模擬電子電路范文
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篇1
關(guān)鍵詞:LabVIEW程序設計;電子電路模擬;仿真設計;
引言
LabVIEW是以虛擬器,即VI作為應用設計中的硬件資源,并提供數(shù)據(jù)分析的功能。其作為一種圖像化的編程語言的開發(fā)環(huán)境,集成了電子電路模擬機仿真設計所需的全部工具,幫助開發(fā)者完成從設計到測試等一系列步驟,使得仿真系統(tǒng)能夠快速便捷地采集、分析和可視化訪問所有數(shù)據(jù),并直觀、真實的再現(xiàn)電子電路運行情景,模擬和仿真電子電路運行過程,加深學生對電子電路的理解、記憶和運用。本文就將LabVIEW引入電子電路模擬及仿真設計中,應用LabVIEW開發(fā)軟件在圖形界面、擴展功能、編程語言、虛擬儀器上的技術(shù)優(yōu)勢,明晰設計原理和步驟,并以負反饋放大電路為設計實例,推進模擬與仿真系統(tǒng)的設計與應用。
1電子電路模擬仿真中LabVIEW的設計原理
1.1LabVIEW的主要功能操作
LabVIEW是美國NI公司推出的圖形化編程軟件,也即實驗室虛擬儀器工作平臺,在開發(fā)程序中,一般將LabVIEW界定為虛擬儀器,也即VI,其擴展名默認.VI。LabVIEW是世界上首個采用圖形化編程語言也即G語言、技術(shù)的面相儀器的32位編譯程序開發(fā)系統(tǒng),其支持數(shù)值型、文本型、字符串型、布爾型等多種數(shù)據(jù)類型,且改變了傳統(tǒng)的文本語言編程形式,簡化了程序開發(fā)、設計流程。LabVIEW軟件以應用程序VI為核心,每個VI又由多個更底層的VI構(gòu)成,底層VI為最基本的計算,具體可實現(xiàn)以下功能:一,可以通過I/O接口設備來采集、測量相關(guān)電子電路信號,并完成操作與界面設計功能;二,LabVIEW中集成了現(xiàn)代計算機計算,可運用計算機強大的軟件功能來運算、分析與處理信號數(shù)據(jù);三,可借助于計算機的顯示功能來模擬仿真?zhèn)鹘y(tǒng)儀器的控制面板,將電子電路信號進行輸出顯示,及利用計算機硬件和數(shù)據(jù)采集卡來采集、監(jiān)測信號數(shù)據(jù),而后通過計算機的相關(guān)軟件對其進行運算、分析、處理之后將其結(jié)果傳遞給顯示界面,予以顯示測試結(jié)果。LabVIEW中的VI由圖表/連接器、框圖程序和程序前面板構(gòu)成,其中程序前面板主要是用來模擬儀表的前面板,結(jié)合實際要求設置數(shù)據(jù)來檢測輸出量,輸出量在模擬電子電路中稱之為顯示,而輸入量則可以看作是對系統(tǒng)的控制,無論是顯示還是控制在程序前面板上均是以圖標的形式呈現(xiàn),或開關(guān)、或按鈕、或圖形等;框圖程序:每一個程序都有相應配套的程序跟隨,與程序前面板配套的則是框圖程序,框圖程序主要是通過LabVIEW編寫程序,本質(zhì)上是一種傳統(tǒng)程序的源代碼,其包含節(jié)點、端口、連線以及圖框,端口是傳統(tǒng)程序前面板中命令的下達,節(jié)點主要是保證系統(tǒng)功能的實現(xiàn),圖框確保程序控制命令的下達,連線是程序執(zhí)行過程中的數(shù)據(jù)流,并指明了數(shù)據(jù)流的動態(tài)方向;圖標/連接器端口可將一個VI在其它VI的方框圖中作為子VI應用,為虛擬儀器向子儀器的數(shù)據(jù)傳輸提供條件。
1.2LabVIEW程序設計步驟
其一,創(chuàng)建前面板,前面板主要是儀器操作界面,實際工作開展中用戶通過操作前面板實現(xiàn)對儀器的操作,所以創(chuàng)建前面板時需要考慮到儀器界面內(nèi)容是什么,根據(jù)設計儀器的功能需要來設計器見面板。在前面板中加入數(shù)值輸入空間、現(xiàn)實空間以及波形顯示控件等,甚至可以結(jié)合用戶實際需要自定義功能。其二,創(chuàng)建程序框圖,程序框圖主要就是創(chuàng)建儀器想要實現(xiàn)的功能,等同于儀器內(nèi)部電路,結(jié)合程序框圖特點,做好各部分連線,完成程序設計;程序框圖對象包括接線端、子VI、函數(shù)、常量、結(jié)構(gòu)和連線,創(chuàng)建前面板后,需要添加圖形化函數(shù)代碼來控制前面板對象,程序框圖窗口中包含了圖形化的源代碼,其基本程序框圖,如圖1所示。其三,對前面板和程序框圖設計完成后,進行調(diào)試,通過加亮執(zhí)行、單步執(zhí)行等方法,每次調(diào)試同相配套理論進行分析,直到確定調(diào)試結(jié)果同理論分析結(jié)果相一致。二基于LabVIEW的電子電路模擬及仿真系統(tǒng)設計鑒于LabVIEW軟件的功能優(yōu)勢性,本文在結(jié)合電子電路模擬及仿真的應用需求,遵循相關(guān)設計原則和方法的基礎上,設計了一種電子電路模擬及仿真系統(tǒng),主要涉及演示實驗模塊和實操實驗模量兩大主模塊,同時,因電子電路教學中,常包含晶體管單管放大電路、負反饋放大電路、RCL串聯(lián)諧振電路、一階動態(tài)電路、二階動態(tài)電路、信號產(chǎn)生電路、基本運算電路等模擬及仿真。本文所設計的電子電路模擬及設計系統(tǒng)是以NIELVIS教學實驗室虛擬儀器套件作為硬件平臺,其是一種模塊化平臺,在單個小巧的組成結(jié)構(gòu)中集成了12款最為常用的測量儀器,為系統(tǒng)搭建實驗電路和調(diào)理電路;在電子電路模擬及仿真系統(tǒng)中,首先要檢測擬實驗對象的狀態(tài),如電子電路輸入輸出數(shù)值、電子電壓信號的頻率和幅值,RMQ震蕩波形及單調(diào)衰減波形等,并將這類信號數(shù)值轉(zhuǎn)換為符合實際數(shù)值的信號,以此作為模擬及仿真實驗的根本出發(fā)點,應用LabVIEW圖形變成軟件為開發(fā)工具和其相應的DAQ數(shù)據(jù)采集卡,圍繞信號的采集、分析和處理,設計出系統(tǒng)的主要模擬及仿真模塊?;贚abVIEW的電子電路模擬機仿真系統(tǒng)主要由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成,其中,硬件系統(tǒng)主要負將電子電路實驗中所測得的模擬信號,并運用信號店里電路的放大、隔離、濾波,使得輸入的電子電路信號符合LabVIEW的DAQ數(shù)據(jù)采集設備預先設定的數(shù)值,將采集的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號經(jīng)由計算機的數(shù)據(jù)總線傳輸給計算機系統(tǒng),通過LabVIEW中的VI面板顯示測試結(jié)果;軟件系統(tǒng)主要由驅(qū)動程序和多種用戶自定義的虛擬儀器構(gòu)成,運用LabVIEW軟件的多層次化結(jié)構(gòu),可以將創(chuàng)建的VI程序作為子程序調(diào)用,以此實現(xiàn)系統(tǒng)復雜程序的擴展,并借助計算機強大的計算能力、存儲以及數(shù)據(jù)傳輸能力,得到電子電路實驗參數(shù),在其內(nèi)存緩沖區(qū)來進行電子電路的實際操作。
2基于LabVIEW的電子電路模擬及仿真的應用實例
就LabVIEW本質(zhì)特點來看,在實際教學中應用較為廣泛,能夠通過模擬儀器實驗獲得教學需要,為了進一步探究LabVIEW實際應用成效,本文在客觀分析模擬電子電路的應用特點的基礎上,以LabVIEW為開發(fā)集成環(huán)境,并采用數(shù)據(jù)采集卡,以負反饋放大電路的模擬及仿真設計為研究實例,進行了詳細分析,其總體程序框圖如圖2所示。多功能信號發(fā)射器設計的目為模擬電子電路實驗,而在傳統(tǒng)的負反饋放大電子電路模擬及仿真設計中,主要是選擇元器件,并借助示波器來測量信號的強度和頻率,結(jié)合實際需要增加其他元件,這樣的設計存在較大局限性,造成最終設計的電路結(jié)構(gòu)更為復雜,一旦某一元件出現(xiàn)問題極易造成整體電路出現(xiàn)故障,而信號在傳播過程中為模擬信號,輸出信號不準確,甚至信號中摻雜著過沖、雜散等一系列問題,影響模擬電子電路實驗效果。而較之傳統(tǒng)電子電路實驗方法來看,LabVIEW模擬電子電路實驗方法優(yōu)勢較為突出,可在LabVIEW的控制模塊中加入相關(guān)的開關(guān)和按鍵,實現(xiàn)系統(tǒng)控制的靈活性,且因控制模塊自由度較高,在設置顯示器時應選擇3個為最佳,以此對3中不同類型的電路波形進行顯示;同時,可增設頻率選擇、幅值選擇、開關(guān)等控件設置,頻率選擇控件簡化為數(shù)值輸入控件,便利了電子電路頻率和幅值數(shù)據(jù)信息的直接輸入,并可通過計算機鼠標右鍵選擇屬性,在計算機外觀選項中重新命名這些標簽。在前面板中加裝數(shù)字濾波器相關(guān)控件,以此多功能信號發(fā)生器與濾波器連接在一起,經(jīng)過在虛擬面板上的操作,實現(xiàn)信號波形的輸出、數(shù)字濾波器在時域上的功能分析。為驗證LabVIEW軟件在負反饋放大電路模擬及仿真設計中的應用失效,本文設計了電壓串聯(lián)負反饋電路,其主要由兩級放大子電路構(gòu)成,并通過一個電容相連,可在前面板中設置電路電阻阻值,輸入信號頻率、電壓數(shù)值以及三極管放大倍數(shù)等參數(shù),并加入其它的輸出信號和工作點,在程序框圖中反映出來;同時結(jié)合模擬電路知識與輸出結(jié)果可知,仿真結(jié)果驗證了負反饋電路對整個電路的影響,串聯(lián)反饋增大輸入電阻,并聯(lián)反饋減小輸入電阻,電壓反饋穩(wěn)定電壓放大倍數(shù),電流反饋穩(wěn)定電流放大倍數(shù)。
3結(jié)論
綜上所述,本文主要基于LabVIEW的電子電路模擬及仿真設計進行深入分析和探討,LabVIEW軟件是以VI虛擬儀器為應用程序的圖形編程軟件,以數(shù)字化的編程形式替代了傳統(tǒng)文本式編程,使得電子電路模擬及仿真系統(tǒng)可視化、創(chuàng)建和編程設計更為簡單、靈活,且支持多樣化的操作形式,為系統(tǒng)各類模塊設計提供更多選擇。
參考文獻
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篇2
【關(guān)鍵詞】模擬電子電路實驗 指標體系 實踐教學
【中圖分類號】O156 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-9646(2008)08-0243-02
1 引言
為了促進高等學校實驗教學改革,教育部頒布了多個文件,突出了實踐教學在本科教學中的重要性。為了提高實踐教學質(zhì)量,我校從2001年開始,成立了教學實踐部,把一些基礎實驗作為一門獨立的課程,單獨設課。模擬電子電路實驗課程就是一門獨立的基礎實驗課程,并且是一門電子類專業(yè)的基礎必修實驗性課程。作為一門實踐性課程,它有別于一般理論性課程,故應具有一套完善的學生實驗成績考核指標體系,但目前存在的考核指標體系不利于激發(fā)學生學習興趣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),學生的成績無法得到客觀、公正的評價。因此,必須建立一套適合于模擬電子[1]電路實驗課程特色的實驗教學的考核指標體系,從而加強學生實驗能力的培養(yǎng),提升實驗教學質(zhì)量,提高學生學習實驗教學課程的積極性[1]。
2 模擬電子電路實驗中存在的問題
模擬電子電路實驗是高等工科院校實踐教學環(huán)節(jié)的一個重要組成部分。通過這門課程的學習,學生可將電子技術(shù)基礎理論與實際操作有機地聯(lián)系起來,加深對所學理論課程的理解,逐步培養(yǎng)和提高自身的實驗能力、實際操作能力、獨立分析問題的能力和解決問題的能力,以及創(chuàng)新思維能力和理論聯(lián)系實際的能力[2]。目前發(fā)現(xiàn)模擬電子電路實驗普遍存在以下幾個方面的問題:
(1)學生學習的主觀能動性不高,主要表現(xiàn)為:實驗前不認真預習、實驗后不深入分析所獲實驗結(jié)果,甚至出現(xiàn)抄襲他人實驗報告的情況;
(2)目前采用的實驗考核指標體系不能很客觀真實地反映學生的實際動手能力:學生的實驗成績通常采用“平時成績+總評”這種方式來體現(xiàn),由于考核指標體系缺乏具體定量指標,實驗成績評定仍有較大主觀誤差,從而導致學生的實踐能力得不到客觀反映;
(3)當前的學生實驗成績考核指標體系,不利于激發(fā)學生學習興趣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng):目前所使用的實驗成績考核指標體系不夠細化具體,學生無法根據(jù)該指標體系來判斷自己所獲成績是否公正、合理。
因此現(xiàn)有的模擬電子電路學生實驗成績考核指標體系和考核方式與教育部培養(yǎng)高校學生實踐能力的目標還有較大距離,急需改革。為此需要制定一套規(guī)范合理的模擬電子電路學生實驗成績考核指標體系已迫在眉睫,使之既能客觀評價學生實驗成績,又能提高學生實踐動手能力和學習興趣,進而提高實驗教學質(zhì)量。
3 模擬電子電路實驗課程成績考核指標體系設計
根據(jù)本校近幾年模擬電子電路實驗課程教學實際情況,結(jié)合該課程的特點,提出了一套具有很強可操作性的定量考核指標體系,其具體指標構(gòu)成詳見圖1。
(1)出勤率:出勤率是實踐教學學生成績考核體系中最基本的內(nèi)容之一,它是衡量一個學生對實踐教學的認識態(tài)度與重視程度[2]。我們對每次實驗教學學生的出勤都要進行考核,出勤成績占此次實驗成績的10%,且分為5個等級,每個等級對應于相應的分值見表1。
(2)實驗預習報告:我們要求每位學生參加實驗之前,必須預習,完整的預習報告應具有實驗名稱、原理摘要、儀器描述、實驗步驟(可以自己設計)、實驗數(shù)據(jù)表格,另外還有一些思考題,要求在預習報告中答出,這些思考題讓學生真正弄清要做什么實驗、實驗的目的、實驗原理以及用什么實驗儀器。指導教師在課前要檢查學生的預習情況,以了解學生對整個實驗預習的程度。形成嚴格的預習制度,通過規(guī)范的課前預習檢查,使學生對預習的重要性有了充分的認識。課前要熟悉與該實驗相關(guān)的理論知識并積極思考。這樣可以使學生在實驗時充滿信心[3]。比較順利地完成實驗任務。學生的預習成績也分5個等級,每個等級對應于相應的分值與出勤率量化表類似。
(3)實驗操作:學生做實驗的操作過程非常重要,該項占每次實驗成績的50%,這部分主要是考核學生在做實驗項目過程中的主動參與性、探究性、動手性、獨立性,以及團隊合作精神。實驗操作一般包括:連線、儀器使用熟練程度、數(shù)據(jù)處理、學習態(tài)度、分析解決問題的能力等五個方面完成的情況來給成績,這部分也分5個等級,在做實驗教學項目過程中,如果某一學生實驗操作等級Ci=5,則成績?yōu)?Ci×50%=5×50%=2.5,對應的百分制分數(shù)為50。
實驗課上,教師首先進行10到15分鐘的實驗講解后,然后放手讓學生自主實驗。教師在旁邊提供有針對性的輔導,同時,教師認真觀察學生是否按照正確的操作步驟、是否自已動手操作,觀察學生在實驗中遇到困難時的應變能力、實驗過程是否正確,觀察學生在實驗中是否具有動手能力和創(chuàng)新能力,如實驗需要團體來完成,則觀察學生在遵守實驗室紀律的同時,是否具有團隊精神,這5個方面可以各占10%的比例。
(4)實驗報告處理:實驗報告要求結(jié)構(gòu)完整、數(shù)據(jù)合理。可以要求學生按自己設計的步驟來編寫實驗報告,鼓勵學生在實驗報告中總結(jié)自己在做實驗中遇到的問題,并對這些問題進行深入分析和思考。
(5)實驗數(shù)據(jù)分析:學生應對實驗中記錄的數(shù)據(jù)進行分析處理,并將數(shù)據(jù)分析結(jié)果與理論相聯(lián)系,這也是學生在認識自然規(guī)律方面深化的過程,這個過程很重要,但往往被學生忽視了,以為有數(shù)據(jù)就行,不太注重數(shù)據(jù)是否合理有效。
(6)實驗儀器整理:完成實驗后要求學生整理實驗儀器,以此培養(yǎng)學生的道德素質(zhì)和學習態(tài)度,養(yǎng)成良好的學習習慣,整理好了才有成績。
(7)實驗考核:實驗考核是通過考試來檢驗學生對本門實驗課程所學知識掌握程度,它不僅是評價學生學習成績的一種客觀指標,也是對教師教學效果的一種檢驗手段。該環(huán)節(jié)占學生實驗本門課程總評成績的60%。該部分也分5個等級,滿分等級為5,對應的百分制成績?yōu)?00。
(8)總評:總評是實驗教學學生成績考核體系中最后一個環(huán)節(jié),也是最關(guān)鍵的一個階段。它是將每位學生本門課程的所有實驗項目的成績之和的平均值乘以40%,再加上考核成績T的60%。總評成績Z分為5個等級級,它的計算公式如下:
Z=*40%+T*60% (1)
其中Pi是每個實驗項目的成績。如果本門課程累計達到或超過三分之一缺席,則其本門課程總評成績?yōu)椴患案瘛?/p>
4 結(jié)語
模擬電子電路實驗課程學生成績考核體系是實驗教學管理規(guī)范化的組成部分,它保證了單獨設課的模擬電子電路實驗課程的正常進行,有利于優(yōu)秀人才的培養(yǎng),學生自主學習空間更加廣闊,有利于全面提高學生的素質(zhì),有利于學生理論與實際相結(jié)合,有利于學生主動研究與探索精神的發(fā)揚[3]。
總之,只有教師和學生都從思想上重視實驗課的重要性,大膽改革實驗教學方法和考核方法,才能充分調(diào)動學生的自學意識、轉(zhuǎn)變學生學風,從而為社會培養(yǎng)出具有扎實理論功底與豐富實踐技能的全面發(fā)展復合型人才[4]。
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篇3
關(guān)鍵詞:教學改革;雙語教學;模擬電子技術(shù)基礎
模擬電子線路是電子技術(shù)類專業(yè)基礎課,學生和老師普遍認為該科目困難和問題較多,有“魔電”之稱。采用英文教材進行雙語教學,在面對以往困難的同時,還出現(xiàn)了一些新的問題。到目前為止,已經(jīng)有多篇關(guān)于該課程雙語教學研究的文章發(fā)表[1-4],而且,有的老師已經(jīng)將雙語教學的方法拓展到了實驗課堂[5]。根據(jù)我們的教學實踐,本文針對一些特殊問題展開討論,這些特殊的問題包括:教材選擇、教學內(nèi)容、教學方法、語言障礙等。
一、教材選取問題
由于模擬電路課程內(nèi)容比較豐富,而且不同的教材各有側(cè)重點,到目前為止,還沒有我們完全滿意的雙語教材。我們的做法是確定一本教材,然后適當綜合其它教材內(nèi)容。鑒于目前雙語教材的多樣性,我們對目前比較有影響的一些教材[6-11]進行了分析,選定了Neamen教授編著的《Microelectronics Circuit Analysis and Design》(微電子電路分析與設計)作為我們的教學用書,主要原因在于該套教材具有下列特點:(1)對半導體材料特性有較詳細的闡述;(2)將場效應管放在晶體三極管之前講解,突出了場效應管在當代半導體技術(shù)和集成電路技術(shù)中的重要性;(3)將單極型和雙極型兩種放大電路各分為兩章,分別從靜態(tài)工作點的設置和小信號交流放大兩個角度進行了詳細的剖析;(4)課后題型分為四種類型,也可以粗略地認為是4個層次,該特點適合我們開展學習;(5)一般在每一章末尾都有一個設計示例,可以提高學生的綜合應用能力并激發(fā)學生學習的熱情和興趣。另外,考慮到學生英語水平的良莠不齊,采取了學生自愿訂購英文原版和翻譯版的方法。在實際的教學過程中,發(fā)現(xiàn)學生之間互相參閱,較多的學生采用英文版和翻譯版對照閱讀學習的做法。
二、教學內(nèi)容
Neamen教授編著的《Microelectronic Circuit Analysis and Design》,內(nèi)容比較豐富??紤]到模擬電路課程本身的特性、課時的限制以及學生接受能力等諸多因素,我們選取了其中的十二章作為本課程的教學內(nèi)容。這十二章內(nèi)容包括:第一章至第九章、第十一章、第十二章、第十五章。原因在于這十二章內(nèi)容可以形成一個比較完整的知識體系結(jié)構(gòu),并且適合初學者學習和掌握。另外,在講授次序上,考慮到學生的認知規(guī)律,我們可以將第十一章放到第九章前面來講解。
三、教學方法
模擬電路課程中有很多電路圖,多媒體教學方式雖然可以節(jié)約很多畫圖時間,但是在講解一些重點內(nèi)容時,容易一帶而過,缺乏詳細的分析和必要的解釋。特別是在雙語教學的情況下,由于采用的課件是英文內(nèi)容,學生接受起來相對較難。因此我們采用的教學方法是多媒體加黑板授課的方式。對于像小信號放大電路的交流分析,包括等效電路的畫法以及放大電路的參數(shù)分析,適合采用板書的方式。對于其它非重點的或者一般性了解的知識,我們采用多媒體的教學方式。將兩種教學方式結(jié)合應用,可以有效地取長補短,增進學生對于細節(jié)的掌握和整體知識的理解。另外,教學進度也是一個需要注意的問題。課程剛開始的時候由于學習方法沒有較好地把握,而且對于英文課件不適應,所以適當放慢進度,增加一些必要的解釋甚至翻譯,以便消除學生的恐懼心理,并為后續(xù)內(nèi)容奠定扎實的基礎。
四、語言障礙
采用雙語教學,可以原汁原味地體會國外的教學內(nèi)容、教學方法以及其中的科學思想和解決問題的方法。但是,對于初次接觸模擬電路內(nèi)容并且英語水平較低的學生,這種教學方法在一定程度上扼殺了他們的積極性,使得原本就比較困難的問題雪上加霜。為了緩解這個問題,我們采取的措施主要有:(1)在開始這門課之前,就把模擬電路專業(yè)詞匯發(fā)給所有的學生,讓學生在假期熟悉這些詞匯,雖然不能完全理解這些詞匯的意思,但至少可以知道這些詞對應的漢語說法;(2)組織同學將專業(yè)詞匯做成MP3格式的音頻文件,讓大家在課余時間多聽;(3)對于個別復雜難記的詞匯或者句子,不惜花費課堂時間進行比較仔細的講解和翻譯。
五、調(diào)查問卷
我們對2009級電子科學與技術(shù)專業(yè)和電子信息工程專業(yè)進行了調(diào)查問卷,調(diào)查問卷的結(jié)果表明:(1)85%的同學認為應該在大學一年級開始開設雙語課程;(2)70%的同學認為雙語教學的老師應該是國內(nèi)英語基礎較好的老師,原因在于他們有良好的中文基礎,可以更清楚地解釋專業(yè)問題;(3)90%的同學逐漸適應雙語教學這種模式,4.5%的同學至始至終不適應雙語教學,5.5%的同學一開始就能適應雙語教學模式。
六、總結(jié)
雙語教學是一個新生事物,它是一個不斷探索和發(fā)展的過程,需要廣大教師和學生提高認識。從2001年雙語教學提出以來,許多學校的模擬電路老師已經(jīng)開展了一些卓有成效的探索。我們相信,模擬電子線路雙語教學必將走向更大的成功。
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篇4
教學內(nèi)容的分析
首先,根據(jù)教學目標的要求確立該課程的教學內(nèi)容;其次,將教學內(nèi)容分解為相對獨立的知識結(jié)構(gòu),即基本電子器件、基本放大電路和實用各種放大電路;然后,明確不同教學內(nèi)容間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。由于中專學生知識體系的、網(wǎng)絡教育兩種特殊性,要求教學內(nèi)容一定得做到由淺進深,對于大多數(shù)學生工作實踐有指導意義的內(nèi)容要加深,而對于大多數(shù)學生工暫時涉及不到的教學內(nèi)容我們則可以指導學生選學?;倦娮悠骷⒒敬箅娐?,在知識的積累能力達到一定廣度后進入更深更廣有關(guān)各種實用放大電路的學習。使學生由淺入深、由易到難、循序漸進地學習。同時,也保證學習者頭腦中清晰的教學流程,在教學內(nèi)容安排方法上應該注意由整體到部分、由一般到個別、不斷分化,更要考慮相關(guān)學科如電工基礎、電工技能、電子技能的內(nèi)容銜接問題。
學習目標的確立
學習目標是指學生完成學習任務后應該達到的行為指標。網(wǎng)絡教育的學習目標要根據(jù)學習者的知識水平差異性、工作環(huán)境差異性、學習情境差異性等一些特殊性來設立。認知領(lǐng)域。一般分為知識的了解、理解、應用、分析、全面和評價。在該課程中,當學習者對基本電子器件二極管、三極管、場效應管以及其他特殊半導體器件的知識進行了深度和廣度的知道和領(lǐng)會后,把所學的器件運用到具體實用的電路中,進行電路工作原理和電路方法的分析和綜合,最后對所學的知識進行自我測驗以評價。這里體現(xiàn)了網(wǎng)絡教育的優(yōu)勢,教育對象的參與性、自我教育性、差異性可以充分發(fā)揮。情感領(lǐng)域。一般來說,當客觀事物滿足人的需要時,人就會產(chǎn)生肯定的、積極的情感,反之則會產(chǎn)生否定的、消極的情感。
在教學活動中,情感是一種非常重要的因素,它對激發(fā)學習者的學習動機、創(chuàng)設優(yōu)良的教學、促進學習者的認知和人格的健康發(fā)展都起到積極的推進作用。網(wǎng)絡教學中缺乏傳統(tǒng)教學具有的豐富而及時的交流,則在設計中較多地采用協(xié)同學習、小組討論等教學策略。在這里我們可以設計一些需要團體小組合作完成的作業(yè)。技能領(lǐng)域。《模擬電子技術(shù)》是電子技術(shù)類的一門技術(shù)基礎課,學習《模擬電子技術(shù)》課程的目的是達到能夠熟練掌握常用電子器件及其基本放大電路的功能和應用,能夠自如運用一些電子技術(shù)中的基本概念基本原理和基本分析方法并且把其應用在實際的電路分析中。這是學生把理論知識應用在實踐中最為重要的部分。
教學策略的制定
現(xiàn)代教學理論基于學習活動和教學活動提出了兩種教學策略,即替代性策略和生成性策略。兩種策略各有優(yōu)缺點,所以在網(wǎng)絡課程教學中,尋找一個合理的平衡點,是取得最佳教學效果的關(guān)鍵。以此為依據(jù)在本網(wǎng)絡課程中采用了以下幾種教學模式的有機結(jié)合方式。講授型模式。在傳統(tǒng)的教學過程中,經(jīng)典的教學模式是以教師為主,教師講,學生聽,是一種單向溝通的教學模式。很難激發(fā)學生的學習興趣,而網(wǎng)絡課程教學采用此種方式突破了傳統(tǒng)的課堂人數(shù)、地點的限制,在網(wǎng)絡上實現(xiàn)講授,其學習人數(shù)可以無限多,而且世界各地的學生都可以參與學習,不必集中于同一地點。再有網(wǎng)絡信息量豐富,可以擴充書本知識以外的內(nèi)容。有效輔導模式。有效指導可以在學生和教師之間通過電子郵件異步非實時地實現(xiàn),這種方式學生可以隨時向教師請教,但不能馬上得到輔導,也可以通過網(wǎng)上在線交談方式實時實現(xiàn),可以獲得教師的即時講解,如同面對面一樣,但此同步性技術(shù)要求很高。
《模擬電子技術(shù)》網(wǎng)絡課程設立教師信箱,學生可以采用此模式學習。伸展學習模式。由專業(yè)教師設立一些適合學習者的思考題以及作業(yè)題,要求學生解答,與此同時提供大量的與問題相關(guān)的信息資源,供學生在解決問題過程中查閱。在探索學習中,專業(yè)教師會在網(wǎng)上給予學生以適當?shù)膯l(fā)或提示,有效地激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)造性,這不僅激發(fā)了學生的學習興趣,也提高了學生的分析能力,并加深了學生對此知識點的掌握。階梯學習。由于學生做從事的工作領(lǐng)域不盡相同,所以所需要的知識內(nèi)容并不相同,這就要求專業(yè)教師能夠在教學設計之前多做職業(yè)調(diào)研,為不同需求的學生制定適宜的學習層面,再有學生的知識水平、認知水平不盡相同,所以在這里更是體現(xiàn)了網(wǎng)絡教育的優(yōu)越性,可以給學生提供指導性的知識學習空間,幫助學生有效的進行篩選學習。
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關(guān)鍵詞:模擬電子線路;實驗教學;教學體系;建設
引言
模擬電子線路實驗教學是以提高學生對理論知識掌握水平以及實踐水平為目的的教學,受教學體系與教學理念的影響,其中存在的問題已經(jīng)暴露出來,教師引導力度不足以及考核機制的不完善等,均阻礙著教學效果的改善,為解決問題,提出具有改革意義的措施很有必要。
1模擬電子線路實驗教學存在的問題
1.1教學中教師對學生的引導力度不足
教師對學生的引導力度不足是當前模擬電子線路實驗教學中存在的主要問題。教學過程中,教師應將學生作為課堂的主體,并在學生存在問題時,對其加以引導,以提高學生自主發(fā)現(xiàn)與解決問題的能力,從而提高其綜合素質(zhì)。教學中,教師單獨的操作實驗與講解會影響學生對實驗過程以及相應理論的理解水平,對教學水平的提高十分不利,最終導致其對知識的理解出現(xiàn)混亂。
1.2考核機制不完善
考核機制不完善的問題在教學過程中也較為常見。完善的考核機制能夠使學生充分認識到自身在學習過程中存在的不足,對于學生學習積極性的提高十分有利,而如缺乏相應的考核機制,則會導致學生安于現(xiàn)狀,影響教學效果與學生的整體素質(zhì)。
1.3學生缺少實踐機會
理論知識應用于實踐,在實踐中得以證實,才能提高其價值。模擬電子線路實驗教學同樣應重視實踐,這樣才能使學生的理論知識得到檢驗,進而加深其對理論知識的理解程度。但就目前的情況看,模擬電子線路實驗教學中,學生基本沒有實踐機會,這是限制其素質(zhì)提高的主要因素,同時也是學校以及教師在教學體系改革中必須及時解決的一個問題。
2模擬電子線路實驗教學體系建設與改革方法
2.1實驗內(nèi)容
基于實驗箱的模擬電路實驗教學目的在于使學生能熟練掌握常用電子測量儀器的使用,增強學生利用各類儀器進行電路分析測試與設計過程的掌握水平,同時提高其具體實踐能力。實驗內(nèi)容包括示波器的使用實驗、測量放大器實驗、乙類音頻功率放大電路以及一些綜合性的實驗,如萬用表設計與調(diào)試等,以測量放大器的實驗為例,可將實驗重點圍繞對人體心電信號的測量而展開,以加強學生對這種微弱的低頻小信號的處理方法。
2.2教師加強對學生的引導
以晶體管放大器實驗為例,在實驗過程中,教師必須加強對學生的引導。實驗過程中,教師應鼓勵學生提出問題,并幫助其解決問題,在實驗結(jié)束后,教師同樣需要根據(jù)實驗過程,向?qū)W生提出問題,在學生回答的過程中,教師能夠及時發(fā)現(xiàn)學生對知識的掌握存在的漏洞,課后要針對漏洞以及教學重點,提出更多更加深入的問題,以引導學生加深對知識的理解程度。例如:在晶體管放大器實驗完成之后,教師便可以提出如多級共發(fā)射極放大器最大電壓的放大倍數(shù)等問題。教師要要求學生在課后獨立解決問題,但如存在疑問,仍可向教師提問,教師幫助其解決。
2.3建立完善的考核機制
考核機制的完善是教學體系建設與改革的重點。因此,必須提高考核機制的多元化水平。應將學生的學習態(tài)度、平時的實驗配合與完成情況、實驗報告的填寫情況以及理論筆試情況幾方面綜合到一起,實現(xiàn)系統(tǒng)性的考核,提高考核與評價的合理性。在模擬電子線路實驗過程中,極容易遇到突發(fā)事件,現(xiàn)代社會對人才處理突發(fā)事件的能力以及隨機應變能力要求較高,因此考核過程同樣需要將學生的上述素質(zhì)作為主要考察內(nèi)容,教師要在實際教學過程中,觀察學生對突發(fā)事件的處理水平,以此給出切實中肯的評價。這類突發(fā)事件,包括設備、環(huán)境、線材等非學生方面的因素引起的實驗故障。
2.4為學生創(chuàng)造實踐機會
單純的實驗教學無法最大程度提高學生的實踐素質(zhì),在教學體系改革過程中,可采取競賽的方式,為學生提供更多的實踐機會。競賽題目的選擇要與該課程的教學目的相吻合,而競賽結(jié)果的評價也要綜合考慮學生的表現(xiàn)以及團隊合作能力等各方面因素,在競賽過程中,學生能夠?qū)崿F(xiàn)對自己競賽題目有關(guān)知識內(nèi)容的深入分析與了解,對于其實踐素質(zhì)的提高十分有利。
3結(jié)語
通過文章的論述可以看出,模擬電子線路實驗教學體系的建設與改革已經(jīng)成為了這一課程發(fā)展的必然,針對傳統(tǒng)教學過程中存在的教師引導力度不足、考核機制不完善以及學生實踐機會缺乏等問題,要在改革過程中,提出措施,重點加以解決,以為學生開辟更加廣闊的學習途徑,在提高其綜合素質(zhì)的同時,為其就業(yè)奠定基礎。
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篇6
關(guān)鍵詞:模擬電子技術(shù) 實驗教學 改革
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)07(a)-0133-01
我們長江大學實驗中心,堅持“育人為本,促進學生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展”的教學理念,在省級和國家級實驗教學示范中心建設項目的支持下,為了適應科技發(fā)展,滿足社會對人才培養(yǎng)的要求,我們打破課程之間、專業(yè)之間、專業(yè)與基礎之間的界限,按照實驗教學與理論教學并重、實驗教學與能力培養(yǎng)同步的原則,實施了系統(tǒng)的實驗教學改革。原來的模擬電子技術(shù)實驗都是對理論知識的驗證作為教學目標,大多是驗證性實驗,且分塊完成,沒有一條主線把知識連貫起來。在實驗過程中,許多學生只是按照實驗指導書上的實驗步驟進行,不但教學效率低,而且難以激發(fā)學生的興趣,忽視了學生創(chuàng)新思維的發(fā)展,嚴重影響了實驗教學質(zhì)量和教學效果,造成學生對實驗課興趣不高、實驗動手能力差等問題。我們總結(jié)了多年來的實踐教學經(jīng)驗,從以下幾個方面對我校模擬電子技術(shù)實驗教學進行了改革探索和實踐嘗試。
1 實驗教學內(nèi)容的改革
當前社會對于應屆畢業(yè)生的實際動手能力,以及創(chuàng)新能力的要求都比較高,社會對于學生的綜合素質(zhì)迫切需求跟社會發(fā)展有很大關(guān)系,只有具有實際操作能力的學生才能在工作崗位上會有較快的適應能力和發(fā)展?jié)摿?。所以對于學生的培養(yǎng)要本著從實際需要出發(fā),加強能力和素質(zhì)方面的培養(yǎng)和提高。為了能夠讓學生獲得職業(yè)競爭力可以通過工程實踐的教學思路進行培養(yǎng)。通過試驗性教學加大學生在實際動手能力和創(chuàng)新力方面的教育這是現(xiàn)在教學的改革目標。
我們長江大學的特色學科是石油學科,在石油勘探、開發(fā)的各個環(huán)節(jié)都涉及到大量的電子信息技術(shù)的應用問題。這些問題一般都可以歸結(jié)為信號的檢測、傳輸、處理和利用。因此,在實驗教學體系中,將上述實際應用歸納成一個以信息鏈為主線的實驗層,不僅強化面向石油企業(yè)人才的培養(yǎng),對于其它行業(yè)和領(lǐng)域的應用也具有普適性。通過該層次的實驗教學,使學生理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)綜合應用、系統(tǒng)集成等工程實踐能力,既為后續(xù)研究創(chuàng)新做好準備,也為以后實際工作打好基礎。為了促進學生自主學習實踐,提出并實施實驗教學改革“與興趣相結(jié)合,以需求為導向,用問題作牽引,以能力培養(yǎng)為重點”的四項原則。模擬電路課程以擴音器設計實現(xiàn)為實驗對象,貫穿擴音器設計這條主線的。
整體電路是:首先電磁話筒出來的5 mv的小信號先進行的放大,可以用集成運放,單管電壓放大,前置放大完成,然后信號的處理即高低頻濾波,最后信號的輸出即功率放大,這個系統(tǒng)還包括直流穩(wěn)壓電源的設計(系統(tǒng)的供電)和音頻信號的產(chǎn)生(信號產(chǎn)生電路)。這些分塊的實驗內(nèi)容包括驗證性和設計性兩部分,設計性部分又包括仿真,參數(shù)設計,調(diào)試等環(huán)節(jié),這個系統(tǒng)中包括的實驗項目也幾乎囊括了模擬電子技術(shù)的基本教學內(nèi)容。這些實驗內(nèi)容線條清晰,目的明確,知識結(jié)構(gòu)連貫,學生學以致用。通過這些實驗,首先讓學生能用元器件來組建基本電路,驗證電路的基本參數(shù)及性能,并通過改變元器件來調(diào)整電路參數(shù),優(yōu)化電路的性能指標;進而培養(yǎng)了學生信號調(diào)理電路設計實現(xiàn)的基本能力,培養(yǎng)學生實驗方案設計的能力和從事實驗研究的初步能力。
2 實驗教學方法及手段的改革
首先引導學生的實驗興趣,模電實驗中每個基本單元的完成,是在面包板上分塊完成的,學期末實驗全部完成后,要求學生在多功能板上焊接整個電路,從而調(diào)制出完整的音頻信號放大器。真正做到用問題作牽引,與興趣相結(jié)合。學生更能感受到模擬電子技術(shù)知識的實用性。我們在模擬電子技術(shù)實驗中推行實施了“四結(jié)合一開放”的實驗教學模式,具體內(nèi)容是:實驗類型必做與選做結(jié)合,實驗方式課內(nèi)與課外結(jié)合,實驗手段實做與仿真結(jié)合,實驗組織平時實驗與競賽培訓結(jié)合,實驗通過網(wǎng)絡預約和完全開放兩種模式對學生進行開放,促進學生自主學習,自主實踐。在單管電壓放大和信號產(chǎn)生電路中加上一次課的仿真實驗,讓學生利用Proteus軟件進行設計和仿真,驗證設計方案的正確性和可行性,使學生掌握現(xiàn)代電子線路的設計方法和手段。我們可以將更多的學習空間留給學生,讓他們自己動手對實驗進行設計,并制定實驗方法。通過對實驗的步驟的掌握以及實驗數(shù)據(jù)的整理來對實驗進行分析。教師可以根據(jù)學生的試驗方案對學生進行必要地講解和建議,但是不能過多的干預學生,可以引導學生自己去修正或者發(fā)現(xiàn)錯誤。只有這種才能讓實驗教學更好的鍛煉學生的實際動手能力,也才能讓學生在學習的過程中不斷提高自身的創(chuàng)造力。
我們可以通過建立合理科學的考核制度來對教學效果進行檢驗。只有通過進行多種考核形式的綜合化轉(zhuǎn)變才能夠更為直觀的體現(xiàn)出實驗教學體現(xiàn)的效果,所以我們在進行考核的過程中要將原有的單一的考核模式,比如對某些知識重點的考核逐步發(fā)散成對這些知識點的運用和實際掌握的考核才能真正促進實驗教學的良性發(fā)展。以往我們在進行教學中發(fā)現(xiàn)很多成績優(yōu)秀的學生在實際操作和創(chuàng)新能力方面并不突出,原因就是我們的考核體制的不健全導致的。只有通過綜合化考核體制才能真正促進實驗教學的教學目標的實現(xiàn)。
我們在模擬電子技術(shù)實驗中堅持“育人為本,促進學生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展”的教學理念,將促進學生成功、指導學以致用、服務國家建設、引領(lǐng)社會進步作為教學工作的基本出發(fā)點,堅持理論教學與實驗教學并重,專業(yè)學習與素質(zhì)教育同步,不斷改革創(chuàng)新,為國家培養(yǎng)高素質(zhì)、應用型建設人才。實驗教學改革是一項長期的任務,為了更好地提高教學質(zhì)量,我們將繼續(xù)深化模擬電子技術(shù)實驗課的教學改革,進一步探索提高實驗教學質(zhì)量的新方法和新途徑。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,模擬電子技術(shù)實驗教學不僅要反映當代電子科學與發(fā)展前沿內(nèi)容,同時還要從人才培養(yǎng)要求出發(fā),加強學生的創(chuàng)新與動手能力培養(yǎng),在學生掌握基本理論知識的基礎上,進一步加強實踐性環(huán)節(jié)的培養(yǎng),突出動手能力、創(chuàng)新能力。我們只有立足實驗教學的實際,不斷探索,逐步深入,推陳出新,才能使人才培養(yǎng)更好地適應社會發(fā)展的需要。模擬電子技術(shù)實驗成為我們長江大學的精品課程。
參考文獻
篇7
今天數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的挑戰(zhàn)是,盡可能提高系統(tǒng)所有層面的效率,包括負載點、電路板、機架甚至安裝層面,以變得更加環(huán)保。例如,將工作流發(fā)送給盡可能少的服務器、關(guān)閉目前不需要的服務器等,從而可降低系統(tǒng)的總體功耗。能做到這一點并達到系統(tǒng)性能目標(計算速度、數(shù)據(jù)傳輸速率等)的惟一方式是,采用一個全面的數(shù)字電源管理系統(tǒng),以實時監(jiān)視所有層面的功耗數(shù)據(jù)。
過去,設計師用一堆混雜的IC胡亂拼湊數(shù)字電源管理解決方案,這些IC包括監(jiān)察器、排序器、DAC和ADC。這類解決方案除了固有的復雜性以外,還不易擴展,需要為未來的系統(tǒng)升級進行大量前期規(guī)劃。LTC3883/LTC3883-1DC/DC控制器整合了所有數(shù)字電源管理功能,消除了上述復雜性,因此可構(gòu)成一個易用、堅固和靈活的負載點(POL)電源管理解決方案。
LTC3883/LTC3883-1可以自主工作或通過業(yè)界標準的I2C串行總線,與系統(tǒng)主處理器通信,以獲取命令、實施控制并報告遙測數(shù)據(jù)。這使得可以直接從LTC3883/LTC3883-1監(jiān)視關(guān)鍵的工作信息,例如,實時電壓、電流和溫度,這些信息可用來動態(tài)優(yōu)化系統(tǒng)性能和可靠性。通過訪問這些信息,能預測電源系統(tǒng)故障,并采取預防性或調(diào)解措施。
重要的穩(wěn)壓器參數(shù)(例如,輸出電壓和電流限制、裕度控制電壓、過壓和欠壓監(jiān)察限制、啟動特性和時序、以及故障響應)都可以通過該串行總線直接設定,而無須采用電阻器、排序器、監(jiān)視IC等外部組件。
由于有了數(shù)字電源系統(tǒng)管理,所以能快速、高效地開發(fā)復雜的多軌系統(tǒng)。LTpowerPlayTM軟件使設計工作得到了進一步簡化,并能通過PC監(jiān)視電路板和調(diào)節(jié)參數(shù)。這就使設計師能進行調(diào)試和在線測試(ICT),而無須重新給電路板布線或更換組件。
特色概述
LTC3883/LTC3883-1是一款單輸出同步降壓型DC/DC控制器,集成了電源FET柵極驅(qū)動器和一個模擬電流模式控制環(huán)路,該環(huán)路能以6個相位的PolyPhase模式工作。頻率可以在250kHz~1MHz范圍內(nèi)設定,如果有外部振蕩器可用,那么內(nèi)部鎖相環(huán)能使LTC3883/LTC3883-1與相同范圍內(nèi)的任何頻率同步。
LTC3883/LTC3883-1具有優(yōu)化的柵極驅(qū)動器死區(qū)時間,以最大限度地降低開關(guān)損耗和體二極管傳導,從而在所有工作條件下保持高效率。該器件支持4.5~24V的寬VIN范圍和0.5~5.5V的VOUT范圍。精確的基準、12位DAC和溫度補償模擬電流模式控制環(huán)路產(chǎn)生±0.5%的DC輸出電壓準確度,集成的高壓側(cè)輸入電流檢測放大器允許準確的輸入電流檢測和電感器DCR自動校準。
16位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供輸入和輸出電壓及電流、占空比和溫度的數(shù)字回讀。用戶可以回讀重要參數(shù)的峰值。關(guān)鍵控制器參數(shù)可以通過PMBus設定。故障記錄包括非易失性存儲器中的中斷標記和黑匣子記錄器,該存儲器儲存發(fā)生故障之前瞬間的工作狀態(tài)。
LTC3883的特點是內(nèi)置了一個LDO穩(wěn)壓器,以提高集成度,而LTC3883-1用外部5V偏置電壓供電以提高效率。這兩款器件都采用耐熱增強型32引線5mm×5mmQFN封裝,工作節(jié)溫范圍或者為-40~+105℃(E級)或者為-40~+125℃(I級)。
模擬控制環(huán)路
LTC3883/LTC3883-1的眾多功能都是數(shù)字可編程的,包括輸出電壓、電流限制設定點和排序。不過,控制環(huán)路仍然是純模擬的,這樣就不會有數(shù)字控制環(huán)路那樣的量化效應,從而提供最佳環(huán)路穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應。
圖4比較的是具有模擬反饋控制環(huán)路的控制器IC和具有數(shù)字反饋控制環(huán)路的控制器IC之上升曲線。模擬環(huán)路是平滑上升的,而數(shù)字環(huán)路有一個一個的步進,由于量化效應,這可能導致穩(wěn)定性問題、更慢的瞬態(tài)響應、在有些應用中需要更大的輸出電容以及在PWM控制信號上有更大的輸出紋波和抖動。
電流模式控制環(huán)路產(chǎn)生最佳環(huán)路穩(wěn)定性、逐周期電流限制以及快速和準確的電壓及負載瞬態(tài)響應。簡單的環(huán)路補償不受工作狀態(tài)和轉(zhuǎn)換器配置的影響。該器件還支持連續(xù)、斷續(xù)和突發(fā)模式(BurstMode)電感器電流控制。
電感器DCR的自動校準
利用電感器的DC電阻而不是檢測電阻器檢測DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流有幾大優(yōu)勢,包括更低的功率損耗、電路復雜性和成本。不過,如果規(guī)定的標稱電感器DCR和實際的電感器DCR之間有任何差別,都會在所測得的輸出電流以及峰值電流限制中導致成比例的誤差。
運用凌力爾特正在申請專利的算法,LTC3883/LTC3883-1可以測量并補償電感器DCR與其標稱值之間的容差。只要在該轉(zhuǎn)換器處于穩(wěn)定狀態(tài)且有足夠大的負載電流以準確測量輸入和輸出電流時,通過PMBus命令完成一個簡單的180ms校準程序即可。
LTC3883/LTC3883-1可準確測量電感器溫度,以在整個工作溫度范圍內(nèi)保持準確的電流回讀。LTC3883動態(tài)地建立從外部溫度傳感器到電感器磁芯的溫度上升模型,以了解電感器的自熱影響。這項正在申請專利的算法簡化了外部溫度傳感器的放置要求,實現(xiàn)了極其穩(wěn)定的狀態(tài),并補償了從電感器磁芯到主散熱器的瞬態(tài)溫度誤差。
多IC系統(tǒng)
大型多軌電源板通常由隔離式中間總線轉(zhuǎn)換器組成,該轉(zhuǎn)換器將來自背板的-48V電壓轉(zhuǎn)換成更低的中間總線電壓(IBV),典型值為12V,該中間總線電壓被分配到PC板的各處。單獨的負載點(POL)DC/DC轉(zhuǎn)換器將IBV降至所需的軌電壓,通常為0.5~5V,同時輸出電流的范圍為0.5~120A。這類電路板排列很密集,數(shù)字電源系統(tǒng)管理電路不能占用太多PC板面積。
高性能PMBus控制器(如LTC3883/LTC3883-1)和伴隨IC(如LTC2978)一起工作,可以高效率且無縫地滿足今天復雜電路板嚴格的數(shù)字電源管理要求。這些要求包括排序、電壓準確度、過流和過壓限制、裕度控制、監(jiān)察以及故障控制。對任何數(shù)量的電源而言,這些器件的任意組合都能使排序設計變得非常容易。運用基于時間的算法,用戶能以簡單的可編程延遲,以任意順序?qū)壍慕油ê蛿嚅_排序。運用單線SHARE_CLK總線以及一個或多個雙向通用IO(/GPIO)引腳,可以跨多個芯片排序。
篇8
我們設計模擬電子電路虛擬實驗平臺就是為了促進電子電路教學的發(fā)展。通過實際的模擬電子電路虛擬實驗教學我們也清楚的發(fā)現(xiàn),該技術(shù)可以很好的與電子電路課程的教學目標相吻合,這是傳統(tǒng)的實驗課程無法實現(xiàn)。在具體的表現(xiàn)方面有:首先,采用先仿真后實驗的方式,這樣幫助學生進行思考,鍛煉了學生思維能力;其次,重視基礎實驗,實現(xiàn)了對學生動手能力和操作能力的全面提高;最后在很大程度上可以對學生的創(chuàng)新能力進行培養(yǎng),實現(xiàn)學生綜合能力的提升。
2模擬電子電路虛擬實驗平臺的設計
2.1模擬電子電路虛擬實驗平臺的硬件結(jié)構(gòu)
模擬電子電路虛擬實驗平臺最為重要與核心的部分就是硬件結(jié)構(gòu)的設計,一般的模擬電子電路虛擬實驗平臺的硬件結(jié)構(gòu)主要是由計算機、接口電路、實驗板三個板塊組成。
2.1.1計算機
計算機是進行模擬電子電路虛擬實驗平臺設計的物質(zhì)基礎也是硬件結(jié)構(gòu)的核心。學生在進行實驗的過程中首先要進行的就是在計算機上進行實驗的設計與模擬驗證。模擬電子電路虛擬實驗平臺還可以實現(xiàn)多個實驗之間的橫向?qū)Ρ龋@樣的設計可以讓學習者更加清楚的掌握實驗。在模擬電子電路虛擬實驗平臺的設計中要想實際的實驗與虛擬實驗進行有效的結(jié)合,這樣的設計才是更加科學合理的。
2.1.2接口電路
接口電路也是模擬電子電路虛擬實驗平臺中十分重要的設計要素。計算機輸送的信號一般都是并行數(shù)據(jù),而控制節(jié)點可以接收的一般都是串行數(shù)據(jù),這時就需要植入接口電路,這種電路的作用就是實現(xiàn)控制信號與智能插件版的有效結(jié)合,通過這種方式控制節(jié)點的通斷,這時整個實驗平臺的關(guān)鍵所在,接口電路對于電路的控制功能一般是通過單片機進行的。
2.1.3實驗板
模擬電子電路虛擬實驗平臺的實驗板是由穩(wěn)壓電源、函數(shù)發(fā)生器、智能插件板、集成器件插件板等模塊組成。它是模擬電子電路虛擬實驗平臺中主要的模擬實驗中心,依靠正弦波形、方波、三角波三種函數(shù)發(fā)生器進行。
2.2模擬電子電路虛擬實驗平臺的軟件結(jié)構(gòu)
2.2.1電子電路虛擬實驗子系統(tǒng)
作為電子電路虛擬實驗平臺的核心電子電路虛擬實驗子系統(tǒng)主要是由擬實驗子系統(tǒng)、模擬電路虛擬實驗子系統(tǒng)、數(shù)字電路虛擬實驗子系統(tǒng)和綜合電路虛擬實驗子系統(tǒng)4個部分構(gòu)成。該子系統(tǒng)可以幫助學生對理論知識進行深入的理解,對電子電路的基礎知識進行實驗驗證,培養(yǎng)和鍛煉學生的操作能力。在進行設計的過程中要將RLC移相電路與諧振電路,基本定理(律)驗證電路等系列實驗設計到該系統(tǒng)中,這樣才能充分發(fā)揮其作用。
2.2.2模擬電路虛擬實驗子系統(tǒng)
模擬電路虛擬實驗子系統(tǒng)的主要作用是幫助學習者加深對于電路知識的理解與認識,同時提高學生的探究能力與獨立解決問題的能力。系統(tǒng)中經(jīng)常會涉及到一些具有思考價值的實際問題,讓學生通過分析掌握模擬電路分析、仿真、設計的能力。在該系統(tǒng)的設計過程中要植入晶體管放大電路、信號運算電路、功率放大電路、濾波電路、信號產(chǎn)生電路和直流穩(wěn)壓電源、二極管電路等系列實驗。
2.2.3數(shù)字電路虛擬實驗子系統(tǒng)
該系統(tǒng)的作用是幫助學生學習數(shù)字電路相關(guān)的理論知識的學習與理解。讓學生通過模擬實驗子系統(tǒng)熟練的掌握數(shù)字電路的分析、測試與仿真。在具體的系統(tǒng)設計中應該將A/D與D/A轉(zhuǎn)換電路、組合邏輯電路、邏輯器件測試、時序邏輯電路以及555定時器應用等系列實驗設計到該子系統(tǒng)中去。
3結(jié)束語
篇9
CAD軟件系統(tǒng)是當下電路設計軟件中圖形設計功能作為全面的應用軟件,其在電子電路設計教學中的應用也十分廣泛。在電路設計教學的開展中,CAD軟件為課程開展提供了繪圖,幾何造型以及特征計算等功能,在進行電路設計過程中,教師能夠通過帶領(lǐng)學生進行元件設計,是學生進一步掌握不同電路元件的功能,并以此為基礎,使學生利用不同元件的特性進行電路的功能設計。CAD軟件在為電路教學設置元件設計功能的同時,也自帶有元件庫,電路的實際設計可以直接對元件進行調(diào)用,這也能夠有效節(jié)約電路原理圖設計時間。在利用該軟件開展教學時,教師還要強調(diào)實際元件和虛擬元件的區(qū)別,并通過在教學過程中著重強調(diào),以保證學生實際電路連接的準確性和安全性。
2EWB軟件在教學中的具體應用分析
EWB計算機軟件是一種用于電路設計與仿真的EDA工具軟件,與CAD軟件不同,EWB軟件中包含更多的高品質(zhì)模擬電路元件和組件模型。教師在開展電子電路設計教學時能夠在元件調(diào)用的基礎上,引導學生利用軟件進行多種功能仿真,如對以連接的電路結(jié)構(gòu)進行交流頻率特性分析,靜態(tài)分析和參數(shù)掃描分析等。EWB軟件主要結(jié)構(gòu)包括函數(shù)信號發(fā)生器和仿真電路模板等,學生能夠在課程設計中通過元件調(diào)用和參數(shù)整合,完成電路設計,并通過將電路系統(tǒng)調(diào)用與仿真模板中,對其進行功能測試。在電路仿真教學過程中,教師應首先開展信號發(fā)生器教學,使得學生能夠依據(jù)實際電路結(jié)構(gòu)設計選定對應的激勵信號,以此保證電子電路結(jié)構(gòu)仿真結(jié)構(gòu)的準確性和有效性。
3PSPICE仿真軟件在電路設計教學中的應用
作為現(xiàn)階段不同類型電路分析與設計仿真軟件之一,PSPICE軟件具有十分優(yōu)越的實用性能。該軟件主要包括電子線路仿真,圖形方式輸出,模擬計算電路功能和網(wǎng)表生成等功能,不僅能夠?qū)δM電子線路進行仿真與模式實驗,也能夠與實體電路結(jié)構(gòu)進行連接并開展模擬仿真。在電子電路的設計教學中,教師要將課程演示重點放在利用PSPICE軟件模擬連接電路上,使學生能夠在掌握元件參數(shù)的基礎上,更為全面的掌握電路波形和電壓電流值的檢測方法。PSPICE仿真軟件的應用,也為電路設計教學中元件參數(shù)的優(yōu)化提供了科學有效的途經(jīng),教師通過對比軟件中不同模擬元件的功能,以選擇靈敏度高和容差關(guān)系穩(wěn)定的軟件開展教學,這能夠極大的優(yōu)化電路設計中的元件參數(shù),并使得電子電路設計的教學質(zhì)量得到有效提升。
4結(jié)束語
篇10
關(guān)鍵詞:電路設計;proteus;應用
中圖分類號:TN702 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2017)03-0248-01
二十一世紀的今天,社會科技進步較快,proteus仿真軟件在電路設計中的應用也越來越廣泛。該仿真軟件是計算機技術(shù)發(fā)展的重要成果之一,可以對模擬電路,數(shù)字電路和電路進行仿真操作,軟件自身具備先進的虛擬器,包括示波器,邏輯分析儀,信號發(fā)生器等,為了更全面的了解和更深刻的分析proteus在電子電路設計中的應用,就要在軟件開啟的仿真條件下,對整體電路和包含的各個零部件進行逐一研究,為之后的電路設計打下堅實的基礎思路。
1 Proteus仿真軟件簡述
Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件(該軟件中國總為廣州風標電子技術(shù)有限公司)。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能,還能仿真單片機及器件。它是目前比較好的仿真單片機及器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步,但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。該軟件包含ISIS和ARES兩個軟件部分,這兩個部分在大環(huán)境下扮演著兩個不同的重要角色,都有著舉足輕重的作用。在日常工作中,ARES部分是用來當PCB設計工作的助手,進行有效輔佐,而ISIS則是主要負責在仿真開啟的環(huán)境下對電路原理和模擬電路的設計工作。
2 Proteus仿真軟件進行仿真電路設計的過程分析
在電子電路實訓過程中,proteus仿真軟件在進行仿真電路設計時,要在軟件編輯界面,按照需要模擬的實際電路思路,設計出一套最符合實際情況的電子電路圖,再通過許多相關(guān)數(shù)據(jù)計算,盡可能在最短的時間內(nèi)完成對電路的初步設計和對數(shù)據(jù)的測量與計算整理,最后完成整體的模擬電路設計,然后利用軟件的電路生成功能,輸出最后的電路設計圖。為了確保電路設計的順利進行,仿真電路設計過程可以這樣:先確定核實設計項目,然后運行proteus軟件,繪制初步的電路原理圖,然后根據(jù)原理確定需要的元件種類和數(shù)量,啟動仿真系統(tǒng),用虛擬儀器檢測然后讀出數(shù)據(jù),分析結(jié)果,如不符合要求,對元件或者電路作適當修改然后再次檢測,當符合要求時,要對電路進行完善,確定無誤后敲定最終設計方案,然后系統(tǒng)自動生成電路圖。
3 Proteus仿真軟件的仿真電路設計與調(diào)試
在進行電路工作前,相關(guān)人員要檢查虛擬測量儀器與被測量點的兩個終端是否處于正常連接狀態(tài),還要確定信號源良好的接地情況,其中還要注意示波器與地線的連接狀況。測量結(jié)束后要確保測量結(jié)果是GND的相反波形,有利于后續(xù)對電路的研究。實驗過程中,要時刻注意電壓表,電流表的指針位置,而在仿真電路時,要注意串聯(lián)電路中電流指針的指數(shù),如有任何問題,要及時地在相應的執(zhí)行操作界面,通過網(wǎng)絡,對電壓作出適當調(diào)整,然后繼續(xù)進行仿真電路的研究試驗,推動proteus仿真軟件在電子電路設計應用中的發(fā)展。
4 Proteus仿真軟件的實用電路分析
在今后的與電路設計有關(guān)的工作當中,我們不光要充分發(fā)揮并發(fā)展proteus仿真軟件,還要通過合理的方法來判斷研究proteus仿真軟件在未來電路研究中的發(fā)展趨勢,然后進行相應改進。而proteus軟件還需要通過傳感器電路,正弦電路等實用電路中不斷的進行試驗和探索,最后才能把此項技術(shù)落實到實際電子科技產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)當中去。所以,我們再使用該軟件進行電路設計和分析時,要把重點放到傳感器電路和正弦電路等電路的實用性上,結(jié)合實際情況探究,才能更好地讓軟件適用于各種實用電路的應用。還能開發(fā)出仿真系統(tǒng)的其他用法和功能,促使電子行業(yè)發(fā)展,為以后的研究工作打下堅實的基礎。
5 結(jié)語
綜上所述,現(xiàn)階段proteus仿真軟件的應用已經(jīng)十分廣泛,而其使用功能也十分便利和強大,在進行電子電路設計時,為了能夠更深刻研究電路的工作情況,更準確地對電路中存在的不足之處進行調(diào)整,我們要進一步對軟件進行挖掘研究,明確操作規(guī)范,開發(fā)出更實用的功能以便使用。還能改善傳統(tǒng)的電子電路設計工作,并z測出其中的缺陷,為降低電路實驗成本,更有效地完成實驗和縮短實驗時間等方面,都有積極的推進意義。
參考文祥