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仿真電路設(shè)計報告范文第1篇

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新實踐；項目設(shè)計型；教學(xué)改革

近年來，河南科技大學(xué)電氣工程學(xué)院有計劃地進(jìn)行了一系列教學(xué)改革活動，探索創(chuàng)新教育與專業(yè)教育深度融合的具體方法，初步構(gòu)建了貫通課內(nèi)、課外，融匯主要教學(xué)環(huán)節(jié)的地方高校工科大學(xué)生創(chuàng)新實踐教育模式，以求切實加深學(xué)生對課程理論知識理解、提高動手應(yīng)用知識能力。其中，電氣工程學(xué)院提出項目設(shè)計型實驗教學(xué)模式改革的方案，電工電子實驗中心以電路實驗課程為依托進(jìn)行改革，要求學(xué)生自主完成實驗電路設(shè)計，課下進(jìn)行仿真軟件驗證；實驗中自選元件、芯片，在面包板上進(jìn)行電路調(diào)試，使用數(shù)字示波器、萬用表等測取實驗結(jié)果。以實驗形式、實驗指導(dǎo)方式的改變，實現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。

1電路實驗教學(xué)改革的必要性

傳統(tǒng)的電路實驗通常是教師進(jìn)行實驗原理、實驗電路的講解，告知實驗數(shù)據(jù)結(jié)果如何測量驗證、實驗儀器設(shè)備的使用方法以及實驗過程中需要注意的安全問題；學(xué)生在外購的實驗臺上進(jìn)行接線、驗證，完成實驗報告。該教學(xué)方式存在諸多的弊端，學(xué)生在整個過程中被動接受，按部就班地完成實驗過程，避開了實驗過程中可能出現(xiàn)的問題，缺少自主發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程，不能充分調(diào)動其進(jìn)行獨(dú)立思考和創(chuàng)新的積極性，也就無法達(dá)到通過實驗來加深對所學(xué)知識理解、鍛煉動手能力，在實驗中獲得滿足感，進(jìn)而主動研究、接受挑戰(zhàn)，增強(qiáng)其實踐創(chuàng)新能力的目的。項目設(shè)計型實驗教學(xué)模式，基本思路是部分或者全部拋開實驗臺，實驗采用在面包板上插接電子元件的形式進(jìn)行。電工電子實驗中心針對電路實驗課程中“二階電路響應(yīng)”“雙口網(wǎng)絡(luò)”為例進(jìn)行改革創(chuàng)新。要求學(xué)生在實驗前自行完成實驗電路設(shè)計，并使用Multisim仿真軟件進(jìn)行驗證，獲得相應(yīng)測量波形及數(shù)據(jù)，自我評估實驗方案是否合適。實驗中，學(xué)生根據(jù)實驗前自主設(shè)計的電路，選取合適的電子元件、芯片，最后插接在面包板上進(jìn)行電路調(diào)試，使用數(shù)字示波器、萬用表等測取實驗結(jié)果，與仿真結(jié)果進(jìn)行比較，自我判斷實驗結(jié)果是否正確。實驗結(jié)束后自我梳理，完成整個實驗設(shè)計報告。項目設(shè)計型實驗教學(xué)模式，學(xué)生首先需要利用所學(xué)的知識進(jìn)行電路設(shè)計，再通過實驗驗證發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的缺陷或者漏洞，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，解決問題，最終通過設(shè)計報告、實驗報告的撰寫進(jìn)行總結(jié)反思，提煉成文。相比傳統(tǒng)的接線、驗證實驗方式，項目設(shè)計型實驗教學(xué)模式，學(xué)生從自己設(shè)計電路開始，能力培養(yǎng)目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娐吩O(shè)計、知識運(yùn)用、自主分析問題、解決問題的能力和實踐動手能力。

2二階電路的響應(yīng)

在二階電路的響應(yīng)實驗進(jìn)行改革之前，采取PSpice軟件仿真的形式進(jìn)行，目的在于學(xué)習(xí)PSpice軟件的基本使用方法，同時理解二階電路的三種暫態(tài)過程，結(jié)合學(xué)生已掌握軟件和工具的使用情況，將實驗形式改革為“軟件仿真+面包板插接”。提前實驗任務(wù)，提出要求，限定元件范圍，要求學(xué)生課下使用Multisim軟件進(jìn)行仿真設(shè)計，選取RLC二階電路的參數(shù)，查看仿真結(jié)果，列元件清單；既定實驗時間，完成PSpice仿真任務(wù)后，領(lǐng)取元件，進(jìn)行面包板插接，自主操作完成對應(yīng)結(jié)果的測量。

2.1使用Multisim軟件進(jìn)行二階電路設(shè)計

完成參數(shù)選取、暫態(tài)過程波形記錄在電路實驗的課程設(shè)置中，RLC串聯(lián)諧振電路的分析是使用Multisim軟件完成的，故學(xué)生已掌握軟件的基本使用方法，可以使用虛擬函數(shù)信號發(fā)生器、示波器及基礎(chǔ)的電阻電容電感搭建仿真原理電路，并觀察實驗現(xiàn)象；一階RC電路的響應(yīng)在實驗臺上完成，故學(xué)生已掌握由實物的函數(shù)信號發(fā)生器、示波器及分立元件組裝調(diào)試電路，觀察記錄測試結(jié)果的能力，且二階電路的響應(yīng)在周期性重現(xiàn)操作時與一階電路是相通的，均可將方波或者矩形波的跳變邊沿視為換路時刻，進(jìn)而觀察暫態(tài)響應(yīng)過程，適合作為一階響應(yīng)的進(jìn)階實驗?；谝陨蟽牲c，在二階電路的整個實驗過程中，可以弱化任課教師的指導(dǎo)作用，放手讓學(xué)生自主設(shè)計并調(diào)試完成測試任務(wù)。任課教師提前二階電路的實驗任務(wù)，限定電阻、電位器、電感、電容的參數(shù)范圍，要求學(xué)生課下借助Multisim軟件選擇合適的電感、電容參數(shù)及恰當(dāng)?shù)姆讲l率，計算電阻值，使暫態(tài)過程分別為過阻尼、臨界阻尼、欠阻尼，用示波器觀察記錄各暫態(tài)響應(yīng)曲線并估讀暫態(tài)持續(xù)時間。

2.2使用PSpice仿真工具進(jìn)行仿真實驗

既定實驗時間，學(xué)生提交Multisim軟件仿真實驗電路圖、仿真結(jié)果及元件清單，任課教師審核通過后方可進(jìn)入實驗室。為了實現(xiàn)讓學(xué)生熟悉并掌握PSpice工具使用方法的目的，教師演示搭建二階電路原理圖及獲取仿真波形的示例后，預(yù)留一定時間如半個小時，供學(xué)生完成其自主設(shè)計二階原理圖的輸入，并截圖幾個暫態(tài)響應(yīng)過程，比較分析三種暫態(tài)響應(yīng)過程的不同點、變化條件、時間長短，課下完成總結(jié)。若不能在限定時間內(nèi)完成實驗任務(wù)，可在實驗室開放時間自由補(bǔ)做。

2.3硬件面包板插接完成

PSpice仿真或者預(yù)留限定時間倒計時結(jié)束后，學(xué)生2人一組自由組合，憑元件清單領(lǐng)取元件及工具。自主操作，進(jìn)行面包板插接，在面包板上搭建由分立元件組成的電路，用函數(shù)信號發(fā)生器給出合適頻率的輸入方波，使衰減或振蕩有足夠的時間減小到0，用數(shù)字示波器測量相應(yīng)波形，改變電位器或者電阻值的大小，完成對應(yīng)整個暫態(tài)過程波形的測量。在整個面包板硬件插接過程中，教師只負(fù)責(zé)元件工具的發(fā)放，講解儀器設(shè)備的使用。電路搭建、調(diào)試，制定測試方案，判斷實驗現(xiàn)象是否正確等由學(xué)生自主設(shè)計完成，達(dá)到預(yù)期實驗?zāi)繕?biāo)后，由教師負(fù)責(zé)驗收，并根據(jù)學(xué)生演示及問題回答情況給出實驗操作分?jǐn)?shù)。

2.4評分標(biāo)準(zhǔn)

評分標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)RLC二階串聯(lián)電路的設(shè)計電路圖、元件清單、電路三種暫態(tài)過程的Multisim軟件仿真波形，即設(shè)計環(huán)節(jié)占實驗成績的30%，實驗操作環(huán)節(jié)占實驗成績的30%，PSpice仿真波形及硬件插接實驗波形結(jié)果占實驗成績的20%，實驗設(shè)計報告完成情況占實驗成績的20%。

3雙口網(wǎng)絡(luò)

雙口網(wǎng)絡(luò)實驗在改革之前在實驗臺上直接完成，且實驗臺已經(jīng)封裝好現(xiàn)成的T網(wǎng)絡(luò)和π網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生只需簡單連線給定輸入電壓，連接測量儀表即可完成實驗數(shù)據(jù)的測量，課后計算T參數(shù)。為了進(jìn)一步提高學(xué)生電路設(shè)計、知識運(yùn)用能力，將雙口網(wǎng)絡(luò)的實驗形式改革為面包板插接。

3.1使用Multisim軟件進(jìn)行雙口網(wǎng)路電路設(shè)計

并測量數(shù)據(jù)完成T參數(shù)理論值計算任課教師提前雙口網(wǎng)路的實驗任務(wù)，并限定電阻元件的選擇范圍，要求學(xué)生課下自主選擇電阻元件搭建T網(wǎng)絡(luò)、π網(wǎng)絡(luò)及二者級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的電路，并根據(jù)選取的電阻阻值及電路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)計算相應(yīng)的T參數(shù)矩陣的理論值。之后，使用Multisim軟件進(jìn)行仿真，根據(jù)實驗指導(dǎo)書上的內(nèi)容，給定直流穩(wěn)壓電壓源10V。利用同時測量法測量輸出端開路、短路條件下T網(wǎng)絡(luò)、π網(wǎng)絡(luò)的輸入端、輸出端的電壓、電流值。用分別測量法測量T網(wǎng)絡(luò)和π網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)后網(wǎng)絡(luò)輸出端開路、短路條件下，輸入端的電流值；以及輸入端開路、短路條件下，輸出端的電流值。要求有仿真測量電路圖、T參數(shù)矩陣的計算值及仿真數(shù)據(jù)表格。

3.2硬件面包板插接

既定實驗時間，學(xué)生提交其設(shè)計的T網(wǎng)絡(luò)、π網(wǎng)絡(luò)及二者級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的電路圖、各網(wǎng)絡(luò)的理論T參數(shù)、Multisim仿真測試數(shù)據(jù)及元件清單，任課教師審核通過后方可進(jìn)入實驗室。憑元件清單領(lǐng)取元件及工具，在面包板搭建由電阻組成的網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)仿真數(shù)據(jù)測量的方法，利用實驗臺的直流穩(wěn)壓電源作為輸入，直流電壓表、直流電流表或者萬用表測量相應(yīng)的電壓電流，完成T網(wǎng)絡(luò)、π網(wǎng)絡(luò)、二者級聯(lián)等效網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)實測數(shù)據(jù)的測定。由教師負(fù)責(zé)驗收，并根據(jù)學(xué)生操作及問題回答情況給出實驗操作分?jǐn)?shù)。

3.3評分標(biāo)準(zhǔn)

雙口網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計電路圖、元件清單、T參數(shù)矩陣?yán)碚撚嬎憬Y(jié)果、仿真數(shù)據(jù)測量正確與否占實驗成績的30%；實驗操作環(huán)節(jié)及實驗測量數(shù)據(jù)正確與否占實驗成績的50%；根據(jù)實驗測量數(shù)據(jù)及實驗方法計算的T參數(shù)正確與否、實驗設(shè)計報告完成情況占實驗成績的20%。

4實驗教學(xué)改革效果與改進(jìn)

4.1實驗教學(xué)改革效果

通過課前布置實驗任務(wù)，課下設(shè)計實驗電路，再通過面包板插接環(huán)節(jié)搭建調(diào)試電路，很好地鍛煉了學(xué)生的自主設(shè)計電路、發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。在實驗過程中，弱化教師的主動指導(dǎo)作用，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，變學(xué)生的被動學(xué)習(xí)為主動思考，極大地提高了學(xué)生的積極主動性。同時，在實操環(huán)節(jié)，利用函數(shù)信號發(fā)生器、數(shù)字示波器等設(shè)備儀器，承接后續(xù)電子技術(shù)實驗課程的學(xué)習(xí)。俗話說：“兵馬未動，糧草先行?！痹O(shè)備、工具、軟件環(huán)境的熟練運(yùn)用，可為以后的專業(yè)課學(xué)習(xí)、研究打下堅實的基礎(chǔ)。更重要的是在整個“學(xué)而思，思而做，做而樂，樂而學(xué)”的良性循環(huán)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣和綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，將使其受益無窮。

4.2進(jìn)一步改進(jìn)的方向

腳踏實地，進(jìn)一步細(xì)化電路實驗課程改革過程中存在的問題，找準(zhǔn)下一步的努力方向。二階電路的響應(yīng)實驗，在實驗時要完成PSpice軟件仿真和面包板插接，耗時較長，可嘗試將PSpice二階電路示例做成視頻，供學(xué)生課下學(xué)習(xí)，或讓其尋找網(wǎng)絡(luò)資源，符合當(dāng)下流行的學(xué)習(xí)趨勢，且提高效率。雙口網(wǎng)路實驗，實際搭接電路時，電流的測量值在十幾毫安至幾十毫安時可減小測量誤差，這就要求電阻取值合適，否則直接影響測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，故可適當(dāng)?shù)匦薷碾娮鑵?shù)的選擇范圍。雙口網(wǎng)絡(luò)中電阻參數(shù)選取不同，T參數(shù)、測量的電壓電流值也各異，放手讓學(xué)生自主設(shè)計電路的同時，也給檢查學(xué)生數(shù)據(jù)帶來了一系列不便?？梢愿鶕?jù)雙口網(wǎng)路的一般結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)T參數(shù)的通式，將要測量的數(shù)據(jù)表示成T參數(shù)的表達(dá)式，借助數(shù)據(jù)處理軟件，減少數(shù)據(jù)比對過程中的計算量。

仿真電路設(shè)計報告范文第2篇

2001年我國新增“集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)，2003年至2009年，我國在清華大學(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，國內(nèi)已有近百所高校開設(shè)了微電子相關(guān)專業(yè)和實訓(xùn)基地，由此可見，國家對集成電路行業(yè)人才培養(yǎng)的高度重視。在新形勢下，集成電路相關(guān)專業(yè)的“重理論輕實踐”、“重教授輕自學(xué)輕互動”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、輕實踐”方面，可從課程教學(xué)學(xué)時安排上略見一斑。例如：某高校“模擬集成電路設(shè)計”課程，總學(xué)時為80，其中理論為64學(xué)時，實驗為16學(xué)時，理論與實驗學(xué)時比高達(dá)4∶1。由于受學(xué)時限制，實驗內(nèi)容很難全面覆蓋模擬集成電路的典型結(jié)構(gòu)，且實驗所涉及的電路結(jié)構(gòu)、器件尺寸和參數(shù)只能由授課教師直接給出，學(xué)生在有限的實驗學(xué)時內(nèi)僅完成電路的仿真驗證工作。由于缺失了根據(jù)所學(xué)理論動手設(shè)計電路結(jié)構(gòu)，計算器件尺寸，以及通過仿真迭代優(yōu)化設(shè)計等環(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)計的能力?！爸亟淌凇⑤p自學(xué)、輕互動”的傳統(tǒng)教學(xué)方式也備受詬病。課堂上，授課教師過多地關(guān)注知識的傳授，忽略了發(fā)揮學(xué)生主動學(xué)習(xí)的主觀能動性，導(dǎo)致教師教得很累，學(xué)生學(xué)得無趣。

2集成電路設(shè)計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”課程被列入我校卓越課程的建設(shè)項目，以此為契機(jī)，卓越課程建設(shè)小組對集成電路設(shè)計類課程進(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，通過合作學(xué)習(xí)、小組討論、項目學(xué)習(xí)、課外實訓(xùn)等方式，營造開放、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個月的實訓(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)計類課程的差異化，即根據(jù)不同的人才培養(yǎng)目標(biāo)，開設(shè)不同的專業(yè)課程。比如，一些班級側(cè)重培養(yǎng)集成電路前端設(shè)計的高端人才，其開設(shè)的集成電路設(shè)計類課程包括數(shù)字集成電路設(shè)計、集成電路系統(tǒng)與芯片設(shè)計、模擬集成電路設(shè)計、射頻電路基礎(chǔ)、硬件描述語言與FPGA設(shè)計、集成電路EDA技術(shù)、集成電路工藝原理等；另外的幾個班級，則側(cè)重于集成電路后端設(shè)計的高端人才培養(yǎng)，其開設(shè)的集成電路設(shè)計類課程包括數(shù)字集成電路設(shè)計、CMOS模擬集成電路設(shè)計、版圖設(shè)計技術(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試等。在多元化的培養(yǎng)模式中，加入實訓(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)隊的項目進(jìn)行實訓(xùn)，或進(jìn)入企業(yè)實習(xí)，以此來提高學(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”的互動環(huán)節(jié)和自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。通過增加以學(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。精講學(xué)時從以往的占課程總學(xué)時的75％～80％，降低為30％～40％，課程的重點和難點由主講教師精講，精講環(huán)節(jié)重在使學(xué)生掌握扎實的理論基礎(chǔ)。

（2）增加課堂互動和自學(xué)學(xué)時。其學(xué)時由原來的占理論學(xué)時不到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)國內(nèi)外發(fā)展趨勢、研究熱點和實踐應(yīng)用等，將課程內(nèi)容凝練成幾個專題供學(xué)生進(jìn)行小組討論，每小組人數(shù)控制在3～4人，課堂討論時間安排不低于課程總學(xué)時的30％［3］。專題內(nèi)容由學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)的方式完成，小組成員在查閱大量的文獻(xiàn)資料后，撰寫報告，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)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，使學(xué)生從被動接受變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，既活躍了課堂氣氛，也營造了自主、平等、開放的學(xué)習(xí)氛圍。

2．3課程實驗環(huán)節(jié)的改進(jìn)

為使學(xué)生盡快掌握集成電路設(shè)計經(jīng)驗，提高動手實踐能力，探索一種內(nèi)容合適、難度適中的集成電路設(shè)計實驗教學(xué)方法勢在必行。本課程建設(shè)小組將從以下幾個方面對課程實驗環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)：

（1）適當(dāng)提高教學(xué)實驗課時占課程總學(xué)時的比例，使理論和實驗學(xué)時的比例不高于2∶1。

（2）增加課外實驗任務(wù)。除實驗學(xué)時內(nèi)必須完成的實驗外，教師可增設(shè)多個備選實驗供學(xué)生選擇。學(xué)生可在開放實驗室完成相關(guān)實驗內(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)計實驗室的軟、硬件環(huán)境。本專業(yè)通過申請實驗室改造經(jīng)費(fèi)，已完成多個相關(guān)實驗室的軟、硬件升級換代。目前，實驗室配套完善的EDA輔助電路設(shè)計軟件，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)計類課程群的教學(xué)實驗環(huán)節(jié)，力爭使課程群的實驗內(nèi)容覆蓋設(shè)計全流程。由于集成電路設(shè)計類課程多、覆蓋面大，且由不同教師進(jìn)行授課，因此課程實驗分散，難以統(tǒng)一。本課程建設(shè)小組為了提高學(xué)生的動手能力和就業(yè)競爭力，全面規(guī)劃、統(tǒng)籌安排課程群內(nèi)的所有實驗，使學(xué)生對集成電路設(shè)計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)生的工程實踐經(jīng)驗，我們將工程案例教學(xué)法貫穿于整個課程群的理論、實驗和作業(yè)環(huán)節(jié)。下面以模擬集成電路中的典型模塊多級放大器的設(shè)計為例，對該教學(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)和混合信號系統(tǒng)中一個完整而又重要的部分，從直流偏置的產(chǎn)生到高速放大或濾波，都離不開不同復(fù)雜程度的運(yùn)算放大器。因此，掌握運(yùn)算放大器知識是學(xué)生畢業(yè)后從事模擬集成電路設(shè)計的基礎(chǔ)。雖然多級運(yùn)算放大器的電路規(guī)模不是很大，但是在設(shè)計過程中，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)計器件尺寸。運(yùn)算放大器的性能指標(biāo)指導(dǎo)著設(shè)計的各個環(huán)節(jié)和幾個比較重要的設(shè)計參數(shù)，如開環(huán)增益、小信號帶寬、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)計指標(biāo)多，設(shè)計過程相對復(fù)雜，因此其工作原理、電路結(jié)構(gòu)和器件尺寸的計算方法等，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”課程的理論學(xué)時里。

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)是課程實驗的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)。為了彌補(bǔ)缺失的學(xué)生自主設(shè)計環(huán)節(jié)，我們將電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計和器件尺寸、相關(guān)參數(shù)的手工計算過程放在作業(yè)環(huán)節(jié)中完成。這樣做既不占用寶貴的實驗學(xué)時，又提高了學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。比如兩級運(yùn)算放大器的設(shè)計和仿真實驗，運(yùn)放的設(shè)計指標(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)實驗之前，主講教師先將該運(yùn)放的設(shè)計指標(biāo)布置在作業(yè)中，學(xué)生根據(jù)教師指定的設(shè)計參數(shù)完成兩級運(yùn)放結(jié)構(gòu)選型及器件尺寸、參數(shù)的手工計算工作，仿真驗證和電路優(yōu)化工作在實驗學(xué)時或課外實訓(xùn)環(huán)節(jié)中完成。

3．3實驗環(huán)節(jié)

在課程實驗中，學(xué)生使用EDA軟件平臺將作業(yè)中設(shè)計好的電路輸入并搭建相關(guān)仿真環(huán)境，進(jìn)行仿真驗證工作。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”或“集成電路EDA技術(shù)”課程里［4］。

3．4版圖設(shè)計環(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)計不可或缺的重要環(huán)節(jié)。通過集成電路的版圖設(shè)計，可將立體的電路系統(tǒng)變?yōu)橐粋€二維的平面圖形，再經(jīng)過工藝加工還原為基于硅材料的立體結(jié)構(gòu)。兩級運(yùn)算放大器屬于模擬集成電路，其版圖設(shè)計不僅要滿足工藝廠商提供的設(shè)計規(guī)則，還應(yīng)考慮到模擬集成電路版圖設(shè)計的準(zhǔn)則，如匹配性、抗干擾性以及冗余設(shè)計等。其教學(xué)內(nèi)容可放在課程群中“版圖設(shè)計技術(shù)”的實驗環(huán)節(jié)完成。通過理論環(huán)節(jié)、作業(yè)環(huán)節(jié)以及實驗的迭代仿真和版圖設(shè)計環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握模擬集成電路的前端設(shè)計到后端設(shè)計流程，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)計的能力。

4結(jié)語

仿真電路設(shè)計報告范文第3篇

【關(guān)鍵詞】EDA；電子技術(shù)；實驗教學(xué)；電路設(shè)計

引言

電子技術(shù)既是電子類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，又是一門技術(shù)性較強(qiáng)的專業(yè)必修課，學(xué)生除了要掌握扎實的理論基礎(chǔ)，還要具備分析、設(shè)計以及應(yīng)用電路的實踐能力。實驗實踐則是加深和鞏固學(xué)生動手實踐和創(chuàng)新能力所必須的一種教學(xué)手段和教學(xué)途徑。本文對電子技術(shù)實驗的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析，并提出了EDA軟件在實驗教學(xué)中的應(yīng)用這一教學(xué)手段，經(jīng)過實踐，取得了較好的效果。

1.電子技術(shù)實驗的薄弱環(huán)節(jié)

第一，傳統(tǒng)的實驗方法是完成硬件電路連接后驗證、調(diào)試，得出實驗結(jié)論。學(xué)生必須熟練使用儀器、儀表或?qū)嶒炏涞葘嶒炘O(shè)備，在連接線路調(diào)試過程中對出現(xiàn)的問題能夠排除故障。但是由于工科專業(yè)對實驗設(shè)備的頻繁使用，大部分設(shè)備會出現(xiàn)靈敏度降低、器件老化、損壞等問題，那么實驗的效果將會受到嚴(yán)重影響。第二，教師的教學(xué)方法目前仍存在‘填鴨’式、‘說教’式的上課方式，這種以教師為主的教學(xué)方法，教師在臺上講多年未改的教材，學(xué)生沒有自己的獨(dú)立思考和見解，形成被動灌輸?shù)木置?。使學(xué)生缺乏創(chuàng)新觀念和意識。大學(xué)生對實踐能力的認(rèn)識和重視程度不夠，難以徹底擺脫知識本位的學(xué)習(xí)理念，將理論學(xué)習(xí)、最終成績看得很重，而把實踐能力、實踐過程當(dāng)作無足輕重的事。第三，實驗課上，主要以理論教學(xué)為主，沒有得到學(xué)生重視，學(xué)生根據(jù)實驗指導(dǎo)書照抄實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗?nèi)容，每次實驗結(jié)束發(fā)現(xiàn)學(xué)生對實驗的原理都解釋不清楚。教師不僅從實驗方法、步驟、注意事項方面進(jìn)行一一講解，而且還需手把手進(jìn)行實驗演示，在檢查學(xué)生演示實驗結(jié)果時學(xué)生一知半解，機(jī)械式的操作，不能靈活的將實驗現(xiàn)象與理論知識有機(jī)的聯(lián)系在一起。學(xué)生的學(xué)習(xí)幾乎處于被動狀態(tài)，達(dá)不到實驗教學(xué)的目的。第四，實驗課的考核方式不完善，實驗課多以出勤、實驗報告的形式給出，對學(xué)生的考核不全面。這種形式主義，使得部分學(xué)生“渾水摸魚”，進(jìn)實驗室后對待實驗不認(rèn)真，小組的成員在進(jìn)行實驗內(nèi)容的時候，有些學(xué)生卻忙于抄襲上次課的實驗報告，學(xué)生的分?jǐn)?shù)不能如實反映學(xué)生掌握知識的真實水平。

2.EDA軟件在電子技術(shù)實驗中的應(yīng)用

在電子技術(shù)設(shè)計領(lǐng)域，可編程邏輯器件（如CPLD、FPGA）的應(yīng)用，已得到廣泛的普及，這些器件為數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計帶來了極大的靈活性。這些器件可以通過軟件編程而對其硬件結(jié)構(gòu)和工作方式進(jìn)行重構(gòu)，從而使得硬件的設(shè)計可以如同軟件設(shè)計那樣方便快捷。這一切極大地改變了傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法、設(shè)計過程和設(shè)計觀念，促進(jìn)了EDA技術(shù)的迅速發(fā)展。EDA技術(shù)就是以計算機(jī)為工具，設(shè)計者在EDA軟件平臺上，用硬件描述語言VHDL完成設(shè)計文件，然后由計算機(jī)自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。EDA技術(shù)的出現(xiàn)，極大地提高了電路設(shè)計的效率和可操作性，減輕了設(shè)計者的勞動強(qiáng)度。1)將EDA軟件應(yīng)用于電子技術(shù)實驗教學(xué)，以實踐促理論，用理論指導(dǎo)實踐。以往的教學(xué)方法側(cè)重于理論知識講解，十分抽象,無法實現(xiàn)軟硬件結(jié)合而產(chǎn)生的直觀現(xiàn)象，在電子技術(shù)實驗中引入EDA軟件教學(xué)，以HDL語言示例和MAX+plusII、Protel、AltiumDesigner、multiSIM10等電子電路設(shè)計與仿真工具教學(xué)軟件引入課堂演示，加深和引導(dǎo)學(xué)生對電路設(shè)計的感性認(rèn)識?？此浦貙嵺`、輕理論的教學(xué)方法既有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，通過實驗實踐，掌握理論，在實踐中鞏固理論，用理論指導(dǎo)實踐，從而達(dá)到較好掌握知識的目的。，2)將EDA軟件應(yīng)用于電子技術(shù)實驗教學(xué)，豐富實驗教學(xué)內(nèi)容。通常實驗中‘填鴨’式、‘說教’式的上課方式所講的實驗內(nèi)容多年一成不變，不能激發(fā)學(xué)生的興趣。引入EDA軟件實驗教學(xué)，重視實驗內(nèi)容的趣味性和實用性，更新精心設(shè)計每一個實驗，讓學(xué)生產(chǎn)生新鮮感，從而激起他們的興趣。3)將EDA軟件應(yīng)用于電子技術(shù)實驗教學(xué)，能夠提高設(shè)計效率。傳統(tǒng)的硬件電路設(shè)計過程都是由人工完成，硬件電路的驗證和調(diào)試是在電路構(gòu)成之后進(jìn)行的，電路存在問題只能在驗證后發(fā)現(xiàn)。EDA軟件設(shè)計能夠快速準(zhǔn)確的完成電路的設(shè)計，利用計算機(jī)進(jìn)行性能和功能的分析，如果發(fā)現(xiàn)錯誤或方案不理想，可以重新設(shè)計電路再仿真，直至得到滿意的電路，大大提高了設(shè)計的質(zhì)量和效率，并且節(jié)省了設(shè)計成本。

3.設(shè)計舉例

應(yīng)用EDA軟件設(shè)計出一個555定時器的應(yīng)用電路，這是一個模擬電子電路和數(shù)字集成電路的混合電路設(shè)計，包含三極管開關(guān)放大電路、555構(gòu)成的多諧振蕩電路、功率放大電路。如果直接在數(shù)字電路實驗箱上連接線路，由于器件種類多，器件的選擇和連接稍有不慎，將會影響實驗效果。采用EDA軟件仿真此電路卻能夠節(jié)約時間，先觀察實驗現(xiàn)象，若不正確，修改設(shè)計再仿真，得出滿意的結(jié)果后，再到實驗箱上去連接電路。將軟件設(shè)計和硬件實現(xiàn)結(jié)合起來，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到提高，授課效果有所改善。

4.結(jié)語

將EDA仿真軟件與電子技術(shù)實驗教學(xué)相結(jié)合，既能提高實驗教學(xué)的質(zhì)量和效率，又能能夠使學(xué)生加深對電路原理的掌握，理論聯(lián)系實際，建立學(xué)生的感性認(rèn)識，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)他們進(jìn)行實踐階段學(xué)習(xí)，鼓勵學(xué)生實驗創(chuàng)新。在理論教學(xué)與真實實驗之間架起一座溝通的橋梁，對更新實驗教學(xué)方法，提高實驗教學(xué)質(zhì)量，降低實驗成本，改善實驗教學(xué)效果能夠起到很大的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

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[2]潘杰,裴洪文.EDA技術(shù)在單片機(jī)實驗環(huán)節(jié)中應(yīng)用研究[J].《電子科技》,2013年第12期:154-156.

[3]田麗萍.淺談加強(qiáng)電子技術(shù)課程實驗教學(xué)環(huán)節(jié)[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2005年第15卷第22期,2005-08-23:234.

仿真電路設(shè)計報告范文第4篇

關(guān)鍵詞 電子技術(shù)綜合設(shè)計；實踐能力；創(chuàng)新思維

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）02-0113-02

Reform and Practice of Integrated Design of Electronic Techno-logy//ZHOU Tao， ZHANG Ruimin， LIU Qiao， LI Shuanming， ZHONG Furu

Abstract This article introduces the curriculum reform and practice from the aspects of teaching goal， teaching content， teaching imple-mentation， teaching method， examination method and teaching effect. The reform of the integrated design course of electronic tech-nology will be beneficial to the improvement of students’ practical ability， and to cultivate the students’ innovative thinking.

Key words integrated design of electronic technology； practical ability； innovative thinking

1 引言

隨著石河子大學(xué)人才培養(yǎng)模式的不斷改革，以及社會對高等教育培養(yǎng)具備實踐能力、創(chuàng)新思維人才目標(biāo)要求的提出，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)作為工科專業(yè)人才培養(yǎng)體系中的重要組成部分[1]，成為當(dāng)下大學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。電子技術(shù)綜合設(shè)計是一門實踐性非常強(qiáng)的實訓(xùn)類課程，是電子技術(shù)人才培養(yǎng)成長的必由之路。由學(xué)生自行設(shè)計、自行制作和自行調(diào)試電子電路，旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握綜合模擬、數(shù)字、高頻電路知識，解決電子信息方面常見實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生電子電路設(shè)計與EDA（Electronic Design Automation）調(diào)試工具的使用方法，以及開展項目管理的基本方法。

2 現(xiàn)狀

以往的教學(xué)安排中主要側(cè)重電子電路的設(shè)計和仿真，留給學(xué)生自己用于思考和設(shè)計的時間有限，設(shè)計基本停留在紙上和計算機(jī)上。因此，教學(xué)效果很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。雖然W生在參加接下來的相關(guān)課程的課程設(shè)計、大學(xué)生訓(xùn)練計劃、全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽、畢業(yè)設(shè)計時理論分析能力得到提高，但實際設(shè)計和調(diào)試時卻出現(xiàn)大量問題很難得到快速解決的現(xiàn)象。所以，這種教學(xué)模式不再適應(yīng)目前新的人才培養(yǎng)方案對于電子信息工程專業(yè)提出的要求以及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

3 課程改革探索與實踐

電子技術(shù)綜合設(shè)計課程的改革與探索主要從課程教學(xué)目標(biāo)、課程教學(xué)內(nèi)容、課程教學(xué)實施、教學(xué)方法、考核方法和教學(xué)效果等幾個方面進(jìn)行。

課程目標(biāo) 電子技術(shù)綜合設(shè)計將學(xué)生已學(xué)過的電路基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路以及高頻電路等課程的知識綜合運(yùn)用在該課程中[2]，從而培養(yǎng)學(xué)生具備電子元器件的識別和選擇，電子電路仿真和電路設(shè)計軟件的使用，電子電路的分析和設(shè)計以及實際應(yīng)用電路項目的開發(fā)、管理等綜合能力，使學(xué)生切實經(jīng)歷從原來課本上的電路到EDA軟件的仿真電路再到實際看得到、摸得著的電路的實現(xiàn)過程。該課程是對現(xiàn)有課程體系的完善和補(bǔ)充[3]，幫助學(xué)生拓展視野，提升學(xué)生參加課外科技活動、校級SRP（Student Research Project）活動、國家大學(xué)生創(chuàng)新計劃以及全國電子設(shè)計競賽等專業(yè)競賽的興趣和畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量與水平。

教學(xué)內(nèi)容 課程的主要內(nèi)容按照基本知識驗證、專業(yè)知識綜合、創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)的原則進(jìn)行安排，主要包括：常用電子元器件基礎(chǔ)知識；常用電子測量儀表的使用；電路仿真軟件的使用；印刷電路板的設(shè)計與實現(xiàn)；電子電路系統(tǒng)設(shè)計方案提出、論證、設(shè)計、元件焊接、系統(tǒng)調(diào)試；撰寫總結(jié)報告、答辯等。

1）常用電子元器件基礎(chǔ)知識：主要講解電阻、電容、電感、電位器、變壓器等常用元件的區(qū)分，還包括一些電子常用術(shù)語，比如單面板、雙面板、焊盤、焊接面、虛焊、橋接等。

2）常用電子測量儀表的使用：包括萬用表、示波器、函數(shù)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源的基本使用方法。

3）電路仿真軟件的使用：主要講解電路仿真軟件Multisim的使用。

4）印刷電路板的設(shè)計與實現(xiàn)：Altium Designer軟件中電路原理圖的繪制和PCB圖的繪制方法。

5）電子電路系統(tǒng)設(shè)計方案提出、論證、設(shè)計、元件焊接、系統(tǒng)調(diào)試：對全班學(xué)生進(jìn)行分組，四個人一組，每組一個設(shè)計題目，每組經(jīng)過方案的提出、討論、修改、教師審核、論證后設(shè)計出電路仿真圖，仿真沒有問題后設(shè)計PCB圖，然后制成單面板進(jìn)行元件焊接、調(diào)試。

6）撰寫總結(jié)報告、答辯：系統(tǒng)設(shè)計完成后，每組撰寫總結(jié)報告，提出系統(tǒng)的優(yōu)點和設(shè)計不足，以及設(shè)計過程中自己的心得體會，最后制作幻燈片進(jìn)行課程匯報答辯。

教學(xué)實施 在完成各個教學(xué)內(nèi)容時，課程采用項目驅(qū)動的方式使學(xué)生在掌握理論知識的同時，實踐能力也得到不同程度的提高。整個教學(xué)過程分為4個項目進(jìn)行，通過項目的完成，學(xué)生逐步完成課程的學(xué)習(xí)，綜合能力也在不知不覺中得到鍛煉。

1）基本元件及電路測試項目。教學(xué)內(nèi)容的前兩部分講解完成后，要求每個學(xué)生進(jìn)行基本元件參數(shù)的測試、電路虛焊、雙面板線路測試等。通過該項目，學(xué)生掌握電子元件與電路測試的基本方法和常用測量儀器的使用方法。

2）電子電路設(shè)計和仿真項目。在該項目中，教師首先講解電路仿真軟件Multisim的使用方法，然后以實例設(shè)計一個兩級晶體管放大電路。在此過程中，教師從元件參數(shù)的選取、放大倍數(shù)的計算、系統(tǒng)測試和修改等方面給學(xué)生進(jìn)行講解。講解完成后，學(xué)生參考實例設(shè)計一個放大倍數(shù)不同的晶體管放大電路作為練習(xí)。練習(xí)完成后，全體學(xué)生設(shè)計一個波形發(fā)生電路用來產(chǎn)生方波、三角波信號。學(xué)生設(shè)計過程中可相互交流，碰到問題可詢問教師，最終完成項目預(yù)期目標(biāo)。該項目完成后，學(xué)生可以掌握電路仿真軟件的使用方法和電路設(shè)計的基本原則。

3）電子電路制板與焊接調(diào)試項目。前兩階段的項目完成后，教師講解電路制板軟件Altium Designer的使用方法和手工腐蝕法制作單面電路的流程，講解和制作過程以上一個項目中的兩級晶體管放大電路為例，講解的過程中學(xué)生如果有問題可隨時提出，教師進(jìn)行解答。最終要求學(xué)生自己實現(xiàn)一個兩級晶體管放大電路的印刷電路板的繪制，以及電路的腐蝕、焊接、通電調(diào)試。通過該項目，學(xué)生掌握了電子電路從書本的理論知識到實物實現(xiàn)的過程。

4）C合設(shè)計與總結(jié)項目。學(xué)生按學(xué)號進(jìn)行隨機(jī)選題，題目內(nèi)容涵蓋模擬電路（如連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源）、數(shù)字電路（如循環(huán)彩燈控制器）、高頻電路（如小信號阻容耦合放大電路設(shè)計）。題目選定后，題目相同的學(xué)生分成一組，組建項目小組。項目組成員提出設(shè)計方案，經(jīng)過理論論證，設(shè)計完成仿真電路和PCB電路，然后采用手工腐蝕法實現(xiàn)電路系統(tǒng)的板面布線，最后進(jìn)行元件焊接和調(diào)試。系統(tǒng)完成后，整個課程基本接近尾聲，每組學(xué)生要對自己的設(shè)計方案進(jìn)行匯報答辯。通過該項目，學(xué)生掌握了復(fù)雜電路的設(shè)計與實現(xiàn)，以及團(tuán)隊合作完成項目設(shè)計、管理、總結(jié)的過程。

教學(xué)方法 課程的教學(xué)方法，打破傳統(tǒng)理論課程完全靠教師講授以及實驗課程以學(xué)生動手為主的模式，采用教師講授、項目訓(xùn)練、學(xué)生參與設(shè)計和討論、分析講解和答辯的形式。學(xué)生有機(jī)會表達(dá)自己的觀點和設(shè)計思路，充分調(diào)動積極參與的興趣。

考核方法 課程的總評成績由5個部分組成：考勤10%+課程表現(xiàn)10%+項目完成情況30%+課程答辯情況20%+課程報告30%。新的考核標(biāo)準(zhǔn)打破原來課程總評成績主要由平時成績、設(shè)計成績兩部分組成的模式，主要以學(xué)生在教學(xué)實踐活動中的參與度和完成度作為考量，注重學(xué)生實踐能力和綜合能力的培養(yǎng)。

教學(xué)效果 經(jīng)過兩周的項目驅(qū)動訓(xùn)練和實踐環(huán)節(jié)的總結(jié)，學(xué)生對于測量儀器的使用更加熟練，對常用電子元器件的選用和封裝了解得更為清楚，對電子電路的設(shè)計和實現(xiàn)更加有信心，分析問題、解決問題的能力得到了很大的提高。

4 結(jié)論

課程改革和實踐在石河子大學(xué)電子信息工程2012級、2013級和2014級為期兩周的電子技術(shù)綜合設(shè)計課程中進(jìn)行，學(xué)生對于課程內(nèi)容安排和各個環(huán)節(jié)的設(shè)計比較歡迎，加大了學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課程實施的整個過程側(cè)重基礎(chǔ)能力培養(yǎng)，將項目管理理念貫穿整個課程的始終，加大創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。學(xué)生在后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計和課外科技活動中凸顯了較強(qiáng)的實踐和創(chuàng)新能力?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1]吳大鵬，黃沛昱.“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計”課程建設(shè)探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2014，36（6）：41-43.

仿真電路設(shè)計報告范文第5篇

Abstract： The experiment is an important part of high frequency electronic circuit course. In order to improve the effect of experiment， the paper analyzes the current situation of the traditional hardware experimental teaching， introduces the simulation experimental teaching method， and optimizes the experimental project. The practice proves that the measures can stimulate the students interest in learning and improve the level of experiment.

關(guān)鍵詞： 高頻電子線路；硬件實驗教學(xué)；仿真實驗教學(xué)

Key words： high frequency electronic circuit；hardware experimental teaching；simulation experimental teaching

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）08-0233-02

0 引言

高頻電子線路是通信、電子信息類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)不僅可使學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的基本概念、基本理論和基本分析方法，同時也可運(yùn)用課程知識去分析、解決實際的工程技術(shù)問題。實驗教學(xué)是課程的重要組成部分，是訓(xùn)練技能和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要手段。因此，加強(qiáng)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，能夠幫助學(xué)生彌補(bǔ)理論學(xué)習(xí)的不足。

1 實驗教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 實驗內(nèi)容方面 本校的實驗設(shè)備為模塊化實驗箱，開設(shè)的多為驗證性實驗。課堂上，老師先講授實驗?zāi)康?、原理，演示操作過程及結(jié)果，然后學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書的步驟進(jìn)行連線。學(xué)生不能發(fā)揮主觀能動性，不去思考為什么是這樣的電路設(shè)計可以達(dá)到實驗?zāi)康?？可不可以采用其他的方法、電路[1]？

1.2 實驗環(huán)境方面 實驗室的硬件環(huán)境容量有限。學(xué)生只能在規(guī)定的授課時間內(nèi)完成實驗內(nèi)容，如果想擴(kuò)展自己的實驗知識，時間受限。而如果實驗室自由開放，也會帶來一系列問題。由于學(xué)生對設(shè)備和儀器的不熟悉，容易造成損失，影響正常教學(xué)的進(jìn)行。

1.3 課程特點方面 高頻電子線路的工作頻率較高和非線性的特點影響了學(xué)生對結(jié)果的觀察分析。操作過程中，受示波器通頻帶的限制，學(xué)生在示波器上看到的波形太密集，不能明確這就是實驗現(xiàn)象，不能讀取數(shù)據(jù)，從而影響指標(biāo)計算的準(zhǔn)確性。

從以上幾個方面考慮，在上學(xué)期的教學(xué)過程中，引入了軟件仿真實驗進(jìn)行互補(bǔ)。

2 軟件仿真實驗

引入仿真實驗，增強(qiáng)了學(xué)生的分析設(shè)計能力。在進(jìn)行硬件實驗前，充分利用學(xué)?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺資源，在該課程的教學(xué)材料導(dǎo)航下進(jìn)行預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)。結(jié)合教材的原理電路和工程估算的方法，參考如圖1所給出的流程圖進(jìn)行電路設(shè)計。

仿真軟件眾多，Pspice軟件是目前應(yīng)用較為廣泛的電子線路仿真軟件，或者是應(yīng)用以Pspice為內(nèi)核功能擴(kuò)展的仿真軟件Multisim軟件，可以根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)和元器件參數(shù)對電路進(jìn)行仿真分析[2]。圖2所示為Multisim11仿真的模擬乘法器實現(xiàn)調(diào)幅電路，圖3為虛擬示波器顯示調(diào)幅波形的界面。

3 優(yōu)化實驗項目

開設(shè)綜合性設(shè)計性實驗或者合理安排相關(guān)課程設(shè)計時間，多方面提高學(xué)生的理解能力和綜合應(yīng)用能力?？紤]到趣味性，題目為實現(xiàn)發(fā)射的無線調(diào)頻話筒和實現(xiàn)接收的7管超外差式收音機(jī)。指導(dǎo)教師給出所要設(shè)計的單元或整機(jī)的性能參數(shù)，由學(xué)生自己去設(shè)計電路、仿真、焊接和調(diào)試電路，以達(dá)到性能要求[3]。

由此規(guī)定了綜合性設(shè)計性實驗或課程設(shè)計的三個性質(zhì)：一是教學(xué)性，學(xué)生在教師指導(dǎo)下針對該課程學(xué)習(xí)工程估算、設(shè)計的方法；二是實踐性，包括電路設(shè)計、印刷板設(shè)計、電路的組裝和調(diào)試等實踐內(nèi)容；三是主動性，以學(xué)生為主體，教師只起引導(dǎo)作用，主要任務(wù)由學(xué)生獨(dú)立完成，學(xué)生的主觀能動性對設(shè)計的完成起決定性作用。學(xué)生較強(qiáng)的動手能力就是依靠實踐性教學(xué)體系來培養(yǎng)的。

以超外差式收音機(jī)為例。

方案論證：根據(jù)設(shè)計指標(biāo)要求查閱資料，確定超外差接收機(jī)方框圖以及基本功能模塊組成：高頻小信號放大器、本地振蕩器、混頻器、中頻放大器、檢波器以及低頻放大器。針對每一功能模塊，確定采用晶體管電路還是集成電路，或者混合電路。從電路的性能、實現(xiàn)難易等多方面進(jìn)行方案論證。然后將總體指標(biāo)分配給每個模塊，即明確每個模塊的性能要求。

工程估算：確定每一個模塊的單元電路，計算單元電路以達(dá)到模塊指標(biāo)的要求，計算本級時要特別注意相鄰級對本級性能的影響。確定本級元器件的數(shù)據(jù)和型號，按指標(biāo)要求計算出元器件值結(jié)合經(jīng)驗選取元器件，體現(xiàn)工程設(shè)計的特點。

設(shè)計制作：引入計算機(jī)輔助分析軟件，對模塊電路功能進(jìn)行仿真。利用學(xué)校創(chuàng)新實驗室資源，設(shè)計制作印刷電路板，在印刷電路板上焊接電路，或在面包板上搭接電路，然后進(jìn)行調(diào)試，使電路性能達(dá)到設(shè)計要術(shù)。分析實驗結(jié)果，寫出總結(jié)報告：內(nèi)容應(yīng)包括從指標(biāo)要求到調(diào)試結(jié)果分析等各個方面。通過書寫報告可以系統(tǒng)地掌握工程設(shè)計方法，可以更深刻地理解所學(xué)到的理論知識。

4 結(jié)束語

在高頻電子線路實驗教學(xué)過程中，充分利用學(xué)校的計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)資源，在硬件實驗基礎(chǔ)上引入軟件仿真、綜合性設(shè)計實驗和相關(guān)課程設(shè)計，不但改善了硬件實驗室容量有限的情況，還通過上學(xué)期的教學(xué)實踐證明，發(fā)揮了學(xué)生的主動性，提高了實驗水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]李士軍，李健.高頻電子線路實驗教學(xué)改革探索[J].吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院學(xué)報，2010，12：92-93.