模擬電子技術論文范文
時間:2023-03-29 12:32:00
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篇1
首先將模擬電子技術課程的教學體現在三個方面:課堂理論教學、計算機仿真技術輔助教學和實踐教學。其次,模擬電子技術相關知識點的實踐應用則貫穿于大二(下)到四年級的畢業設計,如大二的電子技術基本技能訓練、模擬電子技術課程設計,大三的綜合電子系統設計,大四的畢業設計等。其三,除了這些必修科目以外,在一些選修類項目,如大學生科技創新、電子設計競賽、社團組織中也體現了模擬電子技術知識的運用。通過培養方案的調整,可以行之有效的保證學生在校學習期間不斷學習、實踐模擬電子的相關知識,將學以致用的理念貫穿于整個在校學習期間,使學生在反復學習實踐中不斷拓展知識的深度和廣度,具有分析問題、解決問題的工程實踐能力。
二、改革探索更加有效的教學模式
(一)教學手段不斷改革
為了改進教學質量,提高教學效果,為培養應用型人才提供有力支持,近年來,我們在教學手段的不斷改進方面做了有益的嘗試。
第一,引入計算機仿真技術,將理論與實踐有機結合。在教學中引入仿真技術,有效的改進了教學效果,增強了學生分析問題、解決問題的能力。首先,站在教師的角度,仿真技術的使用,使教師在原有電子課件的基礎上,加入了對實際電路的分析過程,使得教學生動直觀,加深學生對概念和規律的理解和掌握。通過仿真軟件,不僅可以幫助學生理解一些抽象概念,并且可以使其深刻理解在電路中,各元件參數對電路的影響。其次,從學生的角度看,將計算機仿真技術與模擬電子技術教學內容有效結合,使學生通過仿真直觀的了解本課程研究中所能解決的實際問題,有利于激發學生的學習興趣與參與探索的求知欲。如在學習完相關理論后,引導學生利用仿真軟件自行設計波形信號發生器、多路輸出的直流穩壓電源、心電圖信號放大器、低頻功率放大器、光電報警器等。學生通過這樣一些模擬電路的實際應用,了解了課程的作用,明確了學習目標,產生了好奇心,激發了學習動力。在教學中引入計算機仿真技術,使學生在教師的引導下帶著問題進行自發學習,使整個學習過程始終處于探索研究、再探索研究到最終驗證的良性循環過程。
第二,開放實驗室,提供探究和創新的良好環境。模擬電子技術是一門實踐性很強,并且面向工程的課程,基本的應用電路在掌握了基本理論后,都需要實驗來驗證。通過實驗驗證理論發現問題結合理論修正問題再次進行實驗驗證,通過這樣一個螺旋式過程,學生學習知識的深度和廣度均不斷拓展。同時,也讓學生深刻體會到了實踐和理論的差異,在實踐中切實鍛煉了學生分析解決問題的能力。院系面向電子信息類學生開放電子技術實驗室,為學生提供了理論聯系實踐的場所,更為學生進行探究式學習提供了不可取代的自主學習平臺,是培養學生探究未知能力、實踐能力和創新能力的必要途徑。
除集中實驗外,課后及其他學期學生根據自己的興趣及時間安排,自行登記到實驗室進行實驗和研究。電子技術實驗室安排值班教師為實驗學生答疑,幫助學生探究和創新。實驗室的開放,滿足了不同層次學生培養實踐能力的要求,體現了因人而異、因材施教的教育理念。第三,充分利用網絡資源,引導學生自主學習。模擬電子技術課程為校級精品課程,目前在建校級資源共享課程。現有的精品課程網站,為學生的課外學習提供了一個高效的研究型學習平臺。精品課程網站提供了豐富的和教學相關的資訊。學生可以根據自己的興趣和愛好,進行探索式研究式自主學習。這樣的學習模式不受空間和時間的制約,延伸了學生獲取知識的途徑,不僅使得學生的學習變得更加便捷,而且學習起來更加自主、高效,更重要的是在學生能力培養方面起到了不可或缺的作用。
(二)教學方法不斷改進
教學是一個獲取知識、啟迪思想、激發潛能、培養能力的過程,它需要教師根據自己的教學能力設計一種教學策略,通過優化的教學手段和教學方法,在課堂上將教學內容精彩而生動地展示給學生,并且在課后進一步挖掘學生自主學習的潛力。在培養應用型人才思想指導下,我們不斷在教學方法上進行探索和改進,側重培養學生的工程應用能力。
1.采用啟發探索式教學激發學生學習興趣,提高教學質量。
采用啟發探索式教學提高學生的學習興趣,教師在教學中主要承擔主導作用。在對課程進行教學設計時,在保證基本概念的基礎上部分重點采用案例式教學,通過分析實際電路,引入知識點。通過課堂討論、仿真軟件演示、習題研究等環節,引導學生自主學習,讓學生由被動的接受知識轉化為主動的探索知識,充分發揮學生在教學中的主體作用。教師在完成一個知識點或一個章節的教學后,布置兩到三個綜合性的問題,讓學生自由分組形成課題組。利用課余時間自行通過查閱資料完成題目的分析、方案選擇、電路仿真設計、結果分析,并制作出一份多媒體課件及電子文檔說明原理、分析過程、重難點及注意事項,由課題組選派一名同學在課堂上進行講解,并且接受老師和同學的提問,進行討論。在這個過程中,學生不僅從中領會自學的思路,學會分析問題和解決問題,而且還培養了團隊協作能力和科技論文的寫作能力。還有一點也是很重要的,即講解之后還要接受老師和同學的提問,進行討論。在這個環節中,不僅可以查漏補缺,檢查出學生在學習過程中的薄弱環節,及時加以彌補,而且也可以有效的促進教學相長,教師可以根據討論中學生反映出的興趣點對教學過程進行進一步優化。最后,在教與學的位置互換中,學生親身體驗了“教”,這有助于加強師生之間的互相理解。
2.鼓勵支持學生自主學習,拓展知識廣度與深度。
課堂教學無論在時間和內容上都是有限的,除了課堂教學,課后可供學生自主支配的時間很多。引導學生利用好課余時間,是提高學習質量的一個有效工具。如在初期給出參考書目,讓學生閱讀,撰寫讀書報告;給出優秀的模擬電子技術學習網站或電子論壇,指導學生進行自主學習;訂好答疑時間,定期解答學習過程中遇到的問題;鼓勵學生參加專業社團及校省級大學生創新項目;在學生自愿報名的基礎上,優選學生參與省及國家的電子設計競賽和智能車大賽;鼓勵和幫助學生在校學習期間發表學術論文等。參與以上活動的優秀學生,根據培養方案中規定,均獎勵相應的學分,旨在鼓勵和培養學生的研究創新能力。通過近幾年的實踐,反映出學生普遍對面向實際、有挑戰性的課題比較感興趣。而興趣是促進學習的強大動力,在強大的興趣驅動下,在團隊精神的鼓舞下,學生自發學習,分析問題、解決問題的能力得到了迅速的提高。近年來,電信專業的學生在大學生電子設計競賽、智能車大賽中均獲得省級以上獎項。
(三)重組優化教學內容,充分發揮課堂教學的效果
在課時壓縮的客觀條件下,教學內容必須進行優化重組。教學內容在保證本課程基礎及關鍵知識點完整的前提下進行了合適的優選。在電子教案中增加了本學科領域的技術前沿和新科技成果的應用介紹,在不多占用課時的基礎上擴展了知識的廣度,提高了學生的學習興趣,同時也為學生的自主學習指引了方向。
篇2
福建省武夷學院作為應用型本科院校,電類專業開設的模擬電子技術課程,分列為三門子課程:包括60個學時的理論課程、20個學時的實驗課程和1周的課程設計,其中實驗課和課程設計為實踐環節。用倒三角圖表示課程結構、學時安排以及三者之間的相輔相成的關系。模擬電子技術課程的最大特點是內容較多,學生普遍感覺較難,涉及知識面廣、應用性較強。
二、課程教學探討
1.靈活運用多種教學手段。
學生上理論課普遍感覺比較抽象、較難理解與掌握,合適的教學手段顯得尤為重要,板書和多媒體相結合的教學手段對于一般本科學生比較合適。教師在黑板寫的時間,學生有短暫的時間進行消化和記筆記,有利于對內容的即時理解和課后復習,使得大部分學生能跟上老師的授課進度。比如,在講授到三極管基本共射極放大電路時,學生對于小信號等效電路畫法比較難于掌握,而僅僅用多媒體授課放映效果不理想。教學中可以結合板書,分步畫出三極管的H模型,結合小信號等效電路的依據,在黑板上一步步畫出來,學生理解起來就更方便。這在模擬電子技術中是比較基礎的理論內容,基礎內容講透了,有利于后續章節的順利展開。但是對于某些比較難用語言描述的概念或者復雜的演變過程,使用多媒體動畫效果進行講解可以更形象生動,使學生更易于理解。例如,P、N型半導體中電子的擴散與復合,晶體管、MOS管器件中的電子、空穴的運動,電流的運動以及器件的制造工藝過程等。這些內容如果采用板書,畫圖太多、耗時較長,也很難做到形象表達。若用多媒體加上Flash動畫的方式學生就會更感興趣,有利于知識的理解。需要注意的是多媒體教學課件畫面切換快,學生記筆記跟不上,授課時注意放慢速度,講清基本概念和基本分析方法,適當結合板書對內容作出提綱挈領性的總結。這樣結合多種教學手段既緩解了課程內容多與學時數明顯不足的矛盾,又發揮了多媒體教學省時、直觀、形象的優點,因此受到了學生們的普遍歡迎。
2.營造討論式教學環境,加強課外輔導。
為增強學生學習的主觀能動性,教師可結合實際的學習狀態引導學生思考問題,每節課上教師可以適當提出1-2個比較有代表性的問題,供學生探討,這一過程不僅激發了學生的興趣也提高了學生的思維能力。總結之前的教學效果,教材的后面章節,比如反饋、功率放大等,學生理解起來就很困難,學習興趣急劇下降。每周設置1-2個課外的時間段老師給學生們答疑解惑,在學與問的過程中,學生對每堂課的內容能及時消化和吸收,這樣學生對整體內容能更好地進行理解,學會融會貫通,達到較好的教學效果。
三、重視實踐教學,加強動手能力的培養
1.加強實驗教學過程管理。
模擬電子技術實驗大綱中包括驗證性和綜合性實驗,其中驗證性實驗總計有8個,選做5個;綜合性實驗有2個,選做1個。實驗采用自編的實驗指導書,書中包括實驗目的、實驗原理、實驗使用儀器、實驗操作步驟和思考題等等,要求學生結合實驗原理和思考題認真完成實驗預習報告,學生在每次實驗前對實驗項目有基本理解,教師批閱后再根據情況進行講授。在實驗過程中,摒棄傳統的“老師做、學生看”的教學模式,我們要求學生自己調試電路和操作實驗儀器,獨立排除實驗故障,找出問題、原因,必須在規定的時間內完成每個實驗項目。實驗報告中學生需對數據進行處理、分析誤差,對實驗現象做合理的分析及總結,提出改進意見與措施。這樣學生能結合理論與實踐,動腦動手相互結合,提高實驗的教學效果。
2.重視課程設計,解決實際問題。
課程設計是學生把理論知識應用于解決實際問題的一個重要的實踐環節,是培養學生實踐技能的重要手段,可以提高學生理論結合實際、分析問題和解決問題的能力。應用性本科學校培養學生的主要目標為未來的技術人員和工程師,動員和組織電類學生開學初準備基本的實踐工具,比如電烙鐵、萬用表、斜口鉗、焊錫等等。學校專門設置1周的時間進行本門課程的設計,如何充分利用有限的時間,引導學生綜合運用所學的基本理論知識,來分析問題、解決實際問題呢?教師可先給學生提出基本要求,給出一些參考題目,為發揮學生的主觀能動性,學生也可自擬題目。課程設計分組進行,要求每組限2名學生。在課程設計教學中要求學生充分利用圖書館和網絡資源,學生學會怎樣查資料、怎樣看資料,如何從資料中獲取有用的信息。對于興趣濃厚的學生可以結合每年的校園科技節活動和大學生創新訓練項目,給學生更大的平臺去實踐鍛煉,對于學生的科技成果,還應指導學生試著撰寫科技小論文,實踐聯系理論,提高其科研能力。
3.強調專業仿真軟件的運用。
隨著計算機的發展,利用計算機的仿真軟件對電路進行驗證、設計和分析已成為一種趨勢。主要原因有:(1)計算機仿真不局限于地點和時間,比較方便,用電腦裝好軟件就可以進行電路的設計;(2)其可替代采用簡化電路模型搭接實際電路進行驗證的傳統設計方式,同時可有效地對電路參數確定和方案選擇,并在設計初期對產品的性能進行可靠預估,從而提高設計質量、縮短設計時間、節省設計費用,因此成為了現代設計中重要的組成部分;(3)利用仿真結果得出電路性能受電路中某些關鍵參數的影響,可更好地理解電路的特性和性能指標,對實際電路設計和調試具有重要指導意義。目前電子技術中應用較廣泛的仿真軟件有Proteus、Pspice和EWB等等。教師對于剛剛接觸仿真軟件的學生,應先結合實際情況講解一個軟件的基本用法,系統地介紹相關的電子資料和軟件安裝的方法。隨著電子產品的普及,大學生基本上都有個人電腦,挖掘其自學能力,對引導其觸類旁通具有現實意義。對于課本上難理解的內容,比如放大電路的幅頻特性等可通過仿真實現,通過仿真過程與結果分析能更好地理解和掌握理論知識,而且學習好一門軟件對于今后的學習和工作起著很重要的作用。
四、重塑培養方案,改革評分機制
傳統的培養方案是理論課、實驗課和課程設計加起來是一門課程,教師評出總成績,實驗課和課程設計只是作為總成績中平時成績的一部分。改革后理論課、實驗課和課程設計分列為三門子課程,三門課程各給出總評成績。理論課評分是按照“3+7”的機制評分,實驗成績按照“3+4+3”機制評分,課程設計按照“1+4+5”機制評分,詳細評分機制如表1所示。改革前實踐成績比重偏低,很難考查出學生的動手能力,學生對實踐環節總是馬虎、敷衍,心里想著實踐成績不理想,還可以靠期末筆試成績提起來。評分機制改革后,學生比較重視實踐教學,做實驗和課程設計的積極性明顯提高。
五、總結
1.經過學校上述教學探索和實踐,使得教學形式多樣、生動活潑,學生自學能力和動手能力的培養收到了良好的效果。
學生感覺模擬電子技術雖然有點兒難,但是他們覺得能學到許多知識。
篇3
電子技術是研究用電子電路對各種電信號進行分析處理的技術,應用面極其廣泛,具有自身的理論和實踐體系。“模擬電子技術基礎”作為電子技術方面入門性質的課程,是電氣、電子信息類等專業本科學生必修的一門技術基礎課。該課程主要介紹半導體器件的基本特性、模擬電路及系統分析和設計的基本理論、基本方法和基本技能。由于半導體器件和模擬電路種類繁多,性能復雜,分析和設計方法具有很強的工程性和實踐性,因此初學者往往感到這門課程很難學,戲稱“模電”為“魔電”。究竟這門課程的學習難在哪?在教學中如何化解這些難點問題,本文結合作者的教學實踐進行了一些探討。
二、模擬電子技術的主要學習難點
(一)元器件特性難理解電子電路是由二極管、三極管等半導體器件和電阻、電容等無源元件組成的實用電路,包含模擬電路和數字電路兩大類。模擬電子技術主要學習模擬電路的分析計算方法,其基本思想是運用線性電路的基本理論和方法,通過求解電路中電壓、電流等物理量,來分析模擬電路的各項性能指標,或確定電路中元器件的參數值。由電路理論我們知道:基爾霍夫電壓電流定律(KVL、KCL)和元器件的電壓電流關系(VAR)是求解電壓、電流的兩個基本出發點。因此模擬電子技術課程首先介紹半導體器件的基本特性及VAR。常用的半導體元器件有二極管、三極管和場效應晶體管等。對器件工作特性的理解,涉及到半導體PN結微觀機理、器件端口非線性VAR、電容效應、主要參數和溫度特性等諸多內容,尤其是三極管和場效應晶體管是三端元件,端與端之間的VAR更加復雜。這些半導體元器件表現出的非線性VAR的復雜性及溫度特性讓初學者感到頭緒亂、難理解。
(二)工程近似方法難適應在接觸模擬電子技術之前,學生被訓練成的思維模式是習慣用精確計算方法分析解決問題。而在模擬電子技術中,常采用工程近似方法,即根據實際情況采用不同的簡化方法分析各種電子電路。近似體現在具體情況具體分析,突出主要矛盾,簡化電路的分析計算模型,這種近似雖然會造成計算精度上的誤差,但可以大大地簡化分析計算的難度和工作量,而且也完全符合實際電子電路的精度要求。在模擬電路的分析計算中,有多種近似處理方法,如基本放大電路的交直流分析,對三極管采用不同的近似模型;運放應用電路的分析,對運放采用理想化的近似;功放電路的功率計算,采用大信號圖解分析對功率管做有效的近似,等等。學生頭腦中本來還沒有這種工程近似分析的思維方式,一下子面對這么多近似化簡的具體情況,容易不知所措,難適應。
(三)交直流的作用和相互影響難想象最基本的模擬電路是放大電路,即對輸入的模擬信號進行放大處理。放大電路也是構成各種功能模擬電路的基本電路。在分析放大電路時,一般用正弦波表示輸入的模擬信號,而電路要起到正常的放大作用,需要加直流電源,以保證電路中的三極管處于放大的狀態,同時還需要設置合適的靜態工作點,以保證能對輸入信號進行不失真的放大。因此在實際的放大電路中,直流電源的作用和交流信號的作用總是共存的,但在分析計算時,往往采用分別計算方式,即在直流等效電路中計算靜態工作點,在交流等效電路中計算動態參數。在這些分析計算中,交直流電壓電流是如何相互影響的?何處體現出了這種影響?對用圖解法定性分析這種影響,學生往往不容易理解。另外模擬電路都是反饋電路,放大電路引入負反饋以改善電路的性能,信號產生器電路引入正反饋以實現振蕩。由于反饋作用,輸出端的電壓電流會影響輸入端的電壓電流,有的只有交流影響,有的只有直流影響,有的交直流影響共存,這種電壓電流相互影響關系使得電路分析計算更加復雜,學生更是難以想象這種作用對電路性能的影響。
(四)基本單元電路種類繁多性能各異難掌握盡管當今電子技術發展日新月異,新的電子產品層出不窮,電路系統的集成度越來越高,功能越來越全,但是構成這些電路系統核心的基本單元電路基本上沒有變化。掌握這些基本單元電路的電路結構,學會分析計算這些電路的性能指標,是模擬電子技術課程的學習目標。模擬電路系統的基本單元電路包括低頻電子電路和高頻電子電路。“模擬電子技術基礎”課程主要涉及低頻電子電路的分析與計算,其中包含了許多基本單元電路,如晶體三極管基本放大電路的三種組態;場效應管放大電路三種組態;功率放大電路;多級放大電路;差分式放大電路;電流源電路;反饋電路;集成運放電路及應用電路;穩壓電路等等。這些單元電路各有其基本的電路結構和性能特點,在分析計算時,考慮的細節問題不同,采用的近似方法也不同。如基本放大電路的作用是不失真地放大微小的輸入信號,采用微變等效電路模型進行分析計算,而功率放大電路的作用是輸出大功率,即在電路的輸出端得到盡量大的輸出電壓和輸出電流,常采用圖解法分析電路的功率問題;為了克服直接耦合多級放大電路的零點漂移問題,采用差分電路結構,等等。這么多的基本電路結構,在分析計算時要考慮的細節和方法,都是與實際需求相關,沒有統一的規律和方法可循,正因如此,學生在學習時往往感覺很凌亂,摸不著頭緒,不容易掌握其核心思想方法,碰到一些實際電路問題就容易不知所措。由于缺乏對實際電路的了解和見識,即便是照葫蘆畫瓢會計算各種電路的性能指標,但還是難以想象這些單元電路究竟是如何體現它的功能的。
三、化解難點的一些教學策略
(一)利用簡單二極管電路,引入非線性電路近似處理方法目前許多的模擬電子技術教材,在關于二極管、三極管和場效應管器件介紹這部分內容中,花了相當的篇幅描述器件的工作原理、特性曲線和主要參數,而在放大電路分析時才引入圖解法和微變等效電路模型方法。圖解法分析放大電路的工作過程是教學難點,學生往往對曲線之間的映射關系不清楚。其實圖解法是線性和非線性電阻電路的一種分析方法。我們可以在分析簡單二極管電路時,引入圖解法和一般非線性電阻電路的近似處理方法,使學生在頭腦中建立起非線性電阻電路分析的一般思路。
(二)強調單元電路分析的基本步驟,引導分析思路和方法前面提到,基本單元電路是構成各種實際電子系統的基石,掌握了基本單元電路的結構、工作原理和特性,就容易分析和設計具有實際功能的各種電子系統。面對眾多的結構和性能各異的基本單元電路,我們采用所謂“五步教學法”,即固定的5個步驟講解基本單元電路:
(1)電路功能和電路結構以實際功能需求為先導,或是在總結已學單元電路不足的基礎上,引出要學習的單元電路,強調電路結構的構思方法和特點,使學生在認識電路同時,也能對電路構成的基本規律有所了解。例如在學習功率放大電路時,一般的教學策略就是,先簡單說明單管甲類功放電路的效率低的原因,提高效率的途徑,從而引出互補對稱乙類功率放大電路結構。然后說明構成電路的結構要素和關鍵元件,以幫助學生認識和記憶。
(2)工作原理分析在這個環節,主要是定性分析電路中各個元件的作用,電路的工作過程,從而說明電路的功能。有些單元電路的學習,以定性分析為主,如負反饋放大電路的分類判斷,正弦波振蕩電路的分析等。反饋電路的分析和判斷,可以說是模擬電子技術學習的難中之難,針對具體電路進行判斷的過程是,首先要正確辨識反饋網絡和基本放大器的輸入端,然后判斷反饋網絡與輸入信號的位置關系,從而判斷是串聯或并聯反饋,再根據反饋量和輸出量的關系,判斷是電壓或電流反饋,最后根據瞬時極性法判斷是正反饋還是負反饋。以上判斷過程對負反饋放大電路和正弦波振蕩電路分析都適用,應該強調反饋量僅僅取決于輸出量,與輸入量無關這個基本出發點。
(3)主要參數分析計算在單元電路的學習中,有些電路要求掌握一些性能參數的計算,如放大電路靜態工作點和動態參數的計算、功放電路輸出功率和效率的計算,集成運放應用電路的分析計算,穩壓電路的輸出電壓計算等等。這些計算中都采用了工程近似方法,不同的電路分析采用不一樣的近似方法,如靜態工作點的計算在直流通路中進行,三極管的發射極正偏時,采用0.7V模型近似,而在求放大電路的放大倍數、輸入阻抗和輸出阻抗等動態參數時,三極管采用的是微變等效電路模型,這些問題,與前面討論的非線性電路近似處理方法聯系起來,就好理解啦。討論這些電路的計算問題時,一定要強調說明不同電路計算的近似方法和手段,學生才會有的放矢地加以運用。
(4)應用及注意事項單元電路都是構成實際電子產品的基本電路。為了加深學生對模擬電路的認識,提高學習興趣,激發探索精神,在講授一些單元電路時,可以適當舉例,說明這些電路在實際中的應用。如學習功放電路時,可以擴音器電路示例,在學習直流穩壓電源時,可以一個實際穩壓器電路為例,還有集成運放構成的各種應用電路等等。有兩種教學策略說明單元電路的應用,一是從引入實際電路開始進入單元電路的學習,在實際電路圖中框出單元電路;二是在學完后舉例說明單元電路的實際應用,這時應從應用的角度說明應用電路的構成原則、元器件參數的選擇、應用條件等注意事項,有條件的話,可在課堂上做實物演示或仿真演示。
(5)歸納小結對于每個單元電路講解的最后,都應該按照以上4個步驟進行歸納小結,使學生對該單元電路結構特點和功能的加深認識、對該電路的分析方法和手段加深印象。再通過例題講解或練習,使學生學會分析和應用。我們強調對單元電路結構的認識,這樣在分析一個具體的、復雜的實際電路圖時,就容易從中劃分出一個個的單元電路,然后根據單元電路的功能和連接關系,推測出該實際電路的功能,這也是分析實用電子系統的基本方法。
(三)仿真和實物實驗相配合,提高認知和動手能力電子技術是一門理論和實踐都很強的學科,要學好模擬電子技術,離不開配套的課后實驗環節。通過實物實驗,學生可以加深對知識的理解,同時學會使用常用電路測試儀表,了解電路測試技術,提高動手能力。但以往的課后實驗都是在單元電路學完后才開展的,在學習時仍然存在不好理解等問題。隨著計算機技術的飛速發展,以計算機輔助設計為基礎的電子設計自動化(EDA)技術已成為電子電路分析與設計的主要工具,EDA系統中所包含的虛擬仿真技術可以作為電子技術課堂教學有效的輔助手段,實現對單元電路的演示,幫助學生理解所學知識。我們在教學中采用了ElectronicsWorkbench(EWB)軟件,在課堂上演示基本放大電路、功放電路、振蕩電路等單元電路的功能,能夠形象地看到一些電路現象,如輸出波形的變化及影響因素等。現在有一種趨勢,就是電子技術的課程教學越來越軟化,甚至全部用EDA軟件仿真替代實物實驗,這是不可取的。我們認為模擬電子技術課程教學,一定要仿真和實物實驗相配合。在講授元器件時,把二極管、三極管、集成運放芯片等拿到課堂上展示。通過在面包板上搭建一個個實物電路,并通過實際儀器儀表對其進行測試和觀察,學生才能感受真實單元電路的魅力,提高認知和動手能力。
四、結束語
篇4
高職院校的學生并不擅長純理論的學習,如果在學習模電這門課程時,先進行一些感性認識的教學環節,他們往往更容易學習這門課程。科學家愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師”。因此,在講授模電這門課程時,在講完緒論以后首先由老師做一些電子方面的趣味實驗,以激發學生的興趣和好奇心,以增強學生學習這門課程的積極性。如果有條件讓學生到實驗室動手做一些較簡單的電子實驗,這些實驗不僅能提高興趣,又讓他們認識了一些電子器件及特性,使今后在講授各種電子器件時不再空洞乏味。
2要引導學生進行思維方式的轉變
模電作為一門技術基礎課,有其自有的特點和規律,其課程更重視理論與實踐的結合。一般教學計劃都是電工基礎安排在模電課程之前來作為模電的基礎課程,但如果不加分析地用電工基礎的分析方法去分析模電,可能不會得到正確的結論。模電的理論有其自身的特點,表現在:第一,模電主要的電子器件二級管、三級管都是非線性器件,這與線性電路的分析和計算是有很大區別。第二,模電的分析都是直流加交流的分析方法,即直流通道和交流通道。直流通道決定靜態工作點,而交流通道是信號的通道。第三,反饋網絡是模電經常使用的電路,不管是運算放大器還是振蕩器都必須有反饋網絡的構成。以上幾點正是學生學習模電的難點,因此在講課過程中,要讓學生了解這些特點與難點,調整思維方式和學習方法,使學生能夠正確把握這門課程的學習特點。以下通過幾個實例說明如何引導學生思維方式的轉變。
2.1非線性電路與估算
在模電中常用的二極管、三極管的伏安特性為非線性,一般稱為非線性元件,而電阻、直流電源的伏安特性為線性,一般稱為線性元件。在模電中線性元件與非線性元件共同組成各種電路,那么電路的計算問題在電工基礎中并未涉及,那么計算這種電路目前使用估算法、圖解法。有的同學往往提出為什么不用解析法,而那樣計算的不是更精確嗎?在講解這類問題時要給學生講清楚估算法在工程計算中是非常重要的,它能使有些計算問題變得簡單,能較快地解決實際問題,而用解析法,一是目前學生的數學知識不能解決這種問題,二是如果能用高等數學的方法解決,但過程過于繁雜,雖然計算精度高,但與估算結果差距不大。因此在這里要讓學生思維方式有一個轉變。
2.2放大電路的直流通路與交流通路
在模電的放大電路中,直流通路和交流通路的分析也是模電獨特的電路分析方法,由于二極管、三極管中PN結死區電壓的存在,必須在交流信號通過放大電路時有一個直流電壓及電流的存在,這樣才能保證交流信號不失真地通過放大電路。這也是學生需思維轉變的一個重要方面。對于三極管、電阻、電容、電感、電源等電子元器件,它們分別在直流電及交流信號激勵作用下的不同響應決定了它們在直流電及交流信號中所起的不同作用,這些都是分析復雜放大電路的基礎。很難想象不清楚放大電路直流通路和交流通路的學生能夠學習好這門課程。
3通過課程綜合實驗提高學生的整體水平
由于模電是一門與實踐聯系非常密切的技術基礎課,通過一些綜合實驗來提升學生的理論水平和實踐技能是非常重要的,因此在課程講完之后,筆者就安排一個超外差式收音機綜合實驗來提升學生模電的理論水平和實踐能力。讀圖——提升學生的讀圖能力,課上講的模電電路一般是各類單元電路,如共射基本放大電路、振蕩電路、功率放大電路等。通過綜合實驗課可以將各個電路串成一個整體,筆者通過對一個超外差式收音機電路圖進行整體講解和分析,來提升學生模電電路的整體分析能力。一般超外差式收音機的電路組成為變頻級——中放級——檢波級——低頻放大級——功率放大級,對照理論教學所講授的內容,變頻級對應振蕩電路及基本放大電路,而該放大電路又工作在非線性區屬非線性放大,這樣才能混頻輸出差頻信號,在這里還要補充講解一下放大電路的非線性特性及應用,這樣使學生對三極管有了更深刻的認識,平時常常強調放大電路要工作在線性區,似乎非線性區是不可用的、多余的,但通過這樣一個實例讓學生明白,三極管放大電路工作在線性工作區時可進行線性放大,工作非線性區時可以進行混頻等應用。這樣一級一級來分析后面的中頻放大電路、檢波電路、低頻放大電路、功率放大電路等。實踐證明,通過整體電路的分析與講解,學生的讀圖和分析能力得到了明顯的提高。
4結束語
篇5
1.1教學內容以具體項目為依托
從選用項目化教學的教材到課堂轉移到理實一體化的實驗實訓室,以期最大程度地將傳統的理論知識融入到每個項目中的簡易電子產品設計,項目設計內容跟隨理論知識由淺入深、由簡到難,將模擬電子技術中的理論知識分層次、分章節地融入每個電子產品制作,實現真正意義上的項目化的理實一體化教學。
1.2教學過程以學生為主體
項目化的知識體系,理實一體化的實驗實訓教學環境,可以實現學生為主體的教學過程,教師起著引導作用,整個項目過程完全由學生自主完成,學生可以進行分組討論,查漏補缺,最終實現個人掌握理論知識并轉化為實際項目的制作與功能實現。這種教學方式有益于學生發揮自己的主動性和特長,在此過程中也培養了學生的責任感和協作精神,體驗到個人與集體共同學習和收獲的成就感。在理實一體化的環境中進行的項目化教學很好地實現了教學過程中老師引導,學生成為課堂主體地位的教和學的效果,激發了學生學習理論知識的動力,提高了學生動手能力,讓學生在課程學習中對本專業的專業知識和職業能力素質要求有了真切的感悟和體驗。
2理實一體化環境中項目化教學設計
模擬電子技術課程的項目化教學設計,即在理實一體化實驗實訓環境下將課程進行項目化。現以項目二簡易擴音器的認識與檢測為例,結合模擬電子技術課程的實質內容,對課程進行以下設計,為理實一體化環境下模擬電子的項目化教學研究作以參考。
2.1簡易擴音器的制作項目簡介
簡易擴音器的主要功能是將聲音信號轉換成電信號,簡易擴音器內部電路將小信號放大后通過揚聲器播放出來,主要有以下幾部分組成:話筒、內部放大電路、揚聲器。簡易擴音器的核心部分是內部放大電路,作為放大電路的核心器件三極管,三極管的特性分析與管腳檢測方法是學生必須掌握的基礎知識,放大電路包含基本共發射極放大電路,功率放大電路,電路的構建與電路中電子元件參數的選擇,電路信號的傳遞與檢測是項目中要掌握的重中之重。
2.2簡易擴音器的制作項目任務分解
將基本理論知識融入一個具體項目,意味著一個完整的項目要進行不同階段的任務分解,通過任務分解,將理論知識融入到每個階段的小任務中去,每個任務都是在理實一體化的實驗環境下進行,理論知識貫穿在學生從簡單電子元件的認識和特性的檢測,到簡單電子電路的組建,電路的分析,電路功能的實現,學生掌握知識的同時能夠熟練掌握各類儀器儀表的操作和使用方法。通過教師引導模塊、技能訓練(學生操作)模塊、技能思考(學生總結)模塊,在具體的項目實施的過程中,項目化的教學的實施,使得模擬電子技術課程不再只是純知識的教授,其課程核心被放到了學生對于基礎專業知識的應用上,實現了技能型人才基本素質的培養和提高。
3結語
篇6
[關鍵詞]電子技術課程;教學模式;實驗教學
0引言
《模擬電子技術》課程是第四軍醫大學生物醫學工程專業一門非常重要的骨干專業基礎課程,主要是培養學員對模擬電路的分析、設計、調試等能力,為其畢業后能夠勝任軍隊醫療衛生裝備的維修與研發崗位需求打下堅實的理論基礎。《模擬電子技術》課程的授課內容涵蓋器件、電路及電路應用3個部分,要求學員完成課程學習后,應具備會計算電路參數、會選擇器件、會設計電路、會測試電路參數“四會”基本技能[1]。實驗是《模擬電子技術》課程非常重要的教學環節,通過實驗既可以檢驗學員的理論學習效果,又能提高學員的實際動手能力。但是,傳統的實驗教學模式主要以驗證性實驗為主,即教員指定實驗內容、提供實驗元器件和實驗儀表,學員按照教材中的電路圖完成實驗、測試電路參數后完成實驗報告,整個過程學員始終處于被動,不能形成實驗過程教與學動態交互的平臺,無法激發學員對電子技術的興趣,距離培養創新性思維方式甚遠[2-5]。在這種實驗教學模式下,學員只是能夠計算電路參數、測試電路參數,并不知道如何選擇器件、如何設計電路,無法滿足實用、高素質軍隊醫療衛生裝備研發人才的培養目標和要求。針對以上問題教學組融合課程特點,在實驗教學設計中大膽創新與改革。在完成模擬電子技術經典實驗項目的前提下,整合驗證性實驗內容,將實踐教學拓展由課堂延伸到課外[6-7],增加以問題和需求牽引為導向的綜合設計性實驗,開放性地提出了“五自”實驗教學模式;引導學員主動參與實際科研活動,靈活地選取探索的方法,為學員提供發展創造性思維和實踐的機會,激發了學員對電子技術類課程學習的熱情,同時加強了團隊的協作,鍛煉了對科研活動的總結和表達能力。
1“五自”實驗教學模式
調動學員在《模擬電子技術》課程實驗過程的主觀能動性和學習積極性,教學組在基本要求“會分析計算、會使用常用的儀器儀表、會測量基本的參數”的指標基礎上增加了“會設計電路”和“會選元器”件2個環節;開放性地提出學員自由選題與分組、自行管理與實現、自主設計與實施、自行調試與安裝以及自主答辯與論文完成的“五自”實驗教學模式。現將具體實施步驟介紹如下。
1.1自由選題與分組
為了培養學員之間的團結協作精神,在其即將完成模擬電子技術課程學習的前2個月,由授課教員針對軍隊衛生裝備中研究的熱點問題以及附屬醫院臨床科室的實際需求,發現問題,并聯系所學理論知識提出問題;重點列出5~10個綜合設計實驗題目(如便攜式心電圖機、自動輸液器、電加熱手套、太陽能電源等),提出電路設計要求和預期達到的主要性能指標,要求學員自主設計實現電路。學員針對教員指定的實驗題目,根據每名同學自身的興趣和專業特長,自由選題與分組。一般每組不超過3人,組內學員自行分配任務,包括文獻查閱、電路設計、電路仿真、印刷電路板(printedcircuitboard,PCB)可在共享上查到制作、元器件購買、電路調試、幻燈制作及答辯等環節。
1.2自行管理與實現
整個教學的實施過程中,教學組采用開放式的管理模式,即教學實驗室時間和空間對學員全部開放,所有的測量儀器儀表設備全部開放。模擬電子技術的網絡教學交互平臺全時段開放,學員選題之后,每個小組的時間和進度節點都自行管理、自行實現,完全發揮學員的主動性。教員只需做好的監督安全、答疑引導工作[8]。
1.3自行設計與實施
在學員完成自由選題與分組之后,可根據實驗項目的要求查閱文獻資料、提出技術方案和實施路線、設計電路并進行電路仿真,通過仿真測試電路的功能及主要性能指標,不斷優化電路結構。當學員在電路設計時遇到問題和困難,由教員針對學員的設計進行專題輔導和引導,突出以學員自行設計為主、教員引導為輔。自行設計重在培養學員靈活運用理論知識、信息檢索工具、電路設計與仿真軟件的綜合能力,是“五自”實驗教學模式中最為重要的一個環節。在學員完成電路設計與仿真之后,教員對學員的設計審核后由學員列出所需元器件型號、數量和主要參數等。學員自行購買,選擇性價比高的元器件,自行購買元器件重在培養學員選擇器件的能力。元器件參數的合理設置是電路設計的基本內容,而器件的性能優劣直接影響到電路實現的功能正常與否,因此綜合性實驗項目增加該環節強化鍛煉學員基本的器件選型能力。
1.4自行調試與安裝
學員將購買的元器件進行分類,按照電路原理圖在PCB上完成焊接,并進行調試、排除電路中可能存在的故障,發現問題,小組內部探討,網上教學平臺發動教學資源共同解決問題,很好地培養了學員解決問題的基本技能,以問題為導向培養了團隊協作能力。設計實驗過程的測試方案,選用合適的儀器儀表測量不同的參數指標,并記錄描繪特征曲線。規范實驗測試流程,熟悉常用儀器儀表的特性、使用條件和使用注意事項。完成電路板調試后,學員自行將電路板安裝到實驗箱內,提供電源輸入接口、信號輸入輸出接口等。自行調試安裝重在培養學員的電路故障排除、儀表使用、電路焊接和安裝等綜合能力。
1.5自行答辯與論文完成
學員完成綜合實驗項目后,要完整地記錄項目的設計和實現過程,準確地記錄實驗結果,提交規范的設計論文,并自行制作PPT,內容包括課題背景、設計思路、方案、電路及主要參數、改進方法及措施等,匯報時間10min。學員答辯時,教員可以針對學員的電路設計、實驗方案或實驗結果隨時提出質疑,其他組的學員也可以提出質疑。自行答辯與論文完成重在培養學員系統化的科研思維和實踐規范,邏輯性的總結能力,精煉客觀的表述能力[9-10]。
2教改效果
從2007屆生物醫學工程專業本科學員開始,我們將“五自”實驗教學模式應用到模擬電子技術課程教學中,通過發放調查問卷和對考試成績分析反饋等方式,對教改效果進行分析和總結。圖1為2007—2011屆學員對“五自”實驗教學模式的問卷調查分析結果,問卷調查采用百分制打分,內容設計“五自”實驗環節的執行效果評價(每項20分)。從結果分析中可以看出,學員對“五自”實驗教學模式的評價分數逐屆提高。2007年級學員評價分數較低,這是因為我們首次改革實驗教學模式,在實驗項目的設立、學員答辯組織等環節存在不足,學員的建議大多是增加實驗項目、不要限制答辯形式;2011年級學員評價分數最高,這是因為我們不斷積累經驗和教訓,靈活設置實驗設計題目、靈活學員答辯形式,使“五自”實驗教學模式日趨完善。對2007—2011屆學員《模擬電子技術》課程考試平均成績(如圖2所示)分析,結果顯示平均成績的提升與“五自”實驗教學模式的配套使用有緊密的關系。2007年級學員模擬電子技術的考試分數較低,這是因為我們首次采用“五自”實驗教學模式,學員準備時間過短,沒有將理論緊密聯系實際,直接影響了理論考試時間;2011年級學員評價分數最高,綜合實驗設計題目選擇來源于實際生活或科研需求,且緊密和理論知識相連接,激發了學員對《模擬電子技術》的極大興趣,鞏固了學員的理論知識,提高了學員的理論考試成績。
3結語
“五自”實驗教學模式在2007—2011級生物醫學工程專業的《模擬電子技術》課程教學實踐中取得了很好的效果。與傳統的實驗教學模式相比“,五自”教學模式將學員的學習模式從被動變為主動,充分發揮和調動了學員的主觀能動性。同時,用問題導向和需求牽引來提高學員的創新意識,用大科學的理念來培養學員的團結協作精神,為學員畢業后的第一崗位任職需求奠定了基礎。為了更好地發揮“五自”實驗模式在軍內生物醫學工程人才方面的培養作用,我們將在今后《模擬電子技術》課程的實驗教學中令實驗項目選題更貼近部隊實際需求,即實驗調試環節增加機電一體化、電磁兼容、特殊環境設計的內容,使新的實驗教學模式更加實用、有效。
[參考文獻]
[1]路國華,王華,秦明新.淺析《模擬電子技術基礎》課程的教學改革和實踐[J].軍隊醫學教育,2006,14(1):40-41.
[2]路國華,王華,秦明新.電路仿真軟件在《模電》中的應用[J].醫療衛生裝備,2006,27(9):288-290.
[3]張華,王健琪,荊西京,等.《模擬電子技術》實驗考核的探索和實踐[J].醫療衛生裝備,2014,35(5):330-332.
[4]張華,荊西京,路國華,等.電子技術實驗教學中的師生關系[J].軍隊醫學教育,2011,19(3):68-70.
[5]蔡曉艷.模擬電子技術實驗教學改革的研究與探索[J].實驗室科學,2013,16(3):51-53.
[6]王革思.“模擬電子技術”課程開放式實驗教學平臺的研究與實踐[J].實驗技術與管理,2014,31(8):170-173.
[7]唐鐵軍,王平祥,王春潮.課內外結合構建研究型大學本科生科研能力培養體系[J].實驗技術與管理,2010,27(4):19-22.
[8]李淑明,姜玉婷,李曉冬.“虛實”結合的模擬電子技術實驗模式[J].大眾科技,2014,16(10):3-4.
[9]郭東亮.“模擬電子技術”課程實踐性教學改革探索[J].實驗實踐教學,2014,33(29):81-86.
篇7
關鍵詞:模擬電子技術;教學資源庫;課程教學
一、建設意義
教學資源庫是各類教學資源的優化和集成,涵蓋了不同深度和廣度的知識點,適合教師因材施教,與學生交流互動,為教師有效開展教學、實現教學目標提供了有效保障。資源庫豐富的教學資源和方便的網絡平臺,適合學生隨時隨地自主學習,提高了學習水平和學習效率。
二、建設目標與思路
1.建設目標
面向自動化專業,通過系統設計、先進技術支撐、開放式管理、網絡運行、持續更新的方式把模擬電子技術教學資源庫建設成為匯集教育教學改革最新成果的、開放共享型教學資源庫,并在全校同類專業中推廣,實現資源共享。
2.建設思路
①制訂資源建設標準。根據學校專家制訂的應用基礎型自動化專業人才培養方案及該專業的基本要求,規定好課程的性質、教學目標、教學內容、評價標準,總結并創新建設該課程的教學文件,包括教學大綱的修正、教學模式改革、教學方法及手段創新總結、教學論文的發表、教材選擇或修訂等。
②核心資源建設。模擬電子技術基礎教學資源庫的核心資源是教師課堂教學、學生學習過程中直接應用的資料。核心資源包括電子課件、電子教案、教學視頻、試題庫、習題庫、實驗教學視頻等。核心資源的建設應緊扣課程大綱要求,契合專業建設思路,保證資源建設的準確性和先進性。
③輔助資源建設。學生普遍反映模擬電子技術課程較難學,它的基本概念多而雜,基本原理抽象不好理解,基本分析計算方法需注重“工程性”和“系統性”。為了使教師課堂教學更加生動形象,提高學生學習興趣,需要建立模擬電子技術基礎課程輔助學習資源,其內容包括重點知識點的動畫演示、重點電路的虛擬仿真、電子技術應用案例、元器件資料庫等。
④特色資源建設。結合數字電子技術、單片機應用技術、電子EDA技術等相關課程及其實訓課程,項目組可開發虛擬電子產品生產車間、電子電路分析制作調試虛擬實訓室等實驗系統。可通過組織電子技術實驗競賽、電子設計大賽、電子愛好者協會等活動,讓學生利用課程教學資源提高學習效果。
三、建設內容與成果
1.建設內容
首先確立教學資源庫的建設標準,然后再確定模擬電子技術課程各章節的重點知識點,最后確定各個知識點的素材應采用的媒體表現形式,包括動畫、網頁、錄像、文字、圖形圖像、仿真文件等。對于模擬電子技術課程各章節知識點分析如下:
①半導體分立元器件包括:半導體基礎、半導體二極管、半導體三極管、場效應三極管。
②基本放大電路包括:基本放大電路的組成、靜態分析、動態分析、射極輸出器、負反饋、多級放大器、功率放大器。
③集成運算放大器包括:集成運算放大器的特點、線性應用、非線性應用。
④正弦波振蕩電路包括:自激振蕩、RC振蕩、LC振蕩、晶體振蕩器。
⑤直流穩壓電源包括:整流、濾波、穩壓。
2.建設成果
①教學文件庫包括:模擬電子技術基礎教學大綱、電子教案設計、教學方法及教學手段、實踐教學指導書、教學評價體系、教學論文、教材等。
②教學素材庫包括:動態抽象的知識點做出的動畫素材、重點且典型的知識點做出的微課視頻素材、課程相關圖像圖形素材、案例素材及課程相關材料。
③試題習題庫:結合歷年來教學經驗,參考各種教學資料,首先編寫不同題目類型的習題庫,按照章節將習題分開,再按題目類型(選擇、填空、計算)分類輸入網站數據庫。學生可從網上做題并提交,老師批閱回復。
④教學課件庫:根據不同專業、不同學時、不同層次的模擬電子技術課程,開發不同深度的教學課件,組成教學課件庫,供教師教學使用,學生也可參考自學。
⑤實踐教學資料庫:注重實踐與理論并重的原則,建設實踐教學庫,包括模擬電子技術應用案例、實驗儀器介紹、實驗電路仿真、實驗教學課件等。
⑥制作網站,并建立師生交流平臺。在網站上開發各種虛擬電子實驗室,利于學生自主做實驗。組織各種電子技術相關活動和比賽,提高資源庫的利用率。
四、推廣與更新
在資源庫的集中建設完成后,立即開展資源庫的應用推廣。推廣范圍可從大學到社會,推廣對象可從學校一線教師到廣大學生,利用經驗交流、成果展示等方式,逐步擴大影響,提高利用率。為保證專業教學資源庫的可持續發展,按照共建共享、邊建邊用的原則,教師和學生開發的課程新資源可隨時加入資源庫。
五、規劃與建議
篇8
1高職電子產品組裝與調試實訓項目現狀
據調研,目前國內大部分高職院校所開設的電子產品組裝與調試實訓內容包括:收音機組裝與焊接、數字電子鐘的裝配、直流穩壓電源及聲光控延時開關等,這些項目涉及電子技術基礎課程內容比較單一,僅包括模擬電子或數字電子,且電路比較簡單,已經不太適用本課程的實訓。我校開設的電子產品組裝與調試實訓內容以收音機組裝與焊接為主,該實訓內容雖然成熟,且在我校使用多年。然而,收音機套件元件以模擬電子元件為主,不包含數字電子元件,越來越集成化,以致所使用的電子元器件越來越少,已不適用于我校現在的電子產品組裝與調試實訓教學。因此,本論文致力于尋找新的實訓內容,包括模擬電子和數字電子電路的所有知識點,以便提高學生電子技術基礎的綜合水平。
2電子技術基礎課程包括的知識點匯總
2.1模擬電子技術部分
分立元件:二極管、三極管(晶體管)、場效應管、晶閘管等。集成元件:集成運算放大器、晶振、三端集成穩壓管等。常用電路:三極管放大電路、集成運算放大電路、負反饋放大電路、振蕩電路、直流穩壓電源等。
2.2數字電子技術部分
集成元件:各種集成芯片(與門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、同或門、異或門、加法器、編碼器、譯碼器、數值比較器、數據選擇器、RS觸發器、D觸發器、JK觸發器、T觸發器、計數器、寄存器等)。常用電路:組合邏輯電路(無記憶功能)和時序邏輯電路(有記憶功能)。
3電子產品組裝與調試實訓項目的改革
根據以上電子技術基礎課程所包括的知識點,查找到比較更切合實訓要求的實訓內容即數字溫度計[1]。數字溫度計主要由溫度檢測電路、信號放大電路、V/F變換電路、頻率測量電路、超溫告警電路和電源電路所組成。框圖中各部分電路簡介:溫度檢測電路:溫度檢測電路主要由并聯式穩壓器、電橋和差分放大器組成。信號放大電路:同相比例運算放大器,主要有2個作用,其一是用于將上一級的信號進行同相放大,其二是調整因元件參數偏差引起的測量誤差。V/F變換電路:電壓頻率轉換電路。計數譯碼顯示電路:設有鎖存器、七段顯示譯碼器和輸出驅動電路,顯示選用3只七段LED數碼管。門控電路:采用V/F轉換器進行A/D轉換,就應該對V/F轉換器輸出的頻率在固定時間內進行計數,當門控信號為高電平時,計數器允許計數,當門控電路變化為低電平時,計數器禁止計數。以上電路中包括了電子技術基礎中大部分的常用分立元件、集成芯片及電路,學生可以通過對元件的檢測進一步熟悉各種分立元件,在整個電子線路的分析中,學生通過分模塊進行分析,掌握分析電路的方法和產品的調試。因此,數字溫度計符合本實訓項目內容改革需要。
4結語
篇9
在電子技術中應運中,近似計算貫穿其始終。然而,沒有近似計算是不可想象的。而精確計算在電子技術中往往行不通,也沒有其必要。盡管近似計算會引入一定的誤差,但這個誤差控制得好,不會對分析其它電路產生大的影響。所以關鍵在于我們如何掌握,特別是如何應用近似計算。
在工作點穩定電路中的應用要進行靜態分析,就必須求出三極管的基電壓,必須忽略三極管靜態基極電流。這樣,我們得到三極管的基射電子的相關過程及結論。
二、納米電子技術急需解決的若干關鍵問題
由于納米器件的特征尺寸處于納米量級,因此,其機理和現有的電子元件截然不同,理論方面有許多量子現象和相關問題需要解決,如電子在勢阱中的隧穿過程、非彈性散射效應機理等。盡管如此,納米電子學中急需解決的關鍵問題主要還在于納米電子器件與納米電子電路相關的納米電子技術方面,其主要表現在以下幾個方面。
(1)納米Si基量子異質結加工
要繼續把現有的硅基電子器件縮小到納米尺度,最直截了當的方法是采用外延、光刻等技術制造新一代的類似層狀蛋糕的納米半導體結構。其中,不同層通常是由不同勢能的半導體材料制成的,構建成納米尺度的量子勢阱,這種結構稱作“半導體異質結”。
(2)分子晶體管和導線組裝納米器件即使知道如何制造分子晶體管和分子導線,但把這些元件組裝成一個可以運轉的邏輯結構仍是一個非常棘手的難題。一種可能的途徑是利用掃描隧道顯微鏡把分子元件排列在一個平面上;另一種組裝較大電子器件的可能途徑是通過陣列的自組裝。盡管,PurdueUniversity等研究機構在這個方向上取得了可喜的進展,但該技術何時能夠走出實驗室進入實用,仍無法斷言。
(3)超高密度量子效應存儲器
超高密度存儲量子效應的電子“芯片”是未來納米計算機的主要部件,它可以為具備快速存取能力但沒有可動機械部件的計算機信息系統提供海量存儲手段。但是,有了制造納米電子邏輯器件的能力后,如何用這種器件組裝成超高密度存儲的量子效應存儲器陣列或芯片同樣給納米電子學研究者提出了新的挑戰。
(4)納米計算機的“互連問題”
一臺由數萬億的納米電子元件以前所未有的密集度組裝成納米計算機注定需要巧妙的結構及合理整體布局,而整體結構問題中首當其沖需要解決的就是所謂的“互連問題”。換句話說,就是計算結構中信息的輸入、輸出問題。納米計算機要把海量信息存儲在一個很小的空間內,并極快地使用和產生信息,需要有特殊的結構來控制和協調計算機的諸多元件,而納米計算元件之間、計算元件與外部環境之間需要有大量的連接。就現有傳統計算機設計的微型化而言,由于電線之間要相互隔開以避免過熱或“串線”,這樣就有一些幾何學上的考慮和限制,連接的數量不可能無限制地增加。因此,納米計算機導線間的量子隧穿效應和導線與納米電子器件之間的“連接”問題急需解決。
(5)納米/分子電子器件制備、操縱、設計、性能分析模擬環境
當前,分子力學、量子力學、多尺度計算、計算機并行技術、計算機圖形學已取得快速發展,利用這些技術建立一個能夠完成納米電子器件制備、操縱、設計與性能分析的模擬虛擬環境,并使納米技術研究人員獲得虛擬的體驗已成為可能。但由于現有計算機的速度、分子力學與量子力學算法的效率等問題,目前建立這種迅速、敏感、精細的量子模擬虛擬環境還存在巨大困難。
三、交互式電子技術手冊
交互式電子技術手冊經歷了5個發展階段,根據美國國防部的定義:加注索引的掃描頁圖、滾動文檔式電子技術手冊、線性結構電子技術手冊、基于數據庫的電子技術手冊和集成電子技術手冊。目前真正意義上的集成了人工智能、故障診斷的第5類集成電子技術手冊并不存在,大多數電子技術手冊基本上位于第4類及其以下的水平。需要聲明的是,各類電子技術手冊雖然代表不同的發展階段,但是各有優點,較低級別的電子技術手冊目前仍然有著各自的應用價值。由于類以上的電子技術手冊在信息的組織、管理、傳遞、獲取方面具有明顯的優點。
簡單的說,電子技術手冊就是技術手冊的數字化。為了獲取信息的方便,數字化后的數據需要一個良好的組織管理和提供給用戶的形式,電子技術手冊的發展就是圍繞這一過程來進行的。
四、電子技術在時間與頻率標準中的應用
時間和頻率是描述同一周期現象的兩個參數,可由時間標準導出頻率標準,兩者可共用的一個基準。
1952年國際天文協會定義的時間標準是基于地球自轉周期和公轉周期而建立的,分別稱為世界時(UT)和歷書時(ET)。這種基于天文方面的宏觀計時標準,設備龐大,操作麻煩,精度僅達10-9。隨著電子技術與微波光譜學的發展,產生了量子電子學、激光等新技術,由此出現了一種新穎的頻率標準——量子頻率標準。這種頻率標準是利用原子能級躍遷時所輻射的電磁波頻率作為頻率標準。目前世界各國相繼作成各種量子頻率標準,如(133Cs)頻標、銣原子頻標、氫原子作成的氫脈澤頻標、甲烷飽和以及吸收氦氖激光頻標等等。這樣做后,將過去基于宏觀的天體運動的計時標準,改變成微觀的原子本身結構運動的時間基準。這一方面使設備大為簡化,體積、重量大減小;另一方面使頻率標準的穩定度大為提高(可達10-12—10-14量級,即30萬年——300萬年差1秒)。1967年第13屆國際計量大會正式通過決議,規定:“一秒等于133Cs原子基態兩超精細能級躍遷的9192631770個周期所持續的時間”。該時間基準,發展了高精度的測頻技術,大大有助于宇宙航行和空間探索,加速了現代微波技術和雷達、激光技術等的發展。而激光技術和電子技術的發展又為長度計量提供了新的測試手段。
總之,在探討了近似計算在靜態分析中的應用問題、納米電子技術急需解決的若干關鍵問題和交互式電子技術應用手冊后,廣大科技工作者對電子技術在時間與頻率標準中的應用知識的初步了解和認識。在當代高科技產業日漸繁榮,尖端信息普遍進入我們生活之中的同時,國家經濟建設和和諧社會的構建離不開我們科技工作者對新理論的學習和新技術的應用,因此說,本文具有深刻的理論意義和廣泛的實際應用價值是不足為虛的。
【參考文獻】
[1]張凡,殷承良《現代汽車電子技術及其在儀表中的應用[J]客車技術與研究》,2006(01)。
[2]李建《汽車電子技術的應用狀況與發展趨勢》[J],《汽車運用》,2006(09)。
[3]陶琦《國際汽車電子技術縱覽》[J],《電子設計應用》,2005(05)。
[4]劉艷梅《電子技術在現代汽車上的發展與應用》[J],《中國科技信息》,2006(01)。
[5]魏萬云《淺談當代電子技術的發展》[J],《中國科技信息》,2005(19)。
[6]黃軍輝,張南峰,管衛華《創辦汽車電子技術專業——適應現代汽車技術的發展之路》[J],《廣東農工商職業技術學院學報》,2006(01)。
[7]巨永鋒《汽車電子技術的發展趨勢》[J],《現代電子技術》,2003(09)。
篇10
1.電子技術課程設計的重點與要求
本課程的重點是電路設計,內容側重綜合應用所學知識,設計制作較為復雜的功能電路或小型電子系統。一般給出實驗任務和設計要求,通過電路方案設計、電路設計、電路安裝調試和指標測試、撰寫實驗報告等過程,培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力,提高電路設計水平和實驗技能。在實踐中著重培養學生系統設計的綜合分析問題和解決問題的能力,培養學生創新實踐的能力。電子技術課程設計一般要求學生根據題目要求,通過查閱資料、調查研究等,獨立完成方案設計、元器件選擇、電路設計、仿真分析、電路的安裝調試及指標測試,并獨立寫出嚴謹的、文理通順的實驗報告。
具體地說,學生通過課程設計教學實踐,應達到以下基本要求:建立電子系統的概念,綜合運用電子技術課程中所學習到的理論知識完成一個電子系統的設計;掌握電子系統設計的基本方法,了解電子系統設計中的關鍵技術;進一步熟悉常用電子器件的類型和特性,掌握合理選用器件的原則;掌握查閱有關資料和使用器件手冊的基本方法;掌握用電子設計自動化軟件設計與仿真電路系統的基本方法;進一步熟悉電子儀器的正確使用方法;學會撰寫課程設計總結報告;培養嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度。
2.電子技術課程設計的教學過程
電子技術課程設計是在教師指導下,學生獨立完成課題,達到對學生理論與實踐相結合的綜合性訓練,要求本課程設計涵蓋模擬電路知識和數字電路知識,因此課程設計的選題要求包含數字電子技術和模擬電子技術。教學環節可以分為以下四個部分。
2.1課堂講授。
課程設計開始前,需要確定指導老師。由指導老師通過兩學時的教學,明確課程設計的要求,主要內容包括課程介紹、教學安排、成績評定方法等。在課堂教學環節中,指導老師介紹課題的基本情況與要求,要求學生從多個課題中選擇一個。
2.2設計與調試環節。
2.2.1前期準備、方案及電路設計。
前期準備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設計、電路仿真等。在確定方案時要求學生認真閱讀教材,根據技術指標,進行方案分析、論證和計算,獨立完成設計。設計工作內容如下:題目分析、系統結構設計、具體電路設計。學生根據所選課題的任務、要求和條件進行總體方案的設計,通過論證與選擇,確定總體方案。此后是對方案中單元電路進行選擇和設計計算,稱為預設計階段,包括元器件的選用和電路參數的計算。最后畫出總體電路圖(原理圖和布線圖),此階段約占課程設計總學時的30%。
2.2.2在實驗室進行電路安裝、調試,指標測試等。
在安裝與調試這個階段,要求學生運用所學的知識進行安裝和調試,達到任務書的各項技術指標。預設計經指導教師審查通過后,學生即可購買所需元器件等材料,并在實驗箱上或試驗板上組裝電路。運用測試儀表調試電路、排除電路故障、調整元器件、修改電路(并制作相應電路板),使之達到設計指標要求。此階段往往是課程設計的重點與難點,所需時間約占總學時的50%。
2.3撰寫總結報告,總結交流與討論。
撰寫課程設計的總結報告是對學生寫科學論文和科研總結報告能力的訓練。學生寫報告,不僅要對設計、組裝、調試的內容進行全面總結,而且要把實踐內容上升到理論高度。總結報告應包括以下方面:系統任務與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設計、參數計算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外,還應對以下幾部分進行說明:設計進程記錄,設計方案說明、比較,實際電路圖,功能與指標測試結果,存在的問題及改進意見,等等。總結報告具體內容如下:課題名稱、內容摘要、設計內容及要求、比較和選擇設計的系統方案、畫出系統框圖、單元電路設計、參數計算和器件選擇。畫出完整的電路圖,并說明電路的工作原理。組裝調試的內容,包括使用的主要儀器和儀表;調試電路的方法和技巧;測試的數據和波形并與計算結果比較分析;調試中出現的故障、原因及排除方法。總結設計電路的特點和方案的優缺點,指出課題的核心及實用價值,列出系統需要的元器件清單,列出參考文獻,收獲、體會,并對本次設計提出建議。
2.4成績評定。
課程的實踐性不僅體現實際操作能力,而且體現獨立完成設計和分析的能力。因此,課程設計的考核分為以下部分:設計方案的正確性與合理性。設計成品:觀察實驗現象,是否達到技術要求。(安裝工藝水平、調試中分析解決問題的能力)實驗報告:實驗報告應具有設計題目、技術指標、實現方案、測試數據、出現的問題與解決方法、收獲體會等。課程設計答辯:考查學生實際掌握的能力和表達能力,設計過程中的學習態度、工作作風和科學精神及創新精神,等等。
3.電子技術課程設計的步驟
在“電子技術基礎”理論課程教學中,通常只介紹單元電路的設計。然而,一個實用的電子電路通常是由若干個單元電路組成的。通常將規模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此,一個電子系統的設計不僅包括單元電路的設計,還包括總體電路的系統設計(總體電路由哪些單元電路構成,以及單元電路之間如何連接,等等)。隨著微電子技術的發展,各種通用和專用的模擬和數字集成電路大量涌現,電子系統的設計除了單元電路的設計外,還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統設計越來越重要,不過從教學訓練角度出發,課程設計仍應保留一定的單元電路內容。電子系統分為模擬型、數字型及兩者兼而有之的混合型三種。雖然模擬電路和數字電路設計的方法有所不同(尤其單元電路的設計),但總體電路的設計步驟是基本相同的。電子電路的一般設計方法與步驟包括:總體方案的設計與方案論證、單元電路的設計、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關鍵電路試驗、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。