仿真电路设计报告十篇

仿真电路设计报告篇1

案例教学法的可行性

案例教学法是一种先进的教学方式，教师根据工程生产实际给出若干案例，学生分成若干研究小组，在教师地引导下组织文献查阅、研究和讨论，在规定时间内完成案例的设计后，通过报告的形式汇报研究成果，汇报完成后由教师和学生共同进行对相关问题的讨论。在这种教学方式下，学生由被动的接受者转变为知识的发掘者，实现教师与学生、学生与学生间的互动。与传统教学方式相比，案例教学法的优势十分突出，大大改善了教学效果，因此已经在我国高校的课堂教学中得到应用。[6，7]电力电子技术在工业生产和国民生活中应用广泛，同时也综合了电子技术、电路、自动控制等多个学科，因此具有很强的工程性和综合性。同时，“电力电子技术”强调理论联系实际，因此必须重视实践性教学。在“电力电子技术”的教学中引入案例教学法，对于达到课程的实践性和综合性要求，调动学生学习的自觉性和主动性，提高学生自学能力和实践能力，改善教学效果，大有裨益。

案例教学法的实施过程

新型教学法的实施步骤为：1.提出课题（案例）将全班学生分为5个课题小组，小组可由教师划定，学生也可以自由组合。根据“电力电子技术”教学大纲和教学目标要求，选取实践性较强的5个案例，分配给5个课题小组，每个小组负责1个课题，课题的选择由各组自行协商。由于学生刚刚接触“电力电子技术”，因此教师在选择案例时需注意案例的难度，案例不能过于简单，需具有挑战性，但也不能难度过大，占用学生过多的时间，甚至令学生失去兴趣。经过实践，笔者给出的第一批5个案例为：级联式晶闸管整流器的设计、高功率因数PWM整流器的设计、SPWM逆变电源的设计、矩形波交流电源的设计、高频高压脉冲电源的设计。当然，案例的选择并不是一成不变的，为了防止部分学生向上一届学生索要案例设计结果，同时考虑到电力电子技术发展迅速，每一届教学中都将对案例进行修改或更换.2.研究学习各课题小组根据案例的要求，进行分工合作，首先要充分理解教材，判断案例涉及教材中的哪部分章节的内容，深入阅读教材，然后根据教师提供的文献资料及学习方法，通过图书馆、期刊网等文献检索工具的帮助，查阅相关文献，对课题进行拓展学习。由于课题涉及的电路、自动控制等方面的理论较多，需要学生阅读较多的文献。小组成员之间需要经常沟通和讨论，并进行材料的整合并为报告做准备。3.仿真研究由于学时以及实验条件所限，学生无法对每个设计出的电路进行实验研究，为了检验设计结果的正确性，可采用仿真验证的方法。目前，有多种仿真软件可以仿真电力电子电路，其中最常用的是Matlab/Simulink和PSIM。这两种软件已被许多教师用于课堂教学中，但学生动手使用的并不多，实际上，这两种软件易学易用，学生无需在学习软件的使用方法上花费太多的时间。在案例设计过程中，学生可以随时用设计的仿真程序验证设计的正确性；设计完成后，要给出不同拓扑结构、不同控制策略、不同电路参数和控制参数下的主要波形，并由此确定最佳拓扑和参数。在第二和第三阶段，学生可通过网络课程平台与教师交流。4.报告讨论报告和讨论是案例教学法的重要环节，一般安排在课程结尾阶段进行。由于学时的限制，为每个案例分配的时间为20分钟～30分钟。课题组推举一位报告人，报告人应在报告前做好PowerPoint讲稿，报告时用5分钟的时间介绍案例的要求和设计结果。余下时间由全体学生讨论设计的合理性，学生也可以提出各种问题，由报告人进行解答，报告人解答不了的，由该课题组的其他成员解答。教师在此过程中应对讨论的深度和广度加以把握，最后对案例设计的结果进行点评，并记录学生在报告和讨论过程中的表现，作为考核的依据。5.撰写小论文通过一个学期的学习与实践，每个学生提交一份与案例相关的研究性小论文，教师应要求每个课题组内各成员间的小论文内容有区别，即应侧重于自己所研究的那一部分。6.期末考核期末考核的成绩由三部分组成：报告和讨论过程中的表现以及小论文的质量。为了保证考核的公平性，教师在布置任务时要为课题组的每个成员分配不同的工作。以“SPWM逆变电源的设计”为例，可将案例拆分为若干子课题，如：单相逆变电源的设计、三相逆变电源的设计、常规SPWM调制方法研究、梯形波SPWM调制方法研究、鞍形波SPWM调制方法研究等几个子课题。在小组成员较多的情况下，可令其中一部分同学用Matlab/Simulink仿真，其余同学用PSIM仿真，这样不仅使每个学生都有相互独立的任务，还可将不同仿真软件得到的结果进行相互验证。

案例举例

仿真电路设计报告篇2

关键词：案例教学法；教学改革；电力电子技术

作者简介：王晓刚（1976-），男，吉林长春人，广州大学机械与电气工程学院，副教授；王清（1963-），女，黑龙江哈尔滨人，广州大学机械与电气工程学院自动化系主任，副教授。（广东 广州 510006）

基金项目：本文系广州大学“专业综合改革试点”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（2013）02-0077-02

2010年教育部提出实行“卓越工程师教育培养计划”，其主要目标是培养一大批创新能力强、适应社会经济发展需要的高质量工程技术人才，促进工程教育改革和创新，全面提高我国工程教育人才培养质量。[1]在此背景下，必须对现有的课堂教学模式进行改革。本文在广州大学“专业综合改革试点”项目的资助下，以“电力电子技术”课程为对象，对课堂教学方法进行了改革，应用案例教学法，改善了教学效果，使学生的知识、能力和素质满足社会的要求。

一、“电力电子技术”课堂教学现状

“电力电子技术”是电气工程及其自动化专业的重要专业基础课，也是“运动控制系统”的先修课程，在专业培养中占据十分重要的位置。但从国内各高等院校的现状来看，课堂教学存在着较大的不足，主要表现为：

1.教学内容陈旧

电力电子技术的发展日新月异，许多新型电路、控制方法和应用在教材中并未提及，造成学生学与用脱节，该问题在毕业设计中表现得比较突出。

2.教学方法落后

传统的教师教和学生学的授课方式仍大行其道，课堂氛围沉闷，教师与学生、学生与学生之间缺乏交流与互动，学生学习的主动性不高，许多学生将学习目标降低为通过考试获得学分，这与卓越计划中“强化培养学生的工程能力和创新能力”的培养特点相背离。

3.教学手段单一

目前大多数院校已经采用多媒体教学，有的还利用各种仿真软件演示电路的波形。但多媒体的利用并不充分，基本上还是教师演示给学生看，效果必然要大打折扣。

针对目前课堂教学中存在的问题，各学校的相关教师或教学团队纷纷尝试教学改革。三峡大学开发了电力电子电路flash动态演示课件，直观生动地再现了电路的动态特性；[2]重庆科技学院采用工程案例教学法，通过实际案例使学生将平时分散学习的知识综合起来，形成解决实际问题的应用过程，让学生知道学有所用，体会到解决实际问题的成就感；[3]合肥工业大学采用从果到因的逆向思维教学法，培养学生思考问题的能力和创新意识；[4]北京科技大学提出了在CDIO工程教育模式下的“电力电子技术”课程教学改革方法。[5]上述“电力电子技术”教学改革为广州大学该课程的改革提供了参考和借鉴。

二、案例教学法的可行性

案例教学法是一种先进的教学方式，教师根据工程生产实际给出若干案例，学生分成若干研究小组，在教师地引导下组织文献查阅、研究和讨论，在规定时间内完成案例的设计后，通过报告的形式汇报研究成果，汇报完成后由教师和学生共同进行对相关问题的讨论。在这种教学方式下，学生由被动的接受者转变为知识的发掘者，实现教师与学生、学生与学生间的互动。与传统教学方式相比，案例教学法的优势十分突出，大大改善了教学效果，因此已经在我国高校的课堂教学中得到应用。[6，7]

电力电子技术在工业生产和国民生活中应用广泛，同时也综合了电子技术、电路、自动控制等多个学科，因此具有很强的工程性和综合性。同时，“电力电子技术”强调理论联系实际，因此必须重视实践性教学。

在“电力电子技术”的教学中引入案例教学法，对于达到课程的实践性和综合性要求，调动学生学习的自觉性和主动性，提高学生自学能力和实践能力，改善教学效果，大有裨益。

三、案例教学法的实施过程

新型教学法的实施步骤为：

1.提出课题（案例）

将全班学生分为5个课题小组，小组可由教师划定，学生也可以自由组合。根据“电力电子技术”教学大纲和教学目标要求，选取实践性较强的5个案例，分配给5个课题小组，每个小组负责1个课题，课题的选择由各组自行协商。由于学生刚刚接触“电力电子技术”，因此教师在选择案例时需注意案例的难度，案例不能过于简单，需具有挑战性，但也不能难度过大，占用学生过多的时间，甚至令学生失去兴趣。经过实践，笔者给出的第一批5个案例为：级联式晶闸管整流器的设计、高功率因数PWM整流器的设计、SPWM逆变电源的设计、矩形波交流电源的设计、高频高压脉冲电源的设计。当然，案例的选择并不是一成不变的，为了防止部分学生向上一届学生索要案例设计结果，同时考虑到电力电子技术发展迅速，每一届教学中都将对案例进行修改或更换。

2.研究学习

各课题小组根据案例的要求，进行分工合作，首先要充分理解教材，判断案例涉及教材中的哪部分章节的内容，深入阅读教材，然后根据教师提供的文献资料及学习方法，通过图书馆、期刊网等文献检索工具的帮助，查阅相关文献，对课题进行拓展学习。由于课题涉及的电路、自动控制等方面的理论较多，需要学生阅读较多的文献。小组成员之间需要经常沟通和讨论，并进行材料的整合并为报告做准备。

3.仿真研究

由于学时以及实验条件所限，学生无法对每个设计出的电路进行实验研究，为了检验设计结果的正确性，可采用仿真验证的方法。目前，有多种仿真软件可以仿真电力电子电路，其中最常用的是Matlab/Simulink和PSIM。这两种软件已被许多教师用于课堂教学中，但学生动手使用的并不多，实际上，这两种软件易学易用，学生无需在学习软件的使用方法上花费太多的时间。在案例设计过程中，学生可以随时用设计的仿真程序验证设计的正确性；设计完成后，要给出不同拓扑结构、不同控制策略、不同电路参数和控制参数下的主要波形，并由此确定最佳拓扑和参数。在第二和第三阶段，学生可通过网络课程平台与教师交流。

4.报告讨论

报告和讨论是案例教学法的重要环节，一般安排在课程结尾阶段进行。由于学时的限制，为每个案例分配的时间为20分钟～30分钟。课题组推举一位报告人，报告人应在报告前做好PowerPoint讲稿，报告时用5分钟的时间介绍案例的要求和设计结果。余下时间由全体学生讨论设计的合理性，学生也可以提出各种问题，由报告人进行解答，报告人解答不了的，由该课题组的其他成员解答。教师在此过程中应对讨论的深度和广度加以把握，最后对案例设计的结果进行点评，并记录学生在报告和讨论过程中的表现，作为考核的依据。

5.撰写小论文

通过一个学期的学习与实践，每个学生提交一份与案例相关的研究性小论文，教师应要求每个课题组内各成员间的小论文内容有区别，即应侧重于自己所研究的那一部分。

6.期末考核

期末考核的成绩由三部分组成：报告和讨论过程中的表现以及小论文的质量。为了保证考核的公平性，教师在布置任务时要为课题组的每个成员分配不同的工作。以“SPWM逆变电源的设计”为例，可将案例拆分为若干子课题，如：单相逆变电源的设计、三相逆变电源的设计、常规SPWM调制方法研究、梯形波SPWM调制方法研究、鞍形波SPWM调制方法研究等几个子课题。在小组成员较多的情况下，可令其中一部分同学用Matlab/Simulink仿真，其余同学用PSIM仿真，这样不仅使每个学生都有相互独立的任务，还可将不同仿真软件得到的结果进行相互验证。

四、案例举例

本节以“矩形波交流电源的设计”为例来说明案例的实施效果。

教师给出的案例为：矩形波交流电源在原油脱水等工业现场的应用较为广泛。本案例中矩形波电源的设计指标为：输入为三相380V/50Hz交流电；输出为单相矩形波，幅值5kV～20kV可调，频率0.1kHz～20kHz连续可调。要求学生设计出系统框图、主电路、驱动控制电路，并对原理进行仿真，给出仿真波形。

经过研究、讨论以及教师指导，学生给出了详细的设计方案。其中系统框图如图1所示。

此外，学生画出了主电路，并选择IGBT作为降压变换器和全桥逆变电路的开关器件，选择SG3525作为控制芯片，选择EXB841作为驱动芯片，画出了控制和驱动电路。

学生的设计方案得到教师的肯定。但是在仿真中，学生遇到困难，不知如何调节输出矩形波的幅值，这是因为教材中电路原理讲得较多，而与控制有关的内容有限。学生在网络课程平台的论坛提出这一问题后，教师及时给出了建议，即将采样得到的矩形波幅值除以变压器变比后得到全桥逆变器输出电压的幅值，此幅值与降压变换器的输出相同，与给定电压比较后得到误差，再用PI调节器产生占空比信号。学生获得建议后并经过小组的进一步讨论，最终得出了仿真结果。

此案例将电力电子技术教材中不同章节的内容，以及自动控制技术的内容联系起来，学生在完成此案例后，对电力电子技术的原理和应用有了更深入地了解和体会。

五、结论

与传统教学方式相比，案例教学法在提高学生工程实践能力、调动学生学习主动性、培养团队精神等方面具有较大优势。一个学期的实践表明，这种方法的教学效果明显优于传统教学法，与“卓越工程师教育培养计划”的理念相符合，值得进一步研究和推广。当然，这种方法也存在着一定的不足，如对教师和学生的要求较高，部分学生积极性不高，教学法的实施与有限的学时存在矛盾等，笔者将这些问题的解决方法在今后的实践中进行更深入的探索。

参考文献：

[1]林健.面向卓越工程师培养的研究性学习[J].高等工程教育研究，2011，（6）：5-15.

[2]孙坚，王强.数字环境下“电力电子技术”教学方式的改进[J].电气电子教学学报，2011，33（5）：115-116.

[3]飞，李正中，邬红，等.工程案例在“电力电子技术”课堂教学中的应用探讨[J].中国电力教育，2011，（25）：101-102.

[4]杜少武，张毅，黄海宏，等.电力电子技术课程的逆向思维教学法研究[J].电气电子教学学报，2007，29（4）：94-97.

[5]董冀媛，李晓理，董洁，等.CDIO模式下电力电子技术课程教学改革思考[J].中国电力教育，2011，（35）：97-98.

仿真电路设计报告篇3

关键词： PROTEUS 原理图仿真 一体化教学

1.引言

一体化教学就是将学、做、教进行融合，营造集教学与实践于一体的教学环境，通过项目的实施，让学生在做中学、学中做、做中教、教中做，改变原来教、学、做分离的现象。构建一体化教室，提供必要的资源，包括硬件设备，供学生实践；网络资源，供学生查阅资料；计算机及EDA工具，供学生仿真设计；多媒体设备，供教师理论教学和实践指导。总之，一体化教学是系统工程，改变传统的教师教、学生学的模式，是集教、学、做于一体的教学模式，以学生为主体，充分发挥学生的创造性、主动性，提高学生的职业能力、人文素质等各方面的能力，提高职业教育质量。

教育部在“关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见”中明确提出“课程建设与改革是提高教学质量的核心，也是教学改革的重点和难点”，并且进一步明确高职院校要积极探索工学交替、任务驱动、项目导向等有利于增强学生能力的教学模式。当前，课程建设与课程改革已成为高职院校工作的重中之重。要以校企合作体制机制创新为突破口，深化改革、推进合作、提升质量，实现学校对接地方、专业对接产业、课程对接工艺，使学生员工身份合一、学做合一、课堂车间合一，不断提高人才培养质量，发挥示范引领作用[1]。笔者根据工学结合、校企合作、一体化教学的理念[2]，提出具体的做法，符合职业教育的发展趋势。

2.PROTEUS仿真软件

对于大多数高职院校，由于资金等各方面的原因，往往设备投入不足或设备老化，不能适应快速发展的硬件设备，学生还在用几年之前或更早的设备，根本不能适应企业发展的需要，学生毕业之后难以达到企业的要求。针对以上情况，笔者探索用PROTEUS作为仿真软件，构建一体化教学理念。PROTEUS是Labcenter electronics公司开发的EDA工具软件，除具有EDA工具绘制原理图、PCB自动布线和人工布线及电路仿真功能外，还有一个重要的功能是电路仿真是互动的，针对微处理器的应用还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，实现软件源码级的实时调试。

3.课程教学设计理念与做法

3.1一体化教学设计

硬件电路知识抽象，学生难懂，教师讲得吃力，但达不到应有的效果。首先，在专业调研及实践专家访谈的基础上，对职业能力和课程的关系作了分析，认为本课程分为以下几个部分：电路原理图的绘制与仿真、PCB制作、样机调试、产品剖析与设计和硬件故障排除。根据这些岗位确定教学目标：能对常用电子元器件测试和识别、用常用电子测量仪器对电路测试和故障排除、设计电路原理图并仿真及PCB板[4]制作、电子硬件产品生产过程和制作。然后进行课程整体设计，创设相应的学习情境，以行动为导向，以项目为载体，以任务为驱动，做中学，学中做，通过工作进行学习。具体实施过程：项目的选取（来自企业）―确定设计方案―原理图设计―PCB板制作―焊接――调试――形成产品。此过程从项目的选取到产品的形成，是体现一体化教学的思路，学生主动学习，体现一种全新的职业教学理念。

3.2具体案例

通过实践专家访谈和企业的调研，本课程确定的几个典型项目，笔者以“音频放大器”为例说明如何进行一体化教学设计。

图1 项目流程图

3.2.1方案设计

通过企业调研，用户使用的调查和资料查阅，确定产品的功能和参数，项目总体设计方案[5]。

图2 项目整体设计

3.2.2原理图设计

通过对项目的整体设计，然后进行项目分解，从信号输入级开始，逐级地通过原理图的仿真，根据方案设计要求达到参数指标，反复地修改电路参数，达到所需的技术指标，这在PROTEUS中能实时地仿真，并通过小组讨论分析确定原理图的设计。例如：电压放大级，通过以下电路反复地调试达到电压放大倍数等数据要求，先从单级放大电路开始，然后再讨论、调试。学生在电压放大倍数不够的情况下，引入两级放大，再通过电路的电压放大倍数、失真情况及示波器或万用表直接读出，非常方便。

图3 电路仿真

3.2.3PCB设计及Gerber文件输出

通过对原理图的调试，直到符合设计要求，这个过程完全通过PROTEUS软件实现，在此基础上通过PROTEUS ARES软件制作PCB，这个过程也是通过PROTEUS实现的。PCB板设计完成后，输出Gerber文件，生成PCB板有关文件[6]。

3.2.4焊接与调试

由班长担任项目经理，各小组领取元器件先到项目经理那里签字，然后到指定地方（仓库）领取元器件。经小组长安排，按任务要求，分派两位学生检测元器件，在检测中学习元器件知识；另外两位学生进行焊接，通过指导老师的指导和资料的查阅，学习并实践焊接技术；另两位学生对焊接的电路进行检测，是否符合指标要求。然后再改换角度进行，通过反复的实践，学生在做中学、学中做，指导老师及时把理论知识渗透其中。

3.2.5产品的形成和实践报告书写

从方案设计、原理图绘制与仿真、PCB板的输出到焊接，最终形成可应用于实际的产品。当然，对于学生制作完成的板子，还需要各方面的完善，包括某些属于非专业知识的领域，比如外壳的设计，需要做模型。这就要求学生发挥想象或跟机电系学生合作制作外壳，形成实用的产品。电路板完成之后，每个小组在充分讨论的基础上，对自己的产品进行汇报，汇报设计思路、产品功能、技术参数，同时对存在的问题进行汇报。对于此项目，就要求用自己制作的扩音机进行汇报，这可以直接对自己的产品进行检验。通过自评和互评，以及指导老师打分，形成一个比较合理的分数。教师及时进行点评和理论指导，使学生在讨论中学习、在讨论中提高。

最后，要针对自己的产品写一份实践报告，阐述产品功能、技术指标、使用说明、注意事项；同时形成一份有技术含量的报告，不能空讲，首先对自己的设计思路、如何实现过程进行详细描述，甚至每一个模块的理论计算、推理过程都要作详细的描述；在设计过程中遇到的问题，如何解决的，以及在哪些方面还存在问题，对电子元器件的选用，如何测试，电路图。

4.结语

硬件电路发展非常快，学校设备往往比较落后，如果以传统方式教学和做实验，学生只能对原理性的知识进行验证，而不能发挥学生的主观能动性、创造性，导致大部分学生失去学习兴趣，小部分学生理解书本知识、无实践能力和动手能力，这与我国倡导高职学生应以就业为导向，以职业为载体的培养人的全面发展是不相符合的。笔者提出以项目为载体，以行动为导向，以任务为驱动，营造一体化教学环境，让学生做中学、学中做，真正发挥学生主观能动性、创造性。以PORTEUS等软件为辅助教学软件，能实现仿真设计、PCB板制作，为后面的硬件电路板制作创造条件，开展一体化教学。

参考文献：

[1]刘明新.高职资讯第十期.高等职业教育研究所.2011.6.

[2]李娜，张惠峰.一体化教学在高等职业教育中的应用初探[J].大家，2011.

[3]周润景.PROTEUS入门实用教程.北京机械工业出版社，2007.

[4]周灵彬，任开杰.基于PROTEUS的电路与PCB设计.电子工业出版社，2010.

仿真电路设计报告篇4

1、课题来源

本课题来源于试验室建设，研究对象为信号的调制与解调的matlab仿真。

2、研究的目的和意义

2.1、目的

我选择了《信号的调制与解调的MATLAB仿真》这个课题作为毕业设计其主要目的是通过此次课程设计进一步学习和巩固通信原理及其相关知识，并学会利用所学的知识能，在设计过程中能综合运用所学知识内容，进一步熟悉和掌握MATLAB的使用方法;对信号的调制与解调原理及其实现有较深的了解;为即将进入社会参加工作打下坚实的基础;掌握收集资料、消化资料和综合资料的能力等等。

2.2、意义

从事电子通信业而不能熟练操作使用MATLAB电子线路设计软件，在工作和学习中将是寸步难行的；在数学、电子、金融等行业，使用MATLAB等计算机软件对产品进行设计、仿真在很早以前就已经成为了一种趋势，这类软件的问世也极大地提高了设计人员在通信、电子等行业的产品设计质量与效率；众所周知，实际过程中信号传输都要经过调制与解调这一过程，由于消息传过来的原始信号即调制信号具有频谱较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输。因而，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，反之在接收端则需要有解调过程。

3、国内外的研究现状和发展趋势

3.1、研究现状

MATLAB是由MATHWORKS公司于1984年推出的一种面向科学与工程的计算软件，通过MATLAB和相关工具箱，工程师、科研人员、数学家和教育工作者可以在统一的平台下完成相应的科学计算工作。

MATLAB本身包含了600余个用于数学计算、统计和工程处理的函数，这样，就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发。业内领先的工具箱算法极大的扩展了MATLAB的应用领域，所以MATLAB自推出以来就受到广泛的关注，信号处理工具箱就是其中之一，在信号处理工具箱中，MATLAB提供了滤波器分析、滤波器实现、FIR滤波器实现、IIR数字滤波器设计、IIR数字滤波器阶次估计等方面的函数命令。

3.2、发展趋势

由于我们所面对的工程问题越来越复杂，过去所依赖分析的技术已逐渐不敷使用；利用电脑来分析及解决工程问题已是当今工程师的必要工具。使用MATLAB软件进行科学计算，能够极大加快科研人员进行研究开发的进度，减少在编写程序和开发算法方面所消耗的时间和有限的经费，从而获得最大的效能。

4、研究的主要内容及设计成果的应用价值

4.1、研究的主要内容

1、信号调制与解调的原理

众所周知，实际过程中信号传输都要经过调制与解调这一过程，由于消息传过来的原始信号即调制信号具有频谱较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输；因而，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，反之在接收端则需要有解调过程。但是在计算机中的模拟和实现都是采用数字化的方法的，如果将采样的频率放的高一些，数字的所造成的失真就不容易察觉了，采用计算机对信号进行处理的话，非常的方便，这也是数字代替模拟的的原因之一。

2、信号调制与解调的基本方式

在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号；一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制，最常用的是对脉冲的宽度进行调制，称为脉冲调宽。数字信号调制的三种基本方式，有振幅键控(ASK)、频率键控(FSK)和相位键控(PSK)。

在信号的解调中首先已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。幅值调制就是让已调信号的幅值随调制信号的值变化，因此调幅信号的包络线形状与调制信号一致。只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调。这种方法称为包络检波。检波后的信号，再经低通滤波，滤除高频信号，即可获得所需调制信号，实现解调。

3、信号调制与解调的MATLAB教本程序编制

利用MATLAB本身包含了600余个用于数学计算、统计和工程处理的函数，就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发，而且信号与系统，通信系统工具包可以很容易的使用MATLAB开发语言——M语言快速的实现信号调制与解调这一过程的仿真。

4、整个系统的实现过程

首先利用MATLAB编制教本文件，对信号调用相应的函数进行各种调制，产生各类已调波及对其进行解调，同时进行频谱分析，然后利用SIMULINK工具箱对其进行解调仿真，通过改变参数并观测结果为系统的设计和改进提供了良好的依据。

4.2、信号的调制与解调的MATLAB仿真的应用价值

调制与解调是信号处理应用的重要问题之一，而系统的仿真和设计是设计过程中的重要步骤和必要保证。利用MATLAB可以很方便的进行通信系统的分析和仿真，尤其对于我们电子信息专业的教学与设计非常有利，另一方面还可以为开设《高频电子基础》和《信号与系统》等课程提供模拟信号的调制与解调的计算机虚拟试验。

5、工作的主要阶段、进度

(1)、2007年秋季学期第11周前

接受毕业设计任务书，学习毕业设计(论文)要求及有关规定。

(2)、2007年秋季学期第12~20周

阅读指定的参考资料及文献(包括10万个印刷符号外文资料)，基本完成开题报告、外文翻译等任务。

(3)、2007年春季学期第1周〖您正浏览的文章由实习报告网整理〗

进一步修订完善开题报告、外文翻译，使其在内容及格式上符合毕业设计(论文)规范要求。

(4)、2008年春季学期第82周到第6周

完成各单元电路设计，protel辅助分析。

(5)、第6周至第12周

完成电路制作，调试。

(6)、第13周

完成毕业设计，全部成果交指导老师批阅。

(7)、第14周

毕业答辩

6、最终目标及完成时间

完成硬件设计，提供protel电路原理图及pcb印制版图，最终达到硬件软件能准确无误的应用的目标。

完成时间：第15周

7、现有条件

现有protel软件及制作硬件的必要设备，可以完成本课题的研究与设计。

参考文献

1.谢自美等电子电路设计、实验、测试。武汉：华中科技大学出版社。2000年7月。二版

2.全国大学生电子设计竞赛组委会。第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编2001.北京：北京理工大学出版社。2003年1月。一版

3.孙继平等900MHZDDS|PLL在矿井无线通信系统中的应用煤炭科学技术2001年10期

4.张肃文等高频电子线路。北京：高等教育出版社。1993年4月。三版

5.王正谋PROTEL电路设计实用教程。北京：电子工业出版社。2003年6月。一版

6.郭勇等PROTEL99SE印刷电路板设计教程。北京：机械工业出版社。2004年6月。一版

7.许自图电子电路彷真平台与教程。武汉：华中科技大学出版社。2003年1月。一版

仿真电路设计报告篇5

关键词:电子技术;课程设计;教学实践

在科技高速发展的今天，电子技术在人们的生活、学习、科学研究等各个领域都得到了广泛的应用。因此在大学电子技术课程设计的教学过程中，教师如何教好，学生如何学好这门课程也成为值得我们探究的问题。

1电子技术课程设计介绍

电子技术课程设计是继“模拟电子技术”和“数字电子技术”课程的理论学习和实验教学之后进行的一个非常重要的实践性教学环节。课程设计的目的旨在学生掌握和具备电子技术基础知识与单元电路的设计能力的基础之上，能够综合运用所学知识进一步学习和掌握电子电路系统的分析、设计和实现方法［1－3］。我院电子技术课程设计是针对物联网工程专业开设的，该课程开设在第四学期，也就是大二的最后一个学期，而学生在第三学期刚学完模拟电子技术和数字电子技术基础课程。有了这两门课程做基石，给电子技术课程设计的顺利完成打下了良好的基础。接下来，以我院物联网工程13本1班的电子技术课程设计的教学实施为例，对该课程的实施情况进行分析和总结。电子技术课程设计的时间安排表。

2电子技术课程设计的实施过程

2．1确定题目

在教师的指导下，学生可以自主选择课题，并对课题的基本要求和扩展要求加深理解。然后，学生就要通过图书馆、网络等多种途径查阅与课题设计相关的资料，积累与课题相关的知识。物联网13本1班共有44人，教师组总共给出30个题目，每个题目都有扩展要求，虽然有一部分同学选做了同样的题目，但是同学们都对自己做了较高的要求，同样的题目采用了不同的芯片，最后制作的实物也不尽相同，比较圆满的完成了课程设计。全部课程设计题目如表2所示。前16个题目主要是采用模拟电子技术的知识来完成的，其余14个题目主要依靠数字电子技术的知识来完成。

2．2仿真电路设计

随着电子技术的不断发展，电子设计自动化技术(EDA，ElectronicsDesignAutomation)已经成为实用电路设计过程中不可忽视的重要手段［4］。现在流行的EDA软件有很多，比较常用的有Proteus、Multisim和EWB。EWB是其中相对简单好用的一种仿真软件，也是这次课程设计中学生们较为常用的一种软件。通过仿真软件的应用，学生可以对自己的设计思路进行验证，还不用担心损坏元器件。当设计好的电路能在仿真软件中达到预期的效果后，再进行实物的搭建就会事倍功半了。但是仿真软件也存在一定的问题，例如，在电路仿真时，二极管、数码管等器件即使不接限流电阻也不会烧毁，但是在实物搭建中如果也不接限流电阻，往往就会烧坏这些器件。这也是实物搭建过程中需要注意的事项。

2．3实物搭建

实物搭建是和仿真电路设计几乎同样费时甚至更为费时的过程。电路越复杂，实物搭建的过程就越长。因为条件所限，一部分同学设计的电路在面包板上搭建完成，一部分同学设计的电路通过实物焊接来完成。而在面包板上搭建的电路因为接触不良，导线连接错误等问题，常常会出现电路搭建好后却不能得到预期效果的情况。事后寻找错误原因时却并不那么容易找到问题所在。有时候寻找问题花费的时间往往比重新搭建一遍电路还要长。所以电路的搭建最好在一开始就细心认真，争取一次成功。

2．4课程设计评分

课程设计历经表1所示6个环节，评分时针对其中的4个主要环节，也即仿真电路设计、实物搭建情况、设计报告完成情况、答辩情况，分别进行评分，从而得到最终成绩。课程设计各环节占总成绩百分比情况如表3所示。最后要求学生提交仿真电路、设计报告和答辩PPT的电子版，以及打印好的纸质设计报告。

3总结

通过电子技术课程设计，学生们在2周的时间之内完成了一个实用电路的设计和实现，培养了学生正确的设计思想，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神;促使学生综合运用所学的电子技术知识对工程实际问题进行分析和解决。通过课程设计，使学生对于仿真软件的使用和电子产品实物的搭建、焊接能力得到训练和提高［5－6］。然而，在整个课程设计过程中也发现了一些值得思考的问题，希望在以后的课程设计过程中能够进行改进。

(1)题目难易程度不尽相同。

尽管题目组老师尽力使得每个题目都难易相当，但是还是存在有些题目容易些，有些题目难一些的情况。导致学生们完成的进度不一致，最后成绩评定不能完全公平。建议在以后的课程设计中，对于难易程度不同的题目设置不同的难度系数，这样在学生自由择题的时候就会慎重选择题目了。

(2)实物搭建方法最好统一。

采用面包板搭建简单的电路是非常方便快捷的，电路改错也很方便。然而当电路变得复杂时，面包板就不是最好的选择了。因此以后的课程设计可以考虑采用万能板来进行实物搭建，既锻炼了学生在万能板上进行实物电路搭建的能力，还能锻炼学生的实物焊接能力。虽然存在一些不足，但是学生们的收获依然很大。有的学生甚至表示:两周的课程设计做完，感觉自己收获的知识比一学期的理论学习还要多。虽然不排除有夸张的成分，但是也间接体现了学生在电子技术课程设计中确实获益匪浅，这也是设立这门课程设计的初衷和希望达到的目的。

参考文献:

［1］刘芸，陆洪毅，王学慧．浅谈模拟电子技术的学习难点及教学策略［J］．大学教育，2015(01):120－122．

［2］王美玲，陶涛鑫君，，等．基于PSoC的数字电子技术教学改革探索［J］．实验室研究与探索，2014(08):162－165．

［3］孙炳．模拟电子技术与数字电子技术的优势比较［J］．电子技术与软件工程，2015(16):146．

［4］徐晓霞．基于EDA的电子技术课程设计探究［J］．电子测试，2015(05):148－150．

［5］李宁，罗琴娟，钱桦，等．数字电子技术自主设计性实验教学实践及分析［J］．实验技术与管理，2015(06):161－163．

仿真电路设计报告篇6

关键词：单片机 开发板 综合实习

单片机技术已经渗透到我们生产、生活的各个方面，在工业控制、仪器仪表、家用电器等众多领域有着广泛应用。掌握单片机技术以及相应的程序设计语言是完成微处理器系统软、硬件设计和功能开发的基础，也是作为电子工程领域高级工程技术人员必须具备的基本能力。

目前，各高校已将单片机教学纳入电子工程专业的教学计划中，设置了单片机原理与应用、C语言程序设计等多门相关课程。其中，单片机综合实习是单片机教学的重要组成部分，如果能够通过综合实习激发学生对单片机应用的兴趣，让学生对电路设计和程序设计有系统的认识和掌握，则能为学生今后从事基于单片机的嵌入式系统开发打下坚实的基础[1]。基于上述目的，通过几年来教学经验的总结，我们设计了一款低成本、多功能的单片机实验开发板以及配套的综合实习教学方法，应用于教学实践并取得了良好的效果。

1 单片机综合实习实验板的设计

实验板包含单片机最小系统、信号处理电路、串行通信接口以及键盘、显示电路等，同时实验板在电路板尺寸、成本等因素允许的情况下预留了功能扩展接口，以适应更多的设计需要，方便使用者自行开发其他功能。单片机实验开发板的功能框图如图1所示。

1.1 实验板电路原理图

（1）图2为单片机的最小系统[2]。选用与8051系列单片机指令集完全兼容的可在线编程STC系列单片机作为核心处理器，程序下载不需要编程器，可以利用计算机及专用软件（如STC-ISP）直接通过串口完成。

（2）图3为电源电路，由于实际应用中9 V直流电源使用比较普遍，所以电路中需要三端稳压器LM7805产生芯片工作时所需的+5 V电压。

（3）图4为键盘电路，按键与单片机I/O口直接相连。

（4）图5为显示电路。该部分使用译码器74LS138节省单片机I/O口，使用7407驱动数码管。

（5）图6为模拟信号处理电路，用于频率测量实验。待测信号通过比较器LM311比较整形后转化为单片机可以识别的高、低电平，进而完成脉冲计数或计时，实现频率测量。

（6）图7为串行通信电路，应用MAX232实现TTL电平和RS232电平之间的转换。

1.2 印制电路板设计

实验电路板图如图8所示。不难看出，印制电路板充分利用空间，尺寸小巧，结构紧凑。同时设计者将单片机一些闲置的I/O口引到了电路板上，并预留了功能扩展接口，方便使用者根据自己的思路进行程序设计或加入元器件开发其他功能。例如，可以在电路板最左端的焊盘位加入温度传感器（DS18B20），实现环境温度信息采集的功能；在LM311左侧的8引脚双列直插空位加入模拟/数字转换器（ADC0809），实现由单片机采集模拟电压信号的功能等。

2 综合实习的教学方式

我院综合实习的内容是利用上述实验板设计基于单片机的数字频率计。近年来，随着计算机技术的不断发展，各种应用软件的功能不断强大，使用仿真软件可以改善教学效果，提高学生的学习效率。因此，我们在数字频率计设计的过程中加入了绘图软件Protel99se和单片机仿真软件Proteus的学习要求。综合实习为20个学时，分电路设计、程序设计和整体调试3个环节。

2.1 硬件电路设计

Protel99se是一款电子设计自动化（EDA）软件，包含了电路原理图绘制、多层印制电路板（PCB）设计、模拟和数字电路混合信号仿真、可编程逻辑器件设计等功能[3]。Protel99se与其升级版软件DXP是目前电子产品的研发和设计领域完成电路原理图、PCB图制作的常用软件之一[4]。掌握该软件应用对电子工程专业的学生具有一定的实际价值。

在第一个环节中，首先，以讲座的形式向学生介绍Protel99se绘图软件的功能、硬件电路的设计方法以及设计过程中应注意的问题。其次，要求学生利用课余时间通过查找资料和适当的练习初步掌握Protel99se绘图软件的基本功能，自行设计数字频率计的硬件电路，并在Protel99se软件中绘出电路原理图，完成自动生成印制电路板图，手动布局、自动布线，输出元件清单的全过程，以作业的形式上交打印版的电路原理图。最后，由教师向学生介绍上述单片机实验开发板的电路结构，并组织学生完成电路焊接。由于此时学生对硬件电路设计已经做了充分的了解和运用，所以对知识的掌握会更牢固，对电路功能的理解也更深刻。

由于没有经验，学生会在电路设计中出现很多错误，指导教师可以通过检查学生绘制的原理图发现问题，加以讲解。虽然使用了现成的实验开发板，但经过前面的教学步骤，学生在电路设计方面得到了必要的锻炼，对设计过程也有了切身体会，避免了学生“只动手，不动脑”的教学弊端。

2.2 程序设计

Proteus是英国Labcenter公司推出的电路分析实物仿真系统，包含键盘、数码管、74系列等多种常用电子元器件，AVR，MCS8051和ARM等多种微处理器以及信号源、示波器、逻辑分析仪等各种虚拟仪器仪表，均可直接用于仿真设计。因此，Proteus是一款很好的模拟单片机及其电路的仿真工具，可以在没有硬件电路的情况下，仅利用计算机实现单片机软、硬件系统的模拟仿真[5，6]。

在第二个环节中介绍Proteus仿真软件的功能，要求学生通过练习掌握添加仪器、元件，调用Keil C51中的程序进行仿真的方法。在讲解中，一般以单片机I/O口控制和流水灯程序为例演示整个调试过程。由于应用Proteus的编程和调试过程非常简单、方便，无形中激发了学生的自信心和学习兴趣，使其主观上愿意通过努力完成较复杂的程序设计，减少了学生直接剽窃别人的程序蒙混过关的情况。

Proteus软件还可以解决学生在频率计设计过程中仪器设备短缺带来的问题。其库中提供的信号源、示波器等虚拟测试仪器，让学生可以随时验证频率计的测量结果。仿真器是程序调试时的辅助工具，如果没有仿真器想要发现程序设计中存在的问题就十分困难，但其价格较高，一般的学生没有购买能力。而Keil C51与Proteus结合使用可以像拥有仿真器一样调试程序，极大地方便了学生查找程序中的错误，提高了程序设计的效率，保证了编程调试的顺利完成。

2.3 系统调试和撰写实习报告

最后一个环节的主要内容是对频率计进行实际调试。在计算机软件仿真调试通过的情况下，程序下载到单片机中，由于时序不准和噪声影响，实际的频率测量过程仍然可能出现一些问题，学生要针对这些问题对程序进行修改和完善。在此环节中，实验室全天开放，提供函数信号发生器、示波器、万用表等仪器设备，方便学生实际测试，发现、解决问题，教师也会给予必要的帮助和指导。频率测量的功能实现后，学生需要完成一份实习报告总结整个设计过程。报告中应包括的具体内容有：主要元件及其典型工作电路的介绍；信号频率测量的程序设计思想；学习各种软件使用方法的心得体会；设计过程中遇到的问题、解决方法和得到的经验教训等。撰写实习报告的过程是学生理清设计思路、总结提高的过程，有利于培养学生科学严谨的工作作风[7]。

3 结束语

针对实验教学，如果将每个学生设计的硬件电路都制作成印制电路板，给每个学生配备仿真器会大大增加教学成本，造成资源浪费。单片机综合实习将Protel99se和Proteus软件的使用加入到教学任务中，很好地解决了学生不能进行电路设计和程序调试的问题。在综合实习的上课时间主要由教师介绍相关知识或总结答疑，具体的设计任务则由学生利用课余时间完成，这样，每个学生可以根据自己对知识的接受和掌握程度，投入不同的时间和精力，这显然是一种开放、自主、高效的教学方法，能够充分激发学生的学习兴趣。此教学方式要求学生通过查找资料和实验实践掌握并运用一些新知识；设计任务多样化，也突出了对学生自学能力和创新能力的培养。可见，该教学方法科学合理，教学过程高质高效。

通过本次综合实习，学生可以掌握很多实用的技能以及分析处理实际问题的方法，对系统设计也有了更深入的认识。在综合实习结束后，不时有学生利用此实验板练习程序设计，开发各种功能软件。目前的综合实习显然让学生得到了更全面的锻炼，发挥了更大的优势，带来了更理想的教学效果，符合新时期培养具有创新能力工程技术人员的要求，为学生今后从事电子工程领域的设计工作打下了良好的基础。

本次设计的实验开发板，成本低、体积小、功能完善，能实现如键盘、显示、频率计、数字钟、信号采集、串行通信等多种功能，便于学生或其他单片机学习者进行程序设计和功能开发，是掌握单片机技术时一款廉价高效的学习工具；该实验板也可用于科研，作为辅助基于单片机的嵌入式系统设计初期实验调试时的硬件电路，节约开发成本，节省设计时间，具有一定的推广价值。

参考文献

[1]袁锋伟，赵立宏，朱慧玲.基于Proteus的单片机课程教学与实验改革[J].实验室研究与探索，2007，26（12）：75-78.

[2]孙涵芳，徐爱卿.单片机原理及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.

[3]梁恩主，梁恩维.Protel99SE电路设计与仿真应用[M].北京：清华大学出版社，2000.

[4]倪泽峰，江中华.Protel DXP典型实例[M].北京：人民邮电大学出版社，2003.

[5]刘心红，郭福田，孙振兴.PROTEUS仿真技术在单片机教学中的应用[J].实验技术与管理，2007，24（3）：96-98.

仿真电路设计报告篇7

《电子系统CAD》课程设计是电子信息工程专业课阶段理论知识的综合应用。《电子系统CAD》课程设计是针对电子信息工程高年级学生开设的,这时理论课程已经学了很多,例如模拟电子技术,数字电子技术、高频电子技术,单片机应用及原理,C程序设计等,通过《电子系统CAD》课程设计把各门课程更加有效的综合起来,提高学生系统设计的能力。

而原课程的设置中普遍存在以下几个问题:以单片机小系统实物展开设计的设计周期较长,而且掌握的电子系统开发工具相对单一;原教学内容设计使用单片机汇编语言,但是当前企业中大部分用单片机C语言来进行软件开发,与企业不能有效的接轨;系班级学生成绩两级分化严重,特别是高年级的专业,任务布置上使用一刀切,不利于程度不同的学生有效的掌握,影响教学的有效性;验报告抄袭现象严重。

对《电子系统CAD》课程设计的教学内容、任务布置、考核方式等方面进行了改革,使其更好的发挥本课程设计的教学效果,节约成本同时让学生有更多的锻炼机会,并能让学生掌握电子系统设计工具的使用方法和软硬件系统设计的基本方法。

2教学改革的内容

2.1 改革教学内容

改革《电子线路CAD》课程设计的教学内容,掌握电子系统设计中常用的protel软件、multisim电路仿真软件、proteus软件、Keil C软件等软硬件仿真软件的使用方法。并从protel 硬件设计、multisim仿真设计电路分析性能、keil C与proteus联合仿真调试的形式,从硬件工程师和软件工程师的两个方面来了解一个电子系统设计的流程。同时针对目前电子设计领域的发展,软件设计时利用单片机C语言进行设计编程,代替原来的汇编语言设计,并且用软件项目管理的架构进行软件系统设计。这四种软件都是电子设计工作者需要掌握的。

Protel一个完整的全方位电路设计系统,包含有电路原理图设计、PCB设计、PCB自动布线、可编程逻辑器件设计、模拟/数字信号仿真等功能模块,并具有Client/Server(客户/服务器)体系结构。Protel软件功能强大、界面友好、使用方便,它最具代表性的是电路原理图设计和PCB设计[1]。

Multisim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。可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图,并对电路行为进行仿真。通过Multisim和虚拟仪器技术,PCB设计工程师和电子学工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程[2]。

Keil uVision2与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用,而且大大的提高了工作效率和项目开发周期。KEILC51标准C编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境,同时保留了汇编代码高效,快速的特点。C51已被完全集成到uVision2的集成开发环境中,这个集成开发环境包含:编译器,汇编器,实时操作系统,项目管理器,调试器。

Proteus从原理图布图、代码调试到单片机与电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。其处理器模型支持8051、HC11、AVR、ARM、8086和PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、MSP430等,在编译方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。

2.2 改革教学方法与手段

针对本系学生特点,充分运用各种教学手段和教学资源,充分调动学生的积极主动性,活跃课堂氛围,提高教学质量和效果。从简单并能看到结果的系统设计开始做起,提高学生的学习兴趣。比如学生完成一个LED灯循环点亮,程序简单容易实现,实现时学生会有成就感。改进任务书的布置方式,实行分级多任务的布置。针对不同学生的不同学习能力,分为简单任务题库和复杂任务题库。复杂任务题库的任务分基础部分和提高部分,分等级分步骤台阶式的递进增长。

2.3 改革考核方式

特别强调的是考核方式是加入平时成绩的登记和最后答辩成绩登记,并且增大平时成绩和答辩成绩占的总成绩的比例。平时成绩的登记,是督促学生认真完成实验的重要手段。最后答辩成绩登记,是区别实验是否优秀的重要方法,杜绝实验报告抄袭的现象。

3教学改革的效果

因本课程设计改革侧重点放在软硬件设计工具的掌握和软硬件电路仿真设计上,掌握电子系统软硬件设计的流程,并且用单片机C语言实现,提高我系学生自主设计的能力。考核方式严格把关,杜绝抄袭现象。提高教学效果的有效性:针对不同程度的学生给出不同难度的题目,让大多数的学生都有收获,解决有些学生拿到题目无从下手的困境。同时多任务也可以杜绝实验报告的抄袭现象。节约成本并提高效率:软件系统设计只需要在机房中进行,不需要购买元器件。并且能让每个人都有锻炼的机会。

4结语

通过《电子系统CAD》课程设计培养学生对电子系统开发过程中设计有深刻的了解,学生掌握了在电子系统开发过程中用到的软硬件设计工具的使用方法,熟悉硬件开发设计的流程及软件开发设计的流程,并对单片机C语言的编程技巧,软件系统设计的项目管理有一定程度的了解。节约成本并让每个学生得到充分锻炼的机会。并逐步过渡到以学生自行设立控制对象,自主编程以及通过实验进行电路组成,以达到较高层次的设计能力培养。

参考文献

[1] 张瑾.Protel 99SE入门与提高[M].北京:人民邮电出版社,2007:2～10.

仿真电路设计报告篇8

西方发达国家从中小学教育开始就注重培养学生们的学习兴趣和动手能力。在美国，家庭常备有用做实验室的房间，父母从小就注重培养孩子的实践能力和兴趣爱好，在这方面有投资预算，给孩子们一个认识自我、发现自己兴趣所在的平台。在英国，课堂的教学内容经常延伸到教室外，比如上植物学课程就带领学生们去观察各种植物；上历史课，就几个学生组成一个组演绎历史剧情，每次课的内容是充满实践的，学生们也并不感到疲惫，教师在必要的讲解后主要是学生在完成实验或者项目，让学生用所学知识解决实际问题，在用中学习。这些先进的教学理念值得中国教育工作者们借鉴。

二、基于专题作业和课程设计的实践性教学

在模电课程中，除了布置与理论教学同步的习题作业外，根据教学进度拟定若干专题作业和课程设计题目，专题作业和课程设计与理论教学同步，并注意这两方面在教学进度上的配合。本文以2013学年模电课程的实践教学环节设计为例，介绍该实践教学方法的基本内容和教学体会。

1.电路仿真专题作业模电课程的第一次课用1学时左右介绍电子电路仿真软件的使用。目前很多电路仿真软件提供了大量虚拟仪器，有一般实验室配备的电压表、电流表、万用表、双通道示波器、信号源等，此外还提供一些虚拟仪器，如波特仪等，学生在使用该软件的同时也对电子测量仪器有了全面的了解，扩展了知识面。教师可以现场演示，完成一个简单电路的原理图绘制、仿真和结果输出。模电课程有较多结论可由仿真实验验证，如放大电路静态工作点、输入电阻、输出电阻、电压增益等。在课程前期，讲解了二极管应用电路之后，布置一个电路仿真专题作业，将书内的内容用软件进行验证。要求学生上交电路原理图，以及电路仿真输出和结果分析。经过这个专题作业的训练，学生们基本掌握了仿真软件的使用，并可以用于之后的课程学习中。

2.单元电路分析与设计在期中阶段，学生已经掌握了多级放大电路、功率放大电路等理论知识，但书本知识限于篇幅，主要讲解直流分析、交流分析及各种参数，以分析为主，这时布置一个单元电路分析与设计的课程设计题目，如设计一个多级电压放大器，满足电压增益、输入阻抗、最大输出电压、截止频率等指标，要求学生提交设计报告。学生们先进行电脑仿真设计，然后在模电实验箱上搭建电路，确定无误后选择电子元器件和万用电路板，然后进行调试和修改，撰写设计报告。这个课程设计可由几名学生组成小组合作完成，在相互交流中得到知识理解和动手能力的提升。

3.功能电路设计及制作在模电课程的后半期，布置一个综合性的功能电路设计与制作题目，包含模电课程的重要知识点（放大器、滤波器、信号发生和处理电路、稳压电源），给出一些题目供学生选择，如变调门铃、直流稳压电源、函数发生器、数字万用电表、音乐彩灯“模拟电子技术”课程实践性教学改革探索控制器，要求学生组成项目团队，将该设计与制作作为一个项目进行。该项目完成后，安排时间让各位同学以小组为单位上台展示自己的设计和实物作品，总结在设计制作过程中遇到的问题以及解决办法，鼓励同学对演讲的同学进行提问，教师负责掌控课堂秩序和提出问题，把学生解决问题的思路和方法进行归纳总结，把叙述不充分的部分从理论的高度进行阐述完整。在这个课程设计中，学生完成了电路仿真设计、制作、撰写报告、答辩等一系列内容。

三、需要注意的问题

1.学时安排问题在总学时不变的情况下，增加实践性教学内容必然会占用理论教学学时，如果处理不好会顾此失彼。在理论教学中，应以理论够用为度。对于一门课程，总是可以分出主干部分和细枝末节部分。对主干部分应详细讲解，对枝节部分则引导学生自学，在实践中巩固理论，用理论指导实践，使学生掌握理论知识的同时，提高实践能力和创新能力。

2.传统教学手段与多媒体设备的合理运用对于理论难度大而需要详细讲解的部分，应采用传统的板书方式，教师和学生一起努力，完成数学公式的推导、难点的理解，使学生听后印象深刻，思维节奏也容易跟上老师的节奏；而对于难度较小的内容，可以充分利用多媒体课件讲授，使用课件可以使讲课内容形象生动，并且可以提高授课的效率。传统教学手段与多媒体课件各有所长，二者合理搭配可以解决教学信息量大、课时有限的矛盾，并可以收到良好的教学效果。

3.专题作业和课程设计的选题由于教学时间有限，在专题作业和课程设计的选题方面应紧贴理论教学内容，注意控制题目的难度。由于学生处于大二阶段，学生的专业知识较少，选题除了要紧密结合理论教学内容外，还要注意趣味性，难度以学生们适当扩展知识就可以实现为度。否则不仅难以调动学生的学习兴趣和积极性，反而会起到相反的作用。

四、总结

仿真电路设计报告篇9

Protel设计系统作为电子设计自动化(EDA)软件中的佼佼者，一直受到广泛的欢迎。Protel99SE是Protel公司2000年推出的最新版本，内部集成了功能强大的模数混合仿真器，采用Spice仿真内核，含有丰富的器件模型库，能快速简便地实现大部分模块电路和数字电路的仿真[1～2]。且仿真结构十分精确，提高了电路设计的效率和效益。由于Protel99SE的数字电路（门电路）模型没有采用Spice模型，而是采用类C语言（Digital Sim code）编写，它只注意到电路的输入与输出逻辑电平值，而对门电路的输入输出阻抗考虑不够，从而导致这些模型不适用于输入、输出电流较大的数字电路的仿真。在脉冲电路中，由门电路构成的对称式多谐振荡器和微分型单稳态触发器等电路的输入、输出电流都较大，如果直接调用仿真库内的器件设计这些电路并进行仿真，结果将的失败的。然而，Protel99SE提供了开放的仿真器件库维护护环境，用户可创新器件模型，它还支持层次式电路的设计与仿真。基于这两点，笔者探索出两种适合于脉冲电路的仿真方法，其结果是令人满意的。

1 创建门电路的子电路模型

直接调用仿真库内的器件导致仿真失败的原因是Protel99SE仿真库内的模型不能完整和全面地描述电路的性能。为此，有必要为门电路建立符合要求的子电路模型。下面以TTL电路中的四二输入与非门T1000为例，介绍子电路模型的建立步骤和方法。

第一步，按图1画出门电路的内部结构。根据所选器件的有关参数(如门电路的延迟时间、功耗等)选取三极管及电阻等元件，画面子电路图。其中多发射极三极管用两个三极管Q1和Q2并联代替，Rx是为了避免电气规则检查（ERC）出错而设置的，若短路Rx，则在进行电气规则检查时会报告出错信息，但并不影响仿真。

第二步，在电路中标出有关节点。如图1中的a、b、c、d、e五个节点。

第三步，创建器件电路符号并完成相关工作。Protel 99 SE仿真器件的电路符号、参数、管脚等信息存放在Design Explorer99SE.ddb仿真元器件库中。Protel99SE的仿真器将在此读取器件的有关信息。需要做的工作有如下几项：

（1）创建仿真元件库文件。打开数据库文件Design Explorer 99 SE.ddb，创建新文件T1000.Lib。

（2）画元器件符合并为器件命名。打开文件T1000.Lib，进入元器件符号编辑界面，单击右键，用Tools-Rename Component将器件命名为T1000。画面T1000的电路符号，并编排好引脚，用Tools-New Part创建四个子件1/4、2/4、3/4、4/4。各个子件的引脚排列与74LS00相同，即在一个封装内集成四个与非门，如图2所示。

（3）在Browse schlib页面，单击Description按钮，并切换到Designator页面，在Default区域中填入放置器件的缺省名称"U？"，在Designator域中填入TTLGATE，在Foot Print 1域中填入Dip14。再切换到Library Fields页，为Text Field 1-Text Field 5各个区域填写如下相应内容：

Text Field 1：Type=SUBCKT(X)；此域定义T1000为子电路。

Text Field 2：model=T1000；此域将此子电路的模型名定义为T1000。

Text Field 3：file={model_path}.ckt;此域指出模型文件存放的路径及文件名。

Text Field 4：pins=1：[1,2,3,14,7]2：[4,5,6,14,7]3：[10,9,8,14,7]4:[13,12,11,14,7];此域定义各子件的管脚分配及管脚排列顺序。引脚排列顺序必须与模型文件中子电路定义语句所定义的节点排列顺序相对应。

Text Field 5：netlist=%D%1%2%3%4%5%M;此域包含Spice网络表的网络数据。其含义可参见参考文献[4]～[5]；该页的其余区域可不填。Part Field Name项不用设置。

第四步，创建器件模型文件。

Protel 99SE的模型文件存放在Design Explorer 99 SEModel.ddb仿真文件中。首先在此数据库中创建文件夹TTLGATE，再创建文件T1000.ckt。Spice语言规定子电路的扩展名为ckt。根据图1按Spice模型文件规范编写此文件是一种较烦琐的事情，未能体现Protel的优点。下面介绍一种简便方法：将图1中的节点e的标号"e"去掉，并在此节点上放置接地符号(0)，单击Simulate/Create Spice Netlist按钮，系统会自动生成Spice网表文件T1000.nsx。将文件中的注释行和命令行删除，将节点0改为节点e，在文件的最前面添加一行子电路命令语句：.SUBCKT T1000 a b c d e，将文件的最后一句由.END改为.ENDS T1000（子电路结束语句），最后将此文件内容复制到新建的子电路模型文件T1000.ckt之中。得到的新器件的模型文件如下所示：

修改后的模型文件需重新启动一次系统才能生效。

通过以上几步即建立了可用于仿真的新器件T1000（T1000系列四二输入与非门），用同样的方法可创建其它门电路及其仿真模型。

2 用新建的器件模型仿真调试对称式多谐振荡器

由与非门构成的对称式多谐振荡器如图3所示。图中的与非门T1000就是新建的器件。电路的绘制必须符合Protel99SE仿真电路图的规范。

    在仿真设置对话框中选择仿真类型（瞬态分析）并完成仿真步长（尽量小一些为好）及收集信号等设置，单击RUN按钮，得到仿真结果如图4所示。由图可测出振荡周期约为98.768μs（启动测量光标测量），与理论计算及硬件实验结果相符，其它指标也与理论分析及硬件实验结果相符。

    新建的电路模型不仅可用于脉冲电路的仿真与调试，它同样适用于组合电路和时序电路的仿真与测试，比Protel99SE仿真库中的门电路模型有更广泛的适用性。当然，模型的精度对仿具的精度有较大的影响，要提高精度，则要对子电路进行测试并调整元件及参数使之满足要求。

3 用层次式电路仿真脉冲电路

Protel99SE具有创建层次式电路的功能，下面以微分型单稳态电路为例介绍用层次式电路图仿真脉冲电路的方法与步骤。

    (1)按图5、图6、图7创建层次式电路和次级电路，完成单稳态电路的设计。在设计过程中，上层电路及下层电路的节点必须标出网络标号，且网络标号应与端口名称相同；各次级电路的元件序号不能重复；各电路图的图号必须设置为不同的值（在Document options菜单中，选择Organizition标签页进行设置），否则，进行电路规则检查（ERC）时会报告错误，如没有设置图纸号时的错误报告为＃1 Error Duplicate Sheet Numbers 0 *.sch And *.sch。当然，有些错误的存在并不影响仿真（如#1错误）。有关键立层次式电路的详细介绍请参阅参考文献[3]。

（2）设置激励源的属性。激励脉冲的幅度应符合TTL电平规范，AC和DC属性及相应延迟可不设置；上升时间(Rise Time)、下降时间（Full Time）、延迟时间（Delay Time）必须设置为大于0的值，否则仿真失败；激励脉冲的周期必须根据电路输出的脉冲宽度Tw及电路的恢复时间Tre决定，其值必须大于电路的分辨时间。

（3）设置好仿真类型（瞬态分析）、仿真步长和仿真时间等选项，并选取要观察的信号。

    （4）单击Simulate/Run按钮，得仿真波形如图8所示。由图8可见，输出脉宽为Tw=7.0013μs（启动测量光标测量），这与理论分析及硬件实验结果相同，各点波形也与理论分析及硬件实验的结果相同。

层次式电路仿真脉冲电路的方法同样适宜于其它电路的仿真。

仿真电路设计报告篇10

关键词：电子技术；课程设计；教学改革

作者简介：成开友（1963-），男，江苏盐城人，盐城工学院电气工程学院，副教授。（江苏 盐城 224052）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）08-0045-02

“电子技术课程设计”是学完“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”后配套的重要实践性教学环节，是实现基本理论知识和实际工程相联系的桥梁。学生通过“电子技术课程设计”可以将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，不仅可以巩固及加深对基本理论知识的理解，还对学生动手能力和创新能力的提高起着十分重要的作用，并培养了学生正确的科学态度和科学精神。盐城工学院电类相关专业的学生都进行电子技术课程设计。为了更好地培养学生的动手能力和创新意识，学校对这门课程从内容到形式进行了有效的探索和改革，取得良好的实际效果。

一、传统课程设计中存在的主要问题

1.课程设计的题目少，内容单一、陈旧

以前，课程设计只有一个题目而且年年如此，后来改为三个，但还是太少，内容也陈旧，学生根据自己的兴趣爱好可选择的题目不多，致使学生的设计积极性不高。由于老师对设计任务给的太细，学生可发挥的空间就小，在进行预设计时难免会有学生相互抄袭的现象，不能更好地调动学生设计的积极性。

2.教学形式呆板

过去担心学生受能力的限制在规定时间内完不成设计任务，所以在课程设计开始教师总是详细讲解，并且给出具体的设计资料，将学生限制在教师指定的范围和指定的器件内，结果在同一个课题上学生给出了相同的设计方案，不利于发挥学生的主观能动性。

3.成绩的评定缺乏规范性

建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键。以往的评定方法只看做出试验结果的快慢和课程设计报告的内容，不顾过程，其弊端是教师的主观性较大，评定的标准不能具体量化，很难真正反映学生的真实水平。

二、改革的方法

1.设计题目及内容的改革

对于“电子技术课程设计”题目的选择尤为重要。首先，设计的题目要够多，这样学生的可选择性才够大；其次，设计内容要新颖有趣，有一定的使用价值，每个题目都可以巩固学习电子技术课程重要的知识点，比如：电压超限报警电路的设计可巩固学习比较器和555电路以及各种逻辑门的使用；编码电子锁的设计可巩固学习触发器和门电路；多路数据巡回检测电路会用到包括寄存器、计数器、数据选择器和数据分配器等多个中等规模集成电路的内容；广告灯控制电路包括了可逆计数、逐位显示和蜂鸣报警电路等单元部分，会用到显示译码器、计数器和555电路等电子知识。指导教师在告诉学生设计题目的同时还要把实验室的现有资源给学生讲清楚，学生可在这些限定的条件下进行设计，比如：实验室可提供的触发器只有D触发器，逻辑门只有与非门。这样，学生在设计过程中用到其他的触发器和逻辑门时可以相应地改成实验室已有的器件。这就要求他们要熟练地掌握课本上的理论知识，能够随机应变。当然如果实验室确实无法提供器件，也要鼓励学生自己去购买，这使得他们熟悉了更多新型电子器件的规格和功能，提高他们亲历亲为的能力和学习兴趣。

2.预设计方案的确立

进行预设计时要鼓励学生用模块化的分析和设计方法进行设计。学生通过查阅资料，根据设计要求自行确定实施方案，给学生提供更大的自，使学生能够相对独立地进行实践，充分扬其所长。由于学生受到知识面的限制和其他主、客观原因的影响，初步的设计方案难免存在遗漏和错误，教师要对学生的设计进行把关，保证他们的设计能实现基本功能。同时，也可通过集体答疑的方式组织学生公开讲解设计方案，让学生互找问题、讨论解决方法，从而达到优化设计方案的目的。这些方法增强了教学的互动性，同时也为学生提供了充分发挥个人能力的空间，调动了学生们学习和创作的积极性。初步的设计方案确定以后就要进行仿真实验。Multisim是非常适合模拟/数字电路仿真的软件，它提供了大量的仿真元件模型，且仪器仪表种类之多是很多电子实验室无法比拟的。通过Multisim进行功能仿真可以发现一些设计中存在的问题，进一步优化设计方案，同时增强了学生学习的兴趣，加深了学生对理论知识的理解，提高了学生的实践能力，也使学生掌握了电子仿真软件的使用方法，为后续课程学习打下良好基础。最后，学生把初步的设计方案上升到理论的高度，写出一份详细的预设计报告，包括设计题目、设计任务、总体方案的设计、单元电路的设计、元器件的选择与参数计算，画出总体电路图，列出所用元器件的详细列表和参考文献。这样，做到设计思路清晰明了，为后面的安装调试做好充分的准备。

3.安装调试

按照自己的设计方案进行安装调试，是学生非常期待也是最能得到满足感的一个环节。按照预设计报告中元器件列表领取器件，然后分模块进行安装。在这个环节指导教师要引导学生注意整体布局的美观、规范，比如：电源线和地线要分开，各成一列，并分别用不同颜色的导线进行区分。在确定安装无误的情况下进行通电调试。在调试阶段，有些学生只要发现实验结果不对就手忙脚乱无从下手，指导教师要引导学生从信号输入的一端开始逐个模块进行调试，排除故障的方法要从大范围到小范围，最终找到故障的确切地点。在调试过程中要启发学生自己查找、分析原因，找到解决的方法。通过调试使学生加深对电路工作原理的理解，学会调试电路查找故障的方法。调试完毕后，不要马上拆线交给老师完事，指导老师要鼓励学生用调试好的电路做实验，例如：可以对单元电路的输出进行实际的测算，并跟理论分析结果进行比较，进一步理解电路的特性。这样做可以通过课程设计为学生提供锻炼的平台，提高学生的实践能力和学习积极性。

4.撰写总结报告

总结报告是学生对课程设计全过程的系统总结，不能等同于平时的实验报告，因此，学生应按规定的格式进行书写。总结报告的图纸要规范，所有图纸都按工程设计标准严格要求。这样可提高学生的方案表达能力、工程制图能力和科技写作能力等基本综合素质，为毕业论文的书写打下基础。

5.建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键

在注重结论正确的同时，应该强调整个设计方案实施的全过程。成绩评定包含五个部分：一是预设计方案的正确性与合理性及仿真的结果，占总成绩的25%；二是实验动手能力（包括安装工艺水平、仪器使用、调试过程中分析和解决问题的能力以及创新精神等），占总成绩的30%；三是学生的答辩情况，占总成绩的10%；四是设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神，占总成绩的10%；五是总结报告（包括方案的论证、调试过程中出现的问题及解决方法、数据处理、结果分析、收获和体会等）占总成绩的25%。这样一种相对完善的成绩评定体系使学生在课程设计的任何一个环节都能认真对待，提高了学生学习的积极性和主动性。

三、改革的效果

1.培养了学生对设计性实验的兴趣，增强了学生动手实验的信心

由于设计题目与实际紧密联系，充分调动了学生的学习热情和自觉性，学生在独立完成电路后兴奋不已，很多同学对自己设计并调试成功的电路爱不释手。

2.提高了学生多方面的能力

在动手实践设计过程中，学生们从通过查找资料给出预设计方案到互相配合着进行安装调试，最终得出实验结果，每一环节都发挥了他们的主动性和创造性，提高了分析和解决各种问题的能力以及相互合作的能力。

四、结束语

课程设计时间虽短，但在培养学生学习兴趣和实践创新能力方面成果显著，为了保证电子课程设计顺利高效进行，除了老师的正确指导外，还需要先进的实验室设备和器件的配置，并希望以后能够建立完善的实验室开放系统，将专业实践课程科学合理地进行整合，开设综合性的大实验，以达到更好的教学效果。

参考文献：

[1]粟田禾.电子技术基础课程设计的教学改革与实践[J].高职教育研究，2006，（2）.

[2]李志强，等.数字电子线路课程设计的教学实践[J].西北职教，