模拟电路原理设计及应用精选(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原理设计及应用主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：模拟电路原理设计及应用范文

关键词：单片机；教学；实践

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）24-0181-02

单片机具有体积小、控制功能强、可靠性高、性价比高等特点，得到越来越广泛的应用。目前，很多工科高校都开展了《单片机原理及应用》课程，并且在各相关专业中占有重要地位。《单片机原理及应用》是一门实践性、综合性很强的课程，可以综合学生所学的电路、数字电路、模拟电路、可编程逻辑器件、编程语言、控制系统设计、传感器等多门基础课和专业基础课的知识，主要培养学生进行智能化电子系统整体设计能力。《单片机原理及应用》必须加强实践教学才能取得好的效果。但是，目前在实践教学过程中所使用的教学设备主要是实验箱，其主要元件一般是目前已经淘汰的插接式器件，同时由于实验时间场地的限制，学生很难有足够的实践时间。为此，本文设计了单片机教学实践系统，主要元件均采用贴片元件，体积小、成本低，可直接使用计算机的USB接口供电和下载程序，并且采用了目前单片机应用领域最流行的多种总线技术，CPLD技术等，使学生可以从认识元件开始，到设计、加工、调试、设计较复杂测控系统，全面培养学生的设计、实践能力。

一、单片机实践教学系统组成

为使学生在学生使用过程中，尽可能学生更新的知识，并且与教学过程相匹配，同学又要留有足够的扩展空间供学有余力的学生有更多深入学习的机会，因此在设计过程中，既保留的目前教学课本中最经典的教学内容，同时，又引入了目前实际应用领域中广泛使用的新技术。系统主要组成如图1所示。

教学系统以AT89S52单片机为核心，设计了CPLD扩展电路、人机接口、模拟信号输入输出电路、数字量输入输出电路、存储器扩展电路及几种比较典型的应用电路。

二、单片机实践教学系统电路设计

1.CPU及CPLD扩展电路设计。CPU选择AT89S52作为主控CPU，可以在线编程，内部8K的Flash存储器，不需要扩展程序存储器，内带看门狗，最大工作频率33MHz。扩展8K数据存储器（62624），可以满足学习需要。数字量的输入、输出罗辑均由CPLD实现，CPLD采用EPM7128，它带有2500门，128个宏单元，8个逻辑阵列，可用输入输出引脚100个。CPLD输出实现数字量的输入、输出外，还实现单片机总线扩展的锁存器、译码器等需要的数字逻辑单元。为学生使用方便，为学生提供输入、输出接口、计数器、数值比较器等基本数字电路的程序示例及单片机控制程序示例，以保证没有学过CPLD的同学无障碍的学习使用单片机。

2.模拟信号输入输出电路设计。模拟信号输出采用目前教学过程中普遍采用的8位逐次逼近型A/D转换器ADC0809，带8个模拟通道，芯片内带通道地址译码锁存器，输出带三态数据锁存器，启动方式为脉冲启动方式，每一通道的转换时间大约100微秒。模拟信号输出通道采用DAC0832，它由8位输入寄存器、8位DAC寄存器和8位D/A转换器组成。模拟信号的参考电压均采用REF195设计，输出5V标准信号。地址译码及选通信号等逻辑信号均在CPLD中编程实现，可以使学生充分灵活的实现自己的接口设计。

3.人机接口电路。人机接口电路采用了单片机电路最常用的键盘、数码管管理器件HD7279作为核心电路，设计了3×4的小键盘及四位数码管，可以满足测控的基本需要，同时可以满足学生对于人机接口程序设计联系的需要。

4.USB下载电路及供电电路设计。单片机实践教学系统采用USB供电，即可以保证学生可以充分自由的使用教学系统，同时也保证使用安全。单片机程序下载采用USB下载，提供给学生上位机的下载程序，方便学生使用。下载电路采用AVR的单片机Atmeg8为核心，Atmeg8是一个简指令单片机，是一款功能强、可靠性高的工业级单片机，内带Flaseh、SRAM、EEPROM等典型存储器，A/D转换器等实用的单元。电路设计中除了将它用于程序下载外，还提供了一路数字量和一路模拟量的输入，以使学有余力的学生可以学习到一种新的单片机，扩展单片机知识。

5.典型应用电路设计。为保证学生不仅学到单片机的基础知识，还要兼顾目前流行的新技术，同时又要提高学生的学习效率，在尽可能短的时间内学习到更多的知识，选择了三种典型的新器件，既具有实用性，又具有代表性。其中DS18B20是基本于单总线的温度传感器，DS1302是基于SPI总线的日历时钟芯片，AT24C02是基于二线串行总线的EEPROM芯片，三种芯片采用了三种不同的总线，基本涵盖了单片机测控领域最常用的串行总线方式。

第2篇：模拟电路原理设计及应用范文

关键词：EWB仿真软件；电子电工教学；应用案例

作者简介：任立红（1966-），女，内蒙古赤峰人，东华大学信息科学与技术学院，副教授；钱怡（1992-），女，山东威海人，东华大学纺织学院卓越纺织品设计班本科生。（上海　201620）

基金项目：本文系上海市教委重点课程项目、东华大学卓越工程师课程项目的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）33-0037-02

电工学在电类专业中占有重要地位，具有综合性、实践性强的特点，但对于非电类专业的学生来说，在课时少的情况下掌握电路、电子众多知识点难度不小。[1]EWB软件设计功能完善，操作界面友好形象，非常易于掌握，能构建直观的电路图，仿真分析结果直观显示，非常适合于电子课程的辅助教学，有助于学生对理论知识的理解。为此我们在教学中引入EWB软件，利用它提供的虚拟仪器以比实验室中更灵活的方式进行电路实验，还可以直接从屏幕上看到各种电路的输出波形。[2，3]

在课堂教学中通过EWB软件设计电路，模拟各种电路的功能，能将难以说明的原理用生动的画面来解释，帮助学生克服障碍来理解抽象的概念，增强对电路的感性认识，掌握各种仪器的基本使用及电路参数的测试方法。根据需要随时控制电路，使电路功能可以分层次地逐步展现，使教学效果形象生动，成为课堂教学的有力补充，有效地激发了学生对该课程的学习兴趣，极大地增强了学生学习的积极性和主动性。

本文通过列举EWB在直流电路、模拟电子技术和数字电子技术中的应用实例，来探讨应用EWB软件开展电类课程辅助教学的优点和局限，从而为将EWB模拟、实际教学实验及课堂理论知识的有机结合提供借鉴。

一、EWB在电工电子技术教学中的应用案例

1.EWB在电路基础教学中的应用

电路是研究电路基本规律及分析方法的一门基础课，是学习电工电子技术知识必备的理论基础，其内容概念多、原理抽象，对非电类专业的学生而言较难理解，如基本电量的正方向、电路等效、戴维南定理、叠加原理、交流电路谐振等。若单从理论上讲解，总感到抽象枯燥乏味。但因为有了EWB，在进行理论讲解的同时，通过构建电路与仿真分析，理论与实际相结合，不仅大大扩充了教学信息，增加了课程的趣味和吸引力，而且使课堂更生动、具体、形象。下面以叠加原理为例加以说明。

叠加原理：N个电源共同作用的线性网络，其支路电流或电压等于各个电源单独作用时引起的响应之和。通过构建双电源作用叠加原理的仿真实验电路，得到了相应的实验数据记录如表1所示，由表1中数据进行分析，叠加原理的实验结果和理论计算结果非常吻合。

表1　叠加原理的实验结果和理论计算结果比较

项目 I1/

mA I2/

mA I3/

mA UAB/mA UCD/mA UAD/mA UDE/mA UAF/mA

E1=12V

单独作用 40.40 14.26 26.14 2.851 -1.069 3.921 4.040 4.040

E2=9V

单独作用 -10.69 -24.95 14.26 -4.990 1.871 2.139 -1.069 -1.069

E1、E2

同时作用 29.70 -10.69 40.40 -2.139 0.8020 6.059 2.970 2.970

理论计算值 29.71 -10.69 40.40 -2.139 0.8020 6.060 2.971 2.971

误差 -0.01 0 0 0 0 -0.001 -0.001 -0.001

2.EWB在模拟电子技术教学中的应用

模拟电子技术是研究半导体器件的性能、电路及其应用的学科。在讲解这部分知识点时，涉及了很多电路图，如PN节形成原理图、晶体管输入输出特性曲线图、放大电路直流通路图、交流微变等效电路图等，而这些图都是学生以往根本没有接触过的，学起来很吃力。教师通过EWB虚拟实验，在课堂上就可以直观形象地展示电路的工作特点。特别是对于单管放大电路，通过传统板书讲解和仿真实验的有机结合，晶体管放大电路的静态、动态工作情况及非线性失真情况一目了然。

图1是共发射极单管分压式偏置交流放大电路的实验图。本实验采用分压式偏置的单管交流放大电路，通过调节RW改变基极静态电流，以合理设置静态工作点。集电极电阻RC大小影响UCE和交流电压放大倍数Au。通过观察RW、RC变化对放大器性能的影响，了解交流放大电路的工作特点。可以设置不同参数测得实验数据，并得到这些工作情况下的输出波形。通过分析实验数据可知，负载增大，输出电压增大，电压放大倍数增大，增强放大效果；增大Rc可使输出电压增大，电压放大倍数增大，增强放大效果。

当调节RW使静态工作点不适当时，将容易引起交流输出信号失真。通过EWB可以生动形象地体现出RW变化对电路输出波形的影响，会产生饱和失真或截止失真，如图2所示。这些结论都可以通过理论分析得以验证，使得学生可以在课堂上比较具体形象地掌握抽象的放大原理，取得了良好的教学效果。

3.EWB在数字电子技术教学中的应用

数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用，组合逻辑门电路和时序电路的分析和设计。有了EWB，我们可以随心所欲地设计数字电路，实现设计目标。以下是二输入译码显示电路的设计过程。

二输入译码显示器是通过改变两个输入A、B的逻辑状态，从而实现四种输出并用数码管显示，相应的功能为：（1）A=0，B=0，则显示“U”；（2）A=0，B=1，则显示“P”；（3）A=1，B=0，则显示“2”；（4）A=1，B=1，则显示“5”。

根据逻辑要求列出逻辑真值表，进而写出逻辑式并用两输入与非门表示，最后用芯片74LS00实现，译码显示器仿真图（A=B=0时，显示U）如图3所示。

二、EWB的实验体会与评价

1.优点

（1）应用EWB方便实验室进课堂，能快速完整地构建实验原理图，并能够呈现完美的仿真实验过程，提高学习效率，使学生能够有兴趣和信心投入到学习中；在课堂中有些问题没有及时解决，课后能亲自动手连接设计电路、设置参数，用EWB仿真出来。仿真实验中，边连线、边测试、边修改、边分析，并与理论计算结果进行对照，分析各元件参数对电路的作用及影响，将理论与实际有机结合，将难以说明的原理用生动的画面显示出来，加深对理论知识的透彻理解和掌握。

（2）作为学习知识和应用知识解决问题的训练工具，EWB模仿实验的工作台，提供的仿真仪器的面板外形和操作方式都与实物相似，创设真实情境，灵活解决问题。

（3）虚拟实验平台因其安全方便，能够引发学生想象，大胆探索奥秘，敢于尝试，从而增强了学生的主动性和创造性。

（4）很多验证性试验完全可以通过虚拟实验平台得以实现，降低实验成本。

2.局限

EWB也有其局限性，模拟毕竟不能代替实际操作。如单管交流放大实验，模拟的过程很顺利，数据波形都很漂亮。但在实验课上，却由于各种因素的影响，造成了较大的实验误差，导致实验结果并不完美。硬件实验过程中出现的问题可以暴露出学习过程中的问题，而这些细节问题是EWB所不能反映的。具体有：一是排线问题。必须了解有关元器件，熟悉其性能参数，才能使试验得以顺利进行。二是有些仿真过程的真实性难表现。很多实际实验中不可避免的干扰、接触不良等因素都不能表现出来，就使得在解决实际问题的能力培养上缺失锻炼。三是在一些复杂的电路中，会出现计算速度过慢的现象，使得仿真过程不流畅。

三、结语

本文分别列举了EWB在直流电路、模拟电子技术和数字电子技术中的应用实例。可以看到，应用EWB软件开展电类课程的辅助教学，克服了传统教学过于枯燥和抽象的问题，可以使教学过程更加生动、形象、直观、有趣，也可以发挥学生主动性与创造性去仿真所设计的任何实验，模拟仿真实验简单省时，有助于我们分析理解复杂的电路，还可以在验证理论知识的同时将实践有机地结合，达到事半功倍的效果。这大大增加了学生的学习兴趣，为自主学习提供了一个更广阔的空间，打破了课堂教学时空，有利于综合能力提升、课后扩展学习，有利于设计出更合理的硬件设计方案，从而提高实验水平。

但EWB软件只是一种帮助我们学习的工具，模拟的是一种理想化环境，具体操作中有很多因素会影响实验结果，不能完全代替实际的实验。所以，在学习中应将EWB模拟、实际教学实验及课堂理论知识有机地结合起来，这样才能取得最好的教学效果，提高学生分析问题、解决问题的能力，为培养符合现代社会需要的人才打下更坚实的基础。

参考文献：

[1]任立红，李晓丽，刘浩.卓越工程师计划下“电工电子技术”课程创新教学初探[J].中国电力教育，2012，（4）：66-67，69.

第3篇：模拟电路原理设计及应用范文

关键词：自动控制原理；对象性实验设计；模拟电路；二阶系统；频率特性

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）05-0017-03

1 概述

自动控制原理是高等院校控制类专业的一门极为重要的专业基础课。其特点是教学内容抽象，数学含量大，计算繁杂，学生不易理解。而该课程实用性强、设计面广，因此实验教学成为帮助学生掌握自动控制理论的重要环节。搞好实验教学，选取合适的实验对象，不仅可以使学生对所学理论有更深刻的理解，同时也可以提高学生的学习兴趣。

2 自动控制原理实验内容设置

为了满足应用型本科的培养目标，我校课程设置实践环节比重较大，该课程实验设置24个学时。同时为了让学生体会到理论与实际的紧密关系，实验课程除了Matlab仿真应用外，增设实际对象操作实验。具体安排如下：

实验一：控制系统的数学模型（2学时）

实验二：典型环节模拟电路及其数学模型（4学时）

实验三：线性系统的动态性能分析（2学时）

实验四：线性系统稳定性和稳态误差分析（2学时）

实验五：典型二阶系统模拟电路及其动态性能分析（4学时）

实验六：线性系统的根轨迹（2学时）

实验七：典型系统频域特性分析（4学时）

实验八：线性系统的频率法串联校正（2学时）

实验九：线性系统的PID控制（2学时）

3 对象性实验的设计

学生对看得见、摸得着的东西兴趣较大，因此实验对象的选取在符合理论仿真的同时，需要具备可观察性和可操作性。上述实验内容中，实验二、实验四、实验七均采用实际对象进行实验，实验对象选择发光二极管或者电机（由于电机对于低电压有死区，因此制作了特殊的驱动电路）。

3.1 典型环节模拟电路及其数学模型

自动控制原理中典型环节为比例、积分、微分、惯性、比例积分和比例微分，研究这些环节的特性主要是观察分析它们的阶跃响应以及其参数的变化对环节的影响。该实验目的是让学生学会使用模拟电路构造典型环节，掌握其特性，并能根据响应曲线建立传递函数。使用实验对象观察这些环节的阶跃响应，比使用示波器直接观察波形更具演示性，而且学生也更容易联想到其他更多的实际对象。

实验过程先进行Matlab仿真，如图1所示，之后再进行实际对象电路搭建实验，如图2所示。

以比例积分环节为例，其模型相当于比例环节和积分环节的并联，其仿真原理图及结果如图3所示。由于仿真为理想情况，所以其输出特性只跟设置的仿真极限参数有关，阶跃设置滞后1秒钟（为了观察到无阶跃的情况）。

将电路连接好如图4所示，设置比例系数和积分时间常数后，闭合开关相当于给系统阶跃输入，电机将会以某一速度（由比例系数决定）缓慢提速（提速快慢由积分时间常数决定），当到达最大速度时（由电路饱和电压决定），速度不再增加。 对于发光二极管则是以某一亮度缓慢变亮，达到某一亮度后停止增加。为了让学生对实验结果有量的概念，将转速及光照强度在实验模块上设计电路测量并显示出来，进行记录，以便与仿真结果进行比对。

3.2 典型二阶系统模拟电路及其动态性能分析

该实验的主要目的是为了让学生掌握典型二阶系统模拟电路的构成，学会运用模拟电子元件构造控制系统；掌握二阶系统动态性能指标实测的方法；能够定量分析阻尼系数、自然频率与最大超调量Mp和调节时间之间的关系；学会根据系统阶跃响应曲线确定传递函数。

典型二阶控制系统实验电路由一个非周期性环节和一个积分环节串联等效而成。在实验中为了实现参数的线性调节，非周期性环节使用一个积分环节的反馈回路构造。根据典型积分环节的模拟电路构成，得到如图5所示的二阶控制系统模拟电路。

该电路对应的方框图如图6所示：

由系统方框图推导出该二阶系统闭环传递函数为：

将该二阶系统模拟电路的闭环传递函数与典型二阶控制系统传递函数的标准式比较，可以得出二阶系统的阻尼比为，无阻尼自然振荡频率为。

同样将电路按照图2方式接入实验对象，可观察到改变阻尼系数（R2的值）后得到二阶系统的阶跃响应：无阻尼时，电机转速忽高忽低，呈振荡状态；欠阻尼时电机转速忽高忽低，但逐渐稳定到某值；临界阻尼和过阻尼时电机转速逐渐升高到某值稳定下来。其仿真原理图及结果如图7所示：

3.3 典型系统频域特性分析

该实验的主要目的是为了让学生加深了解模拟典型环节及二阶系统频率特性的物理概念；掌握模拟典型环节及二阶系统频率特性的实测方法；学会根据频率特性建立系统传递函数；了解实际频率特性与理想特性的不同，并确定近似条件。

频域特性分析的方法是对典型环节输入幅值固定、频率可变的正弦信号，观察输出的特性。由于实验对象本身不是纯比例环节，具有固有频率，因此要达到演示效果必须设置输入频率在对象固有频率范围内（小范围频率特性）。

以惯性环节为例（呈低通特性），输入频率较低的正弦信号，电机的转速也将按正弦规律高低变化，而且会产生相位差（由正弦的频率和惯性环节的参数决定）；当频率高到某值的时候，惯性环节输出电压驱动的电机两个方向的最大转速减小，相位差变大；当频率再高，惯性环节输出接近零，电机将不会转动。

4 结语

在自动控制原理实验中引入实验对象具有较强的演示效果，而且比较贴近于生活实际和工程实际。如此一来，不仅提高了学生对实验的兴趣，给学生留下比较深刻的印象，而且锻炼了学生的工程实践能力，在今后的学习和工作中可以很容易地联系到工程实际对象。该实验在我校已对两届学生实施，效果良好，目前正在进一步设计其他实验内容的对象化，使自动控制原理实验更具趣味性，以获得更好的教学效果。

参考文献

[1] 宋乐鹏.改革自动控制原理实验教学注重学生工程素质培养[J].中国冶金教育，2009，（1）：65-66.

[2] 刘艳.基于虚拟仪器的“自动控制原理”实验教学改革探索[J].林区教学，2009，（11）：9-10.

[3] 张栋.自动控制原理实验教学改革探索与实践[J].实验室科学，2011，（10）：37-40.

[4] 王秀霞.自动控制原理综合实验系统的设计[J].实验室研究与探索，2009，28（10）：62-63.

[5] 胡寿松.自动控制原理[M].北京：科学出版社，2001：13-14.

第4篇：模拟电路原理设计及应用范文

【关键词】热电阻 温度传感器 放大器 AVR单片机

一、引言

随着社会的进步和工业技术的发展，许多产品对温度因素要求越来越高，温度的高精度测量是工业生产领域一个重要问题。 温度传感器是最早开发、应用最广的一类传感器，例如自动空调系统、家用电器温度控制中，都需要温度传感器来完成，因为温度是需测量和控制的重要参数之一。本设计一个基于AVR单片机的热电阻温度传感器，用于检测液体温度并将结果直观显示。

二、系统功能分析

根据系统设计要求，可把电路分为模拟部分和数字部分，采用ATmega16（L）AVR单片机作为系统控制核心，主要实现两个功能，一是将待测温度转换为电压并放大，由模拟部分即电桥电路和电压放大电路实现。二是将电压转换为温度并显示，由数字部分完成，即ATmega16（L）AVR单片机和LCD1602液晶显示，单片机将电压进行A/D转换，然后转换为相应的温度，送到LCD显示。

三、系统硬件电路设计

系统控制电路由电桥电路、放大电路、A/D 转换电路及LCD显示电路组成。综合考虑设计要求及系统各项功能实现情况后选择以下方案以实现设计的合理化、实用化及最小成本化。

（一）电桥电路。热电阻的敏感元件阻值随温度发生的变化是很微弱的，必须用专门电路测量这种微弱的变化，最常用电路就是电桥电路。电桥的作用：把电阻片的电阻变化率ΔR/R转换成电压输出，然后提供给放大电路放大后进行测量。为了将约2mV～9mV微弱的电压信号能够较稳定的输出，尽量减少各种干扰，该设计是采用不平衡电桥的±5V恒压源供电法。电桥四臂中只有一臂接入电阻传感器，其余三臂均为固定电阻，则输出电压U0为[1]：

（3.1）

（二）探测器测温方法

电阻温度探测器（RTD）是一根阻值随温度变化而变化的特殊导线。目前铜和铂两种探测器应用较广泛，铂电阻温度传感器有PT100，其电阻温度系数为3.9×10-3/℃，电阻变化率为0.3851Ω/℃，具有测量范围宽、精度高、稳定性好等优点，电阻与温度之间关系接近于线性。为了提高测量精确度，使用铂热电阻Pt100为探测器。为了消除导线电阻受被测温度环境的影响，引线采用三线制测量法。当电桥达到平衡时，有 （3.2）

则

因取，则有 （3.3）

若使 ，则有

由上可知，调节使电桥平衡，可消除环境影响。当Pt100所测温度发生变化时，其电阻相应发生变化，导致输出电压发生变化，输出端产生毫伏级电压，输出电压与温度呈线性关系变化[2]。

（三）放大电路。经分析可知，传感器输出信号是十分微弱的微伏级电压，且易受噪声干扰。因此要有效提取该信号，关键是在放大有用信号时把干扰信号有效地抑制掉，设计还需考虑放大器精度及稳定性。

1.前置放大电路。整个电路的失调电压及漂移与第一级密切相关，因此第一级选用具有超低失调电压和超低漂移的集成运放ICL7650，且第一级承担仪用放大器主要放大作用，则取R2=100K，R1=2K，R3/R4=1。第二级的漂移和失调电压对整个电路的作用大大降低，但其共模抑制比CMRR对整个电路的CMRR影响很大，因此第二级选用价格低且性能优越的低漂移集成运放OP07，其失调电压为45V，温漂为0.3V/℃，增益为450V/mV，共模抑制比为123dB。因第一级增益较大，易引起自激振荡，因此在两个100K电阻两端加上150P的电容。ICL7650是一种斩波稳零运放，斩波频率低（200HZ），其输出信号中含有斩波尖峰噪声，因此第二级差分运放电路又做低通滤波器，对斩波噪声及其它干扰信号抑制效果较好[3]。

2.后级放大电路。后级放大电路完成信号二次放大和低通滤波作用，可根据需要调节放大倍数。应用OP07构成反相放大电路，Vin 是经前置放大电路放大后的电压，理论上此放大电路放大倍数为b=100倍。C9、R7 构成RC低通滤波网络，其电路截止频率为，f=1/2Л×R×C-1/2兀×30K×0.01u-530 Hz，符合设计要求（有用信号频率范围主要集中在0到500 Hz）；管脚7和4分别接一个0.1pF瓷片电容，用于滤除高频成分；为了减少失调电流，管脚3接R6；OUT端信号进行A/D转换后送至CPU处理。

（四）数据采集及处理。单片机控制和测量中涉及物理量均为模拟量，模拟量要输入单片机须经过A/D转换为数字量，单片机才能进行运算、加工和处理。在本设计中，直接应用ATmega16（L）AVR单片机与软件结合，实现数据采集、A/D转换及通信功能，电路简单又能满足设计需要。

A/D转换基本原理是：将参考电平按最大的转换值量化，再利用输入模拟电平与参考电平比值求得输入电平的测量值（V测=V参*（AD量化值/AD转换的最大值））。有些MCU A/D转换的参考电平可选择由一个外部引脚输入，使得用户可以对A/D转换进行更好控制。值得注意的是A/D转换输入电平须比参考电平低或相等，否则测试的结果会偏差很大。

（五）显示电路。液晶显示器（LCD）具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等优点，近几年被广泛用于单片机控制的智能仪器低功耗电子系统中。本设计用常见的1602字符型LCD模块作为显示器。1602B可以显示2行16个字符，有8位数据总线D0-D7，和RS、R/W、EN三个控制端口，工作电压为5V，并且带有字符对比度调节和背光。

四、系统调试

启动系统，将程序烧写入控制芯片ATmega16。下载结束后将探测器放入热水中，用万用表测量模拟部分信号输出端电压值U0，与LCD显示电压U1比较。当电压达到稳定后，将探测器放入冷水中，再次比较显示结果，同时记录LCD上显示的温度T1，如表4-1所示。

表4-1 电压及温度测量结果（表4-1）

五、结论

本设计实现以下功能：

根据铂电阻温度探测器的电阻随温度变化而变化原理，将温度变化转化为电阻的变化，再运用不平衡电桥原理将变化的电阻转化为电压。

用ICL7650制作差动放大电路，将电桥产生的毫伏级电压进行差动放大100倍，用OP07的典型运放电路作为后级放大，通过联级方式对小信号放大滤波[5]。

用BASCOM语言编程控制AVR单片机实现将模拟信号进行A/D转换及通信，并在LCD上显示电压及相应温度。

参考文献：

[1]孙传友，孙晓斌.感测技术基础[M].北京：电子工业出版社，2006

[2]单成祥，牛彦文，张春.传感器原理与应用[M].北京：国防工业出版社，2006

[3]张茂青.AVR单片机高级语言BASCOM程序设计与应用[M].北京：北京航天航空大学出版社，2005

第5篇：模拟电路原理设计及应用范文

关键词：模拟与数字电路；电子技术综合实验；实验园地；虚拟仪器实验

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）08-0151-03

一、背景

以模拟与数字电路为基础内容的电子技术实验是高等学校理工科专业学生重要的必修专业基础课，也是电子、计算机、自动化等工科专业的学生在大学教育阶段所要经历的一个重要的工程性实践环节，在培养学生素质和能力方面占有十分重要的地位[1]。而电子技术综合实验课程作为一门综合性的实践课程，与理论课程并行开设，其实验内容不再限制于某一门课程，而是把多门相关课程的知识相互渗透，有机融合。在一个实验项目或设计课题中，可以融合模拟电子技术、数字电子技术、EDA技术、单片机原理等知识模块，让学生运用多种技术完成一个完整的电子系统的设计，使学生对电子系统的设计过程有深入的理解，同时培养工程实践方面的基本素养。除了传统实验教学中的实验项目，课题设计还可以采用电子设计竞赛、科研项目、学生创新实践等方式，在“开放”的状态下进行，充分体现学生的主体性[2]。众所周知，软件学院的办学宗旨是要基于“精英型软件人才”的培养目标，一般的软件学院通常拥有软件工程和网络工程两个专业方向，而我院为了强化“精英型软件人才”的培养目标，在本科二年级时又开设了嵌入式和物联网两个专业方向，这两个专业方向的学习需要有更好的硬件基础，这也是我院面向本科一个年级800人开设模拟与数字电路理论与实验课程，并且实验教学采取独立设课的方式的重要原因。嵌入式与物联网专业与电子技术等硬件课程的联系要较为紧密一些，对于目前的模拟与数字电路教学，从事这两个专业方向学习的学生往往会感到学得不够多，不够深入。许多有志于这两个专业方向学习的学生，在做完基础的模拟与数字电路实验后希望，还能有机会到实验室做一些额外的、提高性的实验。而不从事这两个专业方向学习的软件工程和网络工程专业的学生，往往体会不到学习电子技术等硬件课程的重要意义，简单的认为在软件学院学习，只要把“软”的东西搞明白就可以了，不应在“硬”上浪费时间。因此，结合我院目前本科生的教学体系、培养目标以及开设的相关硬件课程如：51单片机接口与汇编、fpga设计、通信原理、计算机组成原理等与硬件电路密切相关的课程，构建“电子技术综合实验教学体系”就显得有重大的意义，能够使基础的硬件教学与软件学院的教学体系和培养目标建立起联系，体现了硬件实验教学相对于软件专业方向学习的重要性和关联性，实现软硬兼顾。除此以外，目前在全国众多的软件学院中，另外，还没有发现一所软件学院提出构建“软件学院电子技术综合实验教学体系”的教学改革活动。著名的大学如北京大学是将软件与微电子学院放在一起合办，尽管如此，北京大学也没有面向软件工程、网络工程将近800人的、规模庞大的模拟与数字电路的实验课程，因此，我院进行构建“软件学院电子技术综合实验教学体系”的教学改革实践就显得特别有意义，能够起到“示范性”的作用。

二、研究基础

我院自2008年开始在本科生的教学体系中引入独立的模拟与数字电路实验课程以来，取得了许多积极的教学成果：（1）有力的辅助了模拟与数字电路理论课的教学，使抽象的理论课不再生涩难懂。（2）通过动手搭电路的实验很好的煅练了学生的操作能力，通过实验学生的实践能力得以提高。（3）对我院其他专业方向的如计算机组成原理等理论与实验课程的教学提供了有力的支持。（4）教学模式不断改进，部分实验，如仪器使用的教学方式完成了由传统的“老师讲，学生跟着做”到以学生为主体，旨在培养学生“自主学习和创新意识”的开放式教学。在数字实验部分设立了“选做”实验项目，面向能快速完成必做实验部分的、有兴趣做更多学习和尝试的学生。（5）规范实验教学的流程，引入了实验报告册，在报告册中明确规定实验的预习、操作、总结部分的要求。（6）在现有课程教学基础上，结合我院嵌入式工程专业的培养目标，开设了一门提高性质的开放式电路设计实验课程“嵌入式电路设计开发与应用实践”。

但现在的实验教学仍有许多不足之处：（1）实验内容陈旧，所用元器件型号过时，需要更新。（2）实验项目仍然偏少，不够丰富，可供选择的余地小，大大的限制了学生自主性的发挥，不利于创新型、研究型的学习。因此，验证性、综合性、设计性的实验项目均应增加。（3）教学模式僵化，手段单一，仍以传统的老师在课堂上按部就班的指导，学生跟着按实验步骤进行操作验证为主，学生没有自由发挥、进行创新型学习的机会。实验室目前仍没有完全实现开放，而学生的专业学习任务较重，课程设置多，很难有整块的时间和专门的机会通过更多的实验训练获得提高。（4）实验课程考核的方式单一，除了批阅实验报告之外，成绩评定主要以学生完成实验的快慢为主，即主要考核学生的学习态度，认真预习的程度及实验动手操作能力的高低。（5）尚未形成一个有效的综合教学体系，使模拟与数字电路实验课程能更好地融入我院的整体教学体系当中。

三、研究思路

基于以上的原因及分析，应结合目前我院的教学体系及专业培养方向，以现有的模拟与数字电路实验教学为基础，以“开放式”教学为主要依托，构建“电子技术综合实验教学体系”，以求根本解决我院目前模拟与数字电路实验教学中存在的各种问题。

1.建设电子技术综合实验园地[3]。建设电子技术综合实验园地是本研究课题要实现的基础目标，是构建我院电子技术综合实验教学体系的基础。

实验园地中的实验项目如图1所示分为以下几大组成部分：①实验基本技能训练园地，实验基本技能训练园地主要包括：如何进行实验预习，如查找资料，对实验进行理论分析；实验操作中的FAQ；实验总结报告的书写要求；电路设计仿真软件的入门；嵌入式C、汇编语言的集成开发环境的使用；VHDL、Verilog等硬件设计语言及ISE开发编译环境的使用；EDA技术基础如电路板的原理图、PCB板图的设计；电路焊接的基本技能培训等。将实验基本技能训练部分的资源放置于我院的ftp课程网站或学院网站上，根据具体实验的要求或学生自已的需求下载使用。②专用仪器设备园地，在专用仪器设备园地中，可获得示波器、万用表、函数信号发生器、直流稳压电源、电子技术实验箱、实验操作面板等仪器设备的使用说明书，操作实例，操作课件等。③基础模拟与数字电子技术实验园地，按照基础模拟与数字电子技术通用的理论教学，实验园地可分为四大模块[4]：模块A：常用电子元器件，包括电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管等，模块A是模拟与数字电子技术的共同基础。模块B：模拟电路模块，包括基本放大器、差动放大器、功率放大器、运算放大器、反馈放大器、信号发生器、直流稳压电源等，该模块是模拟电子技术的主要内容，着重让学生掌握模拟电路的基本概念、基本原理和基本分析方法。模块C：数字逻辑和数字电路模块，主要包括逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲产生与整形、大规模集成电路（半导体存储器、A/D和D/A等）。模块C是数字电子技术的主要内容，旨在让学生掌握数电的基本知识及常用数字集成电路，学会逻辑分析和逻辑设计的方法。模块D：可编程逻辑器件模块，目前常用的可编程逻辑器件包括EPROM、GAL、FPGA、E2PROM，模块D是数字电路领域发展较快的一项技术，通过与EDA技术的结合，使通过软件编程的方法实现硬件设计成为可能。④演示实验教学园地，将演示实验教学园地分为三大模块：模块A：实物演示实验教学，实物演示实验教学是从实验结果入手的教学方法，有助于从总体设计方面建立深入的宏观印象，趣味性的结果还有助于激发学生的实验学习创造的兴趣，使学生在充分理解了现有实现方法的基础上，积极探求不同的实验思路和解决方案。“实物”既可以包括实验教师为某项实验所设计的专用演示电路实验板，也可以包括学生创新实践过程中的设计产品，当然也可以是实验电路搭接后结果的视频演示。演示实验教学系统也可以通过多媒体PPT课件，WORD或PDF文档、视频的形式集中于我院的FTP课程网站或学院网站上，根据具体实验的要求或学生自已的需求下载使用。模块B：虚拟仪器实验，建设基于Labview的3D电子技术虚拟实验室。可以满足学生进行常用仪器设备的熟悉与使用，验证性实验的虚拟仿真等。如图2所示为实验中心自主开发的“三维虚拟实验室”软件系统，目前该系统正在研制。

通过对实物如仪器设备、电子元件等的虚拟，使学生对电子技术实验形成全方位的了解，为深入实验做准备，虚拟实验还可以减少针对仪器设备、电子器件的误操作，降低设备器件的损耗，延长使用寿命，减少维修维护的工作量。虚拟实验的教学可以不受时间、空间的限制，学生可以在实验室开放的时间到实验室来做实验，也可以在公共机房安装有该软件系统的PC机上完成实验任务，甚至可以在宿舍、网吧、图书馆等有网络环境的地方通过网络进行实验教学，真正实现实验教学的“开放式”。模块C：电路仿真实验，许多EDA软件就具有电路仿真功能，针对简单的验证性实验，电路仿真往往显得特别有效，如RC电路的实验，实现过程非常简单。如果在进入实验室之前就能利用EDA软件针对不同电阻R和电容C进行电路仿真，根据仿真的结果确定所需要的电阻、电容，就可以大大节省查找器件的时间，降低了在实验室中找不到该器件的风险，提高的实验学习的效率，有助于开放教学过程中更高效的使用实验室。相比于实物演示教学和虚拟实验教学，电路仿真更显得专业化。⑤提高性实验园地，提高性实验园地的建设是构建“电子技术综合实验教学体系”的关键，是使电子技术综合实验教学能与软件学院的教学体系和培养目标建立联系的重要环节，体现硬件实验教学相对于软件专业方向学习的重要性和关联性，实现软硬兼顾。结合我院本科生教学体系及专业培养方向的实际，以及我院目前开设的51单片机接口与汇编、fpga设计、通信原理、计算机组成原理等与硬件电路密切相关的课程，提高性实验教学园地包括三大模块：模块A：单片机硬件实验，实验方式为，设计电路原理图进行电路仿真（可选）编写C、汇编程序编译成HEX文件用编程器写入MCU实验箱上搭接电路实现功能制作PCB板（可选）。单片机硬件实验可以实现基础的模拟与数字电路、单片机原理及应用、EDA电路设计技术及软件编程与测试等多门专业课程的综合。模块B：FPGA硬件实验，实验方式为，设计电路原理图进行电路仿真（可选）编写VHDL、Verilog语言程序编译生成bit文件烧写到可编程器件内搭接电路实现数字逻辑设计或系统功能。FPGA硬件实验可以实现基础的模拟与数字电路（尤其是数字逻辑）、计算机组成原理及体系结构、EDA电路设计技术及软件编程与测试等多门专业课程的综合。模块C：通信原理硬件实验，通信原理理论课程是我院网络工程系开设的一门专业课，为了深入这门课程，必须具备坚实的模拟（包括低频、高频电子线路）和数字电子技术基础。目前，我院尚无完善的硬件实验课程与之匹配，因此可在提高性实验园地中加入这一模块。通信原理硬件实验可以实现基础的模拟与数字电路（尤其是高频电子线路与数字逻辑）、网络技术及软件编程与测试等多门专业课程的综合。

四、结论

由以上分析得出如图3所示的“软件学院电子技术综合实验教学体系”的基本构思。

实验教师应是电子技术综合实验园地的建设者，在利用园地中的各种实验项目及资源做好基础及提高性实验教学的基础上，承担实验园地中实验方案与任务书的设计工作，在实验项目开发的过程中，针对不同水平的学生，逐渐形成验证性，综合性，设计性实验教学的层次。做为电子技术综合实验园地的使用者的学生，在传统的课堂教学与“开放式”教学相结合的基础上，逐渐与实验教师建立新型的教与学的关系，如：学生自已选择现有的实验项目，尽可能的独立完成实验，实验教师仅起到辅助指导的作用；教师根据学生的水平，将现有的多个验证性实验综合，形成实验方案，引导学生独立完成；学生独立设计实验方案，寻求实验教师的建议及帮助，尽可能的完全独立自主的完成电路设计及实验验证。实验园地的建设会为基础、提高性实验教学提供更多的实验素材，有助于丰富实验教学内容。教学中产生的问题有助于丰富实验园地中的实验项目的建设，使教师、学生在进行实践教学的过程中有更多的选择，有助于扩展学生的知识面，提高实验教师的教学水平。总之，三者之间的良性互动将创造一个良好的教学实践环境，切实提高实验教学水平和教学质量。

鸣谢：本文受到2013年大连理工大学教学改革项目“立足精英型软件人才培养目标的电子技术综合实验教学体系的构建”项目资助。

参考文献：

[1]侯加林.全面实施电子技术实验改革提高学生创新能力[J].实验室研究与探索，2009，28（1）.

[2]姜宁.高校电子技术综合实验开放式教学研究[D].陕西：延安大学，2011.

第6篇：模拟电路原理设计及应用范文

【关键词】模拟电子技术 Multisim10 虚拟实验 平台

随着EDA技术的日益发展，各种仿真软件也逐渐得到广泛应用。利用软件技术构建虚拟实验已成为提高实践课程教学质量及实验效率、降低实验成本的一条有效途径。为了缓解学生数量的增加与实验设备及场地相对不足的矛盾，我们主要采用强大的EDA仿真软件——Multisim10开发了一套“基于Multisim10的模拟电子课程虚拟实验平台”，在教学的各个环节中普遍应用，教学效果良好。

一、虚拟实验平台的整体结构

模拟电子电路实践环节在整个课程教学过程中的重要地位不容忽视。大纲要求学生学习完本门课程以后要达到的基本要求之一是通过“五关”，即：器件关、仪器关、电路关、调试关和设计关。本实验平台设计过程中充分考虑了这些技能训练要求，力求通过合理的结构划分，来培养学生不同程度的技能水平。

平台总体结构分为三部分：验证性实验仿真模块、小规模设计性实验仿真模块和综合设计性实验仿真模块。其中“验证性实验仿真模块”中涵盖了模拟电子课程教学过程中的几乎所有可进行功能验证的知识点，是对每个独立知识点的实验仿真，属于“熟悉零件”部分；“小规模设计性实验仿真模块”基本上是以每章涉及的知识为单元，设计完成一个体现本章内容的设计性实验题目；而“综合设计性实验仿真模块”旨在训练学生综合运用所学知识的能力，希望通过本模块的练习，学生们能以全局的观念来认识模拟电子技术课程的实质，属于“组装零件”部分。另外，根据学生在教学过程当中的反馈信息，普遍认为模拟电子的有些知识点难以理解，于是，我们在平台中专门添加了一个“教材例题仿真”子模块，该子模块的仿真实例都是教材当中针对某一个知识点的实际应用内容，对理解相关知识点很有帮助，学生还可以把仿真结果直接和教材中的解题结果相对照，以验证仿真结果的正确性，从而加深对相应知识点的理解。

二、虚拟实验平台的应用

（一）在课堂教学环节中的应用

课堂教学中多以讲授原理性和基础性的知识为重点，主要阐述各基本概念、各参数之间的变化关系。在运用多媒体进行课堂教学的过程中，可依据所讲授知识点的需要，适当引入仿真实验，以加深学生们对相关知识点的理解。

在“模拟电子技术基础”课程教学中，对很多电路图进行较详细的原理分析，进而得出相应的电路波形图属于必不可少的过程型讲授内容，如果单用黑板及口头语言描述，教师们感到费时、费力，学生们又很难对这样的知识点有一个感性的、清晰的认识。如果在这些地方引入仿真实验来辅助教学，就能取得事半功倍的效果。如在“直流稳压电源”一章的讲授中，桥式整流电路及电容滤波电路是两个非常重要的知识点，但对于其电压、电流波形的得出学生们却往往难以领会。于是我们在虚拟实验平台中设计了一个相关实验，学生通过仿真实验可以一目了然地看到与教材所给电路波形完全一致的实验结果，既激发了学生的想象力，加深其对知识的理解，又提高了学习兴趣。

（二）在实验教学环节中的应用

虚拟实验平台不仅弥补了实验设备不足的缺憾，而且对已有的实验教学过程也起到了一定的规范作用，为探索新的实验教学模式提供了一个思路。

在传统的实验教学过程基础上加入了“仿真预习阶段”，要求学生按照实验指导书对实验内容用Multisim10在课外作实验仿真，并将仿真分析步骤、结果（包括重要数据、波形）记录下来，在真正进入实验室前交给实验教师批阅，不合格者不允许进入实验室开展实验。有了预先的仿真，避免了传统实验方式过程中的盲目性。

实验后，要求学生把场地实验得到的结果与事先仿真实验的结果加以对照，并得出分析结论，使学生对理论仿真与实际实验过程都有了更进一步的认识，真正体会到理论与实践相结合的乐趣，同时还能清楚地看到理论和实际的差别所在，对培养学生独立分析问题和解决问题的能力有非常好的启迪作用。

（三）在课程设计实践环节中的应用

从整个的教学过程安排上来看，模拟电子课程课堂教学过程结束后，通常都会配有一至二周的课程设计。

在课程设计环节中，我们通常要求学生通过查阅资料自行构思一个综合性题目，在设计过程开始前向指导教师提交原理图及用虚拟实验平台对其原理图进行仿真的结果，由指导教师先行审核学生设计题目的工作量大小及难易程度，对每个学生做出有针对性的指导，不符合要求或脱离实际的设计内容将返回给学生重新修改，直到从原理上实现没有问题为止。 这样，学生在设计过程中思路清晰，针对性强，对照仿真结果和实际调试出现的现象，就可以大致判断设计过程中出现的问题该如何入手解决，从而加强了学生调试过程的自信心。

课程设计结束后我们还会把优秀的设计题目填充到我们的虚拟实验平台当中去，供以后的学生学习和参考。

三、结束语

基于Multisim仿真技术的模拟电子课程虚拟实验平台的开发应用得到了广大学生的认可。它的优点集中体现在以下两个方面：

（1）不受实验场地及设备的限制，学生只需在个人PC机上就可以完成虚拟实验平台中的全部实验。

（2）可扩充性好，且不需要任何实验成本。随着对知识点理解的不断深入，学生完全可以按自己的思路来设计各种实验，验证自己对知识点的理解是否准确，对培养学生分析和解决问题的能力有很大的帮助，有利于提高学生的创新能力。

第7篇：模拟电路原理设计及应用范文

【关键词】 电子设计竞赛；数字电子技术；模拟电子技术；教学改革

两年一届的全国大学生电子设计竞赛，为在校大学生开拓视野、促进理论和实践的结合、提高学生动手能力提供了平台。该比赛不但为中国电子信息领域的人才培养做出了贡献，也为促进电子类学科建设和课程教学改革，提高教学水平带来了深刻的启示。如何以电子设计竞赛为锲机，促进电子技术类课程的教学改革成为一个重要的课题。

一、电子设计竞赛的特点

1、竞赛试题的内容及要求

全国大学生电子设计竞赛试题有电源类、信号源类、无线电技术类、自动控制类、测量及仪器仪表类题目。涵盖了电子技术应用的各个方面，涉及数字电子技术、模拟电子技术、高频电路、单片机、传感器、可编程逻辑器件等[1]。竞赛要求参赛学生每3人一队分工协作，在规定的时间内完成题目要求，包括了电路系统的理论设计、实际制作和调试，最后交出制作的成品控制电路及设计报告。试题有基本要求部分和发挥部分，既考察学生的理论基础知识，也考察学生的实际动手能力、创新能力和相互协作能力。使学生在电路分析、设计、制作、调试等方面得到充分的锻炼,也使优秀学生有发挥其优势的余地[2]。

2、新技术、新观念的体现

为鼓励参赛学生使用新电路、新器件和新技术，体现“绿色产品、环保设计”的概念，近年来,一些大的电子器件公司也积极参与竞赛，为竞赛提供器件、设立奖项。例如在2011年大赛中可使用由瑞萨电子公司提供的专用板及瑞萨节能环保元器件，为学生接触新器件和新电路提供了机会。

3、竞赛的积极作用

根据电子设计竞赛的要求，参赛学生需要掌握电子技术中电路的基本分析、设计、制作及调试方法。参赛学生在备赛中都需要经过的一系列培训和磨练，基本具有较强的实践动手能力和分析问题、解决问题的能力，同时也具有较强的团队协作精神。具备这些技能，使他们就业时成为用人单位的首选。由此影响，使得近年来报名参赛的学生人数急剧上升，竞赛规模越来越大、参赛的学校越来越多。2011年第十一届，全国共有1062所高校11002支队伍，参赛学生33006名。但是由于现实客观条件限制，各学校参赛学生只能是各专业选的少数学生,受益面相对较小。

同时，通过几届电子设计大赛，从中暴露出一些问题:一方面是电子技术类课程教学中理论联系实际不够，新技术、新器件涉及少等；另一方面是学生在学习中综合运用知识能力不强、实践应用技能差等[3]。

如何借助电子设计竟赛的训练和培养模式,改革电子技术课程教学，将其特点与优势更好地发挥出来,使广大学生受益,成为当前亟待解决的问题[4]，由此给于了电子技术课程教学改革新的启示。

二、电子技术课程教学的现状

电子技术课程包含模拟电子技术和数字电子技术，是电子类专业重要的专业基础课，也是理论性和实践性都较强的课程。在传统的教学方法中，基本是以理论为主, 辅之以验证性实验。容易出现教学效率不高、教学效果不够理想等问题，其弊端主要表现在以下几个方面：

1、偏重基本原理，理论联系实际不够

传统的教学模式中，侧重基本理论教学，注重基本知识、基本原理及分立元件的内部结构和工作原理的介绍，而对元器件的工程应用实例介绍的比较少，使得理论和实践分离。两者在教学内容、考核等方面由不同的教师负责，互动较少。在有限的实验课中基本以验证性实验为主，设计性、综合性实验较少，学生只能接触到有限几个的器件，了解其简单功能，自己动手设计制作电路的机会少。

2、知识的综合应用少

模拟电子技术与数字电子技术任课教师不同，实验课内容不同，学生少有机会将两门课程的知识融会贯通应用。在分析简单电路时，学生可能比较顺利, 但要分析复杂电路或设计制作一个电路系统时，常常无从下手，画的电路图不实用，不知怎样合理应用器件，不会调试电路。这些严重制约学生创新意识的培养，阻碍学生主动探索的积极性、创新性。

3、新技术、新器件涉及少

当前电子技术的发展非常迅速，特别是新器件日新月异。然而长期以来，由于教材内容更新缓慢，跟不上实际生产和技术的变化，加之课时量的限制，教学中常常仅限于基本原理和中小规模集成电路本身。对如何应用新技术构建电子控制系统的技术和大规模新集成器件，几乎没有涉及。

三、电子技术课程教学改革的措施

在电子技术基础课程教学改革中应该突出基本原理与应用并重，课程之间的衔接及综合应用。在教学内容、方法和教学手段上要多样化，特别在实践教学中突出应用性、综合性和创新性。

1、理论教学的改革

对课程的内容进行适当的调整，在讲解基本原理的基础上，注重应用实例。例如，在数字电子技术中，大量精简压缩分立元件、小规模集成电路的内容；注重器件的外部逻辑功能、特点和重要参数，而对其内部结构不作太多的讲解。如在学习555定时器时，多用实例讲其功能和使用方法，并将在电子设计竞赛中用到的电路及所制作的电路板展示给学生。使学生对这一单元电路有更深刻的了解。

适当的开辟课堂讨论，改变传统的灌输式教学方法[5]。在生动、活跃的课堂气氛中培养学生的自主学习能力，变被动接受为主动思考。在讨论中，引导学生广开思路，对学生发言中暴露的问题及时给予解答，激发学生学习的兴趣和积极性。

2、实践教学的改革

第8篇：模拟电路原理设计及应用范文

根据教学的组织原则及课程的特点，各课程组织的形式会有所不同，要求完成的任务目标也有所不同，下面选取三门课程分析在教学中如何依据“教、学、做”一体化来重构课程内容：

（一）《模拟电子电路分析与调试》课程通过设计实践项目，将理论知识嵌入到项目中重构课程教学内容模拟电子技术是电子专业的一门重要的专业基础课程，由于专业性很强，很多学生在学习时，就被这门课程难住了，从而觉得电子专业很难，放弃对电子专业的学习。多年来，我一直在思考如何上好这门课程，如何让学生从这门课程起步，激起学生学习专业的兴趣，踏入电子技术的神奇领域。我们在上学期模拟电子技术一体化教学中使用项目教学法开展教学，其实践过程是：首先，我们确立了采用哪些项目来把这门课程的知识点贯穿起来，通过这些项目的实践来带动相关理论知识的学习，并用理论知识指导项目的分析，实现项目的功能。我们最后选择以下项目来重构模拟电子电路分析与调试这门课程内容。项目一：集成稳压直流电源的制作。这个项目中包含的知识点有二极管的识别与检测、二极管构成的整流电路分析与调试、电容滤波电路分析与调试、稳压电路分析与调试等知识点。项目二：单管音频放大电路制作。这个项目中包含的知识点有三极管的识别与检测、单管放大电路的组成、工作原理分析与调试等知识点。项目三：多级负反馈放大电路的制作。这个项目包含的知识有多级放大电路组成、工作原理分析、反馈的判断、引入负反馈后对电路影响等知识点。项目四：集成音频放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是认识集成运算放大电路，已经分析集成运放构成的典型电路等知识点的学习。项目五：低频功率放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是功率放大电路的组成特点、工作原理分析和调试电路等知识点。项目六：正弦波振荡电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是电路起振的条件，会分析判断电路能否满足电路振荡的平衡条件，熟悉典型振荡电路的组成结构特点等知识点。项目七：调光台灯的制作。这个项目中包含的知识点主要有晶闸管的识别与正确使用，单向可控整流电路的组成、工作原理已经电路调试等知识点。然后，我们确定了这些项目实施的教学方法：实践—理论—实践的方法。第一环节———实践：在简单讲解这个项目工作过程的基础上，发给学生元件让学生根据提供的项目原理图焊接电路，要完成这步实践，学生要能对元件进行识别与检测，通过这一步的实践让学生掌握元件的识别与检测，并学会看懂原理图元件之间的连接，能根据原理图正确焊接电路，同时为第二个环节的实施打下基础，学生通过焊接电路必然对将要讲解的项目电路非常熟悉。在这个环节同时让学生测试关键点的数据或波形，不管测试成功与否，学生这时候都有很强的要了解这个电路是如何工作的学习需求和兴趣，这时候要求学生全部停下这一步实践，进入到第二个环节———理论。第二环节———理论：围绕着这个项目涉及到的知识点，教师开始讲解相关的理论知识，然后应用这些理论知识分析学生刚才焊接的项目电路，理论分析并计算关键点的电压，理论分析关键点的波形，并教会学生判断故障，检测电路，如果某一点的没有测到理论分析应该得到的电压或波形，如何来检测电路，排除故障，直到得到正确的结果。接下来，就进入到下一环节———再实践环节。第三环节———再实践：通过第二环节的学习，学生基本明白了这个电路是怎样工作的，接下来，学生进入到再实践环节，在这个环节要求学生对焊接的电路进行测试，记录相应的数据波形，并判断测试结果的正确与否，在这个环节，学生要学会并完成电路检测、故障的排除，学会正确使用仪器仪表，这个过程的完成在第二环节理论指导的基础上进行，通过这一环节实践对理论知识在实践中的应用进一步的掌握，并加深对理论知识的理解。

（二）《电子元器件识别与检测》成功剥离成一门专业实践课程电子元器件是电子技术中的基本元素。任何一种电子装置，都由各种电子元器件合理、和谐、巧妙地组合而成。传统的电子专业教学计划内一般不会含有单独的电子元器件识别与检测课程，通常只是在讲授《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程时，介绍部分课本讲授需要接触到的元器件，这就导致了对整个电子元器件的介绍系统性不强，再加上《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程自身的学习难度就非常高，导致了学生的学习压力非常大，通常很难掌握好。因此，在教学中，将电子元件识别与检测技能单独剥离出来形成了《电子元件识别与检测》课程。该课程以培养学生了解常用电子元器件的识别、检测及使用等电子技能的基本功为起点，整个教学过程均安排在实训场地，按照项目式教学的方法开展教学。《电子元器件识别与检测》课程项目设计如下：项目一：电阻、电容的认知与检测。认识电阻的分类，电阻器的标称系列，阻值的标注法。认识电位器外形及工作原理介绍。常用电容器的性能，容量标称法，规格与标注方法。掌握电解电容的简易检测法。项目二：半导体二极管、三极管及可控硅的认知与检测。认识二极管的分类，型号命名方法，基本用途。用万用表简易检测二极管性能方法。认知三极管的分类，命名方法（国内及国外），三极管的选用条件，更换替代原则，三极管引脚的识别与测试技能。单向可控硅的检测及引脚判定。项目三：变压器及继电器的认知与检测。熟悉变压器的基本应用。掌握变压器的一般检测方法。了解继电器的一般结构。项目四：发光二极管、光敏元件及光电耦合器的认知与检测。了解提高光放大器灵敏度的方法，光电耦合器的一般检测方法。项目五：集成电路及音乐芯片认知与检测。掌握集成电路的分类，国内外集成电路的命名，封装外形与引脚顺序识别。熟悉用万用表检测F007。使用MOS集成电路一般常识。项目六：扬声器、传声器及开关接插件的认知与检测。扬声器的分类，主要技术参数，电动式扬声器的工作原理，喇叭与压电陶瓷片的检测。话筒的种类，结构与工作原理，动圈式与驻极体话筒的检测。项目实施过程中，从实践入手，对于每种元器件，从结构简介开始，由浅入深地介绍它的外形、符号、命名方法、工作特性、主要应用、使用注意事项、好坏判断等。通过本课程的学习，学生很快就对所需元器件有了全面的了解和掌握，通过动手提升了学生的学习兴趣，并为其学习后续课程和今后在专业中应用电子技术打下了良好的基础，同时还极大地减轻了后续课程的学习难度。

（三）《电子综合实训》成功将多门专业课程整合在一起《电子综合实训》整周实训课程以工作任务为线索，以实际电子产品———函数信号发生器为载体，以任务实施为导向，通过以制作一个具体的、具有实际应用价值的函数信号发生器产品为目的的工作任务展开构建项目式的学习任务，将整个函数信号发生器的工作任务分成以下七个学习任务：任务一：函数信号发生器的电路设计；任务二：函数信号发生器的电路仿真；任务三：函数信号发生器的PCB设计；任务四：函数信号发生器的PCB制作；任务五：函数信号发生器的元器件识别与测量；任务六：函数信号发生器的安装与调试；任务七：编写函数信号发生器技术文件。每个任务按照任务目标任务要求相关知识任务实施任务总结的思路安排，充分体现“在学中做，在做中学”的教学思路。项目的工作任务与现实工作紧密相关，为学生模拟了一个更贴近实际工作的学习环境。该课程将《电子元器件识别与检测》、《数字电子技术与实践》、《模拟电子技术与实践》、《电子线路板设计与制作》、《电子电路仿真技术》、《电子产品制造与工艺》等专业课程有机的整合到了一起，使学生通过本课程的学习掌握了电子产品电路设计、电路仿真、PCB设计与制作、电路板的安装与调试及简单故障的排除。通过本课程的学习提高了学生对电子专业的直接认识，让学生通过设计制作实际电子产品感受到了成就感，极大地提升了学生的学习兴趣，使学生的综合素质和职业能力得到了显著提高，为学生的后续学习以及职业生涯的发展奠定了很好的基础。

二、结束语

第9篇：模拟电路原理设计及应用范文

【关键词】模拟电子技术；教学改革；教学手段

0 引言

高职教育是培养高级技术型人才的一种教育形式，它与普通本科高等教育有着截然不同的培养目标。因此，高职教育在其教学计划、课程体系、教学内容乃至教学方法等方面都应具有显著的特色。模拟电子技术是模拟电子技术是高职电子信息类、电气信息类、计算机应用等专业的一门关键性的技术基础课程。为了提高模拟电子技术课程的教学质量，改进教学效果，提高学生分析问题和解决实际问题的能力，培养适应现代科学技术发展的高质量人才，近几年来我们从模拟电子技术课程的教材选用、教学内容、教学手段和实验教学等方面进行了一些改革和探索。

1 课程教学中存在的问题

模拟电子技术课程的理论学习往往有大量复杂的电路分析，抽象的理论概念较多，内容覆盖面广，理论性和实践性强，但学生不会将理论知识运用于实践。同时，由于本门课程内容偏重理论，学生在学习过程容易感觉乏味枯燥，学习效果不好。因此，传统的课堂教学中存在以下的问题：（1）学生学习积极性不高；（2）教学方式和教学手段单一化；（3）课程试题库陈旧；（4）实验教学内容陈旧；（5）理论和实践严重脱节。

2 模拟电子技术课程改革的一些思路与想法探讨

2.1 教材选用的原则

教材选用要符合学院办学层次和培养目标，不能用本科教材或中职教材代替高职专科生教材。基础理论教材要符合培养目标，以应用为目的，坚持以适用、够用为准则。专业课教材要强调专业知识的实用性和行业岗位的针对性。康华光的《电子技术基础》（第五版）教材内容全面，知识结构丰富，但面对专科生要是我们选用此教材，首先是学生会被吓倒，然后是老师没办法完成教学任务，而让学生对教材的选用无比失望。胡宴如主编的《模拟电子技术基础》教材内容精炼，知识结构简单一些，本人觉得更适用于专科生使用。

2.2 教学内容的更新

值得强调的是：本文中的模拟电子技术课程是教学内容点的集合，笔者把知识点和相应的能力点相融合而成的有机整体称之为教学内容点（或称为教学项目）。例如，共射放大电路知识点和三极管放大电路的动态指标测量能力点相融合而构成共射放大电路教学内容点。以高职教育的培养目标和高职电子信息类、电气信息类、计算机应用等专业教学计划为依据，模拟电子技术课程教学内容的重点是：

（1）PN结的单向导电性，半导体二极管伏安特性和主要参数，整流滤波电路的组成、工作原理及主要计算公式。

（2）半导体三极管的工作原理、特性曲线和主要参数。

（3）共射放大电路和共集放大电路的静态分析、动态分析。

（4）场效应管的工作原理、特性曲线和主要参数，共源极放大电路的静态分析、动态分析。

（5）集成运放的基本知识。

（6）反馈的概念、类型和负反馈对放大电路的影响。

（7）“虚短”和“虚断”的概念、集成运放构成的运算电路、信号产生电路。

（8）正弦波振荡电路。

（9）功率放大电路。

（10）直流稳压电源电路。

根据理论教学要以应用为目的、以必须够用为度的高职教学要求，我们降低了放大电路的图解分析法、多级放大电路的计算、放大电路的频率响应、差动放大电路的分析计算、OCL功率放大电路和晶闸管应用电路等教学内容的教学要求。

2.3 教学方法与教学手段的改变

现代化教学手段提高教学质量。在课堂教学中使用现代化的教学手段，通过文字、声音、图形、动画等多种媒体对模拟电子技术课程内容进行有机的整合和生动的表达，给教学注入生动翔实的内容和丰富的信息，以充分适应模拟电子技术课程前后概念与内容相互交错的复杂需要。多媒体教学扩大了课堂教学的信息量，有利于提高课堂效率，促进了教师表达方式的多样性。不但增强了课堂教学内容的生动性与形象性，而且增强了教学过程中的互动性，有利于知识的获取与保持。达到直观、省时、高效的目的，有利于更深入地向学生讲授理论实质，活跃课堂气氛。

2.4 理论与实际相结合

在实验教学方面，合理配置演示性、验证性和设计性、综合性实验，充分利用仿真实验的便利条件，并将仿真实验及硬件实验将课堂教学和实践环节相融合，使学生对理论知识更好的消化和吸收，锻炼学生分析问题和解决问题的能力。例如，在实践教学环节中，可以适当引入和灵活配置Matlab、Labview、proteus等仿真软件，由学生设计和实现虚拟实验，通过灵活配置一些仿真参数，对实验结果进行分析和讨论，通过图形对比，使学生从理论认识进一步深入到感性认识，以更好地理解和巩固通信原理课程中的概念和结论。具体设计题目包括：直流稳压电源电路设计、扩音机的制作、调光控制器的制作等等。通过上述实验教学方面的改革，可以使教学理论联系实际，使学生具备一定的感性认识，并培养学生的观察能力、思维能力、自学能力以及发现问题、分析问题及解决问题的能力。

3 结语

随着现代科技的发展，各学科间呈现出互相渗透、互相融合的发展趋势，对人才的培养带来了更高的要求。培养大批具有工程素质和创新能力的高技能电子人才，是社会发展的需要。通过对《模拟电子技术》课程的教学改革与实践，不仅丰富了教学手段，提高了教学效果，而且调动了学生的主观能动性，有效地培养了学生的创新能力和科研能力。

【参考文献】

[1]胡宴如.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2005.

[2]康华光.电子技术基础.5版[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]王淑娟，蔡惟铮.电子技术课程全方位建设的研究与实践[J].南京：电气电子学报，2005，27（2）：10-13.