電子電路設計基礎精選(九篇)

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第1篇：電子電路設計基礎范文

關鍵詞：電氣自動化控制系統智能化

0引言

隨著信息技術的發展，如計算機技術、控制技術、數字技術、顯示技術、網絡技術以及現代通信技術的發展，使電氣技術實現了飛躍性的發展。當 前，我國與國際上進行廣泛的技術交流，國際上許多先進的新產品、新技術不斷進入中國電氣市場，使電氣行業邁出了新的一步。至今為止全國智能化系統示范工程相繼建成，令世界矚目。

1電氣綜合自動化系統的功能

根據單元機組的運行和電氣控制的特點，應將發電機一變壓器組和廠用電源等電氣系統的控制都納入ECS監控。其基本功能為：

1．發變組出口220kV/500kV斷路器、隔離開關的控制及操作。

2．發變組保護、廠高變保護、勵磁變壓器保護控制。

3．發電機勵磁系統。包括啟勵、滅磁操作，控制方式切換，增磁、減磁操作，PSS(電力系統穩定器)的投退。

4．220kV/500kV開關自動同期并網及手動同期并網。

5．6kV高壓廠用電源監視、操作、廠用電壓快切裝置的狀態監視、投退、手動啟動等。

6．380V低壓廠用電源監視、操作、低壓備自投裝置控制。

7．高壓啟/備變壓器控制和操作(2臺機共用)。

8．柴油發電機組和保安電源控制和操作。

9．直流系統和LPS系統的監視。

對于發變組保護等主保護和安全自動裝置，因其設備已經很成熟而且要求全部在DCS中實現其功能尚有一定難度，可能增加相當大的費用，故可以保留。但是它們與DCS間要口求接，控制采用硬接線，利用通訊方式傳輸自動裝置信息，并可以通過DCS進行事故追憶。

2電氣自動化控制系統的設計思路

2.1集中監控方式

這種監控方式優點是運行維護方便，控制站的防護要求不高，系統設計容易。但由于集中式的主要特點是將系統的各個功能集中到一個處理器進行處理，處理器的任務相當繁重，處理速度受到影響。由于電氣設備全部進入監控，伴隨著監控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降、電纜數量增加，投資加大，長距離電纜引入的干擾也可能影響系統的可靠性。同時， 隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點經常不到位，造成設備無法操作。這種接線的二次接線復雜，查線不方便，大大增加了維護量，還存在由于查線或傳動過程中由于接線復雜而造成誤操作的可能性。

2.2遠程監控方式

遠程監控方式具有節約大量電纜、節省安裝費用、，節約材料、可靠性高、組態靈活等優點。由于各種現場總線(如Lonworks總線，CAN總線等)的通訊速度不是很高，而電廠電氣部分通訊量相對又比較大，所有這種方式適合于小系統監控，而不適應于全廠的電氣自動化系統的構建。

2.3現場總線監控方式

目前，對于以太網(Ethernet)、現場總線等計算機網絡技術已經普遍應用于變電站綜合自動化系統中，且已經積累了豐富的運行經驗，智能化電氣設備也有了較快的發展， 這些都為網絡控制系統應用于發電廠電氣系統奠定了良好的基礎。現場總線監控方式使系統設計更加有針對性，對于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據間隔的情況進行設計。采用這種監控方式除了具有遠程監控方式的全部優點外，還可以減少大量的隔離設備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等，而且智能設備就地安裝，與監控系統通過通信線連接，可以節省大量控制電纜，節約很多投資和安裝維護工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對獨立，裝置之間僅通過網絡連接，網絡組態靈活，使整個系統的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應的元件，不會導致系統癱瘓。因此現場總線監控方式是今后發電廠計算機監控系統的發展方向。

3智能化電氣自動化控制系統的發展

當前，經建設部科技發展促進中心評估，通過了一批在工程中已實際采用、具有國內領先水平的電氣智能化技術的科技成果，他們主要采用了電氣系統集成技術。在智能電氣系統內的每個子系統，一般來說均由各自的網絡連接起來，在各自的操作站下完成預期的工作，但尚未達到信息資源共享。為了達到管理的方便快捷，各子系統之間的信息資源共享，應進行系統集成。

在系統集成過程中，集成所選擇的系統平臺不同，網絡結構不同，所集成的子系統范圍不同，有不同的集成模式。隨著計算機技術、網絡技術、控制技術、顯示技術的發展，使電氣設備控制系統通過計算機網絡與其它子系統相連，由此產生以電氣設備控制系統為主的系統集成方式。它們利用開放的協議以達到各相關子系統之間的聯動控制和信息共享，提高了管理效率，也提高了處理突發事件的能力，并達到了節能和節省人力的目的，這就是電氣設備管理系統(BMS)。系統集成不是目的，而是提升電氣使用功能和提高管理效率的技術手段，集成的內容不是多多益善，而應根據使用和管理的需要，在技術成熟、系統可靠、投資合理、管理高效等前提下，按需集成。

4 結束語

第2篇：電子電路設計基礎范文

顧玲芙 江蘇省無錫汽車工程中等專業學校 214153

【文章摘要】

計算機技術的迅速發展，為軟件

的開發與應用創造了廣闊的發展空

間。在電子線路設計領域中，軟件應

用作為其重要組成部分，能夠為電路

設計提供更為高效的參數優選方案，

其在當下社會應用和教學中所占比

重也日漸增加。在電路研究與設計過

程中，已有越來越多的設計者利用電

腦仿真技術對電路設計進行分析與

調試，計算機軟件的應用逐漸成為當

下電子電路設計中的重要工具。本文

從電子電路設計過程中的設計質量，

設計周期及成本計算角度出發，對電

子電路設計教學中的軟件應用進行

分析，并通過探討不同類軟件在電子

電路設計教學中的應用特點，為電子

電路教學提供有效的教學依據。

【關鍵詞】

軟件應用；電子電路設計；設計教學

1 電子電路設計教學發展概況

隨著計算機技術的飛速進步，軟件的

開發與利用日漸成為當下社會各領域發

展的重要構成部分，在現階段的電子電路

設計中，各類軟件的應用在為電路設計提

供極大便利的同時，也為電子線路連接及

功能的驗證提供了有效途徑。各類軟件在

日漸普及和廣泛應用中得以不斷完善，這

也極大的促進了計算機軟件在電子電路

設計中的應用。在電子電路的實際設計應

用中，由于電子電路結構設計和線路搭建

涉及到了多個電子領域，如電路圖繪制，

電路設計，元件設計及結構調動等，都需

要不同類型的軟件進行應用設計。在當下

我國電子電路的設計與教學中，理論課程

與課程實驗的有機結合為學生的電路學

習設計提供了良好的發展空間。計算機軟

件的應用教學，使得學生在掌握了軟件應

用的基礎上，能夠以軟件工具開展電子電

阻的設計，搭建和線路調試。在計算機軟

件的電子電路教學設計與應用中，模擬電

子技術實驗教學是一個極具代表性的實

例，學生在模擬電子電路設計的課程中，

能夠在課程內容中學習到電路技術和計

算機技術的基礎知識，并通過課堂練習和

課程實踐不斷加深對計算機軟件應用和

電子電路設計的認知，在課程教學后期的

課程實踐中，教師通過帶領學生開展電路

設計實踐，以進一步促進學生軟件知識和

電子電路知識的有機融合。電子電路教學

的開展，為計算機軟件和電路設計應用的

結合提供了發展前提，這也為我國電子電

路技術的發展奠定了基礎。

各類軟件在電子電路

設計教學中的運用

顧玲芙 江蘇省無錫汽車工程中等專業學校 214153

2 電子電路設計教學中軟件應用意

義探討

在電子電路的實際設計與開發中，

電路結構的軟件設計仿真測試已成為當

下最具有效性的技術，加之越來越多的電

子電路設計者選擇運用計算機軟件對電

子電路設計進行研究，這就使計算機軟件

應用在電子電路的設計中具有十分重要

的意義。計算機軟件提供的軟件仿真功能

為電子電路的方案設計提供了有力的參

考，學生能夠利用軟件進行對預先設計好

的電路方案進行仿真，并通過對比方案設

計與當真結果對具體內容進行改進，這在

幫助學生完善仿真方案的同時，也進一步

鞏固了其對知識的掌握，提升了電路設計

中發現問題和處理問題的能力。與傳統形

式的電路測量檢驗方式不同，計算機軟件

的應用僅需要將電路接口連接到實驗箱，

通過程序調試模擬實際應用環境，以更為

高效率的檢測出電路系統的設計錯誤。軟

件應用在為電子電路設計提供仿真環境

的同時，也能夠在學生的電子理論學習中

起到極大的輔助作用。在電子電路教學開

展過程中，課程理論和實驗設計的有機結

合能夠進一步加深學生對電路知識的理

性認知，而在電路的設計和應用檢測過程

中，由于校園客觀環境的限制，電路的檢

驗與應用通常無法得到充分開展，而利用

計算機軟件設計則能夠有效實現對電路

設計的檢驗和校正，使得學生能夠在真正

意義上掌握電子電路設計課程中的研究

方法。

3 各類軟件在電子電路教學中的具

體運用

3.1 CAD 軟件在電子電路教學中的

應用

CAD 軟件系統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

接對元件進行調用，這也能夠有效節約電

路原理圖設計時間。在利用該軟件開展教

學時，教師還要強調實際元件和虛擬元件

的區別，并通過在教學過程中著重強調，

以保證學生實際電路連接的準確性和安

全性。

3.2 EWB 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構進行交流頻

率特性分析，靜態分析和參數掃描分析

等。EWB 軟件主要結構包括函數信號發

生器和仿真電路模板等，學生能夠在課程

設計中通過元件調用和參數整合，完成電

路設計，并通過將電路系統調用與仿真模

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生器教

學，使得學生能夠依據實際電路結構設計

選定對應的激勵信號，以此保證電子電路

結構仿真結構的準確性和有效性。

3.3 PSPICE 仿真軟件在電路設計教

學中的應用

作為現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

能和網表生成等功能，不僅能夠對模擬電

子線路進行仿真與模式實驗，也能夠與實

體電路結構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的優化

提供了科學有效的途經，教師通過對比軟

件中不同模擬元件的功能，以選擇靈敏度

高和容差關系穩定的軟件開展教學，這能

夠極大的優化電路設計中的元件參數，并

使得電子電路設計的教學質量得到有效

提升。

4 結束語

不同類型計算機軟件在電子電路教

學中的應用，為電路設計與功能檢測提供

了有效的教學方式。教師在備課過程中通

過對比不同電路軟件的應用特點，并選取

更具教學價值的應用軟件開展電子電路

教學，能夠更為全面的對電路參數進行講

解，進而培養學生電路工程設計的眼光，

為學生今后的就業與發展打下堅實的基

礎。

【參考文獻】

[1] 周長森. 電子電路計算機仿真技

術的實際應用探究[J]. 山東科學

技術出版社.2011（6）：6-14.

[2] 胡曉云，鄧肖月.EDA 技術在電

子電路教學中的應用. 實驗與探

索.2012

[3] 胡衛平.CAISD 軟件包的研制及其

在逆變器優化設計中的應用. 北

京電子教育出版社.2009,9-15

[4] 周淑芳. 柔性電路板在電子電路

第3篇：電子電路設計基礎范文

【關鍵詞】中職學校；電子電路設計；音響設計；創新教學

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）05（c）-0000-00

與中職學校的其他專業相比，電子專業對于學生的動手實踐能力要求更高。因此在進行電子電路設計課程的教學中，應當充分將理論與實踐結合起來進行教學。但是受教學資源和教學條件的限制，部分中職電子電路設計專業教學仍然以理論教學為主，只注重學生在CAD軟件上的操作是否熟練，而忽略了電子電路設計的實際應用。以下筆者就結合自己的教學實踐經驗，來談談電子電路設計實用性項目的創新教學方法。

1、開展實用性項目教學的必要性

一般來講，電子電路設計工作都是在CAD軟件上制作完成的，因此現如今很多中職電子專業在教學中往往只將教學實踐的重心放在培養學生的CAD制圖能力上，也就是說，中職電子電路設計教學除了進行理論教學以外，就是對學生進行CAD軟件應用能力培訓，并認為這樣就能夠培養出優秀的電子電路設計人才。然而事實上卻并非如此，很多學生在進入企業進行實際生產時，仍然不能在短期內掌握生產設計要領，實踐能力很弱。

基于此，我們應當了解到，電子電路設計課程的教學內容不但要包括理論、CAD軟件，還要包括一些實用性項目，也就是要培養學生對于PCB板的設計能力，包括對PCB板的布局和布線進行合理設計，從而使產品設計達到相關質量認證要求。

2、開展實用性項目創新教學實踐的方法

通常在中職電子電路設計課程的項目式教學中，包含了繪制單管放大電路原理圖、制單片機系統層次原理圖、繪制元件原理圖、單管放大電路PCB板設計、單片機系統PCB板設計、U盤PCB板設計和PBC封裝設計幾大項目。在本文中，筆者提出可以在此基礎上增設一個新的項目，即音響電路PCB板的設計項目。

之所以要提出在電子電路設計項目中增設音響電路設計，是因為當前的電子產品基本上都會配備語音系統，而電子產品的發展又是趨勢于輕巧、單薄的方向。也就是說，現代電子產品對電子電路板的密度要求越來越高，PCB板的密度大小、精度高低都直接決定著其性能好壞。而在PCB板的設計中，若布線過于緊湊，會出現嚴重的干擾，因此要增大密度，就必須要提高PCB板的抗干擾能力。為此，我們應當將音響電路PCBLAYOUT設計也作為電子電路板設計的一個重要項目內容。

3、基于實用性的音響電路設計項目實踐

音響電路的PCBLAYOUT一般由集合數字電路、模擬電路和高頻電路組成，在對其進行設計時應當充分考慮到電路板的使用穩定性。而影響其使用穩定性的主要因素有電源、接地和信號線處理等，這些因素對電路板的抗干擾性影響也較大。為此以下我們重點對這三個因素的實踐處理方法進行探討。

3.1電源的處理

在組合音響的使用電源種，運用到很多降壓、穩壓電路，所以在做線路圖時就應當把他們分開。但是在選用降壓呵穩壓電路時，必須要考慮到承受工作的電流問題，在同一組電壓給不同模塊時應當將磁珠分開。

3.2地線的處理

在做組合音響的地線處理時，必須要考慮的就是電流問題。

我們都知道一個原理，那就是電源從哪里來，那么底線就要回哪里去。比如一個5v的電源，它給CD部分供電，那么CD部分的地也要回到5v電源的地上，如果這個5v電壓是經過12V降下來的，那么它的地也就再回到12V電源的地線上，都是一級一級串起來的，最后到總電源輸入的地上。

DA解碼芯片的地線、FM音頻輸出的地、DECK的地、AUX輸入的地、LINE IN輸入的地都應該直接接入到功放的地線上。很多時候，我們畫功放電路都會想到單點接地，都想把所有地都接入到濾波電源的電容上，認為這個地方的地是最干凈的，其實還是有局限性。因為AUX輸入的是音頻信號，電壓的幅度起伏不定，功放的電流波動也很大，也就造成功放的地不穩定。

喇叭的地要接到電源地上，不能放在功放的IC地上，眾所周知，功放的IC地上是存在一定電壓的，如果把喇叭的地接放到這里，不僅輸出功率降低了，還相當于是吧喇叭的地與功放IC的地接在了一起，這樣使得喇叭的地變得更加不穩定，電壓相對也起伏加大了。

3.3信號線的處理

在模擬功放里信號線已經很少，一般只有聲道。

在音頻輸入輸中間要用地線隔開，最好音頻線的兩邊要用地線包起來。

LR聲道線上的濾波電容要離開得遠些（在音頻信號幅度很大的時候，這點影響很明顯）。相隔太近，容易引起失真，串音。

在電流很大的信號線電源及地線上可增加露銅區，在過波峰焊的時候露銅的地方會沾上錫，從而減少銅鉑上的阻抗，一般是在地線上，或者音頻輸出線上。

3.4音響產品的PCB工藝

貼片元器件基本上和MP3的工藝是一樣的。音響產品使用到插件的物料很多，所以在焊接上可能還會使用到波峰焊，因此在一些插件元器件中和貼片是不一樣的。

在一些大的焊腳上需要增加SOLDER缺口，以便過波峰焊的時候，不至于出現連錫，但是過波峰焊的方向一定要和缺口方向一致。

3.5認證

我們都知道，音響產品不比MP3和U盤，它還多了一個需要認真的安規UL。所以在選用器件時，一定要選擇過了UL認證的物料，還要選擇在認證時變壓器一定是沒有被浸漆的，在做安規測試時要有耐壓和過流保護作用的。如果選用好的變壓器，那么耐壓問題是不會出現的，在電路中增加保險絲，也是為了做過流的保護作用。

FCC，CE認證的處理方法基本上都是適用于音響產品的。此外就音響產品還有一種特殊的處理方法，就是在連接線上增加磁環。

4、結語

綜上所述，在中職電子電路設計的課程教學中進行實用性項目教學的創新和改進是非常有必要的，也是未來社會發展對中職學校人才培養提出的新的要求。作為電子專業的學生，不但要能夠充分掌握電子電路設計的理論知識和軟件設計方法，還要能夠與實際生產相結合，掌握生產中需要注意的設計要點。本文中提出在電子電路設計的項目教學中加設音響電路設計正是基于這種理論而提出的，希望能夠為廣大同行提供一些借鑒和參考，從而促進中職電子專業教學模式的改革和教學水平的提高。

參考文獻

[1] 趙永杰，郭英. 項目教學在電子線路CAD教學中的探索與實踐[J]. 吉林廣播電視大學學報. 2010（05）

第4篇：電子電路設計基礎范文

關鍵詞：可進化硬件遺傳算法電子電路設計現場可編程門陣列

在人類的科學研究中，有不少研究成果得益于大自然的啟發，例如仿生學技術。隨著計算機技術和電子技術的發展，許多的科學研究越來越與生物學緊密相聯。在人工智能方面，已經實現了能用計算機和電子設備模仿人類生物體的看、聽、和思維等能力；另一方面，受進化論的啟發，科學家們提出了基于生物學的電子電路設計技術，將進化理論的方法應用于電子電路的設計中，使得新的電子電路能像生物一樣具有對環境變化的適應、免疫、自我進化及自我復制等特性,用來實現高適應、高可靠的電子系統。這類電子電路常稱為可進化硬件(EHW,EvolvableHardWare)。本文主要介紹可進化硬件EHW的機理及其相關技術并根據這種機理對高可靠性電子電路的設計進行討論。

1EHW的機理及相關技術

計算機系統所要求解決的問題日趨復雜，與此同時，計算機系統本身的結構也越來越復雜。而復雜性的提高就意味著可靠性的降低，實踐經驗表明，要想使如此復雜的實時系統實現零出錯率幾乎是不可能的，因此人們寄希望于系統的容錯性能：即系統在出現錯誤的情況下的適應能力。對于如何同時實現系統的復雜性和可靠性，大自然給了我們近乎完美的藍本。人體是迄今為止我們所知道的最復雜的生物系統，通過千萬年基因進化，使得人體可以在某些細胞發生病變的情況下，不斷地進行自我診斷，并最終自愈。因此借用這一機理，科學家們研究出可進化硬件（EHW,EvolvableHardWare），理想的可進化硬件不但同樣具有自我診斷能力，能夠通過自我重構消除錯誤，而且可以在設計要求或系統工作環境發生變化的情況下，通過自我重構來使電路適應這種變化而繼續正常工作。嚴格地說，EHW具有兩個方面的目的，一方面是把進化算法應用于電子電路的設計中；另一方面是硬件具有通過動態地、自主地重構自己實現在線適應變化的能力。前者強調的是進化算法在電子設計中可替代傳統基于規范的設計方法；后者強調的是硬件的可適應機理。當然二者的區別也是很模糊的。本文主要討論的是EHW在第一個方面的問題。

對EHW的研究主要采用了進化理論中的進化計算（EvolutionaryComputing）算法,特別是遺傳算法（GA）為設計算法，在數字電路中以現場可編程門陣列（FPGA）為媒介，在模擬電路設計中以現場可編程模擬陣列（FPAA）為媒介來進行的。此外還有建立在晶體管級的現場可編程晶體管陣列（FPTA），它為同時設計數字電路和和模擬電路提供了一個可靠的平臺。下面主要介紹一下遺傳算法和現場可編程門陣列的相關知識，并以數字電路為例介紹可進化硬件設計方法。

1．1遺傳算法

遺傳算法是模擬生物在自然環境中的遺傳和進化過程的一種自適應全局優化算法，它借鑒了物種進化的思想，將欲求解問題編碼，把可行解表示成字符串形式，稱為染色體或個體。先通過初始化隨機產生一群個體，稱為種群，它們都是假設解。然后把這些假設解置于問題的“環境”中，根據適應值或某種競爭機制選擇個體（適應值就是解的滿意程度），使用各種遺傳操作算子（包括選擇，變異，交叉等等）產生下一代（下一代可以完全替代原種群，即非重疊種群；也可以部分替代原種群中一些較差的個體，即重疊種群），如此進化下去，直到滿足期望的終止條件，得到問題的最優解為止。

1．2現場可編程邏輯陣列(FPGA)

現場可編程邏輯陣列是一種基于查找表(LUT,Lookupbr)結構的可在線編程的邏輯電路。它由存放在片內RAM中的程序來設置其工作狀態，工作時需要對片內的RAM進行編程。當用戶通過原理圖或硬件描述語言（HDL）描述了一個邏輯電路以后，FPGA開發軟件會把設計方案通過編譯形成數據流，并將數據流下載至RAM中。這些RAM中的數據流決定電路的邏輯關系。掉電后，FPGA恢復成白片，內部邏輯關系消失，因此，FPGA能夠反復使用，灌入不同的數據流就會獲得不同的硬件系統，這就是可編程特性。這一特性是實現EHW的重要特性。目前在可進化電子電路的設計中，用得最多得是Xilinx公司的Virtex系列FPGA芯片。

2進化電子電路設計架構

本節以設計高容錯性的數字電路設計為例來闡述EHW的設計架構及主要設計步驟。對于通過進化理論的遺傳算法來產生容錯性，所設計的電路系統可以看作一個具有持續性地、實時地適應變化的硬件系統。對于電子電路來說，所謂的變化的來源很多，如硬件故障導致的錯誤，設計要求和規則的改變，環境的改變（各種干擾的出現）等。

從進化論的角度來看，當這些變化發生時，個體的適應度會作相應的改變。當進化進行時，個體會適應這些變化重新獲得高的適應度。基于進化論的電子電路設計就是利用這種原理,通過對設計結果進行多次地進化來提高其適應變化的能力。

電子電路進化設計架構如圖1所示。圖中給出了電子電路的設計的兩種進化，分別是內部進化和外部進化。其中內部進化是指硬件內部結構的進化，而外部進化是指軟件模擬的電路的進化。這兩種進化是相互獨立的，當然通過外部進化得到的最終設計結果還是要由硬件結構的變化來實際體現。從圖中可以看出，進化過程是一個循環往復的過程，其中是根據進化算法（遺傳算法）的計算結果來進行的。整個進化設計包括以下步驟：

（1）根據設計的目的，產生初步的方案，并把初步方案用一組染色體（一組“0”和“1”表示的數據串）來表示，其中每個個體表示的是設計的一部分。染色體轉化成控制數據流下載到FPGA上，用來定義FPGA的開關狀態，從而確定可重構硬件內部各單元的聯結，形成了初步的硬件系統。用來設計進化硬件的FPGA器件可以接受任意組合的數據流下載，而不會導致器件的損害。

（2）將設計結果與目標要求進行比較，并用某種誤差表示作為描述系統適應度的衡量準則。這需要一定的檢測手段和評估軟件的支持。對不同的個體，根據適應度進行排序，下一代的個體將由最優的個體來產生。

（3）根據適應度再對新的個體組進行統計，并根據統計結果挑選一些個體。一

部分被選個體保持原樣，另一部分個體根據遺傳算法進行修改，如進行交叉和變異，而這種交叉和變異的目的是為了產生更具適應性的下一代。把新一代染色體轉化成控制數據流下載到FPGA中對硬件進行進化。

（4）重復上述步驟，產生新的數代個體，直到新的個體表示的設計方案表現出接近要求的適應能力為止。

一般來說通過遺傳算法最后會得到一個或數個設計結果，最后設計方案具有對設計要求和系統工作環境的最佳適應性。這一過程又叫內部進化或硬件進化。

圖中的右邊展示了另一種設計可進化電路的方法，即用模擬軟件來代替可重構器件，染色體每一位確定的是軟件模擬電路的連接方式，而不是可重構器件各單元的連接方式。這一方法叫外部進化或軟件進化。這種方法中進化過程完全模擬進行，只有最后的結果才在器件上實施。

進化電子電路設計中，最關鍵的是遺傳算法的應用。在遺傳算法的應用過程中，變異因子的確定是需要慎重考慮的，它的大小既關系到個體變異的程度，也關系到個體對環境變化做出反應的能力，而這兩個因素相互抵觸。變異因子越大，個體更容易適應環境變化，對系統出現的錯誤做出快速反應，但個體更容易發生突變。而變異因子較小時，系統的反應力變差，但系統一旦獲得高適應度的設計方案時可以保持穩定。

對于可進化數字電路的設計，可以在兩個層面上進行。一個是在基本的“與”、“或”、“非”門的基礎上進行進化設計，一個是在功能塊如觸發器、加法器和多路選擇器的基礎上進行。前一種方法更為靈活，而后一種更適于工業應用。有人提出了一種基于進化細胞機（CellularAutomaton）的神經網絡模塊設計架構。采用這一結構設計時，只需要定義整個模塊的適應度，而對于每一模塊如何實現它復雜的功能可以不予理睬，對于超大規模線路的設計可以采用這一方法來將電路進行整體優化設計。

3可進化電路設計環境

上面描述的軟硬件進化電子電路設計可在圖2所示的設計系統環境下進行。這一設計系統環境對于測試可重構硬件的構架及展示在FPGA可重構硬件上的進化設計很有用處。該設計系統環境包括遺傳算法軟件包、FPGA開發系統板、數據采集軟硬件、適應度評估軟件、用戶接口程序及電路模擬仿真軟件。

遺傳算法由計算機上運行的一個程序包實現。由它來實現進化計算并產生染色體組。表示硬件描述的染色體通過通信電纜由計算機下載到有FPGA器件的實驗板上。然后通過接口將布線結果傳回計算機。適應度評估建立在儀器數據采集硬件及軟件上，一個接口碼將GA與硬件連接起來，可能的設計方案在此得到評估。同時還有一個圖形用戶接口以便于設計結果的可視化和將問題形式化。通過執行遺傳算法在每一代染色體組都會產生新的染色體群組，并被轉化為數據流傳入實驗板上。至于通過軟件進化的電子電路設計，可采用Spice軟件作為線路模擬仿真軟件，把染色體變成模擬電路并通過仿真軟件來仿真電路的運行情況，通過相應軟件來評估設計結果。

第5篇：電子電路設計基礎范文

關鍵詞：電子電路；單元電路；設計方法

1 前言

在我國，電子技術是隨著我國的改革開放發展起來的，雖然起步晚，但是當今的發展也在世界發展水平之列。經過幾十年的發展，電子技術從電路的設計和應用的領域都發生了翻天覆地的改變，應用范圍越來越廣，對于我國的電子電路的工程師和設計人員來說，合理的設計出一個符合要求的完整的電路圖是非常重要的。

2 電子技術和單元電路的概念

所謂的電子技術，就是在我們解決實際的電路問題時，電路工程師根據電子學的原理，將電子的某種特性設計在一個實際的電子器件上的一門新興的技術。電子技術主要分為電子信息技術和電子電路技術兩大類。在電子信息技術中，從前只有電子模擬技術，但是最近幾年又新發展出一門數字電子技術，后者處理電路的能力更強，因此，成為現今社會電子技術的主流。在電子電路中，組成電子電路系統的一個主要部分就是我們要分析的單元電路。單元電路很復雜，對電子工程師要求的技術嚴格，為了將電子電路設計的水平不斷的進行提高，我們電子工程師就要對單元電路進行設計的研究，通過這些來增加單元電路的經驗。

3 單元電路的設計步驟和方法

3.1 單元電路的設計步驟

在傳統的電路設計時，一般的步驟有三步。單元電路在設計上也一樣，都是明確設計任務、計算單元電路的參數以及畫出最后的單元電路圖。

在單元電路設計前，一定要明確設計的目的和任務。主要考慮的是設計出的單元電路的性能，在單元電路設計時，我們要將電壓、電阻、電流設計為最佳的狀態，以使設計出的單元電路的性能達到最好，當然，在設計時，還要考慮到設計出的電路體積要小，成本要低，結構要簡單，方便使用和維護、

在計算單元電路參數時，我們一定要運用我們電子工程師的專業知識，將設計的參數計算準確，保證設計出的單元電路功能達到預期的目標。舉例說明，當我們在設計單元電路中的放大器電路時，我們一定要計算準確電阻值及其放大的倍率，這樣才能保證放大器電路正常的工作。在參數計算時，我們要計算不止一次，將計算的結果進行比較，在誤差范圍內才能使用。

在單元電路設計參數計算出來后，接下來就是畫單元電路圖。畫出完整的單元電路圖主要是讓我們能總體的了解單元電路和整機電路間的相互聯系和轉換。在畫單元電路圖時，要確保所畫的電路圖簡單、明了、準確。盡可能的將電路圖畫在一張圖紙上，這樣方便電子工程師檢查其中的問題和錯誤，單元電路的主要部分要在圖紙上標明，有必要的還要畫出主要部件的詳細電路圖。

3.2 單元電子電路的設計方法

前面詳細的講解到單元電路的設計步驟，這都是為單元電路的設計方法做準備，一個單元電子電路正常運行與否，根本還要看單元電路的設計是否合理，因此單元電子電路的設計方法尤為重要。下面主要講三種實際生產中常用的設計方法。

第一種就是線性的集成運放組成的穩壓電源的設計方法，在穩流網絡，穩壓電源中的電壓變壓器只有通過輸入電壓才能借助濾波網絡進入最后的穩壓網絡中去，因此，在電子工程師設計電路時，要將電流的短路保護考慮在內，防止負載的電流超過額定電流，對電路產生損害，一般的穩壓電路都是串聯式，因此在設計時，要將負載區的紋波系數降低，保證電路的穩壓效果，帶動負載一定不能選用直流電，防止出現短路。

第二種就是單元電路的級聯設計方法。在將各個分單元的電路設計好后，就要設計他們之間的級聯圖了，一些涉及的是模擬電路的聯系，一些是數字電路的聯系，更多的是兩者結合的綜合電路，這些電路總體是要提高電路的放大倍數和提高其負載能力，因此，我們設計時要綜合考慮對電路進行匹配設計。在耦合信號的設計中，要考慮不同耦合種類的相互影響，對電路進行最優設計。對于電路中的時序配合，要總體的先對系統進行分析，確定電路系統的時序，在按照最簡原則進行設計。

第三種就是對電路中的放大器的設計。放大器在電路中的作用主要是放大電路中的單元倍數，加強電路中某個模塊的功能。放大器要考慮的因素主要是電源的單、雙供電，電源的最優電流，最佳輸入和輸出電壓等，在放大器設計中，一定要處理好各個參數的關系，在設計中要避免出現兩級以上的放大級別，減少出現的消振問題。

4 結語

現在的電路中的單元電路種類很多，因此在設計方法上會有很多版本，隨著科學技術的不斷發展，集成電路逐漸成為電子市場的新寵，并且已經形成集成電路的新興器件，這對電路的單元電路設計要求提出了更加嚴格的要求。這就需要我們電子工程師在電路的設計上要積極地積累設計經驗，參考國外的先進技術，將我國的電子設計推向一個新的臺階。

[參考文獻]

[1]徐雷.關于電子技術單元電路的級聯問題[J].電子制作，2013，（9）：17-19.

第6篇：電子電路設計基礎范文

將管理、運籌以及控制等方面技術融合在一起，形成系統工程技術。由于該技術涉及領域眾多，因此在應用環節中需要根據使用需求做出調整，將不必要的程序省去，有效縮短系統構成所用時間。對電子電路進行設計時，會出現大量不確定因素，需要計算分析，系統工程技術了幫助設計師快速判斷需要重點研究的項目，制定出合理的優化方案。電子電路系統設計需要有確定的目標，再對各組成部分優化處理。系統工程技術會將設計中的影響量整理下來，依次做出比較。通過這種方法來確定設計過程中需要加入的抗干擾功能。系統工程還可在電子電路中形成功能網絡，傳統設計理念只是對局部電路進行加強處理，缺少模塊之間的配合，從設計方案分析以及足夠成熟，但使用時很容易產生阻礙影響。應用這一技術后可有效解決配合不當的問題，使電路設計方案更具有可行性，電子系統運行控制成本也會有明顯減少。

2電子電路設計中體現的系統工程理念相關性

2.1元器件的集合性。

元器件是電路組成的基礎部分，在選擇準備階段引入系統工程理念可幫助元件形成一個集合。只有在相互配合的狀態下元器件功能才得以實現，這也正是系統性的體現。隨著設計工作的深入，一些不必要的元器件會被替代或者省略掉，以此來追求運行環節的簡便，系統工程在形成初期會幫助設計人員確定不必要的部件，并對實現功能的模塊組成進行簡化處理。以電子電路系統設計層面對這種形成進行分析，可以稱之為元器件的集合性。

2.2組成要素相關性。

系統是由不用功能設備組成的，根據使用需求這些電氣設備在供電環節中會獨立存在。明確電路的導通原理后可以對系統進行有效設計，既可以為控制環節提供便捷，又能在使用功能上做出進步，電子元件的導通原理相似，由此可以將系統工程技術中的相關性引入其中。可以確定重要組成模塊之間的關聯性，以此來降低導通線路的復雜程度。

2.3電路系統層次性。

電子電路運行指令由控制模塊發出，信號通過傳輸與接收裝置后被功能模塊感知到，并做出相應指令。這一環節中體現出了電路的層次性質，系統工程技術同樣具有嚴謹的層次劃分，這一特異性為技術應用提供了空間。系統工程理念引入到設計工作中，可以將設備運行不同階段產生的參數變化記錄下來，明確影響因素后方便技術人員制定出調節方案，電子電路在使用過程中也更安全穩定。

3系統工程技術在電子電路系統設計中的應用

3.1電子電路系統設計總體方案的確定。

開展設計工作前首先要有一個明確的設計方案，作為設計工作進行的理論依據。還要對總電路系統進行劃分，根據實現功能的不同來完成，劃分后的電路模塊稱之為單元，是需要單獨設計的。為避免工作開展出現混亂，可以借助計算機設備擬定程序框圖，將電子元件導通順序標記在其中。例如電流的放大環節，首先是電流的產生，沿著導通方向流動，進入到放大模塊中，設備捕捉到有用功后會選擇性放大，在這一環節前會有濾波設備對干擾進行過濾。其次是模擬電路的輸出環節，模塊將信號轉換為系統可以接受的相似電信號，向接受環節傳輸。從理論層面分析這一流程較為復雜，但制定程序框圖后可清晰的呈現在計算機中。

3.2設計任務及目標系統分析。

設計任務的設定要以使用功能為前提，同時還要體現出電力系統的先進性，具有抗干擾和保護能力。系統工程技術可以用來分析目標的可行性，并根據各設計團隊的操作能力合理分配設計任務。在對電路導通原理進行分析時要考慮設備安裝現場的實際條件，以方案與現實不符，對安裝階段造成影響。確定上述內容后可得出準確的設計目標，設計工作也可以正常開展。

3.3整體方案論證與優化選擇。

方案的選擇在整體系統設計過程中起到很重要的作用，要求根據自身所掌握的知識和資料，針對系統提出的要求、條件和任務來完成功能設計，最后設計完整的框架。框架圖需全面不僅反映系統各組成部分功能和完成的任務，還需要清楚的表示出系統各部分之間的相互關系。具體內容如下：

3.3.1根據系統的要求，可以把電路劃分成若干功能塊，這樣可以粗略得到系統框圖。每個框圖又可以包含多個單元電路，將總指標分配給每個單元電路，最后根據單元電路的任務來完成電路的總結構。

3.3.2系統的框架圖和單元電路的結構呈現多樣化的特點，要仔細的比較和研究設計方案，力爭使方案的設計做到可靠、合理、經濟和技術先進等。依據較高的可靠性和技術可行性來選定最后的方案。

3.4元器件模塊的選擇

電子電路中出現的各種故障往往表現為元器件的故障和損壞。究其原因往往不是元器件本身所存在的缺陷，而是由于對元器件的選擇不當導致的。因此在進行總方案的設計和參數的計算時，要考慮選擇合適的元器件。選擇元器件主要從以下兩方面來考慮：

3.4.1在元器件的選擇上需要從電路的總體方案和具體問題上出發，考慮好每個元器件要具備什么功能。單元電路的參數要根據電路的工作環境和指標要求等來計算，以確保元器件參數額定值的準確性，并且要留出足夠的富裕量，保證在低于額定值的條件下來工作。

3.4.2在電路設計指標達標的條件下，要盡量減少元器件的種類和規格，提高元器件的重復利用率。最后利用模型分析對構成電子系統各個元器件模塊進行性能微調，使其更好的接近理想狀態。

3.5整體電路仿真。

Multisim等仿真軟件的使用，極大的滿足了電子電路系統設計中的仿真要求。其通過使用軟件模塊庫提供的內容，設計電路、修改參數，建立系統動力學模型。通過系統工程動力學數值分析計算。評價其穩定性、可靠性。從而為最終的電子系統性能提供評價，從整體上增加了設計驗證的準確性。

3.6電子系統總體價值分析。

經過上述步驟，一個較完備的電子電路系統基本建立。使用系統工程中的決策分析技術，能夠通過效用分析、沖突分析等手段分析該系統的成本、風險以及可能存在的隱患。在電子系統形成產品前盡可能完善其功能，得到技術上穩定、安全、可靠的電子電路系統。

4結論

第7篇：電子電路設計基礎范文

課題內容設計合理與否，將直接影響到課程設計的綜合訓練效果。在具體課題內容設計時，應注意以下幾點：

選擇具有實用性和趣味性的課題從學生的實際水平出發，幫助學生選擇適合自己的題目，使題目與理論知識密切相關，又具有較強的趣味性和實用性，與生產實際相結合。例如，要求學生組裝一整的收音機、家居生活中能用到的聲光控開關、門窗防盜報警器等。又如我們選用的《音樂彩燈控制器設計》、《多功能數字鐘的電路設計》、《交通燈控制邏輯電路設計》等課題，學生做起來積極性很高。更重要的是通過這一過程，學生運用專業技能解決實際問題的綜合能力得到了提高。

選擇能綜合應用理論知識的課題要求學生綜合運用本課程的基本理論和知識，獨立完成一項實際課題。通過查閱資料、線路設計、選擇元器件、電路安裝調試，使學生所學的基本理論和知識充分運用于解決實際問題。例如電子脈搏計這一課題，要應用到傳感器、放大電路、有源濾波電路、整形電路以及數字電路中的各種門電路、觸發器、計數器及譯碼、驅動顯示電路。又如數字鐘電路設計這一課題，數字鐘是一個典型的數字電路系統，選此作為設計題目，可使學生將學過的比較零散的數字電路知識有機地、系統地聯系起來用于實際，培養綜合分析、設計電路的能力。還可選用有源濾波器的設計題目，使學生進一步加深領會運算放大器在信號處理電路中的應用，選用交流寬帶放大器的設計，使學生對放大電路的三種不同組態的特點、應用場合以及電路的設計方法得到練習，并通過這個對基本放大電路的放大倍數、輸入電阻、輸出電阻、頻帶寬度以及引入負反饋對放大器性能的改善得到進一步的理解，同時提高學生理論聯系實際的能力。

課題內容要注重集成電路和新技術、新產品的應用當今時代電子技術飛躍發展，新技術、新產品層出不窮，課程設計可以彌補教材的滯后性。在電路設計中，應盡量采用集成電路，特別是集成運算放大器和某些專用芯片（如模擬乘法器、鎖相環）作為電路的重要構件，體現出現代電子電路的設計是各種集成電路構件的組合的先進設計理念，尤其是將模擬電路、數字電路與微處理器相結合，以數字電路為主，軟硬件結合，以硬件電路設計為主，符合現代電子電路結構的發展方向。例如我們原來經常選定分立元件OTL和OCL功放電路設計課題，隨著目前大量的集成功放芯片的上市，我們就把這些課題內容并入《集成電路音響放大器》、《音頻信號發生器》等課題中。又如在數字脈搏計課題中，介紹了鎖相倍頻的新概念，同時介紹了集成電路CC4046和C14526構成的鎖相倍頻電路。通過這些課題設計將一些集成電路的工作原理以及使用方法介紹給學生，并在實踐中得到練習，使所學的理論知識更加豐富。

選擇適應專業需要，結合專業特點的課題為了拓寬學生的知識領域，使學生對專業有所認識和了解，提高學生對專業的興趣和學習的積極性，在課程設計中引入了一些結合專業特點的課題。例如數字轉速測試系統與頻率計設計，由于轉速測量在工業控制領域和人們的日常生活中經常遇到，在工廠里測電機每分鐘的轉速，自行車里程測速計，心率計以及汽車時速的測量等都屬于這一范疇。又如PWM（電動機調速系統），由于該系統在工業控制的調速系統中得到廣泛地應用，同時，又由于該系統由脈寬調制器和脈沖放大器兩大部分組成，而脈寬調制器又包括鋸齒波發生器和電壓比較器，密切地聯系了電子技術課程的基本內容。這些課題對掌握基礎知識，開闊學生的視野，增強對專業課的認識，提高學習的積極性都能起到較大的作用。

注意選擇和后續專業課有關的課題為對電子技術課程的進一步提高和為后續課程打下一定基礎，可考慮選擇一些模擬電路和數字電路綜合性的課題，以使學生對電子技術有一個全面的、綜合的認識，對后續專業課有一定了解，為后面的學習打好基礎。例如《調速系統的給定積分器》課題。

課程設計的組織實施

以人為本，因材施教教師只在大思路上作一定的引導，對具體方案不做過多干預，只起組織、引導、檢查、把關和解決一些疑難問題的作用，放手讓學生大膽實踐，以充分發揮學生的主動性和創造性。我們的改進做法是:在注重結論正確的同時，強調整個設計方案實施的全過程，即使得出的結論不盡如人意，甚至是錯的，只要學生能找出其中的原因并提出相應的改進措施，仍然可獲得較好的成績;相反，如果結論是抄襲得來的，即便是正確的，設計成績也按不及格處理。如電子脈搏計的設計課題，只給出設計方案的原理框圖，講明基本原理、總體構思和適當的設計提要，在設計任務書中給出原始數據及主要技術要求，而具體的原理圖及元件的參數，集成電路的選擇，電路的安裝調試等工作則要求學生獨立完成，這樣做可培養學生的自學和獨立解決問題的能力，學生的收獲更大。

虛實結合，重在“真品”（1）采用機輔分析。電子設計自動化(EDA)技術是以計算機為工作平臺，對電子電路或系統進行自動分析和設計的計算機輔助技術，它的應用使得電路功能、參數的分析和設計都可以脫離具體對象，在構筑于計算機平臺上的虛擬環境中通過仿真處理而自動實現。EDA技術已成為現代電子工程開發與應用領域的支撐技術，在電子行業，Miltisim、Protel等電子仿真軟件，已成為電子工程設計的必備工具。學習和掌握應用計算機對電子電路的分析是目前和今后發展的必然趨勢，將其應用到課程設計領域也是教學改革的方向。一是應用Miltisim設計電路仿真。在學生根據設計課題擬定初步方案后，要求他們先在電路仿真與分析軟件Milltisim平臺上對于所設計的電路進行仿真，觀察電路功能是否滿足設計要求，分析主要元器件參數對電路指標的影響，初步了解電路靜態和動態的工作情況，在Milltisim平臺上調試電路使之達到技術指標，為電路的實調做準備。二是應用ProtelForWindows設計印刷電路板。在Milltisim仿真后，給學生介紹印刷電路板的自動化設計軟件ProtelForWindows和設計印刷電路板的基本工程知識，要求學生應用ProtelForWindows設計軟件繪制本組設計的電路原理圖并設計出印刷電路板圖。通過幾年課程設計的實踐，對有源濾波器、交流寬帶放大器、數字溫度計、數字鐘、交通燈控制器等設計課題采用MilltisimEDA軟件與虛擬樣機，指導學生進行電子技術課程設計，取得了較好的教學效果。（2）結合傳統設計。近年來，全國各高校都開設了EDA技術的教學和實踐課程。對機電類專業的學生而言，電子技術課程設計是學生在學完電子技術理論課程后進行的一次綜合性訓練，其目的是培養學生綜合運用所學理論知識的能力、獨立設計電子產品的能力和對電子產品實際安裝、調試的能力。如果學生沒有從原理圖設計開始一直做到樣機調試成功，經歷整個電子產品的設計、開發過程，又如何能提高電子技術課程設計的作用?所以要將傳統課程設計與EDA技術的訓練相結合，比較電路實測的性能和計算機的仿真結果，以認識計算機仿真在電路設計中所起的作用，使學生對EDA技術的了解不只是停留在軟件系統的操作上，而是對該技術在電子設計中所起的作用有一個整體的認識，能對學生綜合能力的培養有所幫助。

形成組合，團結協作在組隊方面，采取電子設計競賽的組織方式，2～3人為一組，要求學生不僅要共同討論設計課題和選擇設計方案，還必須落實自己具體的設計任務，如計算機輔助分析、硬件電路的制作、調試、資料的查閱、整理和總結等，有分工有合作，以培養學生的團隊精神。

第8篇：電子電路設計基礎范文

關鍵詞：模擬電子技術；MPTG教學模式；項目；分組

作者簡介：楊立娜（1979-），女，吉林長春人，嘉興學院機電工程學院，講師。張效銘（1978-），男，吉林梨樹人，浙江科技工程學校電氣工程部主任，講師，華東師范大學碩士研究生（上海 200241）。（浙江 嘉興 314001）

中文分類號：G642.0  文獻標識碼：A  文章編號：1007-0079（2011）36-0202-02

“模擬電子技術”是電類及其相關專業的一門重要的專業基礎課，[1]通過該課程的教學，主要使學生掌握模擬電子電路的基本工作原理、基本分析方法和基本應用技能，使學生能夠對各種由集成電路或分立元件構成的基本電路單元進行分析和設計，并初步具備根據實際要求應用這些單元電路構成簡單模擬電子系統的能力，為今后學習各類后續專業基礎課、專業模塊課，以及為解決工程實踐中所遇到的各種模擬電子系統問題打下堅實的基礎。同時，它也是我們今后應用中、大規模集成電路設計電子系統的關鍵所在，所以它在整個課程體系中占有舉足輕重的作用。

一、教學改革背景

通過教學過程中的不斷調查和了解，目前許多學校在該課程的教學中還有許多不足，教學過程中普遍存在以下幾方面的問題。

1.課程難度大

一方面，部分學生對本課程的先修課，如“高等數學”中的公式的推導、“大學物理”中的電子元件的物理特性及“電路原理”中的電路定律等掌握得不好。另一方面，“模擬電子電路”本身基礎知識繁多，理論抽象，概念復雜，分析方法上多采用非線性分析法進行動態分析，學生普遍感覺難度很大。

2.在教學過程中偏重知識傳授，忽略能力培養

對學生的主體性、創造性的培養不夠，學生的自由空間太少，自主發展的機會被無形剝奪了，這無疑極大地影響了學生的創造性的自我培養，是與素質教育背道而弛的。另一方面，傳授的教學中把學生視為被動的接受者，使學生難以參與教學，不會獨立思考，人云亦云，這種機械式的教學模式，不僅限制了教師的教學風格的發揮，而且更限制了學生個性的發揮。

3.基礎實驗和綜合實驗結構不夠合理

“模擬電子電路”的實踐教學受到課時和條件的限制，安排的大部分都是基礎實驗，即驗證性實驗。且給定了實驗模塊，學生只要按照實驗要求接好電路測定數據即可，缺少可以提高學生動手能力和創新能力的設計性實驗，學生通過這樣的實驗內容，無法接觸到最新的知識與技術，學習起點過低，不適應現在新技術發展的需要。這樣做實驗，學生在資料查詢、電路設計、安裝、調試、數據處理等方面都缺乏鍛煉，做實驗時，學生被要求機械地按步驟操作，主觀能力得不到發揮，學生的學習興趣減弱，制約了對學生創造力的培養。因此實驗內容和運行模式有待完善。

4.現代化的教學手段還沒有得到很好的推廣應用

隨著科技的高速發展，現代化的教學手段在教學實踐中也得到越來越廣泛的使用，但真正能把這些教學手段與傳統方式有機整合的不多，而多是將思維與軟件形式完全固化，用課件演示充斥整個教學過程，將教學過程變成了生硬的報告展示。這種“教師―課件―學生”的教學模式勢必割裂了教師與學生的直接關系，很難使學生對電路性能進行直觀分析，達不到用現代化教學手段提升教學效果的目的。

二、MPTG教學模式簡介

MPTG（Model of Project Task Group）即項目任務組教學模式，是指在教學過程中，以分組的形式組織學生切實參加項目的設計、實施和管理的全過程，然后在項目的實施過程中完成具體教學任務。MPTG教學是以項目為導向，以“任務”作為學習的橋梁，“驅動”學生分組去討論、分析、設計、實施的一種綜合性教學方法。這樣在教學的過程中，教師就由單純的知識傳授者向學生學習的指導者轉變，學生也由被動的接受者向學習的主動者轉變。MPTG教學模式是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動，在整個教學過程中既發揮了教師的主導作用，又體現了學生的主體地位，充分地展示了現代教育“以能力為本”的價值取向，它可使課堂教學的質量和效益得到更大幅度的提高。

三、教學改革內容

1.教學方法的改革

為了更好地提升專業基礎課的課堂教學效果，在教學過程中，MPTG教學法擬采用項目教學法進行教學，[2]在此基礎上學生分組進行學習，以學習小組的形式由學得好的學生帶動其他學生共同學習，項目實施的過程中采用“明確任務”、“分析任務”、“完成任務”、“評估任務”、“延伸任務”的工作流程，使組內形成充分的討論和分析，達到組內成員共同學習的目的。

在教學的過程中，學生是學習的主體，教師是教學活動中的設計者、組織者、參與者、指導者、評估者。MPTG教學模式中所選擇的實例項目應與授課內容密切相關，制作出的電子電路最好可以聽到聲音，看到明顯的現象。采用這種學生主動參與、協作，教師為指導的教學模式，目的在于激發學生的學習興趣。充分調動學生學習的積極性和創造性，使其形成良好的學習方法，培養學生的團結合作精神，增強學生的創新能力，更好地實現應用型創新人才培養的目標。

在分組學習的基礎上引入競爭機制，使組與組之間形成競爭。在這種組內合作和組間競爭的驅動下，使學生在電子電路設計的過程中培養他們的團隊合作精神和工作方法，并且在項目實施的過程中，能夠使電子電路設計人才脫穎而出，適應電子產業對電路設計“精英帶領團隊”的人才需求。

2.實踐環節的改革

因為現階段“模擬電子電路”教學中安排的大部分都是通過實驗模塊進行的驗證性實驗，缺少可以提高學生動手能力和創新能力的設計性實驗，達不到學生自我設計電路的目的。因此以“模擬電子技術”的理論知識點為基礎，根據模擬電子電路在設計、調試過程中的特點，將電路系統結構中的設計知識融入其中，向各學習小組布置設計任務及指標，通過加入虛擬仿真實驗，給學生提供一個獨立思考、獨立設計、典型電路綜合的軟件環境，提高學生的創造性，這樣可激發學生進一步學習的興趣。

四、教學實施過程

1.熟悉理論課程和實踐課程的教學大綱，設計項目與規劃任務

項目的確定要以教學大綱為基礎，以培養學生的工程實踐和創新能力作為出發點，涵蓋“模擬電子技術”大綱所涉及的知識點，充分考慮大多數學生所具有的知識水平和實現任務的能力，把一個大的項目分解成多個獨立的“子任務”，通過這些任務來實現總的教學目標。因此項目與任務的設計應該滿足下面的條件：

（1）該項目可用于學習一定的教學內容，具有一定的應用價值。

（2）能將某一教學課題的理論知識和實際技能結合在一起。

（3）與企業實際生產過程或現實的商業經營活動有直接的關系。

（4）有明確而具體的成果展示。

（5）盡可能讓學生自己克服、處理在項目工作中出現的困難和問題。

（6）具有一定的難度，不僅是已有知識技能的應用，而且還要求學生運用所學的知識技能解決過去從未遇到過的實際問題。

（7）學習結束時，師生能夠共同評價項目實施成果和工作學習方法。

2.以分組的形式對項目與任務進行教學實施

（1）了解學生的基本情況，探求科學有效的分組模式。通過問卷調查、座談、談心、查閱參考等方法了解目前國內外的分組教學的組織形式，綜合考慮專業特色和當代大學生的性格特點進行分組。要求對不同性格、不同背景和不同能力的人合理配置。

（2）改進教學方法，進一步探索和實施“任務驅動”下的一體化教學模式。[3]

（3）制定有利于課堂教學實施的多元化的考核標準。通過組內考評、組間考評和教師考評，對學習過程和學習成果進行總結性評價，制定能夠激發學生的學習興趣和求知欲望，培養良好的團隊精神、積極的競爭意識的考核標準。

3.組建專業團隊小組，培養優秀骨干人才

充分利用課余時間組建專業團隊小組，并把各組的組長作為重點培養對象，希望通過組長的帶動，在班級營造一種積極的健康的學習氛圍。通過專業團隊小組對學生中優秀成員的培養，一方面推薦學生參加全國大學生電子設計大賽，可以從中得到更好的鍛煉。另一方面可以使之成為課堂上教師的有利助手，彌補教師在實踐課中人力不足的問題。

五、結束語

經過幾年的探索與教學實踐，我們在“模擬電子技術”課程的教改方面取得了一些成績，提高了學生的學習興趣和職業技能，教學質量得到明顯提高，同時，畢業生也越來越受到單位的歡迎。當然，教學改革是一個長期的系統工程，任重而道遠，需要我們不斷追隨時代的腳步進行改進與完善，如眼下我們正著手構建基于LabVIEW 的虛擬電子實驗室。[4]為不斷提高“模擬電子技術”課程的教學質量，我們將一如既往地做出不懈努力！

參考文獻：

[1]康華光.電子技術基礎:模擬部分[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2]周潔,王立新.“項目教學法”在《電子技術》中的應用[J].農業與技術,2005,10(5):182-184.

第9篇：電子電路設計基礎范文

1電子技術課程設計計劃的制定

為進一步深化“3CE”應用型創新人才培養模式和課程體系的教學改革，期間教研室課題組老師對在電子信息工程專業開設電子技術課程設計的目的意義和任務要求以及教學內容和教學方式進行了深入研討，制定了課程設計的實施細則：①將課程設計放在短學期的18至21這4周來集中實施；②制定課程設計報告規范性材料包括存檔封面、課程設計過程表格、課程設計技術報告封面、課程設計技術報告目錄、課程設計技術報告正文格式、課程設計技術報告打印設置）；③建立了課程設計的課題庫和元器件庫，以及元器件的購置領用制度；④制定了樂山師范學院“2+1”學期制短學期電子技術課程設計課程教學工作計劃。為保證課程設計正規化和規范化的實施作了扎實的基礎性工作。

2電子技術課程設計具體方案的落實與實施

課程設計就是按設計題目任務要求，運用課程所學知識和客觀條件，完成和實現課題目標的全過程。電子技術課程設計就是在開設了模擬電路和數字電路以及實驗課程之后，運用所學模電和數電知識，完成特定功能電子電路的設計、安裝和調試等。這要求學生在老師的指導下獨立進行查閱資料、設計方案與組織實驗等工作，并寫出總結報告。我們根據課程設計的特點和所要達到的目標要求，采用了開放式的教學模式，真正把課程教學轉換到以學生為主體的知識運用能力、創新能力和綜合素質的培養上來。課程設計教學環節及主要設計流程如下：課題選題電路設計提交元器件清單電路安裝、調試撰寫設計報告驗收、答辯成績評定。

2.1課題與選題

電子技術課程設計的選題是課程設計首要的第一環節，既要符合電信專業的綜合培養目標，覆蓋所學主干課程知識，又要體現電子技術的先進性和應用性，拓展學生的知識面，以達到學生綜合運用專業技術基礎知識和工程設計實踐能力的培養。所以我們課題組的指導老師精心設計了20個課程設計題目，并制定了每個題目的具體設計任務和要求，以任務書的書面表格形式，供各組（每組不大于2人）學生進行選題。剛開始同學們選題只想挑選簡單易做的題目，這個過程老師要悉心講解每個課題的具體任務、要求和所要達到的目的，使學生明確自己的任務，鼓勵并對選擇任務多、難度較大、完成得好的課題要酌情加分。

2.2電路設計

電路設計是整個課程設計中花費時間最多的環節之一，老師首先系統講解課程設計的設計方法，設計步驟，設計要點，并以成功的設計案例進行分析、講授；對每一個設計題目，要求學生必須明確系統的設計任務，根據任務進行方案的選擇，然后對方案中的各部分進行單元的設計、參數的計算和器件的選擇，最后將各部分連在一起，畫出一個符合設計要求的完整的系統電路圖；指導學生要求利用EDA（電子設計自動化）技術來完成整個電路的設計與仿真。這個電路設計期間是一個仔細認真反復糾錯的過程，只有電路設計通過了軟件仿真各項設計指標以后，才能進行硬件電路板的設計與安裝。

2.3電子電路的安裝

電子電路的安裝與調試在電子設計技術中占有重要位置。它是對理論設計進行檢驗、修改和完善的過程，任何一個新產品往往都是在安裝、調試并反復改多次方能最終完成。在電路安裝、調試之前，要求電路設計正確，軟件仿真也通過后，提交元器件清單。雖然學生已經在大一就進行了電子安裝及工藝訓練課的實踐，但時隔一年多，許多同學的安裝焊接技術已退化，所以我們對學生進行了手把手的“師傅帶徒弟”的方法來強化訓練學生，嚴格要求學生在自己設計的PCB板或萬通板上焊接時遵循以下安裝原則。

（1）所有元器件在安裝前應盡可能全部測試一遍，以保證所用元器件均合格。

（2）所有集成電路的安裝方向要保持一致，以便于正確布線和查線。

（3）安裝分立元件時應使其標志朝上或朝向易于觀察的方向，以便于查找和更換。對于有極性的元件，例如電解電容器、晶體二極管等，組裝時一定要特別注意，切匆搞錯。

（4）為了便于查線，可根據連接線的不同作用選擇不同顏色的導線。一般習慣是正電源用紅色線、負電源用藍色線、地線用黑色線、信號線用黃色線等。

（5）連線盡量做到橫平豎直。連線不允許跨接在集成電路上，必須從其周圍通過。同時，應盡可能做到連線不互相重疊、不從元器件上方通過。

（6）為使電路能夠正常工作與調測，所有地線必須連接在一起，形成一個公共參考點。正確的安裝方法和合理的布局，不僅可使電路整齊美觀、工作可靠，而且便于檢查、調試和排除故障。如果能在組裝前先擬訂出組裝草圖，則可獲得事半功倍之效果，使安裝既快又好。

2.4電子電路的調試

電路的調試對于電子裝置的最終形成和達到預定的技術指標是至關重要的環節。老師詳細講解電子電路的調試步驟，指導學生在調試前要對電路進行檢查，包括連線是否正確；元、器件的安裝是否良好，有無短路和連接錯誤的地方；電源供電（包括極性）、信號源連接是否正確；電源端對地（┴）是否存在短路的情況等；通過了上述的直觀檢查無誤后，就可轉入調試。調試包括測試和調整兩個方面，它是為達到電路設計指標而進行的一系列的“測量判斷調整再測量”的反復過程。調試的方法通常采用先分調后聯調（總調）的原則，它包括通電觀察、靜態調試和動態調試的過程。在調試過程中電路會不可避免出現異常工作狀況，學生要學會去查找、分析故障的原因和排除故障的方法，并把它看成一次良好的學習機會。

2.5撰寫設計技術報告

撰寫課程設計的技術報告是對學生寫科技論文和科研總結報告的能力訓練。通過寫報告，不僅把設計、組裝、調試的內容進行全面的總結，而且把實踐內容上升到理論的高度。我們對學生的設計技術報告進行了規范化的要求，技術報告應包括以下幾點。

（1）課題名稱。

（2）內容摘要。

（3）設計內容及要求。

（4）比較和選寫設計的系統方案，畫出系統框圖。

（5）單元電路的設計、參數計算和器件選擇。

（6）畫出完整的電路圖和PCB設計圖，并說明電路的工作原理，截下仿真圖并說明仿真數據和波形是否達到設計要求。

（7）組裝調試的內容（包括使用的主要儀器儀表、電路調試的方法和技巧、測試的數據和波形與計算結果的比較、調試中出現故障的原因和排除方法等）。

（8）總結設計電路的特點和方案的優缺點，指出課題的核心及實用價值，提出改進意見和展望。列出系統所需元件清單。

（9）收獲、體會。

（10）列出參考文獻。

2.6驗收與答辯

經過小學期的4周集中訓練和實踐，將自主設計的成果和作品以答辯的形式進行匯報和總結，答辯是有技巧的，答辯本身也是對學生進行綜合素質、能力展示的訓練，所以我們在課程設計的教學過程中也設計了這一環節，訓練他們沉著冷靜、自信應對在答辯過程中所遇到的所有問題。我們安排每組10分鐘的答辯時間，要求先播放、闡述自己的設計幻燈（文檔），然后演示自己的硬件作品，最后回答老師提出的2~3個問題。答辯過程中要求學生回答問題應該實事求是，不宜虛張聲勢，不懂裝懂，回答問題要簡明扼要；對確定自己無法回答的問題時，要態度平靜地說明為什么未曾涉及這個問題的研究，不宜不著邊際強行回答；有沒有科學的求學態度，也是答辯的考核目的之一，千萬不能給老師留下虛假狡辯的學術態度。遇到程度性問題，不能把話說得太死，恰當運用模糊詞語，為自己留有余地。設計者對不同的意見要保持謙虛接納的態度，同時要為自己的觀點辯護。辯論中要客觀、公正，言之有理、持之有據，語氣平和，語言委婉，不能武斷和傷人自尊，即使發問者有錯誤，也要舉止文明，保持學者風度，不必將自己的觀點強加于人，把自己的觀點亮出來，供對方參考就可以。答辯完畢，無論氣氛如何，應該有禮貌地向在場師友致謝。

3嚴格進行課程設計的成績評定

教師主要根據學生課題完成質量情況即平時成績20％+答辯及作品質量50％+技術報告30％，三個部分進行綜合評定學生的課程成績。平時成績：主要考察學生在規定時間內是否在場并認真完成自己的設計，我們制定了工作指導、檢查登記表，規定了9次師生見面輔導時間，并做好每次的指導記載。答辯及作品質量：主要驗收學生的硬件作品的完成質量，采用作品演示加答辯方式來綜合評定學生的答辯及作品質量成績。技術報告：學生科技論文和科研總結報告的寫作能力，我們同樣制定了技術報告評分細則，主要包括：調查論證（資料的查閱與收集情況），方案設計與技能（方案的設計與選擇，圖形繪制與EDA軟件仿真工具的掌握程度），分析與解決問題的能力（運用所學理論知識和技能去分析發現與解決實際問題），工作量工作能力與工作態度（按期圓滿完成規定的任務，工作量飽滿，難度較大；工作努力，遵守紀律；工作作風嚴謹務實），報告質量（綜述簡練完整，有見解；立論正確，論述充分，結論嚴謹合理；方案正確，分析處理科學；文字通順，技術用語準確，符號統一，編號齊全，書寫工整規范，圖表完備、整潔、正確；設計有應用價值），創新（工作中有創新意識；對前人工作有改進或突破，或有獨特見解）。