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电子电路的设计精选(九篇)

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电子电路的设计

第1篇:电子电路的设计范文

(1)线路检查主要包括两个方面:一是检查线路连接是否正确,有无错线、少线、多线,特别注意检查电源、地线连接是否正确,可以通过对照设计电路图进行核查,按照一定的顺序逐级对应检查,思路要清晰,避免漏查,可以在图上将检查过的线路进行标记。二是要注意一些元器件的连接是否正确,例如二极管和电解电容的极性是否接对,三极管和集成电路各引脚是否接对,还可以轻拔元器件,看焊点是否牢固等。

(2)通电观察:将经过准确测量的电源电压接入电路,但先不接入信号源,观察电路是否出现一些异常现象,比如冒烟、放电打火、闻到异味、轻触元器件是否发烫等等,若有也切记不可惊慌,应该立即切断电源,找出故障元器件,采用相关措施排除故障后再接入电源。然后再测试集成块的电源引脚电压值是否正常,确保电路可以正常通电。

(3)功能测试:先不接入信号源,对于模拟电路,主要测试电路的静态工作点参数是否正常,比如放大器件能否正常工作在放大区;对于数字电路,主要测试各门电路输入、输出端的电平电压值是否正常,以及逻辑关系是否正常;对于运算放大器,除了检查正、负电源外,还要检查调零电路,能否消除零点漂移的影响。然后在电路输入端接入适当频率和幅度的信号源,可以通过双踪示波器观察输入、输出信号的波形形状、信号幅值、相位关系、频率、放大增益等相关参数,逐级进行测试。

(4)指标测试:经过前几个步骤的检测,可以确定电路能够正常工作,然后根据设计要求对相关技术指标进行测试。准确记录测试数据,进行分析,得出结论,确定电路的技术参数是否合格,如果有需要,再进一步对电路参数做出合理的修正。

其次,调试方法主要有两种:分块调试法和整体调试法。

(1)分块调试法:这种方法是把整体电路按照每部分的不同功能分成若干个模块,然后对每个模块的性能单独进行调试。为了确保模块分拆合理,调试顺利,必须先熟悉电路工作原理,然后调试的时候最好按照信号的流向展开,一级一级的进行,逐步扩大调试范围,最后将所有模块的调试结果进行综合测试,完成总调。另外,分块调试可以是边安装边调试,即每安装完一个模块就调试一个模块,也可以将电路整体安装完毕后,再进行分块调试。分块调试因为是在较小的模块内进行,所以比较容易发现问题,也便于解决,因此,这种方法比较适合新设计的电路。

(2)整体调试法:这种方法是把电路整体安装完毕后,进行一次性总调,不单独分块调试。它适合于结构比较简单的电路,或者一些不能分块调试的以及定型的产品。

最后,在调试过程中要注意的一些问题:

(1)在调试之前,应当先确定所用仪器的完好,并且熟悉它们的功能和使用方法,调试时应注意仪器的地线与被测试电路的地线是否连接好,避免因为仪器使用不当而做出错误的判断。

(2)对于所使用的信号发生器、直流稳压电源、时钟信号产生电路等等,要单独进行调试,只有它们是可靠的才能保证电路的正常工作。

(3)调试发现问题需要更换元件,或者更改线路连接,切记一定要先切断电源,虽然一些电源电压值不足以对人体造成伤害,但不能保证连接过程中由于电路结构改变可能对元件造成的损害,要确定连接无误后再接入电源。

第2篇:电子电路的设计范文

关键词:芯片级自修复技术 胚胎电子电路 设计

中图分类号:TP302 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)03(b)-0042-01

1 胚胎电子电路的基本原理及结构模块

1.1 胚胎电子电路的基本原理

追根溯源,自修复机制和胚胎电子电路的结构最初都是来源于人们对多细胞生物体活动的相关研究,可以说它是生物电子学的一个重要组成部分。它所采用的是二维阵列的结构,细胞是其组成阵列的基本单元,阵列结构中多余的细胞能够模拟新细胞,从而把配置信息模拟成生物体的遗传物质,而这每个细胞的内部结构又是相同的,主要包括功能电路和自修复辅助电路两大部分。

事实上,多细胞生物体是由多个分化的细胞组成的生物体,其分化的细胞各有不同,都具有独特的、专门的功能,属于较为复杂的系统,在这个系统发生局部问题时,生物体往往能够实现自愈,也就是具有自修复能力。所以,我们可以利用功能复制来取代那些损坏或死去的细胞,而且是通过细胞级实施自主修复。

1.2 胚胎电子电路的结构模块

(1)功能电路模块,胚胎电子电路中的功能电路主要由逻辑块、换向块以及配置寄存器三部分组成。那么,这三个部分负责的内容是什么呢?首先,逻辑块负责完成和实现数字电路的逻辑功能;其次,换向块是用来改变和调整信息传播的方向的,它还能有效地实现细胞单元间逻辑块的互联,从而形成一种十分复杂的数字电路;最后,配置存储器则能够较好地存储每个细胞的配置信息,其输出连接逻辑块和换向块,这样逻辑块便具有可编程能力,能够随时改变细胞和相邻细胞的连接关系。

(2)自修复辅助电路,胚胎电子电路中的自修复辅助电路可以形象地比喻为细胞中一元自主修复的“指挥中心”,它的设计需要和功能电路、自修复机理直接相互协调。在细胞逻辑出现故障的时候开启自修复机制,同时产生相应的状态控制信息对其他模块加以控制,让其他正常细胞继续执行任务,这样使得整个系统得以恢复正常运行。

2 面向芯片级自修复的胚胎电子电路设计与实现

2.1 逻辑块的设计与实现

当前,我们常见的逻辑块结构有两种,即基于多路选择器和查找表。前者具有失效率低和结构简单的优势,然而每个细胞的功能性较弱。我们知道,大量细胞的逻辑块互相连接就可以实现复杂的系统功能,但是它的布线并不简单,不能适用于大规模电路的实现。近些年,在以太网供电工程的细胞设计中长期采用基于四输入一输出的显示查找表结构,实现了任意的数字逻辑,然而对于较大规模电路设计时仍有诸多不足,主要表现为资源的大量浪费。鉴于此,下面笔者对逻辑块的结构进行了改进,有效节省了大量资源,也极大地增强了细胞设计的灵活性。

对于改进后的逻辑块内部电路结构,此处的逻辑块由四个两输入显示查找表和D触发器组合而成。显示查找表主要负责实现组合逻辑的功能,其个个输入端连接着多路选择器,可作为选择开关,同时也能够对控制信号进行约束和控制,从而实现了相邻细胞逻辑块之间的连接。而D触发器以显示查找表的输出为输入,可以有效实现时序电路。

根据研究结果显示,如果要确定一个细胞逻辑块实现的逻辑功能,我们至少需要18位控制配置位。结合显示查找表的内容写入方式,笔者给出了两种逻辑块结构:一是直接把逻辑功能的真值表写入其中;另一种是可重写入的逻辑块结构。

2.2 换向块的设计与实现

换向块的结构主要由八个八选一多路选择器组成,它能够全方位地改变信号传播方向,它在上下左右四个方向上分别有两根输入线以及输出线,并且各个方向的输出根据配置位决定对八路输入中任何一路进行输出,同时和相邻细胞的换向块对应多路器输入相接。

2.3 配置存储器的设计与实现

不难发现,细胞的逻辑块和换向块配置位往往能够决定配置存储器的单元内容。根据它们的结构形式,笔者给出了所有配置位的顺序,如下图所示(其中数字表示比特位的顺序,下方注释是相应的配置信息)。

2.4 自修复辅助电路的设计与实现

值得注意的是,上述模块要想完全实现自修复的功能,还不得不加入自修复辅助电路设计。当然,在不同的自修复机制情况下,它的电路设计也会有所不同。现阶段,很多电路设计都是基于列移除机制的,它考虑的是列移除的缺点,主要有两种方案可供参考:(1)为了增强细胞结构的通用性,可以考虑采用基于查找表型的配置存储器的自修复辅助电路设计方式;(2)可以考虑基于移位寄存器型的设计方式,总体来说,两种方案都是可行的,需结合实际情况进行取舍。

3 结语

该作者认为,未来若胚胎电子阵列能够做成一种可自修复通用芯片,那么希望能在该芯片的处理复杂逻辑功能和电路优化设计等方面努力,要进一步发展胚胎电子阵列应用系统的多目标设计技术,并且真正实现智能布线,最终实现大规模电路的自动布局布线。

参考文献

第3篇:电子电路的设计范文

【关键词】电子设备 电子电路 接地技术 抗干扰能力 干扰抑制

中图分类号:V443 文献标识码:A文章编号:

一.引言

我们知道在电子电路设计中的接地技术直接关系到了电器的使用寿命以及安全程度。在我国当前,各种各样的电子产品相继诞生,电子产品的应用也日益的广泛,可以说电子产品已经成为了人们生活工作的一个重要的组成部分。我们知道电子干扰是有很大的危害性的,它不仅仅严重的降低了电子系统的可靠性,还能够对人体的健康产生很大的负面作用。例如一些电子产品以及仪器就对电子电路的干扰十分的敏感,最常见的有家用电器比如收音机,电视机等等,还有一些医用设备,比如心脏起搏器等等。这些对电子电路的干扰电磁波都十分的敏感,干扰严重影响了这些设备的正常工作,严重的甚至使这些设备无法工作。为此,我们必须重视电子电路抗干扰能力的设计,可以说电子电路的抗干扰能力已经成了当前电子电路设计的一个非常重要的一方面,这是因为如此接地技术才显得如此重要,可以说接地技术的高低已经直接影响到了电子电路的抗干能力了。

二.接地技术的种类和目的

我们知道电磁干扰对电器具有很大的影响,严重的降低了其稳定性,也不利于工作人员的身体健康。为了保证用户用电的安全可靠,必须注意电子电路设计中接地技术的科学合理性。我们知道安全保护接地是接地技术中比较常见的一种,采用这种接方式地主要是为了保护用户的安全,在实际的生活中有的电器年记哦久了,则其绝缘性能下降,这样就给用户带来了很大的安全隐患,采用这种保护性的接地就是为了消除这种安全隐患而采取的措施。再者一些电器设备在运行的过程中会产生积累静电,这样就及其容易引起接触性的触电,甚至引起电器的爆炸,其危害极大,为了防止类似情况的发生,一般采用的接地方法是屏蔽接地法,能够有效的防止静电积累造成的损失。最后我们知道电磁干扰对电器设备是有很大的影响的,为了避免电器设备受到太多的电磁干扰,采取接地的方法可以有效的配出干扰,保证电器正常运行。

三.接地技术中的接地方式

电子电路设计中接地方式是比较多的,其接地方式不同那么它产生的效果也会不同,所以对于比较常见的几种接地方式我们要充分的了解,只有这样才能在具体的电子电路设计时运用自如。以下介绍两种最为普片使用的接地方式。

保护接零

一般用于三相四线制供电系统中的中性线,是电路环路的重要组成部分,在零线直接接地的一相四线制电网中,设计中一定要注意将电子电器设备征程运行时小带电的金属外壳于电刚的零线连接起来,这样一旦当电器设备中的某一项发乍漏电或者是碰壳时,由于事先金属外壳与零线相连,形成的单向短路,电流非常大,使电路保护装置迅速动的切断电源,从而保护了操作人员的人身安全和电网其他部分的正常运行,同时也可以避免一些重大安全事故的发生。

保护接地

接地保护的主要目的是为了防止用户触电,为了保护用户的安全而采取的措施,保护接地可以说是电子电路设计中最为常见的接地方式,一般来说对于那些中性点不接地的电网都采用保护性的接地方式,采用这种方式则电器设备的支架以及外壳均要接地,这样能够取得比较好的效果,有效的保护的电器安全一用户的安全。

四.电子电路设计中系统接地

通过接地技术的研究我们知道电子电路仪器中的电子仪器设备控制系统中遇到经常需要解决的就是系统接地问题,这也是设计中的一大难点。系统接地线是各种电路中的静态,动态电流的通道,同时又是各级电路通过共同的接地电阻相互耦合的途径,这样就形成了电路之间相互干扰的薄弱环节,所以电子电路设备中的切抗干扰技术,都和接地有很直接的关系。设计合理的接地足抑制噪音和防止干扰的主要途径,不仪能保证电子电器设备的正常,稳定和可靠性工作。

五.电子电路设计中系统接地的原则

根据不同的干扰源要设计不同的接地技术和工艺,不能存在侥幸认为电路中只要有一点接地就能消除干扰,要寻求综合性质的接地方式,才是最为安拿有效的,接地点的选择要恰当,避免设计不当引起的新的干扰。接地点的选择除了安全性外、还要一并考虑屏蔽效果的兼容性,就是要通过接地屏屏蔽技术达到消除多种干扰的综台目的。一般来说.电子电路设计如何和大地接触,与系统的工作稳定性能有着极为密切的关系,设计中常用以下三种方式。

1.浮地方式.不接触大地的悬浮方式。是将电路设备与公共地可能引起环流的公共导线隔离开来,从而抑制来自接地线的干扰。这种接地方式的缺点是设备不与大地直接相连.容易出现静电积累现象,这样积累起来的电荷达到·定程度后,在设备和大地之间会产生具有强人放电电流的静电击穿现象。

2.单点接地方式,我们知道采取两点接地扥方式很容易形成接地环路,一点接地的主要功能就是消除接地环路的形成。

3.多点接地方式,对于工作频率较高的高频电路,由于各元器件的引线和电路本身布局的电感都将增加接地线的阻抗,一点接地方式已不再适用

五.结束语

当前我国的经济快速发展带动了我国电子行业的迅速发展,各种电子产品相继诞生,并且应用日益广泛。在当前,我们已经进入了信息时代,各种各样的电子产品已经成为了人们生活的一部分,和人们的生活紧密相连,所以电子产品已经成为了当今不可或缺的一部分。但是我们知道,电子产品都存在电磁干扰,这不仅仅严重影响了电子系统的可靠性而且也严重危害到了工作人员以及用户的健康状态。所以,正是因为这个原因在进行电子电路设计时,我们要充分考虑其接地技术,这样可以有效的抗干扰能力。提高电子设备的抗干扰能力不仅仅可以提高经济利益还可以提高社会效益。可以说科学的接地技术已经成为了电子电路设计的一个重要的方面,是在电子电力设计工作中必须认真考虑的问题,其重要性不言而喻。所以本文就这个问题作了简单的探讨。

参考文献:

[1]吕俊霞Lv Junxia 电子电路的抗干扰方法与技术[期刊论文] 《印制电路信息》 -2006年8期

[2]李晓海 电子电路的抗干扰技术探析 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年9期

[3]蒋伟丽Jiang Weili 浅谈电子抗干扰技术 期浅谈电子电路的抗干扰技术 [期刊论文] 《丽水学院学报》 -2007年2期

[4]郭宝山周勤荣 浅谈电子电路的抗干扰设计 [期刊论文] 《山西电子技术》 -2011年5期

[5]浅析电子电路的抗干扰措施 [期刊论文] 《南北桥》 -2008年7期高玉荣管志刚

[6]许蓓蓓 对电子电路抗干扰措施的探讨 [期刊论文] 《建材发展导向》 -2011年11期

第4篇:电子电路的设计范文

关键词 Multisim仿真;电子电路设计;抢答器

中图分类号:TP319.9 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2015)10-0035-03

Abstract Introduces the function and characteristic of Multisim simu-

lation software, and describes the use of Multisim simulation software for electronic circuit design process with a digital responder

design as an example.

Key words Multisim simulation; electronic circuit design; responder

1 前言

随着电子电路复杂程度越来越高、更新速度越来越快、设计规模越来越大、推向市场时间越来越短,这就迫切需要实现设计工作的自动化。电子设计自动化(EDA)技术的出现,改革了传统的电子电路设计方法。

2 Multisim仿真软件的功能及特点

Multisim是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件,可实现原理图捕获、电路分析、电路仿真、仿真仪器测试等功能;具有如下特点:界面设计人性化、操作简洁明了、元件库规模庞大、仪器仪表库种类齐全(包括函数信号发生器、示波器、逻辑分析仪等)、分析功能强大(包括直流工作点分析、交流分析、噪声分析等)。

3 应用实例

以数字抢答器的设计为例,阐述采用Multisim仿真软件进行电子电路设计的过程。

设计任务和要求 用中、小规模集成电路设计一个数字抢答器,设计要求:

1)抢答器可同时供8名选手参加比赛,每个选手拥有一个抢答按键,分别用按键J0~J7表示,按键编号和选手编号相同;

2)主持人扳动控制开关J8,可控制系统的复位和抢答的开始;

3)抢答器具有第一抢答信息的鉴别、锁存和显示功能,抢答开始后,第一抢答者按动抢答按键时,该选手的编号立即被锁存,并显示在LED数码管上,控制电路使扬声器发出报警声音,并对输入电路进行封锁,使其他选手的抢答不起作用;

4)抢答器具有定时抢答功能,主持人通过设定一次抢答时间,控制比赛的开始和结束[1]。

电路组成 抢答器由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路由主持人控制开关、抢答按键、控制电路、优先编码器、锁存器、译码器、编号显示器和报警电路构成,完成基本抢答的功能;扩展电路由秒脉冲产生电路、定时电路、译码器和定时显示器构成,完成定时抢答的功能。

抢答器工作过程:首先,接通抢答器电源,主持人将开关J8置于复位位置,禁止抢答器工作,编号显示器被熄灭,定时显示器显示定时时间;然后,主持人将开关J8置于开始位置,允许抢答器工作,计数器进行减计时;当选手在定时时间内抢答时,计数器停止工作,编号显示器显示抢答选手的编号,定时显示器显示剩余抢答时间,并禁止其他选手随后的抢答;当定时时间到,但无人抢答时,系统报警,并禁止选手超时抢答。

电路设计及仿真

1)抢答器电路。抢答器电路如图1所示。优先编码器74LS148能鉴别第一抢答者的按键操作,并使其他选手的操作无效;RS锁存器74LS279能锁存第一抢答者的编号,并经译码器74LS48译码后显示在LED数码管上。

抢答器电路仿真波形如图2所示。借助于Multisim仿真软件中的逻辑分析仪,可对抢答器电路的多路逻辑信号同步进行高速采集和时序分析。将逻辑分析仪的输入端口相应地连接到电路的如下测试点上:开关J8,74LS279的输出端Q4、Q3、Q2、Q1(EI、BI),按键J7、J6、J5、J4、

J3、J2、J1、J0。被采集的输入信号将显示在屏幕上。

由图2可知,在第一个Clock脉冲的上升沿,主持人将开关J8置于复位位置时,74LS279被复位,禁止锁存器工作,其输出Q4Q3Q2Q1=0000。于是,74LSl48的选通输入端EI=0,允许优先编码器工作;74LS48的消隐输入端BI=0,编号显示器被熄灭。在第一个Clock脉冲的下降沿,当主持人将开关J8置于开始位置时,允许优先编码器和锁存器工作。在第二个Clock脉冲的下降沿,将J6按键按下时,74LSl48的输出A2A1A0=001,GS=0,经RS锁存后,Q4Q3Q2Q1=1101。于是,Q1=1,使BI=1,允许74LS48工作;Q4Q3Q2=110,经译码显示为“6”。此外,Q1=1,使EI=1,禁止74LSl48工作,封锁了其他按键的输入(即在第三个Clock脉冲的上升沿J3按键的输入)。在第四个Clock脉冲的上升沿,当按下的J6键松开后,GS=1,此时由于仍为Q1=1,使EI=1,所以仍禁止74LSl48工作,封锁了其他按键的输入(即第五个Clock脉冲的下降沿J0按键的输入),从而实现了抢答的优先性,保证了电路的准确性。在第六个Clock脉冲的下降沿,主持人将开关J8重新置于复位位置,以便进行下一轮的抢答。

2)定时电路。将两片同步十进制可逆计数器74LSl92级联,以串行进位方式构成百进制计数器;计数器的计数脉冲由555定时器构成的秒脉冲电路提供;通过预置时间电路,主持人对计数器进行一次抢答时间的预置;74LS48译码器和定时显示器构成译码显示电路。当主持人将开关J8置于复位位置时,计数器预置定时时间,并显示在定时显示器上。当主持人将开关J8置于开始位置时,74LS279的输出Q1=0,经非门反相后,使555定时器的时钟输出端CP与74LSl92的时钟输入端CPD相连,计数器进行减计时;在定时时间未到时,74LS192的借位输出端BO2=1,使74LSl48的EI=0,允许74LSl48工作。当选手在定时时间内抢答时,Q1=1,经非门反相后,封锁CP信号,计数器停止工作,定时显示器上显示剩余抢答时间,并保持到主持人将系统复位为止;同时,EI=1,禁止74LSl48工作。当定时时间到无人抢答时,BO2=0,EI=1,禁止74LSl48工作,禁止选手超时抢答;同时,BO2=0,封锁CP信号,计数器停止工作,定时显示器上显示00[2]。

3)报警电路。报警电路由555定时器、三极管推动级和扬声器构成。由若干电阻、电容和555定时器接成多谐振荡器,将时序电路控制信号PR接至555定时器的清零端,以控制多谐振荡器振荡的起停,多谐振荡器输出信号控制三极管的导通、截止,从而推动扬声器发出报警声音。

根据上述设计思路,画出各单元电路的仿真电路图,先对各单元电路逐个进行仿真调试,再将各单元电路连接起来进行系统联调;通过Multisim仿真,观察各部分电路之间的时序配合关系,测量电路各项性能指标,调整部分元器件参数,检查电路各部分功能,使其满足设计要求;最后进行电路焊接与装配,并对实际电路进行测试。

4 结语

Multisim是电子电路计算机仿真设计与分析的基础,在电子电路设计中应用Multisim仿真软件,把虚拟仿真和硬件实现相结合,可以节约设计成本、缩短开发周期和提高设计效率,有利于培养学生工程实践、综合分析和开发创新能力,提高学生运用现代化设计工具的能力。

参考文献

第5篇:电子电路的设计范文

Hu Yinghong

(绵阳职业技术学院,绵阳 621000)

(Mianyang Vocational & Technical College,Mianyang 621000,China)

摘要: 高职教育改革的重点是使课程建设与岗位职业能力培养有效结合,并以就业为导向,围绕市场需求,培养适应社会、适应地方经济发展的实用型人才,为适应高职教育特色,提出了对“电子电路分析与实践”课程的项目化教学设计意义、理念和设计思想、并对项目化教学情境的设计、项目分析和教学方法探讨作了详细说明,通过近2年得教学实践,取得了良好的效果。

Abstract: The key of higher vocational education reform is to effectively combine curriculum construction and post vocational ability training and take the employment as the guidance, around the market demand, train talents that adapt to the society and the development of local economy. To adapt the characteristics of higher vocational education, the paper puts forward the design meaning, idea and thought of project teaching of Electronic Circuit Analysis and Practice course, and introduces the design of the project teaching context, project analysis and teaching methods in detail. For nearly 2 years of teaching practice, it has obtained good effect.

关键词: 项目化建设 电子技术工程 教学情景 实践教学

Key words: project construction;electronic technology project;teaching situation;practice teaching

中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)27-0195-02

0引言

“电子电路分析与实践”是我院创建国家示范高职院校重点建设专业――电子信息工程技术及专业群(通信技术、电气工程技术、建筑智能化等)的优质核心课程之一,是电子信息工程技术专业的专业必修基础课,具有很强的理论性和实践性。项目化教学是学生在教师的指导下,通过完成一个完整的"项目"工作而进行的教学活动模式,其特点是以项目为主线、学生为主体、教师为主导,根据岗位工作要求选择教学内容、根据工作过程选择教学内容、根据职业发展和人才发展的需要选择教学内容、根据专业课程体系建设的需要选择教学内容;项目化教学是一种全面提高学生综合素质能力的新型教学模式,其目标是使学生能够掌握所学专业必需的基础知识,具备各单元电路操作技能,具有分析问题、解决问题的能力,为后续专业课程的学习打下良好的基础。经过课程组成员的不断努力探究,该课程已成为我院院级精品课程,准备申报省级精品课程。

1“电子电路分析与实践”课程建设的意义

我院电子信息工程专业开办于1996年,2002年确定为省级教改试点专业,2008年成为国家示范高职建设院校中央财政支持重点建设专业。

由于受传统教学模式的束缚,课程内容的设计与组织未完全跳出学科体系的藩篱,还不能更好适应职业岗位需要。比如先期的《模拟电子技术》、《数字电子技术》课程,采取相对独立、“重理论、轻实践”的教学方式,教学效果不理想。

高职教育改革的重点是使课程建设与岗位职业能力培养更有效地结合。本着“课程教育目标服从于专业培养目标,课程教学内容符合课程教育目标”和“加强基础、注重实践、强调能力”的原则,2008年10月开始,我们就组织专家、学者和工程技术人员通过行业调研和职业岗位能力分析,并多次召开专业综合能力与专项技能分析研讨会,经过反复、深入分析研究,我们认为构建一门以项目为主线的、全新的电子技术课程能更好的符合高职教育教学特色要求, 课题组通过企业调研和实践专家现场讨论会等多种方式,剖析企业中对从事电子信息技术、通信技术、电力技术、机电技术等行业相关职业岗位人员的技能需求和素质要求,将《模拟电子技术》、《数字电子技术》课程进行整合,构建了《电子电路分析与实践》综合性课程体系,该课程从实用角度出发,集“模拟”与“数字”于一体,在课程内容上强调“实践与理论并重”;将更有利于对学生进行职业素质教育和职业技能的培养。

2课程“项目化建设”教学设计

2.1 设计理念“电子电路分析与实践”课程设计的基本理念是针对生产一线的电子产品装接工、电子产品维修工岗位的职业能力为培养目标,从实际工作任务出发,以典型电子产品为载体,进行基于工作过程系统化的课程教学设计;强调以工作过程作为学生的主要学习手段,采用项目教学法,融“教、学、做”为一体,让学生“在学中做,在做中学”,通过实际分析、设计、制作和调试实用电子电路,使学生真正掌握现代电子技术专业技能,以满足社会对高技能人才的要求。

在课程开发的整个过程中,始终坚持以下几个基本原则:

以专业培养目标为依据――确定课程的教学目标;

通过对教学目标进行解析――获得能力目标解析表;

以职业能力为依据――确定课程的教学内容;

以典型产品为载体――设计学习活动;

以业界现行技术规范为参照――制定考核方案。

2.2 设计思想“电子电路分析与实践”课程设计的核心是课程标准设计、课程内容设计、教学模式设计、实施方案设计和评价体系设计。 课程开发组依据行业、企业发展,结合本地区产业布局和职业岗位需求,针对课程目标与特点,从专业规划、课程设置等环节开始,全程与相关企业密切合作,进行课程内容、教学方法、实施方案和评价体系的设计。

2.3 项目化分析项目教学法的前提是“项目”,是一个人人参与的集学习、创作于一体的过程。项目教学法就是在教学中,组织学生真实地参加项目设计、实施和管理的全过程,在项目实施过程中完成教学任务。项目教学法更多采用小组工作的方式,共同制定计划、共同或分工完成整个项目。

“电子电路分析与实践”课程是一门理论与实践关联性较强的学科,是我院电子信息工程技术专业学生的优质核心课程之一。学习本课程,在实际中有何用途,如何应用所学的电子技术知识解决生产和生活中的一些问题;针对高职学生的特点和高职教育的特色要求,在课程建设中精心设计教学内容,改进并设计教学方法,以加强学生实践技能的培养。“电子电路分析与实践”项目化课程中每一个子项目的实施过程分四个阶段:

资讯:先由教师进行必要的课堂教学和实验演示,使学生掌握必要的基础知识,然后按3~5人一个小组,把全班分成若干个小组,布置项目任务。学生分别对项目进行讨论、查找资料。

计划、决策:由学生制定项目工作计划,并写出各自的设计思想与方法,画出方框图,设计原理图、选择元器件、必要时利用电路仿真软件进行仿真试验,再在教师的指导下,学生相互交流,最后确定项目实施方案。

实施:学生确定各自在小组中的分工以及小组成员的合作形式,学校提供器材由学生正式实施项目。

检查、评估:项目评价采用自我评价、小组互评和教师点评相结合,以学生自我评价为主,学生互评为辅,教师在评价过程中起引导调控作用。要求学生首先以ppt等形式充分展示设计成果和项目的学习心得,然后以五级评分制从学习准备和计划实施的学习效果、作业步骤、项目完成结果等方面进行自我评分,小组根据其讲述情况和项目完成结果,小组成员讨论后从表达能力、团队协作和沟通能力、项目完成结果等方面给出评价和评分,教师根据具体情况给予点评。

2.4 项目化情景教学设计分析传统电子电路分析与实践技术教学内容,融合现代电子电路分析最新发展,以工学结合的理念为课程建设的指导思想,将课程的全部内容设计为若干个学习情境, 学习情境尽量体现工作任务、工作流程,教学氛围尽量模拟企业环境。对“电子电路分析与实践”课程进行重构,体现了完整性、趣味性、扩展性和适应性的原则。“电子电路分析与实践”课程选取OCL音频功率放大器、直流稳压电源和限时抢答器三个项目为主要载体,构建了3个教学情境,10个子学习情境,如图1所示,以实现对电子信息工程技术类学生的职业岗位能力培养和社会能力养成的教育功能。在项目实施过程中,教师就每一个学习子情景对学生进行必要的技能训练、知识传授和实际应用,让他们对工作的整个程序有所了解,为他们独立完成项目创造条件。通过每个学习情境和子情境(子学习情境)的训练,使学生掌握对应的知识点,培养学生相应的能力和素质,同时为学生后续课程的学习和职业发展奠定良好的基础。

3结束语

高职教育承担着培养和造就专门人才的重任,它是面向基层、面向生产、面向服务和管理第一线培养实用人才,以突出能力为本位,着力培养学生的综合能力,以达到培养复合型、应用型、创新型人才的职教培养目标。高职教育着眼点是以就业为导向,围绕市场需求,培养适应社会、适应地方经济发展的实用型人才。基于高职教育的特色和人才培养要求,通过近2年的教学实践,我们不断的优化课程项目、优化项目实施水平,为培养实用型人才岗位需求取得了良好的效果。“电子电路分析与实践”课程已被评为院级精品课程,其配套教材已由武汉工业大学出版社出版发行。

参考文献:

[1]童乃诚.高职课程教学内容建设探讨[J].中国职业技术教育,2010,(14).

[2]钟新跃.基于工作过程导向的课程改革实践――以高职《模拟电子技术》课程为例[J].中国校外教育,2010,(01).

[3]李仲秋.《电子电路分析与实践》课程内容的选择与序化[J].机械职业教育,2010,(05).

第6篇:电子电路的设计范文

【关键词】多媒体;电子线路;课件

一、多媒体课件能够激发学生的学习兴趣

实践证明,兴趣是诱发学生学习动机和学习注意力的重要因素。《电子线路设计》课堂教学是培养学生思维能力和分析解决问题能力的重要环境,无论是概念的引入,还是对一些客观现象进行判断、推理及计算,都需要一系列的逻辑思维过程。这一过程对学生来讲是枯燥乏味的,利用多媒体课件作为教学载体,可以很好地解决学生的学习兴趣问题。多媒体课件应用文字、图像、色彩、声音和动画等对学生的视听觉进行多样化刺激和诱导,来调动学生的学习积极性。例如,在讲解三极管的基本工作原理时利用动画来显示电子的流向和分配关系,帮助学生更好的理解放大原理的实质是电子的控制过程,布置简单的应用电路,显示输入和输出的波形关系,一下子就抓住了学生的注意力,使学生感到有趣,很快进入学习状态。所以选择适合的多媒体课件,对学生的兴趣和知识进行有效整合,可以使课堂教学生动活泼,学生参与的兴趣大增。

二、多媒体课件能够弥补演示实验的不足

电子线路设计是一门实验性很强的学科,许多概念和原理是通过实验来帮助学生加以理解的。但有些电子实验的现象无法在传统的演示实验中予以解决,很难达到理想的教学效果,因此可以借助于多媒体课件直观的显示出信号的变化。

1.探索电路规律

电子线路设计的教学在一定程度上受到实验仪器、设备和时空等条件的限制,有一定的局限性。我们可以在充分尊重实验事实的基础上,利用多媒体技术来展示电信号变化过程,使电路实验过程化“静”为“动”、化“微观”为“宏观”、变“抽象”为“形象”,并通过现象的展示来揭示其本质,加深学生对电路概念和电路信号变化规律的理解。例如,在正弦波振荡器课题的教学中,电路本身产生的信号的变化过程在实验中是看不到的,学生为此感到很抽象,如采用多媒体动画技术模拟该过程,学生就能够很清楚地看到信号的波形是怎样的产生和变化、展示其动态变化过程,变“抽象”为“形象”,其变化规律学生也能够很快归纳总结出来,从而较好的完成教学任务.

2.展示特殊的工作原理

在分析电路中元件发生故障的现象时,如人的触电事故、电路短路事故,元器件故障引起火灾等,不容易再现,也不能出现,而又必须讲解。让学生掌握,防止这些事故发生。利用多媒体课件予以模拟,让学生从栩栩如生的情景中,领悟到其中的原理及防止方法,将收到很好的效果。

三、多媒体课件能够有效突破教学难点

电子线路设计和其它学科一样,在掌握知识点的过程中会遇到一系列的困难,这些困难就是我们常说的教学难点,解决这些疑难问题,突破教学难点,为学生学习扫除拦路虎,是教学中的常规问题。电子线路设计的许多概念和原理是比较抽象的,有些现象在传统的实验中也是无法展示的,所以仅靠形象、表象和想象对初学者来说是不容易理解和掌握的。例如,在讲解反馈放大器的内容时,其教学难点就是“反馈信号对输入和输出信号的影响以及反馈类型的判断”,用正弦波来作为输入信号,利用瞬时极性法来解释电路的工作情况。这种方法符合电路的特点,但有的学生缺乏想象力,有的学生还未见过正弦波的样子,无法在头脑中把输入信号波形、输出信号波形、反馈信号波形和正反馈、负反馈、电压反馈和电流反馈相联系,使其从抽象思维上升到形象思维。而利用多媒体课件在屏幕上观看模拟信号形成过程的同时,看到反馈信号如何影响电路的输出电压和电流,将课本中不动的图形变为电荷不断流动的动画,遵循学生的思维由浅入深、由表及里,由现象到本质的循序渐进的思维过程,可以比较容易地解决这一教学难点。

四、多媒体课件能够促进教学改革

第7篇:电子电路的设计范文

关键词:电子实训 Multisim 10 仿真 PCB设计

中图分类号:TN02 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)05-0164-02

电子实训是电子类专业学生必修的一门实践课程,通过该课程的学习,使学生在电子元器件选用、电子电路分析设计、计算机仿真测试、电路板焊接与装配,电子产品调试以及编写技术文件等方面受到一次综合训练。我校在《模拟电子》、《数字电子》课程结束后都安排了电子专项实训,教师提出设计要求,让学生自己从设计到装配、调试都经历一遍,所以电子专项实训既巩固了学生的理论知识,又提高了他们的操作技能。

1 Multisim 10和Protel DXP软件的比较

在电子实训过程中使用较广的EDA软件是Multisim和Protel ,这两个软件都具有电路设计和仿真功能,但是Multisim软件的长处是电子仿真,而Protel软件的长处是PCB设计。美国NI公司推出的Multisim 10软件具有强大的仿真能力,既可对模拟电路或数字电路进行仿真,也可进行数模混合仿真,尤其新增了射频电路的仿真功能。Altium公司的Protel DXP软件具有强大的电路设计自动化功能,其印刷电路板设计模块的设计规则和检查工具比Protel 99 SE更加完善,为设计高质量的印刷电路板提供了可靠的保障。本文以设计一个模拟声响电路为例,论述Multisim 10和Protel DXP在电子实训课程中的综合运用。

2 电路设计和仿真

2.1 电路设计

电子实训中要求设计一个模拟声响的电路,这个电路主要是通过两片555定时器结合简单的器件来实现。按照设计要求,学生通过查阅资料可以设计出较多方案,模拟不同的声响,这样学生在电路设计中发挥的空间比较大,不局限于一个电路,电路初步设计好之后,通过Multisim 10来仿真。图1所示为其中一个电路,555定时器U1、U2分别构成一个多谐振荡器,元器件参数确定后,根据多谐振荡器的频率计算公式,U1的输出波形频率是680Hz,U2的输出波形频率是9.345KHz。由于U1的输出端接U2的复位端,故只有U1输出为高电平时,U2振荡器才振荡,U1输出为低电平时,U2停止振荡,通过U1的输出来控制电路最终的输出,使扬声器发出9.345KHz “呜呜”的间歇声响。

2.2 Multisim 10仿真分析

因为电子仿真是Multisim软件的长处,所以图1的电路在设计时,要求学生用Multisim 10软件来绘制,这样就把设计和仿真贯穿起来。电路绘制结束后,选择虚拟仪表双通道示波器来仿真U1、U2的输出波形。示波器的控制面板可以根据需要来调节,微调时间基准(time base),设定通道A(channel A)和通道B(channel B)的量程如图2所示,设置完毕后通过示波器观察到波形如图2所示。由于在设计时已经理论计算出波形频率,根据仿真波形图测算出的频率与理论值基本相等,设计得到验证。

3 网络表生成和PCB板设计

3.1 网络表生成和修改

根据实训要求,电路原理图设计好之后学生需进行电路板的布局布线设计,这就需要使用Protel DXP软件,而采用Multisim 10绘制的原理图的数据要导入PCB设计系统中需要一座桥梁——网络表。由于Multisim中选取的元件部分是虚拟元件,仿真所用仪器也是虚拟仪器,这就会出现和Protel不兼容的情况,所以在生成网络表之前要先去掉虚拟仪器,部分虚拟元件也要用连接器代替。在本例电路中,虚拟示波器XSC1需去除,5个虚拟电容也要用连接器代替。电路修改之后执行菜单“Transfer/Export to PCB Layout”,在弹出的对话框中选择保存类型“Protel(*.net)”,输入文件名之后就生成了电路对应的网络表,如网络表无法生成,一般问题都在虚拟器件上,根据提示修改即可。

网络表生成后,运行Protel DXP软件,新建工程,调用网络表并把它添加入新建的工程中。考虑网络表中原有元器件封装与设计要求不符,需要修改封装,元器件封装的选取根据设计的实际情况来定。

3.2 PCB板设计

作为桥梁的网络表修改确定后,在工程中添加一个PCB文件并且设定电路板尺寸,执行菜单“Design/Import Changes From *.PriPCB”导入网络表,所有元件就被更新到PCB板上,检查元件正确后,根据设计和工艺要求布局布线,从而完成PCB板的设计工作。图1中电路的PCB版图如图3所示。

4 结语

把Multisim仿真和Protel 制版的结合作为电子实训的辅助设计工具,既可以帮助学生高效进行方案选择和参数确定,又可以练习印刷电路板的制作。在电子实训中引入这种设计方法,大大丰富和优化了实训教学内容,使学生掌握更多新知识,得到更多锻炼。

参考文献

[1]王连英.基于Multisim 10的电子仿真实验与设计[M].北京:北京邮电大学出版社,2009.8.

第8篇:电子电路的设计范文

因此,本文介绍一种锂离子电池保护电路,可以对锂离子电池提供过充电、过放电、过流及0V充电和0V充电判断保护,并用1.2μm n阱CMOS工艺实现。

工作原理

图1为锂离子电池保护电路的典型应用电路。两外接的MOS管(FET1、FET2)一般集成在另外一块芯片上,相当于两个开关,控制外电路的输入(充电时)和电池的功率输出。

其基本工作原理如下:

1.正常状态 在一般情况下,从电池向负载的放电和从充电器向电池的充电是自由进行的。因此,用于放电控制的FET1和充电控制的FET2均处于导通状态。

2.过流保护 当放电电流过大时,用于放电控制的FET1断开,禁止电池向负载放电,藉以执行过放电电流保护功能。过电流保护功能也利于保护电池组在运输过程中的安全。

保护电路检测VM的电压,一旦它大于电流检测电压(VIOV和VSHORT),即禁止电池放电。过电流检测结束后,接通负载,恢复到正常状态,即可放电。

值得注意的是,保护电路必须提供不同的过放电电流保护延迟时间(tIOV和tSHORT)。当放电电流愈大(如电池输出端短路时),延迟时间愈短,过放电电流保护功能会马上启动,以保护元件不致于损害;而当放电电流较小,接近保护边缘时,延迟时间会较长以避免过放电电流保护发生误动作。

3.充电过压保护 当电池充电至过充电检测电压(VCU)时,FET2断开,禁止来自充电器的电流向电池充电。但是,在过充电检测工作结束后,电池必须能向负载继续放电。当电池放电电压大于过充电迟滞电压VCL时,过充电保护功能方可解除,FET2导通,重新启动过充电保护功能。

过充电保护过程中,FET2虽为截止状态,但放电路径依然可流过它的寄生二极管,故此时电池仍可放电。

为了提高电池的安全性,并可进行最大限度的充电,过充电检测电压的误差精度要非常高。另外,过充电检测功能要与脉冲充电相适应,为了防止因干扰引起的误动作,过充电检测电路设有延迟时间tCU。

4.放电欠压保护 在过放电保护功能中,当电池电压下降到过放电检测电压(VDU)时,放电控制FET1关断,禁止电池向负载放电。之后,如果接通充电器,通过用于FET1的寄生二极管再开始充电,当电池充电电压大于VDL(过放电迟滞电压)时,过放电保护功能才能解除,FET1导通,过放电保护功能重新启动。在过放电保护过程中,即使FET1截止,充电电流可通过其寄生二极管,因此仍可充电。

在过放电保护功能中,为了防止电池电压过分降低,保护电路的耗电量必须尽量接近零。

另外,一般来言,锂离子电池有安全电压下限(2.4~2.7V),其所要求的误差精度并不如充电电压精确。为了与脉冲性放电相适应,过放电检测电路往往也必须有延迟时间tDU,以同时兼顾最大使用电量与过放电保护的要求。

5.充电器检测功能 若VM脚电压低于充电器检测电压VCHA(当放电欠压状态下电池接入充电器时),过放迟滞效应取消;当电池电压高于等于过放电检测电压(VDL),FET1重新导通。

当接入充电器,若VM脚电压未达到充电器检测电压(VCHA),当电压达到过放电停止电压(VDU)或更高时,放电欠压状态回到正常状态。

6. 0V电池充电功能 这一状态是用来实现当电池自放电到0V时给电池再充电。当锂离子电池接上充电器时,电池电压大于V0CHA(0V电池充电器起始电压)或更高时,FET2导通并开始充电。此时,FET1关断,充电电流通过放电控制FET的寄生二极管;若电池电压高于等于VDU(过放电停止电压),电路恢复到正常状态。

值得注意的是,0V电池充电状态的检测比过电流状态的检测快,因此,当电池电压低于V0CHA时,可以对电池进行充电,且此时保护电路不能检测到过电流状态。

7. 0V电池充电关断功能 这一功能是用在电池突然短路时终止再充电的。若电池电压低于某一电压时,FET1被固定接到某端电位以禁止充电。若电池电压为V0INH或更高,则可进行充电。

根据对保护电路的以上分析,其状态转换图如图2所示。其中BV为电池电压,VCHA为充电器检测电压,V0CHA是0V电池充电器起始电压。

保护电路的设计

根据保护电路的基本工作原理,锂离子电池保护电路的内部结构如图3所示。其中VDD、VSS分别是锂离子电池的正负极。下面重点介绍部分功能模块的电路设计。

1.比较器电路 锂离子电池保护电路的核心是五个比较器(充电器连接检测比较器、过充电检测比较器、过放电检测比较器、过流1检测比较器和过流2检测器)。它们均是电压比较器,均要求低功耗。考虑到锂离子电池对过充电、过电流的保护要求较高,充电器连接检测比较器、过充电检测比较器和过流1检测比较器采用四级放大,以满足对精度的要求。其余的因对精度要求略低,故采用两级放大。

五个电压比较器的结构大致相同。图4是设计的四级放大比较器。

图4中M1是比较器的开关管,由EN信号控制。当不需要此部分电路工作时,EN为高电平,电路处于STANDBY状态,这样就降低了功耗。比较器的参考电压来自于基准源电路的采样电压,精度要求很高。

2.采样电路和基准源电路 图5为基准源电路。M1是开关管,控制整个电路的工作状态。由于锂离子电池电压即为整个电路系统的电源,而它会随着电池内储存的电能而发生变化(2.3~4.2V),因此采用耗尽管来提供稳定的电流。

MOS管M2、M4和M5组成负反馈基准源。由栅源短接的耗尽管M2作为与电源电压无关的恒流源,此恒定电流在普通MOS管(M3)上产生恒定的漏源电压作为参考电压。

图6是设计的采样电路。通过激光修正工艺对所需电阻值进行精确控制。M1是这段电路的开关管,同样由EN信号控制。另外,M2和M3也是开关管,用来短路部分电阻,改变分压大小,从而细调电路,满足精度的要求。B1、B2分别是过充电检测比较器和过放电比较器的输入信号,它们都是对电池电压的采样。

3.延时电路 延时电路包括振荡器和触发器(见图7)。振荡器是给整个保护电路提供时间基准的,由七级反相器首尾相接而成,其输出连接到后面用作时钟分频的触发器(十二级D触发器)上,从而得到所需的各种延迟时间。它的周期由偏置电路恒流源决定。一旦出现异常状态,振荡电路便开始振荡,然后一个时间周期后,控制信号会使振荡电路停止工作,以等待下一次异常状态。T1、T2是状态检测电路的控制信号。

4.输出缓冲级 缓冲级用来提高负载驱动能力。由两级反相器构成。前一级反相器相对后一级反相器而言MOS管的宽长比(W/L)略小,它只驱动第一级,起到匹配和整形的作用;而第二级的MOS管宽长比(W/L)非常大,是为了能驱动大电流负载。在第一级反相器中加电阻,以调节阈值电压。

结 论

本文设计的锂离子电池保护电路,采用1.2μm n阱CMOS工艺,用激光修正技术对电阻值进行精调。在上海贝岭股份有限公司进行试投片,样片经测试,结果达到设计要求,表明本设计方案是合理可行的。本设计具有以下特点:

1、具有充电器连接检测功能、异常充电电池检测功能,确保了充电器电压过大时电池的安全。

2、3级过电流检测电路(过电流1、过电流2、负载短路),提高了防止负载短路的安全性。

第9篇:电子电路的设计范文

关键词:高频电子线路;女性友好型;独立认知;关联性认知教学补充

一、引言

随着经济收入和社会地位的提升,女性已经成为中国消费市场的主导力量。波士顿咨询公司消费者洞察智库最新报告发现,尽管中国女性可支配收入偏低,但和国外市场相比,中国女性整体消费力在2015年已超过日本,紧追美国女性消费市场,如图1所示[1]。

高频技术在日常生活中广泛应用于各种电子产品,包括手机,卫星电视,收音机,传感器,车载设备,雷达等。根据美国消费电子协会及帕克斯所做的研究数据表明,女性是电子产品的主要消费者,也更容易购买电子产品。然而,电气工程领域仍然是男性占主导地位的专业。早在2006年,美国女性购买81%的消费类电子产品[2][3]。

高频电子线路是电子与电气信息类专业的一门主干课程,与实际联系非常紧密,具有很强的实践性[4]。高频课程教育已有30年,然而高频的教材及教学方式一直都基于独立认知的基础上。这种教学手段也许较适合男性学生(独立的认知者),但和女性的学习的方式不太兼容。所以高频教学在男性和女性之间存在一个很大的间隙。在中国,高频课程同数学,科学,技术,工程课程一样,强调逻辑思维,正确性,算法推导和结构等。不适合女性的学习习惯,所以传统的教学方式,会让女性学生规避高频类课程或相关领域。

为了全球电子市场的发展,鼓励大学提出对女性学生和男性W生同等友好且有效的教学方式就显得尤为重要。在本论文里,我们使用高频教学为例,并且相应的学习材料和教学策略可以延伸到其他电子工程专业课程。

二、背景

(一)背景

在2016年6月,重庆邮电大学移通学院通信与信息工程系里授予学士学位的工程学士中,男生763,女生266人,只有25.8%是女性。其中电子信息工程专业女性比例最低为20%。

大量的研究表明女性避开科学和工程领域的原因有3点:1、受家庭父母影响,在进校之前就很少参加科学活动;2、社会压力及舆论,让女性失去对工程专业的兴趣;3,其他客观因素影响了女性对科学和工程的态度,比如,缺乏女性工程师模范,教育材料中的女性歧视,针对女性教学教师缺乏经验等[5][6]。因此,在本项目中,我们旨在研发高频学习材料和教学方法来吸引更多的女性选择电子工程专业。

(二)相关工作

研究者关于性别和STEM教育调查结果显示,基于这些专业的竞争环境和课堂质量,女性不会选择STEM相关专业,或者退选相关课程。但最主要的因素还是传统的教学方式不能匹配女性学生的学习方式。

学生认知过程可以分类成独立认知和关联认知。独立认知强调批判性思维,理性态度,论据建设和个人信仰,并且储备知识占据主要地位。与此相反,关联认知强调的是理解力。关联性认知者通过创建关联来学习,关联同伴,同学和各种想法。关联者关注内容和他人的智慧来创造自己的学习系统。

女性和男性学习及处理信息的过程是不一样的。女性会更擅长多线程和整合之类的工作,女性学习方式是围绕着关联性认知来学习的。传统高频教学课堂与独立认知相一致。我们相信关联性学习也对男性学生是有益的。

研究表明,辅导制和学习支持小组或线上支持网络能帮助女性学生学习工程专业。因此,辅导制,帮助团队和更少敌意的环境更有利于女性学生在工程领域取得成功。

(三)高频课程

传统的高频课程教学方法中强调理论方面和数学来历[7]。女性学生因此会由于算法,推导,结构和逻辑思维等的压力而避开工程及相关职业。由此,本论文的目标是基于高频课程开发学习材料和新的教学策略来支持女性友好型工程教育,以此来吸引更多女性学生到电子工程领域并帮助她们获得成功。

三、方式

我们基于关联性学习设计了女性友好型的高频课程,当前在高频课程上表现出的男女比例失调的问题来源于独立认知占据了主导地位。我们提供了支持架构来提高学习者的自信,我们通过如下工作来完成我们的项目:

(一)开发女性友好型的高频学习内容和教学手段

课程教学中将高频知识和日常生活紧密联系。高频技术的概念包括选频、混频、变频等知识点通过问题或者动手实验来引入[6]。开发合适的课堂教学策略,例如:循序渐进,精炼前期的先行课程,用实例来促进教学等。鼓励学生采用询问方式自己创造总结高频概念,形成关联性。另外我们使用小班教学,班内进行小组划分,有利于学生之间相互交流。

高频课程上,基于关联性认知的教学策略举例如下:(1)高频知识的相关概念可以以学生们感兴趣的话题、经历或者关系作为问题引出在教材上。比如:股票价格能够用于介绍振荡器,手机信号辐射可以用来介绍谐振回路,阻抗匹配,车载收音机可以告知选频网络,调幅调频原理等。(2)为学生创造一个更加和谐,更少竞争的学习环境。教师可以给学生划分团队,做一些团队课题,有利于团队之间成员在课上和课下之间相互进行讨论,阐明和辩护他们的想法。因此,他们能培养自信心。

(二)为在校生提供教学补充

鼓励学生参加高频学习社团。这个学习社团关注学生在高频课程中所出现的问题,尤其是女性学生。这个社团有常规的面对面例会,以此加强成员之间的沟通与联系。成员也可以在线上讨论他们的问题,比如说:bbs论坛,微信群,qq群,百度贴吧,微博等。社团提供帮助的形式具有多样性和灵活性。更利于女性学生的学习。

学生之间相互讨论高频课程的相关问题,并且从老师或同学那得到反馈,间接的建立起人际联系。学生也可以在线上发一些陈述或者自己对相关原理的理解。也可以去分享怎么去解决一个问题。另外,教授或者助教每学期组织几次自主学习,解决学生们所困扰的课题。

这种多层的,协作式学习方式是电子工程系来说是一种新的方式。这种途径和方法论在有经验的教育者的促进下以提高课程建设为目标提出的,并且授课者在整个过程中对男女学生一视同仁,我们相信这种教育模式同样有利于工程系里的男性学生。

四、评估

在2016年9月至12月的高频课程里,面对30个学生,包括10个女生,执行了一个综合性的评估:

(一)问卷调查

课程教学中期,学生们共完成30份反馈问卷,以此衡量教学方式的有效性。问卷包含4个题目,及相应的调查结果,如表1所示。问卷中量化指标按5份制:5-非常同意,4-一般同意;3-中立;2-一般反对;1-非常反对。

根据调查显示,33.3%的学生是女性,66.7%的学生是男性。

大约85%的学生同意或一般同意团队合作是有效的,尤其女性学生更偏爱这种课上或课下以团队形式交互学习(问题2)。

大部分学生对以生活经历和兴趣为案例引入概念或原理的方式持积极态度(问题3)。并且女性学生更接受并且受益于此种教学方式。

大部分学生有自信参加和高频或电路相关的课程。女性学生95%以上通过高频课程学习,建立起了电子信息学习的自信。

所有学生(100%同意或部分同意)都愿意将高频课程推荐给其他学生。并且认为这种学习方式是有用的。女性学生更喜欢现在的教学建设,教学手段,更乐意推荐这门课程。

从结果讨论,学生的整体反馈是压倒性的支持女性友好型课程建设,尤其是女性学生。

(二)知识和技能学习的有效性

为了评估教学效果。在2016年秋季学期,安排了2次高频课程的考试,期中测试和期末测试。通^大量的笔试成绩数据分析显示,考试的平均成绩高于去年未实行女性友好型教学前高7.6%,其中女性学生平均成绩提高了9.1%。意味着于传统方式相比,女性友好型教学设计在综合性内容教学上更有效,更有利于同学们水平提高。

五、结语

高频电子电路课程一直是比较难掌握的课程之一。本文在重点关注女性学生的学习习惯上,通过提出基于关联性认知的新颖的更有效的高频教学材料,教学材料关联学生们的兴趣及经历,使得抽象概念更直观化,学生们更能享受这个学习过程。另外,线上线下的帮助模式可以让女性克服心理上的学习障碍,并且多层次和协作性的学习方式使得高频课程让女性学生觉得更友善。

【参考文献】

[1]三大关键趋势主导,女性和千禧一代崛起[R],波士顿咨询公司消费者洞察智库,2016全球财富报告.

[2] E.Eden ,A.Enga, Y.Lin and G. Reimann, “Design and Gender: Thinking about Sex” [J], Smart Design + Femme Den , 2006.

[3] L.Tischler,“Sex and Electronics Part 1: Women and Smart Design”[J],Fastcompany, Jan.2009.

[4]张肃文.高频电子线路[M] .北京:高等教育出版社,2009.

[5]R. Fawcett,“Science Education in Canada ” [J],Science and Technology Division ,Aug . 1991.