模拟电路的设计方法精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的模拟电路的设计方法主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：模拟电路的设计方法范文

集成电路设计公司在招聘版图设计员工时，除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外，大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求：熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺；熟悉集成电路（数字、模拟）设计，了解电路原理，设计关键点；熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则；掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具；完成手工版图设计和工艺验证[1，2]。另外，公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识，还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广，而国内学校开设这方面专业比较晚，IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大，所以拥有一定工作经验的设计工程师，就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4，5]。

二、针对企业要求的版图设计教学规划

1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件，它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时，一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等，鉴于很少有学校开设这门课程，可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计，可以由Foundry厂提供，也可由公司自定制标准单元版图库，因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中，无论是CMOS还是双极型电路，主要目标并不是芯片的尺寸，而是优化电路的性能，匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者，更关心的是电路的性能，了解电压和电流以及它们之间的相互关系，应当知道为什么差分对需要匹配，应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的，面积在某种程度上说仍然是一个问题，但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中，性能比尺寸更重要。另外，模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手，经常需要与前端工程师交流，看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等，这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理，实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此，对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高，版图设计工作还涵盖了电路提取与整理，这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程；而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。

三、教学实现

第2篇：模拟电路的设计方法范文

【关键词】模拟电路;数字电路;区别辨析

Abstract：With the rapid development of science and technology，electronic circuit’s function is more comprehensive and system scale becomes larger and larger，so it can be applied in wider fields and closer to human production and life.Electronic circuit can be divided into two major categories，digital circuit and analog circuit，according to their function.There are many notable differences between the two kinds of circuits.It is of extremely vital significance to distinguish the two clearly，so as to improve the design and optimization of electronic circuit.

Key words：analog circuit;digital circuit;difference

随着科学技术的突飞猛进，电子电路的自身功能不断增强，晶体管的尺寸不断减小，系统规模不断扩大，应用领域不断拓展，与人类生产、生活的密切度不断提升。电子电路按照功能可以分为数字电路和模拟电路两大类。模拟电路是处理连续函数形式的模拟信号的电子电路。数字电路是用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路，又称数字逻辑电路（以“开”、“关”两种状态或者以高、低电平来对应“1”和“0”二进制数字量）。模拟电路和数字电路有着显著的区别。

1.信号变化的特点不同

模拟信号的大小是随着时间连续变化的，即模拟信号在时间和数值上是连续的，幅值可由无限个数值表示。而数字信号在时间和数值上是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。因此，模拟电路更加关注电压、电流的具体值，而数字电路则更加关注电平的高低。

2.处理信号的手段不同

模拟电路和数字电路都是信号变化的载体，对模拟信号能够执行的操作，如滤波、放大、限幅等都可以对数字信号进行操作。

模拟电路对信号的处理主要是通过场效应管的放大特性来实现的，当然还包括电阻、电容、二极管、双极型晶体管等元器件的特性，最终利用一定的数学模型所组成的运算网络来实现。处理方式有测量电桥、信号放大、信号滤波、调制解调、信号变换和AD变换。而数字电路对信号的传输主要是通过场效应管的开关特性来实现操作的，并由场效应管构成与或非等基本门电路、触发器、寄存器、编码/译码器、算术逻辑单元等完成复杂的算术与逻辑操作。

尽管模拟电路和数字电路对信号的处理方式不同，但其实从根本上来说，所有的数字电路都是模拟电路，其基本的电学规律、电学原理，都与模拟电路一致。例如，用PMOS管和NMOS管可以构成互补式CMOS电路，其对称且互补的结构，恰好使其能处理高低数字逻辑电平。

3.信号抗扰动能力的强弱不同

通常把由于材料或器件的物理原因产生的扰动称为噪声，把来自外部原因的扰动称为干扰，干扰有一定的规律性，可以减少或消除。

在模拟电路中，由于信号几乎完全将真实信号按比例表现为电压或电流的形式，造成模拟电路对于噪声的影响比数字电路更加敏感，模拟电路系统中各个不同部分的偏差积累起来，使得偏差量的负面影响变得较为显著。模拟信号在多次处理和长距离传输的过程中，波形会发生改变，若处理不当，将造成信息损失，具体表现为图像、声音失真，严重时甚至会出现信号中断现象。通过使用屏蔽导线，或者在电路中引入低噪声运算放大器，可以尽量缓解噪声的负面影响。而数字电路是由许多的逻辑门组成的电路，信息只取决于高低电平，只要信号的偏差在一定范围内，就不会造成误码。

因此，从信号处理的角度看，对信息进行量化的数字电路系统比模拟电路系统抵御噪声的能力、信号抗干扰能力更强，信号的精度更高。

4.电路设计的难易程度不同

模拟电路的设计常常需要更多的手工运算，其设计过程的自动化程度低于数字电路，因此模拟电路的设计通常比数字电路的设计更难，对设计人员的水平和能力要求更高。这也是数字电路系统比模拟电路系统更加普及的原因之一。但是因为自然界的大多数实际信号是模拟的，所以数字式电子设备、电子产品要在真实的物理世界中得到应用，就离不开一个模拟的接口。例如，数字电视机的基本原理就是将电视台送出的图像及声音信号数字化后调制发送，由数字电视接收后，解调还原出原来的图像及声音。因为全程均采用数字技术处理，因此，信号损失小，接收效果好。

目前电路设计自动化程度日益上升，常用的电子电路设计和分析软件主要有：EWB、PSPICE、Protel、Mentor、Graphics、Synopsys、Cadence等等。我们根据软件功能分为以下几类：

（1）电子电路设计与仿真工具

包括SPICE/PSPICE、EWB、Matlab、SystemView等。它们可以进行各类电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出，并在同一窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。

（2）PCB设计软件

包括Protel、Autium Designer等。这两者功能类似，都包含了原理图绘制、印刷电路板设计、模拟电路与数字电路混合信号仿真、可编程逻辑器件设计等功能，界面友好、使用方便，目前主要用于电路设计和PCB设计。

（3）IC设计软件

Cadence、Mentor Graphics和Synopsys是ASIC设计领域相当有名的软件供应商，提供的软件都非常适用于深亚微米的IC设计。对于模拟电路而言，普遍使用HSPICE，是因为它的模型最多，仿真的精度也最高，可以满足大多数设计者的需要。

（4）PLD设计工具

PLD是一种由用户根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。目前主要有两大类型：CPLD和FPGA。由于PLD的在线编程能力和强大开发软件（如Xilinx公司的ISE、Altera公司的Quartus）的存在，工程师可将数百万门的复杂设计集成在一颗芯片内，大大缩小了电路的尺寸以及开发周期。

5.总结

模拟电路和数字电路有着诸多显著的区别，辨析清楚两者的区别对电子电路的改进、设计和研发有着十分重要的意义。

人类电子学发展史上第一个被发明出来并得到大规模生产的器件是模拟的。后来随着微电子学的发展，数字技术的成本大大降低，加之计算机对于数字信号的要求，使得数字式的方法在人机交互等领域具有可行性和较高的性价比。当然，尺有所长，寸有所短，模拟电路和数字电路有着各自的优缺点，适用的方向也不同。电子电路的发展，经历了从模拟到数字的进步，但不等于数字电路可以完全取代模拟电路，也不能简单地说哪一个更实用、更有效。我们设计电路时，应该扬二者之长，避二者之短，使两者融为一体、交相辉映（如数模混合电路、数字模拟电路、模拟数字电路），从而达到电路体积更小、功能更强、功耗更低、成本更低、集成度更高、稳定性更好、可靠性更高的理想效果。

参考文献

[1]逄亚清.模拟电路与数字电路区分及实用知识的探讨[J].山东工业技术，2013，12：155.

[2]苏成富.模拟电路与数字电路[J].电子制作，1998，02：17.

第3篇：模拟电路的设计方法范文

【关键词】Multisim11.0；模拟或数字电路；故障诊断

0 引言

Multisim11.0作为目前世界上较为先进的电子自动化设计软件，通过它强大的性能和比较领先的自动化机制引起了电子专家的注意。人们开始尝试将multisim11.0应用于模拟或数字电路的故障诊断与排除，并取得了非常显著的效果，本文将重点介绍multisim11.0在故障诊断方面的优势及应用过程中需要注意的问题。

1 什么是Multisim11.0

Multisim11.0是目前在电子领域知名度和应用度都比较高的一款电子设计自动化软件，它和NI Ultiboard一样都属于美国国家仪器公司，都作为电路设计软件套件而被众人所认知。同样，由于其不凡的产品性能，该应用软件成功入选伯克利加大SPICE项目，能获得这一殊荣的电子应用软件为数并不多。在具体的应用实践中，该软件主要应用在电路图的设计和电路的教学。在这一过程中，参与者可以真实的感受到电路的整个交互式的搭建过程，并且体验其强大的捕获、仿真和分析功能。所以在电子学教育中Multisim11.0被广泛应用，帮助教育工作者实现从理论到原理图设计甚至电路故障的诊断和测试的完整的综合设计流程。Multisim11.0的突出性能如下：

1.1 图形界面比较直观

Multisim11.0的操作界面具有很强的直观性，它的呈现方式如同一个正在进行的电子实验的工作台，在电路的绘制过程中，只需借助鼠标就可完成电路所需个元件和测试仪器与导线的连接而且，在控制面板上所显示的模拟电路与操作方式基本一致，在操作过程中可以通过显示器清楚的看到测量数据，以及各相关数据的波形轨迹和特性曲线，帮助实验者或者系统维护人员更好的进行电路的维护和保养。

1.2 元器件比较丰富

Multisim11.0和上代的软件相比，拥有了更为强大的元器件供应，目前在全世界已经有上万种元件为其提供专业的支持，而且软件自身可以方便的实现对系统内元件的参数按照实际的需要进行相应的修改，并且软件本身可以借助自带的模拟生成器及代码自创模型实现对自己所需元件的生成与创建，可以说具有很强的智能性。

1.3 较强的仿真能力与丰富的检测仪器

Multisim11.0和上代的软件相比，借由SPICE3F5和Xspice的内核作为仿真的引擎，通过带有的增强设计功能将数字和混合模式的仿真性能进行优化。包括SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真、VHDL仿真、电路向导等功能，这些仿真功能在具体的实际操作中发挥着越来越重要的作用。同时，该软件提供了近20多种的虚拟仪器来实现对各种电路动作的实际监测。例如，比较常见的万能表，以及函数信号发生器、瓦特表、示波器、字符发生器、逻辑分析仪等设备，虽然这些设备只是该软件的一个虚拟构成，但它得的设置与运行和真实生活中的一样，这种交互式的动态显示帮助我们更好的对模拟或数字电路进行有效的分析。同时，该软件还可以通过自定义相关仪器来实现电路测试的升级与灵活控制各应用程序的仪器。

1.4 分析手段比较完备

Multisim11.0具有比较完备的分析手段，通过进行对直流工作点的分析，以及交流和瞬态分析来实现对原型开发和测试设计的迅速完成。具体来说，该软件利用仿真产生的数据来完成数据的执行与分析，这个范围比较广泛，从简单的基本数据到异常的极端数据都可以进行完整的分析，并且每一个数据的分析都为下一步分析做好铺垫，具有了符合电子行业标准的交互式的测量和分析性能。

1.5 比较好的信息转换的兼容性

在Multisim11.0软件中，提供了比较完备的原理图与仿真数据的转换。可以通过自带的相关软件实现对数据的输出，可以进行将原理图输出到布线，也可以输出为网络表文件，对数据进行互联网的共享。在数据输出以前，软件会首先对结果进行分析运算。例如，进行基本的算数运算，三角运算，复合运算，向量运算和逻辑运算等等，从而提高结果分析的可靠性，与此同时，该软件支持C代码、汇编代码以及16进制代码，并兼容第三方工具源代码；包含设置断点、单步运行、查看和编辑内部RAM、特殊功能寄存器等高级调试功能。

2 Multisim11.0的模拟或数字电路故障诊断

在当今社会，数字化发展非常迅速，已经逐渐成为现今世界发展的主要潮流。不夸张的奖，在各个行业各个领域，数字化都有其非常广泛的应用，这也是未来发展的方向。在数字化的进程中，它发展的主题是电路。从传统的模拟电路到今天的数字电路，见证者科技的突飞猛进。数字化的核心就是其数字电路，数字电路也是计算机硬件电路和通信电路以及信息自动化的关键所在。数字电路经历了电子管、半导体分立器以及集成电路等重要的历史发展阶段。它是模拟电路的提升与改进，实现了对数字信号进行的数字量化与一系列的数字运算和逻辑运算。由于其较强的稳定性和良好的抗干扰性，自60年代以后得到了非常广泛的运用，速度比模拟电路还要快。在这中间模拟电路和数字电路在各个领域推广，极大的带动了电子产业的发展。尤其是上个世纪末，微型处理器的出现让数字电路有了本质的提升，规模更大，功能也更加强大。现在已经超过过去的简单的二进制演变为八进制甚至是多进制。

2.1 模拟或数字电路故障产生的主要原因

在本文中我们重点分析数字电路产生故障的主要原因。首先我们要简单了解一下数字电路的基本组成单位，那就是门电路。门电路的主要功能是用来实现基本的逻辑运算与复合的逻辑运算。通俗来讲，门电路其实就是一个简单的开关电路。一般我们经常看到的是与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或和同或门等几种，而这些门电路的主要构成是：半导体二极管、半导体三极管、CMOS等具有开关特性的元件及电阻、二极管。这些开关特性所处的条件不同其元器件所处的跳转状态也会不同。所以面对如此多的门电路，尤其是出现了结构比较复杂的集成电路，将电路的大多数部分甚至是全部集中在一个小芯片上，一旦某一物理元件存在缺陷或者出现一些细微的变化，都会影响整个电路的正常运行，严重时还会对整个电路造成意想不到的伤害。所以，对正在运行的电路进行定期的诊断显得尤为重要，另外在电路运行前的检查也是必要的，例如，各引线之间的连接，以及是否存在短路，各个接口，插件之间的连接是否出现接触不良等等。

2.2 模拟或数字电路故障的主要特点

数字电路的故障来源门电路，门电路的输入可以唯一，也可以为两个，甚至更多，这就会出现信号传输的快慢问题，虽然门电路的传输时延很小，但是，对于不同的器件材料，延时区别是很多的，比如三极管材料要远大于CMOS材料的器件。当一个门电路的输入有多个，且根据不同路径到来时候，由于时间的先后顺序，这就会产生竞争，导致冒险现象。数字电路是用0和1表示电平信号的高低，但是在数字电路的传输过程中依然是电流或者电压的传播，在每（下转第175页）（上接第85页）一个门电路中，或多或少都会有耗能器件，这时候，随着信号的流通，耗能必不可少，这就可能影响电平的情况，甚至会影响门电路的驱动问题，即前一个门电路的输出达不到驱动下一个门电路的能力，这会使电路无法正常工作。信号在传输的过程中也会收到外界电磁的影响，这可能会是信号的电平发生改变，从而影响电路的功能实现，乃至出现错误的逻辑关系，这些情况都是随机的，不可预见的，我们很难控制，我们所能做的仅仅是尽量避免这些情况的发生，所以我们要知道数字电路会存在哪些故障的隐患，从而达到减少电路故障的发生概率。

2.3 Multisim11.0在模拟或数字电路故障诊断

Multisi11.0作为美国国家仪器有限公司推出的一款比较优秀的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。因此本文借助其强大的仿真性能来完成它对模拟与数字电路的故障诊断。

经过Multisim11.0在模拟或数字电路的应用，我们发现该软件比较直观的将电路故障所处的位置通过数据分析和运算以后，传出到我们面前。我们比较直观并且准确的找到故障所在模块，借助诊断备件将其进行替换。尤其是该软件自带的升级功能帮助我们更好的做好了电路故障的预警机制，为故障的及时判断和准确分析提供了强有力的支持。

同时借助该软件的各个元件，我们对时序电路的故障进行了比较有效的诊断。因为时序电路存在时序，所以电路需要在一定时序的作用下才能实现其功能，这就让其测试问题变得复杂，借助Multisim11.0软件我们还是可以对电路的功能进行检测的，虽然时序电路是一个很庞大的整体，但是我们可以借助Multisim11.0软件将其划分为不同的小部分，当然部分的划分还要根据电路所实现的功能的不同，对此我们可以对小部分电路的功能进行检测，从而实现对整体电路的检测。

在过去的模拟与数字故障诊断方法中，直方图法是一种比较科学的检测方法，一般广泛用于模数转换电路静态参数测试中，但很少用于内建自测试的设计中。本文借助了Multisim11.0其自带的一种基于码密度直方图分析算法测试模数转换电路静态参数的内建自测试结构。该内建自测试结构包括一个用于生成测试信号的模拟信号发生电路，以及简化的模数转换电路静态参数测量算法。经过检测发现该结构不仅硬件开销成本低、测试速度比较快，而且能够测试独立的模数转换电路电路。通过仿真试验表明，该信号发生器能按设计要求准确生成所需要的幅度、频率均可调的模拟测试信号。

本文还根据实际操作需要，借助Multisim11.0软件研究神经网络在模拟电路故障诊断中的应用。由于传统神经网络的模拟电路故障诊断方法普遍存在网络收敛慢、易陷于局部最优等缺陷。因此，本文借助Multisim11.0软件对容差模拟电路故障诊断的新方法，该方法能对没有任何先验假设的测试数据进行准确的诊断。与传统的普通神经网络相比较，这种方法给出的模糊神经网络的学习既包括网络权值的修正，也包括模糊神经元中隶属度函数参数的调整，而且其模糊推理体现出来的权值易于理解。最后也取得了非常好的效果。这也是通过求得电路的故障检测序列，在加于待测电路中，对比于电路的功能实现情况得出故障存在与否。故障检测试验大致分为3步，第一是引导阶段，将电路从未知状态引导至预定状态，第二步是验证是否存在电路所具有的所有状态，第三步验证电路中的状态是否可以按电路的功能实现状态的转换。经过Multisim11.0的一系列工作，成功的实现了对数字电路的诊断。

第4篇：模拟电路的设计方法范文

【关键词】雷达信号模拟器 DDS 上变频

雷达信号模拟器常被用于电子对抗技术研究、新型电子对抗设备研制和电子对抗部队训练之中。因此要求雷达信号模拟器工作频率范围大、精度高、频率转换时间短、能产生各种形式模拟雷达信号已成其研制的重要方向。

雷达信号模拟器主要功能包括：

（1）产生各种形式的模拟雷达信号，如常规脉冲、相位编码、线性或非线性调频信号等。

（2）通过控制码控制模拟雷达信号参数（如载频、脉宽和重频等）的变化。

1 雷达信号模拟器结构组成及工作原理

基于DDS技术的波形产生技术是一种较新型的数字波形产生技术，其具体工作原理将会在后面章节中进行详细介绍。同传统的模拟波形产生技术相比，DDS通过数字方式控制信号参数（如频率、相位），具有信号产生方便灵活，频率精度高、频率转换时间短及瞬时带宽较宽等优点，但同时也有输出信号频率范围有限的缺点。

本文介绍一种基于DDS技术的雷达信号模拟器的设计方案，因为采用DDS技术设计的波形产生电路输出信号载频的局限性，方案设计中还需考虑将波形产生电路产生的中频信号搬移到所需工作频段后将模拟雷达信号功率电平放大后输出。图1可以看出这种雷达信号模拟器由频率源、波形产生、上变频器和功率放大四部分组成。

频率源作为雷达信号模拟器的“心脏”部分，为系统提供所需的高稳定度和高精度的时钟信号和本振信号。

用户可通过交互式显控界面控制波形产生电路产生相应形式具有相应参数（除载频外）的模拟雷达信号。

因为采用DDS技术设计完成的波形产生电路存在输出信号载频受限的问题，对于波形产生电路输出信号无法满足使用要求的还需采用上变频技术将波形产生生成的中频信号搬移到所需的工作频段上。

为了获取高质量的模拟雷达信号，上变频电路输出信号的功率电平一般比较低无法满足最终的使用要求。因此必需将上变频电路输出信号的功率电平放大至能够满足使用要求，功率放大电路就是以此为目标而设计的。

2 基于DDS技术雷达信号模拟器的工程设计研究

2.1 波形产生设计研究

前面已经讲过雷达信号模拟器设计研究的重要方向就是能实时选择产生各种形式参数灵活可变的模拟雷达信号，采用DDS技术设计的波形产生电路恰能满足这一要求。

DDS的基本工作原理如图2所示。

从理论上讲DDS可以产生任意的信号波形，也就是说DDS技术可以直接对产生的信号波形参数（如频率、相位、幅度）中的一个、二个或三个同时进行直接调制。

以调频为例，对于一个DDS系统其输出频率由下式给出：

式中， k为频率控制字，fclock为DDS输入时钟频率，n为相位累加器的位数。对于给定的DDS，相位累加器的位数是一个固定值，当输入时钟频率设定后，其输出频率随控制字k而变化。所以只要使频率控制字k按照调制信号的规律进行改变就可产生所需要的调频信号；同时通过相位累加器和正弦函数表之间的数字加法器，可以实现对输出信号的精确相位控制。

采用DDS技术设计的波形产生可以通过控制码选择产生形式各异参数灵活可变的模拟雷达信号。但是因为DDS技术存在的输出信号频率范围有限的问题，对于需要产生超出波形产生电路输出信号频率范围的模拟雷达信号，只能通过上变频技术将波形产生输出的中频信号搬移到所需工作频段，这方面的内容将在后面章节中进行详细说明。

2.2 上变频和功率放大设计研究

变频顾名思义即频率的变换。变频是将载频为fC的信号变换为载频为fI的信号，这种变换保留了原信号的信号类型和除载频外的其他信号参数。工程中，将fI=|fL-fC|称为下变频，它将射频信号搬移到中频频段，一般应用于接收系统。fI=fL+fC形式则为上变频，它将中频信号搬移到射频频段，也是本文设计中所采用的变频方式。

变频器是由具有非线性性能的器件组成，其输出的信号是一组载频不同的离散信号，其载频fI可以由下式计算得到：

fI=mfL+nfC （m、n是整数）

因为变频器输出信号载频的可预测性，在设计过程中可以根据设计要求选择适合的频率滤波器对除要求产生的载频信号之外的信号进行抑制，使其满足设计要求。

上变频电路输出的模拟雷达信号如果其功率电平无法满足最终使用要求，还需要在上变频电路后加入功率放大电路确保最终输出信号的功率电平满足使用要求。

2.3 频率源设计研究

频率源是电子设备中极为重要的组成部分，其性能的好坏直接决定电子设备的性能优劣。根据不同的合成方法，频率合成技术可分为直接频率合成、间接频率合成和直接数字频率合成。

直接频率合成以一个或几个频率信号为基准信号，经过倍频、分频、混频等手段直接产生一系列离散频率信号，该技术具有频率稳定度高，变频时间短等优点，但也有杂散频率多，抑制难度大，结构复杂的缺点。

间接频率合成以锁相频率合成技术为代表，一个或几个参考信号通过谐波发生器、混频或分频等产生大量谐波或组合频率，使用锁相环电路将压控振荡器输出频率锁定在某一特定频率上，压控振荡器间接产生所需的频率信号。该方法具有频率稳定度高，杂散抑制好等优点，缺点是变频时间长，相位噪声差。

直接数字频率合成作为新一代的数字频率合成技术具有变频时间短、频率分辨率高、相对带宽较宽、输出波形灵活、可编程、易于单片集成等优点，因此得到广泛的应用，但是输出频带有限、杂散大和输出功率低等缺点也限制着其进一步的发展。

在工程设计中，需要根据设计要求综合对比各种技术优缺点选择适合的频率合成方式开展设计。通常情况下，频率源的设计方案不会仅选择一种频率合成方式，而是多种频率合成技术的综合应用来完成频率源的设计。

2.4 基于DDS技术的雷达信号模拟器设计原则

综合前面的论述，总结出基于DDS技术的雷达信号模拟器设计原则：

（1）控制码控制波形产生电路产生所需信号形式和参数（除载频外）的中频信号IF。

（2）中频信号IF和由频率源产生的本振信号LO进入上变频电路后使用频率滤波器滤除其输出信号中所需载频信号之外的其他信号，完成将中频信号IF载频的搬移，输出射频信号RF。

（3）功率放大电路将射频信号RF放大至满足要求的功率电平后输出。

（4）根据系统使用需要选择适合的设计方案完成频率源设计。

3 某型基于DDS技术的雷达信号模拟器的设计

该型雷达信号模拟器设计目标是：用户根据实际需求通过交互式显控界面实时控制设备产生形式各异参数灵活可变的模拟雷达信号（如常规脉冲信号，线形调频信号等多种信号形式，频率、脉宽、重频等信号参数）。其设计方案如图4所示。

3.1 波形产生设计

基于DDS技术的波形产生电路具有通用性强，电路简单、分辨率高、成本低等优点。随着DDS芯片的发展，现已能直接产生指标较高的几百MHz的输出信号。本方案中用户通过交互式控制界面控制波形产生电路产生所需波形形式和信号参数（除载频外）中频信号，其输出中频信号载频300MHz～400MHz，5MHz间隔。

3.2 上变频和功率放大设计

根据系统要求输出雷达模拟信号的中心频率为8850MHz～9650MHz，5MHz间隔，共161个频率点，波形产生电路直接产生的中频信号是无法满足信号载频的要求的，因此需要通过上变频电路完成对波形产生电路输出的中频信号载频的搬移。同时输出信号载频跳频的要求，选择全部由本振信号跳频完成的方案则会造成设计方案复杂，设备量大等的问题。因此载频跳频采用波形产生信号细变频（满足频率间隔5MHz的要求）和本振信号粗变频（满足工作带宽800MHz的要求）结合的方案实现。上变频输出的模拟信号还需通过功率放大电路将信号的功率放大至满足系统使用要求的功率电平后输出。

3.3 频率源设计

频率源设计目的是产生各种时钟信号和本振信号。本系统所需的时钟信号，可采用直接频率合成技术产生，选用100MHz晶体振荡器的输出信号作为基准信号，通过分频、倍频的手段产生全部时钟信号。

本系统频率源设计的重点和难点在于本振信号电路的设计，通过3.1和3.2章节中对系统输出信号载频要求的分析，本系统中选择的本振信号是控制码控制分时产生的8.5GHz～9.3GHz，100MHz频率间隔的一组离散信号。使用锁相频率合成技术设计的本振信号产生电路的跳频时间、相噪指标均能满足系统需求，同直接频率合成技术相比更具有设备简单，杂散抑制好的优点。因此在本系统中选择100MHz基准信号作为参考信号，采用锁相频率合成技术设计产生本振信号。

4 小结

基于DDS技术的雷达信号模拟器是一种用户可通过交互式界面实时控制产生所需模拟雷达信号的智能型雷达信号模拟器。通过对该类型雷达信号模拟器多年设计经验的总结形成的设计方法，将其应用于实际的工程设计之中证明该方法对于该类型雷达信号模拟器的设计是有指导作用的。

随着电子技术的飞速发展，未来雷达信号模拟器的研制将向着智能化，通用化，小型化发展，雷达信号模拟器的适用范围更宽，使用场所更多样，这也是未来雷达信号模拟器设计的主要研究方向。

参考文献

[1]来浩；蔡兴雨；付学斌.雷达信号模拟器的分析与设计[J].火控雷达技术.2008，第37卷第2期：77-79，96.

[2]王铁；张金华.一种基于DDS技术的雷达信号模拟器设计[J].船舰科学技术.2010，第32卷第2期：51-55.

[3][日]远坂俊昭.锁相环（PLL）电路设计与应用[M].何希才，译.北京：科学出版社，2006.

[4][美]Richard Chi-Hai Li（李缉熙）.射频电路工程设计[M].鲍景富；唐宗熙；张彪，译.北京：电子工业出版社，2011.

[5][美]George D.Vendelin ；Anthony M.Pavio；Ulrich L.Rohde.线形与非线性微波电路设计（第二版）[M].雷振亚，谢拥军，译.北京：电子工业出版社，2010.

作者简介

熊娜（1982-），女，甘肃省兰州市人。大学本科学历。现为中国电子科技集团第三十八研究所工程师。主要研究方向为接收系统和频率源设计。

第5篇：模拟电路的设计方法范文

关键词：模拟电路；教学方法；教学模式；课程体系

作者简介：申杰奋（1978-），女，河南林州人，新乡医学院生命科学技术系，讲师。（河南?新乡?453003）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）18-0080-01

“模拟电子技术”是高等院校物理、通信、电子类专业的专业基础课之一，这门课程主要是让学生掌握电子技术的入门知识，为他们进一步学习后续专业课程和从事有关电子设计方面的工作打下基础。该课程能够培养学生分析电路、设计和应用开发能力。医学院校生物医学工程专业的学生既要掌握医学方面的知识，也要掌握医疗仪器及电子技术课程，如何培养学生的兴趣与爱好是最大难题。因此，必须对传统的教学模式进行改革，培养学生学习模电的兴趣与热情，才能让学生更加深入地喜欢电子设计。

一、传统教学模式的弊端

“模拟电子技术”课程是在介绍常用半导体器件知识的基础之上，重点分析和研究电路的基本概念、基本原理和一些基本电路的分析方法，该课程知识点多，内容琐碎。大部分学生在学完该课程后还是一知半解，不会分析一些简单的电路，更别说进行一些电路设计了。学生不能把学到的知识用到实际电路中，从而导致理论学习和实践的严重脱节，对学习后面的专业课程造成一定的障碍。

长期以来，模拟电子技术的理论课都有相关的实验课，实验课教学也一直依附于理论教学。大多数的实验教学内容都是对理论教学内容的简单验证，做完实验学生也不了解实验的目的。而且在传统的实验教学中，一般都是实验老师提前做好实验准备工作（包括实验箱和电路模块的准备），课堂上老师从实验原理到实验方法、实验步骤、注意事项，甚至到实验过程中可能出现的问题都会详细讲解。学生课前大部分都不预习，课上只是按部就班、被动地进行实验操作，利用现成的电路模块，把线路连接好，直接观察实验结果。即使遇到困难，也不会思考是哪一部分出现问题，而是急于找老师来解决问题。这样的理论与实验教学模式不仅不能发挥学生的主观能动性，而且还束缚了学生科学思维能力的发展，极不利于培养学生的动手实践能力。要使实验教学能够更好地发挥作用，必须对实验教学内容和理论教学模式进行改革。

二、教学模式和课程体系的改革与创新

建立新的教学模式主要以能力培养为主线。为了进一步改善教学模式，使学生能够更好更快地掌握模拟电路知识，主要对以下四个方面进行了改革。

1.理论教学内容的调整与更新

在理论教学过程中，紧密结合理论教材，在讲课过程中及时把电子技术方面的最新信息反映给同学，及时补充理论教学内容，做到理论与实际的紧密结合。老师在上课过程中可以给学生介绍在生活中的一些小设计，让学生学到理论知识的同时，还能够紧密联系实际，从而培养学生爱设计、爱动手、爱思考的良好习惯。

在理论教学内容上把章节做了一些调整。把第十章的内容“直流电源”调整到第一堂课上讲解。主要是对在实验中所做的改进有很大帮助，为后面所学知识做到相辅相成。第四章内容“功率放大电路”调整到最后一次课上讲解，主要是让大家了解什么是互补电路，功率放大器，与前面几个章节联系不大。这样的调整在整体上可以使“模拟电子技术基础”在内容上更为衔接，更有利于实验上的改进。

2.更新实验教学模式

在传统的模电实验中，大部分高等院校主要使用模拟电路实验箱做实验，学生兴趣不是很大，而且做完实验以后对一些电子元器件的结构及电路的作用还是不太熟悉。

在新乡医学院的模拟电路实验中，模电课程负责人从培养学生的基本素质和能力出发，对实验做出了全新的改革，增开综合性、设计性实验，鼓励学生的创新精神。在第一次实验课任课教师就让学生自己动手制作线路板，学生动手进行热转印、腐蚀线路板、打孔、将电路板制作成功，为后面的实验做准备。这个过程也可使学生了解电子制作工艺过程。

前面介绍了将第十章的内容提前到第一次课讲解，使学生初步了解与掌握电路设计能够使生活中常用的波动比较大的交流电，通过电容滤波、稳压电路能够变为电压基本稳定的直流电。更主要的是可以通过设计电路来给后面的各种功能的电路提供所需要的直流电压。这样可使学生深刻理解和掌握理论知识。

在线路板上主要设计了10个实验的内容，分别是整流电路、集成稳压电路、集成双路可调稳压电路、单级放大电路（2个）、负反馈放大电路、集成电路 RC正弦波振荡器、波形发生器（方波发生器，积分电路）和功率放大器。前三个实验主要能够使稳压电路产生±12V电压，做为后面7个实验的电源电压、整个电路板的设计作为一体，而不是独立的。

电路板上的所有元器件都需要学生自己动手焊接。老师课堂上介绍怎样焊接电路，识别电阻的色环，电容、二极管的正负极，三极管的基极、发射级和集电极怎样用万用表来辨别，集成稳压器的三个端怎么识别，集成电路的管脚的排列顺序等知识。医工专业有80名学生，在做学生调查的时候，学生普遍反映模电实验有意思，容易记忆；既能够提高动手能力，又能掌握书上所学的理论知识。

第6篇：模拟电路的设计方法范文

一、模拟电路故障模拟实验箱的要求

北京交通大学自2007年开始，遵循“兴趣驱动、自主实验、重在过程”的原则，培养大学生的创新意识、实践能力和团队精神，调动大学生学习的创造性和主动性，进行以解决问题为核心、以科研课题为依托的大学生创新性实验计划。“模拟电子技术故障模拟实验箱的开发”作为一个北京交通大学大学生创新性实验计划题目，依托指导教师的科学研究课题，开展了模拟电路故障模拟与诊断技术的研究。本实验课题需要学生掌握电路设计、PCB、系统焊接与调试、机械制作等多领域知识。实验题目需要利用的资源包括计算机、PCB设计软件、示波器、信号源、焊接工作台、直流电源、钻孔机、模拟电路实验箱等。“模拟电子技术故障模拟实验箱的开发”题目要求如下：制作一个教学和科研均可使用的模拟电路故障模拟实验箱，实验箱附带方便插拔的常见模拟电路板（例如共射放大电路、电阻网络、文世桥振荡器或二阶滤波器等）。自制实验箱直流稳压电源（+12V、-12V、+5V）和波形发生器。模拟电路板插入实验箱后，借助实验箱的固定插槽和电路板的固定脚，自动实现电路板的供电连接与信号输入（若电路板需要特殊信号，可以在电路板预留插口以方便外接信号源）。每个模拟电路板选取最容易发生故障的元件进行故障模拟，使用者能够自由选择电路板和故障类型（可以通过拨码开关控制故障元件）。每个电路板预留几个关键节点插口，以供外接示波器或其他测量仪器观察故障信息。要求实验箱实物外观精致，具有较强的实用性，能够达到教学、科研和展览等要求。该实验计划题目的创新特色在于：可以自由切换模拟电路板；自动实现电路板的供电连接和信号输入；可以自由选择故障元件和故障类型。

二、模拟电路故障模拟实验箱的制作

模拟电路故障模拟实验箱的外壳选用中小型实验箱，然后自己进行改装，需要钻孔、安装其他部件、喷涂文字标识等。实验箱附带几块方便插拔的常见模拟电路板，实验板可以是模拟电路教学或研究中经常使用的常见模拟电路。实验箱直流电源使用220V交流电，内部直流电源将220V交流电变为+12V、-12V和+5V等直流电。直流电源的功率和稳定性达到模拟电路板的使用要求。如果某模拟电路板需要使用正弦波或方波等波形作为输入信号，实验箱可以根据需求制作波形发生器。模拟电路故障模拟实验箱在四个角预留可以插入模拟电路板的插槽，需要精心设计实验箱的固定插孔和电路板的固定脚，从而实现模拟电路板的灵活插拔。实验箱部分固定孔已经与直流电源连接，当模拟电路板插入实验箱后，通过实验箱的固定插槽和电路板的固定脚，自动实现电路板的供电连接或信号输入。如果模拟电路比较特殊，也可以根据需要在模拟电路板上设计电源开关，通过开关控制是否供电或输入信号。部分电路板电路图。为了避免故障太多导致无法正常模拟采集数据，每个模拟电路板只选取几个容易发生故障的元件进行故障模拟，故障元件可以根据理论、仿真和实践经验进行选择。每个故障元件可以模拟多种故障。例如电阻可能出现阻值下降、阻值上升、短路、断路等不同程度的故障。使用者能够自由选择电路板和故障类型，并使用外接仪器测量模拟电路的关键节点数据（节点电压、信号频率和波形质量等）。每个电路板预留几个关键节点插口，以供外接示波器和其他仪器观察故障信息。关键节点的选取需要经过理论推导和实验验证，保证这些节点的信息能够直接反映模拟电路的工作状态[8]。关键节点的数量需要不多不少，数量太多会导致数据量庞大，增加后来的故障诊断难度；关键节点太少会导致无法为故障诊断提供足够的信息。模拟电路板由PCB设计完成，然后改装与实验箱匹配。

三、结束语

第7篇：模拟电路的设计方法范文

【关键词】电子电路；接地技术；接地方法

一、前言

随着我国经济的快速发展，我国的接地技术日渐成熟。针对电子设备本身的性能、特性而言，科学先进的接地技术才能确保电子设备的性能。结合自身的工作经验我们发现良好的接地设计不仅可以提高产品的可靠性与兼容性，还确保了施工人员的安全，同时还提高了电子系统工作的效率。在电子的设备设计中具体有哪些接地技术？下面结合常用的接地技术做详细的阐述。

二、接地技术的重要性

随着各种电子设备的智能化、集成化的发展，在电磁干扰的重要部分就是接地技术。电子设备的设计人员在设计过程中应该处理好接地技术，确保电子产品的可靠安全运行。在电子产品设计初期为了防止电子设备遭受雷击的侵扰应采取一定的保护措施，通过使用避雷设备可以将电流引入大地从而保护建筑物和人身安全。随着通信领域电子产品设备的发展，传统的防雷与设备的安全已经不能满足数字领域的发展。在电子设备的通信系统中大量的设备之间的信号互相联系，电子设备信号之间的互相干扰等电磁兼容问题也日趋严重，电子设计师在设计电子线路时要考虑如何规范、科学的接地可以确保电子设备的安全可靠的运行，因此更加科学的接地技术已经成为电子线路设计中必须考虑的重要一环。

三、电子线路设计中接地技术分析

在电子设备设计中常见的接地方式主要有以下几种方式：

（1）防雷保护地

防雷保护地即过压保护地，过压保护接地最常用的就是避雷针、避雷器，这种防护方式就是为防雷电而设置的接地保护装置。在雷雨的天气下通过避雷针或避雷器的方法对电子设备做好安全措施，以免电子设备受到损坏。避雷针的具体使用方法是通过铁塔或者建筑物入地，避雷器的使用方法是通过专用的地线，为了避免雷电通过引入线致使其他设备损坏，所以在防雷引入线上不能连接其他设备的地线。针对通信系统中电缆施工或电缆中需要防雷保护地，通过正确使用防雷保护接地，一是可以避免施工人员受到伤害，二是可以避免设备遭受雷击导致报废情况的出现。

（2）安全接地技术

安全接地主要是将高压设备与大地设备连接在一起，这种接地方式主要有两个方面的好处：一方面在设备使用的过程中，避免因为硬件的摩擦导致机壳带电；另一方面确保设备及用户的使用安全，避免高压设备在运行过程中释放静电。

（3）电源地

电源地是基于电源零电位使用的公共基准线。技术人员要考虑到各个电源的可靠性、稳定性并确保电源的正常工作，因此必须结合单元设备本身参数具有的差异性。电源可以在一定时间段之内实现对不同单元设备的供电。通过负载电路、功率驱动，采用功率地公共基准地线，采用功率地时需要与其他弱点分开并单独设置，这样做就可以避免系统受到干扰。

（4）信号接地

信号地即电子电路有一个统一的基准电位确保电路都有一个基准的电位点，信号地优点就是可以避免因为电位的浮动出现信号的误差。信号地连接的规则是同一设备信号输入端地域信号输出端地分开。信号地分为：数字地、模拟地、工作地。如果前级（设备）的输出地只能与后级（设备）的输入地相联系，这样可以避免引起信号的浮动。数字地即零电位的公共基准线。数字电路在工作过程中一般会处于脉冲状态，在脉冲前后频率会较高此时电磁波就会受到强烈的干扰，如果此时设计人员在设计线路时出现问题就会加剧电路互相干扰的程度。这种情况下，应该认真选择数字地的接地场所，降低干扰提高工作效率。模拟地即对电路的零电位进行模拟相关单位及相关技术人员必须考虑到模拟电路在整个电路中的重要作用，因为模拟电路中的电路复杂多样，因此模拟电路通过对电路的零电位进行模拟，如果在电力线路的接地设计中不合理就会阻碍电子电路的正常运行。工作接地主要是保证电路的正常工作，基准电位可以是点、段、块等。零点位性能不稳定很容易受到外界磁场的干扰，技术人员要考虑到这个问题。当基准电位与大地连接在一起时基准电位就是大地的零电位，此时外界电磁出现变化时不会对电位造成一定的干扰。

（5）屏蔽接地方法屏蔽接地要考虑到电磁兼容的因素并且将接地与屏蔽有效结合。平时所说的屏蔽接地主要有两种方式：分别是静电屏蔽与交变电场屏蔽。屏蔽接地要将接地与屏蔽相结合并考虑到电磁兼容的因素。屏蔽接地主要有两种方式：交变电场屏蔽与静电屏蔽。其中交变电场屏蔽是指交变电场容易受到多级放大电路、RAM电路，此时技术人员可以将金属屏蔽体安装在敏感电路与干扰电路中间，这样可以大大降低对交变电场对敏感电路的耦合干扰。静电屏蔽是指电导体外面，安装完整的金属屏蔽体。设备地包括小信号模拟电路、供电电路、数字电路等多种电路，设备地较为负责，因此在实施的过程中应该遵循原则，技术人员可以采用机械性能好、强度高的外壳可以减少电路对原件的干扰。

系统地电路复杂、密集在系统中存在多个设备、机柜，因此要考虑到系统接地的问题。在系统接地在设备启动、关闭的过程中会受到严重的电磁干扰，在线路导线之间也会产生一系列的耦合性干扰。结合上述的问题可以采用系统地的接地方式。在系统接地方式中实现了系统之间与大地之间的有效连接，从而可以提高电力设备的正常运行效率，降低电力设备所受干扰。

在系统接地的具体施工过程中还需考虑到以下情况，在接地极打入地下表层之后，技术人员可以通过添加适量的盐水增加地级的强导电性。在选择工作接地线时不能选择金属导管，但可以选择绝缘性能好的电缆。

四、结语

随着我国科学技术的大力发展，我国的电子设备得到了迅速的发展，为了确保电子产品电路运行的安全可靠性，在电子设备的接地技术中必须不断的提高技术，通过电子电路可行性方案的制定避免接地设计中出现的问题从而提高整个方案的可行性。在电子产品设计中，设计人员需要通过多种接地方法与技术降低设备的噪声，通过全方位提高电路的接地问题降低电磁的干扰，提高设备运行的稳定安全性。

参考文献

[1]侯鹤翔.电子产品设计中的接地技术[J].应用天地,2007,7(27).

[2]卢丽敏.电子通信设备中的接地技术分析研究[J].无线互联科技,2015(1):6.

第8篇：模拟电路的设计方法范文

关键词:电子技术;实践;电容测量;调试

中图分类号:TM932 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0021-02

一、引言

电子技术基础(包括模拟电子技术和数字电子技术)是自动控制、电子信息类专业最重要的基础课程。模拟电子技术研究的是处理仿真信号的模拟电路,数字电子技术研究的是各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用。模拟电路以基本概念、方法为主;数字电路以电路功能、应用为主。课程结合线性、非线性电路,概念抽象,逻辑关系复杂,有很大的学习难度。

在对学习电子技术的困难进行分析后,发现通过实验的学习,特别是综合实验设计的训练,能够更深刻理解模拟电路与数字电路的基本理论知识并能够提高相关技能。下面以电容测量仪的设计为例,探讨电子线路的学习与训练。

二、实验电路设计

综合设计是基础实验的综合与提高,更是理论与实际的结合。“电容测量显示仪”需要综合运用模拟电路与数字电路的知识,是一个很好的设计类课题。

设计要求:设计一个可测量电容值的电路,测量范围为1-20uF并能实现电容的测试与显示,电源±5V。

题目分析:先将电容量通过电路转换成电压、时间等参量,然后再将这些量以适当的方式显示出来。利用电容充电、放电的时间与容量值之间的关系,将容量值的测量转化为电压、电流的测量或者时间的测量,通过简单量的测量间接求得电容量值。

设计思路:将电容量转换成时间间隔,然后通过数字方式显示出时间间隔(电容量),由一个多谐振荡器和一个单稳态组成。当R不变时改变电容C则输出脉宽TW也随之改变,由TW的脉宽就可求出电容的大小。TW的脉宽可通过与门转化成若干标准脉冲,送给计数器计得TW的脉宽,当标准脉冲选择合理即脉冲宽度小于最小误差并在合理范围内,译码驱动电路显示计数数值即电容值。

三、实验原理图

根据设计框图和设计要求,具体电路采用如下设计。

(一)脉冲源电路

利用555定时器组成多谐振荡器,用作脉冲发生装置。接通电源后,电容不断充电、放电,输出在高低电平之间不断变换,产生一个方波作为计数脉冲。f不要太高常选200Hz,先令f=200Hz然后再调整其他元件参数。

(二)门控电路

利用555定时器组成单稳态触发器,把被测电容的大小转换成脉冲的宽度,把单稳态触发器的输出脉冲与频率固定的方波相与得到计数脉冲。定时器输出稳态脉冲宽度TW为目标值,接入电容后,归零装置将触发器置于稳态,输入脉冲使电路从稳态跳转到暂稳态,持续时间由TW和充放电容Cx决定,最后电路回到稳态。

只要适当调整阻抗参数,便可在一个VI周期内输出多个周期的VO进行计数。令N=Cx得R4=4.3kΩ、R1=7.5kΩ、R2=30kΩ, =55.5%接近50%,f =211Hz接近200Hz。

(三)微分加法电路

主要为了提高精度,使触发脉冲变窄从而减小误差。先通过微分器求导,得到尖波(峰值±5V)然后通过加法电路抬高电位,这就得到符合实验条件的波形来充当单稳态触发器输入的电压,得到了比较合适的触发信号。

选择小电阻R9=0.2kΩ限制输入电流,反馈电阻上并联稳压二极管限制输出电压,保证运放始终工作在放大区,小电容C5=0.01uF与反馈电阻并联以补偿相位且满足RC

(四)开关电路

采用带正沿触发双D触发器74LS74和组合逻辑电路作开关电路,在单稳态触发器进入暂稳态时CLK边沿触发电路切断单稳态触发器触发端的脉冲信号从而使暂稳态只出现一次,实现单周期计数。在单稳触发器输出脉冲波形的时间间隔里,单稳输入端的低电平信号消失不影响到输出脉冲的宽度。74LS74是上升沿触发的,摁下开关的瞬间清零单稳输出低电平,撒手后低电平信号单稳触发产生一个上升沿触发D触发器,D输出高电平,单稳触发信号消失。

按键开关的接地电阻的选择是通过实验的方法确定的。R11=10Ω取的过大或过小都不行,不能限流或导致低电平过高而不能被IC正确的识别,试验结果为110Ω(低电平为0.1V符合IC判别条件)。

(五)计数电路

多谐振荡器输出的标准脉冲和单稳态触发器的输出脉冲相与后得到一定周期数的信号,通过计数器计算周期个数N,然后通过译码、锁存、驱动装置最后通过七段数码管显示。选取CD40110和七段数共阴码管实现计数、显示功能。数码管的外接电阻不能太大(影响实验效果)或太小(电流大烧坏芯片)最后取470Ω。

(六)设计小结

本设计不但要求有扎实的理论功底,还必须与工程实际结合。电路中许多参数的选择和设定是依据实际的电路效果和元件的规格并非完全依据理论推导。通过这些练习可以很好地提高解决实际问题的能力。

四、电路搭建与调试

在面包板上实现电子线路,方便、简易、可行,易于调试、修改线路。

电路的调试过程一般是从初级单元电路开始,逐级向后进行测试、调整。

利用双踪示波器观察各单元电路的输出波形,先分块调试后联调的方法,按照信号传输的顺序对各单元电路进行调试,使各个单元符合其基本指标,最后进行整体调试。具体调试步骤:①测试多谐振荡器是否波形输出。②用函数发生器提供方波输入单稳态触发器测试输出端波形。③多谐振荡器的波形输入单稳态触发器测试输出波形。④测试触发器各引脚的输出波形(先清零)。⑤测试计数器各引脚的波形(先清零)。⑥观察数码管显示。⑦换测试电容并重新观测。

调试中面临的最大问题就是锁存问题,数字一直跳,每次锁的数字不同,但是只要综合分析定时器的输出波形与锁存周期就不难解决。

五、总结

综合实验是对理论知识和基本实验的综合应用,是培养学生电子工程实践能力的一个重要环节。通过小型的综合设计并搭建实际电路,实现综合实验的可操作性,在目前的教学情况下,是可行的方法之一,有较强的推广价值。

参考文献:

[1]童诗白,华成英.模拟电子技术基础(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2006

[2]阎石.数字电子技术基础(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006

第9篇：模拟电路的设计方法范文

【关键词】高职教育；模拟电子技术；教学内容；教学方法

一、《模拟电子技术》课程的地位与特点

模拟电子技术课程是电子信息与电气类专业学生的必修专业基础课，是学习其它后续课程的基础，并且是一门理论性和实践性都很强的课程。同时，模拟电子技术课程又是计算机课程和集成电路应用以及数字电子技术课程的基础内容，它始终反映和跟踪者当今计算机技术发展的最新动态与理论。尤其是EDA和计算机仿真技术的引入，使得它成为一门前沿的、基础的、应用性极强的课程。

模拟电子技术课程是在介绍一些常用的半导体器件的基础上，着重研究电子线路的基本概念、原理和一些基本电路的分析方法。模拟电子技术是学生接触的第一门工程实践性较强的专业基础课，通过理论与实践相结合，使学生获得模拟电子电路方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生的创新意识、分析与解决工程实践问题的能力。为今后进一步学习、研究和应用电子技术打下坚实的基础。

二、《模拟电子技术》课程的教学现状

模拟电子技术课程具有内容多而且杂，既要求记忆又要求灵活应用、知识更新快的特点，同时由于该门课程理论抽象、电路多、难度系数大且难点呈集中分布，有“魔电”之称。大部分学生在学完这门课程后只是了解一些专业术语，掌握了一些基本电路的原理及计算公式，但理论知识运用不够灵活，稍微复杂的电路图就看不懂了，也不会分析和调试电路，更谈不上设计和制作电路了。

该门课程实践性强，按道理说，学生对实践性强的课程会很感兴趣，但是长期以来，学生对这门课程的学习普遍感到比较吃力，甚至于一些学生由于在学习该课程时产生的畏惧感，导致在以后的学习中凡是遇到和模电有关联的课程时都不自觉的带有畏难情绪，从而影响了后续相关专业课程的学习；对于教师来说。也有许多老师反映该门课程难教，教学效果比较差。另外，课时的不足以及课程内容的陈旧、繁多使得教学理论不能深入，实验流于形式或是根本没有实验课程的安排。

实际上，看似枯燥的课程在理论的运用上又很强的灵活性，对于该课程在教学中存在的问题，已经有许多文献做了探讨，本人根据几年来的教学体会，在提高教学效率及培养学生的学习兴趣的基础上，阐述自己的几点看法。

三、《模拟电子技术》教学改革的探索与实践

1.改革课程内容与体系

教学内容改革的主要思路是：跟踪国内外电子技术理论的发展，加大课堂讲授内容信息量，将课程学习和计算机有机结合起来，拓宽视野，所选教材应符合高职学生的层次，应突出电子技术的应用；同时应做到内容精炼，联系实际。教学中，应将课程重点放在基本电路的分析与应用上，突出集成电路内容，以“分立为集成服务”的原则来处理必要的分立元件电路；应当构建从外部电路来分析电子器件的教学内容；从工程思维的概念出发，不过分追求理论分析的严谨，强调定性概念理解；增加应用电路举例；注重分析规律和思维方法的讲授，分析电路以典型电路为例，实现举一反三；例题与习题的理解、掌握，应达到巩固基础知识、启发学生思路、培养自学能力的目的。

模拟电子技术课程中主要讲述电子技术中最基本的内容，即基本理论、基本知识、基本技能，称为”三基“。具体地说，基本理论是电子电路的原理与分析方法；基本知识是电子器件和电子电路的性能与应用；基本技能是电子电路的实验能力、运算能力和读图能力。先修课程为高等数学、物理、电工学，这三门课程的掌握程度将直接影响模拟电子技术课程的学习。

总之，教学内容的安排应突出基本原理、基本方法，以分立元件为基础，适当加强集成电路相关知识。笔者以本院用的某教材和教学大纲为例。模拟电子技术课程的教学内容的重点是：PN结的单向导电性，半导体二极管的伏安特性、工作原理和主要参数；共射、共集放大电路的静、动态分析；集成运放的基础知识、集成运放构成的运算电路、信号发生电路；功率放大电路；反馈的概念类型、反馈对放大电路的影响；正弦波振荡电路；直流稳压振荡电路。

根据理论教学以实际教育为目的，以够用为尺度的高职教学要求，降低了放大电路的图解分析法、场效应管放大电路、多级放大电路的计算、放大电路频率响应、差动放大电路的分析计算、晶闸管应用电路的教学要求。同时，删去放大电路的频率特性、有源滤波器这两个教学内容。

2.调整思路，推进理实一体化教学

“实验”是理论联系实际的桥梁，是培养学生分析问题、解决问题、提高操作技能，培养协作精神、创新精神等综合能力的主要途径。在传统的实验教学方法中，学生始终处于被动的地位。学生按照规定的时间进入实验室，执行统一的实验步骤，获得进入实验室之前便已知晓的实验结果。这样的实验的确可有可无，难怪有些学生对实验课无兴趣、无动力，把实验课当成“休息课”。

鉴于此，我们对专业教学内容确立以下调整思路：理论实践并重，强化两者融合。按照这一思路，我们精心改革。将《模拟电子技术》和《模拟电子技术实验》（其中理论48学时，实验24学时）改为理实一体化的《电子电路安装与调试》课程，总课时56学时（其中理论实践各占28学时），，并将原来的24学时验证性实验改为28学时的非验证性实验；将78学时的《EDA辅助设计》改为64学时学训交替的《EDA工程应用》（其中理论32学时，实训32学时）。同时，为重视应用能力和基本训练，在本课程的教学计划中开设了一周的《模拟电子技术课程设计》，亦是一种相关的实践教学环节，该环节放在理论与实践课结束后，集中一周进行。通过改革，让学生自主设计和开展实验，从而提高了其挑战性，也极大地激发了学生的创新欲望，对培养学生的实际动手能力和创新精神是非常有利的。

这正好符合张尧学司长“两个系统”讲话精神，“一个系统是培养学生实践动手能力的系统，再一个系统是要培养学生可持续发展能力的基础知识的系统培养，这是两个人才培养体系，这两个体系要灵活的、交叉的进行应用。

3.改进教学手段，将多媒体教学与传统板书结合起来

模拟电子技术课程逻辑性强，教学基础要求高，对电路应用的要求也高。一些电路结构比较复杂，集成化程度高。因此，它比较适合采用与多媒体教学的方式相结合。而多媒体教学的不断完善，又使得它的教学形式更加生动有趣，形象生动，具有观赏性和知识性，便于学生更好横快的融入到教与学的环境中。随着电子技术的迅速发展，新概念、新技术和新设计方法不断涌现，使电子技术基础课程的教学面临着新的挑战，传统的教学方法和教学模式将不能适应现代教学的要求。

多媒体辅助教学以丰富的信息量和极强的表现力迅速走进课堂，成为课堂的主要教学手段，给现代教育注入了活力。但同时多媒体教学也存在弊端：（1）信息保留时间短，稍有疏忽就赶不上趟，不便于学生把握信息的局部和整体之间的关系；（2）信息量大，节奏快，学生的思维处于高度紧张状态，不便于学生深入思考；（3）记笔记受到影响，不便于知识的消化和吸收。为此，我们建立了以多媒体授课为主、以板书为辅的授课方式。我们在模拟电子技术教学课件的制作和使用过程中摸索规律，扬长避短。在课件制作过程中，教师亲自动手，融入教师的学术水平、教学技艺及艺术修养，创建适于高职教学目的特点、教师个人特点和风格的课件，在课堂讲授中，教师适时走动，用生动形象的讲解和丰富的语言适时调控讲课节奏、课堂气氛和学生情绪，声情并茂，充分体现教师的气质、风度和魅力，同时这种教学模式有效的发挥、丰富和提升了多媒体教学的优势，使多媒体辅助教学健康的发展。

4.改变传统教学模式

学生是教学活动的主体，而教师在教学活动中处于主导地位。为提高学生学习模拟电子技术课程的积极性，思维的活跃性，必须摒弃传统的以教师为中心的教学模式，除教师主讲外，应尽可能提高讨论式、启发式、研究式等不同的教学模式采用的比例，充分体现学生在认知过程中的主体作用。我们将以学生为主体的教学模式贯穿课程教学的始终，使整个教学过程在自然流畅、张弛有度、生动活波的气氛下进行。

在教学中开展讨论式教学，教师现提出问题，让学生预习，鼓励学生大胆提出自己的看法，然后围绕问题展开课堂讨论，形成师生互动关系。再由教师根据学生的讨论情况进行归纳整理，对重点、难点内容详细讲解；应用现场教学，教师在现场将理论知识与实际应用联系起来，激发学生的好奇心和学习兴趣，加深理解和记忆，从而培养学生的观察力和分析解决实际问题的能力。

注重启发式教学。教学活动中学生在教师启发下通过自己主动思考获取知识。在教学中调动每个而学生的积极性，是提高学生能力的重要环节。交给学生学习的方法比传授给学生知识更重要。采用启发式教学是调动学生学习热情与兴趣，促进学生个性发展的有效手段。

研究式教学方法是由教师布置研究题目，学生自行查阅资料，在规定时间内，提交研究报告，然后由教师归纳总结。通过研究式教学方法可以培养学生的自主能力和查资料的能力，激发学生的求知欲，同时也为做毕业论文打下基础。

四、结束语

对于高职院校的模拟电子技术这一门课程来说，改革是一个系统工程，包含了许多方面，其中教学内容是基础，教学方法的改进是关键。要突出高职院校的办学特色，提高模拟电子技术的教学效果需要教师们在教学实践中不断地探索和努力。

参考文献

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