模擬電路課程設計范文

導語：如何才能寫好一篇模擬電路課程設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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電子技術的發展，推動各行各業的發展，應用廣泛———廣播通信、網絡、航空航天、工業、交通、醫學、消費類電子領域都離不開電子技術。眾所周知的北京2008年奧運會的水立方建筑運用50萬顆LED燈構成世界上最大的半導體照明工程。學習電子技術基礎是適應時展之必須。高職教育不同于普通高等教育，它的專業設置和課程設置指導思想都是以服務為宗旨，以就業為導向。針對區域經濟發展的要求，我們進行了廣泛的市場調研，重點調研了長三角地區高職畢業生的主要就業崗位，需要具備的職業能力及從業資格證書等問題，應用電子專業的就業崗位主要有：電子產品維修工，電子產品裝配工，電子產品調試員，電子產品工藝員。通過崗位的典型工作任務，職業能力分析，歸納出職業行動領域，然后根據我系的實際教學條件，實訓條件，將職業行動領域轉化為學習領域，構建了《電路與模擬電子技術》這門課程。同時，我們制定了課程標準。

2電路與模擬電子技術課程目標

本課程的總體目標是：通過對電路原理、常用電子元器件、模擬電路及其系統的分析和設計的學習，使學生獲得電路與模擬電子技術方面的基礎知識、基礎理論和基本技能，為深入學習電子技術及其在專業中的應用打下基礎。其中包括：（1）知識目標：掌握電路基本概念、基本分析和計算方法；會計算電路主要參數；掌握電路波形圖畫法、建立電路模型的方法；會判斷器件類型、電路工作狀態；（2）能力目標：培養學生正確使用常用儀表的能力；培養學生正確選擇元器件的能力；培養學生檢索與閱讀各種電子手冊及資料的能力；培養學生識讀與分析電路的能力；培養學生安裝和焊接電路的能力；培養學生電路測試方案的設計能力和對測試數據的分析能力；培養學生排除電路故障的能力；培養學生進行簡單電路設計的能力；（3）情感目標：通過趣味案例激發學生好奇心和學習興趣；通過學習情境挖掘學生的求知欲和創造欲，樹立學生自信心。

3電路與模擬電子技術課程設計

本門課程設計的理念是：以學生職業能力的培養為最根本的出發點，理論學習以必須，夠用為度,同時進行課證融合。在課程的教學過程中采用多種教學方法和手段：傳統的教學法、直觀教學法、探究法、啟發式教學和多媒體教學手段。

4電路與模擬電子技術課程實施

在課程的實施過程中教師首先進行了學情分析：高職院校的學生學習基礎普遍較差，學習能力欠缺，急于求成，缺乏持久性。雖然學生對電類專業課入門的學習具有一定的興趣，但這種興趣不夠穩定，需要教師創設適度的情境，適時地激發。所以在教學過程中，教師要力求做到將深奧的知識淺顯化，抽象的知識形象化。課程的重點難點是半導體器件，放大電路，負反饋。教師對重點、難點的處理方法有：（1）傳統的講解法；（2）直觀式教學；（3）配合flas演示；（4）通過萬用表測試加深理解；（5）創建學習情境。例如:在半導體器件的講解部分，可采用直觀式的教學法，帶領學生認識各種不同的二極管，三極管。對于三極管的講解，配合萬用表測試加深理解。下面以一次課實驗課———三極管電流放大特性為例，來說明課堂的教學組織。三極管的電流放大特性這節內容是深入模擬電子技術部分的第一道難關。學生只有深入到心里層面去理解了這節內容，才可以舉一反三去理解后續學習的電子元器件。教師采用基于工作過程“教、學、做”一體化的教學設計，把啟發式教學貫穿整個教學過程，通過探究實驗操作和多媒體仿真，把抽象的理論知識難度降低，達到突破難點，幫助學生化難為易，讓學生輕松愉快充滿信心地完成學習。

5考核方案

課程的考核方案根據學院教務處的要求，期中成績占30%，平時成績占30%，期末成績占40%。平時成績包括：課堂考核，課后作業，單元測驗。在學期結束前另有為期一周的教學實習，教師根據維修電工的考試內容結合實際情況申報，并由系部統一采購實習耗材。實習的考核分為：優———電路功能完全實現，性能優良，工藝精美。良———電路功能基本實現，性能優良。中———電路功能基本實現，性能不夠穩定。及格———在教師輔助制作下，電路功能基本實現。不及格———電路功能未實現且學習態度有問題。

6教學評價

課程的教學評價包括：校內督導評價，同行專家評價，教師自我評價，學生評價。

7課程特色及展望

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【關鍵詞】 模擬電子技術 課程設計 雙語教學 教學改革

【中圖分類號】 G424 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1006-5962（2013）01（a）-0044-02

1 引言

模擬電子技術課程設計是電類專業的一門重要實踐環節的必修課，其教學質量對學生專業素質的培養有著舉足輕重的關系。雙語教學是教育部2007年推出的高等教育改革的重要手段之一，我們已經在09電子信息工程專業開設了模擬電子技術理論課的雙語教學，效果很好。而模擬電子技術課程設計是為能夠應用所學理論知識和技能解決生產實際問題而設置的，因此學生必須經過實踐教學環節的嚴格訓練才有可能牢固掌握課程的基本內容。電子技術起源于西方，西方電子技術的發展要早于我國。為達到模擬電子技術課程設計的目的和要求，我們一直在探索一種更加適合自己特點并且又能夠與國際接軌的教學方式，通過實踐教學改革不斷提高實踐教學的質量。

2 對傳統課程設計教學模式的反思

模擬電子技術課程設計是一門實踐性很強的技術實踐課程，該課程設計是針對《模擬電子技術》課程對學生能力培養的要求進行綜合訓練性質的課程，其目的是讓學生通過有關課題的設計和線路搭試調試，進一步加深對所學基礎知識的理解，培養和提高學生實踐動手能力和分析解決實際問題的能力。在傳統的課程設計教學工作中課程設計總是被看作理論教學的輔環節，例行的設計程序是學生根據教師已編好的課程設計指導書在面包板上搭試實驗線路，機械地測試一些數據來驗證所講理論的正確性。在此過程中由于面包板被使用多次，難免有些插孔會變松，一旦導線去后會有接觸不良的現象，以至會造成電路調試困難。對于許多異?，F象絕大多數學生除了對預先設計好的電路反復檢查實物電路有無錯誤外[1]，就根本不知道問題出在哪兒了，即使有的學生很幸運的做出來了，也是知其然而不知其所以然。另外我們實踐環節所用的很多芯片資料都是英文的，需要有一定的英文專業述語。因此我們教師的責任就是必須要在教學中不斷地探索教學方法；要考慮如何發揮學生學習的主動性，培養學生獨立思考、獨立工作的能力；如何提高學生應用理論解決實際問題的能力和動手制作能力。

3 構建新的課程設計教學模式的指導思想及其探索

3.1 教學模式改革

為了改變傳統實驗教學模式所造成的被動局面，須建構一種既發揮教師的主導作用又能充分體現學生認知主體作用的新型教學模式[2]。適量的引入雙語教學，對用到的專業述語用英文表達，并告訴學生上網查閱AD芯片、TI芯片、LM芯片和ST等芯片，讓學生了解如何與國際接軌。我們必須要求課程設計的主體-學生明白課程設計是單獨開設的一門課程，必須要上好。其次給學生提供三個以上的不同課題，課題的選擇上既要結合學生目前學到的知識（因為他們才上了電路分析、模擬電子技術雙語教學2門專業基礎課），又要具有趣味性。讓學生選擇自己感興趣的課題去做，其目的是讓學生能夠根據自己的興趣自主學習，并同時要求學生仔細閱讀課程設計的任務書和指導書，明確要做什么、需要用到哪些英文專業述語、如何去網上檢索可能需要用到的相關芯片、將如何使用該芯片以及對芯片的器件的要求等等。再將電子工藝融進課程設計之中，即在課程設計中除了印制線路板不需要做（由于課時與硬件條件的原因，我選用了焊接板）外，要求學生了解設計中所用元器件及材料的類別、型號、規格、參數和符號；主要性能和一般的選用原則以及所用元器件的測量方法；熟悉電子裝接工藝的基本知識和要求；掌握電子產品的手工焊接、裝配、調試技術。提高了對常用儀器儀表及元器件的選用和使用能力，掌握了焊接的技能。在滿足了電子工藝要求的同時還要求學生具有一定的藝術審美眼光，即出來的產品具有藝術欣賞性。

3.2 教學實施

我在帶09電子信息工程專業學生模擬電子技術課程設計時已經嘗試了上述的教學方法，結果另人滿意。例如課程設計的其中一個課題要求學生設計一個簡易的電子琴電路，能發出八個基本音階。該課程設計要涉及到模擬電子技術理論中運算放大器的原理、振蕩電路的原理，功放電路的原理。那么在其中學生需要掌握small-signal low-power amplifiers、distortion、driving low-impedance loads、……Wien-Bridge circuit、op-amp等重要的專業述語。使得學生很方便的閱讀英文相關資料，同時又進一步加深了對于模擬電子技術雙語理論課程概念的理解。

該課程設計另外一個關鍵知識點是如何選頻，RC橋式振蕩電路是由RC選頻網絡和同相比例運算電路組成，對不同頻率的輸入信號產生不同的響應[3]。通過對RC串并聯選頻網絡的幅頻及相頻特性的分析找出選頻點。起振時>1，=3時，振幅達到穩定且可以自動穩幅；按下不同琴鍵即改變RC值；八個基本音階電路的構建基于此原理。在輸出級功放選取時，學生又能夠進一步加深對功放知識點的理解，學生經過查閱相關資料，選擇了低頻集成功率放大電路芯片及其所需的電路，設計出一個合理的綜合電路圖。在安裝、調試、測試的過程中，遇到能否通過喇叭發出八個基本音階問題。聲音是否好聽即悅耳；若發不出聲音，需要找出問題所在，改進電路。這期間學生必須經過反復的獨立思考、獨立分析問題與解決問題的過程，同時還要有細心、耐心、恒心，從中培養了他們的動手能力與創新能力。在成功調試出電路后，有音樂細胞的學生還激動地當場彈奏了“歡樂頌”，班里其他的學生也都被這個曲子感染得歡呼了起來。雖然感到模擬電子技術這門課程非常抽象、難學；課程設計的過程也是艱苦的，但與有趣的作品結合起來，結果是另人欣慰的。

3.3 課程設計報告撰寫

在課程設計教學改革中，對于課程設計報告撰寫，我又提出了新的要求，即不能像寫模擬電子技術實驗報告那樣寫得簡單化、模版化。而是要寫成小論文的形式，不需要像寫畢業設計論文那樣多的字數，大約3000-4000字左右。我告訴學生論文正文應該圍繞主題有其整篇論文的結構，即節、段的層次及其劃分。正文應充分闡明對課題的觀點、原理、方法及具體達到預期目標的整個過程。內容務求客觀、科學、完備，要盡量讓事實和數據說話。物理量和單位應采用法定計量單位等，完全屬于科技論文的寫作，雖然有一定的難度，但這樣為他們今后畢業設計論文的寫作起了一個引子和鋪墊作用，讓學生腦海里有這么一個意識存在。在我的鼓勵下，結果也是非常令人滿意。

4 結束語

根據我校以高級應用型人才的培養模式，本次課程設計對原有的教學方法與教學手段進行了改革，并且適當融入了雙語教學，跟蹤世界的電子技術發展，注重學生實踐能力的培養，創新思維的培養。通過課程設計，學生不僅掌握了一個小產品的制作過程，而且掌握了相應的專業英文述語；更加理解和掌握了模擬電子技術課程的精髓。使學生將理論知識點運用到實踐中，并通過實踐將理論知識點有機的融合起來。使學生從興趣中感知了理論知識，又從抽象的理論知識中獲取興趣，經過培訓的學生已經在參加全國大學生電子設計競賽中發揮了重要作用。改革也為學生今后的主動學習以及以后的畢業設計打下了良好的基礎。

參考文獻

[1] 劉長國.模擬電子技術課程設計的探討[J].電子制作，2006.12，55-56.

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語音信號的抽樣和重構，在理論方面涉及到濾波器的設計和抽樣定理［2，3］，實踐方面涉及到濾波器和抽樣定理的具體實現，還包含模擬電路和數字電路的基礎知識，是理論和實際緊密結合的。因此，將其作為電子課程設計的題目，可以使學生充分鞏固和加深理解基礎核心課程的知識，提高自學能力和解決實際問題的能力。本文將其作為“電子線路課程設計”的教學平臺進行構建的。

1語言信號抽樣和重構系統設計

語音信號的抽樣與重構系統是對經過抗混疊濾波后的語音信號進行8kHz自然抽樣，然后把抽樣信號進行重構，恢復出原信號，并將信號通過揚聲器輸出。系統構成如圖1所示，包括電源電路、語音信號的輸入電路、抽樣時鐘產生電路、信號抽樣電路、信號重構電路和功率放大電路等。

1)電源電路電源電路可以提供±12V和±5V的直流電源。實現方法是將220V交流電經過變壓器和整流橋變成+15V和－15V的直流電［1，2］。先將+15VDC輸入到模塊LM7812和LM7805，轉變成為+12VDC和+5VDC輸出;而將－15VDC輸入到LM7912和LM7905，轉變成－12VDC和－5VDC輸出。

2)語音信號的輸入電路語音信號的輸入電路包括語音信號的采集和抗混疊濾波。根據奈奎斯特抽樣定理，設計的抽樣頻率為8kHz。為避免頻譜混疊，對信號要進行抗混疊濾波［4］。因此，將語音信號通過麥克風轉換為電信號后，對信號進行放大和濾波。低通濾波器的參數如下:截止頻率為3400Hz、通帶衰減3dB、阻帶衰減40dB，用濾波器設計軟件Filterlab進行設計［5］。

3)抽樣時鐘產生電路抽樣時鐘產生電路的功能是產生8kHz的雙極性方波信號。通過參數設計，芯片NE555可以用來產生頻率和占空比可變的單極性方波信號。但后續抽樣電路需要的是雙極性的方波信號，故還需進行極性轉換，可以采用運算放大器實現。

4)信號抽樣電路信號抽樣電路的功能是對語音信號進行自然抽樣，可以使用四通道雙向模擬開關芯片CD4066實現。雙極性方波信號接到控制端，控制模擬開關的通斷控制音頻信號的通過，達到抽樣目的。

5)抽樣重構電路抽樣后信號的重構過程，就是一個內插過程，是通過低通濾波器實現的。這里的濾波器參數與抗混疊濾波器參數相同。

6)功率放大電路功率放大電路的功能是對重構后信號進行功率放大，驅動揚聲器，核心芯片為LM386。

2課程設計流程安排及要求

第一階段:教師講解設計的整體功能及系統劃分，學生初步了解整個設計的組成和結構。同時完成學生的分組，二人一組自愿組合，第二階段:學生根據設計內容，查找相關資料，獨立完成電路設計。利用Multisim對各單元電路進行仿真，完成設計報告。設計報告內容包括系統概述、單元電路設計、分析和仿真［6］。其設計任務包括:①介紹系統設計的思路與總體方案;②介紹單元電路參數的選擇和計算;③給出仿真電路圖和仿真結果;④給出工作分工和元器件明細表;⑤給出引用的參考文獻。第三階段:焊接之前，要求學生畫出布局布線圖，包括元器件在實驗板上的擺放和排列、器件所有管腳之間的連接以及電源和地的安排等。布局布線圖完成后便進行電路的焊接和調試，最后完成總結報告?？偨Y報告包括:①系統功能描述;②各單元電路的調試和實際改進的電路圖;③系統測試結果，給出重要測試點的實測波形;④課程收獲和建議。

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關鍵詞 實驗教學體系 電信與計算機分中心 信息工程 教學改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.10.047

Abstract Theoretical teaching and experimental teaching is for colleges to train two essential link， for information engineering and other related majors， experimental teaching is particularly important， key steps of application type talents training. With the continuous development of information technology， traditional experimental teaching content and teaching method has and social demand can not adapts with my school experiment teaching center of telecommunications and computer center specific experiment teaching pattern and system， describes the various problems encountered by the information engineering specialty in experimental teaching and solutions， in order to deepen teaching reform and improve the quality of experimental teaching play an important role， but also for future application key provincial experimental teaching demonstration center provides a basic guarantee.

Keywords experimental teaching system； telecommunications and computer sub center； information engineering； teaching reform

我校信息工程學院所開設的四個專業分別為電子信息工程、通信工程、物聯網工程、計算機科學與技術，其80%以上的實驗課是在電信與計算機分中心的實驗室開設。這四個專業的共同特點就是實驗課比例要多于理論課，而且，隨著信息技術的不斷發展，實驗課程的教學模式和實驗內容如果一成不變，則會極大地影響人才培養效果，如何讓實驗課程和社會接軌是目前電信與計算機分中心亟需解決的問題。

1實驗教學體系主要研究內容

1.1 實驗課程結構

（1）基礎類、專業類、綜合設計性以及創新性實驗課程的比例不夠合理，基礎類實驗所占比例過大；（2）大一可以開設和學科專業特點相近的基礎性實驗；大二可以以各種競賽為導向、把硬件故障診斷的實例融入實驗教學中去；大三可以把企業中實際的項目和大學生科技創新活動等滲透到平時的實驗教學中去。

1.2 實驗教師結構

（1）學歷結構；（2）年齡結構；（3）職稱結構；（4）雙師型教師比例。

1.3 實驗教學大綱

因為電信、通信、物聯網技術發現迅速，需要及時更新實驗內容，陳舊的設備和技術手段不能滿足社會發展趨勢。相對應的實驗教學大綱最少三年要更新一次。

1.4 實驗教學質量評價

（1）對實驗教師的評價主要包括實驗講授方法、以及能否及時處理實驗中遇到的各種問題，因為理論課中描述的都是在理想的環境中得出的規律和現象，而在實際進行的實驗過程中會有各種不可預知的問題出現，需要教師能逐一分析并解決問題；（2）對學生的評價主要包括實驗現象和數據的分析，遇到故障的處理方法等。

2 我校信息工程學院各專業實驗課教學體系結構

2.1 電子信息工程專業實驗課程體系

（1）專業基礎實驗課：大學物理實驗、C語言程序設計、電信工程導論、數字邏輯電路實驗、模擬電子線路實驗、電工基礎實驗、電路分析基礎實驗、數據結構；（2）專業實驗：通信原理實驗、數字信號處理實驗、高頻電子線路實驗、信號系統實驗、單片機技術應用實驗、計算機網絡實驗、嵌入式與多核技術實驗、數字圖像處理實驗、移動通信系統實驗、汽車電子實驗；（3）項目綜合實訓：電子電路實訓、電子工藝實訓、C語言程序課程設計、模擬電路課程設計、單片機技術課程設計、實用電源實訓、FPGA課程設計、嵌入式應用實訓。

2.2 通信工程專業實驗課程體系

（1）專業基礎實驗課：大學物理實驗、C語言程序設計、通信工程導論、數據結構、JAVA程序設計、電工基礎實驗、電路分析基礎實驗、數字邏輯電路實驗、模擬電子線路實驗；

（2）專業實驗：信號系統實驗、單片機技術應用實驗、通信原理實驗、高頻電子線路實驗、計算機網絡實驗、數字信號處理實驗、嵌入式與多核技術實驗、數字圖像處理實驗、移動通信技術實驗、現代交換技術實驗、光纖通信技術；

（3）項目綜合實訓：電子電路實訓、電子工藝實訓、C語言程序課程設計、模擬電路課程設計、單片機技術課程設計、嵌入式與多核課程設計、傳感器技術實訓、安卓技術開發、通信系統綜合實訓。

2.3 物聯網工程專業實驗課程體系

（1）專業基礎實驗課：物聯網工程專業導論、大學物理實驗、數據結構、電路與電子技術實驗、計算機概論、計算機組成原理、JAVA程序設計、計算機網絡、C語言程序設計；

（2）專業實驗：數據庫原理、傳感器原理實驗、操作系統、RFID原理實驗、物聯網通信技術實驗、嵌入式系統設計、JAVA WEB開發技術、單片機原理實驗、無線網絡技術實驗、網絡互連技術、CC2530原理、軟件工程；

（3）項目綜合實訓：C語言程序課程設計、數據結構課程設計、語言類綜合實訓、關系數據庫課程設計、嵌入式課程設計、Zigbee應用課程設計、網絡通信課程設計、物聯網應用項目實訓、智能家居模擬實訓、移動應用開發實訓；

2.4 計算機科學與技術專業實驗課程體系

（1）專業基礎實驗課：數據結構實驗、面向對象程序實驗、計算機組成原理；

（2）專業實驗：JAVA程序設計、操作系統、網頁設計、計算機網絡、數據庫原理、JAVA WEB、計算機系統、軟件工程、單片機原理實驗、網絡管理、XML技術、多媒體技術；

（3）項目綜合實訓：嵌入式課程設計、JAVA WEB課程設計、數據結構課程設計、單片機技術課程設計、JAVA課程設計、軟件測試課程設計、Android系統課程設計、網絡工程課程設計、Linux C課程設計。

3 目前實驗教學面臨的問題和解決方案

3.1 實驗課時分配不合理

單片機課程設計、模擬電路課程設計、數字電路課程設計等綜合設計類實驗為16學時，而通信原理以驗證性為主的實驗課則安排有34學時，明顯設置不合理，今后更新培養方案可重新分配學時。

3.2 實驗內容陳舊

（1）電子工藝實訓仍使用potel99的最老版本，而目前經過升級后已有最新的potel2008版本；（2）嵌入式系統仍使用的是2006年流行的arm9的操作系統，而目前使用的主流操作系統應該是arm11；（3）移動通信仍使用的是3G技術，而目前4G移動技術已經非常成熟，且有部分高校向5G擴展；（4）單片機技術仍使用的是51系列單片機芯片，而目前應用較多的是STM32系列的單片機，相比處理速度更快，內存更大。（5）計算機網絡實驗仍是以有線網絡教學為主，而目前應用較多的是無線網絡技術。

根據以上問題，可在培養方案中注明要求必須使用某種軟件或實驗方法，實驗教學中心適時的淘汰過時的硬件或者軟件設備。

3.3 單個教師承擔一門課程的局限性

部分課程設計類實驗涉及的知識點較多，單個教師不能完全承擔整門課程，這相當于做一個項目，項目組成員對于各個知識點進行分工協作才能更順利完成教學任務。例如：某學生做一個無線電能傳輸裝置的課程設計，就需要掌握單片機技術，開關電源技術，無線網絡，高頻等多個知識點，而幾乎沒有一個教師能同時精通這所有知識，這就需要在排課的時候能同時安排幾個相關教師授課。

3.4 各專業實驗課的專業性不強

電子信息工程專業可不開設移動通信實驗、數字圖像處理，可增開設自動控制原理實驗，微波技術等實驗課程；通信工程專業可不開設電子工藝實訓、FPGA技術，可增開設射頻技術，光纖通信等實驗課程；物聯網工程可不開設計算機組成原理；計算機科學與技術專業可增開部分專業基礎實驗課。

3.5 大部分實訓課程未能和生產實際緊密結合

例如軟件類實驗相互抄襲、網上拷貝較多，學生畢業后不能勝任項目開發工作，因為真實的項目開發不同于普通按部就班的實驗課教學，其整個過程中會遇到各種不可預知的困難，為了讓學生學會分析處理各種問題，應把企業中實際的項目融入平時的實驗教學中，讓學生真實體驗項目開發整個過程，這樣學生踏上工作崗位后就能直接進入企業第一線工作。

4 結語

實驗教學體系改革是一個長期的過程，要根據社會發展趨勢，學科專業特點隨時改進，而信息工程專業實驗發展尤為迅速，這就要求實驗教師長期不斷地學習，經常深入企業掌握先進的技術和方法，實驗教學中心也要適時更新硬件和軟件設備，保障實驗教學體系的實用性、先進性、創新性和完整性。

參考文獻

[1] 柴文妍，王皖貞.電子信息工程專業“綜合課程設計”教學實踐與探討[J].北華航天工業學院學報，2011.21（3）.

[2] 王青云，宗慧.電子信息工程專業的“課題式”教學改革研究[J].中國科教創新導刊，2011.34.

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1.將虛擬仿真引入課堂，進行演示實驗，提高課堂教學效率

過去主要是理論課教學，過于注重原理分析、公式推導，學生聽起來枯燥無味，難于理解。為了提高教學效率，需要配合演示實驗。但準備演示實驗，需要花費較多時間；將多種儀器搬到教室，使用不便；演示操作過程，會占用過多時間，影響教學進度。

現在我們將仿真軟件的虛擬實驗功能引進課堂，在講解理論的同時，利用多媒體同步演示，顯示實驗結果，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡單化，彌補了理論上的抽象性。下面是我們具體應用仿真軟件來仿真的兩個實例。

在模擬電路中講授三極管共發射極放大電路時，三極管具有放大和反相的作用，學生理解起來非常困難。我們利用EWB仿真軟件來仿真電路的實際效果。學生先有了感性認識后，理論的講解聽起來就更輕松了，其仿真圖形如圖1所示。從圖形中可以看出，輸入信號的正半周，在輸出端放大的同時，還存在著失真。

在模擬電路中講授振蕩電路的起振時，通過電路的正反饋作用，輸出信號就會逐漸由小變大，當振蕩幅度增大到一定的程度后，由于三極管的限幅作用，最后使得輸出的波形穩定。學生很難理解，用現有的儀器根本就不能顯示出起振的波形來，現在利用Protel仿真顯示出波形（圖2），振蕩器起振的過程非常直觀，還能看出這種振蕩電路的波形存在較大的失真，但振蕩波形較穩定。如果對波形失真要求較高，則需要采用改進型號振蕩電路，即克拉潑或者西勒振蕩電路。這種教學模式生動活潑，學生自始至終保持著極高的學習興趣，加深了理解和記憶，有效地提高了課堂教學效率。

2.開設仿真實驗，改革實驗教學方法，提高實驗教學質量

電子技術課是一門實踐性很強的課程，理論學習必須緊密地與實踐結合起來。以往，實踐環節主要是上實驗課，實驗內容多為驗證性實驗，設計性、綜合性實驗較少。

我們的做法:在學習模擬電子技術的過程中，抽幾節課講解仿真軟件的使用方法。在電子技術實驗課之前，學生必須先將電路進行仿真，得到實驗結果以后，再進行實際的安裝、焊接、調試。學生做實驗的興趣提高，信心加強，實驗教學質量大大提高，特別是在設計性實驗中，可以隨時修改元件參數，并能馬上獲得仿真結果，直到滿足電路設計要求。學生可提出各種設計方案，從而大大提高了分析問題、解決問題的能力，激發了他們的創新意識，也大大提高了學生電子電路的設計水平。這樣很好地解決了原來設計電路的缺陷：先設計出電路，買回元件后，在面包板或印制電路板上安裝調試，需要連接很多的電位器，當調試好以后，必須重新買元件，重新安裝調試，將損耗浪費大量的電子元器件。

3.虛擬仿真在課程設計實踐環節中的應用

對于課程設計，我們的做法:將模擬電子技術的內容分成幾個單元，每一個單元搞一個課程設計。第一次在老師的帶領下，講電路設計的步驟，完成課程設計。上完下一個單元電路以后，老師布置一個課程設計題目，學生自己查找資料，自己設計好電路以后，交給老師檢查，在檢查學生設計方案時，要求學生陳述自己的設計思路，學生在講述的過程中就會進行再次思維。這種虛實結合的方法，既發揮了虛擬實驗高效、經濟的長處，又培養了學生電子制作的能力、分析問題和解決問題的能力。

4.虛擬實驗應注意的問題

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關鍵詞：Multisim12.0 電子線路 實驗教學 設計初探

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）09（a）-0170-03

當前由于部分學生創新意識弱、知識掌握不牢固和缺乏毅力，導致他們創新能力偏低，學習的效果不盡人意[1]。為改變這一狀況，引入Multisim12.0仿真軟件模擬實際電路，將多媒體及屏幕廣播應用于電子線路課程設計教學中，充分激發學生學習的興趣，調動他們的主觀能動性，使學生了解到模擬電子技術這門課程并不抽象，而是與工程實際緊密聯系著的，有著十分重要的實用價值。

電子線路課程設計是為配合模擬電子技術基礎課程的教學而開設的。首先采用EDA（電子設計自動化）技術中的Multisim12.0軟件來對模擬電路進行仿真運行，讓學生完成EDA技術方面的初步訓練，然后搭接出實際電路[2]。通過這一環節，對培養學生的創新思維、綜合能力素質與工程實踐能力等方面均能進行全面的檢驗[3]。

1 Multisim12.0軟件簡介

電子線路課程設計所用的Multisim12.0是美國NI（國家儀器有限公司）推出的以Windows為基礎的仿真工具，適用于板級的模擬/數字電路板的設計工作，12.0是目前該軟件的最高版本。它具有更加形象直觀的人機交互界面，包含了Source庫、Basic庫、Diodes等15個元件庫，提供了我們日常常見的各種建模精確的元器件，比如：電阻、電容、電感、三極管、二極管、繼電器、可控硅、數碼管等等。模擬集成電路方面有各種運算放大器、其他常用集成電路。采用圖形方式創建電路，再結合軟件中提供的虛擬儀器：數字萬用表、函數信號發生器、四蹤示波器等對電路的工作狀態進行仿真和測試，設計者可以輕松地擁有一個元件設備非常完善的虛擬電子實驗室。

2 Multisim12.0軟件應用實例

為了培養學生在電子線路課程設計中對電路的分析能力、發現規律并驗證結果的綜合創新實踐能力，使學生掌握科學的學習方法，選擇了一些既實用又有代表性的課題：常用波形轉換發生器、雙電源共射極耦合差分放大電路（動、靜態分析）、微積分運算電路等。下面以直流串聯型穩壓電源仿真為例，說明 Multisim12.0軟件的具體應用。

2.1 直流串聯型穩壓電源總體結構

當前絕大多數設備及裝置都需要直流電源進行供電。這些直流電除了少數直接利用干電池和直流發電機外，大多數是采用把交流電（市電）轉變為直流電的直流穩壓電源。直流串聯型穩壓電源原理框圖如圖1所示。

直流串聯型穩壓電源由電源變壓器、整流、濾波和穩壓電路四部分組成。電網供給的交流電壓（220 V，50 Hz）經電源變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓，然后由整流電路變換成方向不變、大小隨時間變化的脈動電壓，再通過濾波電路濾去交流分量，得到比較平直的直流電壓，但這樣的電壓會隨著交流電網電壓的波動或負載變化而變化，故在對直流供電要求較高的場合，還需要穩壓電路，使輸出電壓更加穩定。

2.2 直流串聯穩壓電源原理圖輸入

利用Multisim12.0軟件友好的操作界面，建立新文件，新建項目，創建電路圖，連接電路。直流串聯型穩壓電源仿真電路如圖2所示，圖中虛框標注了四部分模塊組成。采用橋式整流，電容濾波電路，穩壓電路是一個閉環的負反饋控制系統。

（1）原理分析。

假設由于負載電阻的變化（輸入電壓不變）引起輸出電壓瞬時降低時，通過R4、R5，調節的取樣電路，引起三極管基極電壓（）B成比例下降，由于三極管的，所以發射結電壓（）BE將減小，于是與構成的復合管的基極電流（IQ1）B減小，發射極電流（I）E隨之減小，管壓降（UQ1）CE增加，由于輸入電壓不變（），這樣輸出電壓就上升，反之，輸出電壓則下降。通過以上的負反饋控制，最終使輸出電壓穩定，達到穩壓效果。

2.3 輸出電壓調節范圍

調節取樣電路中的值可改變輸出電壓。輸出電壓的最大值為：

輸出電壓的最小值為：

通過計算可以看出，調節的阻值就可以控制輸出電壓的范圍。這里，以保證調節到合適的阻值時，穩壓輸出6 V。

3 仿真驗證

在Multisim12.0 軟件右側欄的仿真儀表中選擇Multimeter（萬用表）XMM1和XMM2分別測量三極管的集電極與發射極管壓降VCE和輸出電壓，選擇四蹤示波器XSC1方便測試各點輸入輸出波形。

3.1 負反饋穩壓仿真

改變負載阻值，分別調整為330、100和1K，萬用表XMM1和XMM2測量三極管的集電極與發射極管壓降VCE和輸出電壓的值如表1所示。

由表1中的測量值可以看出，當負載變大時（330調整為1000），引起輸出電壓瞬時降低，三極管的集電極與發射極管壓降VCE變大（39.12 V變為39.25 V），導致輸出電壓由6.097V增至6.099V；當負載變小時（330 調整為100 ），引起輸出電壓瞬時升高，三極管的集電極與發射極管壓降VCE變大（39.12 V變為38.68 V），導致輸出電壓由6.097 V降至6.089 V，穩壓6 V得以驗證。

3.2 穩壓系數測量

衡量穩壓電源穩壓的主要質量指標有輸出電阻，穩壓系數和紋波系數。這里選取了穩壓系數進行動態測試。在輸出端接入負載=330 ，當負載不變時，輸出電壓和輸入電壓的相對變化之比，即（式1），調節電源輸出值，模擬電網電壓波動10%，測得數據和如表2所示。將數據帶入（式1），得，可見輸出電壓相對穩定。

3.3 仿真值與理論值對比

當電源電壓為220 V時，將仿真電路圖2中的滑頭調整為0%，用數字萬用表測量，得=3.628 V（理論值=3.77 V）；滑頭調整為100%，用數字萬用表測量，得=8.546 V（理論值=8.87 V）。與理論計算值對比，相對誤差為0.038%。

3.4 仿真波形

在仿真儀表中選擇四蹤示波器XSC1，測得直流穩壓電源電路各點電壓波形如圖3所示。電源電壓正弦波經整流橋整流輸出為，再經濾波得到紋波，最后在負反饋穩壓電路作用下輸出比較平滑的直流電壓。通過觀測仿真波形，比較直觀地驗證了直流串聯穩壓電源原理的正確性。

4 結語

模擬電子技術是電力工程類包括電子信息專業的一門技術基礎課，它是研究各種半導體器件的性能、電路及其應用的學科，只要與電子行業有關的都要用到模擬電路，晶體管，集成運放，反饋，直流穩壓電源是我們常用的器件和電路。通過Multisim12.0 仿真軟件在電子線路實習中的應用，使概念原理多、理論性強、比較抽象、學生理解起來很費勁的模電課程學起來更輕松，學生能夠獲得成就感，提高了學生的學習興趣，對后續課程的學習打下了良好的基礎。

參考文獻

[1] 苑廣軍，孫繼元.工程對象教學法培養創新能力的應用研究[J].實驗技術與管理，2014，31（2）：21-22.

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關鍵詞：高頻電子線路 課程設計 教學方法 綜合實訓 任務式教學 multisim仿真

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（a）-0162-01

高頻電子線路是電子信息類專業的一門重要的專業課程，有很強的理論性和實踐性。該課程以模擬通信系統為主干，主要研究高頻信號的發射與接收過程，講解用于高頻電路的器件、網絡及功能電路的分析與設計方法，內容包括高頻小信號放大器、高頻諧振功率放大器、正弦振蕩器、幅度調制與解調、角度調制與解調、變頻電路及反饋控制電路等。通過對高頻電子線路的學習，使學生掌握高頻電子線路的基本知識，具備對高頻電子線路的各種基本單元電路具有初步設計、安裝和調試的能力，同時培養學生掌握科學的研究方法和迅速學習新技術的能力。

1 課程設計改革

本文根據電子信息類學生畢業后面對實際工作崗位以及相應崗位必須完成的實際工作任務，結合學生要達到的知識目標和能力目標，以無線通信系統收發信機組裝與設計作為項目訓練載體，對高頻電子線路做了如下設計。

1.1 學生面對的實際工作崗位

電子電子產品設計測試工程師、生產管理員和電子產品檢測維修員等。

1.2 相應崗位要完成的任務

電子產品設計測試工程師的任務有提出產品技術指標和電路框圖；整機單元電路試驗與調試；設計工裝設備。生產管理員的任務有制定電子元器件的測試指標；制定產品出廠檢驗規程；生產過程品質管理。電子產品檢測維修員的任務有找到產品故障并進行維修；進行產品的各項指標測試；記錄檢測、維修結果。

1.3 課程設計流程

一共五個流程，分別為振蕩器的設計；倍頻器和混頻器的設計；調制、解調電路的設計；放大器電路的設計；反饋控制電路的設計。

2 課程教學方法改革

本文緊密結合實際，根據崗位、任務、課程相結合的課程設計改革，從激發學生學習興趣和提高學生實際動手能力入手，采用了任務式教學、multisim實驗仿真和學生綜合實訓相結合的教學模式。

2.1 任務式的教學

聯系課程知識點，每個流程設置2～3個子任務，過程采用教師講授，示范，布置任務；學生分組討論，完成任務；教師答疑，點評的教學方法與手段。如流程一可以設置電容三點式振蕩器的設計；電感三點式振蕩器的設計和改進型振蕩器的設計三個子任務。

2.2 multisim實驗仿真

對任務中涉及到的設計項目，先畫電路圖，然后采用multisim10.0實驗仿真軟件進行模擬仿真，如二極管包絡檢波器的仿真原理圖如圖1。

2.3 學生綜合實訓

通過校企合作項目，考慮到高頻電子線路的實際應用，采用調幅調頻收音機的安裝與調試作為學生綜合實訓項目。整個實訓任務分三部分：（1）通過閱讀相關資料了解CD1691CB各引腳的作用；插件，焊接，裝配。（2）調試電路并用示波器觀察電路波形，檢測振蕩頻率及輸出信號幅度。其中調試分AM、FM；音量；AM頻率覆蓋和靈敏度；FM頻率覆蓋和靈敏度四部分。（3）測試評分，考核分焊接，整機，收臺，考勤，實訓報告五部分。通過學生綜合實訓，有效地做到了理論與實踐相結合，克服了學生對高頻電子線路的畏難心理，提高了學生的實際動手能力。

3 結語

本文根據高頻電子線路理論知識多，實踐性強的特點，從課程設計和教學方法改革兩方面對高頻電子線路進行了研究，提出了將任務式教學，multisim實驗仿真和學生綜合實訓相結合的教學模式。實際教學表明，該方法激發了學生的學習興趣，提高了學生實際動手能力，同時培養了學生的職業素質和團隊合作精神。

參考文獻

[1] 王長龍，馬曉琳，劉兵.“高頻電子線路”課程教學改革與實踐[J].中國電力教育CEPE，2010（25）：114-115.

篇8

關鍵詞：課程設計 面向系統任務 優化思路

高頻電子線路是通信及電子信息類專業的一門主干課程，它是電路分析及模擬電子線路課程的后續課程，同時又是通信原理及電子系統設計的先修課程，在專業中不僅承上啟下，同時側重于單元電路的實際設計與應用。隨著社會信息化程度的不斷提高，人們對信息量實時性、多元化及高速度的要求，由于頻帶資源有限，各種通信及測控設備都向更高頻率發展，這就需要在電子系統的設計中更多地考慮高頻率信號傳輸引起的各種問題，應該說高頻電子線路課程不能再停留在只側重經典理論，而忽視其工程應用實際的情況，為此本人針對課程的現狀提出面向系統任務的高頻電子線路課程設計優化。

一、高頻課程設計要達到的目的

高頻課程設計是讓學生從理論學習的軌道上逐漸引向工程應用，同時把課程中學過的單元電路加以系統化，將理論設計與實驗操作加以整合，逐步掌握高頻電子電路設計的步驟和方法， 并在實踐中讓學生體會到科學實驗的實施方法。

二、高頻課程設計現狀

目前高校中該課程的課程設計主要有兩種情況，一種是對高頻電路進行仿真設計，課程設計報告的結果及數據均來自仿真實例。另一種是純硬件設計，制定設計方案，進行理論分析及計算，直接對硬件電路進行構建及調試。軟件仿真類的電路構建比較靈活，得出的結論及數據往往和應用實際有較大差距。純硬件類的設計題目往往故障率高，學生設法解決問題的時間比較少，在一到兩個星期里作品成功率低。隨著時代的發展，新電子器件和先進儀器設備層出不窮，這些都必須靠學生通過實踐來認識與掌握。光靠本課程的16節課內實驗是不夠的。課程設計中要通過系統任務的模式將軟、硬件實驗相互協調才能提高學生動手能力及創新實踐能力，促進學生工程素質的提高。

三、課程設計的優化思路

本人的優化方法是結合軟件及硬件，先通過各模塊電路的仿真，之后將各模塊結合起來，同時用硬件驗證實際成果。有的讀者可能會這工作量更大了，其實不然，對于比較綜合的題目如“超外差接收機的設計”，這類題目要想整個系統由一個人進行仿真研究，不僅耗時耗力，而且再進行硬件的構建，工作量會超標，因此我采用現成的硬件產品指標設置，分若干子模塊進行仿真，由于硬件電路本來具有較強可實現性，既滿足了設計要求，又對整個系統有整體了解。

面向系統任務的高頻電子線路課程設計優化從以下五個方面入手

1.從工程任務的角度設計單元電路， 拓寬學生知識面

課程設計要求學生從工程角度設計及構建單元電路。在設計過程中注重了解電子線路及常用電子元器件的工程技術規范， 如類型、規格、型號、性能等， 而且要學會從所設計電路的性能指標、生產成本以及易實現性等方面來考慮選擇合適的元器件以組成電路。注重與其他課程如電子產品工藝技術相結合。

2.在課題設置上加強電路系統概念，培養系統設計能力

要求學生建立系統設計概念，包括研究如何制訂總體方案，如何確定和分配指標，如何使單元電路設計滿足系統性能的要求，以及各項電路之間如何匹配等等一系列系統設計需要解決的問題，初步掌握電路系統的設計方法。

3.通過課程設計任務分塊設計法，加強學生軟硬件綜合運用能力的訓練，增強學生的協作精神

課程設計所做的實驗是比較復雜的系統性實驗， 要求一組學生將系統任務分塊設計，每個同學設計自己所屬分塊電路方案，同時兼顧總的電路性能指標，每個學生都必須列出所需材料清單、單元電路、測試框圖，擬出詳細的實驗步驟等。單元電路最后進行軟件聯調，加強學生個人的責任感及協作精神，避免了課程設計中相同題目學生渾水摸魚的現象。

4.強調系統任務的可實現性，強化學生硬件設計基礎

在以上軟件聯調成功的基礎上，構建對應的硬件電路，學生應擬定出硬件實現方案，考慮高頻電路的干擾、信號完整性，實現方式是通過萬能板還是自制印刷電路板等問題，提高學生硬件設計能力。

5.綜合運用仿真軟件，提高學生軟件應用能力

目前比較常用的電路仿真軟件主要有Multisim及Pretus，以及DXP2004等，從原理仿真的角度看Mutisim適用于多種單元電路的仿真，且可以自行編輯集成器件，優點是可仿真精度較高的儀器設備。PROTEUS也是一款較好的仿真軟件，它的優點是元件庫龐大，包括一些集成芯片，而且能與單片機進行聯調，還可實時觀察各點的邏輯電平。DXP2004制板功能強，元件庫齊全，但仿真功能使用不方便，所以針對面向系統任務的高頻電子課程設計來說，需要挑選其中的一到兩種綜合運用，雖然說這對學生來說是不小的挑戰，但由于這類仿真軟件的架構及使用方法大致相近，所以學生上手很快，進一步提高了學生的動手能力。

四、結語

以上是針對目前我校高頻電子線路課程課時短、學生電學基礎較差的情況提出的面向系統任務分工合作的高頻課程設計的基本思路，在實際的教學中，學生的實踐能力、軟硬件綜合運用能力及團隊協作精神都得到了較大的提高。

參考文獻：

[1]陳稚琴.關于開設高頻電路系統課程設計課程.電工教學，1996（6）

[2]陳雅琴.清華高頻電路系統課程設計的實踐創新. 計算機教育，2006（8）

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福建省武夷學院作為應用型本科院校，電類專業開設的模擬電子技術課程，分列為三門子課程:包括60個學時的理論課程、20個學時的實驗課程和1周的課程設計，其中實驗課和課程設計為實踐環節。用倒三角圖表示課程結構、學時安排以及三者之間的相輔相成的關系。模擬電子技術課程的最大特點是內容較多，學生普遍感覺較難，涉及知識面廣、應用性較強。

二、課程教學探討

1．靈活運用多種教學手段。

學生上理論課普遍感覺比較抽象、較難理解與掌握，合適的教學手段顯得尤為重要，板書和多媒體相結合的教學手段對于一般本科學生比較合適。教師在黑板寫的時間，學生有短暫的時間進行消化和記筆記，有利于對內容的即時理解和課后復習，使得大部分學生能跟上老師的授課進度。比如，在講授到三極管基本共射極放大電路時，學生對于小信號等效電路畫法比較難于掌握，而僅僅用多媒體授課放映效果不理想。教學中可以結合板書，分步畫出三極管的H模型，結合小信號等效電路的依據，在黑板上一步步畫出來，學生理解起來就更方便。這在模擬電子技術中是比較基礎的理論內容，基礎內容講透了，有利于后續章節的順利展開。但是對于某些比較難用語言描述的概念或者復雜的演變過程，使用多媒體動畫效果進行講解可以更形象生動，使學生更易于理解。例如，P、N型半導體中電子的擴散與復合，晶體管、MOS管器件中的電子、空穴的運動，電流的運動以及器件的制造工藝過程等。這些內容如果采用板書，畫圖太多、耗時較長，也很難做到形象表達。若用多媒體加上Flash動畫的方式學生就會更感興趣，有利于知識的理解。需要注意的是多媒體教學課件畫面切換快，學生記筆記跟不上，授課時注意放慢速度，講清基本概念和基本分析方法，適當結合板書對內容作出提綱挈領性的總結。這樣結合多種教學手段既緩解了課程內容多與學時數明顯不足的矛盾，又發揮了多媒體教學省時、直觀、形象的優點，因此受到了學生們的普遍歡迎。

2．營造討論式教學環境，加強課外輔導。

為增強學生學習的主觀能動性，教師可結合實際的學習狀態引導學生思考問題，每節課上教師可以適當提出1－2個比較有代表性的問題，供學生探討，這一過程不僅激發了學生的興趣也提高了學生的思維能力。總結之前的教學效果，教材的后面章節，比如反饋、功率放大等，學生理解起來就很困難，學習興趣急劇下降。每周設置1－2個課外的時間段老師給學生們答疑解惑，在學與問的過程中，學生對每堂課的內容能及時消化和吸收，這樣學生對整體內容能更好地進行理解，學會融會貫通，達到較好的教學效果。

三、重視實踐教學，加強動手能力的培養

1．加強實驗教學過程管理。

模擬電子技術實驗大綱中包括驗證性和綜合性實驗，其中驗證性實驗總計有8個，選做5個;綜合性實驗有2個，選做1個。實驗采用自編的實驗指導書，書中包括實驗目的、實驗原理、實驗使用儀器、實驗操作步驟和思考題等等，要求學生結合實驗原理和思考題認真完成實驗預習報告，學生在每次實驗前對實驗項目有基本理解，教師批閱后再根據情況進行講授。在實驗過程中，摒棄傳統的“老師做、學生看”的教學模式，我們要求學生自己調試電路和操作實驗儀器，獨立排除實驗故障，找出問題、原因，必須在規定的時間內完成每個實驗項目。實驗報告中學生需對數據進行處理、分析誤差，對實驗現象做合理的分析及總結，提出改進意見與措施。這樣學生能結合理論與實踐，動腦動手相互結合，提高實驗的教學效果。

2．重視課程設計，解決實際問題。

課程設計是學生把理論知識應用于解決實際問題的一個重要的實踐環節，是培養學生實踐技能的重要手段，可以提高學生理論結合實際、分析問題和解決問題的能力。應用性本科學校培養學生的主要目標為未來的技術人員和工程師，動員和組織電類學生開學初準備基本的實踐工具，比如電烙鐵、萬用表、斜口鉗、焊錫等等。學校專門設置1周的時間進行本門課程的設計，如何充分利用有限的時間，引導學生綜合運用所學的基本理論知識，來分析問題、解決實際問題呢?教師可先給學生提出基本要求，給出一些參考題目，為發揮學生的主觀能動性，學生也可自擬題目。課程設計分組進行，要求每組限2名學生。在課程設計教學中要求學生充分利用圖書館和網絡資源，學生學會怎樣查資料、怎樣看資料，如何從資料中獲取有用的信息。對于興趣濃厚的學生可以結合每年的校園科技節活動和大學生創新訓練項目，給學生更大的平臺去實踐鍛煉，對于學生的科技成果，還應指導學生試著撰寫科技小論文，實踐聯系理論，提高其科研能力。

3．強調專業仿真軟件的運用。

隨著計算機的發展，利用計算機的仿真軟件對電路進行驗證、設計和分析已成為一種趨勢。主要原因有:(1)計算機仿真不局限于地點和時間，比較方便，用電腦裝好軟件就可以進行電路的設計;(2)其可替代采用簡化電路模型搭接實際電路進行驗證的傳統設計方式，同時可有效地對電路參數確定和方案選擇，并在設計初期對產品的性能進行可靠預估，從而提高設計質量、縮短設計時間、節省設計費用，因此成為了現代設計中重要的組成部分;(3)利用仿真結果得出電路性能受電路中某些關鍵參數的影響，可更好地理解電路的特性和性能指標，對實際電路設計和調試具有重要指導意義。目前電子技術中應用較廣泛的仿真軟件有Proteus、Pspice和EWB等等。教師對于剛剛接觸仿真軟件的學生，應先結合實際情況講解一個軟件的基本用法，系統地介紹相關的電子資料和軟件安裝的方法。隨著電子產品的普及，大學生基本上都有個人電腦，挖掘其自學能力，對引導其觸類旁通具有現實意義。對于課本上難理解的內容，比如放大電路的幅頻特性等可通過仿真實現，通過仿真過程與結果分析能更好地理解和掌握理論知識，而且學習好一門軟件對于今后的學習和工作起著很重要的作用。

四、重塑培養方案，改革評分機制

傳統的培養方案是理論課、實驗課和課程設計加起來是一門課程，教師評出總成績，實驗課和課程設計只是作為總成績中平時成績的一部分。改革后理論課、實驗課和課程設計分列為三門子課程，三門課程各給出總評成績。理論課評分是按照“3+7”的機制評分，實驗成績按照“3+4+3”機制評分，課程設計按照“1+4+5”機制評分，詳細評分機制如表1所示。改革前實踐成績比重偏低，很難考查出學生的動手能力，學生對實踐環節總是馬虎、敷衍，心里想著實踐成績不理想，還可以靠期末筆試成績提起來。評分機制改革后，學生比較重視實踐教學，做實驗和課程設計的積極性明顯提高。

五、總結

1．經過學校上述教學探索和實踐，使得教學形式多樣、生動活潑，學生自學能力和動手能力的培養收到了良好的效果。

學生感覺模擬電子技術雖然有點兒難，但是他們覺得能學到許多知識。

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關鍵詞：Multism；仿真；數字電路；課程設計

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 (2011) 23-0000-01

Implementation of Multism-based Digital Alarm in Digital Circuits Curriculum Design

Li Yan1,Zhang Yiyang2

(1. Information Engineering School of Jilin Business and Technology College,Changchun 130062,China;2.Armored Force Institute of Technology, Changchun 130031,China)

Abstract:In this paper,digital teaching specific content,for example,specify Multism simulation software in teaching digital circuit applications.

Keywords:Multism;Simulation;Digital circuit;Curriculum design

一、引言

數字電路課程設計作為一門理論與實踐并重課程，重點培養學生在數字電子綜合設計過程中，對實際問題進行分析和解決的能力，以提高學生在數字電子領域的知識、經驗、方法等綜合技能。由于條件限制，目前數字電路課程設計以理論分析為主，缺少相應實踐環節。本文針對學校實驗設備配置和學生實際情況，提出基于multisim虛擬課程設計教學方法，以進一步增強學自主性，充分激發和挖崛學生創新潛力。

二、Multism簡介

Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎的仿真工具，它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有很廣泛的仿真分析能力。適用于板級的模擬/數字電路板的設計工作。工程師們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真。Multisim提煉了SPICE仿真的復雜內容，這樣工程師無需懂得深入的SPICE技術就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設計，這也使其更適合電子學教育。通過Multisim和虛擬儀器技術，PCB設計工程師和電子學教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設計和測試這樣一個完整的綜合設計流程。

三、基于Multisim的計數報警器設計

（一）任務分析

1.總體方案確定。根據系統的邏輯關系將系統分解，畫出系統的原理框圖，確定框圖間各種信號的邏輯關系與時序關系。

2.課題分析與研究。。了解以上設計要求后，確定設計系統的全部功能，要求及計數指標，熟悉控制對象和處理信號的各種參數，特點和關系。

3.單元電路繪制與仿真。選擇合適的數字電路器件，用Multism仿真，并繪制各單元的邏輯電路圖。

4.分析電路。充分分析單元電路，尤其對控制信號要從邏輯關系，正反極性，時序幾個方面進行深入考慮，確保不發生沖突，在深入分析的基礎上通過對原設計電路的不斷修改，最后獲得最佳的設計方案。

（二）方案論證

1.555定時器的連接。555定時器是一種功能強大的模擬數字混合集成電路，有二個比較器A1和A2，有一個RS觸發器，R和S高電平有效。三極管VT1對清零起跟隨作用，起緩沖作用。三極管VT2是放電管，將對外電路的元件提供放電通路。比較器的輸入端有一個由三個5kW電阻組成的分壓器，由此可以獲得和兩個分壓值，一般稱為閾值。555定時器的1腳是接地端GND，2腳是低觸發端TL，3腳是輸出端OUT，4腳是清除端Rd，5腳是電壓控制端CV，6腳是高觸發端TH，7腳是放電端DIS，8腳是電源端VCC。555定時器的輸出端電流可以達到200mA，因此可以直接驅動與這個電流數值相當的負載，如揚聲器、發光二極管等。

2.發光二極管的連接。LED產品的種類繁多，有共陰極電路，還有共陽極電路。本次設計采用共陽極電路。

3.74ls192和74ls247。74ls192異步十進制計數器這個計數器是十進制的，在設計時電路比較簡單，我們在學習進制設計時已經使用過，基本了解它的各項功能。對于六進制的設計不是很大的問題，同時由于RST清零，L`D`的保持功能可以很方便的實現清零開始，暫停繼續這兩個功能。因此我選用這種方案。

四、具體方案實施

1.利用數字電子技術基礎知識設計一個計數報警器，該計數報警器的設計采用的元件主要有譯碼器74LS247、十進制計數器74LS192、555組成的單穩態觸發器。該計數報警器計數最大值是99，當計數溢出時放出聲光報警，報警時間為10秒，計數脈沖由按鈕和555組成的單穩態觸發器產生。數字電路系統一般包括輸入電路、控制電路、輸出電路、時鐘電路和電源等。輸入電路主要作用是將被控信號轉換成數字信號，其形式包括各種輸入接口電路。比如數字頻率計中，通過輸入電路對微弱信號進行放大、整形，得到數字電路可以處理的數字信號。模擬信號則需要通過模數轉換電路轉換成數字信號再進行處理。在設計輸入電路時，必須首先了解輸入信號的性質，接口的條件，以設計合適的輸入接口電路。

2.選擇74ls192兩片、74ls247兩片、74ls04一片、數碼管兩枚、電阻若干、電容若干、開關一個。首先根據74ls192的功能表的功能，將兩片74ls192連成十進制計數器，是輸出的數字為從1到99，然后清零。用相應電阻和電容以及555組成單諧振蕩器，和74ls192相連，根據74ls247的功能，分別將兩片74ls247連接到兩片74ls192的相應端，然后將共陽極數碼管兩枚分別于兩片74ls247相連，中間加100歐電阻，先在草稿紙上繪制實現功能的草圖，經過反復的修改論證，以期達到最理想的狀態。然后用multism軟件根據原先繪制的電路圖繪制各單元的相應邏輯電路圖，進行仿真。

3.用multism軟件根據原先繪制的電路圖繪制各單元的相應邏輯電路圖后，進行仿真，期間可能會出現不能正常實現原先所設定的功能，但經過思考與修改，設計出能正常實現所要求的功能的電路圖，用multism進行仿真，得出所要的結果。在各單元電路設計的基礎上，用multism軟件把各單元電路連接起來，繪制出符合軟件要求的系統整體邏輯電路圖。系統整體電路設計完成后，對系統整體進行仿真，驗證設計的正確性。

五、結論

針對學校實驗設備配置和學生實際情況，并通過基于multisim虛擬課程設計教學方法，使學生對數電這門課有了更深的了解，鍛煉了學生的動手操作能力，以及把所學知識運用到實際的生活當中去的能力，并進一步增強學自主性，充分激發和挖崛學生創新潛力。

參考文獻：