新規(guī)劃課程體系，突出課程的差異化設(shè)置。集成電路設(shè)計(jì)類課程的差異化，即根據(jù)不同的人才培養(yǎng)目標(biāo)，開(kāi)設(shè)不同的專業(yè)課程。比如，一些班級(jí)側(cè)重培養(yǎng)集成電路前端設(shè)計(jì)的高端人才，其開(kāi)設(shè)的集成電路設(shè)計(jì)類課程包括數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)、集成電路系統(tǒng)與芯片設(shè)計(jì)、模擬集成電路設(shè)計(jì)、射頻電路基礎(chǔ)、硬件描述語(yǔ)言與FPGA設(shè)計(jì)、集成電路EDA技術(shù)、集成電路工藝原理等；另外的幾個(gè)班級(jí)，則側(cè)重于集成電路后端設(shè)計(jì)的高端人才培養(yǎng)，其開(kāi)設(shè)的集成電路設(shè)計(jì)類課程包括數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)、CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)技術(shù)、集成電路工藝原理、集成電路CAD、集成電路封裝與集成電路測(cè)試等。在多元化的培養(yǎng)模式中，加入實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，為期一年，設(shè)置在第七、八學(xué)期。學(xué)生可自由選擇，或留在學(xué)校參與教師團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，或進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí)，以此來(lái)提高學(xué)生的專業(yè)技能與綜合素質(zhì)。

2．2理論課課堂教學(xué)方式的改進(jìn)

傳統(tǒng)的課堂理論教學(xué)方式主要“以教為主”，缺少了“以學(xué)為主”的互動(dòng)環(huán)節(jié)和自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。通過(guò)增加以學(xué)生為主導(dǎo)的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和學(xué)習(xí)效果。改進(jìn)措施如下：

（1）適當(dāng)降低精講學(xué)時(shí)。精講學(xué)時(shí)從以往的占課程總學(xué)時(shí)的75％～80％，降低為30％～40％，課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)由主講教師精講，精講環(huán)節(jié)重在使學(xué)生掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。

（2）增加課堂互動(dòng)和自學(xué)學(xué)時(shí)。其學(xué)時(shí)由原來(lái)的占理論學(xué)時(shí)不到5％增至40％～50％。

（3）采用多樣化課堂教學(xué)手段，包括團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)、課堂小組討論和自主學(xué)習(xí)等，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。比如，教師結(jié)合當(dāng)前本專業(yè)國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)、研究熱點(diǎn)和實(shí)踐應(yīng)用等，將課程內(nèi)容凝練成幾個(gè)專題供學(xué)生進(jìn)行小組討論，每小組人數(shù)控制在3～4人，課堂討論時(shí)間安排不低于課程總學(xué)時(shí)的30％［3］。專題內(nèi)容由學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)的方式完成，小組成員在查閱大量的文獻(xiàn)資料后，撰寫(xiě)報(bào)告，在課堂上與師生進(jìn)行交流。課堂理論教學(xué)方式的改進(jìn)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，使學(xué)生從被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，既活躍了課堂氣氛，也營(yíng)造了自主、平等、開(kāi)放的學(xué)習(xí)氛圍。

2．3課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的改進(jìn)

為使學(xué)生盡快掌握集成電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提高動(dòng)手實(shí)踐能力，探索一種內(nèi)容合適、難度適中的集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法勢(shì)在必行。本課程建設(shè)小組將從以下幾個(gè)方面對(duì)課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)：

（1）適當(dāng)提高教學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)占課程總學(xué)時(shí)的比例，使理論和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的比例不高于2∶1。

（2）增加課外實(shí)驗(yàn)任務(wù)。除實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)內(nèi)必須完成的實(shí)驗(yàn)外，教師可增設(shè)多個(gè)備選實(shí)驗(yàn)供學(xué)生選擇。學(xué)生可在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為學(xué)生提供更多的自主思考和探索空間。

（3）提升集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室的軟、硬件環(huán)境。本專業(yè)通過(guò)申請(qǐng)實(shí)驗(yàn)室改造經(jīng)費(fèi)，已完成多個(gè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的軟、硬件升級(jí)換代。目前，實(shí)驗(yàn)室配套完善的EDA輔助電路設(shè)計(jì)軟件，該系列軟件均為業(yè)界認(rèn)可且使用率較高的軟件。

（4）統(tǒng)籌安排集成電路設(shè)計(jì)類課程群的教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，力爭(zhēng)使課程群的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容覆蓋設(shè)計(jì)全流程。由于集成電路設(shè)計(jì)類課程多、覆蓋面大，且由不同教師進(jìn)行授課，因此課程實(shí)驗(yàn)分散，難以統(tǒng)一。本課程建設(shè)小組為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，全面規(guī)劃、統(tǒng)籌安排課程群內(nèi)的所有實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)集成電路設(shè)計(jì)的全流程都有所了解。

3工程案例教學(xué)法的應(yīng)用

為提升學(xué)生的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們將工程案例教學(xué)法貫穿于整個(gè)課程群的理論、實(shí)驗(yàn)和作業(yè)環(huán)節(jié)。下面以模擬集成電路中的典型模塊多級(jí)放大器的設(shè)計(jì)為例，對(duì)該教學(xué)方法在課程中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)介紹。

3．1精講環(huán)節(jié)

運(yùn)算放大器是模擬系統(tǒng)和混合信號(hào)系統(tǒng)中一個(gè)完整而又重要的部分，從直流偏置的產(chǎn)生到高速放大或?yàn)V波，都離不開(kāi)不同復(fù)雜程度的運(yùn)算放大器。因此，掌握運(yùn)算放大器知識(shí)是學(xué)生畢業(yè)后從事模擬集成電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。雖然多級(jí)運(yùn)算放大器的電路規(guī)模不是很大，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需根據(jù)性能指標(biāo)，謹(jǐn)慎挑選運(yùn)放結(jié)構(gòu)，合理設(shè)計(jì)器件尺寸。運(yùn)算放大器的性能指標(biāo)指導(dǎo)著設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)和幾個(gè)比較重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，如開(kāi)環(huán)增益、小信號(hào)帶寬、最大功率、輸出電壓（流）擺幅、相位裕度、共模抑制比、電源抑制比、轉(zhuǎn)換速率等。由于運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)指標(biāo)多，設(shè)計(jì)過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，因此其工作原理、電路結(jié)構(gòu)和器件尺寸的計(jì)算方法等，這部分內(nèi)容需要由主講教師精講，其教學(xué)內(nèi)容可以放在“模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程的理論學(xué)時(shí)里。

3．2作業(yè)環(huán)節(jié)

課后作業(yè)不僅僅是課堂教學(xué)的鞏固，還應(yīng)是課程實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)。為了彌補(bǔ)缺失的學(xué)生自主設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，我們將電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和器件尺寸、相關(guān)參數(shù)的手工計(jì)算過(guò)程放在作業(yè)環(huán)節(jié)中完成。這樣做既不占用寶貴的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，又提高了學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。比如兩級(jí)運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)和仿真實(shí)驗(yàn)，運(yùn)放的設(shè)計(jì)指標(biāo)為：直流增益＞80dB；單位增益帶寬＞50MHz；負(fù)載電容為2pF；相位裕度＞60°；共模電平為0．9V（VDD＝1．8V）；差分輸出擺幅＞±0．9V；差分壓擺率＞100V／μs。在上機(jī)實(shí)驗(yàn)之前，主講教師先將該運(yùn)放的設(shè)計(jì)指標(biāo)布置在作業(yè)中，學(xué)生根據(jù)教師指定的設(shè)計(jì)參數(shù)完成兩級(jí)運(yùn)放結(jié)構(gòu)選型及器件尺寸、參數(shù)的手工計(jì)算工作，仿真驗(yàn)證和電路優(yōu)化工作在實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)或課外實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中完成。

3．3實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

在課程實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生使用EDA軟件平臺(tái)將作業(yè)中設(shè)計(jì)好的電路輸入并搭建相關(guān)仿真環(huán)境，進(jìn)行仿真驗(yàn)證工作。學(xué)生根據(jù)仿真結(jié)果不斷優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)和器件尺寸，直至所設(shè)計(jì)的運(yùn)算放大器滿足所有預(yù)設(shè)指標(biāo)。其教學(xué)內(nèi)容可放在“模擬集成電路設(shè)計(jì)”或“集成電路EDA技術(shù)”課程里［4］。

3．4版圖設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

版圖是電路系統(tǒng)和集成電路工藝之間的橋梁，是集成電路設(shè)計(jì)不可或缺的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)集成電路的版圖設(shè)計(jì)，可將立體的電路系統(tǒng)變?yōu)橐粋€(gè)二維的平面圖形，再經(jīng)過(guò)工藝加工還原為基于硅材料的立體結(jié)構(gòu)。兩級(jí)運(yùn)算放大器屬于模擬集成電路，其版圖設(shè)計(jì)不僅要滿足工藝廠商提供的設(shè)計(jì)規(guī)則，還應(yīng)考慮到模擬集成電路版圖設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則，如匹配性、抗干擾性以及冗余設(shè)計(jì)等。其教學(xué)內(nèi)容可放在課程群中“版圖設(shè)計(jì)技術(shù)”的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)完成。通過(guò)理論環(huán)節(jié)、作業(yè)環(huán)節(jié)以及實(shí)驗(yàn)的迭代仿真和版圖設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握模擬集成電路的前端設(shè)計(jì)到后端設(shè)計(jì)流程，以及相關(guān)EDA軟件的使用，具備了直接參與模擬集成電路設(shè)計(jì)的能力。

4結(jié)語(yǔ)

篇10

【關(guān)鍵詞】CDIO 《電路設(shè)計(jì)軟件》 教學(xué)改革

1 引言

作為通信、電子及其相關(guān)專業(yè)課程體系中的核心課程，《電路設(shè)計(jì)軟件》的特點(diǎn)是集理論性和實(shí)踐性于一體。課程教學(xué)的目的是要求學(xué)生既要掌握電路設(shè)計(jì)軟件的基本操作方法，又要具備PCB設(shè)計(jì)的基本能力。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師往往注重軟件的基本操作過(guò)程，以至于忽略了學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。通過(guò)對(duì)電子科技大學(xué)成都學(xué)院（以下稱本院）通信工程系2012級(jí)～2013級(jí)的15名學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，結(jié)果顯示，其中12名學(xué)生對(duì)軟件操作的流程非常熟悉，然而，一旦涉及讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單項(xiàng)目，卻僅僅只有4人能夠獨(dú)立開(kāi)展。由此可知，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不再適應(yīng)時(shí)代的人才需求，完善當(dāng)前的教學(xué)方法勢(shì)在必行。隨著社會(huì)對(duì)大學(xué)生動(dòng)手能力的要求越來(lái)越高，CDIO的工程教學(xué)模式被許多高校廣泛采用。大量案例證明，該模式對(duì)于提升學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力都是行之有效的。因此，在《電路設(shè)計(jì)軟件》課程中，擬采用該教學(xué)方式進(jìn)行實(shí)踐。

2 課程特點(diǎn)分析

《電路設(shè)計(jì)軟件》是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主的課程，主要的教學(xué)內(nèi)容包括：電路設(shè)計(jì)軟件的使用方法、工程項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)流程等。因此，課程教學(xué)的首要任務(wù)是讓學(xué)生熟悉軟件的操作方法。然而，該環(huán)節(jié)并非教學(xué)的主要目的，僅僅只能作為課程教學(xué)的初級(jí)目標(biāo)。而實(shí)際工程項(xiàng)目中，掌握電路設(shè)計(jì)的能力和方法，熟悉基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原理與規(guī)范至關(guān)重要，故教學(xué)中也應(yīng)該將重心放在該環(huán)節(jié)中。所以，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工程設(shè)計(jì)能力，既是教學(xué)重點(diǎn)，也是教學(xué)難點(diǎn)。針對(duì)該難點(diǎn)，擬采取從實(shí)際項(xiàng)目出發(fā)，讓學(xué)生參與到電路設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目中，主動(dòng)探索問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，從而達(dá)到提升理論知識(shí)水平、提高強(qiáng)動(dòng)手能力的目的。

3 基于CDIO的教學(xué)改革方案

CDIO工程教育模式的本質(zhì)是讓學(xué)生在“做中學(xué)”和“學(xué)中做”。因此，在教學(xué)培養(yǎng)方案的修訂中，必須針對(duì)課程的不同知識(shí)點(diǎn)，開(kāi)展各級(jí)項(xiàng)目。本課程的實(shí)例項(xiàng)目體系如圖1所示。

圖1 電路設(shè)計(jì)軟件課程實(shí)例項(xiàng)目體系

3.1電路設(shè)計(jì)軟件操作基礎(chǔ)教學(xué)

基礎(chǔ)教學(xué)是本院《電路設(shè)計(jì)軟件》CDIO教學(xué)中的首要環(huán)節(jié)。具體的教學(xué)措施是實(shí)例引入，即在實(shí)驗(yàn)中將相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)都用實(shí)例來(lái)說(shuō)明，如電路原理圖設(shè)計(jì)、報(bào)表的生成、pcb版圖創(chuàng)建以及布線操作等。通過(guò)對(duì)各個(gè)實(shí)例的親自操作，讓學(xué)生便能夠掌握軟件操作基本方法。同時(shí)，為培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，擬采用分組教學(xué)模式，將學(xué)生按照3～5人分組，每組配合完成每次的課堂操作練習(xí)實(shí)例。考慮學(xué)生基礎(chǔ)問(wèn)題，這些實(shí)例的選擇首先是基于實(shí)際工程案例，同時(shí)兼顧學(xué)生入門(mén)要求，對(duì)難度進(jìn)行控制，詳細(xì)描述實(shí)例的工程應(yīng)用狀況，讓學(xué)生明白要做什么，在做什么。針對(duì)每個(gè)實(shí)例操作相應(yīng)地對(duì)每組學(xué)生進(jìn)行分?jǐn)?shù)評(píng)定。在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，對(duì)普遍出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行集中講解，個(gè)別錯(cuò)誤一對(duì)一討論，以這種方式確保學(xué)生對(duì)實(shí)例的理解以及操作的掌握，為后續(xù)教學(xué)過(guò)程打好基礎(chǔ)。

3.2電路設(shè)計(jì)技巧教學(xué)

技巧教學(xué)集中在電路設(shè)計(jì)技巧進(jìn)階，目的是讓學(xué)生在掌握了軟件操作技巧之后，能夠更進(jìn)一步對(duì)電路原理與相對(duì)高級(jí)的設(shè)計(jì)技巧有一定了解，為下一板塊即項(xiàng)目任務(wù)板塊打好基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)教學(xué)中，這一部分內(nèi)容往往被忽視，而在實(shí)際的工程實(shí)踐中，要能夠設(shè)計(jì)出滿足性能要求的電路板，該方面的能力是必需的。因此，在教學(xué)中要引入一定的電路設(shè)計(jì)理論教學(xué)模塊，從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，主要包含軟件高級(jí)操作技巧，元件相關(guān)高級(jí)編輯技巧，PCB布局技巧，PCB布線技巧。同時(shí)以分組方式對(duì)各組成員完成情況進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定。在電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)技巧難度差異非常大。本部分教學(xué)內(nèi)容經(jīng)過(guò)精挑細(xì)選，力求在展示設(shè)計(jì)高級(jí)技巧的同時(shí)，全面貼合學(xué)生的實(shí)際基礎(chǔ)水平，以“項(xiàng)目講座”到“自學(xué)提高”模式，充分激發(fā)學(xué)生自我專研精神與學(xué)習(xí)興趣，從而培養(yǎng)學(xué)生電路設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力。

3.3電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)教學(xué)

貼合學(xué)生實(shí)際，精選出完整的項(xiàng)目任務(wù)。讓學(xué)生團(tuán)隊(duì)完成從需求分析、方案制定，到設(shè)計(jì)出圖、產(chǎn)品調(diào)試、成品交付的整個(gè)實(shí)際產(chǎn)品流程。教學(xué)內(nèi)容包含分組選題與任務(wù)下達(dá)、方案討論與定型以及資料收集整理與原理圖設(shè)計(jì)、pcb版圖設(shè)計(jì)布局布線、項(xiàng)目驗(yàn)收與考核。項(xiàng)目選擇貼合專業(yè)方向，體現(xiàn)工程實(shí)際需求，以難度為基準(zhǔn)進(jìn)行項(xiàng)目分集，分為一級(jí)項(xiàng)目、二級(jí)項(xiàng)目以及三級(jí)項(xiàng)目。學(xué)生團(tuán)隊(duì)可以根據(jù)自己的基礎(chǔ)情況進(jìn)行選題，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新思路，自主提出項(xiàng)目研究方向，充分激發(fā)學(xué)生自我專研精神，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐開(kāi)發(fā)能力。

3.4 考核形式的多樣化

CDIO教學(xué)模式主要體現(xiàn)在讓學(xué)生感受工程項(xiàng)目實(shí)踐的過(guò)程。因此，傳統(tǒng)的以單一上機(jī)考試成績(jī)?yōu)樵u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的考核形式應(yīng)當(dāng)弱化，取而代之的是將單一成績(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合成績(jī)?cè)u(píng)定，即項(xiàng)目實(shí)施中的每個(gè)環(huán)節(jié)都參與到考核中。例如，在電路設(shè)計(jì)中，針對(duì)學(xué)生的原理圖設(shè)計(jì)的合理性，進(jìn)行階段性的成績(jī)?cè)u(píng)定，并以一定比例納入總成績(jī)。本院的《電路設(shè)計(jì)軟件》課程中，成績(jī)分布比例擬修訂為：期末成績(jī)比重為40%，考核方式為上機(jī)考試;平時(shí)成績(jī)分為三個(gè)部分：軟件基礎(chǔ)部分15%，軟件設(shè)計(jì)技巧部分15%，項(xiàng)目任務(wù)部分30%。

4 教學(xué)案例分析

以本院13級(jí)通信工程專業(yè)兩個(gè)班為教學(xué)測(cè)試對(duì)象，為方便比較，將其定義為A班和B班。測(cè)試時(shí)間為2014―2015學(xué)年第2期。教學(xué)模式的選擇上，A班沿用傳統(tǒng)模式、B班則采用CDIO教學(xué)模式。最終，兩個(gè)班都以一個(gè)含耦合電感電路的簡(jiǎn)單項(xiàng)目設(shè)計(jì)仿真為測(cè)試題目。學(xué)生的最終成績(jī)，由4名本系電氣工程專家根據(jù)項(xiàng)目完成質(zhì)量，進(jìn)行綜合評(píng)定。考核具體情況如圖2所示。

圖2. A班與B班最終成績(jī)對(duì)比

由圖2可知，在實(shí)施CDIO教學(xué)模式后，B班學(xué)生在高分段、良好段以及合格段均全面高于傳統(tǒng)模式下的A班。由此可以證明，該課程CDIO教學(xué)方案的措施，是能夠促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量大幅度提高的，值得推廣。

5 結(jié)語(yǔ)

在《電路設(shè)計(jì)軟件》課程教學(xué)中，引入CDIO教學(xué)模式，能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生鉆研能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提升學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。在未來(lái)的教學(xué)中，該教學(xué)模式還需要不斷完善，因此，教師還需精心設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)例與項(xiàng)目任務(wù)，從多個(gè)方面介紹設(shè)計(jì)軟件操作、設(shè)計(jì)技巧、工程實(shí)踐需求等方面，力求讓學(xué)生的能力得到不斷提高。

【參考文獻(xiàn)】

[1]魏雄，陸玲.OrCAD和PADS Layout電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2010.