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电子电路分析与设计精选(九篇)

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电子电路分析与设计

第1篇:电子电路分析与设计范文

【关键词】高速公路;电子不停车收费系统;设计

在高速公路上运用电子不停车收费系统是解决道路拥堵的一种有效方式,很多发达国家都在运用这种手段来提高出行效率。我国的部分高速公路已开始运用电子不停车收费系统,取得了较好的实践效果。但在技术方面还存在一定不足,需要设计人员开展进一步的研究,确保系统能够更加适用于我国的高速公路实际运行情况,发挥最大效用。

1.电子不停车收费系统的概念及组成

1.1电子不停车收费系统的概念

电子不停车收费系统隶属于智能交通系统领域,凭借其快速、高效、智能的运行模式在国际社会得到广泛应用。具体来说电子不停车收费系统就是在车辆识别技术的辅助下实现收费站和车辆之间的数据通信,开展数据交换,利用网络来对收费数据进行处理,在车辆不停的状态下完成高速公路收费的智能系统。

1.2电子不停车收费系统的组成

电子不停车收费系统的组成主要包括四个部分:第一是CPU卡和电子标签,其中CPU卡作为一种全新的IC卡在电子付费方面发挥着重要作用,而电子标签的功用在于储存车辆信息、车主资料及车牌信息等,是电子射频的一种。第二个组成部分是收发器,收发器通过与电子标签间的微波高频通信来阻抗干扰,实现快速通信。第三部分是微处理器,其主要功用是进行通信处理,将OBU和CPU卡收集到的信息传至控制器,获取并处理车辆信息,对OBU和CPU卡中的信息进行修正。第四部分为车道控制器,该控制器需要对OBU和CPU卡中的数据进行分析,对车辆的通行权进行判定,明确OBU和CPU卡是否有效,在判定无效的情况下发出警示,同时还能完成对违章现象的取证工作。

2.建立电子不停车收费系统的意义

在高速公路上建立电子不停车收费系统意义重大。首先,这是对科学发展观的有力践行,由于近年来车辆数量持续性增长,给高速路的正常通行带来了很大压力,高速公路拥堵成为备受关注的社会问题。建立不停车收费系统能够使司机在不停车的状态下完成交费,交费消耗的时间几乎可以忽略,使高速路收费站的容量得以扩展,工作效率得以提升。其次,不停车收费系统的运用是科技兴交的重要体现方式之一。车辆不必在通行中频繁刹车、起步,使车辆磨损得到有效控制,节省油耗,同时减少对大气环境的污染,实现节能环保。第三,此类智能系统的投用能够解决人工收费的诸多弊病,如票款丢失、效率低下等,使高速公路保持顺畅,真正实现高速通行。通过为人们提供安全快速的交通环境,使交通行业的全新形象完美地展现出来。

3.高速公路电子不停车收费系统的设计

3.1系统架构设计

C/S架构是一种较为通用的系统架构,其组成部分包括收费站、分中心和省中心。这三个部分共同构成一个局域网,具体的工作方式为:高速公路车道作为信息采集前端,为收费站获取车辆信息,将信息传送到收费站的数据库服务器上,再由收费站将处理后的数据传送到分中心和省中心。系统硬件结构是系统架构设计的重点,而硬件结构的主要部分就是ETC车道。ETC车道包括的硬件设备较多,如车道工控机、判别线圈、触发线圈、抓拍摄像机、报警器、数据叠加器等等。设备之间是相互连接的,车道计算机起着主要的控制作用,而整体系统的运行则是由ETC车道软件来控制的。

3.2系统功能模块划分

电子不停车收费系统的组成模块包括:车道前端、车道监视、数据通信以及ETC管理四个部分。其中车道前端的主要任务是处理车道交易、检测外部设备并对设备进行有效控制以及拍下图像进行保存;车道监视的功用在于查看车辆、设备的变化情况,并对收费过程进行监督;数据通信需要将车道前端收集到的数据下载下来,并将收费数据上传到中心;而ETC管理的主要工作就是完成相关数据的统计与核查,需要处理的内容包括参数的更新、交通流量的统计、突况的统计、收费金额的审查等等。四个模块缺一不可,只有四者协调工作才能确保电子不停车收费系统的正常运行。

3.3系统模块设计

系统模块设计是系统设计当中的重要环节,需要处理好以下几个方面的设计工作:第一是入口OBU处理,首先要对OBU的有效性进行判断,确定其能够正常运行的情况下再对OPU卡的有效性进行判定,用OPU卡来对车道号、收费站编号等进行记录,进而写入入口信息,形成入口过车明细。第二是出口OBU处理,同样需要对OBU的有效性进行判断,确定有效后读出CPU卡中的基本信息,进行费率计算,从车辆持有人的电子钱包当中扣除费用,回写出口信息,最终形成出口收费明细。第三是对车道异常进行处理,比如无电子标签的车辆处理流程为车辆进入无电子标签报警引导车辆走MTC车道处理下一车辆。无效电子标签、无CPU卡、入口信息无效等车道异常情况的处理流程都与之相同,只是声光报警系统显示的报警内容存在差别。第四是ETC管理,ETC管理需要做的工作是进行数据浏览、查询、统计等,具体流程可以表示为管理开始选择功能项设置查询条件生成SQL语句显示查询结果进行结果打印。

3.4数据库设计

数据库设计包括概念设计和库表设计两个部分。在数据库的概念设计当中涉及的内容包括:OBU(即电子标签)、IC卡、车辆实体、员工实体、班次及机构实体等等。以OBU为例,其包括的实体属性包括车型、编号、车牌号、车牌颜色、启用及失效时间、OBU状态等等。高速公路的员工实体属性包括操作员的姓名、工号、密码、所属路段及收费站等。数据库的库表设计较为复杂,需要用到的库表种类繁多,如OBU字典表、机构编码表、车辆信息表、IC卡字典表、收费标准字典表等等,不一而足。每种库表都有各自的功效,如OBU字典表是用来保存车辆的属性,以车辆信息为依据来进行车型识别。通过数据库的库表设计能够对高速公路路段的各项信息进行有效记录,使不停车收费系统更加完善。

3.5界面设计

建立清晰的电子不停车收费系统界面能够减少信息检索实践,提高工作效率。在ETC车道入口的界面中,需要包含交易信息区、车道运行信息区、外部设备状态显示区及摄像显示区等等。监视界面的设计需要包含的内容有车道外部设备的运行情况、车辆交易实况、摄像机图像等。收费站的ETC管理系统界面需要展示系统登录、数据及报表管理、提供退出等部分。除了上述几个环节的界面设计外,通行费统计、车流量统计、黑名单查询等系统组成部分的界面都需要有一个完美的设计。要求各区域的划分要十分明确,结构安排也要尽量合理,力求在一个界面上展示足够多的信息。

4.结束语

电子不停车收费系统在提升高速公路通行效率、实现节能环保、展现交通形象等方面起着积极作用,道路交通部门应该积极将这种智能化的系统引入到高速收费工作当中。系统设计者则需不断完善设计工作,使系统能够顺畅高效地运行,助益于高速公路事业的发展。

【参考文献】

[1]李佩清.高速公路收费站收费内业资料管理的几点思考[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2012(12).

[2]廉飞宇,范伊红,张元.ETC电子不停车收费的技术研究[J].计算机工程与应用,2010(05).

第2篇:电子电路分析与设计范文

关键词:项目教学法;学习情境;课程评价

作者简介:王彬(1985-),男,湖南湘乡人,湖南水利水电职业技术学院电力工程系,助理实验师。(湖南 长沙 410131)

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)23-0058-02

新时代下,新生代高职学生具有他们所特有的学习特点:对于感兴趣的东西学习积极性较高,对于枯燥的理论知识则学习效率低,对于实践性环节的学习兴趣明显高于理论课程的学习。因此在教学过程中要求教师必须注意理论与实际的结合。而把项目教学更好地融入课程当中,能使理论与实际结合紧密。

一、定义项目教学法

项目教学法,是教师与学生一起完成一个完整的“项目”工作而展开的教学活动。在高职教学中,项目一般指的是以生产完成一件具体的、在实际当中有用途的产品为目的的学习任务,它一般具有以下几个条件:学生能学习到一定的教学内容,并具有一定的教学意义;可以在某一个学习情境中将理论与实际技能相结合;项目的设定要与企业实际生产过程具有直接关联;学生具有独立完成项目的机会,能在一定框架范围内自行组织和安排学习行为;项目实行中以及项目最终需具有能具体展示的成果;项目实施者能克服并处理实际困难和问题;项目应具有适当的难度,其中包含已学知识、技能的应用,还必须包含新知识、能力、技能的拓展;项目完成后需教师与学生共同对项目成果进行评价。

二、课程特点

“电子电路分析与制作”课程是电力系统自动化、供用电、小型水电站及电子等专业的基础课程。学生在学习本课程之前,必须先学习电路基础、高等数学等课程,具备学习本课程所要求的专业基础知识和文化基础知识。本课程为培养电力系统自动化、供用电技术、电子技术从业人员提供必备的理论知识和基本技能。

企业或是实习单位要求这些专业的从业人员具备一定的知识目标,故必须通过本课程的教学,让学生掌握电子电路的基础知识;各种基本电路的组成、工作原理、性能特点及主要参数;掌握常用电子电路的分析和设计方法。企业及实习单位还要求这些专业的从业人员具备一定的能力目标,所以在设计课程时必须把本课程的理论教学和实践教学相结合,使学生具有使用常用电子仪器仪表的能力,具有查阅电子元器件手册并合理选用元器件的能力,阅读和应用常见电子电路的能力,测试常用电子电路功能,设计简单电路及制作的能力,排除简单故障的能力。

在“电子电路分析与制作”课程中实施项目教学法,既能很好地引导90后的高职学生的学习积极性,又能更好地让学生掌握电子电路中的基础知识,更能使学生具备一定的相关岗位所需基本能力。

三、利用项目教学法设定学习情境及学习型工作任务

高职教育课程的本质属性上具备职业性,故利用项目教学法设定学习情境时需考虑行业、企业、岗位的职业需求以及学生的自身需求。根据各专业从业者的培养目标和从业岗位分析,应具备的职业能力大致可分四个部分:以弱电部分的生产制造为基础,从业者必须掌握电子产品的装配、检测、调试、维修、生产工艺路线的制定、生产管理等能力;以电力弱电部分开发为基础,从业者应掌握电子线路的分析、仿真、印制电路板设计等能力;以电力弱电设备销售为引导,从业者应掌握电力设备的销售、安装、现场调试、售后维护等能力;以电力电子设备的运行维护为引导,从业者应具备常用及专用弱电设备的使用、维护及保养等方面的知识。所以根据培养目标与岗位的需求,必须打散并重组电子电路分析与制作的知识点,并构成不同的网络知识结构。而利用项目教学法使并构的知识网络包含在设定的学习情境中。笔者根据岗位需求以及课程知识点调整的网络知识结构,为这门课程设定了三个学习情境。情境设定如表1所示。

经过上述设定后,又对每个情境设定了学习型子情境即学习工作任务,以学习情境一:LED灯板的分析与制作为例,学习型工作任务如表2所示。

课程应用项目教学法设定了学习情境后,教学过程严格按照设定的学习情境进行教学,利用子情境—任务的形式让学生发挥自己的主观能动性,在不知不觉中掌握知识及技能。

四、课程评价

课程应用项目教学法进行学习情境及学习型工作任务的设定,而整个教学过程为了准确地评价本课程的教学质量和学生的学习效果,体现学生职业能力培养的要求,必须对本课程的各个环节进行考核,以便对学生学习评价尽可能地做到公平公正和标准化,所以对以往的考核内容及考核形式进行了修改。整个课程评价以过程考核法进行考核,制定流程如下表3所示。

每个学习情境由个人评价(20%)、小组评价(20%)、指导老师评价(60%)三个部分组成。

指导老师评价,是指导老师对学生完成的每个学习型工作任务的阶段性成果进行评价。并针对学生完成每个产品的功能、技术指标、经济指标及产品工艺等内容进行评价。

小组评价,是各小组集体讨论后对本班各小组就相互合作与交流、完成产品的功能与工艺等内容进行评价。

个人评价,是学生对自己和组内其他同学在工作中的表现进行评价。

每种考核形式应制定相应的评价单,如以指导老师评价单(见表4)为例。

五、实施后总结

第一,必须做好充分的准备。项目教学法运用到课程教学中会产生比传统教学方法更多的工作量,过程中评价需制定好相应的考核标准及评价表。

第二,必须选择好合适的项目。要有目的去挑选项目,使它与岗位需求、课程知识点相结合。要保证项目的完整性,从设计、制板、安装到调试,使子任务中完成的各级产品最终能够安装成一个完整的产品。

第三,要调动学生的积极性。项目教学法的核心对象是学生,所以调动学生的积极性尤为重要,整个教学过程必须有激励方法进行学生兴趣的激励。

第四,因材施教,根据每个学生素质设定任务难度,并做好评价。每个高职学生的素质有所不同,如果任务难度选择不好,或考核评价做得不好,反而会打消学生的积极性,致使整个项目教学法不能更好地实施。故设定每个学生任务难度并做好评价尤为重要。

总而言之,在“电子电路分析与制作”课程中实施项目教学法,只要准备充分,应用得当,会在课程教学中取得非常好的效果。

参考文献:

[1]吴言.项目教学法[J].职业技术教育,2003,(7).

第3篇:电子电路分析与设计范文

【关键词】教育理念;ISAS教学;仿真教学;信息化教学

《电子电路分析与应用》是高职院校机电和电气自动控制等电类专业的一门极其重要的专业基础课程,在过去的教学实践中,存在着不少问题,主要体现在:1.教学注重概念与理论,忽视实践环节,教学内容与实际工作岗位脱节,缺乏“基于工作的学习”和“基于学习的工作”的职业教育理念;2.教学方法和手段仍然是沿袭过去的方式,没能充分的利用现代化的教学工具和网络信息平台。本文就《电子电路分析与应用》课程教学内容、教学方法改革的研究与实践进行了初步探讨

1.教学内容的整合与项目制教学体系的构建

1.1教学内容的整合

“基于工作的学习”,要求我们作为职业教育工作者,要深入行业生产第一线,充分了解职业工作岗位对从业人员的要求,解构工作岗位所必需的知识和技能,重构课程的教学内容,调整教学方式。《电子电路分析与应用》就是把以往的“模拟电子技术”、 “数字电子技术”等课程,按照“解构工作,重构学习”重新整合成的一门专业基础课程。

1.2项目制教学体系的构建

在“解构工作,重构学习”的思想指导上,我们将课程分为“职业规范与素养”、“ 稳压电源分析与调试”、“音频功放分析与调试”、“温度控制器”、 “数字时钟”五个项目进行教学,让学生了解安全生产常识、“6S”管理规范,掌握焊接技能、电子元器件识别、仪器仪表使用、方框图分析、单元电路记忆与分析、电路仿真、电路分析、电路测量等知识和能力;为学生后续专业学习领域提供必备的电子技术基本知识、基本理论和基本技能。

2.更新教学理念,改革教学方法

2.1项目驱动结合ISAS教学方法

长期以来,教学过程没有体现出学生的主体地位,学生在学习过程中只是被动的接受者,表现出来就是学生学习兴趣下降,不知道学了干什么,更不知道学会了有什么用,难以达成老师所期望的教学效果。笔者认为,教师只是学生学习兴趣的引导者、学习的指导者和帮助者;将ISAS(信息搜索分析技能)教学法引入课堂教学就是要发挥学生自身的积极性,体现了教学过程学生的主体地位;授课教师跟据实际案例,提出问题,比如,什么是“直流稳压电源”,它有哪些应用,做一个“直流稳压电源”,要用到哪些元器件,电路怎么连接的等等,学生在教师的指导下查找相关资料,学习相关知识,掌握相关的技能,包括元器件的识别、方框图分析、焊接技能,学生购买元器件等,并自行安装调试,完成“直流稳压电源”作品的制作,期末对每个学生的作品一一进行测试,测试结果作为课程考核依据;这种教学方式,让学生知道自己在学什么、做什么,有目的性、有针对性,体现出“基于学习的工作”的职业教育理念。

2.2应用Multisim软件进行仿真教学

随着计算机应用的日益普及,在电类专业中,利用计算机进行仿真教学已经引起人们广泛关注,在高职院校中,由于受到生源的限制,许多学生对单纯的理论讲授感到乏味,对抽象的数学推导感到厌烦,而电路仿真直观、生动、形象,可操作性强;同时在教学实践中,还由于受实训设备、场地和经费的限制,许多实训项目的实训效果不够理想甚至一些实训项目不能开出。这些都严重的抑制了学生的学习兴趣,影响了课程的教学效果;所以仿真教学的应用与开展对于整体提升学生学习积极性,全面提高教学质量有非常积极的作用。利用计算机仿真教学,只需一台电脑,安装仿真软件,构建一个良好的仿真平台,就相当于随身携带了一个实训室,不仅可以实现电路的仿真测试并且可以按照需要,实时进行修改,方便实用。所以,笔者在具体的教学过程中,要求学生掌握Multisim软件的使用,对学习中的一些典型电路进行仿真,对电路的性能模拟测试,验证电路设计方案的正确性,优化电路设计等。

2.3充分利用互联网开展信息化教学

课程信息化教学建设是教育信息化实施中的一项重要内容。最近几年来,我院的教学信息化程度不断提高,学院实现了有线网络的普及和无线网络的校园全面覆盖,为教学带来了极大的便利。世界大学城空间(http://)利用互联网这一平台,使得世界大学城空间建设的资源具有共享的特点。依托互联网,我们可以把世界上其他相关优秀教师授课的资料,包括视频、文字、表格和图像等,引入到自己的教学中来;这种引入是对我们教学的一种极其重要补充,可以极大的开阔学生的视野,更新教师的观念,也可以弥补我们在实际教学中存在的一些不足,实现优质教学资源的共享。举例来说,在《电子电路分析与应用》课程教学目标中,示波器的使用是一项非常重要、必须掌握的基本技能,但是,在以往的教学中,由于受到师资、设备、场地和教学课时的限制,不可能对每一个学生都做到一一指导,一些学生想学却没有完全学会,抑制了学生的学习兴趣;而现在我们利用世界大学城空间,将示波器操作技能做成视频文件上传到自己的教学空间,让学生利用课余时间观摩、复习,在课堂里也可以对着示波器操作技能的视频资料自己练习,从而能够很快的熟练掌握示波器操作技能;利用世界大学城空间进行教学常常起到了事半功倍的效果。

在高职院校的课程教学改革中,作为教师,我们首先要更新自己头脑中僵化落伍的观念,研究学生如何学,确定自己怎么教,激发学生的学习兴趣,改进我们的教学方法,才能达成专业学习与工作岗位的对接,培养出社会需要的高技能人才。

第4篇:电子电路分析与设计范文

关键词:模拟;电子电路;实验平台;设计

21世纪是信息时代,电子计算机技术得到了快速的发展,覆盖了社会的方方面面,尤其是在教育教学方面的影响更是十分显著,模拟电子电路虚拟实验发展十分迅速。模拟电子电路虚拟实验的出现为电子电路的学习与研究带来了巨大的方便,有效的培养了学生对电子电路的分析、测试、理解与研究能力。传统的电子电路实验过程复杂,方法单一,对于实验设备的要求比较高,浪费了大量的人力物力,而且对一些复杂的电子电路实验而言,传统的实验方式根本无法实现,或者由于实验设备的制约,很多情况下根本无法完成相应的电子电路实验。模拟电子电路虚拟实验出现解决了这些难题,无论是在时间还是教学内容上都有很大的优势,在实际的学习与教学过程中得到了广泛的应用。

1 建设模拟电子电路虚拟实验平台的理念

1.1 与理论相结合

电子电路教学是电学体系中十分重要的知识板块,电子电路教学又分为理论教学、实验教学两个部分。我们进行模拟电子电路虚拟实验就是为了更好的促进电子电路教学整体的进步,因此在实际的教学过程中我们应该充分的考虑模拟电子电路虚拟实验与电子电路理论教学的有效结合,实现两者之间的相互促进,这才是最为科学的实验教学方式。

1.2 解决传统实验模式弊端

传统的电子电路实验教学经常受到仪器设备。实验环境和实验条件的影响,造成在进行电子电路实验的过程中往往不能顺利进行。另一方面,传统的电子电路实验过程中由于实验步骤的复杂性,因此常常是以教师的讲解为主导,学生动手操作和动脑思考的过程很少,并不能真正达到实验的目的。传统电子电路实验教学的这些弊端共同造成了传统实验教学与理论知识脱节,失去实验的意义,但是我们使用模拟电子电路虚拟实验平台进行实验,可以有效的克服这些弊端,解决在实验过程中的条件问题,让学生通过思考进行设计仿真,这样的实验过程能够培养学生的创新性和思维能力,真正达到实验教学的目的。

1.3 与教学目标吻合

我们设计模拟电子电路虚拟实验平台就是为了促进电子电路教学的发展。通过实际的模拟电子电路虚拟实验教学我们也清楚的发现,该技术可以很好的与电子电路课程的教学目标相吻合,这是传统的实验课程无法实现。在具体的表现方面有:首先,采用先仿真后实验的方式,这样帮助学生进行思考,锻炼了学生思维能力;其次,重视基础实验,实现了对学生动手能力和操作能力的全面提高;最后在很大程度上可以对学生的创新能力进行培养,实现学生综合能力的提升。

2 模拟电子电路虚拟实验平台的设计

2.1 模拟电子电路虚拟实验平台的硬件结构

模拟电子电路虚拟实验平台最为重要与核心的部分就是硬件结构的设计,一般的模拟电子电路虚拟实验平台的硬件结构主要是由计算机、接口电路、实验板三个板块组成。

2.1.1 计算机

计算机是进行模拟电子电路虚拟实验平台设计的物质基础也是硬件结构的核心。学生在进行实验的过程中首先要进行的就是在计算机上进行实验的设计与模拟验证。模拟电子电路虚拟实验平台还可以实现多个实验之间的横向对比,这样的设计可以让学习者更加清楚的掌握实验。在模拟电子电路虚拟实验平台的设计中要想实际的实验与虚拟实验进行有效的结合,这样的设计才是更加科学合理的。

2.1.2 接口电路

接口电路也是模拟电子电路虚拟实验平台中十分重要的设计要素。计算机输送的信号一般都是并行数据,而控制节点可以接收的一般都是串行数据,这时就需要植入接口电路,这种电路的作用就是实现控制信号与智能插件版的有效结合,通过这种方式控制节点的通断,这时整个实验平台的关键所在,接口电路对于电路的控制功能一般是通过单片机进行的。

2.1.3 实验板

模拟电子电路虚拟实验平台的实验板是由稳压电源、函数发生器、智能插件板、集成器件插件板等模块组成。它是模拟电子电路虚拟实验平台中主要的模拟实验中心,依靠正弦波形、方波、三角波三种函数发生器进行。

2.2 模拟电子电路虚拟实验平台的软件结构

2.2.1 电子电路虚拟实验子系统

作为电子电路虚拟实验平台的核心电子电路虚拟实验子系统主要是由拟实验子系统、模拟电路虚拟实验子系统、数字电路虚拟实验子系统和综合电路虚拟实验子系统4个部分构成。该子系统可以帮助学生对理论知识进行深入的理解,对电子电路的基础知识进行实验验证,培养和锻炼学生的操作能力。在进行设计的过程中要将RLC移相电路与谐振电路,基本定理(律)验证电路等系列实验设计到该系统中,这样才能充分发挥其作用。

2.2.2 模拟电路虚拟实验子系统

模拟电路虚拟实验子系统的主要作用是帮助学习者加深对于电路知识的理解与认识,同时提高学生的探究能力与独立解决问题的能力。系统中经常会涉及到一些具有思考价值的实际问题,让学生通过分析掌握模拟电路分析、仿真、设计的能力。在该系统的设计过程中要植入晶体管放大电路、信号运算电路、功率放大电路、滤波电路、信号产生电路和直流稳压电源、二极管电路等系列实验。

2.2.3 数字电路虚拟实验子系统

该系统的作用是帮助学生学习数字电路相关的理论知识的学习与理解。让学生通过模拟实验子系统熟练的掌握数字电路的分析、测试与仿真。在具体的系统设计中应该将A/D与D/A转换电路、组合逻辑电路、逻辑器件测试、时序逻辑电路以及555定时器应用等系列实验设计到该子系统中去。

3 结束语

模拟电子电路虚拟实验平台是现代计算机技术发展的产物,对于现代电子电路实验研究和教学工作有着十分重要的意义与价值。该平台为学生的学习提供了一个科学、理想、实用的实验平台,实现了电子电路教学的跨越式发展,对于现代教育教学工作有着重要的意义与价值。

参考文献

第5篇:电子电路分析与设计范文

关键词 EWB;仿真分析;电子线路

中图分类号TP31 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)24-0138-02

《电子线路》课程的教学,是由理论课教学、实验课程等教学环节构成。利用EWB在计算机上进行基础验证模拟、数字实验,作为教学的补充,能增强学生对电路的感性认识,掌握各种仪器的基本使用、电路参数的测试方法。通过人机对话的方式,能使每个人都能亲自动手接触电路,进行元件接线,参数设定。通过调试和测量,把实验与理论有机的结合起来,加深了学生对理论的认识,给《电子线路》课程的教与学构筑了一个很好的平台。

1 EWB软件简介

电子工作平台Electronics Workbench (EWB)(现称为MultiSim)软件是加拿大Interactive Image Technologies公司于80年代末、90年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件,它具有这样一些特点:

1)采用直观的图形界面创建电路。在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台,绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取;2)软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似,可以实时显示测量结果;3)EWB软件带有丰富的电路元件库,提供多种电路分析方法;4)作为设计工具,它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据;5)EWB具有虚拟的仪表设备,包含波形函数产生器、万用电表、示波器及逻辑分析仪等,可更具体的模拟实际的测量情况;6)EWB还是一个优秀的电子技术训练工具,利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验,仿真电路的实际运行情况,熟悉常用电子仪器测量方法。

2 EWB应用于《电子线路》课堂教学

随着理论教学和现代科学技术成果广泛结合应用,教学方法也在不断进行改进、完善、发展和创新。下面是我们在EWB上建立并实际运用于《电子线路》课堂教学的一些方法。

2.1 理论与实践紧密结合的教学方法

《电子线路》是一门实践性很强的课程。基于EWB《电子线路》的课堂教学,是在EWB虚拟的电子电路环境中,师生借助计算机高效地与EWB上的电子元器件、电子仪器、分析工具等进行实时交互作用,相互影响。使教师、学生感觉到自己置身于特殊的教与学的环境之中,从而产生亲临真实电子电路环境的感受和体验。

2.2 实时启发、探究式的教学方法

基于EWB的课堂上,首先,电子元器件的符号、命名、电路标识都遵循统一的标准,使学习过程中的协作与会话能形成有效的交流;其次,计算机储存量大和处理速度快的功能使EWB完成对电子电路参数的设置和仿真,数据、图形的分析和处理,结果的输出和存储等都只须鼠标轻点几下即可完成,因而在课堂上师生间有充分的交流时间,学生的疑问、新奇的想法等都可以得到即时的验证和尝试。真正实现了“所想即所得”的高效交流。运用EWB创设的开放性、情境化、高效性的学习环境,在教学中我们以“问题情境――建立模型――解决问题与拓展”的模式展开,对新知识的学习变得高效且容易。

3 EWB在《电子线路》课程教学中的作用

3.1 保障学生和设备安全

对于电子类的教师来说,带领学生去进行电工电子实验,首先要解决的问题就是学生和设备的安全。利用EWB进行仿真实验时,它是利用计算机进行仿真,不必接触真正的元器件或设备,这样就了保障学生和设备安全。

3.2 实验数据准确,效率提高

平常带领生去做实验,实验前要准备实验材料和设备,实验中拼插、焊接元器件、使用实验设备、学生安全问题,实验后清点实验材料,以及日常维护实验器材等工作常常耗费了大量的时间、人力和财力,它们导致许多老师都不愿意带学生去做实验。可是只要我们在计算机上安装了EWB软件,并利用该软件去进行仿真实验,运用该软件做仿真实验不仅解决了上述问题,而且大大的加快了学生做实验的速度,原因在于利用软件去做仿真实验时,学生要做的工作仅仅是用鼠标去设计连接实验电路和思考分析问题,不必去应付除此以外的种种意外情况,做实验当然就得心应手,而且实验数据准确,效率提高。

3.3 方便解决实际难题

在《电子线路》的教学中经常会假设某个元器件发生短路、断路、漏电等故障,而这些假设由于各种原因不太好做实验,教师只有通过纯理论分析来讲授。如使用EWB软件,这个难题就非常好解决,我们可以利用EWB中提供的元器件故障设置功能将元器件设置好故障,再连接相关的仪器,进行电路仿真后就可以看到元器件发生故障时的现象,还可以从仪器上读出所需要的各个参数。

3.4 培养学生创新能力

EWB虚拟仿真实验的引入,不仅可以充分对数据采集、储存、分析、处理、传输及控制,对方案进行论证、选定和设计,而且可以随时改变电阻的阻值、电容的容量、晶体管及集成电路的型号参数等来调整电路,使之更加合乎要求,得出较为理想的电路;可以巩固和拓展学生所学的基本理论和专业知识,培养学生综合应用、独立分析和解决实际问题的能力,培养学生的创新能力。

4 结论

基于EWB的《电子线路》课程教学不仅实现了理论与实践的紧密结合,实现了实时启发和探究式的教与学,而且通过计算机仿真技术能把复杂事物简化、变抽象为具体、微观的事物放大、宏观事物缩小,缩短时空距离。基于EWB创设的学习环境,不仅丰富了《电子线路》 课堂教学方法,拓展了教学内容的广度和深度,更加有效地提高了学生实验实训效率和课堂教学质量。

参考文献

[1]豆玉杰,张霞.EWB在电子电路教学中的作用[J].农业网络信息,2007(2).

[2]达正花.EWB在《模拟电路》教学中的应用[J].甘肃科技,2004(9).

第6篇:电子电路分析与设计范文

【关键词】工程教育认证 电路分析基础 课程改革

前言

国际工程教育认证制度,是为了通过协定内容建立完善的工程教育认证制度,使一国大学课程教育学历能够得到其他国家的认可,以迈向下程教育的同际化[1]。1989年美国、英国、加拿大、爱尔兰、澳大利亚和新西兰等国家的6个工程组织正式签署了关于相互承认已认证工程专业点的华盛顿协议(Washington Accord)。该协议是国际教育工程认证中最广泛最重要的协议。

在我国,教育部于2006年3月正式成立工程教育专业认证专家委员会,部分工程教育专业的认证试点工作开始进行。2009年国际工程教育大会在北京召开,工程教育专业认证是这次大会的一个重要主题,目前我国有关部门正在努力争取加入《华盛顿协议》,以提高我国工程教育水平[1]。截至2011年,可进行认证的工程专业数量已从4个增加到10个。

教育部工程教育专业认证专家委员会在2011年颁布的工程教育专业认证试行标准,对机械、化工、电子信息等10大类工程专业进行了详细的认证标准规定[4]。这些标准涵盖整个培养过程的各个方面,包括专业目标、课程体系、师资队伍、支持条件、学生发展、管理制度、质量评价、专业特殊要求等等。对于电子信息类专业,该标准给出了详细的专业分类以及每个细分专业的具体要求进行了规定。其中电路理论课,包含直流电路、正弦交流电路、一阶和二阶动态电路、电路的频率分析、电网络矩阵分析、分布参数电路等内容,是重要的工程基础类课程。在多数高等院校中,承担这部分教学内容的课程是《电路分析基础》。如何结合该课程目前存在的一些问题,以工程教育为目标进行课程改革,是本文讨论的重点。

一、电路分析课程现状与问题

《电路分析基础》是大学电类专业的入门基础课。适合于电类各专业。本课程的目的是通过对电路基本理论和电路分析方法的学习,培养学生扎实的电路分析能力。本课程的任务是使学生掌握电路的基本理论、基本分析方法;通过相关实验使学生得到实验技能的基本训练;为后续课程的学习准备必要的电路理论知识和分析方法。工程教育的核心是培养合格的高层次工程技术人员,从这个要求的角度看,目前我们的电路分析课程普遍存在与实践脱节的问题,学生不能深入理解电路分析的内在思路并应用到实际工程实践中。

在我国,由于大学生在高中阶段普遍具有比较扎实的物理和数学基础,因此从表面上看,电路分析课程的部分内容与高中物理有一定的重复关系,换句话说,基础较好的学生在初涉电路分析课程时,会觉得很容易,几乎不需要努力学习或是认真思考。这种印象具有很大的蒙蔽性,导致很多学生没能在课程初期正确的接收电路分析中的一些基本思路,而仍然用高中物理中以欧姆定律为基础形成的思维习惯去看待和分析电路。殊不知欧姆定律在电路分析中已经不是一个根本定律,而是一种器件的属性而已。有一部分学生在高中或大学一年级阶段参与了很多课外科技实践活动,其中很多与电子电路有关。这些学生中轻视电路分析的现象更加明显。很多人觉得电子电路只是一种实际的经验型搭建而不需要更多的理论指导。这样的思维误区影响了部分学生对电路分析思想精髓的吸收以及对后续知识的理解和掌握。

与之对应的另一个现象是,在笔者辅导大学四年级毕业设计或者研究生课题时,可以发现相当一部分学生并没能掌握电路分析课程中的一些基本概念。例如设计一个采集电路时,很少有人能够真正正确计算电路的输入阻抗。换句话说,电路分析课程中强调的各种电路分析方法和思路并没能被学生消化吸收并应用到工程实践中。这从一个侧面反映了目前的电路分析课程建设并不满足工程教育背景下对学生实践能力和工程素养培养的要求。如何通过调整教学内容和教学方法来改善这种局面,成为了电路分析教学在工程教育认证背景下面临的首要改革问题。

二、电路分析课程改革的思考

针对前述的问题,电路分析课程改革可以从以下几个方面着手:

(一)加强理论教学与实验的联系

目前,很多学校的电路分析理论课与电路分析课程实验处在互相分立的状态,虽然实验内容与理论课内容具有较好的呼应关系,但是并没有将实验内容完整的融合到理论教学中。同时,实验内容一般以理论课附庸的形式出现,做实验的目的是让学生重复理论课中已经学到的知识或者对已有知识进行一次验证。如何能够将实验与理论课更加彻底的结合,以实验带动理论,则可以有效的帮助学生理解电路分析的思想精髓并将各种抽象电路理论与实际物理过程和感官认识建立联系。例如,针对某些关键概念,可以先做实验,获取基本的实现现象后理论课程再跟进和分析。

(二)对电路分析实验课进行工程化改造

目前的电路分析试验课程以复现电路分析的概念和过程为主,很多具体的实验设置和环境与工程实际相差较远,我们不妨可以考虑增加一些更加实践型的环节,例如对某些实际电器进行特性测试和建模,使得实验内容更加贴近工程教育的需求。

(三)对课程内容进行简化和扩展

对电路分析课程内容简化和扩展的目的是为了更好的适应当前的实际工程技术现状和趋势。例如,计算机仿真分析已经在电路设计和分析中非常普及,因此,理论课程应当在强调电路的两类约束(拓扑约束和原件约束)的基础上,适当淡化网孔法、节点法等具体求解方法的叙述,至少不必将某些分析方法作为基本公式要求学生记忆。还有一些内容,例如二阶电路的谐振,实际上是系统频率响应的特殊情况,在信号与系统课程中会更完整的分析,同时在具备拉普拉斯变换等更高级知识后会更容易理解,在本课程中完全可以以介绍或者例子的方式带过。在简化已有内容的同时,还应该增加一些与工程实际结合更紧密的扩展内容,例如大量引入各种实际电路作为例题和作业。考虑到学生都有较好的高中物理学和数学基础,将一些实际电路的建模过程引入到课堂教学是完全可行的。

(四)贯通电路分析和模拟电路课程

电路分析与模拟电路这两门课程在内容上是紧密衔接的,传统的电子信息类专业为了强调课程的重要性和合理分配课时,都将这两部分作为两门独立的课程,授课时间、讲课教师以及教材的互相独立在事实上造成了两部分内容的衔接存在一定问题。学生在学电路分析时,不知道这些知识该怎么用,再学模电时,确有不知道去用电路分析的知识。如果能够对两门课程进行精简和融合,形成一门综合的电路课程,则可以很好地解决以上问题,更加有效地满足工程专业教育的需求。

三、结论

在工程教育认证背景下,电路分析课程内容和教学方法与工程教育要求存在一定的脱节,可以从加强实验、指定工程化实验内容、课程内容简化扩展以及与模拟电路课程贯通的各个方面进行课程改革,以解决前述问题,满足工程教育认证的要求。

【参考文献】

[1]毕家驹. 走华盛顿协议之路[J]. 高教发展与评估, 2005(6):38—42.

[2]孙慧, 夏建国. 国际工程教育认证及其对我国高等教育改革的启示[J]. 职教论坛, 2010(7):34—35.

[3]张学洪,张军曾, 鸿鹄. 工程教育认证制度背景下的环境工程专业本科教学改革启示[J].中国大学教学,2011(6):37—39.

第7篇:电子电路分析与设计范文

【关键词】电子实验;虚拟实验平台;LabVIEW;教学改革

1 教学现状与虚拟实验平台开发工具的简介

电子信息工程专业有两个显著的特点:一是,学科知识比较抽象,比如模拟电路、数字电路、信号与系统课程等等。二是,对学生的实践和动手能力要求比较高,并且还要学会与自己上课学的理论知识紧密的联系在一起。现在大多数高校的实验教学基本上是一个模式,老师上课前先讲实验的基本内容,然后老师演示一遍,学生照着老师的演示做一遍得出相同的结果,实验课就这样结束。这样,学生根本就学不到实验的基本技能,而且会导致他们的动手能力和思考能力的下降,不利于激发学生地创新性思维。

虚拟技术的出现,改变了传统仪器单一的现状。LabVIEW是一种程序开发环境,由美国国家仪器(NI)公司研制开发,类似于C和BASIC开发环境,但是LabVIEW与其他计算机语言的又有显著区别:其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码,而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G语言编写程序,产生的程序是框图的形式。在编程过程中用图标代替文本行创建应用程序,而且还拥有丰富的函数库和工具包,使用非常方便,可以采用自上而下的理念开发相应的模块[1]。

LabVIEW软件开发的程序一般都由VI(虚拟仪器)组成,所有的VI(虚拟仪器)包括前面板和程序框图两部分。前面板是和用户交互的界面,程序框图是设计者设计流程。用户可以通过前面板输入数据,按照编写的程序以数据流方式进行计算,最后将结果反馈到显示控件上,用户直观的得到结果[2]。

2 虚拟实验平台的思路和基本框架

本实验平台包括《电路分析基础》课程中常见的电路实验,比如RLC串联谐振电路、二阶电路的零输入响应、支路电流法、节点分析法、一阶低通电路的频率响应。每个实验都是根据电路分析实验指导书上的实验原理、教学目标、实验内容和步骤设计。然后通过LabVIEW软件编程、设计人机交互界面达到更好的效果。虚拟实验平台的基本框架如图1所示,本文以支路电流法来阐述怎样利用LabVIEW实现实验设计过程。

用支路电流法可以验证基尔霍夫电流定律,基尔霍夫电流定律的基本内容是:对于任一集总电路中的任一节点,在任一时刻,流出(或流入)该节点的所有支路电流的代数和为零。所以可以根据基尔霍夫电流定律的基本内容来设计支路电流法实验。利用LabVIEW图形化编程的特点,在前面板上放置8个数值型输入控件,设置好相应的单位,分别代表电阻、电压,且数值均可以调整。然后在前面板放置5个显示控件,用来显示5条支路上的电流。通过修饰控件,可以在前面板建立电路图,如图2所示。

使用MathCript节点生成线性方程组的系数和已知向量[3],就可以求解方程组。利用选项卡控件可以添加实验目的和实验步骤,通过程序的调试和几次实验验证,实验结果可靠准确,支路电流法实验设计完毕。

将设计的5个实验添加到一个容器中,LabVIEW里面的函数就可以调用VI(虚拟仪器)。生成的菜单如图3所示。

3 结语

随着虚拟仪器技术的发展,传统仪器设备寿命周期短以及不利于资源共享的缺点愈来愈凸显。结合我校实际,本文设计了我校电子电路虚拟实验平台,经过不断的调试已成功用于实际实验中,且实验效果较好。后续我们将继续完善该虚拟实验平台并在适当范围内进行推广,以期获得更好的教学改革效果。

【参考文献】

[1]吴俊.基于LabVIEW的虚拟实验室研究[D].南昌:南昌大学,2012.

第8篇:电子电路分析与设计范文

电子技术是一门实践性很强的课程,其中电子电路设计是一个重要的实践环节,掌握单元电路的设计方法是每个电子工程师必备的能力。具体介绍了单元电子电路设计步骤及几种重要单元电路的设计方法。

电子技术是一门实践性很强的课程,加强技能的训练及培养,是提高工程人员的素质和能力的必要手段。在电子信息类教学中,电子电路设计是一个重要的实践环节,着重让学员从理论学习过渡到实际的应用,为以后从事技术工作打下坚实的基础。

设计电子电路系统时,首先必须明确系统的设计任务,根据任务进行方案选择,然后对方案中的各个部分进行单元的设计,参数计算和器件选择,最后将各个部分连接在一起,画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。因此,掌握单元电路的设计方法和实际设计电路的能力,是电子工程师必备的能力。

一、电子技术及单元电路概念

所谓电子技术是根据电子学的原理,运用电子器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的一门学科。包括信息电子技术和电路电子技术两大分支。信息电子技术包括模拟电子技术和数字电子技术。电子技术是对电子信号进行处理的技术,处理的方式有信号的发生、放大、滤波、转换。

电子电路是由两部分组成,即电子元件和电子器件。电子原件是指电子设备中的电阻器、电容器、变压器和开关等,而电子器件通常由电子管、离子管、晶体管等构成。电子电路按组成方式可分为分立电路和集成电路。单元电路是整个电子电路系统的一部分,常用的单元电路有放大电路,整流电路,震荡电路,检波电路,数字电路。总体来说是与门,非门,或门及其组合的计数电路,触发器,加减运算器等。单元电路的设计训练是为了能提高整体电子电路的设计水平。

二、单元电路的设计步骤

1.明确任务

单元电路设计前都需明确本单元电路的任务,详细拟定出单元电路的性能指标,这是单元电路设计最基本的条件。通过计算电压放大的倍数、输入及输出电阻的大小,并且根据电路设计的简单明了、成本低、体积小、可靠性高等特点进行单元电路的设计。

2.参数计算

参数计算是为了保证单元电路的功能指标达到所需的要求,参数计算需要电子技术知识,对这方面的理论要求很高。例如,放大器电路中我们通常需要计算各电阻值以及他们的放大倍数;振荡器中我们通常需要计算电阻电容以及震荡频率。进行参数计算时,同一个电路可能得出不止一组数据,我们要注意选择数据的方法,选择的这组数据需要完成电路设计的要求,并且在实践中能真正可行。

3.画出电路图

为详细表述单元电路与整机电路的连接关系,设计时需要绘制完整的电路图。通过单元电路之间的相互配合和前后之间的关系使得设计者尽量简化电路结构。例如对于单元电路之间的级联设计,在各单元电路确定以后,还要认真仔细地考虑它们之间的级联问题,从而到达减少浪费,从而降低工作量。注意各部分输入信号、输出信号和控制信号的关系,模拟输入、输出,使得输入、输出、电源、通道间全隔离,将

转贴于

直流电流、电压信号分成多路相同或不同的电流、电压信号,实现不同设备同时采集控制。

(1)注意电路图的可读性

绘图时尽量把主电路图画在一张纸上,比较独立和次要部分画在令一张纸上,图的端口和两端做好标记,标出各图纸之间信号的引入及引出。

(2)注意信号的流向及图形符号

一般从输入端和信号源画起,又左至右或者由上至下按信号的流向依次画出单元电路。图中应加适当的标注,并且图形符号要标准,

(3)注意连接线画法

各元件之间的连接线应为直线,并且尽量减少交叉。通常情况下连接线应水平或垂直布置,无特殊情况不画斜线,互相连接的交叉用原点表示。

三、几种典型单元电路的设计方法

单元电路的设计是否合理,能够关系到整个电子电路的设计是否能够正常运行。因此,各个单元设计的工程师纷纷致力于单元电路的设计。

1.对于线性集成运放组成的稳压电源的设计

稳压电源设计的一般思路是让输入电压先通过电压变压器,再通过整流网络,然后经过滤波网络最后经过稳压网络。在单元电路中,对于串联反馈式稳压电路大体上可分为调整部分、取样部分、比较放大电路、基准电压电路等。经过这样设计的线路,具有过流及短路保护功能,当负载电流到达限额是能起到保护电路的功能工作。其具体设计方法为:对于整流出来的直流电是很少用来直接带动负载,还必须滤波后降低其纹波系数,但这种电路不能起到稳压的作用。所以稳压电源都应满足一定的技术指标。

2.单元电路之间的级联设计

各单元电路确定以后,还要认真仔细地考虑它们之间的级联问题。如电器特性的相互匹配、信号耦合方式、时序配合以及相互干扰等问题。

对于电气性能相互匹配的问题有些涉及到的是模拟单元电路之间的匹配,有的涉及到的是数字单元电路之间的匹配,有的则需要两者兼顾。从提高放大倍数和负载能力考虑,希望后一级的输入电阻要大,前一级的输入电子要小,但从改善频率响应角度考虑,则刚好相反。

信号耦合方式有直接耦合、间接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光耦合。直接耦合方式最简单,但是在静态情况下,存在两个单元电路的相互影响,因此在电路分析时应加以考虑。

时序配合的问题比较复杂,先对系统中各个单元电路的信号关系进行详细的分析,来确定系统的时序,以确保系统正常工作下的信号时序。最后设计出实现该时序的方法。

3.对于运算放大器电路的设计

运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元,在实际电路中通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。运放是一个从功能的角度命名的电路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。运算放大器的设计中,其基本参数应当选择单、双电源供电,电源电流。而且应当输入失调电压、输入失调电流、输入电阻。并且转换速率、建立时间。设计中应当正确认识、对待各种参数,不盲目片面追求指标的先进。其中值得引起重视的是:依据推荐参数在规定的消振引脚之间接入适当的电容消振,这是为了消除运放的高频自激,同时为了减小消振困难这一情况,应尽量避免两级以上放大级级连。

第9篇:电子电路分析与设计范文

关键词:Multisim; 数字时钟; 实验教学; 电路仿真

中图分类号:TN71034; TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1004373X(2012)10018402

加强实验教学、提高动手能力与创新能力是高等教育的教学重点。伴随着电子技术的快速发展,元器件、设备仪器不断更新,现有的实验室条件无法满足各种电路设计、调试要求,尤其综合性、创新性实验需要多种仪器共同完成其功能,暴露出实验室仪器设备费用高、损耗大、更新慢的缺点,一般高校无法满足此类实验要求。电路仿真软件Multisim拥有庞大的元器件库,具有强大的虚拟仪器功能,有一般实验室少有的频谱分析仪、网络分析仪等虚拟仪器。在电子技术基础实验中引入Multisim,再配合传统的实验设备进行实验,减轻了购买、更新实验设备的资金压力。可以说,利用虚拟仪器技术进行实验教学已经势在必行。有些院校已经使用Multisim展开教学[19]。

1 数字时钟实验

数字时钟实验是电子技术基础实验中的综合性实验之一。数字时钟是一种典型的数字电路,包括了组合逻辑电路和时序逻辑电路,通过设计数字时钟,学生会进一步了解数字时钟的原理和集成电路的使用方法,加深掌握逻辑电路的原理和使用方法。

1.1 数字时钟的组成

数字时钟是一个对标准频率(1 Hz)进行计数的计数电路。在计数时,如果起始时间和当前时间不一致,还需要加一个校时电路。同时,校时电路还可以在调试数字时钟时发挥重要作用。数字时钟构成如图1所示。

图1 数字时钟框图1.2 模60和模24计数器的实现

“秒”和“分”计数器都是模60计数器,由个位的10进制计数器和十位的6进制计数器组成。74LS90是10进制计数器,利用2片74LS90,通过异步清零功能,并配合与门74LS08使用,实现模60计数器或模24计数器的功能。

1.3 译码电路

译码电路可以选用4线7段译码器/驱动器74LS248,采用共阴极LED数码显示器。

1.4 校时电路

当数字时钟接通电源或计时出现误差时,需要校准。常用的校准方法为“快速校准法”,即校准的时候使分、时计数器对1 Hz的秒脉冲信号进行计数[10]。

2 仿真、测试

实验环境:Multisim10.1,Windows XP。经实际测试,60进制和24进制计数器都能够运行正常,能够实现60进制和24进制的逻辑功能,校时电路也能够对时、分计数器进行校正。实现了数字时钟的功能。

仿真电路如图2所示。

图2 数字时钟整体电路3 结 语

使用Multisim仿真数字时钟时,如果按照现实中的时、分来计时的话,不便于观察时钟运行周期。比如,花费一天的时间才能观察24小时的显示周期是否正确。而提高输入脉冲的频率,可以“缩短”时间,实验者可以花费较少的时间观察时钟运行周期的变化。运行环境是CPU AMD Athlon 2.01 GHz,仿真脉冲最高频率达到240 MHz,再高的频率就影响LED的显示,无法清晰观察时钟的变化。数字时钟的实验还能做一些功能扩展,如整点报时、定时控制,可以留做大学生创新性实验的一部分。通过制作数字时钟,即加深了理论知识的学习,还锻炼了动手能力和创新能力。先利用Multisim仿真,再用实际器件搭建电路,实现逻辑功能,一方面节省了器件费用、减少了仪器损耗,另一方面,提高了工作效率。因此,利用Multisim强大的功能对电子电路进行仿真测试,参数精确可靠,可以提高电路的设计和分析效率。

参 考 文 献

[1] 李文秀,刘春艳.Multisim在电工电子技术实验教学中的应用[J].青海大学学报,2010(28):9295.

[2] 李春然,杨雅娟.移位寄存器的Multisim仿真[J].现代电子技术,2010,33(22):128129,132.

[3] 孙津平.利用Multisim实现RS触发器功能仿真测试[J].现代电子技术,2011,34(15):190193.

[4] 马敬敏.集成计数器74LS161的Multisim仿真[J].现代电子技术,2011,34(3):166167,170.

[5] 吕曙东.Multisim10在差动放大电路分析中的应用[J].现代电子技术,2010,33(22):2427.

[6] 曹鸿霞,冒晓莉.Multisim10在单管共射放大电路中的应用[J].现代电子技术,2011,34(14):169172.

[7] 朱华光.Multisim10在模拟电路实验中的应用及研究[J].现代电子技术,2010,33(15):192196.

[8] 于波,吕秀丽.Multisim11在高频电子线路教学中的应用[J].现代电子技术,2011,34(10):193195,198.

[9] 腾香.二进制译码器逻辑功能的Multisim仿真方案[J].现代电子技术,2010,33(20):1112,16.