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公務(wù)員期刊網(wǎng) 精選范文 電路設(shè)計(jì)的原則范文

電路設(shè)計(jì)的原則精選(九篇)

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電路設(shè)計(jì)的原則

第1篇:電路設(shè)計(jì)的原則范文

1.元件的選擇.電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,元件的選擇十分重要,它關(guān)乎著電路是否能設(shè)計(jì)成功.首先應(yīng)該選擇合適的電源,在選擇時(shí)一定要考慮符合電路設(shè)計(jì)的電流值,其次還要對(duì)電表進(jìn)行選擇,盡量選擇更貼近自己需要的量程,保證設(shè)計(jì)的精確性.還要選擇適合電路的元件的型號(hào)等,將這些問(wèn)題都進(jìn)行全面考慮才能保證實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行.2.了解元件的使用方法.電路設(shè)計(jì)中存在許多電路元件,要想電學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌倪M(jìn)行,就必須了解各種電路元件的使用方法和使用規(guī)則.例如電表,電表上顯示兩個(gè)數(shù)值,如果不提前進(jìn)行了解很容易將數(shù)值弄混.造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的錯(cuò)誤.因此電學(xué)實(shí)驗(yàn)中電路設(shè)計(jì)時(shí)一定要先弄清電路元件的使用方法,才能保障實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行.3.熟悉電路構(gòu)成,加強(qiáng)對(duì)特殊電路的記憶與理解電學(xué)實(shí)驗(yàn)中有許多特殊的電路,如果內(nèi)心沒(méi)有一個(gè)完整的電路構(gòu)成圖,在遇到這些特殊電路時(shí),就沒(méi)有辦法將實(shí)驗(yàn)順利開(kāi)展下去.因此在實(shí)驗(yàn)前一定要加強(qiáng)對(duì)電路構(gòu)成的設(shè)計(jì).

二、電路設(shè)計(jì)的原則

1、整體性原則.在電路設(shè)計(jì)時(shí)不能將每一部分分開(kāi)設(shè)計(jì),電路的各個(gè)部分的關(guān)聯(lián)性都很強(qiáng),必須以整體性的原則進(jìn)行設(shè)計(jì),電流、電壓的選擇等都是根據(jù)電路的整體方案進(jìn)行選擇的.2、優(yōu)化原則.電路設(shè)計(jì)不是一個(gè)簡(jiǎn)單的電學(xué)實(shí)驗(yàn),它有龐大的系統(tǒng)性,在這個(gè)系統(tǒng)里又有許多小系統(tǒng),這樣才能形成一個(gè)完整的電路,電路設(shè)計(jì)時(shí)或多或少都會(huì)有一定的問(wèn)題存在,出現(xiàn)這些問(wèn)題不能視而不見(jiàn),要將問(wèn)題進(jìn)行整合,拿出一套合理的改進(jìn)方案,將電路設(shè)計(jì)達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)效果.3、功能性原則.電學(xué)實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)不是讓學(xué)生完成一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),目的是為了讓學(xué)生通過(guò)電路設(shè)計(jì)來(lái)掌握一定的學(xué)習(xí)技能,這才是進(jìn)行電路設(shè)計(jì)最終要完成的目標(biāo),所以在電路設(shè)計(jì)上一定要考慮它的功能性.

三、電路設(shè)計(jì)的方法

1.明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模械膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)都有一個(gè)設(shè)計(jì)目的,為了達(dá)到這個(gè)目的才來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,電路設(shè)計(jì)前也應(yīng)該如此,首先要設(shè)定一個(gè)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo),然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后來(lái)看看自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否達(dá)到了設(shè)計(jì)目的,才能從中分析思路找到設(shè)計(jì)的缺陷,從而進(jìn)行改進(jìn).2.選擇實(shí)驗(yàn)器材.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)除了理論的知識(shí)還需要實(shí)驗(yàn)器材的支撐,我們明確了實(shí)驗(yàn)的目的后就要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)器材的選擇,選擇時(shí)一定要配合自己的設(shè)計(jì)目標(biāo),盡可能的保證實(shí)驗(yàn)器材對(duì)實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的誤差影響,選擇最適宜的器材將誤差降到最低.選擇器材時(shí)還要考慮器材的操作性是否適用于自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,避免在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)造成實(shí)驗(yàn)失敗.在器材選擇上最應(yīng)該注意的就是器材的安全性,由于電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性往往會(huì)由于器材的選擇不當(dāng)造成電路燒毀,因此在器材的選擇上這些問(wèn)題都應(yīng)該被注意.3.選擇設(shè)計(jì)方案.電路設(shè)計(jì)是一種靈活的設(shè)計(jì),不同的方案可以有不同的設(shè)計(jì)效果,實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)器材確定后根據(jù)這些內(nèi)容來(lái)進(jìn)行分析選擇一些適宜的電路設(shè)計(jì)方案,將它們整理出來(lái),繪制成設(shè)計(jì)圖,結(jié)合學(xué)過(guò)的理論知識(shí)加以比較選擇最適宜的設(shè)計(jì)方案.包括電流表應(yīng)設(shè)計(jì)內(nèi)接還是外接,滑動(dòng)變阻器應(yīng)采取分壓式接法還是限流式接法,電路結(jié)構(gòu)原理選擇伏安法還是半偏法等等.保證電路的設(shè)計(jì)方案能順利的運(yùn)用在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中.4.簡(jiǎn)化電路方程.電路設(shè)計(jì)中有許多的電路方程,它們是非常復(fù)雜的,但是在電路設(shè)計(jì)時(shí)還必須要用到,如果不將其進(jìn)行簡(jiǎn)化在設(shè)計(jì)的過(guò)程中就會(huì)遇到許多麻煩,不僅會(huì)對(duì)電路的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響,還有可能造成電路系統(tǒng)紊亂,所以在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)前要在合理的范圍內(nèi)將復(fù)雜的電路方程簡(jiǎn)化,保證電學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效進(jìn)行.5.電路設(shè)計(jì)案例分析.在描繪標(biāo)有“2.5V0.3A”字樣小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中,使用3V干電池和滑動(dòng)變阻器進(jìn)行供電.該實(shí)驗(yàn)本就要求小燈泡兩端的電壓從零起調(diào),所以也只能是選用分壓接法進(jìn)行供電.只是在滑動(dòng)變阻器的阻值選擇上,考慮到燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為12.5Ω,因此最好是選用實(shí)驗(yàn)室配備的5Ω或10Ω的滑動(dòng)變阻器.電路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題其設(shè)計(jì)思路、方法一般都來(lái)源于教材,要求用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)、原理、實(shí)驗(yàn)思路、方法設(shè)計(jì)出合理的方案.因此在教學(xué)中或者復(fù)習(xí)過(guò)程中要特別注意對(duì)所學(xué)過(guò)電學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的多種方法、遠(yuǎn)離的優(yōu)劣、電路聯(lián)接式的選擇方法以及有關(guān)的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)進(jìn)行歸納總結(jié).從中體會(huì)多種方法的優(yōu)劣,養(yǎng)成發(fā)散性思維的好習(xí)慣,才能比較順利完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題.高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)起來(lái)雖然復(fù)雜,但是如果方法得當(dāng),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前考慮的全面,在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)就會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單些.高中生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是對(duì)學(xué)生的理論知識(shí)及動(dòng)手能力的考察,教師在學(xué)生的操作過(guò)程中也要加以指導(dǎo)幫助學(xué)生實(shí)驗(yàn)的誤差變小,安全性提高,學(xué)生才能更好的將電學(xué)知識(shí)運(yùn)用到考試中和實(shí)際生活中.

作者:湯從 單位:安徽省滁州市明光明光中學(xué)

參考文獻(xiàn):

[1]王慧.中學(xué)生電學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΜF(xiàn)狀及影響因素研究[D].蘇州大學(xué),2010.

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[3]胡可玲.初中生電學(xué)學(xué)習(xí)中常見(jiàn)錯(cuò)誤診斷性分析及策略[D].蘇州大學(xué),2013.

第2篇:電路設(shè)計(jì)的原則范文

【關(guān)鍵詞】混合動(dòng)力 重型汽車(chē) 電路設(shè)計(jì) 可靠性

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,我國(guó)能源形勢(shì)日益緊張,為了緩解這一緊張局勢(shì)。在實(shí)際工作過(guò)程中就需要利用到新能源,混合動(dòng)力重型汽車(chē)的應(yīng)用就是一個(gè)十分典型的例子?;旌蟿?dòng)力重型汽車(chē)是一種新的車(chē)型,該車(chē)型是把內(nèi)燃機(jī)同一定容量的儲(chǔ)能器件通過(guò)先進(jìn)控制系統(tǒng)結(jié)合到了一起。采用這種車(chē)車(chē)型將能夠有效減少污染物排放、降低油耗。這一車(chē)型在未來(lái)將會(huì)得到有效應(yīng)用?;旌蟿?dòng)力重型汽車(chē)設(shè)計(jì)過(guò)程中電路設(shè)計(jì)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。加強(qiáng)對(duì)電路設(shè)計(jì)的研究并保證其可靠性是提升該車(chē)型性能的有效方式。

1 混合動(dòng)力重型汽車(chē)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)原則

1.1 汽車(chē)結(jié)構(gòu)

加強(qiáng)汽車(chē)電路設(shè)計(jì)的研究就必須要了解混合動(dòng)力重型汽車(chē)自身的結(jié)構(gòu),只有在了解了其基本結(jié)構(gòu)之后才能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)高效地設(shè)計(jì)。在實(shí)際工作過(guò)程中混合動(dòng)力重型汽車(chē)要想發(fā)揮其工能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就需要增加驅(qū)動(dòng)電機(jī)和為其供電的動(dòng)力電池組。在實(shí)際工作過(guò)程中串聯(lián)式、并聯(lián)式以及混聯(lián)式是三種比較典型的連接方式。本文以并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。在SX5256DH434PHEV型混合動(dòng)力重型汽車(chē)結(jié)構(gòu)中,動(dòng)力輸出單元是有電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)組成的。在混合動(dòng)力模式中動(dòng)力是電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)共同提供的,因而在設(shè)計(jì)過(guò)程中就可以選擇較小公路的電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)就可以滿(mǎn)足要求。

1.2 可靠性設(shè)計(jì)原則

可靠性是衡量混合動(dòng)力重型汽車(chē)電路的一個(gè)重要指標(biāo),在實(shí)際工作過(guò)程中必須要滿(mǎn)足其可靠性。為了達(dá)到這一目的就需要堅(jiān)持以下原則:一是要滿(mǎn)足安全和功能要求。安全性是第一位的,在實(shí)際工作過(guò)程中汽車(chē)電路一旦出現(xiàn)故障就極有可能對(duì)整個(gè)車(chē)輛的運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。因而在實(shí)際工作過(guò)程中首先就需要保證其安全性。在工作過(guò)程中應(yīng)該把安全性作為最基本的要求。功能需求也同樣重要,在滿(mǎn)足安全前提下要實(shí)現(xiàn)其各種功能,顯示、報(bào)警等功能必須要實(shí)現(xiàn)。二是實(shí)時(shí)性。在電路系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中一旦出現(xiàn)故障或者某一特殊事件之后必須要實(shí)時(shí)做出相應(yīng),要對(duì)突發(fā)事件做出即可相應(yīng)。正是因?yàn)槿绱嗽趯?shí)際工作過(guò)程中就需要對(duì)其保持高度重視,要采取專(zhuān)門(mén)措施來(lái)予以應(yīng)對(duì)。三是周期要短,價(jià)格要便宜?;旌蟿?dòng)力技術(shù)當(dāng)前發(fā)展非常迅速,為了適應(yīng)實(shí)際要求就需要把汽車(chē)電路的設(shè)計(jì)周期在保證質(zhì)量的前提下盡可能地縮短。此外還需要逐步降低設(shè)計(jì)成本。

2 汽車(chē)電路設(shè)計(jì)

在明確了基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)原則之后工作人員就可以有的放矢地來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)了。在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須要從自身的實(shí)際情況出發(fā),通常情況下是要對(duì)以下環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì):

2.1 低壓電路設(shè)計(jì)

在混合動(dòng)力重型汽車(chē)電路結(jié)構(gòu)中整車(chē)是由控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的,電力蓄電池則是要作為動(dòng)力電路的電源通過(guò)配電柜來(lái)為其供電。在實(shí)際工作過(guò)程中各種不同器件如電機(jī)控制器、車(chē)身控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、電池管理器等分別對(duì)應(yīng)不同的元件來(lái)進(jìn)行針對(duì)性控制從而組成一個(gè)完整的子系統(tǒng)。實(shí)際工作過(guò)程中整車(chē)控制器會(huì)根據(jù)駕駛員的各種操作以及各個(gè)子系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)來(lái)判斷子系統(tǒng)的運(yùn)行模式并對(duì)其進(jìn)行有效分配。在整車(chē)控制器把控制信號(hào)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的子系統(tǒng)控制器之后,各個(gè)子系統(tǒng)控制器就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各個(gè)元件的控制。低壓電路設(shè)計(jì)工作過(guò)程中微電子元件的工作電壓通常只有3V到5V而且輸出信號(hào)的精度是非常高的。正是因?yàn)槿绱嗽谠O(shè)計(jì)過(guò)程中就需要防干擾。要高度重視耦合干擾和傳導(dǎo)干擾這兩種形式。

2.2 高壓電路設(shè)計(jì)

混合動(dòng)力重型汽車(chē)結(jié)構(gòu)中高壓電路系統(tǒng)是以動(dòng)力蓄電池為電源的,實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中由于所裝動(dòng)力電池組峰值輸出功率較大,因而對(duì)高壓電路的線徑、線束的連接方式就提出了新的要求。高壓電路在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須要有較大的傳輸功率。要選擇合理的線徑和絕緣方式。在實(shí)際工作過(guò)程中要防止線路的發(fā)熱過(guò)多從而導(dǎo)致絕緣層老化的速度加快。高壓電路的連接器設(shè)計(jì)非常重要。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該采用橡膠護(hù)套,兩端子也應(yīng)該通過(guò)自鎖的形勢(shì)實(shí)現(xiàn)接觸面結(jié)合,這樣能夠有效增大接觸面積,壓降也將會(huì)下降。這對(duì)于避免熱點(diǎn)現(xiàn)象的出現(xiàn)無(wú)疑是非常有利的。

2.3 電氣模塊布置可靠性分析

在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于電氣模塊的設(shè)置應(yīng)該考慮到振動(dòng)、防水以及散熱等方面的要求。滿(mǎn)足這幾個(gè)方面的要求是保證可靠性的必然選擇。

混合動(dòng)力重型汽車(chē)是當(dāng)前應(yīng)用非常廣泛地一種汽車(chē),在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中汽車(chē)電路起著十分關(guān)鍵的作用。在運(yùn)行過(guò)程中為了有效提升性能就必須要對(duì)汽車(chē)電路進(jìn)行專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)。本文重點(diǎn)分析了汽車(chē)電路的高壓電路、低壓電路設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該注重模塊之間的可靠性。

參考文獻(xiàn)

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[2]王霄峰.汽車(chē)可靠性工程基礎(chǔ)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007.

第3篇:電路設(shè)計(jì)的原則范文

關(guān)鍵詞:混合動(dòng)力;重型汽車(chē);電路設(shè)計(jì);可靠性

混合動(dòng)力汽車(chē)就是有兩種或兩種以上儲(chǔ)能器作為驅(qū)動(dòng)能源的汽車(chē).由于混合動(dòng)力重型汽車(chē)的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,因此電路變得更為復(fù)雜,如何優(yōu)化電路設(shè)計(jì),提高電路相應(yīng)速度是發(fā)展新能源汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù).

1混合動(dòng)力重型汽車(chē)電路設(shè)計(jì)原則

混合動(dòng)力重型汽車(chē)相比傳統(tǒng)的燃油汽車(chē)而言其增加了驅(qū)動(dòng)電機(jī)和動(dòng)力電池組,而且重型汽車(chē)由于行駛的震動(dòng)量較大、防水性較差,因此對(duì)電路設(shè)計(jì)提出了更高的要求:首先要滿(mǎn)足汽車(chē)行駛功能的要求;其次要具有可靠性和安全性,電路作為混合動(dòng)力汽車(chē)信號(hào)和動(dòng)力傳輸通道,一旦出現(xiàn)故障就會(huì)造成嚴(yán)重的安全事故,因此電路設(shè)計(jì)需要將安全與可靠性作為設(shè)計(jì)的核心原則;最后是具有實(shí)時(shí)性.電路系統(tǒng)的特點(diǎn)就是及時(shí)將各種事件進(jìn)行相應(yīng).總之,汽車(chē)的電路系統(tǒng)只有在所有子回路都正常運(yùn)行的情況下才能夠正常運(yùn)行,因此相比普通汽車(chē)電路,混合動(dòng)力汽車(chē)的電路多出了高壓電路.

2混合動(dòng)力重型汽車(chē)電路設(shè)計(jì)

2.1高壓電路可靠性設(shè)計(jì)

高壓電路可靠性設(shè)計(jì)主要包括:一是高壓導(dǎo)向的可靠性分析與設(shè)計(jì).高壓導(dǎo)線是高壓電路的重要組成部分,基于傳輸功率的考慮,需要選擇絕緣的材料,以某型號(hào)的混合環(huán)衛(wèi)汽車(chē)為例,該車(chē)處于純電機(jī)驅(qū)動(dòng)的時(shí)候,峰值電流達(dá)到280A,電路電流達(dá)到208A,再加上其它設(shè)備的應(yīng)用,其電流瞬間可以達(dá)到210A,因此為降低能源損耗,避免因?yàn)殡娐愤^(guò)大而導(dǎo)致出現(xiàn)電路短路問(wèn)題,需要選擇電阻小的導(dǎo)向.二是插座器的可靠性分析.線路連接需要插座器的作用,插座器主要是將線束分段進(jìn)行連接,以此便于后期的拆裝與維修等.插座器主要有端子和護(hù)套組成.混合動(dòng)力重型汽車(chē)流經(jīng)插座器的電路比較大,因此類(lèi)似于針狀的端子可能會(huì)出現(xiàn)“熱點(diǎn)”現(xiàn)象,進(jìn)而導(dǎo)致端子的融合出現(xiàn)損壞,而且可能會(huì)在汽車(chē)時(shí)候過(guò)程中因?yàn)橥獠恳蛩囟鴮?dǎo)致短路,因此在插座器的設(shè)計(jì)中需要做好防水性設(shè)計(jì),具體就是將插座器侵入5%的NaCl液體中,以此提高防水性能.另外還需要進(jìn)行絕緣設(shè)計(jì)、安裝橡膠護(hù)套.三是繼電器的可靠性設(shè)計(jì).混合動(dòng)力汽車(chē)的繼電器屬于電磁式,因此設(shè)計(jì)的繼電器觸頭額定電流比較大,一般選擇晶閘管.

2.2低壓電路設(shè)計(jì)

一是傳導(dǎo)干擾設(shè)計(jì).傳導(dǎo)干擾是電氣設(shè)備之間產(chǎn)生的干擾信號(hào)通過(guò)公共電源線相互產(chǎn)生的,具體在混合動(dòng)力汽車(chē)中傳導(dǎo)干擾主要包括:電源線、共開(kāi)關(guān)量抖動(dòng)干擾等,由于受到線路設(shè)計(jì)的不同,其可以分為感性負(fù)荷開(kāi)路瞬變干擾和觸點(diǎn)回路的抖動(dòng)干擾.二是耦合干擾可靠性設(shè)計(jì).耦合干擾就是電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號(hào)通過(guò)空間耦合傳遞給另一電子設(shè)備.其主要包括感性耦合干擾和容性耦合干擾.

2.3電路布局設(shè)計(jì)

混合動(dòng)力汽車(chē)的電路數(shù)量比較多,優(yōu)化線路布局是提高電器元件使用壽命,增強(qiáng)電氣系統(tǒng)工作可靠性的重要舉措,而各個(gè)控制器與電氣設(shè)備的安裝位置影響線束的走向,因此需要合理布局各個(gè)電氣設(shè)備.一是電氣模塊布局的設(shè)計(jì).由于汽車(chē)行駛的震動(dòng)比較大,因此在安裝電氣模塊時(shí)需要考慮以下因素:振動(dòng)、散熱、防水以及安全.二是線束的走向設(shè)計(jì).線束走向是電氣設(shè)備安裝的前提,合理的走向不僅有助于降低線路故障的檢測(cè)效率,而且還可以提高其使用壽命.在進(jìn)行線束的走向布局前需要對(duì)線束進(jìn)行包扎,這樣做的目的就是提高線束的耐磨性和抵御高溫性.結(jié)合實(shí)踐我們經(jīng)常使用的包扎材料有熱縮管、膠帶以及紋波管等.具體走向就是:將整車(chē)的線路固定在混合動(dòng)力汽車(chē)的車(chē)架上,按照車(chē)架右縱梁凹槽進(jìn)行布線.

2.4基于CAN總線的設(shè)計(jì)

在混合動(dòng)力重型汽車(chē)中CAN總線有著廣泛的應(yīng)用,使用CAN總線能夠有效減少各個(gè)部件之間的線路連接,降低回路的數(shù)量,進(jìn)而避免出現(xiàn)線路短路故障.CAN總線一般使用雙絞線作為傳輸介質(zhì),這樣可以避免信號(hào)干擾.

3混合動(dòng)力重型汽車(chē)電路設(shè)計(jì)可靠性實(shí)驗(yàn)

基于上述的電路設(shè)計(jì),通過(guò)運(yùn)用相關(guān)實(shí)驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行檢測(cè)以此判定電路的可靠性:首先依據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)規(guī)定對(duì)汽車(chē)的車(chē)身控制器和IC儀表的CAN總線進(jìn)行通信實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),該電路具有較強(qiáng)的抗傳導(dǎo)干擾和耦合干擾能力;其次對(duì)整車(chē)的可靠性實(shí)驗(yàn).將實(shí)驗(yàn)汽車(chē)按照不同的路況進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并且按照啟動(dòng)、行駛、制動(dòng)以及車(chē)速等環(huán)節(jié)的控制記錄相關(guān)的數(shù)據(jù),通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析:整車(chē)的電路設(shè)計(jì)可靠性符合汽車(chē)安全行駛的要求,對(duì)于出現(xiàn)的細(xì)微故障主要是因?yàn)殡姎庠艿秸駝?dòng)而引起的,由此可見(jiàn),振動(dòng)是混合動(dòng)力重型汽車(chē)可靠性的重要因素.

4結(jié)束語(yǔ)

總之,混合動(dòng)力重型汽車(chē)的電路設(shè)計(jì)工作尤為重要,隨著汽車(chē)技術(shù)的不斷發(fā)展,尤其是新能源汽車(chē)在社會(huì)中普及,我們要科學(xué)設(shè)計(jì)電路,優(yōu)化電路布局,以此提高我國(guó)新能源汽車(chē)制造業(yè)的健康發(fā)展.

參考文獻(xiàn)

[1]章桐,賈永軒.電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)革命[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.

第4篇:電路設(shè)計(jì)的原則范文

【關(guān)鍵詞】教學(xué)目標(biāo);過(guò)程;協(xié)作學(xué)習(xí);情境;能動(dòng)性

【Abstract】Base on project teaching method , proposed the teaching reform steps and Methods of the Microcomputer principle,set up a teaching situation ,it is clear that Teachers under the student as the center , “student performance management system”project used to wear in Microcomputer principle, inspired the learning interest of the students.

【Key words】The teaching goal;Process;Collaborative learning;Situation;Motility

1 項(xiàng)目教學(xué)法[1]

根據(jù)項(xiàng)目教學(xué)法原理和規(guī)則, 把理論和實(shí)踐相結(jié)合,讓學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會(huì)需求的背景下,把自身已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)主動(dòng)的建構(gòu)學(xué)習(xí)活動(dòng)。即是在教師設(shè)計(jì)的情境下的學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程,使學(xué)生借助已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),主動(dòng)探索,積極交流,建立對(duì)《微機(jī)原理》課程新的認(rèn)知過(guò)程。筆者將《微機(jī)原理》與工程項(xiàng)目相結(jié)合,將工程項(xiàng)目應(yīng)用于教學(xué)的過(guò)程,也是使學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)自己已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程,同時(shí)也是通過(guò)新經(jīng)驗(yàn)與原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的相互作用而不斷充實(shí)、豐富和改造自己已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程。將課程與工程項(xiàng)目結(jié)合,更強(qiáng)化了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、實(shí)踐性、創(chuàng)造性和社會(huì)性,從而對(duì)學(xué)習(xí)與教學(xué)提出了許多新的見(jiàn)解和思想。

2 《微機(jī)原理》的課程情景

《微機(jī)原理》的課程情景包括《微機(jī)原理》課程特點(diǎn)和《微機(jī)原理》課程設(shè)置特點(diǎn)。

(1)《微機(jī)原理》課程特點(diǎn):《微機(jī)原理》包括二個(gè)方面的內(nèi)容,其一,匯編語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì);其二,硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件接口;其三,《微機(jī)原理》涉及的概念比較復(fù)雜,規(guī)則繁多,使用靈活,容易出錯(cuò),教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)都感到困難,并不同程度產(chǎn)生畏難心理;這是一門(mén)實(shí)踐情很強(qiáng)的課程,沒(méi)有深澳的理論,也沒(méi)有邏輯推理過(guò)程,同時(shí)是指令對(duì)底層的操作,所以執(zhí)行過(guò)程是看不見(jiàn)摸不著的,對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)不能形象的理解,枯槽無(wú)味,因此學(xué)習(xí)起就比較困難。

(2)《微機(jī)原理》課程設(shè)置特點(diǎn):其一,《微機(jī)原理》教學(xué)的少課時(shí),多內(nèi)容,該課程從54學(xué)時(shí)減少到了41學(xué)時(shí);其二,匯編語(yǔ)言作為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之一,不但是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的必修課,而且非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)課程。

為解決上述問(wèn)題筆者在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中分別以指令系統(tǒng)模型圖和系統(tǒng)電路為主線,將系統(tǒng)電路分為七個(gè)模塊,描述硬件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程,將各個(gè)子項(xiàng)目合理按排到單元,并且提出了下列要求:將教材的各接口芯片與 存儲(chǔ)器2716、2114以獨(dú)立方式編址按下列要求設(shè)計(jì)電路:

(1)譯碼芯片為74LS138\74LS32\74LS20\74LS04\74LS30

(2)ROM存儲(chǔ)器系統(tǒng)為2KB RAM存儲(chǔ)器系為4KB

(3)接口芯片的端口地址16位其中最低二位為接口芯片的片內(nèi)譯碼,第三位到第8位為74LS138的輸入和控制信號(hào),第九位到第十四位為自已學(xué)號(hào)編號(hào)作為門(mén)電路的譯碼輸入信號(hào)。

要求學(xué)生在本課程學(xué)習(xí)的過(guò)程中完成上述項(xiàng)目?jī)?nèi)容(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“項(xiàng)目”)。

3 《微機(jī)原理》的課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)

3.1 抽象的指令形象化 ,由于PC 機(jī)的匯編指令比較多,同時(shí)指令是對(duì)底層的操作,是看不見(jiàn)摸不著的,所以學(xué)習(xí)起來(lái)比較費(fèi)勁,難以理解,所以為化解這個(gè)問(wèn)題,在匯編語(yǔ)言的這部分教學(xué)過(guò)程中設(shè)計(jì)一個(gè)模型,有助于學(xué)生在學(xué)習(xí)指令時(shí)對(duì)指令的理解。

例如根據(jù)指令系統(tǒng)模型在講解MOV AL,[1000H]指令時(shí),強(qiáng)調(diào)將13送至AL中,不是將1000H送入AL中,圖中是采用動(dòng)畫(huà),這樣就很直觀的形象,例如要求將1000H單元的內(nèi)容送至I/O接的2000H端口中去

MOV DX,2000H

MOV AL,[1000H]

OUT DX,AL

這個(gè)例題既讓學(xué)生理解I/O操作指令又讓學(xué)生理解存儲(chǔ)器和I/O指的作令是不同的,既形象又直觀。

3.2 硬件部分教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)內(nèi)容如系統(tǒng)電路圖2所示 ,通過(guò)這張電路圖讓學(xué)生知道本課程的學(xué)習(xí)任務(wù),達(dá)到什么樣的要求,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

作者將本系統(tǒng)電路劃分為七個(gè)模塊,分別是譯碼電路設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)、8253定時(shí)電路電路設(shè)計(jì)、8251接口電路設(shè)計(jì)、8255接口電路設(shè)計(jì)和A/D或D/A電路設(shè)計(jì)及8259接口電路設(shè)計(jì),把每個(gè)子項(xiàng)目與其章節(jié)對(duì)應(yīng),以該系統(tǒng)電路為教學(xué)過(guò)程的始終,將各章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)慣穿其中,從而引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)完相應(yīng)內(nèi)容后積極完成項(xiàng)目的相應(yīng)任務(wù),掌握各章節(jié)的知識(shí),要求學(xué)生最終完項(xiàng)目的設(shè)計(jì),讓學(xué)生知道學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)和《微機(jī)原理》課程的意義,看到了自已的收獲,激發(fā)了學(xué)生積極性,使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣,從而提高學(xué)習(xí)效率。

3.3 分析教學(xué)目標(biāo)、明確教學(xué)任務(wù)

基于項(xiàng)目教學(xué)法的思想,我們的教學(xué)設(shè)計(jì)是學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,在匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)部分通過(guò)指令系統(tǒng)模型圖,確定《微機(jī)原理》課程的匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)部分學(xué)習(xí)情境教學(xué)目標(biāo)分析,確定基本概念、語(yǔ)法以及程序設(shè)計(jì)有關(guān)的知識(shí)內(nèi)容,《微機(jī)原理》硬件部分,明確各子項(xiàng)目與CPU接口的基本方法,這是教學(xué)設(shè)計(jì)面臨的首要任務(wù)。

《微機(jī)原理》課程目標(biāo):通過(guò)項(xiàng)目的訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生編程思想和基本技能,熟悉基本程序設(shè)計(jì)方法,掌握硬件電路的設(shè)計(jì),能更好理解軟硬件結(jié)合,解決本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域中的問(wèn)題。

4 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

筆者基于項(xiàng)目教學(xué)法的思想,以指令系統(tǒng)模型和系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)真實(shí)問(wèn)題情景為依托,探索、學(xué)習(xí)和解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程,從而用問(wèn)題來(lái)驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)。

《微機(jī)原理》采用 以模塊為載體,用任務(wù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法。以《系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)》為主線,把任務(wù)分配于所有章節(jié)中,課程教學(xué)具有連貫性。同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)提供實(shí)際項(xiàng)目案例(子項(xiàng)目)組織教學(xué)。教學(xué)過(guò)程中,通過(guò)案例導(dǎo)入,任務(wù)驅(qū)動(dòng)(I/O接口電路是怎么樣編址?),引導(dǎo)學(xué)生由簡(jiǎn)到繁、由易到難、循序漸進(jìn)地完成一系列“模塊任務(wù)”,在完成“模塊任務(wù)”的過(guò)程中,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題,完成課程設(shè)計(jì)和教學(xué)訓(xùn)練的全過(guò)程。使學(xué)生體會(huì)到知識(shí)的實(shí)用性,提高學(xué)習(xí)興趣。

例如 在硬件部分教學(xué)過(guò)程中,先以譯碼電路設(shè)計(jì)先行,因?yàn)樽g碼電路是接口電路設(shè)計(jì)的第一道關(guān)口,只有弄清楚了這部電路的設(shè)計(jì),也就理解了I/O端口編址方法,從而更進(jìn)一步理解端口的概念。所以闡述譯碼電路設(shè)計(jì)的原則,輸入信號(hào)的構(gòu)成及輸出信號(hào)為低電平,同時(shí)闡述地址編碼規(guī)則,給出應(yīng)該實(shí)例進(jìn)行分析。

5 學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)情景的選擇:為學(xué)生選擇一個(gè)完整、真實(shí)的學(xué)生比較熟悉問(wèn)題背景(例如講授輸入輸出接口時(shí)I/O接口為什么要設(shè)置地址?引入這棟大樓的教室為什么要編號(hào)?)作為《微機(jī)原理》教學(xué)的平臺(tái)或者切入點(diǎn),激必學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望;同時(shí)該情境又要能讓學(xué)生感受此情境的在學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生在這個(gè)群體互動(dòng)與交流,即協(xié)作學(xué)習(xí),驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)者進(jìn)行自主學(xué)習(xí),從而達(dá)到主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)意義的目的。

所以筆者在《微機(jī)原理》教學(xué)實(shí)施中,將《系統(tǒng)電路》實(shí)際問(wèn)題或引入課堂教學(xué),進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化處理,作為教學(xué)和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。根據(jù)課程內(nèi)容和工作過(guò)程,結(jié)合學(xué)生特點(diǎn),采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目教學(xué)、講練結(jié)合等教學(xué)手段,把項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程的工作環(huán)節(jié)及任務(wù)穿插于各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)中,設(shè)計(jì)如下的七個(gè)學(xué)習(xí)情境[2]。

譯碼電路設(shè)計(jì)――輸入輸出接口

存儲(chǔ)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)――存儲(chǔ)器

8253接口電路設(shè)計(jì)――定時(shí)與計(jì)數(shù)器

8251接口電路設(shè)計(jì)――串行接口

8255接口電路設(shè)計(jì)――并行接口

A/D或D/A電路設(shè)計(jì)――模擬量輸入/輸出通道

8259接口電路設(shè)計(jì)――中斷系統(tǒng)

6 協(xié)同學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)

在《微機(jī)原理》教學(xué)過(guò)程中始終以《系統(tǒng)電路》為主線,讓學(xué)生在自學(xué)的基礎(chǔ)上開(kāi)展小組討論、協(xié)商,以進(jìn)一步完善和深化對(duì)項(xiàng)目意義建構(gòu)。整個(gè)協(xié)同學(xué)習(xí)過(guò)程均由教師組織引導(dǎo),討論的問(wèn)題可由師生根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,根據(jù)項(xiàng)目結(jié)合《系統(tǒng)電路》提出,在教師的指導(dǎo)下通過(guò)個(gè)人、小組搜集材料、提取信息、處理信息、合作研究、探索解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)方式,為學(xué)生提供一個(gè)交流、合作、探索、發(fā)展的平臺(tái)。

例如:項(xiàng)目?jī)?nèi)容的(3),就是要求學(xué)生在學(xué)習(xí)完譯碼電路設(shè)計(jì)后完成,為此為了讓學(xué)生理解其中的位的概念,就必需引導(dǎo)對(duì)學(xué)生將地址總線和學(xué)號(hào)的編號(hào)對(duì)應(yīng)。從而讓學(xué)生發(fā)揮想象,自主設(shè)計(jì),由于學(xué)號(hào)不同所以設(shè)計(jì)出來(lái)的譯碼電路也就各不相同。

7 總結(jié)

在基于項(xiàng)目教學(xué)法的思想指導(dǎo)下,將指令系統(tǒng)模圖和《系統(tǒng)電路》運(yùn)用在《微機(jī)原理》教學(xué)中,始終突出以學(xué)生為主,教師為輔原則, 通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與項(xiàng)目,自主學(xué)習(xí)、培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和探索精神,從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。這種教學(xué)改進(jìn)深受學(xué)生歡迎,使學(xué)生對(duì)微機(jī)原理掌握更深入、更扎實(shí),全面的提升《微機(jī)原理》的教學(xué)質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

第5篇:電路設(shè)計(jì)的原則范文

題目的選取既要符合教學(xué)大綱的要求,能充分體現(xiàn)本課程所學(xué)的主要內(nèi)容,使學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中能綜合應(yīng)用所學(xué)的知識(shí),發(fā)揮基本技能,又要盡可能反映科學(xué)技術(shù)的先進(jìn)水平,并且具有一定的實(shí)用性。就電子技術(shù)課程中有關(guān)數(shù)字邏輯方面的選題示例如下:①簡(jiǎn)易交通燈控制邏輯電路設(shè)計(jì);②波形發(fā)生器;③數(shù)字溫控儀;④搶答器電路設(shè)計(jì);⑤音樂(lè)彩燈控制器;⑥邏輯電路控制的公共汽車(chē)語(yǔ)音報(bào)站器。以上選題,除注意使學(xué)生的理論知識(shí),技能技巧得以鞏固加深,綜合和發(fā)展外,還考慮了設(shè)計(jì)的難易程度,工作量大小,元器件造價(jià)的高低等等因素。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,大規(guī)模集成電路越來(lái)越普及,專(zhuān)用集成電路大量涌現(xiàn),各種新的電子器件不斷問(wèn)世,給課程設(shè)計(jì)帶來(lái)了勃勃的生機(jī),不僅大大減少了單元電路設(shè)計(jì)的工作量,也會(huì)把課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量推上新的水平。各種各樣的集成一體化電源的出現(xiàn),使設(shè)計(jì)人員減免了電源電路設(shè)計(jì)計(jì)算,器件組裝、電路調(diào)試諸項(xiàng)工作,只是適當(dāng)選型即可。數(shù)字顯示部件中的五合一電路CL413和LCL331等新產(chǎn)品,將計(jì)數(shù)、鎖存、譯碼、驅(qū)動(dòng)、顯示五種功能集于一體,也大大減少計(jì)者的工作量,并且這些新產(chǎn)品具有功耗低,高可靠性、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),會(huì)大幅度提高設(shè)計(jì)電路的性能指標(biāo)。在設(shè)計(jì)中新產(chǎn)品新技術(shù)的應(yīng)用會(huì)大大縮短設(shè)計(jì)周期。所以,設(shè)計(jì)內(nèi)容也要不斷更新,難度、工作量、成本核算也要作相應(yīng)變更,與科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步調(diào)一致。

簡(jiǎn)言之,設(shè)計(jì)選題的原則是,從生產(chǎn)和科研需要出發(fā),選擇既能全面考核學(xué)生掌握本課程所學(xué)知識(shí)的程度,能夠使學(xué)生加深并拓寬綜合理論知識(shí),又利于鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力的課題,同時(shí)還要考慮學(xué)校的課程設(shè)計(jì)資金情況和教學(xué)安排的時(shí)間。有些學(xué)生在電子技術(shù)方面起步較早,對(duì)實(shí)際電子電路比較熟悉,可鼓勵(lì)他們自選課題,由指導(dǎo)老師按教學(xué)要求進(jìn)行審定后實(shí)施。

保證課程設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵是充分發(fā)揮學(xué)生主體性

首先要明確課程設(shè)計(jì)的重要性。在指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)的動(dòng)員會(huì)上,筆者就向大家講明,我院工業(yè)電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè),只設(shè)置了“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”,這是學(xué)生在校期間進(jìn)行的唯一由自己設(shè)計(jì)、實(shí)施、完成實(shí)際電路的實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練;大家應(yīng)該十分珍視這一理論用于實(shí)踐、指導(dǎo)實(shí)踐的極好機(jī)會(huì);成功的課程設(shè)計(jì),對(duì)學(xué)生一生工作都具有十分重要的指導(dǎo)意義。

其次,在向?qū)W生下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的同時(shí),要強(qiáng)調(diào)課題在生產(chǎn)實(shí)踐中的實(shí)用性,并結(jié)合任務(wù)書(shū)中列出的技術(shù)參數(shù)與目前生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用的儀器設(shè)備進(jìn)行比較,指出設(shè)計(jì)課題的先進(jìn)性和科學(xué)性。

最后,要鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)識(shí)自己的價(jià)值,肯定自己的能力,樹(shù)立做好課程設(shè)計(jì)的信心。例如,揭示學(xué)生某些電路在實(shí)驗(yàn)課中已經(jīng)做過(guò),并且做得不錯(cuò);提示學(xué)生某些設(shè)計(jì)在習(xí)題課上或作業(yè)中已進(jìn)行過(guò)單元電路參數(shù)的計(jì)算,邏輯電路的連接:使學(xué)生有一種似曾相識(shí)的感覺(jué)。

全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)質(zhì)量

第6篇:電路設(shè)計(jì)的原則范文

【關(guān)鍵詞】競(jìng)賽;集成電路;教學(xué)改革

Inspiration of 2011’Beijing Student Competition on Integrated Circuit

GENG Shu-qin HOU Li-gang WANG Jin-hui PENG Xiao-hong

VLSI & System laboratory Beijing University of Technology Beijing,China 100124

Abstract:Teaching 21stIntegrated circuit student is history task for teachers.Inspiration of 2011’Beijing Student Competition on Integrated Circuit is presented such as correct idea,right organize procedure,a steady preparation,corporation between university and company,teaching methods.The result of practice is that competition on Integrated circuit can push the procedure of cultivating of student,can push Quality Education,can advance the ability of theory and practice,can improve the ability of resolve problem,can cultivate the spirit of creativity,can enhance the ability of Team Corporation.It leads the point of teaching methods reformation.The student ability of plot and circuit design is increased.

Keywords:competition;Integrated circuit;teaching reformation

集成電路在社會(huì)發(fā)展中扮演著非同尋常的角色,幾乎滲透到了各行各業(yè)。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展,集成電路的制造與開(kāi)發(fā)中心正逐步向我國(guó)轉(zhuǎn)移。我們肩負(fù)重大的歷史使命,是要把我國(guó)建設(shè)成為集成電路的生產(chǎn)大國(guó)進(jìn)而成為集成電路強(qiáng)國(guó)[1]。因此培養(yǎng)二十一世紀(jì)集成電路設(shè)計(jì)人才是我們教師面臨的歷史任務(wù)。北京華大九天軟件有限公司致力于開(kāi)發(fā)自主產(chǎn)權(quán)的EDA軟件,提供高端的SoC解決方案和一站式設(shè)計(jì)生產(chǎn)服務(wù),為培養(yǎng)集成電路設(shè)計(jì)人才提供了很好的軟件平臺(tái)。北京市2011首屆“華大九天杯”大學(xué)生集成電路大賽以充分調(diào)動(dòng)各方面的參與積極性。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō),競(jìng)賽為他們提供了一個(gè)開(kāi)闊眼界、互相學(xué)習(xí)和交流的好機(jī)會(huì),這是任何課堂教學(xué)都無(wú)法替代的;對(duì)指導(dǎo)老師來(lái)說(shuō),競(jìng)賽可以促進(jìn)他們轉(zhuǎn)變陳舊的教學(xué)理念,改進(jìn)落后的課程體系,積極尋求新的教學(xué)模式,真正做到教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法與時(shí)俱進(jìn),切實(shí)達(dá)到面向應(yīng)用、面向市場(chǎng)、面向社會(huì)并最終為社會(huì)提供優(yōu)秀專(zhuān)業(yè)人才的最高教學(xué)目標(biāo)[2]。實(shí)踐表明,開(kāi)展大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)競(jìng)賽,對(duì)于推進(jìn)我國(guó)集成電路人才培養(yǎng)、推進(jìn)素質(zhì)教育、理論實(shí)踐結(jié)合能力、解決問(wèn)題的能力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和培養(yǎng)學(xué)生的集體榮譽(yù)感等方面具有重要意義,同時(shí)也對(duì)高校的集成電路設(shè)計(jì)課程和實(shí)踐教學(xué)改革起了一定的引導(dǎo)作用,極大的強(qiáng)化了學(xué)生繪制版圖和電路設(shè)計(jì)能力。本人有幸?guī)ьI(lǐng)學(xué)生參加了此次比賽,獲得了一些啟示。

1.立足現(xiàn)實(shí),拓寬應(yīng)用

本次大賽的活動(dòng)宗旨是豐富微電子學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、獨(dú)立思考和操作能力,鞏固和加深所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)基礎(chǔ),推動(dòng)京津地區(qū)高校微電子學(xué)專(zhuān)業(yè)的交流和發(fā)展,并對(duì)國(guó)產(chǎn)正版EDA軟件的普及和應(yīng)用起到積極推動(dòng)作用。

2011年北京大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)大賽分成大學(xué)本科和研究生兩個(gè)級(jí)別(本科生組33個(gè)組;研究生33個(gè)組),每組3人,進(jìn)行筆試和上機(jī)操作。比賽相關(guān)規(guī)則:筆試階段,采用閉卷形式,由各參賽隊(duì)員獨(dú)立完成,最終成績(jī)計(jì)入小組總分;上機(jī)操作,以小組形式參加。

2.正確的指導(dǎo)思想

電子學(xué)會(huì)組織的此次大學(xué)生集成電路大賽立足高,緊密結(jié)合教學(xué)實(shí)際,著重基礎(chǔ)、注重培養(yǎng)實(shí)踐能力的原則為大賽成功舉行樹(shù)立了正確的指導(dǎo)思想。

“華大九天杯”集成電路大賽凝聚了各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、專(zhuān)家、學(xué)者和我校學(xué)科部領(lǐng)導(dǎo)、老師及每個(gè)參賽隊(duì)員的心血與汗水。在比賽的前后,我們的指導(dǎo)思想是:參賽獲獎(jiǎng)不是最終目的,深人持久地開(kāi)展教育教學(xué)改革,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,吸引更多的學(xué)生參加各類(lèi)競(jìng)賽和科技活動(dòng),培養(yǎng)更多的優(yōu)秀專(zhuān)業(yè)人才,才是我們的努力方向。集成電路大賽引來(lái)了眾多企業(yè),他們對(duì)參賽學(xué)生的青睞,對(duì)于與學(xué)校合作的重視,也正是我們學(xué)校所渴求的。在參賽中與同行各企業(yè)充分交流,學(xué)校與企業(yè)的緊密結(jié)合,才能更清楚市場(chǎng)對(duì)優(yōu)秀畢業(yè)生的要求,進(jìn)而能明確培養(yǎng)目標(biāo),并在平時(shí)的課程教學(xué)中加以滲透,在教學(xué)中不斷改進(jìn);在參賽中與其他兄弟院校充分分享經(jīng)驗(yàn),不斷學(xué)習(xí)別人的長(zhǎng)處,分析參賽中暴露的共性問(wèn)題,在教育教學(xué)中不斷改進(jìn);在參賽中提高教師的指導(dǎo)水平和改進(jìn)教育教學(xué)方法;在參賽中提高學(xué)生的綜合素質(zhì),培養(yǎng)大批適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)需要的基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高、具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)應(yīng)用型人才,才是我們參加北京大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)競(jìng)賽的最終目的。

3.準(zhǔn)備認(rèn)真,重在過(guò)程

承辦方北方工業(yè)大學(xué)周密的準(zhǔn)備工作和熱情的服務(wù)為大賽成功舉行創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境。北方工業(yè)大學(xué)和華大九天公司組織的集訓(xùn)為成功參賽奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

在學(xué)科部領(lǐng)導(dǎo)和各位老師的努力下,在實(shí)驗(yàn)室老師的大力協(xié)助下,在華大九天公司培訓(xùn)人員的大力支持下,我們組織了兩個(gè)階段的集中培訓(xùn),并在培訓(xùn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了有針對(duì)性的輔導(dǎo)練習(xí),并在參賽前舉行了預(yù)賽。這些環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生和老師起到了很好的引導(dǎo)和督促作用,保證了良好的訓(xùn)練環(huán)境,營(yíng)造了積極向上的參賽氛圍。

在電子競(jìng)賽的準(zhǔn)備過(guò)程中,適逢暑假,假期長(zhǎng),學(xué)生們可以充分利用暑假時(shí)間認(rèn)真復(fù)習(xí)電子器件、數(shù)字電子電路、集成電路分析與設(shè)計(jì)等課程的理論知識(shí)。同時(shí),學(xué)生們還學(xué)習(xí)華大EDA軟件,進(jìn)行實(shí)際電路和版圖繪制上機(jī)練習(xí),培養(yǎng)了理論聯(lián)系實(shí)踐的學(xué)風(fēng)。通過(guò)競(jìng)賽準(zhǔn)備,學(xué)生需要綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),解決競(jìng)賽中遇到的各種問(wèn)題,提高了運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)競(jìng)賽準(zhǔn)備,磨合了小組間的默契配合和分工,增進(jìn)了師生情誼,提高了團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)能力。通過(guò)競(jìng)賽準(zhǔn)備,找出了自己在知識(shí)上的不足,明確了社會(huì)的需要、工作崗位的需要和工作性質(zhì),樹(shù)立了新的奮斗目標(biāo),產(chǎn)生了學(xué)習(xí)新的動(dòng)力。

4.參賽對(duì)嵌入式系統(tǒng)和集成電路設(shè)計(jì)教學(xué)改革的啟示

北京大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生參加實(shí)踐的積極性、理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)和團(tuán)隊(duì)意識(shí)有著重要作用,競(jìng)賽給學(xué)生提供了一個(gè)施展才華、發(fā)揮創(chuàng)新能力的機(jī)會(huì)和平臺(tái)。并對(duì)高校集成電路設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容和電子科學(xué)與技術(shù)的課程體系改革和學(xué)生今后工作起到一定的引導(dǎo)作用。

4.1 知識(shí)整合的系統(tǒng)教學(xué)思想

自從1958年基爾比發(fā)明集成電路以后,集成電路一直按照摩爾定律的預(yù)測(cè)飛速發(fā)展。面對(duì)集成電路如此迅猛的發(fā)展形勢(shì),教學(xué)工作也要與時(shí)俱進(jìn),不斷改革創(chuàng)新。我承擔(dān)《嵌入式系統(tǒng)》和《集成電路分析與設(shè)計(jì)》課程,深深體會(huì)到微電子專(zhuān)業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)與其他專(zhuān)業(yè)有所區(qū)別,因?yàn)樾酒脑O(shè)計(jì)方向日益朝著片上系統(tǒng)SOC、片上可編程系統(tǒng)SOPC的方向發(fā)展[3]。學(xué)生不僅需要有系統(tǒng)的概念[4],同時(shí)需要對(duì)典型處理器體系結(jié)構(gòu)有清晰的理解,在設(shè)計(jì)SOC芯片時(shí)才會(huì)有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想[5],又會(huì)對(duì)處理器內(nèi)部體系架構(gòu)有清晰的概念。因此,在對(duì)微電子專(zhuān)業(yè)的學(xué)生講授嵌入式系統(tǒng)時(shí),要緊密結(jié)合集成電路設(shè)計(jì)的要求,結(jié)合集成電路分析與設(shè)計(jì)、數(shù)字電子、模擬電子、電子器件等課程的內(nèi)容,使學(xué)生不僅對(duì)處理器結(jié)構(gòu)體系清楚,更熟悉各模塊電路,如ALU單元電路、筒形移位器、乘法器、寄存器、SRAM、DRAM單元等等。在處理器的,培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的概念,掌握外部單元電路,如存儲(chǔ)器單元電路、系統(tǒng)總線單元、SPI、IIC、UART等等接口電路,從使用者的期望角度出發(fā),來(lái)進(jìn)行芯片的設(shè)計(jì),既是使用者,又是設(shè)計(jì)者。學(xué)生在學(xué)習(xí)集成電路設(shè)計(jì)的課程時(shí),緊密結(jié)合嵌入式系統(tǒng)中的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、結(jié)合處理器內(nèi)部的體系結(jié)構(gòu),具有整體的大的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)概念,整合學(xué)生對(duì)各個(gè)課程的分離的知識(shí)內(nèi)容,培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決系統(tǒng)問(wèn)題。通過(guò)增加實(shí)驗(yàn)和上機(jī)課時(shí),提高學(xué)生將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

4.2 改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式

我國(guó)的大學(xué)課堂教學(xué)模式長(zhǎng)期以來(lái)被德國(guó)教育家赫爾巴特的“四段論”與前蘇聯(lián)教育家凱洛夫的“五環(huán)節(jié)”所主宰,在新的教育環(huán)境和教育目標(biāo)下,他們所倡導(dǎo)的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)和施教程序越來(lái)越明顯地暴露出它的弊端,最突出的是“以教代學(xué)”的陳腐教學(xué)思想和“注入式”、“滿(mǎn)堂灌”的落后教學(xué)方法.這種“以教師為中心,以教材為中心”的課堂教學(xué),決定了學(xué)生在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中所處的被動(dòng)地位,很大程度地禁錮了學(xué)生的創(chuàng)造性思維,對(duì)學(xué)生自學(xué)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)構(gòu)成了嚴(yán)重的障礙[2]。

現(xiàn)代教育理論指出:指導(dǎo)學(xué)生從實(shí)踐和探索中通過(guò)思考獲取知識(shí),又在解決問(wèn)題的探索活動(dòng)中,運(yùn)用已獲得的知識(shí)和技能是培養(yǎng)智能的最好途徑。

本次競(jìng)賽上午閉卷完成理論知識(shí)的考試。本科生的上機(jī)操作內(nèi)容是根據(jù)提供的狀態(tài)圖設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)器電路,然后進(jìn)行原理圖的繪制,再次進(jìn)行版圖繪制,進(jìn)而進(jìn)行DRC、LVS等環(huán)節(jié)驗(yàn)證,并撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告。學(xué)生需要利用數(shù)字電路中所學(xué)的狀態(tài)表,構(gòu)造出邏輯關(guān)系式,運(yùn)用卡諾圖化簡(jiǎn)得到最簡(jiǎn)電路,最后再繪制單元電路,設(shè)計(jì)出具體的CMOS電路和版圖,并進(jìn)行驗(yàn)證。同時(shí)還需要構(gòu)造出計(jì)數(shù)器所需的時(shí)鐘電路。在上機(jī)的開(kāi)始一個(gè)半小時(shí)中,指導(dǎo)老師可以參與指導(dǎo),這樣增加了比賽中老師對(duì)學(xué)生的限時(shí)指導(dǎo)內(nèi)容,更有利于學(xué)生的競(jìng)賽,符合培養(yǎng)人才的現(xiàn)論要求。

學(xué)生基本上完成了從需求分析、電路設(shè)計(jì)、繪制電路、(仿真)、版圖繪制、驗(yàn)證到撰寫(xiě)報(bào)告等環(huán)節(jié)。通過(guò)競(jìng)賽,使學(xué)生能親自感受一個(gè)簡(jiǎn)單的集成電路設(shè)計(jì)流程,培養(yǎng)了學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念。學(xué)生從早晨9點(diǎn)一直進(jìn)行到下午六點(diǎn),在短短的一天內(nèi)要完成筆試和7個(gè)小時(shí)的上機(jī)電路繪制和驗(yàn)證等工作,小組成員只有密切配合,充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),保持堅(jiān)韌不拔的精神,才能取得最終的勝利。這種方式非常有利于培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和團(tuán)隊(duì)精神,鍛煉了學(xué)生的毅力和體力。

施教之功,貴在引導(dǎo)??梢钥闯觯?jìng)賽在很大程度上符合現(xiàn)代教育理論的要求,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式正是以傳授知識(shí)為前提,以形成技能為基點(diǎn),以培養(yǎng)智能為重心,以全面發(fā)展人才為歸宿。在《嵌入式系統(tǒng)》和《集成電路分析與設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中,增大課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,學(xué)生帶著問(wèn)題,進(jìn)行學(xué)習(xí),進(jìn)行思考、小組討論,經(jīng)老師點(diǎn)撥,實(shí)現(xiàn)了運(yùn)用所學(xué)理論解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程,既培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力,又完成了教學(xué)任務(wù),符合現(xiàn)代教育論的要求。

施教之旨,在于培養(yǎng)學(xué)習(xí)方法和思維方式,培養(yǎng)獲取新知及再創(chuàng)造之本領(lǐng)。將學(xué)生分成小組,布置某一命題,發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性,引導(dǎo)他們查閱資料,分析歸納總結(jié),并在課堂中進(jìn)行報(bào)告或?qū)嶒?yàn)演示。學(xué)生反映效果很好,獲取了知識(shí),又培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)能力和主動(dòng)獲取知識(shí)的方法。

5.引導(dǎo)學(xué)生參與科研,撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文

通過(guò)大賽引導(dǎo)大學(xué)生形成一股扎扎實(shí)實(shí)的學(xué)習(xí)和研究的風(fēng)氣。激發(fā)學(xué)生在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)興趣,參與到老師平時(shí)的科研中,增加動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。并在科研中進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的研究興趣,形成良性循環(huán)。對(duì)于取得的研究成果,可以引導(dǎo)學(xué)生撰寫(xiě)論文,并能在廣大同學(xué)中起到表率作用。

6.結(jié)束語(yǔ)

培養(yǎng)二十一世紀(jì)集成電路設(shè)計(jì)人才是我們教師面臨的歷史任務(wù)。北京市2011首屆“華大九天杯”大學(xué)生集成電路大賽以充分調(diào)動(dòng)各方面的參與積極性。正確的指導(dǎo)思想、科學(xué)的組織程序、踏實(shí)認(rèn)真的準(zhǔn)備工作以及大賽對(duì)校企合作、對(duì)教學(xué)改革將產(chǎn)生重要的影響。實(shí)踐表明,開(kāi)展大學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)競(jìng)賽,對(duì)于推進(jìn)我國(guó)集成電路人才培養(yǎng)、推進(jìn)素質(zhì)教育、理論實(shí)踐結(jié)合能力、解決問(wèn)題的能力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和培養(yǎng)學(xué)生的集體榮譽(yù)感等方面具有重要意義,同時(shí)也對(duì)高校的集成電路設(shè)計(jì)課程和實(shí)踐教學(xué)改革起一定的引導(dǎo)作用,極大的強(qiáng)化了學(xué)生繪制版圖、電路設(shè)計(jì)能力和集成電路設(shè)計(jì)思想。

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致謝:競(jìng)賽工作是由國(guó)家自然基金贊助(No.60976028);北京工業(yè)大學(xué)博士基金贊助(No.X0002014201101,No.X0002012200802 and No.X00020

第7篇:電路設(shè)計(jì)的原則范文

關(guān)鍵詞:電子科學(xué)與技術(shù);本科培養(yǎng)方案;課程設(shè)置;辦學(xué)特色

中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)30-0070-02

21世紀(jì)被稱(chēng)為信息時(shí)代,電子科學(xué)與技術(shù)在信息、能源、材料、航天、生命、環(huán)境、軍事和民用等科技領(lǐng)域?qū)@得更廣泛的應(yīng)用,必然導(dǎo)致電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。這種產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)反過(guò)來(lái)對(duì)本專(zhuān)業(yè)的鞏固、深化、提高和發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用,也對(duì)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。因此,本文從人才的社會(huì)需求出發(fā),結(jié)合我校實(shí)際情況,進(jìn)行了本科專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案的改革探索,并詳細(xì)介紹了培養(yǎng)方案的制定情況。

一、人才的社會(huì)需求情況

目前,我校電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的本科畢業(yè)生主要面向長(zhǎng)三角地區(qū)龐大的微電子、光電子、光伏和新能源行業(yè),市場(chǎng)對(duì)專(zhuān)業(yè)人才的需求基本上是供不應(yīng)求的。但是也應(yīng)該注意到電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的分布不均,分類(lèi)較細(xì),且發(fā)展變化較快。另外,電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有多樣性,既有勞動(dòng)密集型的大型企業(yè)、大公司,更多的是小公司和小企業(yè);既有國(guó)有企業(yè)和私營(yíng)企業(yè),更有合資、獨(dú)資的外企。因此,社會(huì)需求與本專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的供需矛盾還會(huì)繼續(xù)存在。

二、專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和定位

本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)具備微電子、光電子領(lǐng)域的寬厚專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),熟練實(shí)驗(yàn)技能,能掌握電子材料、電子器件、微電子和光電子系統(tǒng)的新工藝、新技術(shù)研究開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)技能,有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力,能夠在該領(lǐng)域從事各種電子材料、元器件、光電材料及器件、集成電路的設(shè)計(jì)、制造和相應(yīng)的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的研究、開(kāi)發(fā)和管理工作工程技術(shù)人才。并且結(jié)合我?!按蠊こ逃^”人才培養(yǎng)特色,依據(jù)“卓越工程師”教育理念下工程技術(shù)型人才培養(yǎng)的原則,培養(yǎng)適應(yīng)微電子和新興光電行業(yè)乃至區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求的工程技術(shù)型人才。

三、本科培養(yǎng)方案制定的思路

電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案參照工程教育認(rèn)證的要求,以及專(zhuān)業(yè)下設(shè)微電子、光電子材料與器件兩個(gè)本科培養(yǎng)方向的思路制定。注重培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐工程能力,使畢業(yè)生能滿(mǎn)足長(zhǎng)三角地區(qū)微電子、光電子和新能源行業(yè)發(fā)展的需求。微電子方向的課程設(shè)置專(zhuān)注于電子材料與電子器件、集成電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面,光電子材料與器件方向則偏向于光電信息、光電材料與光電器件方面。

四、本科培養(yǎng)方案的改革探索

要實(shí)現(xiàn)電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),適應(yīng)電子信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,并結(jié)合我校學(xué)科發(fā)展方向和特色,對(duì)電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科人才培養(yǎng)方案進(jìn)行了研究,并對(duì)省內(nèi)外幾所高校電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案進(jìn)行調(diào)研,最終形成了富有特色的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案,主要內(nèi)容如下:

1.培養(yǎng)方案的模塊化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科培養(yǎng)方案的整體框架時(shí),根據(jù)“加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專(zhuān)業(yè)、培養(yǎng)能力”和培養(yǎng)工程技術(shù)型人才的辦學(xué)理念下,專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案分人文與社會(huì)科學(xué)、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)課三個(gè)模塊,下設(shè)微電子和光電子材料與器件兩個(gè)專(zhuān)業(yè)方向。學(xué)生在前兩年學(xué)習(xí)相同的課程,到大三時(shí)根據(jù)自己的興趣選擇專(zhuān)業(yè)方向,選修各自方向的專(zhuān)業(yè)課。由于兩個(gè)方向的不同培養(yǎng)要求,因此在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)選修課、專(zhuān)業(yè)必修課和專(zhuān)業(yè)選修課方面設(shè)置限選模塊,每個(gè)專(zhuān)業(yè)方向必須修滿(mǎn)相應(yīng)的學(xué)分才能畢業(yè)。

2.改革專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程是為專(zhuān)業(yè)課程奠定基礎(chǔ),因此,在保留了原有電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)通常所開(kāi)設(shè)的電子類(lèi)課程外,增加了與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的課程,如EDA技術(shù)、通信原理、數(shù)字信號(hào)處理、物理光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)、激光原理與技術(shù)等課程,刪減了原先與物理類(lèi)相關(guān)的一些課程,如物理學(xué)史、原子物理、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)等,并刪減了一些計(jì)算機(jī)軟件類(lèi)課程,如C++程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用等。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)選修課程分方向限選模塊,兩個(gè)專(zhuān)業(yè)方向?qū)?yīng)有不同的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)選修課程。

3.優(yōu)化專(zhuān)業(yè)課程。專(zhuān)業(yè)課程是整個(gè)專(zhuān)業(yè)教育中的主干部分,微電子方向的課程設(shè)置緊緊圍繞半導(dǎo)體和集成電路設(shè)計(jì)方向,開(kāi)設(shè)有集成電路設(shè)計(jì)、微電子工藝原理與技術(shù)、工藝與器件可靠性分析、半導(dǎo)體測(cè)試技術(shù)、現(xiàn)代電子材料及元器件、集成電路工藝與器件模擬等課程。光電子材料與器件方向圍繞光電材料和光纖通信方向,開(kāi)設(shè)光電子材料與器件、光電檢測(cè)原理與技術(shù)、太陽(yáng)能電池原理與技術(shù)、光纖傳感原理與技術(shù)、光纖通信技術(shù)等課程。另外專(zhuān)業(yè)課程里面還設(shè)置有專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn),通過(guò)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手操作能力,增強(qiáng)學(xué)生的理論知識(shí)。

五、與省內(nèi)外專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的區(qū)別

具有電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的各大高校分布在不同的地區(qū),服務(wù)于不同的區(qū)域經(jīng)濟(jì),這就要求專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)具有區(qū)域化、差異化。我們分析了杭州電子科技大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、蘇州大學(xué)、南京理工大學(xué)和徐州工程學(xué)院這五所不同地區(qū)、不同層次高校的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案。不僅使我們能學(xué)習(xí)到其他高校的先進(jìn)辦學(xué)理念、合理的課程設(shè)置體系,也可以發(fā)現(xiàn)與其他高校之間的差異。具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:

1.專(zhuān)業(yè)定位。各個(gè)學(xué)校的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)依據(jù)自身的師資力量、辦學(xué)條件、區(qū)域經(jīng)濟(jì)要求確定專(zhuān)業(yè)的發(fā)展定位。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)依托1個(gè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、2個(gè)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、3個(gè)省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,人才培養(yǎng)定位于能從事電子元器件、電子電路乃至電子集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)等方面工作的工程技術(shù)人才。浙江工業(yè)大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)主要培養(yǎng)光通信、電子電路系統(tǒng)、集成電路設(shè)計(jì)等方面的人才。蘇州大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)定位在培養(yǎng)能夠在電路與系統(tǒng)、集成電路與系統(tǒng)等領(lǐng)域從事各類(lèi)系統(tǒng)級(jí)、板級(jí)和芯片級(jí)研發(fā)工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。南京理工大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)主要是突出光電技術(shù)和微電子與信息處理學(xué)科的交叉和融合,以光電成像探測(cè)理論與技術(shù)及微電子理論與技術(shù)為專(zhuān)業(yè)特色。徐州工程學(xué)院的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)主要定位在培養(yǎng)能從事光電子材料與器件開(kāi)發(fā)的工程技術(shù)人才。而我校的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)定位于服務(wù)長(zhǎng)三角地區(qū)半導(dǎo)體和新能源行業(yè),培養(yǎng)能從事集成電路設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、光電子材料與器件的研發(fā)等工作的工程技術(shù)人才。

2.課程體系。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)電子元器件、電子電路系統(tǒng)、電子集成系統(tǒng)的能力,在課程設(shè)置上開(kāi)設(shè)了通信電子電路、EDA技術(shù)、薄膜物理與技術(shù)、電子材料與電子器件、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐、集成電路設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)原理和應(yīng)用、現(xiàn)代DSP技術(shù)及應(yīng)用等專(zhuān)業(yè)課程。浙江工業(yè)大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)電子電路系統(tǒng)、集成電路系統(tǒng)的能力,開(kāi)設(shè)了電路原理、模電數(shù)電、通信電子線路、集成電路設(shè)計(jì)、光纖通信原理、光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理等專(zhuān)業(yè)課程,以及電子線路CAD實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)、通信原理實(shí)驗(yàn)、通信電子線路大型實(shí)驗(yàn)、微電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、半導(dǎo)體器件仿真大型實(shí)驗(yàn)、集成電路設(shè)計(jì)大型實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類(lèi)課程。蘇州大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)電路與系統(tǒng)、集成電路與系統(tǒng),從事各類(lèi)系統(tǒng)級(jí)、板級(jí)和芯片級(jí)研發(fā)工作的能力,開(kāi)設(shè)了信號(hào)與系統(tǒng)、電磁場(chǎng)與電磁波、高頻電路設(shè)計(jì)與制作、電子線路CAD、CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)、VLSI設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等專(zhuān)業(yè)課程,以及電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、信號(hào)與電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、電子線路實(shí)驗(yàn)、電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類(lèi)課程。南京理工大學(xué)培養(yǎng)學(xué)生從事光電子器件、光電系統(tǒng)和集成電路的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用的能力,開(kāi)設(shè)了信號(hào)與系統(tǒng)、光學(xué)、光電信號(hào)處理、光輻射測(cè)量、光電子器件、光電成像技術(shù)、超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)、光電子技術(shù)、顯示技術(shù)、光電檢測(cè)技術(shù)、數(shù)字圖像處理、半導(dǎo)體集成電路、集成電路測(cè)試技術(shù)、微電子技術(shù)、光電子線路、電視原理等專(zhuān)業(yè)課程。徐州工程學(xué)院的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)光電子材料與器件的能力,開(kāi)設(shè)有信號(hào)與系統(tǒng)、光電子學(xué)、光電子技術(shù)、激光原理與技術(shù)、光伏材料等專(zhuān)業(yè)課程,以及模擬電路課程設(shè)計(jì)、數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐性課程。我校的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)主要培養(yǎng)學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)、光電子材料與器件的設(shè)計(jì)與制備能力,開(kāi)設(shè)有半導(dǎo)體物理學(xué)、半導(dǎo)體器件原理、MEMS技術(shù)、微電子工藝原理與技術(shù)、薄膜材料及制備技術(shù)、工藝與器件可靠性分析、集成電路工藝與器件模擬、EDA技術(shù)、通信原理、數(shù)字信號(hào)處理、光電子材料與器件、光電檢測(cè)原理與技術(shù)、太陽(yáng)能電池原理與技術(shù)、光纖通信技術(shù)等專(zhuān)業(yè)課程,以及近代物理實(shí)驗(yàn)、專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類(lèi)課程。

3.人才培養(yǎng)特色。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)特色是注重集成電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成方面能力的培養(yǎng)。浙江工業(yè)大學(xué)的人才培養(yǎng)注重光纖通信、集成電路設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。蘇州大學(xué)的人才培養(yǎng)注重電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。南京理工大學(xué)的人才培養(yǎng)注重光電技術(shù)和微電子與信息處理學(xué)科的交叉和融合,以光電成像探測(cè)理論與技術(shù)及微電子理論與技術(shù)為專(zhuān)業(yè)特色。徐州工程學(xué)院的人才培養(yǎng)注重光電材料與器件方面能力的培養(yǎng)。我校的人才培養(yǎng)注重電子材料與電子器件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、集成電路設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。

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第8篇:電路設(shè)計(jì)的原則范文

關(guān)鍵詞:電子科學(xué)與技術(shù);集成電路設(shè)計(jì);平臺(tái)建設(shè);IC產(chǎn)業(yè)

中圖分類(lèi)號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)08-0270-03

國(guó)家教育部于2007年正式啟動(dòng)了高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程(簡(jiǎn)稱(chēng)“質(zhì)量工程”),其建設(shè)的重要內(nèi)容之一就是使高校培養(yǎng)的理工科學(xué)生具有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力,更好地適應(yīng)社會(huì)和市場(chǎng)的需求[1]。為此,我校作為全國(guó)獨(dú)立學(xué)院理事單位于2007年6月通過(guò)了ISO2000:9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證[2],同時(shí)確立了“質(zhì)量立校、人才強(qiáng)校、文化興?!比蠛诵膽?zhàn)略,深入推進(jìn)內(nèi)涵式發(fā)展,全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。對(duì)于質(zhì)量工程采取了多方面多角度的措施:加強(qiáng)教學(xué)改革項(xiàng)目工程;鼓勵(lì)參加校內(nèi)學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目立項(xiàng),(大學(xué)生創(chuàng)新基金項(xiàng)目);積極參加國(guó)家、省級(jí)等電子設(shè)計(jì)大賽;有針對(duì)性地對(duì)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行大幅度的調(diào)整,增大課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)占課程的比例從原來(lái)的15%提高到25%以上,并且對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目作了改進(jìn),提高綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比重;同時(shí)增加專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力;課程和畢業(yè)設(shè)計(jì)更注重選題來(lái)源,題目比以前具有更強(qiáng)的針對(duì)性,面向?qū)I(yè),面向本地就業(yè)市場(chǎng)。不僅如此,學(xué)院還建立了創(chuàng)業(yè)孵化中心、建立了實(shí)驗(yàn)中心等。通過(guò)這些有效的措施,努力提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新和應(yīng)用能力。除了學(xué)校對(duì)電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)整體進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和建設(shè)外,各個(gè)二級(jí)學(xué)院都以“質(zhì)量工程”建設(shè)為出發(fā)點(diǎn)和立足點(diǎn),從專(zhuān)業(yè)工程的角度出發(fā),努力探索各個(gè)專(zhuān)業(yè)新的發(fā)展思路和方向。由于集成電路設(shè)計(jì)是高校電子科學(xué)與技術(shù)、微電子學(xué)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的主要方向,因此與之相關(guān)的課程和平臺(tái)建設(shè)成為該專(zhuān)業(yè)工程探索的重點(diǎn)。通過(guò)對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外高校該專(zhuān)業(yè)方向培養(yǎng)方案分析,設(shè)置的課程主要強(qiáng)調(diào)模擬/數(shù)字電路方向,相應(yīng)的課程體系為此服務(wù),人才培養(yǎng)方案設(shè)置與之相對(duì)應(yīng)的理論和實(shí)踐教學(xué)體系;同時(shí)建立相應(yīng)的實(shí)習(xí)、實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。由此,依據(jù)電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn),結(jié)合本專(zhuān)業(yè)學(xué)生的層次和專(zhuān)業(yè)面向,同時(shí)依據(jù)本地的人才需求深度和廣度,對(duì)以往的人才培養(yǎng)方案進(jìn)行革新,建立面向中山IC產(chǎn)業(yè)的集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型的設(shè)計(jì)平臺(tái)。另外,從課程體系出發(fā),強(qiáng)化IC設(shè)計(jì)的模擬集成電路后端版圖設(shè)計(jì)和驗(yàn)證,使學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中得到實(shí)際的訓(xùn)練。通過(guò)這些改革既可有效地幫助學(xué)生迅速融入IC設(shè)計(jì)業(yè),也為進(jìn)入IC制造行業(yè)提高層次到新高度。

一、軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)在集成電路設(shè)計(jì)業(yè)的重要性

自從1998年高等學(xué)校擴(kuò)大招生以來(lái),高校規(guī)模發(fā)展很快,在校大學(xué)生的人數(shù)比十五年前增長(zhǎng)了10倍。高校的基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備的投入呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì),學(xué)校的辦學(xué)條件不斷改善,同時(shí),各個(gè)高校對(duì)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)也在持續(xù)增大,然而在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的過(guò)程中,盡管投入的資金量在不斷增大,但出現(xiàn)的現(xiàn)象是重視專(zhuān)業(yè)儀器和設(shè)備的投入,忽視專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)軟件的購(gòu)置,這可能是由于長(zhǎng)期以來(lái)形成的重有形實(shí)體、輕無(wú)形設(shè)計(jì)軟件,然而這種意識(shí)給專(zhuān)業(yè)發(fā)展必將帶來(lái)不利影響。對(duì)于IC專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō),該專(zhuān)業(yè)主要面向集成電路的生產(chǎn)、測(cè)試和設(shè)計(jì),其中集成電路設(shè)計(jì)業(yè)是最具活力、最有增長(zhǎng)效率的一塊,即使是在國(guó)際金融危機(jī)的2009年,中國(guó)的IC設(shè)計(jì)業(yè)不僅沒(méi)有像半導(dǎo)體行業(yè)那樣同比下降10%,反而逆勢(shì)增長(zhǎng)9.1%;在2010年,國(guó)際金融危機(jī)剛剛緩和,中國(guó)IC設(shè)計(jì)業(yè)的同比增速又快速攀升到45%;2011年全行業(yè)銷(xiāo)售額為624.37億元,2012年比2012年增長(zhǎng)8.98%達(dá)到680.45億元,集成電路行業(yè)不僅增長(zhǎng)速度快,發(fā)展前景好,而且可以滿(mǎn)足更多的高校學(xué)生就業(yè)和創(chuàng)業(yè)。為了滿(mǎn)足IC設(shè)計(jì)行業(yè)的要求,必須建設(shè)該行業(yè)需求的集成電路軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)。眾所周知集成電路行業(yè)制造成本相對(duì)較高,這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)電路產(chǎn)品時(shí)盡量做到一次流片成功,而要實(shí)現(xiàn)這種目標(biāo)需要建設(shè)電路設(shè)計(jì)驗(yàn)證的平臺(tái),即集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)。通過(guò)軟件平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn):電路原理拓?fù)鋱D的構(gòu)建及參數(shù)仿真和優(yōu)化、針對(duì)具體集成電路工藝尺寸生產(chǎn)線的版圖設(shè)計(jì)和驗(yàn)證、對(duì)版圖設(shè)計(jì)的實(shí)際性能進(jìn)行仿真并與電路原理圖仿真對(duì)照、提供給制造廠商具體的GDSII版圖文件。軟件平臺(tái)實(shí)際上已經(jīng)達(dá)到驗(yàn)證的目的,因此,對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生或工作人員來(lái)說(shuō),軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)的建設(shè)特別重要,如果沒(méi)有軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)也就無(wú)法培養(yǎng)出真正的IC設(shè)計(jì)人才。因此,在培養(yǎng)具有專(zhuān)業(yè)特色的應(yīng)用型人才的號(hào)召下,學(xué)院不斷加大實(shí)驗(yàn)室建設(shè)[3],從電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)角度出發(fā),建設(shè)IC軟件設(shè)計(jì)平臺(tái),為本地區(qū)域發(fā)展和行業(yè)發(fā)展服務(wù)。

二、建設(shè)面向中山本地市場(chǎng)IC應(yīng)用平臺(tái)

近年來(lái),學(xué)校從自身建設(shè)的實(shí)際情況出發(fā),減少因?qū)嶒?yàn)經(jīng)費(fèi)緊張帶來(lái)的困境,積極推動(dòng)學(xué)院集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)方向的人才培養(yǎng)。教學(xué)單位根據(jù)集成電路設(shè)計(jì)的模塊特點(diǎn)確定合適的軟件設(shè)計(jì)平臺(tái),原理拓?fù)鋱D的前端電路仿真采用PSPICE軟件工具,熟悉電路仿真優(yōu)化過(guò)程;后端采用L-EDIT版圖軟件工具,應(yīng)用實(shí)際生產(chǎn)廠家的雙極或CMOS工藝線來(lái)設(shè)計(jì)電路的版圖,并進(jìn)行版圖驗(yàn)證。這種處理方法雖然暫時(shí)性解決前端和后端電路及版圖仿真的問(wèn)題,但與真正的系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成電路相對(duì)出入較大,不利于形成IC的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。2010年12月國(guó)家集成電路設(shè)計(jì)深圳產(chǎn)業(yè)化基地中山園區(qū)成立,該園區(qū)對(duì)集成電路設(shè)計(jì)人才的要求變得非常迫切,客觀上推進(jìn)了學(xué)院對(duì)IC產(chǎn)業(yè)的人才培養(yǎng)力度,建立面向中山IC產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型設(shè)計(jì)平臺(tái)變得刻不容緩[4],同時(shí),新的人才培養(yǎng)方案也應(yīng)聲出臺(tái),促進(jìn)了具有一定深度的教學(xué)改革。

1.軟件平臺(tái)建設(shè)。從目前集成電路設(shè)計(jì)軟件使用的廣泛性和系統(tǒng)性來(lái)看,建設(shè)面向市場(chǎng)的應(yīng)用平臺(tái),應(yīng)該是學(xué)校所使用的與實(shí)際設(shè)計(jì)公司或其他單位的軟件一致,使得所培養(yǎng)的IC設(shè)計(jì)人才能與將來(lái)的就業(yè)工作實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接,從而提高市場(chǎng)對(duì)所培養(yǎng)的集成電路設(shè)計(jì)人才的認(rèn)可度,同時(shí)也可大大提高學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的能力和信心[5]。遵循這個(gè)原則,選擇Cadence軟件作為建設(shè)平臺(tái)設(shè)計(jì)軟件,這不僅因?yàn)樵摴臼侨蜃畲蟮碾娮釉O(shè)計(jì)技術(shù)、程序方案服務(wù)和設(shè)計(jì)服務(wù)供應(yīng)商,EDA軟件產(chǎn)品涵蓋了電子設(shè)計(jì)的整個(gè)流程,包括系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì),功能驗(yàn)證,IC綜合及布局布線,模擬、混合信號(hào)及射頻IC設(shè)計(jì),全定制集成電路設(shè)計(jì),IC物理驗(yàn)證,PCB設(shè)計(jì)和硬件仿真建模,而且通過(guò)大學(xué)計(jì)劃合作,可以大幅度的降低購(gòu)置軟件所需資金,從而從根本上解決學(xué)校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)軟件費(fèi)用昂貴的問(wèn)題。另外,從中山乃至珠三角其他城市的IC行業(yè)中,各個(gè)單位都普遍采用該系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件,而且選用該軟件更有利于剛剛起步的中山集成電路設(shè)計(jì),也更加有利于該產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化和專(zhuān)業(yè)化,乃至進(jìn)一步的發(fā)展和壯大。

2.針對(duì)中山IC產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)。定位于面向本地產(chǎn)業(yè)的IC應(yīng)用型人才,就必須以中山IC產(chǎn)業(yè)為培養(yǎng)特色人才的出發(fā)點(diǎn)。中山目前有一批集成電路代工生產(chǎn)和設(shè)計(jì)的公司,主要有中山市奧泰普微電子有限公司、芯成微電子公司、深電微電子科技有限公司、木林森股份有限公司等,能進(jìn)行IC設(shè)計(jì)、工藝制造和測(cè)試封裝,主要生產(chǎn)功率半導(dǎo)體器件和IC、應(yīng)用于家電等消費(fèi)電子、節(jié)能照明等。日前奧泰普公司的0.35微米先進(jìn)工藝生產(chǎn)線預(yù)計(jì)快速投產(chǎn),該單位的發(fā)展對(duì)本地IC人才需求有極大的推動(dòng)力,推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)微電子專(zhuān)業(yè)的積極性,而這些也有力地支持本地IC企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。因此,建立面向本地集成電路產(chǎn)業(yè)的軟件設(shè)計(jì)平臺(tái),有利于專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)、準(zhǔn)確定位,并形成了本地優(yōu)勢(shì)和特色。

3.教學(xué)實(shí)踐改革。為了提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,形成專(zhuān)業(yè)特色,必須對(duì)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行修改。在人才培養(yǎng)方案中通過(guò)增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的比例,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中除了原有驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)外、還增加了綜合性或設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn),這種變化將有助于學(xué)生從被動(dòng)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)到主動(dòng)實(shí)驗(yàn)的綜合和設(shè)計(jì),提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用和動(dòng)手能力,從而為培養(yǎng)應(yīng)用型的人才打下良好的基礎(chǔ)。除此之外,與集成電路代工企業(yè)及芯片應(yīng)用公司建立合作關(guān)系。學(xué)生在學(xué)習(xí)期間到這些單位進(jìn)行在崗實(shí)習(xí)和培訓(xùn),可以將所學(xué)的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中去,形成無(wú)縫對(duì)接;而從單位招聘人才角度上來(lái)說(shuō),可以節(jié)約人力資源培訓(xùn)成本,招到單位真正需要的崗位人才。因此,合作雙方在找到相互需求的基礎(chǔ)上,形成有效的合作機(jī)制。①課程改革。針對(duì)獨(dú)立學(xué)院培養(yǎng)應(yīng)用型人才的特點(diǎn),除了培養(yǎng)方案上增加多元化教育課程之外,主要是強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)的改革,增加綜合實(shí)驗(yàn)課程,如:《現(xiàn)代電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)》計(jì)32學(xué)時(shí)、《微電子學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》計(jì)40學(xué)時(shí)、《EDA綜合實(shí)驗(yàn)》為32學(xué)時(shí)、《集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)》為40學(xué)時(shí),其相應(yīng)的課程學(xué)時(shí)數(shù)從以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的16個(gè)學(xué)時(shí),增加到現(xiàn)在32學(xué)時(shí)以上的帶有綜合性或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的綜合實(shí)踐課程。這種變化不僅是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的課時(shí)加大,而且是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的改進(jìn),也是實(shí)踐綜合能力的增強(qiáng),有利于學(xué)生形成專(zhuān)業(yè)應(yīng)用能力。②與單位聯(lián)合的IC設(shè)計(jì)基地。IC設(shè)計(jì)基地主要立足于兩個(gè)方面:一是立足于本地IC企業(yè)或設(shè)計(jì)公司;二是立足于IC代工和集成電路設(shè)計(jì)應(yīng)用。前者主要利用本地資源就近的優(yōu)勢(shì),學(xué)生參觀、實(shí)習(xí)都比較方便,同時(shí)也有利于學(xué)校與用人單位之間的良好溝通,提高雙方的認(rèn)可度和贊同感。如:中山市奧泰普微電子有限公司、木林森股份有限公司等。后者從生產(chǎn)角度和設(shè)計(jì)應(yīng)用出發(fā),帶領(lǐng)學(xué)生到IC代工企業(yè)參觀,初步了解集成電路的生產(chǎn)過(guò)程,企業(yè)的架構(gòu)、規(guī)劃和發(fā)展遠(yuǎn)景。也可根據(jù)公司的人才需要,選派部分學(xué)生到公司在崗實(shí)習(xí)[6]。如:深圳方正微電子有限公司、廣州南科集成電子有限公司等。通過(guò)這些方式不僅可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的應(yīng)用能力,而且有利于學(xué)生對(duì)IC單位的深入了解,為本校專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才找到一種行之有效的就業(yè)之路。

三、集成電路設(shè)計(jì)平臺(tái)的實(shí)效性

從2002年創(chuàng)辦電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)以來(lái),學(xué)校特別重視集成電路相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。從初期的晶體管器件和集成塊性能測(cè)量,硅片的少子壽命、C-V特性、方阻等測(cè)量,發(fā)展到探針臺(tái)的芯片級(jí)的性能測(cè)試,在此期間為了滿(mǎn)足更多的學(xué)生實(shí)驗(yàn)、興趣小組和畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求,微電子實(shí)驗(yàn)室的已經(jīng)過(guò)三次擴(kuò)張和升級(jí),其建設(shè)規(guī)模和實(shí)驗(yàn)水平得到了大幅度的提升。另外,為培養(yǎng)本科學(xué)生集成電路的設(shè)計(jì)能力,提高應(yīng)用性能力,學(xué)校還建立了集成電路CAD實(shí)驗(yàn)室,以電路原理圖仿真設(shè)計(jì)為重點(diǎn),著重應(yīng)用L-Edit版圖軟件工具,進(jìn)行基本的集成電路版圖設(shè)計(jì)及驗(yàn)證,對(duì)提升學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)應(yīng)用能力取得了一定的效果。目前,為了大力提高本科教學(xué)質(zhì)量,提升辦學(xué)水平,重點(diǎn)對(duì)實(shí)踐課程和IC軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行了改革。學(xué)校開(kāi)設(shè)了專(zhuān)門(mén)實(shí)踐訓(xùn)練課程,如:集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。從以前的16學(xué)時(shí)課內(nèi)驗(yàn)證設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提升為32學(xué)時(shí)獨(dú)立的集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程,內(nèi)容從以驗(yàn)證為主的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)橐栽O(shè)計(jì)和綜合為主的實(shí)驗(yàn),整體應(yīng)用設(shè)計(jì)水平進(jìn)行了大幅度的提升,有利于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用和動(dòng)手能力。不僅如此,對(duì)集成電路的設(shè)計(jì)軟件也進(jìn)行了升級(jí),從最初的用Pspice和Hspice軟件進(jìn)行電路圖仿真,L-Edit軟件工具的后端版圖設(shè)計(jì),升級(jí)為應(yīng)用系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)工具Cadence進(jìn)行前后端的設(shè)計(jì)仿真驗(yàn)證等,并采用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室模式,使得學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力得到一定程度的提升,提高了系統(tǒng)認(rèn)識(shí)和項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力。通過(guò)IC系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)的建設(shè)和實(shí)踐教學(xué)課程改革,使得學(xué)生對(duì)電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的性質(zhì)和內(nèi)容了解更加全面,對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的深度和廣度也得到進(jìn)一步提高,從而增強(qiáng)了專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的興趣,提高了自信心。此外,其他專(zhuān)業(yè)的學(xué)生也開(kāi)始轉(zhuǎn)到本專(zhuān)業(yè),從事集成電路設(shè)計(jì)學(xué)習(xí),并對(duì)集成電路流片產(chǎn)生濃厚的興趣。除此之外,學(xué)生利用自己在外實(shí)踐實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)給學(xué)校引進(jìn)研究性的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目,這些都為本專(zhuān)業(yè)的發(fā)展形成很好的良性循環(huán)。在IC設(shè)計(jì)平臺(tái)的影響下,本專(zhuān)業(yè)繼續(xù)報(bào)考碩士研究生的學(xué)生特別多,約占學(xué)生比例的45%左右。經(jīng)過(guò)這幾年的努力,2003、2004、2005、2006級(jí)都有學(xué)生在碩士畢業(yè)后分別被保送或考上電子科技大學(xué)、華南理工大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、香港城市大學(xué)的博士。從這些學(xué)生的反饋意見(jiàn)了解到,他們對(duì)學(xué)校在IC設(shè)計(jì)平臺(tái)建設(shè)評(píng)價(jià)很高,對(duì)他們進(jìn)一步深造起到了很好的幫助作用。不僅如此,已經(jīng)畢業(yè)在本行業(yè)工作的學(xué)生也對(duì)IC設(shè)計(jì)平臺(tái)有很好的評(píng)價(jià):通過(guò)該軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)不僅熟悉了集成電路設(shè)計(jì)的工藝庫(kù)、集成電路工藝流程和相應(yīng)的工藝參數(shù),而且也熟悉版圖的設(shè)計(jì),這對(duì)于從事IC代工工作起到很好的幫助作用?,F(xiàn)在已經(jīng)有多屆畢業(yè)的學(xué)生在深圳方正微電子公司、中山奧泰普微電子有限公司工作。另外,還有許多學(xué)生從事集成電路應(yīng)用設(shè)計(jì)工作,主要分布于中山LED照明產(chǎn)業(yè)等。

通過(guò)IC軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)建設(shè),配合以實(shí)踐教學(xué)改革,使得學(xué)生所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)際能力直接與市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力,增強(qiáng)了學(xué)生的自信心。另外,利用與企業(yè)合作的生產(chǎn)實(shí)習(xí),可以使得學(xué)生得到更好的工作鍛煉,為將來(lái)的工作打下良好的基礎(chǔ)。實(shí)踐證明,建設(shè)面向中山IC產(chǎn)業(yè)的集成電路設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),尋求高校與公司更緊密的新的合作模式,符合我校人才培養(yǎng)發(fā)展模式方向,對(duì)IC設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革,培養(yǎng)滿(mǎn)足本地區(qū)乃至整個(gè)社會(huì)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才,具有特別重要的作用。

參考文獻(xiàn):

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第9篇:電路設(shè)計(jì)的原則范文

一、作圖法――創(chuàng)造生動(dòng)的物理情景,簡(jiǎn)化物理過(guò)程

近年中考中,有些物理題目文字冗長(zhǎng),內(nèi)容、問(wèn)題設(shè)置多,如果憑頭腦的簡(jiǎn)單思考、推理對(duì)物理過(guò)程、情景是不容易搞清楚的.利用“作圖法”就可將一些繁雜的題目進(jìn)行分解、剖析,使抽象的物理過(guò)程具體化,有利于形象思維和直覺(jué)思維,進(jìn)而達(dá)到對(duì)題目的理解、感知,使之簡(jiǎn)單易解.

例1 在汽車(chē)行駛的正前方有一座高山,汽車(chē)以v1=43.2km/h的速度行駛,汽車(chē)?guó)Q笛t=2s后,司機(jī)聽(tīng)到回聲.問(wèn):若聲音在空氣中的傳播速度v2=340m/s,則司機(jī)聽(tīng)到回聲時(shí),汽車(chē)距山有多遠(yuǎn)?

解析 本題屬于行程類(lèi)計(jì)算題,可借助作圖進(jìn)行形象思維.根據(jù)題意作圖,從圖1中不難得出結(jié)果.

v1=43.2km/h=12m/s,

2s內(nèi)汽車(chē)行駛的路程

s汽車(chē)=v1t=12m/s×2s=24m,

2s內(nèi)聲音傳播的路程

s聲音=v2t=340m/s×2s=680m,

那么鳴笛時(shí)到高山的距離

s=(s聲音+s汽車(chē))/2=(24m+680m)/2=352m,

聽(tīng)到回聲時(shí),車(chē)與前面高山的距離是

s′=s-s汽車(chē)=352m-24m=328m.

答 聽(tīng)到回聲時(shí),車(chē)與前面高山的距離為328m.

例2 某同學(xué)在做“觀察水的沸騰”的實(shí)驗(yàn)中,記錄了水在不同時(shí)刻的溫度值,如下表:

(1)根據(jù)表格中所給數(shù)據(jù),畫(huà)出水的沸騰圖像.

(2)由水的沸騰圖線可以判斷出,在當(dāng)時(shí)的條件下水的沸點(diǎn)是 ,水在沸騰過(guò)程中溫度 .(選填“升高”“不變”或“降低”)

(3)據(jù)此還可以判斷出:實(shí)驗(yàn)時(shí)水面上的壓強(qiáng) (選填“大于”“小于”或“等于”)1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓.

解析 本題中橫坐標(biāo)表示時(shí)間,縱坐標(biāo)表示溫度,所作圖像為一條直線,先上升后平行,表示溫度先升高,后不變.

答 98 不變 小于

說(shuō)明 熱學(xué)作圖,能直觀地反應(yīng)液體沸騰時(shí)溫度隨時(shí)間變化的情況.便于我們分析沸騰過(guò)程,作出正確判斷.此類(lèi)作圖在許多比值定義的物理量中,有著廣泛的應(yīng)用.如速度可用路程隨時(shí)間變化的圖像表示,密度可用質(zhì)量隨體積變化的圖像表示.

例3 圖4為某種吊車(chē)的工作示意圖.利用伸縮撐桿可使吊臂繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng);伸縮撐桿為圓弧狀,伸縮時(shí)對(duì)吊臂的支持力始終與吊臂垂直.下列關(guān)于這個(gè)吊車(chē)的有關(guān)說(shuō)法正確的是( ).

A.吊臂是一個(gè)省力杠桿

B.使用這種吊車(chē),好處是可以少做功

C.勻速頂起吊臂的過(guò)程中,伸縮撐桿的支持力大小保持不變

D.勻速頂起吊臂的過(guò)程中,伸縮撐桿的支持力漸漸變小

解析 畫(huà)出吊車(chē)吊臂的動(dòng)力F1、阻力F2、動(dòng)力臂l1、阻力臂l2,據(jù)題意可知,阻力F2、動(dòng)力臂l1是不變的,在頂起吊臂的過(guò)程中,阻力臂l2逐漸變小,根據(jù)杠桿平衡條件F1?l1=F2?l2,動(dòng)力(伸縮撐桿的支持力)便逐漸變小.

說(shuō)明 在解題時(shí)可將文字題“翻譯”成圖,建立正確的物理情景.實(shí)踐證明,這樣做有利于提高我們的形象思維和直覺(jué)思維能力,有利于提高學(xué)習(xí)效率,提高解題速度.

二、作圖法――變枯燥為生動(dòng),提高學(xué)習(xí)物理的興趣

愛(ài)因斯坦把興趣稱(chēng)為“最好的老師”.有興趣,學(xué)習(xí)中就有一種渴望感、一種不達(dá)目的不罷休的探求精神.人們?cè)谶@種精神狀態(tài)下學(xué)習(xí)到的知識(shí),常常是理解很深刻、掌握很牢固.

“作圖法”可使枯燥的物理公式和定律變得形象、具體、生動(dòng).人們?cè)谧鲌D的過(guò)程中,眼、手、腦并用,可培養(yǎng)我們的動(dòng)手能力,有利于左、右腦的共同開(kāi)發(fā).如講述“力的作用是相互的”時(shí),可作圖6表達(dá)作用力F和反作用力F1的關(guān)系,這樣便于理解和記憶,從而收到較好的學(xué)習(xí)效果.再如,伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn),可用圖7解.

圖7表達(dá)物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持,使抽象的知識(shí)具體化,有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有利于抽象思維和形象思維的互補(bǔ)及右腦和左腦的溝通.

三、作圖法在光學(xué)中的應(yīng)用

例4 如圖8所示,AB為窗戶(hù)的兩邊,CD為窗外一景物,用作圖法畫(huà)出室內(nèi)能看到整個(gè)景物CD的范圍.

解析 光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播.分別連接CA、CB,室內(nèi)在光線CA、CB夾角的范圍都能看到景物C點(diǎn);同理,連接DA、DB,室內(nèi)在光線DA、DB的夾角范圍內(nèi)都能看到景物D點(diǎn),只有在上述兩個(gè)范圍的重疊部分,才能看到CD整個(gè)景物.

例5 如圖9所示,豎直的井口直立著一塊可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的平面鏡M,太陽(yáng)光與水平面的夾角為30°,為了使太陽(yáng)光豎直射向井底,則應(yīng)使平面鏡 (選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”)轉(zhuǎn)過(guò) .

解析 已知入射光線(水平面的夾角為30°)和反射光線(豎直向下),先根據(jù)反射定律作出平面鏡.做法是:由入射點(diǎn)A豎直向下作反射光線AD,作入射光線BA與反射光線AD的角平分線AC為法線,過(guò)A點(diǎn)作垂直于AC的直線為平面鏡的位置.如圖10所示,則∠BAD=90°+30°=120°,∠OAD

=(180°-∠BAD)/2=30°,∠MOM′=∠OAD

=30°,即平面鏡繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)30°.

例6 小轎車(chē)駕駛室前的擋風(fēng)玻璃總是傾斜的,而大汽車(chē)(如長(zhǎng)途汽車(chē)、公共汽車(chē)、大型卡車(chē))駕駛室前的擋風(fēng)玻璃基本上是豎直的,你能解釋其中的道理嗎?

解析 擋風(fēng)玻璃總是透明的,但不是絕對(duì)沒(méi)有反射.坐在駕駛員后面的乘客(特別是晚間車(chē)內(nèi)開(kāi)燈時(shí))會(huì)由于反射成像在駕駛員的前方.

小轎車(chē)較矮,坐在里面的乘客經(jīng)擋風(fēng)玻璃成像在前方,若擋風(fēng)玻璃是豎直的,則所成的像與前方行人的高度差不多,如圖11(a)所示,就會(huì)干擾駕駛員的視覺(jué)判斷,容易出事故.而擋風(fēng)玻璃為傾斜時(shí),所成的像就會(huì)在車(chē)的前上方,如圖11(b)所示.駕駛員看不到車(chē)內(nèi)人的像,就不會(huì)干擾駕駛員的視覺(jué)判斷,保證行車(chē)安全.

大汽車(chē)一般很高,駕駛員的視平線比路面行人要高些,這時(shí)雖然車(chē)內(nèi)行人經(jīng)玻璃反射成的像在車(chē)的前方,但位置比路人高,且比較暗淡,因而不影響駕駛員的視覺(jué)判斷,如圖(11c)所示.

例7 把一高為0.8m的平面鏡豎直放置,身高為1.6m的某同學(xué)站在鏡前,他能否看到自己在鏡中的全身像?

解析 人能否在平面鏡中看到自己的全身像,可分以下三種情況進(jìn)行討論.

(1)若將平面鏡豎直放在水平地面,作出AB在鏡中所成的像A′B′,如圖12(a)所示.從圖可知,因?yàn)橹挥心_附近所反射出的光經(jīng)平面鏡反射后才能進(jìn)入人的眼睛,所以,人只能從平面鏡中看到靠近腳的一部分.

(2)若將平面鏡的頂端與人的頭部(最好是眼睛)相平,如圖12(b)所示.此時(shí)人體上任何一點(diǎn)反射的光經(jīng)平面鏡反射后都可進(jìn)入人的眼睛,所以,人可從平面鏡中看到自己的全身像.

(3)若將平面鏡放置在上述兩種情況之間的其他位置,如圖12(c)所示.人通過(guò)平面鏡只能看到身體上的某一部分在鏡中所成的像.圖中的AA1就是眼睛所看不到的,A1B是能夠看到的部分.

說(shuō)明 從上述分析過(guò)程可看出,要在平面鏡中看到自己的全身像,平面鏡的長(zhǎng)度至少應(yīng)為人身高的一半,平面鏡的頂端應(yīng)與眼睛相平.

例8 關(guān)于凸透鏡成像問(wèn)題的歸納和總結(jié).

大家知道凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用,主要表現(xiàn)在:①平行光通過(guò)凸透鏡后,能會(huì)聚到一點(diǎn);②從焦點(diǎn)經(jīng)過(guò)的光通過(guò)凸透鏡后,會(huì)平行射出;③通過(guò)光心的光線的傳播方向不變.如圖13所示.我們可以用以上特點(diǎn)解釋凸透鏡成像原理.

成像原理:

分別把蠟燭放到離凸透鏡u>2f,u=2f,f<u<2f,u<f等位置,用作圖法找到凸透鏡成的像,觀察是否符合凸透鏡成像規(guī)律,如圖14所示.

規(guī)律如下:

(1)當(dāng)物從∞向2F移動(dòng)過(guò)程中,像從F向2F移動(dòng),移動(dòng)速度v物>v像,成縮小倒立實(shí)像,此過(guò)程物像之間距離逐漸減?。▓Da,照相機(jī)成像原理),當(dāng)u=2f時(shí),成等大倒立實(shí)像(圖b),此時(shí)物像間距最小為4f.

(2)當(dāng)物從2F向F移動(dòng)過(guò)程中,像從2F向無(wú)限遠(yuǎn)處移動(dòng),移動(dòng)速度v物

(3)當(dāng)物從F向光心移動(dòng)過(guò)程中,像也向光心移動(dòng),放大率愈來(lái)愈?。▓Dc,放大鏡成像原理).

(4)以上移動(dòng)均系同步、同向進(jìn)行.

四、作圖法在電學(xué)中的應(yīng)用

例9 以筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,按圖15(a)所示的電路圖將圖15(b)所示器材連接起來(lái).

解析 根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路,是初中物理的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一,連接時(shí)要遵循順序性原則,對(duì)應(yīng)性原則,方向性原則,導(dǎo)線不交叉原則,先串后并的原則和簡(jiǎn)潔、美觀、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑瓌t.

如圖16所示.

例10 如圖17所示的電路,將圖中提供的實(shí)驗(yàn)器材用筆畫(huà)線,連成實(shí)物圖.連線不允許交叉.(燈泡允許的正常工作電壓是2.5V,電流是300mA)

解析 在連接實(shí)物圖時(shí)除了應(yīng)注意題中所遵循的原則以外,還應(yīng)注意對(duì)電壓表、電流表量程的正確選擇,以確定連線時(shí)接哪個(gè)接線柱.因?yàn)楣矁晒?jié)電池,燈泡兩端的電壓不會(huì)超過(guò)3V,所以電壓表應(yīng)用0~3V的量程;根據(jù)燈泡規(guī)格,而且燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電路中的電流不會(huì)超過(guò)0.6A,所以電流表應(yīng)用0~0.6A的量程.連線時(shí)應(yīng)注意滑動(dòng)變阻器的正確連接,除“一上一下”外,還應(yīng)使滑片向左滑動(dòng)時(shí),連入電路的電阻變小,以求與電路圖一致.

正確電路如圖c所示.

說(shuō)明 本題綜合考查了電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器在電路中的連接方法,對(duì)連接電路提出了更高的要求,但只要遵循以上連接原則,就能正確解答習(xí)題.連接電路,對(duì)學(xué)生的形象思維要求較高,不要急于求成,應(yīng)加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練,循序漸進(jìn),并在完成后進(jìn)行檢驗(yàn),以提高解題的準(zhǔn)確性.

例11 設(shè)計(jì)一個(gè)住院病人呼叫護(hù)理人員的指示電路,要求護(hù)理人員聽(tīng)到鈴響,看到指示燈亮,就知道哪個(gè)床位的病人在呼喚(共用一個(gè)電鈴和一個(gè)電源,病房?jī)?nèi)有四個(gè)床位).

解析 首先根據(jù)題意確定電路的連接方式,由于任何一位病人的開(kāi)關(guān)閉合時(shí)電鈴都響,對(duì)應(yīng)的燈都亮,其他的燈不亮,說(shuō)明各燈是并聯(lián),并且各支路都有一個(gè)開(kāi)關(guān).

而電鈴是接在干路中的.設(shè)計(jì)如圖18所示.

說(shuō)明 本題屬于設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單電路,它的一般方法是:

先分析題目要求,明確各電路元件之間的連接關(guān)系,構(gòu)想出一個(gè)電路圖;然后用準(zhǔn)確的符號(hào)規(guī)范地畫(huà)出電路圖;最后還要逐一檢查電路圖是否滿(mǎn)足題目中的所有條件和要求.

例12 如圖19所示,是一種應(yīng)急用的信號(hào)箱,箱上裝有綠燈、紅燈和電鈴各一個(gè)、開(kāi)關(guān)兩只,箱內(nèi)有電池組和導(dǎo)線連接.當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合,綠燈亮、紅燈不亮、電鈴不響;當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí),紅燈亮、綠燈不亮、電鈴響.請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫(huà)出可能的電路圖.

解析 本題的整體思路是:先分后合,即分析各個(gè)條件,分別推出結(jié)論,然后對(duì)各結(jié)論進(jìn)行綜合分析,得出完整的正確結(jié)論.

由條件“當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合,綠燈亮、紅燈不亮、電鈴不響”可得S1控制綠燈,電路是并聯(lián)電路,開(kāi)關(guān)S1與綠燈在一條支路上,如圖20(a)所示.

由條件“當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí),紅燈亮、綠燈不亮、電鈴響”可得S2與紅燈和電鈴在一條支路上,如圖20(b)所示.綜合分析可得該電路是一個(gè)并聯(lián)電路,其中一條支路有開(kāi)關(guān)S1、綠燈;另一條支路有開(kāi)關(guān)S2、紅燈及電鈴.干路中無(wú)開(kāi)關(guān).如圖20(c)所示(每條支路的元件順序可調(diào)換).

說(shuō)明 電路設(shè)計(jì)類(lèi)習(xí)題,一般條件和要求較多,在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí),容易顧此失彼、忘這忘那.這時(shí),如果我們先設(shè)計(jì)出分別符合各個(gè)要求的部分電路,然后再把它們合并起來(lái),并用題目中所有的條件和要求來(lái)檢驗(yàn)分析,進(jìn)一步修改,往往較容易得到正確答案.

例13 現(xiàn)有兩盞燈L1、L2,一個(gè)開(kāi)關(guān)和一個(gè)電池組,要求組成串聯(lián)電路.當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),兩盞燈均能正常發(fā)光,用電流表測(cè)出通過(guò)L1的電流,用電壓表測(cè)出L2的電壓,畫(huà)出電路圖,并將圖中的電路元件連成實(shí)物圖.

解析 本題是電路設(shè)計(jì)和實(shí)物連接的綜合.可分兩步:先設(shè)計(jì)電路,后連接實(shí)物,設(shè)計(jì)電路方法同例12,先分后合.

電路設(shè)計(jì)分析:用電流表測(cè)通過(guò)L1的電流,根據(jù)電流表的連接方法,它應(yīng)和L1串聯(lián).由于是串聯(lián)電路,故本題中的電流表可以串聯(lián)在任何位置.用電壓表測(cè)出L2的電壓,電壓表必須和L2并聯(lián).電路圖如圖22所示.

實(shí)物連接:在連接實(shí)物圖時(shí),先將電源、電流表、電燈和開(kāi)關(guān)連接成串聯(lián)電路,最后再把電壓表和L2并聯(lián)起來(lái),即“先串后并”.實(shí)物連接如圖23所示.

說(shuō)明 本題中電路設(shè)計(jì)是實(shí)物連接的基礎(chǔ).只有正確的電路設(shè)計(jì),才可能有正確的實(shí)物連接.故本題中要確保電路設(shè)計(jì)的正確,否則將會(huì)引起連鎖反應(yīng),功虧一簣.

例14 如圖24是尚未完成的電路圖,請(qǐng)你完成該電路并畫(huà)出對(duì)應(yīng)的電路圖,并回答以下問(wèn)題:

(1)開(kāi)關(guān)閉合前,滑片P應(yīng)放置在哪一端?

(2)當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)時(shí),電流表的示數(shù)的變化情況和燈泡的亮度變化情況如何?

解析 本題分兩步:先是連接實(shí)物電路,后根據(jù)實(shí)物電路畫(huà)電路圖.

連接實(shí)物電路:滑動(dòng)變阻器正確的接法是“一上一下”,圖中A端已接入電路,所以變阻器上C、D中任意接線柱接入電路即可.

畫(huà)對(duì)應(yīng)的電路圖:不僅要注意電路器件的位置對(duì)應(yīng),要特別注意滑動(dòng)變阻器連接情況的對(duì)應(yīng),即實(shí)物連接圖中滑片滑動(dòng)時(shí)電阻的變化情況和電路圖中滑片同方向滑動(dòng)時(shí)電阻的變化情況一致.開(kāi)關(guān)閉合前滑片應(yīng)位于滑動(dòng)變阻器的最大值,由于A端已接入電路,滑片P必須位于B端,當(dāng)P向左端滑動(dòng)時(shí),AP段變短,所以電阻變小,對(duì)電流的阻礙作用減小,電路中電流變大,燈泡變亮.

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