電路的設(shè)計(jì)原理精選(九篇)

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第1篇：電路的設(shè)計(jì)原理范文

關(guān)鍵詞：比較器 脈寬調(diào)制 電源管理

中圖分類號(hào)：TN386 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）02-0137-02

1 引言

電壓比較器是一種常用的模擬信號(hào)處理電路，能夠?qū)陕冯妷盒盘?hào)進(jìn)行比較，并判斷哪個(gè)電壓信號(hào)大（或小）。電壓比較器常用于自動(dòng)控制、波形產(chǎn)生與變換、模數(shù)轉(zhuǎn)換以及越限報(bào)警等許多場(chǎng)合。電壓比較器通常由集成運(yùn)放構(gòu)成，且大多處于開(kāi)環(huán)或正反饋狀態(tài)。比較器的種類有多種，如零電平比較器、任意電平比較器、滯回電壓比較器等[1]。在PWM模式的電源管理芯片中[2，3]，為了克服必須使用集成運(yùn)放來(lái)構(gòu)成比較器的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種電壓比較器，該比較器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且轉(zhuǎn)換速度快、鑒別靈敏度高，能夠滿足電源管理芯片的使用需求，并已被應(yīng)用在實(shí)際電源管理芯片中。

2 電壓比較器的基本原理

圖1給出了電壓比較器的符號(hào)及傳輸特性。其反相輸入端加信號(hào)，同相輸入端加參考電壓。比較器一般是開(kāi)環(huán)工作，其增益很大。所以，當(dāng)時(shí)，輸出為“高”。而當(dāng)接近時(shí)，輸出電平發(fā)生轉(zhuǎn)換。其它時(shí)刻與可能差得很遠(yuǎn)（即）。電壓比較器的輸入為模擬量，可作為模擬和數(shù)字電路的接口電路，也可作為一位模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，在實(shí)際中有著廣泛應(yīng)用。

電壓比較器可以用運(yùn)放構(gòu)成，也可用專用芯片構(gòu)成。作為比較器的另一個(gè)重要特性就是轉(zhuǎn)換速度，即比較器的輸出狀態(tài)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間。通常要求轉(zhuǎn)換時(shí)間盡可能短，以便實(shí)現(xiàn)高速比較。比較器的轉(zhuǎn)換速度與器件壓擺率有關(guān)，越大，輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間就越短，比較器的轉(zhuǎn)換速度越高。電壓比較器一般為開(kāi)環(huán)應(yīng)用或正反饋應(yīng)用，不需要相位補(bǔ)償電容[4，5]

3 電壓比較器的設(shè)計(jì)與仿真

電壓比較器模塊在電源管理電路中起著非常重要的作用，是電路的使能輸入部分，表1是此模塊的設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)：

電壓比較器的“2”輸入端是電路的使能控制端，只有當(dāng)“2”端輸入電壓高于3V時(shí)，比較器輸出一個(gè)高電平使能信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)開(kāi)啟，讓整個(gè)電路開(kāi)始工作。圖2是此比較器模塊的電路圖，其中Vin-和Vin+分別是比較器的反向和同向輸入端，Vref-3是來(lái)自基準(zhǔn)的偏置電壓，R1和R2是輸入端負(fù)載電路，Vand1，Vand2，S及g端均為同向輸出端，c和d為反向輸出端。其中，Vin-端接固定的3.7V穩(wěn)定電壓，當(dāng)Vin+端輸入大于3V時(shí)，T21管導(dǎo)通同時(shí)T22管截至，從而T68管導(dǎo)通，此時(shí)由于鏡像作用，T67，T69，T70及T71均導(dǎo)通，且T63，T64，T65及T66均截至。導(dǎo)通的晶體管在各自的負(fù)載電阻上產(chǎn)生壓降，從而同向輸出端Vand1，Vand2，S及g端輸出均為高電平，而c和d端輸出為低電平。當(dāng)Vin+端輸入電壓低于3V時(shí)，情況剛好相反。圖3和圖4分別為此電路同向端和反向端輸出波形圖。

通過(guò)以上的設(shè)計(jì)及電路仿真，得到其電參數(shù)仿真結(jié)果如表2所示。

4 結(jié)語(yǔ)

按照表1所示的設(shè)計(jì)要求，并通過(guò)對(duì)表1和表2的比較，電路的仿真結(jié)果在允許的誤差范圍內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求，并且該電路模塊在實(shí)際PWM電源管理芯片中運(yùn)行良好。對(duì)于該電路的進(jìn)一步優(yōu)化將是深入研究的重點(diǎn)問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]吳運(yùn)昌.模擬電子線路基礎(chǔ).廣州：華南理工大學(xué)出版社，2005.

[2]鐘國(guó)華，吳玉廣.PWM芯片分析及其振蕩器電路的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì).半導(dǎo)體技術(shù)，2004，29（2）. 65-68.

[3]BryantBrad， Kazimierczuk MarianK.Open-Loop Power-State Transfer Function Relevant Current-Mode Control of Boost PWM Converter Operation in CCM. IEEE Transactions on Circuits and Systems.，2005， 52（10）. 2158-2164.

第2篇：電路的設(shè)計(jì)原理范文

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電系統(tǒng)；DC/DC仿真；DC/AC仿真

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.142

獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要有太陽(yáng)電池組件（方陣）、控制器、儲(chǔ)能蓄電池（組）、直流/交流逆變器等部分組成。光伏陣列發(fā)出的直流電通過(guò)器將其逆變?yōu)榻涣麟姽┙o負(fù)載，蓄電池將光伏陣列在白天發(fā)出的電能存儲(chǔ)起來(lái)，并在夜間和陰雨天給負(fù)載供電。

1 獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 光伏電池組

光伏電池板又稱太陽(yáng)能電池板 Solar panel，是由若干個(gè)太陽(yáng)能電池組件按一定方式組裝在一塊板上的組裝件，通常作為光伏方陣的一個(gè)單元。通常做法是把片單體多晶硅電池串聯(lián)在一起。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，根據(jù)負(fù)載要求，自由組合組件達(dá)到輸出功率的條件。

1.2 蓄電池組

蓄電池組是用電氣方式連接起來(lái)的用作能源的兩個(gè)或者多個(gè)單體蓄電池。白天太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能組件上，使太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)生一定幅度的直流電壓，把光能轉(zhuǎn)換為電能，再傳送給智能控制器，經(jīng)過(guò)智能控制器的過(guò)充保護(hù)，將太陽(yáng)能組件傳來(lái)的電能輸送給蓄電池進(jìn)行儲(chǔ)存。

1.3 控制器

蓄電池充放電過(guò)程需要控制器來(lái)調(diào)節(jié)。光伏控制器是用于太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，控制多路太陽(yáng)能電池方陣對(duì)蓄電池充電以及蓄電池給太陽(yáng)能逆變器負(fù)載供電的自動(dòng)控制設(shè)備。

1.4 逆變器

逆變器是一種由半導(dǎo)體器件組成的電力調(diào)整裝置，主要用于把直流電力轉(zhuǎn)換成交流電，一般由升壓回路和逆變橋式回路構(gòu)成。升壓回路把太陽(yáng)電池的直流電壓升壓到逆變器輸出控制所需的直流電壓；逆變橋式回路則把升壓后的直流電壓等價(jià)地轉(zhuǎn)換成常用頻率的交流電壓。

2 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變電源的要求

要求具有較高的效率。由于目前太陽(yáng)電池的價(jià)格偏高，為了最大限度地利用太陽(yáng)能電池，提高系統(tǒng)效率，必須設(shè)法提高逆變電源的效率。 要求具有較高的可靠性。目前光伏發(fā)電系統(tǒng)主要用于邊遠(yuǎn)地區(qū)，許多電站無(wú)人值守和維護(hù)，這就要求逆變電源具有合理的電路結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格的元器件篩選，并要求逆變電源具備各種保護(hù)功能，如輸入直流極性接反保護(hù)，交流輸出短路保護(hù)，過(guò)熱，過(guò)載保護(hù)等。同時(shí)，逆變電源的輸出應(yīng)為失真度較小的正弦波。

3 單相獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變電源主電路仿真

3.1 DC/DC變流電路仿真

直流升降壓斬波電路仿真模型如圖2所示，直流電源電壓為100V，負(fù)載為帶有電容濾波的電阻負(fù)載，電阻為2Ω ，濾波電容為1000μF 。開(kāi)關(guān)采用IGBT，驅(qū)動(dòng)信號(hào)由“Pulse Generator”環(huán)節(jié)產(chǎn)生，驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率為1000Hz，占空比為50%。此時(shí)電路的仿真波形為圖3所示。

三幅波形中波形依次為驅(qū)動(dòng)信號(hào)、負(fù)載電流、負(fù)載電壓，此時(shí)電路已接近穩(wěn)態(tài)。

3.2 DC/AC逆變電路仿真

單相全橋逆變電路仿真模型如圖4所示，直流電源電壓為100V，負(fù)載為電阻電感負(fù)載，電阻為1Ω，電感為0.01H，開(kāi)關(guān)采用MOSFET，逆變器工作頻率為50Hz，驅(qū)動(dòng)信號(hào)由兩個(gè)“Pulse Generator”環(huán)節(jié)產(chǎn)生，占空比為49.5%。此時(shí)電路的仿真波形為圖5所示。

三幅波形中波形依次為負(fù)載電流、負(fù)載電壓和開(kāi)關(guān)管1的電壓和電流，此時(shí)電路已接近穩(wěn)態(tài)。

第3篇：電路的設(shè)計(jì)原理范文

關(guān)鍵詞：多媒體課件；實(shí)踐能力；網(wǎng)絡(luò)課程

作者簡(jiǎn)介：安康（1981-），男，浙江杭州人，杭州師范大學(xué)錢江學(xué)院，講師；孫亞萍（1980-），女，浙江杭州人，杭州師范大學(xué)錢江學(xué)院，講師。（浙江 杭州 310012）

基金項(xiàng)目：本文系杭州師范大學(xué)錢江學(xué)院教學(xué)建設(shè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：YS01207031001）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）02-0071-02

“電路原理”是電子信息學(xué)科重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，本課程的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握電路原理基本概念、分析方法以及電路實(shí)驗(yàn)基本技能。[1]通過(guò)制定“電路原理”課程教學(xué)大綱，正確把握學(xué)科專業(yè)課與本課程內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)性，為學(xué)生構(gòu)建融會(huì)貫通的課程體系。為了在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)讓學(xué)生能夠快速掌握電路原理的知識(shí)結(jié)構(gòu)，針對(duì)“電路原理”課程從教學(xué)模式、教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐性教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)、課程考核評(píng)價(jià)指標(biāo)等方面進(jìn)行改革，并對(duì)“電路原理”改革過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)做了總結(jié)。

一、課堂教學(xué)模式

“電路原理”課堂理論內(nèi)容信息量大、涉及到很多數(shù)學(xué)公式，且電路圖復(fù)雜。傳統(tǒng)教學(xué)模式中教師通過(guò)在黑板上畫(huà)電路圖、書(shū)寫(xiě)數(shù)學(xué)公式等手段進(jìn)行授課，不僅耗時(shí)且效果不明顯。將多媒體教學(xué)融入到課堂教學(xué)環(huán)境中，加大課堂信息的傳遞量，提高課堂教學(xué)效果。多媒體教學(xué)課件采用PowerPoint制作，配有Flash MX動(dòng)畫(huà)演示，教師在課件制作過(guò)程中注意每節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)，能夠?qū)ι弦还?jié)課的內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)并引申出本節(jié)課講授的知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生在接受新知識(shí)的同時(shí)能夠?qū)⒅R(shí)點(diǎn)串接，注重知識(shí)的融會(huì)貫通。針對(duì)電路課程抽象難理解的內(nèi)容，采用電路仿真開(kāi)發(fā)環(huán)境EWB，讓學(xué)生感受抽象電路在實(shí)際電路中的運(yùn)行狀況，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)電路的興趣。

二、課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

教改之前“電路原理”課堂授課形式多為教師講課，學(xué)生聽(tīng)課缺乏互動(dòng)性，注意力分散，學(xué)習(xí)興趣不高。[2]教改后，教師在授課過(guò)程中針對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)采用隨機(jī)提問(wèn)的方式，促使學(xué)生對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行思考和分析，此方法對(duì)于知識(shí)點(diǎn)掌握薄弱的同學(xué)效果尤其明顯，因?yàn)樗麄儞?dān)心自己回答不上來(lái)，腦部神經(jīng)處于緊張狀態(tài)，就能夠集中注意力認(rèn)真聽(tīng)課。在教學(xué)設(shè)計(jì)上，教師與學(xué)生共同參與到課堂教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生為主體，教師通過(guò)引入問(wèn)題、課堂討論、仿真驗(yàn)證、問(wèn)題講解、知識(shí)點(diǎn)總結(jié)方式進(jìn)行輔導(dǎo)。例如在講解電路定理（戴維寧/諾頓定理）知識(shí)點(diǎn)時(shí)，通過(guò)引入一個(gè)工程問(wèn)題讓學(xué)生分小組討論，教師可以對(duì)每組設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，利用電路仿真環(huán)境對(duì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保課堂理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)無(wú)縫連接，使學(xué)生通過(guò)虛擬電路實(shí)驗(yàn)快速掌握知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)技能。

三、課程體系構(gòu)建

教師在教學(xué)過(guò)程中盡可能使學(xué)生在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)掌握“電路原理”的教學(xué)內(nèi)容，[3]注重“電路原理”課程與后續(xù)專業(yè)課程之間的銜接，統(tǒng)籌安排。精選出基本、實(shí)用與后續(xù)課程聯(lián)系緊密的內(nèi)容，刪減應(yīng)用性不強(qiáng)的內(nèi)容。例如講解一階/二階電路時(shí)域分析知識(shí)點(diǎn)時(shí)，講清楚電路的物理概念，降低該章習(xí)題的難度，其中卷積積分、頻率響應(yīng)、狀態(tài)方程等復(fù)雜內(nèi)容放到“信號(hào)與系統(tǒng)”課程中講解。另外對(duì)于“電路原理”課程中含有運(yùn)算放大器的電阻電路章節(jié)，雖然該章節(jié)內(nèi)容在“模擬電子線路”課程中作為精講內(nèi)容，但是為了讓學(xué)生盡早對(duì)專業(yè)知識(shí)有更清楚的認(rèn)識(shí)，考慮把該部分內(nèi)容作為學(xué)生自學(xué)章節(jié)，教師提前布置自學(xué)題目，學(xué)生通過(guò)查詢專業(yè)資料自學(xué)本章，教師給學(xué)生一定的指導(dǎo)，結(jié)束后學(xué)生歸納知識(shí)點(diǎn)完成讀書(shū)報(bào)告，作為平時(shí)成績(jī)計(jì)入總評(píng)。通過(guò)自學(xué)讓學(xué)生對(duì)運(yùn)算放大器的概念及應(yīng)用有大致的了解，不僅解決課程之間課堂教學(xué)內(nèi)容重復(fù)問(wèn)題，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，讓學(xué)生知道學(xué)習(xí)該門課程的價(jià)值所在。

四、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)

“電路原理實(shí)驗(yàn)”是一門重要的實(shí)踐課，教師把電路原理實(shí)驗(yàn)貫穿在“電路原理”課堂教學(xué)整個(gè)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)把學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中，加深對(duì)電路的理解，鞏固課堂所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力。

1.EWB 電路仿真環(huán)境

無(wú)論是“電路原理”課堂教學(xué)還是實(shí)踐教學(xué)，EWB電路仿真貫穿于電路原理教學(xué)整個(gè)過(guò)程中，該仿真軟件功能強(qiáng)大，操作方便，能夠?qū)⑻摂M電路環(huán)境與真實(shí)電路實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力。虛擬實(shí)驗(yàn)仿真前，需在開(kāi)發(fā)環(huán)境下根據(jù)設(shè)計(jì)的方案搭建電路進(jìn)行仿真，然后在電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上面調(diào)試電路，在實(shí)踐過(guò)程中驗(yàn)證電路設(shè)計(jì)的正確性，需要在此階段培養(yǎng)學(xué)生調(diào)試過(guò)程中分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。另外虛擬電路仿真環(huán)境能夠設(shè)置一些電路故障以及邊界值，不會(huì)對(duì)電子元器件和實(shí)驗(yàn)儀器造成損壞，減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中因?qū)W生操作不當(dāng)損壞電子器件的問(wèn)題。

2.電路平臺(tái)實(shí)驗(yàn)

依據(jù)電子專業(yè)特點(diǎn)，注重學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，教研組編寫(xiě)一套符合自己專業(yè)特色的電路原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，授課計(jì)劃共開(kāi)設(shè)八個(gè)實(shí)驗(yàn)：基爾霍夫定律的驗(yàn)證；受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的實(shí)驗(yàn)研究；疊加原理的驗(yàn)證；戴維寧定理和諾頓定理的驗(yàn)證；RC一階電路的響應(yīng)測(cè)試；用三表法測(cè)量交流電路等效參數(shù)；RLC串聯(lián)揩振電路的研究；功率因數(shù)及相序的測(cè)量。

每個(gè)實(shí)驗(yàn)都包含有實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、預(yù)習(xí)思考題和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。另外教師還設(shè)計(jì)了需要學(xué)生課后自學(xué)的實(shí)驗(yàn)比如關(guān)于EWB Multisim仿真軟件的學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)中注意學(xué)生操作時(shí)容易出問(wèn)題的地方。例如試驗(yàn)“基爾霍夫定律的驗(yàn)證”，因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)涉及到依據(jù)基爾霍夫電壓/電流定律列寫(xiě)方程，需要對(duì)電路設(shè)定參考方向再列寫(xiě)KCL/KVL方程，但是學(xué)生初次接觸電路，對(duì)參考方向的理解比較欠缺，單純的課堂理論講解使學(xué)生對(duì)參考方向掌握情況還不夠深刻，經(jīng)過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，學(xué)生動(dòng)手測(cè)量和操作，對(duì)參考方向有較深的理解，做習(xí)題時(shí)慢慢養(yǎng)成分析電路前設(shè)定電路參考方向再求解的習(xí)慣。

3.電子線路課程設(shè)計(jì)

在學(xué)生具備電路軟件仿真和硬件調(diào)試能力基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)電子線路的理解和掌握，將電子線路課程設(shè)計(jì)引入到“電路原理”課程實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中。學(xué)生自主選題，自行設(shè)計(jì)，根據(jù)需求指標(biāo)設(shè)計(jì)方案，采用EWB對(duì)方案進(jìn)行仿真，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的方案是否可行，制作硬件調(diào)試系統(tǒng)，在調(diào)試過(guò)程中學(xué)生查閱資料對(duì)硬件進(jìn)行修改調(diào)試，在實(shí)踐中不斷改進(jìn)系統(tǒng)。教師在學(xué)生課程設(shè)計(jì)期間給予適當(dāng)輔導(dǎo)，學(xué)生作為主角在實(shí)踐中培養(yǎng)自己動(dòng)手操作能力，為參加各類電子設(shè)計(jì)大賽和畢業(yè)設(shè)計(jì)做好前期工作準(zhǔn)備。

五、“電路原理”網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)

結(jié)合現(xiàn)代教學(xué)手段，利用網(wǎng)絡(luò)資源，建立“電路原理”教學(xué)網(wǎng)站，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供良好教學(xué)平臺(tái)，“電路原理”網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)址：http：//221.12.26.150/tea_main.jsp。電路網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)框架主要從四個(gè)方面進(jìn)行：教學(xué)信息資源包括教師信息、課程信息以及課程調(diào)課、停課、考試等信息及時(shí)反饋給學(xué)生；課堂理論教學(xué)資源包括多媒體課件以及教師批改完每章作業(yè)后設(shè)置的該章作業(yè)的答案以供學(xué)生查看，學(xué)生通過(guò)及時(shí)下載作業(yè)資源找出自己做錯(cuò)的地方，不斷改進(jìn)。另外電路自學(xué)章節(jié)選題部分教師均通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，方便快捷；實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)資源包括實(shí)驗(yàn)課件以及實(shí)驗(yàn)仿真環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以針對(duì)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、仿真分析，提高硬件調(diào)試成功的概率，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力；師生互助學(xué)習(xí)資源通過(guò)開(kāi)展答疑討論、作業(yè)提交、自主測(cè)試、課程反饋等模塊，為教師網(wǎng)上教學(xué)和答疑提供便捷的手段。

六、課程考核評(píng)價(jià)指標(biāo)

“電路原理”課程考核主要從理論考核和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐考核兩方面進(jìn)行。考核成績(jī)構(gòu)成如下：期末成績(jī)占55%，期中成績(jī)占15%，平時(shí)成績(jī)占30%。期末考核主要采用筆試的方式進(jìn)行，期中考核可以采用筆試的方式進(jìn)行考核，也可以通過(guò)制作電子系統(tǒng)提交論文的方式考核，平時(shí)成績(jī)考核包括學(xué)生課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)出勤率、課堂提問(wèn)、讀書(shū)報(bào)告完成情況、課程作業(yè)和實(shí)驗(yàn)考核構(gòu)成，其中實(shí)驗(yàn)考核包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告部分（報(bào)告能夠體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)基本理論、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理念、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析）以及實(shí)驗(yàn)操作部分（考核儀器儀表的規(guī)范使用、電路測(cè)試能力等）。通過(guò)給予平時(shí)成績(jī)靈活的權(quán)重，建立多元的、綜合性的總評(píng)制度，尤其對(duì)學(xué)生創(chuàng)新的、探討性的觀點(diǎn)給予鼓勵(lì)和支持。

七、總結(jié)

“電路原理”課程經(jīng)過(guò)電子教研室教師的共同努力，以電子專業(yè)2010級(jí)和2011級(jí)“電路原理”課程考核成績(jī)?yōu)橐罁?jù)，學(xué)生基本上能夠較好地掌握電路原理的知識(shí)點(diǎn)，部分同學(xué)能夠?qū)﹄娐缝`活設(shè)計(jì)，學(xué)生整體的科研能力有了顯著提高?！半娐吩怼闭n程改革涉及面廣，改革過(guò)程中存在很多問(wèn)題，還需要電子教研室教師不斷地努力和探索，緊跟社會(huì)的發(fā)展方向，將“電路原理”課程的教學(xué)改革進(jìn)一步深化。

參考文獻(xiàn)：

[1]周茜，徐亞寧.《電路分析基礎(chǔ)》課程教學(xué)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新與實(shí)踐[J].桂林電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，24（4）：113-116.

第4篇：電路的設(shè)計(jì)原理范文

關(guān)鍵詞：課程體系改革；教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化；集成電路設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）34-0076-02

以集成電路為龍頭的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)是國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的重要基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性支柱產(chǎn)業(yè)。國(guó)家高度重視集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，2000年，國(guó)務(wù)院頒發(fā)了《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》（18號(hào)文件），2011年1月28日，國(guó)務(wù)院了《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》，2011年12月24日，工業(yè)和信息化部印發(fā)了《集成電路產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。然而，我國(guó)的集成電路設(shè)計(jì)水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。2013年，全國(guó)進(jìn)口產(chǎn)品金額最大的類別是集成電路芯片，超過(guò)石油進(jìn)口。2014年3月5日，國(guó)務(wù)院總理在兩會(huì)上的政府工作報(bào)告中，首次提到集成電路（芯片）產(chǎn)業(yè)，明確指出，要設(shè)立新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新平臺(tái)，在新一代移動(dòng)通信、集成電路、大數(shù)據(jù)、先進(jìn)制造、新能源、新材料等方面趕超先進(jìn)，引領(lǐng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2014年6月，國(guó)務(wù)院頒布《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，加快推進(jìn)我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，10月底1200億元的國(guó)家集成電路投資基金成立。集成電路設(shè)計(jì)人才是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障。2010年，我國(guó)芯片設(shè)計(jì)人員達(dá)不到需求的10%，集成電路設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)已成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)高等院校的一個(gè)迫切任務(wù)[1]。為滿足市場(chǎng)對(duì)集成電路設(shè)計(jì)人才的需求，2001年，教育部開(kāi)始批準(zhǔn)設(shè)置“集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)[2]。

我校2002年開(kāi)設(shè)電子科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)，期間，由于專業(yè)調(diào)整，暫停招生。2012年，電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)恢復(fù)本科招生，主要專業(yè)方向?yàn)榧呻娐吩O(shè)計(jì)。為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，提出了集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式[3]。本文根據(jù)培養(yǎng)模式要求，從課程體系設(shè)置、課程內(nèi)容優(yōu)化兩個(gè)方面對(duì)集成電路設(shè)計(jì)方向的專業(yè)課程體系進(jìn)行改革和優(yōu)化。

一、專業(yè)課程體系存在的主要問(wèn)題

1.不太重視專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)?！皩I(yè)物理”、“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”是集成電路設(shè)計(jì)的專業(yè)基礎(chǔ)課，為后續(xù)更好地學(xué)習(xí)專業(yè)方向課提供理論基礎(chǔ)。如果基礎(chǔ)不打扎實(shí)，將導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課程時(shí)存在較大困難，更甚者將導(dǎo)致其學(xué)業(yè)荒廢。例如，如果沒(méi)有很好掌握MOS晶體管的結(jié)構(gòu)、工作原理和工作特性，學(xué)生在后面學(xué)習(xí)CMOS模擬放大器和差分運(yùn)放電路時(shí)將會(huì)是一頭霧水，不可能學(xué)得懂。但國(guó)內(nèi)某些高校將這些課程設(shè)置為選修課，開(kāi)設(shè)較少課時(shí)量，學(xué)生不能全面、深入地學(xué)習(xí)；有些院校甚至不開(kāi)設(shè)這些課程[4]。比如，我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)就沒(méi)有開(kāi)設(shè)“晶體管原理”這門課程，而是將其內(nèi)容合并到“模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”這門課程中去。

2.課程開(kāi)設(shè)順序不合理。專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課和寬口徑專業(yè)課之間存在環(huán)環(huán)相扣的關(guān)系，前者是后者的基礎(chǔ)，后者是前者理論知識(shí)的具體應(yīng)用。并且，在各類專業(yè)課的內(nèi)部也存在這樣的關(guān)系。如果在前面的知識(shí)沒(méi)學(xué)好的基礎(chǔ)上，開(kāi)設(shè)后面的課程，將直接導(dǎo)致學(xué)生學(xué)不懂，嚴(yán)重影響其學(xué)習(xí)積極性。例如：在某些高校的培養(yǎng)計(jì)劃中，沒(méi)有開(kāi)設(shè)“半導(dǎo)體物理”，直接開(kāi)設(shè)“晶體管原理”，造成了學(xué)生在學(xué)習(xí)“晶體管原理”課程時(shí)沒(méi)有“半導(dǎo)體物理”課程的基礎(chǔ)，很難進(jìn)入狀態(tài)，學(xué)習(xí)興趣受到嚴(yán)重影響[5]。具體比如在學(xué)習(xí)MOS晶體管的工作狀態(tài)時(shí)，如果沒(méi)有半導(dǎo)體物理中的能帶理論，就根本沒(méi)辦法掌握閥值電壓的概念，以及閥值電壓與哪些因素有關(guān)。

3.課程內(nèi)容理論性太強(qiáng)，嚴(yán)重打擊學(xué)生積極性。“專業(yè)物理”、“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”這些專業(yè)基礎(chǔ)課程本身理論性就很強(qiáng)，公式推導(dǎo)較多，并且要求學(xué)生具有較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。而我們有些教師在授課時(shí)，過(guò)分強(qiáng)調(diào)公式推導(dǎo)以及電路各性能參數(shù)的推導(dǎo)，而不是側(cè)重于對(duì)結(jié)構(gòu)原理、工作機(jī)制和工作特性的掌握，使得學(xué)生（尤其是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差的學(xué)生）學(xué)習(xí)起來(lái)很吃力，學(xué)習(xí)的積極性受到極大打擊[6]。

二、專業(yè)課程體系改革的主要措施

1.“4+3+2”專業(yè)課程體系。形成“4+3+2”專業(yè)課程體系模式：“4”是專業(yè)基礎(chǔ)課“專業(yè)物理”、“半導(dǎo)體物理”、“固體物理”和“晶體管原理”；“3”是專業(yè)方向課“集成電路原理與設(shè)計(jì)”、“集成電路工藝”和“集成電路設(shè)計(jì)CAD”；“2”是寬口徑專業(yè)課“集成電路應(yīng)用”、“集成電路封裝與測(cè)試”，實(shí)行主講教師負(fù)責(zé)制。依照整體優(yōu)化和循序漸進(jìn)的原則，根據(jù)學(xué)習(xí)每門專業(yè)課所需掌握的基礎(chǔ)知識(shí)，環(huán)環(huán)相扣，合理設(shè)置各專業(yè)課的開(kāi)課先后順序，形成先專業(yè)基礎(chǔ)課，再專業(yè)方向課，然后寬口徑專業(yè)課程的開(kāi)設(shè)模式。

我校物理與電子科學(xué)學(xué)院本科生實(shí)行信息科學(xué)大類培養(yǎng)模式，也就是三個(gè)本科專業(yè)大學(xué)一年級(jí)、二年級(jí)統(tǒng)一開(kāi)設(shè)課程，主要開(kāi)設(shè)高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)等課程，重在增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)知識(shí)，為各專業(yè)后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課的學(xué)習(xí)打下很好的理論基礎(chǔ)。從大學(xué)三年級(jí)開(kāi)始，分專業(yè)開(kāi)設(shè)專業(yè)課程。為了均衡電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生各學(xué)期的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，大學(xué)三年級(jí)第一學(xué)期開(kāi)設(shè)“理論物理導(dǎo)論”和“固體物理與半導(dǎo)體物理”兩門專業(yè)基礎(chǔ)課程。其中“固體物理與半導(dǎo)體物理”這門課程是將固體物理知識(shí)和半導(dǎo)體物理知識(shí)結(jié)合在一起，課時(shí)量為64學(xué)時(shí)，由2位教師承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，其目的是既能讓學(xué)生掌握后續(xù)專業(yè)方向課學(xué)習(xí)所需要的基礎(chǔ)知識(shí)，又不過(guò)分增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)。大學(xué)三年級(jí)第二學(xué)期開(kāi)設(shè)“電子器件基礎(chǔ)”、“集成電路原理與設(shè)計(jì)”、“集成電路設(shè)計(jì)CAD”和“微電子工藝學(xué)”等專業(yè)課程。由于“電子器件基礎(chǔ)”是其他三門課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，為了保證學(xué)習(xí)的延續(xù)性，擬將“電子器件基礎(chǔ)”這門課程的開(kāi)設(shè)時(shí)間定為學(xué)期的1～12周，而其他3門課程的開(kāi)課時(shí)間從第6周開(kāi)始，從而可以保證學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)方向課時(shí)具有高的學(xué)習(xí)效率和大的學(xué)習(xí)興趣。另外，“集成電路原理與設(shè)計(jì)”課程設(shè)置96學(xué)時(shí)，由2位教師承擔(dān)教學(xué)任務(wù)。并且，先講授“CMOS模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”的內(nèi)容，課時(shí)量為48學(xué)時(shí)，開(kāi)設(shè)時(shí)間為6～17周；再講授“CMOS數(shù)字集成電路原理與設(shè)計(jì)”的內(nèi)容，課時(shí)量為48學(xué)時(shí)，開(kāi)設(shè)時(shí)間為8～19周。大學(xué)四年級(jí)第一學(xué)期開(kāi)設(shè)“集成電路應(yīng)用”和“集成電路封裝與測(cè)試技術(shù)”等寬口徑專業(yè)課程，并設(shè)置其為選修課，這樣設(shè)置的目的在于：對(duì)于有意向考研的同學(xué)，可以減少學(xué)習(xí)壓力，專心考研；同時(shí)，對(duì)于要找工作的同學(xué)，可以更多了解專業(yè)方面知識(shí)，為找到好工作提供有力保障。

2.優(yōu)化專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容。由于我校物理與電子科學(xué)學(xué)院本科生采用信息科學(xué)大類培養(yǎng)模式，專業(yè)課程要在大學(xué)三年級(jí)才能開(kāi)始開(kāi)設(shè)，時(shí)間緊湊。為實(shí)現(xiàn)我校集成電路設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)緊跟集成電路發(fā)展前沿、具有較強(qiáng)實(shí)用性和創(chuàng)新性的集成電路設(shè)計(jì)人才，需要對(duì)集成電路設(shè)計(jì)方向?qū)I(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。其學(xué)習(xí)重點(diǎn)應(yīng)該是掌握基礎(chǔ)的電路結(jié)構(gòu)、電路工作特性和電路分析基本方法等，而不是糾結(jié)于電路各性能參數(shù)的推導(dǎo)。

在“固體物理與半導(dǎo)體物理”和“晶體管原理”等專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，要盡量避免冗長(zhǎng)的公式及煩瑣的推導(dǎo)，側(cè)重于對(duì)基本原理及特性的物理意義的學(xué)習(xí)，以免削弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。MOS器件是目前集成電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此，在“晶體管原理”中應(yīng)當(dāng)詳細(xì)講授MOS器件的結(jié)構(gòu)、工作原理和特性，而雙極型器件可以稍微弱化些。

對(duì)于專業(yè)方向課程，教師不但要講授集成電路設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，也要側(cè)重于集成電路設(shè)計(jì)工具的使用，以及基本的集成電路版圖知識(shí)、集成電路工藝流程，尤其是CMOS工藝等相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)。實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、實(shí)際動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和社會(huì)適應(yīng)能力的重要環(huán)節(jié)。因此，在專業(yè)方向課程中要增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課時(shí)量。例如，在“CMOS模擬集成電路原理與設(shè)計(jì)”課程中，總課時(shí)量為48學(xué)時(shí)不變，理論課由原來(lái)的38學(xué)時(shí)減少至36學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)由原來(lái)的10學(xué)時(shí)增加至12個(gè)學(xué)時(shí)。36學(xué)時(shí)的理論課包含了單級(jí)運(yùn)算放大器、差分運(yùn)算放大器、無(wú)源/有源電流鏡、基準(zhǔn)電壓源電路、開(kāi)關(guān)電路等多種電路結(jié)構(gòu)。12個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中2學(xué)時(shí)作為EDA工具學(xué)習(xí)，留給學(xué)生10個(gè)學(xué)時(shí)獨(dú)自進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。從而保證學(xué)生更好地理解理論課所學(xué)知識(shí)，融會(huì)貫通，有效地促進(jìn)教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、結(jié)論

集成電路產(chǎn)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)信息化的重要基礎(chǔ)，而集成電路設(shè)計(jì)人才是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。本文根據(jù)調(diào)研結(jié)果，分析目前集成電路設(shè)計(jì)本科專業(yè)課程體系存在的主要問(wèn)題，結(jié)合我校實(shí)際情況，對(duì)我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)集成電路設(shè)計(jì)方向的專業(yè)課程體系進(jìn)行改革，提出“4+3+2”專業(yè)課程體系，并對(duì)專業(yè)課程講授內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。從而滿足我校集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的要求，為培養(yǎng)實(shí)用創(chuàng)新型集成電路設(shè)計(jì)人才提供有力保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]段智勇，弓巧俠，羅榮輝，等.集成電路設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)課程體系改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2010，（5）.

[2]方卓紅，曲英杰.關(guān)于集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)本科專業(yè)課程體系的研究[J].科技信息，2007，（27）.

[3]謝海情，唐立軍，文勇軍.集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式探索[J].電力教育，2013，（28）.

[4]劉勝輝，崔林海，黃海.集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)課程體系研究與實(shí)踐[J].教育與教學(xué)研究，2008，（22）.

第5篇：電路的設(shè)計(jì)原理范文

關(guān)鍵詞： “維修電工技能訓(xùn)練”; 理實(shí)一體化;教學(xué)方法

“維修電工技能訓(xùn)練”是一門針對(duì)高級(jí)維修電工考證開(kāi)設(shè)的課程。

它以實(shí)踐為主，但是沒(méi)有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，實(shí)踐就將出現(xiàn)問(wèn)題。筆者在教學(xué)過(guò)程中可明顯地體會(huì)到這點(diǎn)。很多學(xué)生知其然，不知其所以然，缺乏解決問(wèn)題的能力。所以理論是基礎(chǔ)，非常重要。但是，學(xué)生往往不喜歡學(xué)習(xí)理論，或是理論與實(shí)踐脫節(jié)，無(wú)法用理論指導(dǎo)實(shí)踐。根據(jù)這些情況，筆者采用了理實(shí)一體化的教學(xué)方法。

下面以“維修電工技能訓(xùn)練”課程中的PLC控制電路教學(xué)為例，探討教學(xué)方法。

一、實(shí)物演示，從現(xiàn)象到原理

電路的原理非常重要，如何能講清楚是個(gè)難題，讓枯燥的原理分析變得生動(dòng)些更不容易。傳統(tǒng)的教學(xué)習(xí)慣根據(jù)原理圖分析電路，然后得出電路的現(xiàn)象。這樣的教學(xué)就顯得死板。如果先從電路的現(xiàn)象入手，通過(guò)視頻演示、實(shí)物演示等方法引起學(xué)生興趣，然后引導(dǎo)學(xué)生思考，再來(lái)分析原理，效果將會(huì)好很多。

PLC控制電路總共有三個(gè)考核電路。每個(gè)電路的控制方法不同，現(xiàn)象也不同。每個(gè)電路都事先連接好，用實(shí)物投影或者錄像的方式演示電路的現(xiàn)象，先讓學(xué)生有初步的認(rèn)識(shí)，然后讓學(xué)生根據(jù)電路圖分析電路的原理。這樣一來(lái)，大大提高了學(xué)生的積極性，教師適時(shí)地引導(dǎo)學(xué)生思考，師生共同分析原理，課堂氣氛活躍起來(lái)。例如，第一個(gè)項(xiàng)目是電機(jī)的雙速控制，如何讓電機(jī)雙速運(yùn)行、主電路如何連接是難點(diǎn)。很多學(xué)生只能機(jī)械地按照原理圖連接，卻不能理解原理，操作起來(lái)非常死板、呆滯，容易出錯(cuò)。教師如果先展示電機(jī)的雙速運(yùn)行，引出如何連接的問(wèn)題，再點(diǎn)出雙速電機(jī)的三相繞組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從繞組的接線變化角度分析變速原理。學(xué)生對(duì)原理有了根本的理解，接線時(shí)就顯得從容自如，連接方法也多樣化。又如，電機(jī)的制動(dòng)是個(gè)較為抽象的概念，但是直接演示電機(jī)的迅速停止，學(xué)生馬上就能理解。

二、教學(xué)做融合

教師教是為了學(xué)生學(xué)，學(xué)生學(xué)是為了做，所以教學(xué)做是一體的。教的方法是根據(jù)學(xué)的方法，學(xué)的方法是根據(jù)做的方法。一件事要怎么做就要怎么去學(xué)，怎么學(xué)就要怎么去教。不管教學(xué)做還是做學(xué)教都離不開(kāi)做，做要在學(xué)和教的基礎(chǔ)上才能做得更好。教學(xué)做是相互聯(lián)系的，不可分割，故稱為教學(xué)做融合。

一個(gè)控制電路的分析內(nèi)容較多，包括原理分析、程序分析設(shè)計(jì)、電路接線圖設(shè)計(jì)。大量的信息很容易造成學(xué)生的學(xué)習(xí)疲勞，降低學(xué)習(xí)的效果。所以，將講解內(nèi)容分解成塊，邊教邊學(xué)邊做可以降低教學(xué)難度。例如，對(duì)于電路的接線圖設(shè)計(jì)，教師在分析設(shè)計(jì)的思路技巧之后，分發(fā)設(shè)計(jì)圖紙，讓學(xué)生邊學(xué)邊設(shè)計(jì)。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生有思路，在設(shè)計(jì)時(shí)有很高的興致，碰到難點(diǎn)，也可以一起討論，氣氛活躍。

三、理論實(shí)踐交替進(jìn)行

教學(xué)的開(kāi)始是先教再實(shí)踐，但是實(shí)踐后，還是要回到理論，實(shí)踐與理論相結(jié)合，從而更進(jìn)一步地指導(dǎo)實(shí)踐。這個(gè)環(huán)節(jié)是最重要的環(huán)節(jié)。通過(guò)學(xué)生的實(shí)踐效果來(lái)看，往往很難將電路的運(yùn)行現(xiàn)象與電路原理聯(lián)系。理實(shí)交替更多應(yīng)用在電路出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候。分析電路的故障原因，是對(duì)理論的回顧，更是進(jìn)一步地理解實(shí)踐的意義。教學(xué)方法是：學(xué)生電路連接好后，選擇幾個(gè)有問(wèn)題的電路板，通過(guò)實(shí)物投影的方式展示給全部學(xué)生，一起分析故障的現(xiàn)象，結(jié)合理論，從而判斷故障出現(xiàn)點(diǎn)。例如，可以首先觀察PLC的指示燈。因?yàn)殡娐肥荘LC控制的電路，先要確定PLC正常。個(gè)別電路板PLC指示燈正常，電路卻沒(méi)有反應(yīng)，那么判斷是連接上出問(wèn)題。回顧設(shè)計(jì)的I/O接線圖與實(shí)物接線圖，分析故障點(diǎn)。在這個(gè)過(guò)程中，結(jié)合線路分析，就能很好地鞏固設(shè)計(jì)的知識(shí)。又如，如果能耗制動(dòng)電路制動(dòng)效果失效，那么首先可以對(duì)電路其他部分的功能進(jìn)行肯定，縮小故障范圍。然后分析制動(dòng)的原理，是哪些電器控制制動(dòng)，判斷故障點(diǎn)。在故障排除的同時(shí)，進(jìn)一步理解了制動(dòng)原理與效果。

“維修電工技能訓(xùn)練”課程理實(shí)一體化教學(xué)在實(shí)踐過(guò)程中提高了教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生積極性也大大提高，今后還需要不斷探索實(shí)施的手段。

參考文獻(xiàn)：

[1]白潔.淺析將維修電工考證融入課程教學(xué)中的方法[J].南昌教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（07）.

第6篇：電路的設(shè)計(jì)原理范文

模擬電路課程支撐的能力包括：閱讀電子元器件技術(shù)文件和電原理圖的能力、單元電路設(shè)計(jì)能力、電路綜合設(shè)計(jì)能力、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能力、編寫(xiě)設(shè)計(jì)文件的能力。依據(jù)能力目標(biāo)的不同，可以劃分不同的任務(wù)類型，并據(jù)此確定任務(wù)目標(biāo)，設(shè)計(jì)任務(wù)結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：模擬電路電路設(shè)計(jì)教學(xué)模式

以大規(guī)模集成工藝為依托的各種數(shù)字電路問(wèn)世以來(lái)，由于其相對(duì)模擬電路的高可靠性和靈活性，逐漸取代了各種傳統(tǒng)的模擬電路的應(yīng)用領(lǐng)域。但是現(xiàn)實(shí)的物理世界畢竟是模擬的，因此，任何數(shù)字化系統(tǒng)都包含有模擬電路部分，模擬電路并沒(méi)有因數(shù)字電路的興起而被完全取代。模擬電路課程仍然是電子工程、電氣工程、自動(dòng)控制、通信等涉電類專業(yè)的核心課程之一。

模擬電路課程的重要性還在于無(wú)論從工程技術(shù)還是專業(yè)能力結(jié)構(gòu)而言，模擬電子技術(shù)都處于較為底層的位置，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)獲取的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、工程技術(shù)方法是順利學(xué)習(xí)上述專業(yè)幾乎所有其它專業(yè)課程的基礎(chǔ)。

模擬電路是教學(xué)難度相對(duì)較大的課程。其學(xué)習(xí)的困難性在于，學(xué)生是第一次接觸以半導(dǎo)體器件為核心的有源電路；模擬電路“數(shù)字化”、結(jié)構(gòu)化程度低，表現(xiàn)出的物理現(xiàn)象和涉及的數(shù)學(xué)工具又較為復(fù)雜；模擬電路的工程技術(shù)方法很難實(shí)現(xiàn)程序化，常常需要依賴經(jīng)驗(yàn)知識(shí)解決問(wèn)題。

電路設(shè)計(jì)是電子技術(shù)人員的工作鄰域和具有典型性的工作過(guò)程，模擬電路設(shè)計(jì)過(guò)程相當(dāng)完整地體現(xiàn)了模擬電路技術(shù)應(yīng)用能力的內(nèi)容和要求。構(gòu)建基于模擬電路設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)任務(wù)，依據(jù)設(shè)計(jì)工作過(guò)程組織教學(xué)活動(dòng)，能夠較好地實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)模擬電子技術(shù)應(yīng)用能力的教學(xué)目標(biāo)。

1、工作過(guò)程、能力與任務(wù)類型

一個(gè)較完整的電子系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)的工作過(guò)程，包括：技術(shù)指標(biāo)分析，方案設(shè)計(jì)，單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)調(diào)整，電路綜合聯(lián)調(diào)與性能測(cè)試。通過(guò)對(duì)模擬電路設(shè)計(jì)工作內(nèi)容和過(guò)程的分析，完成電路原理設(shè)計(jì)過(guò)程必須具備的、應(yīng)由模擬電路課程支撐的能力包括：閱讀電子元器件技術(shù)文件和電原理圖的能力、單元電路設(shè)計(jì)能力、電路綜合設(shè)計(jì)能力、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能力、編寫(xiě)設(shè)計(jì)文件的能力。因此模擬電路課程的學(xué)習(xí)任務(wù)有4種類型：識(shí)讀電原理圖和技術(shù)資料、單元電路設(shè)計(jì)與電路綜合、計(jì)算機(jī)仿真測(cè)試、編制設(shè)計(jì)文件。

單元電路設(shè)計(jì)與電路綜合是基本任務(wù)，它引領(lǐng)其它類型任務(wù)和整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施完成。

不同類型的任務(wù)可以根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的需要和本身的復(fù)雜程度，作為單獨(dú)的任務(wù)存在，與相關(guān)的設(shè)計(jì)任務(wù)共同組成學(xué)習(xí)項(xiàng)目，也可以作為完成設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備知識(shí)存在于設(shè)計(jì)任務(wù)之中。例如，反饋放大器設(shè)計(jì)可以作為一個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目，由識(shí)讀反饋放大電路原理圖、反饋放大電路性能分析、反饋放大電路設(shè)計(jì)3個(gè)關(guān)聯(lián)的任務(wù)組成。

識(shí)讀電原理圖和閱讀元器件技術(shù)文件是基本能力。電路設(shè)計(jì)，特別是在原理設(shè)計(jì)和電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，極少原理性的創(chuàng)新，絕大多數(shù)是對(duì)已有電路的適用性改進(jìn)和重新組合，這種改進(jìn)和組合需要閱讀已有的設(shè)計(jì)資料，借鑒他人的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和成果；為提高電路性能，降低成本，提高工作效率，往往需要在電路中采用新出現(xiàn)的電子元器件，例如集成電路芯片，需要閱讀生產(chǎn)方提供的產(chǎn)品規(guī)格書(shū)及典型應(yīng)用電路。識(shí)讀電原理圖和技術(shù)文件對(duì)于形成和提高電路設(shè)計(jì)能力具有基礎(chǔ)性的意義。

目前，電子電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（EDA）包括電子工程設(shè)計(jì)的全過(guò)程，例如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模擬、電路特性分析、在系統(tǒng)可編程器件開(kāi)發(fā)、繪制電路圖和制作PCB。在電子工程設(shè)計(jì)中有著不可替代的重要作用，是電子工程技術(shù)人員必須具備的專業(yè)技術(shù)能力之一。在模擬電路課程的學(xué)習(xí)任務(wù)中，主要是指應(yīng)用計(jì)算機(jī)完成電路圖繪制、電路性能和參數(shù)的仿真測(cè)試與分析、編制設(shè)計(jì)文件等工作。

在電路設(shè)計(jì)的實(shí)際工作過(guò)程中，編寫(xiě)設(shè)計(jì)文件是重要的工作內(nèi)容和不可缺少的環(huán)節(jié)。沒(méi)有設(shè)計(jì)文件，無(wú)法進(jìn)行初步設(shè)計(jì)完成以后的后繼工作。對(duì)于學(xué)習(xí)任務(wù)而言，編寫(xiě)設(shè)計(jì)文件，是一個(gè)總結(jié)和提高的過(guò)程，有利于培養(yǎng)交流溝通能力和養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。設(shè)計(jì)文件也是判斷和評(píng)價(jià)項(xiàng)目或任務(wù)完成情況的重要依據(jù)。

2、任務(wù)目標(biāo)

(1)電路識(shí)讀任務(wù)，是對(duì)針對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)收集技術(shù)資料（主要是可供設(shè)計(jì)參考的電路）并進(jìn)行分析，屬于電路設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作，任務(wù)的目的是為完成設(shè)計(jì)任務(wù)建立必要的知識(shí)儲(chǔ)備。大致分為互相關(guān)聯(lián)的3個(gè)層次：1)識(shí)別元器件符號(hào)、功能和主要技術(shù)指標(biāo)。依據(jù)符號(hào)識(shí)別電路中的元器件是讀圖的基礎(chǔ)，作為專業(yè)入門課程，對(duì)此應(yīng)該給與一定程度的注意，要能夠識(shí)別和了解符號(hào)的含義、主要器件功能和技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)電路中使用的核心器件，往往可以判斷電路的功能。2)區(qū)分電路單元，判斷電路功能。較復(fù)雜的電路系統(tǒng)都由單元電路構(gòu)成，功能單一的單元電路也可以進(jìn)一步分解為部分電路，例如放大器可分為輸入級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)；穩(wěn)壓器可分為整流和穩(wěn)壓部分。對(duì)部分電路功能的分析，得出對(duì)整個(gè)系統(tǒng)功能的判斷，并作為下一步工程估算的基礎(chǔ)。3)指出電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，估算分析電路技術(shù)指標(biāo)。分析電路形式與結(jié)構(gòu)，可以得出電路大致的技術(shù)性能指標(biāo)，定性判斷元器件參數(shù)對(duì)電路性能的影響。例如對(duì)放大器輸入級(jí)、輸出級(jí)電路形式和結(jié)構(gòu)的分析，可以大致得出放大器的輸入、輸出特性；對(duì)中間級(jí)的分析，可以大致判斷放大能力；依據(jù)級(jí)間耦合方式，可以判斷放大器頻率響應(yīng)范圍；甚至電源電壓也可以據(jù)以分析放大器輸出信號(hào)幅值。

(2)設(shè)計(jì)任務(wù)目標(biāo)包括典型單元電路設(shè)計(jì)與電子線路綜合設(shè)計(jì)，在定性分析的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)定量估算，自頂向下完成初步的設(shè)計(jì)。依據(jù)設(shè)計(jì)工作過(guò)程，可以分解為以下階段目標(biāo)。1)正確理解任務(wù)要求，分析各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的含義。仔細(xì)研究任務(wù)的工程背景和要求，正確分析和理解各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的含義，分析實(shí)現(xiàn)任務(wù)要求的技術(shù)途徑，這是完成設(shè)計(jì)的前提條件。2)設(shè)計(jì)總體框圖，分配技術(shù)指標(biāo)。參考與任務(wù)相同或相近的電路方案，選用能夠滿足技術(shù)指標(biāo)要求的核心器件，完成方案論證。對(duì)于同一個(gè)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)的方案可以有多個(gè)，應(yīng)具備將不同方案加以分析、比較的能力，從中確定一種相對(duì)較優(yōu)的方案。

依據(jù)選定的方案按照功能劃分成若干個(gè)互相聯(lián)系的模塊，將技術(shù)指標(biāo)和功能分配給各個(gè)模塊。3)單元電路設(shè)計(jì)。依據(jù)模塊的功能和技術(shù)指標(biāo)要求，參考典型電路，確定電路結(jié)構(gòu)，計(jì)算元器件參數(shù)完成單元電路的初步設(shè)計(jì)。4)仿真測(cè)試。模擬電路，比如放大器、濾波器等的參數(shù)比較繁瑣，需要進(jìn)行多次調(diào)整才能達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求。要能夠在計(jì)算機(jī)上對(duì)單元電路仿真測(cè)試，修改電路參數(shù)，觀測(cè)性能指標(biāo)，直至滿足技術(shù)指標(biāo)要求。5)電路聯(lián)調(diào)，測(cè)試技術(shù)指標(biāo)。在單元電路完成逐步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通常依據(jù)信號(hào)流向，逐級(jí)完成級(jí)聯(lián)和調(diào)試直至全部電路調(diào)試完成，系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。這個(gè)過(guò)程是電路綜合的過(guò)程，也可以在計(jì)算機(jī)上模擬仿真實(shí)現(xiàn)。

(3)仿真測(cè)試調(diào)整任務(wù)的目標(biāo)是在電子電路設(shè)計(jì)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)較為精確的量化分析。其作用主要表現(xiàn)在3個(gè)方面。[3]1)驗(yàn)證電路方案設(shè)計(jì)的正確性。當(dāng)要求的系統(tǒng)功能確定之后，首先采用系統(tǒng)仿真或結(jié)構(gòu)模擬的方法驗(yàn)證系統(tǒng)方案的可行性，進(jìn)而對(duì)構(gòu)成系統(tǒng)的各單元電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析，以判斷電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性及性能指標(biāo)的可實(shí)現(xiàn)性。2)電路特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)。分析惡劣溫度條件下的電路特性，計(jì)算分析器件容差對(duì)電路的影響量，用于確定最佳元器件參數(shù)、電路結(jié)構(gòu)以及適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)穩(wěn)定裕度，實(shí)現(xiàn)電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)。3)實(shí)現(xiàn)電路的模擬測(cè)試。電子電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中大量的工作是元器件參數(shù)計(jì)算、各種數(shù)據(jù)測(cè)試及特性分析。在工程估算的基礎(chǔ)上，通過(guò)仿真測(cè)試與分析加以調(diào)整，能有效提高設(shè)計(jì)工作的效率。4)技術(shù)文件編寫(xiě)要求在完成電路設(shè)計(jì)的同時(shí)編寫(xiě)盡可能詳細(xì)的符合工程標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)文件，包括方案設(shè)計(jì)說(shuō)明、原理框圖、電原理圖、原理與技術(shù)說(shuō)明、元器件參數(shù)計(jì)算、技術(shù)指標(biāo)與特性測(cè)試數(shù)據(jù)、元器件清單等。

3、任務(wù)結(jié)構(gòu)及實(shí)施

一個(gè)典型的電路設(shè)計(jì)任務(wù)由工程背景描述、任務(wù)要求、基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)方法與步驟、電路設(shè)計(jì)等學(xué)習(xí)單元組成。

3.1工程背景描述

工程背景描述的內(nèi)容主要包括電路功能、工程應(yīng)用背景、技術(shù)發(fā)展背景介紹。工程背景描述的實(shí)質(zhì)是“提出問(wèn)題”，工程背景描述盡可能選擇具有典型性的電子工程問(wèn)題為實(shí)例，解決關(guān)于學(xué)習(xí)目標(biāo)的問(wèn)題。

3.2 任務(wù)要求

設(shè)計(jì)任務(wù)必須具備明確的工程應(yīng)用背景，必須提出具體的設(shè)計(jì)要求（技術(shù)指標(biāo)）。例如交流放大器設(shè)計(jì)任務(wù)，應(yīng)明確提出工作頻率、信號(hào)源、輸出特性、輸入特性、工作穩(wěn)定性等要求等技術(shù)指標(biāo)。提出任務(wù)要求，應(yīng)依據(jù)由淺入深循序漸進(jìn)的原則，從體現(xiàn)基本功能的一兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)開(kāi)始，逐步增加技術(shù)指標(biāo)數(shù)量，提高設(shè)計(jì)難度。

3.3基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)

基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)包括任務(wù)分析、相關(guān)理論知識(shí)學(xué)習(xí)、參考方案與參考電路分析及相應(yīng)的基礎(chǔ)練習(xí)等?；A(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)包括理論知識(shí)、技術(shù)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)技能的學(xué)習(xí)。理論知識(shí)是重要的，因?yàn)樗悄芰Φ慕M成部分，同時(shí)對(duì)于學(xué)生的發(fā)展能力起到更為持續(xù)和關(guān)鍵的作用。在工程實(shí)踐中學(xué)習(xí)和使用的理論知識(shí)才能被真正掌握并形成能力，因此應(yīng)該以實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)任務(wù)為依據(jù)，確定理論知識(shí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)深度，力求將理論與實(shí)踐、數(shù)學(xué)方法與物理概念更緊密地結(jié)合起來(lái)。

提供設(shè)計(jì)參考的電路必須是工程電路，但學(xué)習(xí)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)會(huì)使用原理電路為學(xué)習(xí)對(duì)象，原理電路不能僅有電路結(jié)構(gòu)和元器件標(biāo)號(hào)，也要標(biāo)注元器件主要參數(shù)，使學(xué)生在定性分析階段就能對(duì)電路參數(shù)有直觀的影像，逐步建立數(shù)量觀念，這對(duì)于初次接觸模擬電路的學(xué)生是十分重要的。

3.4設(shè)計(jì)方法與步驟

不同功能和結(jié)構(gòu)的電路，具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容、方法與步驟各不相同。甚至同樣功能的電路，技術(shù)要求不同，設(shè)計(jì)時(shí)考慮的重點(diǎn)、設(shè)計(jì)依據(jù)、電路結(jié)構(gòu)等均有區(qū)別，但工程估算是貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程始終的基本方法。

以反饋放大器為例，設(shè)計(jì)步驟如下:

選擇反饋組態(tài)，選擇反饋深度，選擇反饋級(jí)數(shù)，確定放大級(jí)數(shù)，確定輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)的電路結(jié)構(gòu)，計(jì)算電路參數(shù)，仿真測(cè)試和參數(shù)調(diào)整。容易理解，上述步驟都必定建立在必要的工程估算的基礎(chǔ)之上。

3.5 電路設(shè)計(jì)

這是學(xué)生在相對(duì)獨(dú)立的情況下，完成電路設(shè)計(jì)的過(guò)程。盡量采用與前面4個(gè)學(xué)習(xí)單元及撰寫(xiě)設(shè)計(jì)文件交叉進(jìn)行的方式實(shí)施。

不同類型的學(xué)習(xí)任務(wù)，其結(jié)構(gòu)不盡相同。但區(qū)別主要是在(4)、(5)兩部分。

不同類型的學(xué)習(xí)任務(wù)以“定性分析、工程估算與仿真測(cè)試調(diào)整相結(jié)合”的方法實(shí)現(xiàn)。

4、結(jié)語(yǔ)

電路設(shè)計(jì)在知識(shí)的運(yùn)用上不同于單純的電路分析與計(jì)算，依據(jù)模擬電路原理設(shè)計(jì)過(guò)程構(gòu)建學(xué)習(xí)任務(wù)，組織和實(shí)施教學(xué)過(guò)程，不僅能夠有效控制理論知識(shí)學(xué)習(xí)深度，促使學(xué)生較為自主地獲取經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，并在獲取知識(shí)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)知識(shí)轉(zhuǎn)換為技術(shù)應(yīng)用能力，更有利于實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生模擬電路技術(shù)應(yīng)用能力的教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] Sergio Franco.基于運(yùn)算放大器和模擬集成電路的電路設(shè)計(jì)[M].西安交通大學(xué)出版社,2009.

[2] 謝自美 等.電子線路綜合設(shè)計(jì)[M].華中科技大學(xué)出版社,2006.

[3] 趙世強(qiáng) 等. 電子電路EDA技術(shù)[M].西安電子科技大學(xué)出版社,2000.

[4] M.Herpy.模擬集成電路[M].高等教育出版社,1984.

第7篇：電路的設(shè)計(jì)原理范文

關(guān)鍵詞：Protel DXP 網(wǎng)絡(luò)表 PCB 原理圖布局

中圖分類號(hào)：TN41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）07-0109-02

1 引言

AltiumProtel DXP是Altium公司的電路和電路板軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，它將原理圖繪制、電路仿真、PCB設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查、FPGA及邏輯器件設(shè)計(jì)等完美地融合在一起，并自帶了比較豐富的PCB元件封裝庫(kù)，為用戶提供了全面的設(shè)計(jì)解決方案，是電子線路設(shè)計(jì)人員首選的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。

2 Protel DXP的主要特點(diǎn)

（1）通過(guò)設(shè)計(jì)檔包的方式，將原理圖編輯、電路仿真、PCB設(shè)計(jì)及打印這些功能有機(jī)地結(jié)合在一起，提供了一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。（2）提供了混合電路仿真功能，為設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理圖電路中某些功能模塊的正確與否提供了方便。（3）提供了豐富的原理圖組件庫(kù)和PCB封裝庫(kù)，并且為設(shè)計(jì)新的器件提供了封裝向?qū)С绦?，?jiǎn)化了封裝設(shè)計(jì)過(guò)程。（4）提供了層次原理圖設(shè)計(jì)方法，支持“自上向下”的設(shè)計(jì)思想，使大型電路設(shè)計(jì)的工作組開(kāi)發(fā)方式成為可能。（5）提供了強(qiáng)大的查錯(cuò)功能。原理圖中的ERC（電氣法則檢查）工具和PCB的DRC（設(shè)計(jì)規(guī)則檢查）工具能幫助設(shè)計(jì)者更快地查出和改正錯(cuò)誤。（6）全面兼容Protel系列以前版本的設(shè)計(jì)文件，并提供了OrCAD格式文件的轉(zhuǎn)換功能。（7）提供了全新的FPGA設(shè)計(jì)的功能。

3 設(shè)計(jì)步驟

設(shè)計(jì)PCB印刷電路板要經(jīng)過(guò)4個(gè)基本的主要步驟，即電路原理圖設(shè)計(jì)、生成網(wǎng)絡(luò)表、PCB的設(shè)計(jì)和生成PCB報(bào)表并打印PCB圖。

3.1 電路原理圖設(shè)計(jì)

作為電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，首先要設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的原理圖，才能為后期的PCB制作及信號(hào)仿真奠定基礎(chǔ)。（1）建立工程，然后再建立【原理圖】和【PCB】，并全部保存。（2）繪制原理圖。

3.2 繪制原理圖的流程

（1）啟動(dòng)Protel DXP原理圖編輯器。（2）設(shè)置原理圖圖紙大小及版面。繪制原理圖前，必須根據(jù)實(shí)際的復(fù)雜程度來(lái)設(shè)置圖紙的大小，設(shè)置圖紙的過(guò)程實(shí)際上是建立一個(gè)工作平面的過(guò)程，用戶可以設(shè)置圖紙的大小、方向、網(wǎng)格大小及標(biāo)題欄等。（3）元器件放置。根據(jù)電路的實(shí)際需要，從元器件庫(kù)里取出所需的元器件放置到工作平面上，用戶可以根據(jù)元器件之間的布線關(guān)系，在工作平面上對(duì)元器件的位置進(jìn)行調(diào)整、修改，并對(duì)元器件的封裝、編號(hào)進(jìn)行設(shè)定，為下一步的設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。

如（圖1）元件屬性設(shè)置：元件屬性設(shè)置窗口內(nèi)含元件序號(hào)設(shè)置、參數(shù)設(shè)置、子元件選擇、方向設(shè)置、Pin鎖定/解鎖、Pin腳編輯、封裝等設(shè)置。

（1）對(duì)元器件布局布線。根據(jù)電路原理圖中各元器件之間的電器鏈接關(guān)系，對(duì)元器件用具有電氣意義的導(dǎo)線、符號(hào)連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)完成的原理圖。（2）對(duì)布線后元器件進(jìn)行調(diào)整。在這一階段，用戶利用Protel DXP提供的強(qiáng)大功能對(duì)原理圖進(jìn)行調(diào)整和修改，保證電路原理圖的美觀和正確。（3）電器檢查。布線完成后，根據(jù)Protel DXP提供的錯(cuò)誤檢查報(bào)告重新修改原理圖。（4）保存原理圖并打印輸出。保存原理圖，利用報(bào)表工具生成所需要的各種報(bào)表，設(shè)置打印參數(shù)進(jìn)行原理圖打印，為生成PCB做好準(zhǔn)備工作。

3.3 生成網(wǎng)絡(luò)表

圖所產(chǎn)生的各種報(bào)表中，網(wǎng)絡(luò)表是最重要的。網(wǎng)絡(luò)表是電路原理圖的另一種表現(xiàn)形式。一個(gè)電路可以看成是由若干個(gè)網(wǎng)絡(luò)組成，網(wǎng)絡(luò)表中包含了電路原理圖中所有的元器件的信息和網(wǎng)絡(luò)信息。在由原理圖產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表時(shí)，使用的是邏輯的連通性原則，是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽進(jìn)行連接的，而不需要用導(dǎo)線將網(wǎng)絡(luò)端口實(shí)際連接在一起。

網(wǎng)絡(luò)表可以由原理圖文檔生成，也可以由項(xiàng)目生成。

（1）單個(gè)文檔的網(wǎng)絡(luò)表：執(zhí)行菜單命令【文件】/【打開(kāi)】，在彈出的【打開(kāi)文件】對(duì)話框中選中以SCHDOC為擴(kuò)展名的文檔；執(zhí)行菜單命令【設(shè)計(jì)】/【文檔的網(wǎng)絡(luò)表】/【Protel】，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成當(dāng)前文檔的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)表，并命名為擴(kuò)展名為NET的文件。（2）項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)表：項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)表生成方法與單個(gè)文檔網(wǎng)絡(luò)表的生成方法類似。首先打開(kāi)項(xiàng)目文件，然后執(zhí)行菜單命令【設(shè)計(jì)】/【設(shè)計(jì)項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)表】/【Protel】，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成當(dāng)前項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)表。

3.4 PCB的設(shè)計(jì)

（1）創(chuàng)建一個(gè)新的PCB文檔：方法有很多種，既可以利用菜單創(chuàng)建，也可以通過(guò)工作區(qū)面板創(chuàng)建，還可以通過(guò)ProtelDXP主頁(yè)面創(chuàng)建。推薦使用的方法是根據(jù)PCB向?qū)?chuàng)建新的PCB文檔，因?yàn)檫@種方法能夠在創(chuàng)建的過(guò)程中比較方便地設(shè)置PCB的許多參數(shù)。在設(shè)計(jì)PCB的過(guò)程中，環(huán)境參數(shù)的正確設(shè)置也是非常重要的，包括對(duì)圖紙參數(shù)的設(shè)置和編輯器參數(shù)的設(shè)置。

（2）從原理圖到PCB編輯器：打開(kāi)原理圖執(zhí)行【設(shè)計(jì)】/【Update PCB Document PCB1.PcbDoc】點(diǎn)擊【Update PCB Document PCB.PcbDoc】后彈出了上圖對(duì)話窗口，在此點(diǎn)擊【生效更改】，也可以直接點(diǎn)擊【執(zhí)行更改】，待全部完成后點(diǎn)擊關(guān)閉，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)幫您切換到PCB編輯器界面。但在設(shè)計(jì)中建議先點(diǎn)擊【生效更改】之后看看有無(wú)錯(cuò)誤，有錯(cuò)誤點(diǎn)擊關(guān)閉，改正錯(cuò)誤后從新執(zhí)行更新“命令”，之后點(diǎn)擊【執(zhí)行更改】。

（3）PCB的布局與布線：第一、布局：PCB起到搭載電子元器件平臺(tái)的作用，因此必須考慮各種電子元器件的電氣特性和它們的電氣連接。隨著電子設(shè)備復(fù)雜程度的提高，PCB上的元器件也越來(lái)越密集，連接元器件間的電氣線路也越來(lái)越密集，因此PCB上元?dú)饧暮侠聿季志惋@得尤為重要。元器件的布局是否合理不僅影響到自動(dòng)布線的成功率，還影響到這個(gè)系統(tǒng)能否正常穩(wěn)定的工作。

一般情況下，元器件載入PCB環(huán)境后是堆放在PCB的左下角位置，此時(shí)是無(wú)法進(jìn)行布線操作的。因此在布線以前首先應(yīng)進(jìn)行元器件的布局操作。元器件的布局就是把堆放在一起的元器件合理地分布在PCB上，以便布線的順利完成。PCB上元器件的布局分為自動(dòng)布局和手動(dòng)調(diào)整布局兩種。一般情況下，對(duì)元器件布局時(shí)，需要將兩種布局結(jié)合起來(lái)使用。

執(zhí)行菜單命令【工具】/【放置元件】/【自動(dòng)布局】，系統(tǒng)彈出【自動(dòng)布局】對(duì)話框。在該對(duì)話框中，有兩個(gè)復(fù)選框，分別是【分組布局】和【統(tǒng)計(jì)式布局】。分組布局：分組布局是先根據(jù)連接關(guān)系將元器件劃分成組，然后再根據(jù)幾何關(guān)系放置元器件組。這種布局方式適合元器件較少的電路，運(yùn)行速度較慢。如果選中【快速元器件布局】，可以增加元器件布局的速度。即使對(duì)同一電路原理圖，每次執(zhí)行自動(dòng)布局后的效果一般也是不一樣的，因此應(yīng)當(dāng)多進(jìn)行幾次自動(dòng)布局，從中選擇一個(gè)較合理的布局。統(tǒng)計(jì)式布局：選中統(tǒng)計(jì)式布局后，基于統(tǒng)計(jì)的自動(dòng)布局器，系統(tǒng)以最小連接長(zhǎng)度放置元器件。該布局方式使用統(tǒng)計(jì)型算法，適合元器件數(shù)量較多的情況。一般情況下，元器件的自動(dòng)布局情況都不是很理想，存在很多不合理的地方。因此，在完成了自動(dòng)布局后，還要進(jìn)行手工布局，以使元器件的布局更加合理，這樣有利于元器件的連接。

第二、布線：布線可以選中自動(dòng)布線也可以手工布線。自動(dòng)布線。自動(dòng)布線常用方法主要有：對(duì)全部對(duì)象進(jìn)行布線，對(duì)選定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自動(dòng)布線，對(duì)ROOM空間進(jìn)行自動(dòng)布線，對(duì)指定元器件進(jìn)行自動(dòng)布線，對(duì)兩連接點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)布線，對(duì)指定區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)布線。

以對(duì)全部對(duì)象進(jìn)行布線為例：點(diǎn)擊【自動(dòng)布線】【全部對(duì)象】，在新彈出窗口中點(diǎn)擊【Route All】即系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行布線。

手工布線。盡管Protel DXP提供了強(qiáng)大的自動(dòng)布線功能，但是自動(dòng)布線時(shí)總會(huì)存在一些令人不滿意的地方，尤其時(shí)在線路板比較復(fù)雜的時(shí)候更為明顯。為了使得布線更加美觀合理，就需要在自動(dòng)布線的基礎(chǔ)上進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整。如果不需要系統(tǒng)提供的自動(dòng)布線功能，也可以直接采用手動(dòng)布線的方法對(duì)PCB電路板進(jìn)行布線。 一般我們先自動(dòng)布線看看結(jié)果，那些需要變動(dòng)布局的，那些需要提前預(yù)布線，對(duì)于重要的信號(hào)線建議手工布好線路，將其鎖定。在進(jìn)行自動(dòng)布線。手工布線需用到【布線工具欄】。

2.5 生成PCB報(bào)表并輸出PCB圖

PCB報(bào)表的作用在于為用戶提供一個(gè)電路板的完整信息，包括電路板尺寸、電路板上的焊點(diǎn)、過(guò)孔的數(shù)量，以及PCB板上的元器件標(biāo)號(hào)等信息。AltiumProtel DXP為用戶提供了PCB 3D輸出效果圖這一強(qiáng)大的預(yù)覽功能，可以使用戶方便地預(yù)覽生成的PCB電路板的元器件分布等整體效果，極大地提高了設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)效率。

3 結(jié)語(yǔ)

AltiumProtel DXP 具有強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能，是目前用戶群最大、實(shí)際工程應(yīng)用最廣泛的EDA軟件。Protel DXP已不是單純的PCB印制電路板設(shè)計(jì)工具，而是由多個(gè)模塊組成的系統(tǒng)工具，分別是SCH原理圖設(shè)計(jì)、SCH原理圖仿真、PCB印制電路板設(shè)計(jì)、Auto Router自動(dòng)布線器和FPGA設(shè)計(jì)等，覆蓋了以PCB為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。它將項(xiàng)目管理方式、原理圖和PCB圖的雙向同步技術(shù)、多通道設(shè)計(jì)、拓樸自動(dòng)布線以及電路仿真等技術(shù)結(jié)合在一起，為電路設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的支持。

第8篇：電路的設(shè)計(jì)原理范文

[關(guān)鍵詞]主線貫穿法；層次教學(xué)法；教學(xué)互動(dòng)

1基本理論教學(xué)

理論教學(xué)是電子技術(shù)課程一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，掌握電子電路基本理論，才能掌握和應(yīng)用電子技術(shù)。模擬電子技術(shù)的特點(diǎn)是器件多、電路雜，理論不系統(tǒng)，分析方法不統(tǒng)一，內(nèi)容顯得凌亂，這給模擬電子技術(shù)教學(xué)帶來(lái)了諸多不便。因此模擬電子教學(xué)應(yīng)在以下幾個(gè)方面有所改進(jìn)：①系統(tǒng)性：即基本原理應(yīng)具有系統(tǒng)性。模擬電子技術(shù)難點(diǎn)在于基本原理凌亂，涉及的內(nèi)容雜，如對(duì)單級(jí)放大電路的分析，包括晶體管放大原理、放大電路的工作過(guò)程、靜態(tài)工作點(diǎn)、各點(diǎn)的波形圖、直流通路、交流通路和小信號(hào)等效電路等內(nèi)容。內(nèi)容雖多，它們有共同的特點(diǎn)：就是靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析及其等效電路。不僅僅單極放大電路要進(jìn)行靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析，集成電路構(gòu)成的各種運(yùn)算電路也涉及靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析的內(nèi)容。比如在單電源供電的情況下，集成運(yùn)算放大器也有設(shè)置工作點(diǎn)的問(wèn)題，不然會(huì)發(fā)生波形失真。因此，可以說(shuō)模擬電子技術(shù)的基本內(nèi)容就是直流分析、交流分析；基本原理就是工作點(diǎn)原理、圖解法原理和等效電路原理；核心內(nèi)容是放大電路，包括單極電壓放大、功率放大和運(yùn)算放大器放大電路。掌握了這些內(nèi)容，就掌握了模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)。②內(nèi)容歸納：即找出共性的內(nèi)容。如小信號(hào)等效電路分析法對(duì)BJT、JFET和MOSFET組成的放大電路的分析，其基本原理是相同的，只因使用器件的不同，因而等效電路有所差異，分析方法是相同的。共射極放大電路、共集電極放大電路和共基極放大電路采用的分析方法也是相同的。集成運(yùn)放構(gòu)成的各種運(yùn)算電路的分析方法是相同的，即運(yùn)用虛斷和需短的概念。內(nèi)容相近的電路集中在一起講解，分析方法統(tǒng)一，有利于學(xué)生理解。通過(guò)不同電路的分析，可以看出電路在性能方面的差異，在共性之中找到個(gè)性，這樣可以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。找到共性，就找到了捷徑，使教材的內(nèi)容更簡(jiǎn)潔，從而減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)。③分清主次：由于模擬電子技術(shù)的內(nèi)容太多，不可能面面俱到。因此，在教學(xué)中分辨教材的核心內(nèi)容和一般內(nèi)容，核心內(nèi)容就是教材的主要內(nèi)容、根本內(nèi)容，就是模擬電子技術(shù)從始至終的、內(nèi)容密切相關(guān)的部分。對(duì)核心內(nèi)容的講解，就是為了讓學(xué)生理解和掌握電子技術(shù)的基本原理、基本內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生迅速掌握電子技術(shù)的基本內(nèi)容，即使學(xué)生快速入門。這樣學(xué)生才能對(duì)本門課的學(xué)習(xí)產(chǎn)生信心。在課堂教學(xué)中建議采用以下措施：①主線貫穿法：即將教材內(nèi)容按照原理分別歸類，概括為幾條主線，然后把教材內(nèi)容在主線上串聯(lián)起來(lái)講解。把教學(xué)內(nèi)容按照原理分類，使得教學(xué)有條理，有利于學(xué)生對(duì)基本原理的掌握。比如把模M電子技術(shù)內(nèi)容劃分為放大電路部分：其中包括單級(jí)放大電路、功率放大電路、集成運(yùn)放構(gòu)成的運(yùn)算電路；信號(hào)發(fā)生和處理電路部分；直流電源部分；負(fù)反饋部分，每個(gè)部分內(nèi)容按照電路原理依次展開(kāi)，使得課程條理清晰、目標(biāo)明確。②中心教學(xué)法：即教師在授課時(shí)，教學(xué)內(nèi)容要重點(diǎn)突出，老師要說(shuō)明這節(jié)課要講什么內(nèi)容或解決什么問(wèn)題，即講課要指出哪里是重點(diǎn)。這種方法能夠提高學(xué)生的注意力。比如說(shuō)圖解法分析單級(jí)放大電路的工作原理，工作點(diǎn)的作用是什么，為什么要設(shè)置工作點(diǎn)，這是圖解分析法的重點(diǎn)，各點(diǎn)波形的產(chǎn)生是動(dòng)態(tài)分析的重點(diǎn)。對(duì)放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)的分析方法是單級(jí)放大器的重點(diǎn)。③教學(xué)互動(dòng)：教師在授課中適當(dāng)提出問(wèn)題請(qǐng)學(xué)生回答，或者學(xué)生提出問(wèn)題，教師回答。比較突出的問(wèn)題進(jìn)行課堂討論，如為什么運(yùn)算放大器的同相輸入端電位和反相輸入端電位相等？有反饋時(shí)相等，無(wú)反饋時(shí)相等嗎？教師要善于在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候提出問(wèn)題，提出問(wèn)題可以提高學(xué)生的注意力，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析判斷，通過(guò)對(duì)問(wèn)題的解答，加深對(duì)課堂內(nèi)容的理解，比如甲類功率放大電路，電源電壓12V，要想使其輸出最大功率，靜態(tài)電壓VCE應(yīng)該為多少。通過(guò)互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，加深對(duì)理論的理解，提高授課質(zhì)量。④電路仿真教學(xué)。在課堂教學(xué)中，增加電路仿真內(nèi)容，可以提高課堂教學(xué)效果。課堂上適當(dāng)講解電路的仿真分析、仿真電路各點(diǎn)電壓波形以及電路參數(shù)對(duì)波形的影響等內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)電路的理解。

2層次化教學(xué)

把教學(xué)內(nèi)容分為幾個(gè)層面，如單極放大電路；運(yùn)算放大電路；信號(hào)產(chǎn)生和信號(hào)處理；反饋放大；直流穩(wěn)壓。半導(dǎo)體基礎(chǔ)、二極管、三極管原理、單級(jí)放大器和運(yùn)放構(gòu)成的基本運(yùn)算電路是第一層面；負(fù)反饋放大電路和頻率特性是第二層；信號(hào)和波形產(chǎn)生電路是第三層面的內(nèi)容；直流穩(wěn)壓電源是第四層內(nèi)容。把教材的內(nèi)容分成不同的層面有利于教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容的把握，可以根據(jù)學(xué)生的情況，適當(dāng)增減教學(xué)內(nèi)容。第一層是教材的核心內(nèi)容，是學(xué)生必須理解和掌握的，否則，無(wú)法學(xué)習(xí)電子技術(shù)。第二層是對(duì)第一層的補(bǔ)充，主要介紹反饋對(duì)放大電路性能的影響，可以適當(dāng)講解。第三層是知識(shí)的擴(kuò)展和電子技術(shù)的運(yùn)用，可根據(jù)學(xué)時(shí)和學(xué)生接受能力適當(dāng)刪減。

3技能培養(yǎng)

電子技術(shù)不但是一門理論基礎(chǔ)課，還是一門技術(shù)課，因此，要求學(xué)生在掌握理論的基礎(chǔ)上，還要掌握實(shí)踐技能。技能的培養(yǎng)離不開(kāi)基本原理；同時(shí)技能的提高，能夠加深對(duì)理論的理解。二者密切相關(guān)，缺一不可。技能的培養(yǎng)主要形式是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)不應(yīng)低于理論課學(xué)時(shí)的30%。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)：①掌握儀器的使用；②學(xué)習(xí)測(cè)量方法；③檢驗(yàn)電子電路；④電路創(chuàng)新。在確定實(shí)驗(yàn)題目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，應(yīng)按照教材核心內(nèi)容選擇，這樣做有利于理論和實(shí)踐的結(jié)合，加深對(duì)理論的理解。同時(shí)用學(xué)過(guò)的理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，起到互相促進(jìn)的作用，如晶體管共射極放大器實(shí)驗(yàn)、射極輸出器實(shí)驗(yàn)、正弦波發(fā)生器實(shí)驗(yàn)，與教學(xué)內(nèi)容關(guān)系密切，通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱岣邔W(xué)生對(duì)理論課的理解能力，提高動(dòng)手能力和理論指導(dǎo)實(shí)踐的能力。增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，可以促進(jìn)學(xué)生的思維能力、分析能力和設(shè)計(jì)能力的提高，可以促進(jìn)學(xué)生更好地掌握理論知識(shí)，可以提高學(xué)生的實(shí)踐技能。實(shí)踐技能的培養(yǎng)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終目的。充分重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，采取措施，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要地位。在課程考核中實(shí)驗(yàn)考核應(yīng)占較大的比例。將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課堂教學(xué)，可以克服實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要，將實(shí)驗(yàn)任務(wù)布置給學(xué)生，在教師的指導(dǎo)下先進(jìn)行理論設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行仿真，完成仿真設(shè)計(jì)后，按照仿真電路裝配實(shí)際電路進(jìn)行調(diào)試。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)了電子技術(shù)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的方法，為其今后設(shè)計(jì)電子電路奠定良好的基礎(chǔ)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)起到了積極和促進(jìn)作用。

電子技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，掌握這門技術(shù)的唯一途徑是實(shí)踐。實(shí)踐有兩個(gè)好處：一是通過(guò)實(shí)踐鞏固所學(xué)的理論，二是通過(guò)實(shí)踐能夠發(fā)展理論。電子技術(shù)是在實(shí)踐中產(chǎn)生的，也只有在實(shí)踐中才能得到發(fā)展。課程設(shè)計(jì)是電子技術(shù)實(shí)踐的一種有效途徑。課程設(shè)計(jì)能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在課程設(shè)過(guò)程中，應(yīng)遵循以學(xué)生設(shè)計(jì)為主，教師指導(dǎo)為輔的原則。課程設(shè)計(jì)的選題既要有實(shí)用性，又要和課程內(nèi)容密切相關(guān)，這樣讓學(xué)生用課堂學(xué)過(guò)的內(nèi)容、學(xué)過(guò)的電路完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。課程設(shè)計(jì)的主要目的就是讓學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐能力。課程設(shè)計(jì)題目要選擇和教材內(nèi)容關(guān)系密切的設(shè)計(jì)題目：如功率放大器的設(shè)計(jì)、正弦波發(fā)生器的設(shè)計(jì)、聲光控制照明燈等設(shè)計(jì)題目，引導(dǎo)學(xué)生，運(yùn)用學(xué)過(guò)的原理和設(shè)計(jì)方法，采用自己熟悉的電路形式，完成電路設(shè)計(jì)，并通過(guò)仿真驗(yàn)證，對(duì)電路進(jìn)行補(bǔ)充和修改，使電路更完善，最后進(jìn)行安裝調(diào)試，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

4結(jié)論

模擬電子技術(shù)一直是教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)，學(xué)生普遍感到學(xué)不懂。我們做老師的也經(jīng)常思考如何把這門課程教好，經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)改革與課程建設(shè)，我們?cè)趯W(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)、教學(xué)質(zhì)量及教學(xué)效果的方面取得了一些成績(jī)，找到了解決問(wèn)題的方法。其核心內(nèi)容是改變教學(xué)觀念，把復(fù)雜的內(nèi)容變成簡(jiǎn)單幾個(gè)環(huán)節(jié)，從而使問(wèn)題簡(jiǎn)單化。老師是教學(xué)的關(guān)鍵因素，通過(guò)改革使老師知道教學(xué)的主要內(nèi)容是什么，教學(xué)重點(diǎn)是什么，哪些是必須教的，哪些是可以省略的，使老師能夠靈活掌握教學(xué)內(nèi)容，這樣教學(xué)才能生動(dòng)靈活。采用新的教學(xué)方法并打破傳統(tǒng)教學(xué)方法，輔助多媒體教學(xué)和仿真等教學(xué)手段增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，采用理論與踐相結(jié)合的教學(xué)模式，加深理課堂內(nèi)容的理解，培養(yǎng)動(dòng)手能力。增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，課程設(shè)計(jì)多方面培養(yǎng)學(xué)生綜合能力，使教學(xué)充滿活力，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孟秀玲“模擬電子技術(shù)”課程改革的研究與實(shí)踐[J].南京：電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2004（3）：112-113.

[2] 于蘭“模擬電子技術(shù)”的課程改革[J].黑龍江科技信息，2010（1）：106-108.

[3] 沈佐湘實(shí)驗(yàn)教學(xué)與人才素質(zhì)培養(yǎng)[J].中國(guó)高教研究，2003（3）：90-91.

第9篇：電路的設(shè)計(jì)原理范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)字鐘;單面板;自動(dòng)布線結(jié)合手動(dòng)布線

1.引言

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展和印制電路板加工工藝的不斷提高，對(duì)印制電路板設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高[1]?？焖佟?zhǔn)確地完成電路版的設(shè)計(jì)對(duì)電子線路工作者而言是一個(gè)挑戰(zhàn)，于是各種電子線路輔助設(shè)計(jì)工具（EDA）應(yīng)運(yùn)而生，最常用的三款輔助電子線路板設(shè)計(jì)的軟件是Protel軟件、Cadence軟件和PADS軟件。Protel主要經(jīng)歷了Protel 99 se，protel DXP，Altium designer幾個(gè)版本的升級(jí)演化，由于其軟件入門快，集成度高，當(dāng)之無(wú)愧地成為學(xué)習(xí)PCB設(shè)計(jì)的首選軟件。當(dāng)前中職、高職或大學(xué)普遍用于教學(xué)的是比較成熟的Protel DXP 2004 SP2版本的EDA軟件。本項(xiàng)目就是采用Protel DXP 2004 SP2進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的。

《電子線路板設(shè)計(jì)與制作》是我院電子信息工程技術(shù)等專業(yè)核心課程。該課程采用項(xiàng)目化教學(xué)方式，通過(guò)音頻功率放大器、基于單片機(jī)的交通燈、數(shù)字鐘、數(shù)據(jù)采集器、單片機(jī)綜合開(kāi)發(fā)板5個(gè)復(fù)雜度由低到高的項(xiàng)目電路設(shè)計(jì)和制作，使學(xué)生熟練掌握Protel DXP 2004SP2的原理圖、原理圖庫(kù)、封裝庫(kù)以及PCB編輯器使用方法，并能在實(shí)驗(yàn)室用“熱轉(zhuǎn)印”法制作單面板、“雕刻機(jī)”制作雙面板?！皵?shù)字鐘”電路是整個(gè)課程的第三個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，其復(fù)雜程度適中，綜合性、實(shí)用性、趣味性較強(qiáng)，且該項(xiàng)目是學(xué)生同學(xué)期學(xué)習(xí)的課程《電子技術(shù)（數(shù)字電路）》中需要分析和調(diào)試過(guò)的典型項(xiàng)目，學(xué)生需要通過(guò)本課程完成電路板制作，再用于《電子技術(shù)（數(shù)字電路）》課程學(xué)習(xí)。

2.“數(shù)字鐘”項(xiàng)目介紹

數(shù)字鐘電路原理圖如圖1所示。該電路是一個(gè)以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的電子鐘，有校時(shí)和正點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。電路由秒脈沖產(chǎn)生模塊，時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)及顯示模塊，校時(shí)模塊和正點(diǎn)報(bào)時(shí)電路模塊構(gòu)成。電路中，撥動(dòng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3分別用于選擇調(diào)整時(shí)、分、秒顯示，撥動(dòng)開(kāi)關(guān)S4用于控制脈沖加1，蜂鳴器則會(huì)在正點(diǎn)發(fā)出4低音1高音的間斷聲響，進(jìn)行整點(diǎn)報(bào)時(shí)。

數(shù)字鐘電路由于用到的數(shù)字芯片較多，連線相對(duì)模擬電路要復(fù)雜，所以在教學(xué)或者實(shí)驗(yàn)中，其PCB設(shè)計(jì)多采用“自動(dòng)布線”布“雙面板”。這種設(shè)計(jì)方案用于數(shù)字鐘實(shí)驗(yàn)無(wú)可厚非，但用于PCB設(shè)計(jì)教學(xué)還是有一定的局限性：第一，在實(shí)際的企業(yè)應(yīng)用中，為了滿足電子工藝、抗電磁干擾等方面的需求，常常要求PCB設(shè)計(jì)者采用全部或部分“手動(dòng)布線”，而傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)中，往往將手動(dòng)和自動(dòng)布線單獨(dú)在不同的電路中介紹，且所選電路都比較理想，學(xué)生很容易布通，學(xué)生往往為求簡(jiǎn)單直接采用 “自動(dòng)布線”，也體會(huì)不到“手動(dòng)布線”的必要性;第二，傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)中，往往只要求學(xué)生完成PCB設(shè)計(jì)，學(xué)生在學(xué)習(xí)中體會(huì)不到PCB設(shè)計(jì)對(duì)電路板制作和功能實(shí)現(xiàn)的影響。

本項(xiàng)目則要求學(xué)生不僅完成數(shù)字鐘電路PCB設(shè)計(jì)，而且要在實(shí)驗(yàn)室制作出電路板并完成電路焊接，檢驗(yàn)電路功能，學(xué)生在電路設(shè)計(jì)中就不得不考慮實(shí)際制板的條件，并能針對(duì)制版和焊接要求，對(duì)PCB進(jìn)行必要的優(yōu)化調(diào)整。出于實(shí)驗(yàn)條件限制（實(shí)驗(yàn)室僅能采用“熱轉(zhuǎn)印”法制作單面板），學(xué)生需要設(shè)計(jì)數(shù)字鐘單面板，在設(shè)計(jì)“單面板”的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)自動(dòng)布線無(wú)法布通電路，手動(dòng)布線耗時(shí)費(fèi)力，可不可以將兩種布線方法結(jié)合起來(lái)進(jìn)行呢？筆者通過(guò)反復(fù)嘗試，給出了一種比較利于教學(xué)的手動(dòng)和自動(dòng)相結(jié)合的數(shù)字鐘單面板設(shè)計(jì)方案。

3.“數(shù)字鐘”單面板設(shè)計(jì)方法

3.1 原理圖設(shè)計(jì)

（1）按照?qǐng)D1繪制數(shù)字鐘電路原理圖，根據(jù)表1所示的元件報(bào)表設(shè)置元器件屬性。

（2）編譯工程并檢查電氣連接，根據(jù)這些錯(cuò)誤信息就可以方便地對(duì)原理圖進(jìn)行修改。直到?jīng)]有錯(cuò)誤產(chǎn)生[2]（見(jiàn)表1）。

3.2 嘗試PCB自動(dòng)布線

（1）本項(xiàng)目設(shè)定兩層板尺寸寬×高為170mm×130mm，物理邊界與電氣邊界重合。

（2）加載網(wǎng)絡(luò)表。

（3）通過(guò)選擇、移動(dòng)、翻轉(zhuǎn)元件等操作來(lái)實(shí)現(xiàn)手工布局。布局后的 PCB如圖2所示。對(duì)數(shù)字鐘電路布局時(shí)要綜合考慮各方面的因素，以便于后面的布線：①依據(jù)信號(hào)流向“從上到下、從左到右”的原則。②符合電路原理性特點(diǎn)，如數(shù)碼管時(shí)、分、秒的顯示。③調(diào)整元件位置，使元件之間的連線盡量簡(jiǎn)潔。

（4）PCB優(yōu)化調(diào)整：為了方便接下來(lái)的制版，我們常常要將通過(guò)加載網(wǎng)絡(luò)表裝入的元件封裝進(jìn)行調(diào)整。這里，我們采用全局修改的方法將部分焊盤做加大處理，使得焊盤直徑不小于1.5mm，并將貼片元件U15（7404）放置于底層（BottomLayer）。

圖2 元件布局后效果

圖3 單面板自動(dòng)布線效果

（5）自動(dòng)布線：設(shè)置布線寬度為0.5mm，布線層次勾選底層“BottomLayer”。選擇“自動(dòng)布線”“全部對(duì)象”菜單命令，執(zhí)行自動(dòng)布線[2]?？傻玫饺鐖D3所示結(jié)果。顯然，由于電路比較復(fù)雜，采用單面板自動(dòng)布線布線很難布通。所以我們采用自動(dòng)和手動(dòng)結(jié)合的方法布線。

3.3 自動(dòng)、手動(dòng)結(jié)合布線

（1）備份原理圖：先將完整的電路原理圖文件復(fù)制一份在項(xiàng)目文件夾中。

（2）刪除部分導(dǎo)線：刪除原理圖中比較復(fù)雜的一些電路連接。如何選擇需要?jiǎng)h除的導(dǎo)線呢？我們可以通過(guò)分析電路原理圖的走線和PCB布局后元件之間的“飛線”，觀察自動(dòng)布線時(shí)計(jì)算路由的情況來(lái)選擇。

具體可以根據(jù)以下幾方面因素選擇要?jiǎng)h除的導(dǎo)線：

（1）原理圖中與很多元件都有連接，且范圍跨度大的元件導(dǎo)線。

（2）PCB布局后，與多個(gè)元件間有飛線，且交叉線多的元件導(dǎo)線。

（3）運(yùn)行自動(dòng)布線后，計(jì)算路由耗時(shí)長(zhǎng)且無(wú)法布通的元件導(dǎo)線。

根據(jù)以上幾個(gè)要素，選擇刪除U9、U10、U16、U17、S3部分引腳的導(dǎo)線。如圖4所示，圖中粗線標(biāo)注的為準(zhǔn)備刪除的導(dǎo)線。

圖5 簡(jiǎn)化電路后的自動(dòng)布線結(jié)果

圖6 重新加載完整原理圖后的網(wǎng)絡(luò)連接

（4）加載網(wǎng)絡(luò)表：刪除導(dǎo)線后，再在PCB中加載一次網(wǎng)絡(luò)表，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)原理圖的變化，移除所刪除的電路連接，電路就會(huì)變得相對(duì)簡(jiǎn)單一些。

（5）自動(dòng)布線：執(zhí)行一次自動(dòng)布線，可以完成所有連接的布線，如圖5所示。

（6）追加完整版電路原理圖，并加載網(wǎng)絡(luò)表：刪除當(dāng)前項(xiàng)目的原理圖，再將原來(lái)備份的完整的電路原理圖追加到當(dāng)前項(xiàng)目。然后在PCB中加載一次網(wǎng)絡(luò)表，系統(tǒng)會(huì)把之前被刪掉的連接關(guān)系添加進(jìn)來(lái)，可得到如圖6所示的結(jié)果。

圖7 手動(dòng)放置跳線后的結(jié)果

（7）手動(dòng)布線：根據(jù)圖6中的飛線連接，手動(dòng)放置跳線。得到如圖7所示電路圖。關(guān)于手動(dòng)放置跳線的要求有以下說(shuō)明：①手動(dòng)放置跳線的過(guò)程實(shí)際是將“底層單面自動(dòng)布線”未完成的部分連接通過(guò)放置焊盤和頂層導(dǎo)線來(lái)完成。這些手動(dòng)放置的焊盤會(huì)在單面制版時(shí)完成，而頂層的導(dǎo)線需要人工焊接跳線。②放置跳線的過(guò)程不可避免的要調(diào)整其他已布線路，使得頂層所放導(dǎo)線盡量直且短，以便于后續(xù)焊接。③圖7所示的放置結(jié)果只是一種參考方案。設(shè)計(jì)者可根據(jù)自己電路的情況自行放置跳線，并不斷優(yōu)化調(diào)整。

4.總結(jié)

本設(shè)計(jì)為保證《電子線路設(shè)計(jì)與制作》項(xiàng)目化教學(xué)有效的開(kāi)展，提出了一種自動(dòng)、手動(dòng)布線相結(jié)合的數(shù)字鐘單面板設(shè)計(jì)方法，恰當(dāng)?shù)卣狭私虒W(xué)知識(shí)點(diǎn)，并拔高了布局布線難度，增加了技巧性應(yīng)用，從而突出了電路布局和布線在整個(gè)PCB設(shè)計(jì)中的重要性，通過(guò)實(shí)際的教學(xué)實(shí)施，學(xué)生能夠掌握自動(dòng)、手動(dòng)布線的方法，更重要的是，體會(huì)到PCB設(shè)計(jì)與電路板制作和調(diào)試間的密切聯(lián)系，這將對(duì)他們后續(xù)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)乃至今后的崗位工作產(chǎn)生積極的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]司慧玲.基于Protel的數(shù)字鐘雙面電路板設(shè)計(jì)[J].北京：電子設(shè)計(jì)工程，2012，20（23）：41-43.

[2]孟祥忠，王靜，吳榮海，鄭文斌.電子線路制圖與制版[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.