高低频电路设计与制作精选(九篇)

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第1篇：高低频电路设计与制作范文

【关键词】直接数字式频率合成器；AD9835；低频扫频仪；发射机

1.引言

直接数字式频率合成器(Direct Digi-tal Synthesizer，DDS)是通过相位累加、查表输出直接合成所需波形的技术。DDS技术具有频率分辨率高、频率切换速度快和频率切换时相位连续等优点，被广泛应用于扫频仪、函数信号发生器、雷达系统、通信系统中。本文将介绍一种用ADI公司DDS芯片AD9835实现100Hz～10MHz扫频仪发射机设计的方案。

2.DDS技术原理

正弦波的幅度根据以下公式变化：

(1)

其变化是非线性的，不易于产生。然而，角度变化是线性的，即相位在单位时间内变化一个固定量。角度变化规律与频率的关系为：

(2)

如图1所示。

由于相位随时间线性变化，在给定时间内相位变化为：

(3)

从而有

(4)

此处为参考时钟频率周期，即：，代入式(4)中可以得到

(5)

如图2所示，DDS芯片一般内部包含相位累加器、正弦表和输出数模转换器(DAC)，核心是相位累加器。相位累加器以循环计数的形式从0～计数，由主时钟驱动。相位累加器计数值为相位值经查表转换为幅度值送入DAC输出对应幅度。设相位累加器为N位，则：

(6)

所以DDS的输出频率为：

(7)

式中：f为输出信号频率，，为参考时钟。通过设置频率字即可控制输出频率，当时，输出频率最低，即频率分辨率：

(8)

最高频率理论上由奈奎斯特抽样定理决定：

(9)

实际器件最大频率只能做到参考时钟的40%左右。

3.AD9835介绍

AD9835是ADI公司生产的一款50MHz直接数字频率合成器、波形发生器。在单个CMOS芯片内集成了32位相位累加器、余弦表和10位电流DAC。提供相位调制和频率调制两种调制能力，最高支持50MHz时钟频率。

该芯片由5V单电源供电，工作功耗仅200mW，具有关断功能，用户可使用一个关断位在不用时关断AD9835，将功耗降低至1.75mW。AD9835频率控制精度可达40亿分之一，在50MHz最大时钟频率下可以实现0.012Hz频率精确度。

AD9835内部含两个频率寄存器、四个相位寄存器，输出频率和相位可以由程序选择、也可以由引脚电平高低选择来自哪个寄存器，因而很适合调制应用，如FSK、PSK等。该芯片同时具有低功耗特性，可用于信号发生器应用，如低频信号发生器、本振等。AD9835的控制接口为三线串行接口，一个写入周期写入16位数据，采用外部写入时钟，写入时钟最高20MHz，常与DSP、单片机等控制器连接。

高频扫频仪的上限可以到几个GHz，但下限往往不能太低，通常在10kHz左右。在音频器件测试中，往往需要测到10kHz以下。因而需要很窄的扫频带宽和很小的频率间隔。AD9835的低成本、低功耗、高精度特性刚好适合这种需求。

4.发射机电路设计

本发射机能够实现100Hz扫频带宽下100个点扫频，即精确到1Hz。输出幅度在50Ω负载上1mVrms-1Vrms可调。电路整体结构如图3所示。

(1)AD9835芯片电路设计。

本发射机中，AD9835电路如图4所示。

扫频仪发射机的设计中，最重要的就是幅频特性要平坦。否则，测得的滤波器网络幅频特性就不是实际器件的反映。DDS的一个特性就是输出幅度随频率增大而明显下降。在高频DDS，如AD9854等，中设计了专门弥补这一下降的反辛格滤波器。此处我们要得到的频率并不很高，但也有衰减。所以，在AD9835的第一引脚，即FSADJ，接到DAC进行微调幅。

(2)低通滤波器设计。

DDS的另一个特性是输出杂散大，必须在输出端加滤波器来抑制时钟信号。DDS的输出端滤波器一般用下降陡峭的椭圆滤波器，但椭圆滤波器通带内有起伏，巴特沃斯滤波器通带平坦，但下降较慢。为了实现通带平坦的特性，同时保证有效抑制时钟信号，我们采用200Ω匹配的高阶巴特沃斯滤波器。

需要注意的是AD9835为单端输出，需要采用交流耦合。

(3)放大、衰减电路设计

发射机要实现1mVrms-1Vrms的幅度可调，必须有增益可调电路。为了保证信号最好的信噪比，我们采用先放大，后衰减的方法。电路的可调幅度必须大于60dB。我们作如下设计，通过AD9835的第一引脚实现10dB任意可调，滤波器端输出经过两级放大器放大到1Vrms，末级放大器要用功放，功放出来的信号进入10dB步进的50dB可调衰减器输出。

(4)发射机PCB中的接地与布局

由于采用了DDS芯片，发射机中既有模拟部分，也有数字部分。在进行PCB制图时需注意模拟地(AGND)、数字地(DGND)的隔离，然而模拟地、数字地又必须接到一起。一种常见的隔离技术是采用单点接地，即模拟地、数字地仅在一点连到一起。如果PCB中仅AD9835芯片需要区分AGND与DGND，则两地的连接点最好设在离AD9835的AGND、DGND引脚处。

在AD9835芯片下面不能走数字信号线，因为数字信号线会使噪声耦合到输出信号中。电源引线应尽量粗，减小压降和电源波动。50MHz时钟信号需用数字地敷铜包围，减小耦合到模拟电路中的噪声强度。顶层和底层走线最好互相垂直，这样可以减小两层信号线间的信号耦合。发射机最好采用四层板，其中一层为大面积连续地层，双面板也能用，但必须合理布线且保留尽可能大面积的底层地。DDS芯片、运放芯片的电源引脚附近必须加0.1uF左右小电容耦合到地，AVDD与AGND耦合，DVDD与DGND耦合。

参考文献

[1]AD9835数据手册.Analog Devices.

[2]Walter G.Jung,OP AMP APPLICATIONS.Analog Devices.

[3]王晓元.扫频仪的原理与维修[M].北京:人民邮电出版社,1985.

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第2篇：高低频电路设计与制作范文

【关键词】2700kHz 宽带 石英晶体 滤波器

1 2700kHz石英晶体滤波器主要技术指标

2700kHz石英晶体滤波器主要技术指标 见表1。

2 滤波器的设计

通过对该产品主要技术指标和结构分析，属分立式晶体滤波器，其特点是中心频率低、通带宽度要求严、阻带宽度窄、通带波动范围小、阻带衰减抑制高、中心频率偏差小、端口阻抗阻值低、温度范围宽。

根据该滤波器的特性要求，首先依赖于满足技术要求的元件的可实现性。窄带晶体滤波器可获得的最大带宽主要决定于晶体谐振器的电容比，因此带宽受到限制。对于2700kHz晶体滤波器的实现主要取决于晶体元件的制造技术和滤波器的线路设计。采用不等量参数相同节设计法，滤波器所获得的相对带宽范围比较大，从0.3%～1%均采用此方法。针对以上情况试验最后确定该产品采用不等量参数相同节、一臂两晶体三节六极点线路形式，共12支晶体。

2.1 电路的选择

依据滤波器要求的带宽，需采用相同节不等量参数电路，即在一节滤波器电路里选用的晶体谐振器的参数不相同，按照理论设计两种晶体谐振器的参数呈倍数关系，图1为设计的电路图。

2.2 晶体谐振器的设计

由于采用一臂两晶体三节六极点线路形式，共12支晶体。根据以往的设计经验、主要技术指标、滤波器的结构和体积。选择厚度切变的AT切型，依据工作温度的要求选择35°05'的切角，石英晶片选用圆形片尺寸为Φ8.65 ，采用2种电极尺寸Φe= 3.5mm和Φe= 7.0mm

2.2.1 方案确定

由于该产品体积小、温度范围宽、频率稳定性要求高，给制作工作带来了很大的难度，根据主要技术指标，结合设计原理、滤波器工作原理、电路设计、结构设计及可靠性设计等方面要求及以往的设计经验，最终确定的设计方案如下：

a.晶片选用厚度切变的AT切型，35°05'的切角；

b.采用一臂两晶体三节六极点线路形式，共12支晶体；

c.合理安排线路布局，采用电容输入方法，隔离外部电路的干扰，控制滤波器衰减幅度。

2.2.2 晶体谐振器的频率确定

宽带晶体滤波器来说，通带带宽于晶体谐振器的等效电感和等效电容有很大关系，为了获得尽量宽的通带宽度，要使得晶体谐振器有尽量宽串并联频率间隔和尽量大的等效电容。大的等效电容需增大被银电极直径，但受矩形系数和阻带衰减的限制，因此，在选定的电极直径情况下，获取尽量大的等效电容和小等效电阻。晶体滤波器的带外寄生不能完全抑制掉，因此，要抑制晶体谐振器的寄生。

2700kHz晶片选用圆形倒边片，因为圆形片单频性好，寄生振动少。圆形倒边晶片，其串并联频率间隔为，。要获得最大的串并联频率间隔，需选取合适的滚筒进行倒边，晶体谐振器的参数见表2。

2.3 滤波器调试

调整电容和变量器初级线圈的匝数，观察网络分析仪显示屏上滤波器的衰减曲线并测试数据，使特性曲线达到最佳状态。主要质量问题：波动超差、阻带衰减达不到要求。

原因分析：该滤波器高低温波动大于2.5dB，常温情况下阻带衰减难以达到技术要求。经过实验和对问题的分析，制定相应的解决方法。

（1）低频石英晶体元件参数变化引起波动幅值变化。

温度实验时，通带波动大于2.5dB，通过分析和实验对晶片的切角及误差，误差进修正，修正后的切角为35 ?05′±1′，工作温度范围内的频率温度系数≤35ppm，对晶体谐振器参数进行优选，在装配时，选择晶体谐振器等效电容、等效电阻、频率等参数相近的装配。

（2）滤波器的分布电容控制难度大，影响阻带衰减。

由于体积的限制，元件的排线较为拥挤，分布电容较大，对滤波器的调试产生较大的影响，通过合理安排线路布局，调整滤波器衰减幅度。

（3）绕制电感线圈采用的是铁氧体环形磁芯，其温度系数对滤波器特性产生影响。

在差接桥型宽带晶体滤波器中，影响滤波特性温度稳定性的，则主要是电感线圈和电容器的温度稳定性，铁氧体环形磁芯其导磁率随温度变化而发生改变，通过对铁氧体环形磁芯批次进行筛选，挑选与晶体谐振器和电容温度系数相匹配的铁氧体环形磁芯，绕制的电感线圈满足滤波器的温度特性要求。

3 滤波器的测试

按照上述设计方案，通过滤波器的装配、高低温筛选、老化、封装。经测试滤波器符合技术指标要求。其测试结果见表3。

从测试数据可以看出，测试结果满足技术指标的要求。

通过此次滤波器的设计和制作，在晶体滤波器的理论上对不等量参数相同节的设计方法有了更深的认识，在滤波器的调试中，高低温工作状态是制作中的重点。不等量参数相同节晶体滤波器电路是宽带滤波器较好的设计方法，对其他频率段也进行了尝试，获得了满意的结果。

参考文献

[1]冯志礼，王之兴.晶体滤波器[M].北京：宇航出版社，1987，P181-184.

[2]Zverev A.L.Hand book of filter synthesis ，Wiley，1967.

[3]周浩中等.带宽晶体滤波器的实现方法[J].压电晶体技术，1997（01）.

[4]矫志伟.高频中等带宽滤波器的研制[J].压电晶体技术，1988（01）.

[5]李忠诚.现代晶体滤波器设计[M].北京：国防工业出版社，1981，227.

第3篇：高低频电路设计与制作范文

3.大连理工大学 电子信息与电气工程学部， 辽宁，大连116024; 4.大连理工大学 土木工程学院， 辽宁 大连116024)

摘要：给出了将无线传感技术用于低频结构振动检测，以判定其结构寿命和损伤情况的无线振动检测系统的设计方法。提出了系统的总体架构；分析了加速度传感器的选取方法，从而完成了无线传感节点与基站的设计；并用实验验证了无线检测系统的低频特性。结果表明：这一种低频无线振动检测系统具有良好的低频性能，且无线节点无需布线、方便安装，十分适合应用在低频结构物的振动检测中，具有很好的应用前景。

关键词：低频结构； 振动检测； 加速度； 无线传感节点； 基站

中图分类号：TN99文献标识码：A

文章编号：20951302(2011)04003704

Development and Experiment of the Wireless Lowfrequency Vibration Detection System 

LI Zhirui1, YU Yan1, ZHOU Lei2 ZHANG Chuanjie2, WANG Jie3, OU Jinping4

(1.School of Electronic Science and Technology, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China;

2. Offshore Oil Engineering Co., Ltd., Tianjin 300451, China;

3. Faculty of Electronic Information and Electrical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China;

4. School of Civil and Hydraulic Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China)

Abstract： Vibration detection is an effective means to determine the injuries and remaining life of such lowfrequency structures as offshore platform. This paper presents a wireless lowfrequency vibration detection system based on wireless sensor technology. Firstly, the architecture of overall system is proposed, secondly, the lowfrequency acceleration sensor is selected, and then wireless sensor node and base station are integrated; finally, an experiment is conducted to verify the system′s low frequency characteristics. The experimental results show that the wireless lowfrequency vibration detection system has a satisfactory lowfrequency performance, and wireless sensor nodes need no cabling and are easy to install, therefore it is suitable to be applied to lowfrequency structures with a wide application foreground and practical value.

Keywords： lowfrequency structures; vibration detection; acceleration; wireless sensor node; base station



收稿日期：20110325

基金项目：国家863项目“基于振动检测的现役海洋平台结构安全评估技术研究”(2008AA092701)的资助。

0引言

大型土木工程结构(如海洋平台、大坝、悬索桥等)在其服役期间，往往会受到各种环境荷载的共同作用而产生各种形式的振动，这些振动一般以低频为主，是一类低频结构物。一般地说，低频振动是指频率在5~10 Hz以下的振动,由于其振动加速度值不大，对人的直观感受影响较小，因而常常被人们忽略［1］。但是，对于这些大型工程结构而言，长期持续的振动却会影响结构的正常运行以及结构物的强度与寿命，严重的还会对结构造成损坏。因此，对这些大型结构进行无损振动检测，确保其工作的安全性、可靠性是一个重要的研究课题。

振动检测的基本原理是利用传感器提取结构物的振动信号，通过智能算法对振动数据进行分析处理，最后获知结构的损伤情况以采取相应的措施［2］。目前对结构的无损振动检测，主要是测量加速度参量，再经过一次或两次积分得到速度或位移参量。因此，基本的工作就是对结构振动数据的采集，即对加速度信号的获取。因此，低频加速度传感器的选取是测量精度高低的关键。

传统的振动检测多采用有线的方式测量振动数据，并进行分析、处理与判断。但是，对于大型土木结构而言，有线方式存在难以布线、耗资巨大、后期维护困难等问题［3］。随着无线传感技术的发展，用无线代替有线进行数据传输更为方便和快捷。

本文运用基于ZigBee的无线星型网络结构来进行设计，并在分析选用低频加速度传感器的基础上，采用模块化方法制作无线传感节点与基站，最后通过实验对无线振动检测系统的低频特性进行验证。

1无线振动检测系统架构

无线振动检测系统实际上就是现有的无线传感网络技术在振动检测领域的一种应用。无线传感器网络(WSN)是随着传感器技术、无线通信技术等发展起来的一门新型交叉学科。它由放置在监测环境内的大量微型传感器节点组成，这些传感器节点集成有传感器、数据处理单元和通信模块，它们通过无线信道相连，自组织地构成网络系统［4］。一般来讲，整个系统可分为数据采集部分、数据传输部分和数据处理部分。无线振动检测系统的架构如图1所示。

图1无线振动检测系统架构图

本研究选用星型网络拓扑结构来进行设计，它由一个基站和多个无线传感节点组成。基站作为中央节点，主要负责对网络中的各传感节点发送响应指令，接收各传感节点传送数据并对数据进行后期处理；各传感节点用来响应基站指令并对振动信号进行采集，最后将振动数据以无线数据包的形式发给基站。

2无线传感节点的设计

无线传感节点是无线振动检测系统的重要组成部分，它是利用现有的MEMS技术和嵌入式技术器件集成起来的。节点采用模块化的设计方式［5］，由超低频加速度传感器、传感器接口单元、微处理器、无线模块、存储器、电源管理模块等部分组成。图2所示是无线传感节点的组成框图。

2.1加速度传感器的选取

超低频振动信号检测属于弱信号检测范畴，对加速度传感器的低频特性、灵敏度等要求较高。由于振动频率低, 一般传感器的机械固有频率难以达到，可能导致在测量时，传感器的信噪比低,输出信号极其微弱, 完全“淹没”在噪声中而难以拾取。因此，低频加速度传感器的选取是一个关键，其性能优劣直接影响到被测信号的精度与有效性。

图2无线传感节点模块图

经过比较，本设计选取力平衡传感器作为低频振动加速度信号的拾取单元。力平衡式加速度传感器一般先将被测量转换成力或力矩，然后用反馈力调节平衡系统的闭环传感器。它的设计是通过激励信号调制、解调，加入力反馈进行电压输出进行的。输出电压的大小与电容极板运动位移成正比，而电容极板的位移量与传感器外壳体运动的加速度成正比。因此，电容中间极板的输出电压所对应的就是传感器壳体的运动加速度［6］。

力平衡加速度传感器目前主要应用于超低频和低加速度的测量，同时具有动态范围大、测量精度高等特点。

2.2无线传感节点硬件电路

加速度传感器与传感器接口单元配合使用可构成数据采集单元。传感器接口单元则由多路选择器(MUX)与模数转换器(ADC)构成，多路选择器用于加速度通道的选取，模数转换器用于实现模拟量(电压信号)到数字量的A/D转换。

微处理单元(MCU)可选用TI公司的高性能16位微处理器MSP430F5438，该处理器具有良好的低功耗特性，可满足无线传感节点低功耗和快速数据处理的设计要求；存储单元选用NAND型大容量Flash存储器，该存储器具有体积小、存储容量大等特点，可满足对大量振动数据的缓存处理要求。

无线传感节点选用具有安全、可靠、可充电的集成+24 V锂电池进行供电。由于传感节点各模块单元所需电压不尽相同(需要±15 V、±12 V、+3.3 V电压)。为了获得各模块所需电压以及减少电压纹波影响，电源电路设计采用两级变换结构。第一级采用DC/DC芯片实现+24 V到±15 V以及+3.3 V的变换，第二级采用LDO芯片实现±15 V到±12 V的变换。

2.3无线模块设计

无线模块用于数据的无线交互，实现传感节点与基站间的数据无线传输。本文采用基于ZigBee无线通信协议的芯片进行设计。ZigBee是工作在ISM(工业科学医疗)频段的专注于低功耗、低成本、低速率的短距离无线网络通信技术。

无线模块由无线射频芯片CC2520与放大前端CC2591及其电路组成。CC2520是TI公司符合IEEE 802.15.4标准规范的第二代ZigBee低功耗射频收发器，工作于2.4 GHz的ISM免许可证频段。CC2591是一种工作在2.4 GHz的射频放大器，能够提高无线信号的发射功率和接收灵敏度，增加无线信号的强度和传输距离［7］。

3基站

基站可由无线模块、串口服务器、PC机以及嵌入式采集软件构成。无线模块主要用于与无线传感节点的数据交互，通常由一个控制端和多个通信端组成。控制端用于向各传感节点发送指令，建立通信网络；通信端用于接收传感节点发送过来的振动数据包。由于振动数据量比较大，无线通信采用的是点对点的通信方式，即一个无线传感节点对应一个通信端。

无线模块与PC机通过串口方式相连。目前,通过PC机的RS 232串行接口与外部设备进行通讯,是许多测控系统中常用的一种通信解决方案。但是，随着计算机技术的发展，PC机上预留的串口越来越少，有些更是没有串口，无法满足本设计对串口的需求，需要进行扩展。本设计选用USB型串口服务器，它可以把串口接收的数据以USB的方式传送到PC机中，而且具有灵活、简单、方便、快捷等优点。

PC机中嵌入的智能采集软件主要完成端口配置，同时完成发送指令、建立网络，接收数据包，对数据进行分析处理等功能。通常由基本设置、实时采集、历史波形查看、数据导出、数据分析等模块组成。

4实验与数据分析

设计一个单摆实验装置可进行低频振动实验。由单摆的周期公式T=2πl/g可以看出，摆长不同，则周期(频率)不同。同此可见，控制摆长就可以得到我们所需要的低频信号。

双线摆低频振动实验方案图与实验现场图分别如图3和图4所示。

图3单摆实验方案框图

图4单摆实验实物图

将有线加速度传感器与无线加速度传感器共同放置在单摆装置的吊篮中心位置处，并用强磁铁紧紧固定，有线传感器与NI的采集仪(PXI-4472)相连进行振动信号采集。无线传感器与无线传感节点相连，并通过与基站的无线交互，可实现振动信号的提取。

实验中，可对单摆进行激励以使其摆动，并尽量控制振幅，使其在摆角＜5°的小振幅下做阻尼摆动。然后用无线与有线同步采集，采集频率均为100 Hz。利用Matlab对数据进行处理，再比较有线与无线的时域与频域波形。设置摆长为0.9 m和2.2 m进行实验的时域与频域分析图如图5与图6所示。

通过时域图可以看出，无线与有线波形基本吻合，频域方面对一阶频率进行差别计算，差别=(实测结果-单摆固有频率)/单摆固有频率，单位为%。表1和表2所列分别是0.9 m和2.2 m摆长时，无线与有线的频率比较，由表1与表2可见，其差别很小，均在可控范围内。也可对无线与有线的相对误差进行计算，0.9 m时的相对误差为Ef=|fwireless-fwire|/fwire≈0.39%；2.2 m时的相对误差为Ef=|fwireless-fwire|/fwire≈1.19%。实验结果比较好的反映了单摆的低频振动特性。另外，无线传输误差较大的原因是存在数据丢失的问题，也是下一步将进行改进的课题。

图50.9m摆长时域与频域分析

图62.2 m摆长时域与频域分析

表1无线与有线频率比较(0.9m摆长)

无线有线固有频率

1st0.5290.5270.525

差别0.760.38

[LL]

表2无线与有线频率比较(2.2 m摆长)

无线有线固有频率

1st0.3410.3370.336

差别1.490.30



从图形和误差分析可以看出，无线低频检测系统能很好地反映低频信号的振动情况，低频性能良好、无线传输可靠，适合应用于低频结构的振动测试当中。

5结论

本文针对低频结构的振动检测，结合无线传感技术，给出了一种无线低频振动检测系统的设计方法。该系统集成了低频加速度传感器、无线传感节点、基站等装置。为验证该系统的低频性能，本文还给出了单摆实验装置。实验结果表明，本系统适合应用在低频结构的振动检测中。所设计的无线传感节点具有低功耗、无需布线、可超低频测量等特点，本设计与基站配合构成的检测系统为低频结构振动检测提供了一种新方法，具有广阔的应用前景。

参考文献

［1］严普强,乔陶鹏.工程中的低频测量与其传感器\[J\].振动测试与诊断,2002,22(4):247253.

［2］周智,欧进萍.土木工程智能健康监测与诊断系统［J］.传感器技术,2001,20(11):14.

［3］喻言,欧进萍.海洋平台结构振动监测的无线传感实验研究［J］.哈尔滨工业大学学报,2007,39(2):187190.

［4］孙利民.无线传感器网络［M］.北京:清华大学出版社,2005.

［5］YU Yan, QU Jinping. Design, calibration and application of wireless sensors for structural global and local monitoring of civil infrastructures［J］. Smart Structures and Systems, 2010, 6(5): 641659.

［6］李彩华,李小军,颜世菊.无方向性力平衡加速度传感器设计［J］.传感器与微系统,2008,27(11):7880.

［7］Texas Instruments. CC2520 Datasheet［EB/OL］. 省略, 2009.

第4篇：高低频电路设计与制作范文

电子信息工程技术专业是电子信息技术与计算机技术发展的产物，是电子技术和信息技术方面较宽口径专业。电子信息工程技术专业是通过学习电子技术、计算机技术、信息系统相关的专业基础知识，培养具有能够从事电子产品及设备的技术开发、工艺编制、质量控制管理、安装调试、技术服务和企业生产管理等工作岗位，具有职业生涯发展基础的高技术技能型人才。电子信息工程技术专业是一门理论联系实际，注重实践操作、实验运用的专业学科。实验课、实践课是本专业课程的重要组成部分，也是培养学生动手能力、实操技巧及其创新素养的重要途径。然而现阶段，在专业课程实验教学中存在的问题层出不穷，实验教学情景不容乐观，效果不理想。如何提高实验教学的有效性，激发学生的学习兴趣，培养企业发展需要的高技术技能型人才？笔者结合多年来的教学经验，浅析了电子信息工程技术专业实验教学中存在的问题，及其实验教学改革的探讨与实践。

1 电子信息工程技术专业课程实验教学存在的问题

1.1 实验教学的思想和观念落后

现阶段，随着科学技术与实验手段的不断发展，实验实训对教学活动的作用越来越大。实验活动教学能有效地将专业理论与实践活动结合起来，在加深学生对基础知识理解和把握的同时，提高了学生动手操作能力、独立探索能力，激发了学生科学研究的兴趣，树立了学生自主学习的意识和习惯，大大提高了教学活动的有效性。但是，目前大部分高校的电子信息工程技术专业的实验教学理念落后，实验教学思想守旧，存在重理论轻实验的现象较为普遍。在教学活动中许多老师过于强调理论知识的重要性、完整性，忽视了实验实训课程的教学。甚至有些教师由于“应试教育”思想的影响，对实验教学存在片面的认知，认为实验教学仅服务于理论知识的教学。实验教学的重要性没有引起广大教师的重视，阻碍了电子信息工程技术专业实验教学的改革发展进程。

1.2 实验教学的内容陈旧

实验教学是电子信息工程技术专业课程教学的重要组成部分（特别在高职教育方面，要求达1∶1），也是提高学生专业技术技巧，培养学生实操能力和创新思维的重要保障。实验内容是实验活动的灵魂主体，直接影响实验教学成效的关键因素。在目前电子信息工程技术专业课程实验教学中，实验教学成效不明显，教学有效性不高。究其原因主要是由于实验内容陈旧，脱离了电子信息工程技术实际发展的需要，与企业应用的新技术脱节。在实验课程教学中，只局限于演示性、验证性的实验项目，而应用性、论证性、综合性的实验项目较少。特别是随着电子信息技术的快速发展，专业课程资源、教材更新变化快速的情境下，课程教学实验仍然沿袭采用多年前编写的讲义、指导书，导致了教学与技术发展相脱离、相冲突的现状。

1.3 实验教学的方式方法呆板单一、过于程序化

实验教学法，是指学生在教师的指导下，使用一定的设备和材料，通过控制条件的操作过程，引起实验对象的某些变化，从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。学生是实验教学活动的主体和核心，教师在教学中应当扮演的角色是组织者、引导者。但在电子信息工程技术专业实验教学中，大部分教师“包办”实验教学，形成以教师为中心的说教式教学模式。学生的主体地位得不到体现，学生只是对实验步骤、实验计划按部就班的操作演练，实验教学方式方法呆板单一、过于程序化。通过实验教学，学生的创新意识、逻辑思维得不到提高，学生无法找到实验教学所具有的乐趣和魅力，从而缺少对实验教学的兴趣和热情，大大降低了实验教学活动的效果。

1.4 实验教学的仪器、设备落后、陈旧

实验教学的仪器、设备是实验教学活动的基础前提。因此，确保实验教学器材、设备的先进性是各大高校实验课程教学的首要任务，也是提高实验教学成效的重要组成部分。现阶段，随着电子信息工程技术的不断发展，实验仪器、实验设备也不断更新换代。然而高校专业课程教学活动中的实验设备仍较为落后、陈旧，很大部分停留在教学设备不是企业生产设备，与企业先进的实际应用设备有很大的差距，很大程度上影响了实验教学质量和教学效果，降低了实验教学的有效性。学校对实验课程教学的仪器、设备的投资资金相对较少、实验建设资金不足，实验经费短缺，仪器设备陈旧，仪器性能较差等等问题。形成了高校专业课程实验教学所培养的电子信息技术人才与社会企业发展所需要的高技术技能型人才不相符，达不到现代化企业人才招聘要求的现状。

1.5 实验教学的开放性不够

实验室开放是现代化实验教学发展的必然要求，也是提高学生实验能力、创新能力，激发学生实验兴趣，培养学生独立自主学习和终身学习理念的重要途径。实验室开放是指学校的实验基地、实验馆为学生打开大门，学生可以“自由”利用自己的时间，合理有效地安排实验实践练习、实验操作任务。良好的实验环境、实验氛围能够提高学生实验活动的积极性和主动性，也有利于培养学生务实的实验态度、实验创新的能力和自主学习能力。但是，现阶段各大高校实验教学的开放性不够，学生开展实验活动只能在短暂的实验教学课程中，只能完成老师规定的实验任务，实验时间极为有限。

2 电子信息工程技术实验教学改革的对策探讨

2.1 转变观念，提升理论与实验并重的教学模式

理论知识是指导实验活动的前提基础，而实验是佐证理论、加深知识理解把握的有效教学环节之一。在电子信息工程技术专业课程教学中，笔者认为，教学活动的第一任务应当是转变“重理论轻实验”的教学理念（特别是高职院校），坚持理论与实验并中的教学模式。这需要在教学中，教师应当树立理论、实验的现代化教学观念，注重实验课程教学活动的同时，积极转变学生的实验观、学习观，加强学生对实验教学重要性的认知。其次，实验课程是电子信息工程技术专业课程体系的重要组成部分，学校应当优化课程体系，强调加大实验教学课程、特别是专业核心课程的实验教学学时比重，注重提高对有利于提高学生电子信息产品设计能力、创新能力等等实验课程的教学课时。如《电子元器件及其应用实训》、《单片机应用技术》、《电子产品设计与制作》和《智能电子产品综合开发与制作》等等。

2.2 重视加大实验教学内容改革

实验教学改革是现阶段各大高校新课程教学改革的重要组成部分，也是提高实验教学课程有效性，保证实验教学质量的重要途径。在重视加大实验活动课程，保障足量实验时间的基础上，还要加强对实验内容的改革，从根本上提高实验教学活动的实用性。实验内容直接决定了实验活动教学质量的高低，也影响着学生创新能力、实操能力的培养和提高。因此，实验教学内容的改革是各大高校专业课程改革的重点和难点。怎样才能有效的开展实验教学内容的改革，培养与企业发展相适应的高技术技能型人才，满足我国经济发展对高素质人才的需求？第一，与时俱进，结合现阶段电子信息技术发展中新知识、新技术，编写适应现代化企业生产需要的实验教学内容（项目教学）。其次，增加具有应用性、设计性、综合性的实验项目，减少演示性、验证性的实验项目，开设能够培养学生的创新能力、实际应用能力的实验项目。第三，实验内容应当遵循“由浅入深”“循序渐进”的教学规律，加强专业内各个实验、各学科之间的内在联系。

2.3 改革并丰富实验教学的方式、方法

教学方法是教师和学生为了实现共同的教学目标，完成共同的教学任务，在教学过程中运用的方式与手段。教学方法在一定程度上决定了教学活动成败，正确的教学方法往往有省时省力、事半功倍的重要作用。改革实验教学方法，打破传统的“照方抓药式”“说教式”的被动教学模式，采用以学生为主体，激发学生的实验兴趣的启发式、引导式、探索式、总结方式，创新实验活动方法，已经逐渐成为高校实验课程教学改革的方向。在电子信息工程实验课程教学中，应当注意从以下几个方面出发：第一，以“精讲”引导为主。教师在实验活动教学中，应当打破“包办”的教学模式，实施以精讲引导为主的教学方法。也就是说在教学中，教师要加大对实验基本思想、及其安全注意事项的讲解，对实验步骤、基本操作、实验可能遇到的问题及结果等应当粗讲或不讲，让学生从实验活动中自主的摸索、思考，发现问题，解决问题。第二，充分利用现代化的教学资源和手段，开展多媒体教学。多媒体教学可以有效的节约课堂时间，从而扩大实验教学内容的信息容量，保障了学生的动手操作时间的同时，多角度的刺激学生的感官，吸引学生的注意力，提高实验教学的效果。

2.4 充分利用各种仿真软件，开设仿真实验

仿真实验是相对于真实实验而言，是实验活动发展的重要历程。实验仿真是利用各种仿真软件技术（如Proteus、Multisim等），以计算机为载体，在仿真软件平台运用相关编辑菜单对实验内容进行简单的电路设计，由仿真软件自动的完成逻辑编译和程序运行，从而形象生动地演示实验活动流程和结果，更易激发学生注意力，接近企业实际操作，能收到更好的实验教学后果。软件仿真实验有利于提高了实验电路设计和调试的效率，规避实验活动风险，还有利于节约实验成本，减少实验活动教学的开销。比如说，在电子信息工程技术专业实验课程中，包括《电路基础》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《高频电子技术》、《单片机应用技术》、《EDA技术》等课程，从直流电路的简单实验到交流电路测试、时域分析、低频、中频乃至高频放大器、脉冲数字电路及实际应用电路设计和调试等几十个实验项目中，都可以有效的利用仿真软件技术，设计和运行计算机程序，开展仿真实验教学。