电路设计原理范文10篇

时间:2023-10-18 17:18:58

电路设计原理

电路设计原理范文篇1

1Proteus仿真软件简述

Proteus软件是英国LabCenterElectronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总为广州风标电子技术有限公司)。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及器件。它是目前比较好的仿真单片机及器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。该软件包含ISIS和ARES两个软件部分,这两个部分在大环境下扮演着两个不同的重要角色,都有着举足轻重的作用。在日常工作中,ARES部分是用来当PCB设计工作的助手,进行有效辅佐,而ISIS则是主要负责在仿真开启的环境下对电路原理和模拟电路的设计工作。

2Proteus仿真软件进行仿真电路设计的过程分析

在电子电路实训过程中,proteus仿真软件在进行仿真电路设计时,要在软件编辑界面,按照需要模拟的实际电路思路,设计出一套最符合实际情况的电子电路图,再通过许多相关数据计算,尽可能在最短的时间内完成对电路的初步设计和对数据的测量与计算整理,最后完成整体的模拟电路设计,然后利用软件的电路生成功能,输出最后的电路设计图。为了确保电路设计的顺利进行,仿真电路设计过程可以这样:先确定核实设计项目,然后运行proteus软件,绘制初步的电路原理图,然后根据原理确定需要的元件种类和数量,启动仿真系统,用虚拟仪器检测然后读出数据,分析结果,如不符合要求,对元件或者电路作适当修改然后再次检测,当符合要求时,要对电路进行完善,确定无误后敲定最终设计方案,然后系统自动生成电路图。

3Proteus仿真软件的仿真电路设计与调试

在进行电路工作前,相关人员要检查虚拟测量仪器与被测量点的两个终端是否处于正常连接状态,还要确定信号源良好的接地情况,其中还要注意示波器与地线的连接状况。测量结束后要确保测量结果是GND的相反波形,有利于后续对电路的研究。实验过程中,要时刻注意电压表,电流表的指针位置,而在仿真电路时,要注意串联电路中电流指针的指数,如有任何问题,要及时地在相应的执行操作界面,通过网络,对电压作出适当调整,然后继续进行仿真电路的研究试验,推动proteus仿真软件在电子电路设计应用中的发展。

4Proteus仿真软件的实用电路分析

在今后的与电路设计有关的工作当中,我们不光要充分发挥并发展proteus仿真软件,还要通过合理的方法来判断研究proteus仿真软件在未来电路研究中的发展趋势,然后进行相应改进。而proteus软件还需要通过传感器电路,正弦电路等实用电路中不断的进行试验和探索,最后才能把此项技术落实到实际电子科技产品的生产环节当中去。所以,我们再使用该软件进行电路设计和分析时,要把重点放到传感器电路和正弦电路等电路的实用性上,结合实际情况探究,才能更好地让软件适用于各种实用电路的应用。还能开发出仿真系统的其他用法和功能,促使电子行业发展,为以后的研究工作打下坚实的基础。

5结语

综上所述,现阶段proteus仿真软件的应用已经十分广泛,而其使用功能也十分便利和强大,在进行电子电路设计时,为了能够更深刻研究电路的工作情况,更准确地对电路中存在的不足之处进行调整,我们要进一步对软件进行挖掘研究,明确操作规范,开发出更实用的功能以便使用。还能改善传统的电子电路设计工作,并检测出其中的缺陷,为降低电路实验成本,更有效地完成实验和缩短实验时间等方面,都有积极的推进意义。

作者:侯彬 单位:东北石油大学秦皇岛分校

参考文祥

电路设计原理范文篇2

近年来,我国电子技术获得突飞猛进发展,新型元器件和集成电路得以广泛应用,电集成化与复杂化显然已成为新时期电路设计的发展趋势。为更好满足当代电路设计需求,利用电子线路CAD技术取代传统的手工操作很有必要。在电子线路CAD技术的辅助下,电路设计的精密度将获得可靠保障。电子线路CAD技术的应用,其实是电路设计者在电路设计理论上具有可行性的基础上,通过计算机绘图、设计软件等工具,完成实际的设计工具。在电子线路CAD技术的帮助下,电路设计工作的效率与质量均将得以显著提升。目前,电子线路CAD技术在电子设计中的应用主要包括以下内容:

1.1电路图的设计。作为电子设计中的重要环节,设计结构完善、功能全面的电路图很有必要,这是确保电子设计最终产物能够正常使用的根本保障。在电子设计者进行电路原理图的设计工作时,完全可以借助Protel工具,实现原理图的输入。Protel蕴藏着资源丰富的电子器件库,在Protel的辅助下,设计者在绘图期间能够结合设计需求,灵活使用各类电子器件,大大简化了设计的工作量,同时提高了电路原理图的精密度。譬如,使用者绘制完成元器件后,可以根据自己的想象,将其放在任何一个位置,仅需通过拖动就能实现,无需进行其他调整参数等操作。

1.2模拟数据。电子线路CAD技术还能起到模拟数据的作用,以便设计者根据模拟电路运行产生的数据,检验电路设计有无异常。同时,可结合模拟数据,对电路进行更深层次的分析。Protel软件本身自带多种模拟功能,设计者可通过模拟功能的运用,对电子设计在通电情况下的温度、瞬态、灵敏度等情况有一个初步的了解,以确保该电路的功能是否达到预期效果。另外,还可利用数据模拟,了解电路各环节的运行情况,以便设计者及时察觉线路异常,并尽快采取措施进行调整。

1.3设计PCB板。利用Protel软件,将电路设计图进行布线,最终形成的电路板即为PCB板。PCB板的设计,离不开电路原理图的导入,而电路原理图的导入工作,势必需要借助Protel软件的数据模拟功能。同时,为确保PCB板的设计达到理想效果,电路原理图与PCB板中的各类元器件的电气特点务必要保持一致。只有这样,设计者才能借助Prote软件的布线功能完成布线工作,并在后期,通过人工调整的方式,进一步改善布线工作的效果,使电路布线更加精确、整洁。

2运用电子线路CAD技术提高电子设计课程教学质量的有效建议

电子线路CAD课程是一门理论与实际结合性很强,具有一定实践性的新兴课程,是当代电子信息技术专业的核心课程之一。电子线路CAD课程的主要目的,是帮助锻炼学生PCB板的设计能力,能够结合设计需要,完成各种类型的PCB板布局与布线。作为电子信息技术专业的高职学生,务必要掌握:CAD软件的应用能力、原理图绘制能力、原理图元件制作能力。PCB板设计能力、新元件封装制作能力、单面PCB板设计与编辑。双面PCB板设计与编辑,并了解一定的有关多层PCB板设计与编辑以及电子线路仿真知识。结合电子线路CAD技术在电子设计中的应用情况来看,为能有效完成电子线路设计工作,全面落实电子线路CAD技术的教学很有必要。然而,从目前教学工作开展情况来看,在高职电子设计课程的教学工作中,电子线路CAD技术的应用并没有达到理想效果。学生在对电子线路CAD技术始终无法真正掌握电子线路CAD技术,也不能通过灵活应用该技术,顺利完成电子设计工作。学生对该技术的学习,往往只是停留在对理论知识的理解,对实践操作方面的内容,多呈现出临时性记忆的特点,一旦离开教师的辅导或一定时间未接触,就会出现无从下手的情况。针对这一问题,结合发达国家成功经验,发现运用以行动为向导的项目教学法效果更佳。告知电子设计课程在教学过程中,应遵循以下基本原则:

(1)先整体后具体。在开展CAD技术的教学工作时,教师应提前对该技术的应用价值与学习意义进行介绍,告知学生这一知识要点的学习难度与学习目的,使学生做好充分的心理准备后,再进行各项目的教学与实践;

(2)循序渐进。学生初步接触CAD技术时,教师注意引导学生进行简单尝试,带领学生运用该技术进行难度系数低的电子设计,然后不断增减难度,由浅入深,加强学生运用该技术的能力。比如说,相较于高频电子产品,低频电子产品的电路设计更为简单,教师在带领学生进行学习时,应从低频电子产品的设计入手,待学生完全掌握操作技能后,再逐渐转向高频电子产品的电路设计;

(3)鼓励创新。在使用CAD技术进行电子设计时,教师应在学生CAD技术掌握到一定程度时,鼓励学生积极创新,进一步增强学生电子线路CAD技术应用的灵活性;

(4)要求学生将理论落实到实践。子在学生运用CAD技术完成电子设计任务时,教师应要求学生将设计转化为成品,而不是停留在电脑的设计。将设计转化为成品,能有效激发学生学习成就感,使学生更加直观的感受到CAD技术的魅力,今后愿意更加专注地投入学习。

3结束语

电路设计原理范文篇3

【关键词】电子技术;课程改革;电路设计

电子技术课程设计是为提高电子工程及相关专业本科学生理论应用能力和实践能力而开设的重要课程之一[1],电子技术课程设计实训是电子类专业基础课[2],是基于学习了电路分析、模拟电路、数字电路等课程的前提下开展的一门实训课[3],课程主要是学生利用已学的理论知识设计具有一定功能的系统,着重于学生动手设计能力的培养。本文以广西民族师范学院电子信息工程专业中电子技术课程设计实训为例,该课程改革前主要是通过购买具有一定功能的印刷板套件,然后学生通过套件的电路焊接文件、电子器件进行焊接调试,最终教师通过学生焊接板子的质量、美观度、功能是否完全等情况进行考评,这样造成了学生对系统中电路的原理不求甚解,只求按照电路焊接文件焊接出结果为目标,虽然很大部分学生都能按照原理图焊接、调试成功,但是经调查,很大部分学生都觉得这样的实训课没有学到什么有用的知识,只会焊接电路板。为什么会造成这样的结果呢?第一是课程的考评环节太过简单;第二是课程教学中缺乏对电子技术的自主设计环节;第三是实训过程中焊接、调试遇到问题太少,造成这样的问题就是给学生发放的印刷板本来就是经过厂家调试好的电路板了,只要按照原理图焊接,一般情况不会出错。基于这三个方面,有必要对广西民族师范学院电子信息工程专业中电子技术课程设计实训进行改革。

1电子技术课程设计实训课程设计改革

电子技术课程设计实训课程主要从三个方面来提高学生的动手能力,第一是电路的焊接技术;第二个是电路系统的设计能力;第三个是电路系统的调试能力。广西民族师范学院电子信息工程专业改革前只重视电路的焊接技术,忽视了后面两种能力的培养,造成学生厌学,对电子技术课程技术实训课缺乏兴趣。以下是文章对着这三方面进行改革的看法。

1.1课程设计中电路焊接技术教学的改革

电子电路的组装与焊接在电子技术课程设计中具有非常重要的地位,它是将理论电路转换为实际电路的过程,组装及焊接的优劣,不仅影响外观质量,还直接影响电路的性能[4]。任何一位优秀的电子工程师都是从焊接技术开始起步的,焊接技术的好坏直接影响后续电路调试的复杂度,如果在电路系统调试前焊接技术不过关,焊接出来的板子错漏百出,估计在后续调试电路中会花费很大的精力在电路的断路、短路、器件放置错误等低级的问题上[5],这不仅给后续加大了难度,而且调试出来的电路也是不稳定的,在工厂里这类产品属于次品。为了提高学生的焊接技术,文章进行了以下几部分改革。第一,增加学生焊接的难度,把之前直接购买的印刷PCB电路板作为焊接改成了直接利用万能板作为焊接对象,这时学生就不会有完美的板子作为焊接的支撑了,需要学生焊接板子需要通过电路原理图进行板子的布局、布线,如果当中遇到跳线或者焊盘脱落了的问题,学生自己想办法解决。第二,增加学生焊接原理图的难度,这样学生焊接的原理图文件就不是单一的功能电路,而是一个完整的电路系统,需要学生在了解电路系统的工作原理上方能更好地进行焊接,这跟改革前不一样,改革前是购买单一的功放电路、流水灯电路等单一功能,从原理图上加大难度,一方面是增加学生对原理的认识和了解,另一方面是让学生重视焊接是为原理图设计做铺垫的,只有很好地理解原理图才能在焊接环节中减少不必要的错误。第三,加大考评的力度和维度,不单是从焊接后电路系统功能是否完成进行考评,从焊接过程的操作方式方法、焊点的圆润情况、功能是否完成、布局布线是否合理、板子是否美观等作为评价学生在焊接技术部分的成绩。不仅焊接技术在进行以上三个方面的改革,同时在改革之中,还要融入思政教育,让学生了解什么是工匠精神。

1.2课程设计中电路设计教学的改革

广西民族师范学院电子信息工程专业中电子技术课程设计实训课程改革前完全忽视了电路设计环节,没有在设计环节培养学生思考解答问题的方法、途径的能力,一味地重视焊接技术。针对这些问题,在该课程中添加电路设计的环节,以2020年电子技术课程设计实训中添加的设计环节的题目为例展开说明。在2020年春季期,为期一周的电子信息工程专业181和182班的电子技术课程设计实训中,在学生练习、掌握了焊接技术的基础上,在最后面的三天实训中以课程设计的方式出了一道声控灯的电路设计题目,要求学生完成声音震动的检测,声光报警控制,以及可调节该电路声音震动的灵敏度,调节声光报警延迟的时间。同时要求学生实训后以此为课程设计的题目撰写实训报告,在实训报告中阐明实现题目所有功能可行的方案,并且选出最优方案,而且说明在实训过程中遇到的问题、解决的方法,等等。当设计电路的题目发放给学生以后,本来就缺乏数字电路、模拟电路的电路基础知识的学生,会遇到很多的问题。指导老师会一步一步指导他们分组讨论电路设计的方案,并指引他们利用仿真软件Protues先仿真自己设计的方案,然后仿真功能完成后再进行线下万用板布局布线进行焊接。在利用仿真软件中发现声音传感器根本仿真不了,这时需要指导学生把问题转移,理解声音传感器的工作原理后利用滑动变阻器和电阻串联模拟声音传感器电压模拟量的输出,最后完成电路的设计仿真,同时在教学中指导学生通过上网获取有用的资料,比如设计电路中利用的NE555芯片、LM393芯片等资料。教师就是通过在教学中坚持“以学生为中心”的教学模式,添加难度适当的课程设计题目,并且在学生设计电路中充当组织、指导、辅导、答疑的角色,让学生感受一下设计电路中从无到有,最终仿真成功的喜悦。

1.3课程设计中调试系统教学的改革

电子技术课程设计实训课程的调试是整个课程设计最关键的部分,所谓调试就是检验设计的电路系统原理是否正确,焊接技术是否有短路、断路等问题,电子电路本身的类型非常复杂和多样,每个电子电路的设计和调试过程也有很大的不同[6]。当然更需要考虑到电磁干扰等问题,它是决定整个课程设计成败的关键因素。在改革前都是通过指引学生反复利用万用表检测相关电路的某些测试点电压,并以此判断某部分电路是否出现问题。改革后,第一,加大学生对相关仪器设备的使用的种类,不单有万用表,还有示波器、信号发生器、频率计、频谱分析仪等,让学生在调试过程中选择更适合自己的检测工具,比如在测试芯片NE555的时候,指导学生利用示波器观察输出信号的频率以及电压大小;第二,差异化指导,一个班级的学生在调试过程中会出现不同的问题,这需要教师针对不同学生进行不同的指导,然后将同学出现的类似问题在课后分享给同学们,让他们在自己的调试中获得直接经验的同时也收获间接经验;第三,个性化指导,针对个别学生在调试到某个步骤实在进行不下去,这时就需要教师亲自下沉一线,把遇到的现象产生的原因以及解决的方案讲解给同学,让学生知道老师解决问题的方法和步骤,从而调整自己的调试步骤和方案;第四,严苛考评,针对课程设计已经调试成功的同学进行验收答辩,特别是针对电路设计中某个重要器件的作用进行答辩,让学生在调试中重新认识电路系统的原理,明白理论与实践是有差异的,而且让学生分析产生差异的原因,以此倒逼学生再次深刻理解课程设计题目的原理。

2结果

文章对广西民族师范学院电子信息工程专业的电子技术课程设计实训进行改革,主要针对课程设计中电路焊接、电路设计和电路调试三部分的探索,最后以提交的课程设计报告和课程设计作品为根据评分,图1是近三年电子技术课程设计实训学生的期末平均成绩与学生评价授课内容、方式满意度的柱形图,2019年是教学改革前的数据,学生该课程的平均成绩为75分左右,2020年、2021年是教学改革后的数据,学生该课程的平均成绩为82分左右,足足提高了7分左右,而且从学生评价的满意度可以看到改革后比改革前有明显的提高。通过以上分析2019年、2020年、2021年三年电子技术课程设计实训课程的教学改革前后效果的对比,教学改革后大部分学生的课程设计都取得不错的成绩,更重要的是学生学会了利用模电、数电的理论知识去解决实际问题,真正做到理论联系实际,提高了学生的动手设计能力,提高了学生对电子技术课程设计实训课程学习的兴趣,也为接下来学习电子专业核心课程打下牢固的基础。

【参考文献】

[1]朱栋,冯成涛,储开斌.“电子技术”课程设计的项目化教学改革探索:以数字化超声波发生器电路为例[J].教育教学论坛,2021(35):57-60.

[2]臧利林,魏爱荣,徐向华.“电子技术课程设计”教学方法研究[J].电气电子教学学报,2020(4):83-86.

[3]段凌飞,姚敏,李翔.新工科背景下电子技术课程设计的教学改革[J].中国现代教育装备,2021(15):107-109.

[4]咸立伟.谈电子电路的组装与焊接技术[J].科技与企业,2012(24):329-329.

[5]陈晔,黎锦钰,翟亚飞,等.新工科背景下电子信息类本科专业实践教学研究与探索:单面印制电路实物制作[J].电子制作,2020(21):69-72.

电路设计原理范文篇4

“印刷电路设计”传统教学一般是讲授原理图的绘制(包括原理图库元件的制作)、PCB图的制作(包括元件封装的制作)、层次电路图,然后多加练习以应对考试。学生在实际学习过程中很少接触到企业的工作项目,很少亲自去制作PCB板,因此到了相关企业工作岗位时,一般都需要一段时间的培训才能上手工作。这很不符合高等职业教育对学生职业能力的培养要求,因此需要对传统的课程教学进行改革。

二、基于工作任务的课程改革

1.改革目的

“印刷电路设计”是应用电子技术专业的一个重要实践课程。在课程教学过程中,学生通过一个较为完整的工作任务,可以加深对本门课程所学理论知识的理解与应用,提高学生对所学理论知识的综合运用能力,使学生对Protel电子线路设计、Protues、KeilC等电子设计软件有较深的掌握。同时,通过工作任务锻炼还可以培养学生独立工作的能力,为将来从事电子电路设计打好基础。

2.改革内容

(1)课程整体设计。根据企业电路设计助理工程师职业岗位技能要求,以训练学生的电路图绘制、电路板设计与制作的综合职业能力为课程目标,选择了企业典型工作任务项目“开关稳压电源电路板设计与制作”作为课程内容的主要载体,并对“印刷电路设计与制作”课程进行整体设计。

(2)以岗位工作任务贯穿整个教学内容。“印刷电路设计与制作”课程的目标是培养学生具备电路图绘制仿真、PCB设计、电路板制作的能力,达到企业助理工程师的职业标准。这一目标的实现需要通过相应的工作任务来完成。因此,必须对课程进行深入的项目化开发,同时将电路板设计工程师职业资格标准、电子工艺相关内容也引入到课程中,借鉴企业培训员工的工作流程和工作标准,使学生通过课程学习不断熟悉今后岗位工作的标准和典型工作任务,在课程项目实践中锻炼动手能力、团队协作能力和实践精神,以及牢固的专业技能,使学生在今后就业时能迅速适应工作环境并进入工作状态,从而符合高职教育对人才培养的需求。

(3)考核评价方法的改革。由于本课程以企业工作任务作为学习的主线,因此考核应以学生职业能力的培养为依据。考核的内容包括:学生所做开关稳压电源的质量、原理图与PCB设计、同学之间相互的评价、团结协作的能力、课程总结报告等等。在工作任务的各个阶段及时给予评价,注重过程考核,让学生在各个阶段都有收获。

三、结束语

电路设计原理范文篇5

电池管理系统多通道高精度数据采集电路具体设计方案如图1所示。图1中左侧是电池组检测的相关模拟量数据,包括12路单体电压数据、充放电2路电流数据、电池组工作温度及环境温度数据,这些数据对应的物理量可能是电压、电流、电阻,考虑到A/D转换只能以电压的形式实现模拟量的获取,因此相应的设计了信号转换电路,实现不同类型信号的电压转换;考虑到A/D转化模拟量量程的需求,设计了不同的信号放大电路;为了防止超量程的模拟量对A/D器件造成的影响,设计了对应的保护电路;为了防止干扰信号对数据准确性的影响,设计了滤波电路。16路电压模拟量产生后,A/D器件在MCU的控制下逐次对16个通道数据进行A/D转换,转换后的数字量用于实现对电池管理系统的SOC评估及其它管理工作。

2硬件电路设计

2.1动力电池电压信号检测电路设计

动力电池组是由众多单体电池串联而成。本设计中,选取12个单体电池串联而成的动力电池组,相应的就有12个电压模拟量信号。图2所示为电压采集电路设计。动力电池组中,各个动力电池串联而成。在地参考点的作用下,各个电池正负极对地参考电压近似比例增大,为实现输出的是电池电压,最有效的实现途径是借助由运算放大器“虚短”与“虚断”原理构成的减法电路。图2中,由双运放运算放大器LM358构建2级网络:第1级即为由R1~R4组建的差分放大电路形成减法电路,第2级构成电压跟随器,起到缓冲及隔离的作用。LM358使用单5V电源供电。

2.2动力电池双向电流检测电路设计

电池组在充放电过程中,由于只有一个充放电通道,理论上而言电流检测通道只有一个。根据电路理论电流在其参考方向下存在正负之分,因此必须单独设计充电电流、放电电流各自的检测信号。图3所示为集成的双向电流检测硬件电路设计。从电路中可以看出,该电路的设计非常类似于电气中的互锁电路。从采样电阻中采集的电阻两端电压在电阻分压网络下,产生不同的电压。结合运放的差分放大功能,分别引入LM358运算放大器的2组不同的运放输入端,由于引入同相输入端和反相输入端的电压不同,使得2组运放各自工作在线性工作区与非线性工作区中。当电池组中有任意方向的电流时,均会产生一组运放工作在线性放大区域产生对应的模拟电压信号同时另外一组运放工作在非线性区域而作为电子开关输出供电电源的参考地电压。在实际的电动汽车中,通常选用100AH的动力电池组为电动汽车提供动力源,这样,采样电阻的选择就有了依据。本设计中,选用0.05R/2W的采样电阻多个并联成0.01R的功率电阻作为充放电电流检测元件。

2.3动力电池组温度检测电路设计

温度检测保证电池组工作在可靠温度范围内而不引起电池故障,是电池管理系统中必不可少的有效组成部分。温度检测传感器选用PT100系列温度传感器。最新制造工艺出产的PT100体积小,精度高,比较适合应用在电池管理系统温度检测单元中。本设计中,选用三线式桥式测温电路,其最大优点在于将地线单独引出,参考电阻网络的地线电阻可以与PT100的地线电阻匹配,减小电阻差异带来的偏差问题,提高温度测量精度。其设计原理同电压采集电路基本相同。

3调试数据与分析

设计完毕后,对该套电池管理系统的硬件电路进行了制版调试。在解决了焊接遗留的硬件问题后,通过MCU的监测获取了大量数据。调试过程中某一时刻点的状态量。从测试数据可以看出,无论是电压、电流、还是温度,其相对误差都控制在1%以内,特别是电压检测数据,精度更是达到了3‰,这样的误差在电池管理系统误差允许范围之内,达到了电池管理系统数据采集前端模块硬件电路设计的目的。

4总结

电路设计原理范文篇6

关键词:AltiumDesigner;焊接;电路;通用技术

电子控制技术是高中通用技术学科的重要组成部分,该部分以理论知识为基础,要求学生能够应用所学知识设计制作电子电路,因此该部分内容需要设置较多的实验,以让学生在动手实践的过程中逐渐掌握电路知识,培养动手能力。然而由于通用技术目前仍缺少适合高中学生动手实验以及课堂教学的硬件平台,实验往往难以开展。一些学校会用面包板、洞洞板等作为载体,但面包板、洞洞板只适合涉及少量元器件的电路,元器件数量一多,导线连接就会非常复杂、容易出错,即使有学生千辛万苦将线路连接正确,也会因为引脚接触不良、连焊、虚焊等问题导致电路无法正常工作。这些问题极容易打击学生学习的积极性,况且大多数高中学生的动手能力是十分有限的,因此严重影响了教学效果。AltiumDesigner(简称AD软件)是一款应用十分广泛的电路设计制作软件[1],它可以将电路设计原理图转化成PCB图,再将制作完成的PCB图交予电路板印制工厂或者网店,就可以获得对应的PCB电路板,这样就解决了复杂电路布线问题导致的电路故障难题,实验时只需确保各个元器件焊接正确完整即可验证电路。从学生学习角度出发,用AD软件制作PCB电路板用于电子控制技术教学,不仅可以适当降低实验难度,专注于提高学生电路设计能力、动手操作能力,还能拓展学生的知识面;从教师教学角度出发,丰富实验教学的内容,提高课堂教学的效率。

一、AD软件介绍

随着现代电子技术的发展,电子线路的设计变得异常复杂,用计算机辅助设计电子线路是必然趋势,许多大学甚至还开设了电子线路设计软件应用的课程[2]。AD软件作为一款主流电子线路设计软件,拥有非常强大的电子电路设计功能。它在Protel的基础上优化了界面交互设计,拓展了多项功能。AD软件功能较多,包括原理图库设计功能、印刷电路板设计功能、嵌入式开发功能、3DPCB设计功能、封装库设计功能。

二、用AD软件制作

PCB电路的过程用AD软件设计PCB电路板的思路是十分清晰的[3]:首先,需要创建原理图库和封装库;其次,将原理图库和封装库整合在一起生成集成库文件;最后,用这个集成库设计电路原理图和PCB图,设计制作完成的PCB图就可以拿去让电路板印制工厂或网店加工。本文以2016年浙江省高考通用技术选考第17题的电路图为例,介绍AD软件绘制PCB电路板的过程,图1是电路原理图。1.设计制作原理图库在用AD软件绘制原理图时,部分元器件无法在库文件中找到,这时就需要自己绘制元器件符号,原理图库就是用来绘制各种元器件符号的。单击菜单栏中的文件→新建→Library→原理图库,进入原理图库设计界面(见图2)。可以点击工具栏上的绘制具体元器件符号,图中界面绘制的是555芯片的元器件符号。从原理图来看,需要绘制的元器件数目比较多,依次绘制比较耗时,因此可以从网上下载一些原理图库导入AD软件中,这样只要稍作修改就可使用,大大提高了效率。2.设计制作封装库封装库是用来绘制各种元器件引脚、轮廓外形的。在绘制元件封装时,不仅要参考实物元件的大小和引脚信息,而且也要在标注焊盘标号时,与原理图库中的元器件符号相对应,否则电路就无法正常工作。封装库设计界面(见图3)可以通过单击菜单栏中的文件→新建→Library→PCB元件库进入。另外,还可以在此给元件封装添加3D模型,可以将查看界面切换到三维立体模式下观看(见图4)。同样当元器件封装较多时,可以通过下载导入封装库的方式,进行修改使用。3.用原理图库和封装库合成集成库集成库的作用就是将各种元器件的图形符号与外形封装一一对应起来,这样,集成库的元器件符号才能被用来绘制电路原理图。单击菜单栏中的工具→模式管理器,在模式管理器界面(见图5)可以将元件符号和封装一一对应。完成集成库之后,就可以在对应文件夹中找到制作完成的集成库。集成库可以被单独拿出来使用,建议将制作完成的集成库保存起来,以后绘制PCB电路时就可以节省重新制作原理图库和封装库的时间。4.用集成库绘制电路原理图并生成PCB图合成集成库之后,就可以绘制电路原理图和PCB图了,依次在菜单新建选项下创建PCBProject、原理图和PCB图,在原理图设计界面添加集成库中的元器件,并用导线将其连接起来。图6是设计完成的电路原理图。在设计菜单下点击更新PCB文件,就可以生成原理图对应的PCB文件,再对各元器件进行排版、布线,最终可得到图7所示的PCB文件。如果想查看整体效果,也可以将其切换成三维模型视角,在立体视角下查看电路板焊接完成之后的效果图。5.导出Gerber文件交予电路板印制工厂制作经过细致的检查确认电路设计没有问题之后,便可以导出电路图的Gerber文件,这个Gerber文件就是PCB电路板印制工厂所需的制板文件,当然对于中学教师来说,也可以不导出Gerber文件,而直接将整个PCB文件交予电路板印制工厂。

三、实物焊接调试

PCB电路板制作完成之后,还需要通过焊接组装测试,任何一个环节出错都会导致最终电路无法工作,因此在制作电路板的时候必须非常仔细。图8是焊接组装完成的电路板,经过调试就可以正常工作了(见图9)。首次用AD软件制作电路板的时候,需要提前准备好原理图库和封装库,虽然这一过程比较费时,但可以将制作好的集成库保存起来,下一次再制作电路时就不用重复绘制了,而且高中阶段电路教学所接触到的元器件种类比较有限,往后若需要新的元器件,只需临时添加即可。因此使用AD软件制作电路板还是比较方便的。四、结语需要注意的是,不能用AD绘制的电路板教学完全替代以往的电路连接实验。因为电子线路连接是每名学生必须掌握的实验技能,只有动手连接过之后,才能掌握实物元器件和图形符号之间的联系。可以选择在确保学生已经掌握线路连接技能的前提下,用印制电路板开展教学,这样可以适当降低实验难度,让学生更多地关注电路设计本身,而不是始终陷于线路的连接故障排查上,这是面包板和洞洞板等教学载体无法达到的教学效果。相比于部分教师在网上购买固定电路套件,用AD软件绘制电路板可以充分发挥学生的设计思维,让学生真正体验实验设计制作的乐趣,丰富学生的学习体验。从实际课堂反馈来看,极大地提高了学生的学习积极性和学习欲望,学习效果也比使用以往的实验平台要好。

参考文献

[1]刘佳琪,高敬鹏.AltiumDesigner15原理图与PCB设计教程[M].北京:机械工业出版社,2017.

[2]田薇.Multisim和AltiumDesigner在电子设计实验中的应用[J].学科探索,2018(13):59-60.

电路设计原理范文篇7

1传统模拟电子技术教学

1.1传统模拟电子技术理论教学模式。传统的模拟电子技术理论教学采用教师课堂知识灌输形式,即教师通过板书和PPT的方式在课堂上给学生讲授推导书本中的理论公式,通过已学的知识来推导和验证新的理论和公式[6]。例如在学习第二章“基本放大电路”时,教师是通过图解法和微变等效电路法来推导放大电路的静态工作点和交流电压增压。图1为采用图解法求解的单管共射电路,图中通过虚线把晶体管和电路分开,当输入信号ΔUI为0时,在晶体管的输入回路中既应该满足输入特性曲线,又应满足电路参数,因此:UBE=VBB-iBRb(1)图2为单管共射电路的输入特性曲线,由1式可以确定图中的输入回路负载线,其中斜率为-1/Rb,输入回路负载线与输入特向曲线的交点Q就是电路的静态工作点。图3为单管共射电路的输出特性曲线,与输入回路一样,在输出特性曲线中静态工作点既应在IB=IBQ曲线上,又应满足电路特性:UCE=VCC-iCRC(2)由2式可以确定图3中的负载线,其中负载线的斜率为-1/RC,IB=IBQ与输出特性曲线的交点即为静态工作点Q,其纵坐标值为ICQ,横坐标值为UCEQ。通过图解法可以求出单管共射电路的静态工作点Q,采用微变等效电路法可以求解电路的H参数,计算电路的电压增益、输入电阻和输出电阻等[7]。同样,集成运算放大电路、放大电路的频率响应、波形的发生和信号转换等章节都是采用传统的公式推导法来向学生讲解的。传统的模拟电子技术理论教学虽然可以使学生掌握课本中的基本概念和定理,但是繁杂的64物理概念以及抽象的公式推导过程往往让学生感觉到入门难、理解难、掌握难,仅仅依靠课堂理论灌输的教学模式就成为了一种“空对空”的教学模式[8]。1.2传统模拟电子技术实验教学模式。传统模拟电子技术实验教学主要采用模拟实验箱或模拟实验台模式,即学生通过导线插针在现有的实验箱或实验台上连接各种电子元器件或模块来搭建模拟电路的方式[9]。传统模拟电子技术实验教学模式虽然可以通过现有的模拟实验箱或实验台验证课本理论,较为灵活的设计简单模拟电路。但是,传统的模拟电子技术实验教学模式存在诸多缺点:(1)传统的模拟实验箱或实验台一般采用导线插针方式,在实验过程中容易发生插针折断堵塞插孔情况,影响设备德正常使用。(2)随着机箱设备的老化,设备内部经常出现导线或底座虚断、接触不良等情况,造成实验结果的失真。(3)由于传统实验箱或实验台采用模块集成方式,一般只包含了课内验证实验模块,难以激发学生的发散思维和创新能力。

2面向集成电路设计的模拟电子技术教学

2.1面向集成电路设计的模拟电子技术理论教学模式。面向集成电路设计的模拟电子技术在理论教学上采用“工程向导法”的教学思路,首先由教师结合生活实例提出一个具体的工程问题,让学生知道所学知识可以使用到日常生活中去,进而激发学生的学习热情。然后教师采用传统的教学方式,通过课堂讲授向学生传输工程项目所需的理论知识和定理,与传统理论课堂教学模式相比,面向集成电路设计的课堂理论教学在知识点讲授上按照“知识链”模式,即教师在教学内容安排上不再按照传统知识章节的顺序,而是以工程项目为导向,把做工程项目所需的知识点串在一起讲解。以设计“集成运算放大器”为例,集成运算放大器一般包括:偏置电流产生电路、差分输入放大电路、中间放大电路、功率放大电路四部分模块电路组成[10]。因此教师在课程内容安排上首先讲解偏置电流产生电路和电流复制电路,可以通过电流镜和微电流源的工作原理来讲解。然后讲解差分输入放大电路,通过差分输入放大电路的电路结构以及如何提高电路的共模抑制比为出发点进行讲解。接着讲解单级放大电路和多级放大电路的电压放大原理,最后讲解功率放大电路,主要向学生讲解功率放大电路如何提高电路的带负载能力。这样学生具备了基础知识之后就可以动手设计运算放大电路。在向学生讲解设计工程项目所需的基础知识之后,教师再引导学生学习设计模拟集成电路所用到的EDA(ElectronicDesignAutomation)软件,这里以在模拟集成电路设计行业被广泛使用的EDA软件Cadence和HSPICE为例。由于Cadence是在Linux操作环境下运行的,因此教师首先给学生讲授简单的Linux操作环境和基础指令,使学生能够初步掌握Cadence的运行方法,接着教师引导学生在Cadence中进行工程项目的原理图设计,最后使用Cadence把所设计的电路网表文件导入到HSPICE软件中进行参数仿真。使用HSPICE可以对所设计电路进行直流分析、交流分析、瞬态分析以及蒙特卡罗最坏情况分析等。2.2面向集成电路设计的模拟电子技术实验教学模式。面向集成电路设计的模拟电子技术实验教学采用“教师引导,学生开放设计”的教学模式。教师以“大作业”形式每学期给学生布置5~6道实验课题,制定好项目参数。学生课下搜集项目资料,自主设计电路架构并且进行仿真验证,最后提交项目结项报告。通过学生设计的电路参数是否达标以及结项报告的内容完整性给成合理的评判成绩。图5为指导学生设计的基于CMOS工艺库的运算放大器原理图,共分为三级:偏置电流产生电路、输入级差分放大电路、中间级放大电路。学生把原理图输入到Cadence中可以生成电路参数网表,再使用HSPICE仿真软件进行参数调试。最终可以仿真电路的开环增益、输入共模抑制比、电源抑制比等参数。

3结语

电路设计原理范文篇8

1.元件的选择.电学实验中,元件的选择十分重要,它关乎着电路是否能设计成功.首先应该选择合适的电源,在选择时一定要考虑符合电路设计的电流值,其次还要对电表进行选择,尽量选择更贴近自己需要的量程,保证设计的精确性.还要选择适合电路的元件的型号等,将这些问题都进行全面考虑才能保证实验的进行.2.了解元件的使用方法.电路设计中存在许多电路元件,要想电学实验能顺利的进行,就必须了解各种电路元件的使用方法和使用规则.例如电表,电表上显示两个数值,如果不提前进行了解很容易将数值弄混.造成实验结果的错误.因此电学实验中电路设计时一定要先弄清电路元件的使用方法,才能保障实验的进行.3.熟悉电路构成,加强对特殊电路的记忆与理解电学实验中有许多特殊的电路,如果内心没有一个完整的电路构成图,在遇到这些特殊电路时,就没有办法将实验顺利开展下去.因此在实验前一定要加强对电路构成的设计.

二、电路设计的原则

1、整体性原则.在电路设计时不能将每一部分分开设计,电路的各个部分的关联性都很强,必须以整体性的原则进行设计,电流、电压的选择等都是根据电路的整体方案进行选择的.2、优化原则.电路设计不是一个简单的电学实验,它有庞大的系统性,在这个系统里又有许多小系统,这样才能形成一个完整的电路,电路设计时或多或少都会有一定的问题存在,出现这些问题不能视而不见,要将问题进行整合,拿出一套合理的改进方案,将电路设计达到最佳的设计效果.3、功能性原则.电学实验电路设计不是让学生完成一个简单的实验,目的是为了让学生通过电路设计来掌握一定的学习技能,这才是进行电路设计最终要完成的目标,所以在电路设计上一定要考虑它的功能性.

三、电路设计的方法

1.明确实验目的.所有的实验设计都有一个设计目的,为了达到这个目的才来进行实验操作,电路设计前也应该如此,首先要设定一个实验的目标,然后再进行实验,实验结束后来看看自己的实验结果是否达到了设计目的,才能从中分析思路找到设计的缺陷,从而进行改进.2.选择实验器材.实验设计除了理论的知识还需要实验器材的支撑,我们明确了实验的目的后就要进行实验器材的选择,选择时一定要配合自己的设计目标,尽可能的保证实验器材对实验带来的误差影响,选择最适宜的器材将误差降到最低.选择器材时还要考虑器材的操作性是否适用于自己的实验设计中,避免在进行实验时造成实验失败.在器材选择上最应该注意的就是器材的安全性,由于电路设计的复杂性往往会由于器材的选择不当造成电路烧毁,因此在器材的选择上这些问题都应该被注意.3.选择设计方案.电路设计是一种灵活的设计,不同的方案可以有不同的设计效果,实验目的、实验器材确定后根据这些内容来进行分析选择一些适宜的电路设计方案,将它们整理出来,绘制成设计图,结合学过的理论知识加以比较选择最适宜的设计方案.包括电流表应设计内接还是外接,滑动变阻器应采取分压式接法还是限流式接法,电路结构原理选择伏安法还是半偏法等等.保证电路的设计方案能顺利的运用在电学实验中.4.简化电路方程.电路设计中有许多的电路方程,它们是非常复杂的,但是在电路设计时还必须要用到,如果不将其进行简化在设计的过程中就会遇到许多麻烦,不仅会对电路的结构产生较大的影响,还有可能造成电路系统紊乱,所以在进行电路设计前要在合理的范围内将复杂的电路方程简化,保证电学实验的有效进行.5.电路设计案例分析.在描绘标有“2.5V0.3A”字样小灯泡的伏安特性曲线实验中,使用3V干电池和滑动变阻器进行供电.该实验本就要求小灯泡两端的电压从零起调,所以也只能是选用分压接法进行供电.只是在滑动变阻器的阻值选择上,考虑到灯泡正常发光时的电阻为12.5Ω,因此最好是选用实验室配备的5Ω或10Ω的滑动变阻器.电路实验设计题其设计思路、方法一般都来源于教材,要求用学过的物理知识、原理、实验思路、方法设计出合理的方案.因此在教学中或者复习过程中要特别注意对所学过电学实验问题的多种方法、远离的优劣、电路联接式的选择方法以及有关的实验注意事项进行归纳总结.从中体会多种方法的优劣,养成发散性思维的好习惯,才能比较顺利完成实验设计问题.高中物理电学实验电路设计学习起来虽然复杂,但是如果方法得当,进行实验前考虑的全面,在进行电路设计时就会相对简单些.高中生进行实验是对学生的理论知识及动手能力的考察,教师在学生的操作过程中也要加以指导帮助学生实验的误差变小,安全性提高,学生才能更好的将电学知识运用到考试中和实际生活中.

作者:汤从 单位:安徽省滁州市明光明光中学

参考文献:

[1]王慧.中学生电学实验能力现状及影响因素研究[D].苏州大学,2010.

[2]曹会.高中物理电学实验资源开发与能力培养的初步研究[D].苏州大学,2010.

[3]胡可玲.初中生电学学习中常见错误诊断性分析及策略[D].苏州大学,2013.

电路设计原理范文篇9

关键词:嵌入式系统;舰船;电路设计;DSP

随着集成电路控制技术的发展,在嵌入式系统环境下进行舰船集成电路设计,实现舰船环境信息采集、舰船目标信号处理和舰船集成控制与远程通信等,舰船的电路系统是一个综合性的集成电路系统,通过对舰船电路系统的低能耗设计,采用集成数字信号处理芯片进行舰船电路的控制系统设计,提高舰船电路系统的综合开发能力,从而保障舰船的稳定可靠运行[1]。研究嵌入式系统的低能耗舰船电路设计方法,在提高舰船的本机振荡性和功率增益方面具有重要意义,通过舰船综合电路系统设计,实现舰船电路的集成控制优化,从而降低舰船的功耗开销,相关的电路设计方法研究受到人们的极大重视。本文设计的嵌入式系统下的低能耗舰船电路系统主要包括AD模块、控制单元、信号处理模块和远程通信模块,结合嵌入式设计方案,实现舰船电路的嵌入式集成设计,并进行电路测试仿真,得出有效性结论。

1电路设计总体构架及指标分析

本文设计的低能耗嵌入式舰船电路系统主要实现对舰船声呐信号采集和多功能通信系统中,采用低能耗的嵌入式设计方案,采用DSP作为集成数字信息处理中枢,以ADSP21160处理器为核心控制芯片,采用三星公司的K9F1208UOB作为NANDFLASH进行信号滤波检测和数据缓存处理,采用多传感器信号处理和跟踪融合方法进行数据采集和包络检波处理,并与上位机通信,通过A/D转换器对采样的舰船信号和采样数据进行数字滤波和动态增益控制。在程序加载模块进行动态增益码加载控制,并通过DSP接收PCI总线的增益控制码,通过AD电路实现模拟信号预处理和信号频谱分析,采用8086及80286单片机作为计算机控制的CPU,进行舰船电路系统的总线控制[2],本文设计的舰船电路系统主要可以实现对舰船回波信号的高频放大、混频处理、本机振荡、中频放大、低频功放、鉴频以及正交解调处理,得到本文设计的低能耗嵌入式舰船电路系统的功能模块组成如图1所示。C1=C2=CR1=R2=R根据图1所示的舰船电路系统的功能模块组成,进行系统的总体设计,本文设计的舰船电路主要包括AD模块设计、控制单元设计、信号处理模块设计和通信模块设计。通信模块实现对舰船的远程通信传输控制功能;舰船电路的信号接收机采用三级接收放大设计,根据系统设计需求,选择第一级放大电路的隔直流电容:,电阻,使用256Mbyte的DDR内存作为缓存器,嵌入式舰船电路系统的滤波模块设计中,搭建一个二阶有源低通滤波器进行隔直流放大和噪声滤波,根据上述总体设计构架分析,得到本文设计的嵌入式系统的低能耗舰船电路的总体结构构成如图2所示。

2电路模块化设计与实现

在上述进行舰船电路的总体设计构造分析的基础上,进行电路的模块化设计,本文提出一种基于DSP技术的低能耗舰船嵌入式系统电路设计方法,根据设计指标,本文设计的舰船电路系统能实现振荡信号滤波和舰船系统的嵌入式控制,采用32位RISC型指令集进行舰船电路的集成控制,使用16位定点DSP内核进行外部时钟控制,采用2个双通道全双工超外差接收机实现舰船信号采集和远程数据接收[3],设计的舰船电路主要实现信号的采集和集成处理过程:1)舰船信号采集过程:通过12通道DMA进行舰船信号的集成信息采集和远程输入控制,根据舰船信号的采样结果进行AD转换,提高舰船数据的输出响应,采用包络检波和振幅控制方法降低输出误差,使得信号输入范围尽量大。2)舰船信号的自适应处理过程:选择ADI公司的高速A/D芯片进行舰船信号滤波和包络放大处理,提高输出增益,设计功率放大器进行自相关增益放大,降低舰船电路的能耗[4]。根据上述设计原理,对嵌入式系统下的低能耗舰船电路进行模块化设计,描述如下:1)AD模块电路设计。AD电路设计采用AD9225作为电路,使用双路16位电流振荡控制器进行舰船信号的AD控制和时钟采样,在数据接收端设置中断子程序进行时钟控制,提高系统的逻辑控制能力。将采集的舰船噪声数据和相关的信号到C51单片机和DSP数字信号处理芯片中实行包络检波和频谱分解,提取信号特征,并通过多通道的数据传输链路层实现信息收发和数据存储,利用D/A转换器进行采集的舰船数据的AD转换。−2V⩽Vc⩽02)控制单元电路设计。控制模块单元是将AD电路采集的数据经过AD转换后输入的集成DSP芯片中进行舰船集成控制,实现控制指令的收发和处理,将原始的物理数据转换为计算机和DSP芯片能识别的数字信息,假设舰船输出增益控制的动态输入端范围是,系统的运放供电为+12V和–12V,在ITU-656PPI模式进行舰船数据采集后的帧循环控制,在设置完DMA参数后建立双缓冲循环控制电路进行信号检波[5],通过相位鉴频器消除rc与tc的直接耦合,得到控制单元电路设计如图3所示。3)信号处理模块电路设计。信号处理模块电路采用超外差接收反馈振荡器进行信号增益放大,将A/D采样的两信号进行包络检波处理,采用ADSP21160处理器为核心控制芯片,设定模拟预处理机动态范围:–40dB~+40dB,配置寄存器(SYSCR)的BMODE位,数字电源采用数字3.3V供电,SENCE管脚通过VINB与VREF相连,设计信号检波的最大时钟频率为38kHz,采用双运放LM358设计相位检波器,实现低能耗嵌入式舰船电路系统的电平转换电路,在选频滤波处理处理收,在信号的输出终端组成一个16阶的带通滤波器进行噪声滤波,根据线性滤波的误差自动调整滤波器参数,提高信号输出的放大倍数,信号处理器的中断复位采用程序掉电控制复位方法,根据上述设计原理,得到本文设计的舰船信号处理电路如图4所示。4)通信模块电路设计。通信模块实现舰船的远程通信和指令传输控制功能,通信模块的初级放大电路选用VCA810作为控制器,进行信号的增益放大,DSP控制SEL1电平实现包络检波和程序控制,设计采样频率为1200kHz,将采集的数据通过包络检波模块进行程序控制处理,并通过模拟预处理机进行上位机通信和信号滤波,提高数据采集的增益放大能力,最后在通信模块的输出端设计电源模块,电源模块是实现船舶系统的供电功能,时钟模块实现中断控制,采用通用PPI模式和ITU-656PPI模式进行远程通信。

3电路测试分析

在对上述电路进行模块化设计的基础上,在嵌入式ARM中进行舰船电路集成设计,并测试电路的稳定性,电路测试的仿真器是ADI的HPPCI仿真器,分别测试舰船电路的输出时钟以及功率增益放大性能,得到测试结果如图5所示,分析图5得知,采用本文方法进行嵌入式系统舰船电路设计,电路的稳定性较好,输出增益较大,功耗较低,具有很好的应用价值。

4结语

电路设计原理范文篇10

电子电路教学的开展,为计算机软件和电路设计应用的结合提供了发展前提,这也为我国电子电路技术的发展奠定了基础。

2电子电路设计教学中软件应用意义探讨

在电子电路的实际设计与开发中,电路结构的软件设计仿真测试已成为当下最具有效性的技术,加之越来越多的电子电路设计者选择运用计算机软件对电子电路设计进行研究,这就使计算机软件应用在电子电路的设计中具有十分重要的意义。计算机软件提供的软件仿真功能为电子电路的方案设计提供了有力的参考,学生能够利用软件进行对预先设计好的电路方案进行仿真,并通过对比方案设计与当真结果对具体内容进行改进,这在帮助学生完善仿真方案的同时,也进一步巩固了其对知识的掌握,提升了电路设计中发现问题和处理问题的能力。与传统形式的电路测量检验方式不同,计算机软件的应用仅需要将电路接口连接到实验箱,通过程序调试模拟实际应用环境,以更为高效率的检测出电路系统的设计错误。软件应用在为电子电路设计提供仿真环境的同时,也能够在学生的电子理论学习中起到极大的辅助作用。在电子电路教学开展过程中,课程理论和实验设计的有机结合能够进一步加深学生对电路知识的理性认知,而在电路的设计和应用检测过程中,由于校园客观环境的限制,电路的检验与应用通常无法得到充分开展,而利用计算机软件设计则能够有效实现对电路设计的检验和校正,使得学生能够在真正意义上掌握电子电路设计课程中的研究方法。

3各类软件在电子电路教学中的具体运用

3.1CAD软件在电子电路教学中的应用

CAD软件系统是当下电路设计软件中图形设计功能作为全面的应用软件,其在电子电路设计教学中的应用也十分广泛。在电路设计教学的开展中,CAD软件为课程开展提供了绘图,几何造型以及特征计算等功能,在进行电路设计过程中,教师能够通过带领学生进行元件设计,是学生进一步掌握不同电路元件的功能,并以此为基础,使学生利用不同元件的特性进行电路的功能设计。CAD软件在为电路教学设置元件设计功能的同时,也自带有元件库,电路的实际设计可以直接对元件进行调用,这也能够有效节约电路原理图设计时间。在利用该软件开展教学时,教师还要强调实际元件和虚拟元件的区别,并通过在教学过程中着重强调,以保证学生实际电路连接的准确性和安全性。

3.2EWB软件在教学中的具体应用分析

EWB计算机软件是一种用于电路设计与仿真的EDA工具软件,与CAD软件不同,EWB软件中包含更多的高品质模拟电路元件和组件模型。教师在开展电子电路设计教学时能够在元件调用的基础上,引导学生利用软件进行多种功能仿真,如对以连接的电路结构进行交流频率特性分析,静态分析和参数扫描分析等。EWB软件主要结构包括函数信号发生器和仿真电路模板等,学生能够在课程设计中通过元件调用和参数整合,完成电路设计,并通过将电路系统调用与仿真模板中,对其进行功能测试。在电路仿真教学过程中,教师应首先开展信号发生器教学,使得学生能够依据实际电路结构设计选定对应的激励信号,以此保证电子电路结构仿真结构的准确性和有效性。

3.3PSPICE仿真软件在电路设计教学中的应用

作为现阶段不同类型电路分析与设计仿真软件之一,PSPICE软件具有十分优越的实用性能。该软件主要包括电子线路仿真,图形方式输出,模拟计算电路功能和网表生成等功能,不仅能够对模拟电子线路进行仿真与模式实验,也能够与实体电路结构进行连接并开展模拟仿真。在电子电路的设计教学中,教师要将课程演示重点放在利用PSPICE软件模拟连接电路上,使学生能够在掌握元件参数的基础上,更为全面的掌握电路波形和电压电流值的检测方法。PSPICE仿真软件的应用,也为电路设计教学中元件参数的优化提供了科学有效的途经,教师通过对比软件中不同模拟元件的功能,以选择灵敏度高和容差关系稳定的软件开展教学,这能够极大的优化电路设计中的元件参数,并使得电子电路设计的教学质量得到有效提升。

4结束语