導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇電路設(shè)計(jì)的步驟，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞： 組合邏輯電路；Multisim ；仿真

0 引言

組合邏輯電路是指在任何時(shí)刻，輸出狀態(tài)只決定于同一時(shí)刻各輸入狀態(tài)的組合，而與電路以前狀態(tài)無(wú)關(guān)，而與其他時(shí)間的狀態(tài)無(wú)關(guān)。組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)是數(shù)字電路中一個(gè)重要組成部分[1]，對(duì)于初學(xué)者和大多數(shù)電子設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，掌握了一定的基本分析和設(shè)計(jì)方法后，設(shè)計(jì)出來(lái)的結(jié)果仍然不夠理想，特別是經(jīng)過(guò)實(shí)際焊接電路或在面包板上搭接電路，再用儀表和分析儀器來(lái)分析判斷結(jié)果后，設(shè)計(jì)達(dá)不到要求，就要重新設(shè)計(jì)，反反復(fù)復(fù)不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，浪費(fèi)材料，而且在搭接電路過(guò)程中由于焊接而帶來(lái)的虛焊、漏焊等接觸不良現(xiàn)象，可能引發(fā)一系列電路問(wèn)題，這些都極大的消弱設(shè)計(jì)者的積極性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和電路設(shè)計(jì)仿真軟件不斷出現(xiàn)，運(yùn)用電路設(shè)計(jì)仿真軟件設(shè)計(jì)電路，是提高組合邏輯電路設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)能力的有效方法[2]。

Multisim軟件是加拿大Interactive Image Technologies

公司（圖像交互技術(shù)公司，簡(jiǎn)稱(chēng)IIT公司）在1998年推出EWB5.0

（Electronic Workbench，稱(chēng)為“虛擬電子實(shí)驗(yàn)室”）的基礎(chǔ)上推出的一款更高版本的電路設(shè)計(jì)與仿真軟件[3-4]。將Multisim軟件應(yīng)用于數(shù)字電路教學(xué)和科研中，可以使組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)潔、方便，有利于更好更快的達(dá)到組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)的目的。

因此本文利用四輸入表決電路設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和Multisim軟件設(shè)計(jì)方法過(guò)程。

1 傳統(tǒng)組合邏輯電路設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)組合邏輯電路設(shè)計(jì)一般步驟為：分析任務(wù)要求列出真值表，通過(guò)真值表求出邏輯表達(dá)式并根據(jù)器件化簡(jiǎn)，畫(huà)出邏輯電路圖，最后根據(jù)邏輯電路圖構(gòu)建實(shí)驗(yàn)電路驗(yàn)證結(jié)果。邏輯化簡(jiǎn)是組合邏輯設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟之一，為了使電路簡(jiǎn)單、使用器件少，要求邏輯表達(dá)式盡可能簡(jiǎn)化。但是考慮電路選取器件、穩(wěn)定可靠等要求，最簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)往往不是最終的邏輯表達(dá)式[5]。下面就以設(shè)計(jì)四輸入表決電路為例來(lái)分析組合邏輯電路設(shè)計(jì)的一般步驟過(guò)程。

2.1 四輸入表決電路分析

現(xiàn)在有四輸入表決電路如圖1所示，這一電路具有怎樣的功能呢？邏輯轉(zhuǎn)換儀提供了八個(gè)輸入和一個(gè)輸出端，我們將待分析電路連到邏輯轉(zhuǎn)換

儀的輸入和輸出端上，如圖3所示，按下按鈕①，可以將待分析電路轉(zhuǎn)換為真值表，此時(shí)可以接著按下按鈕②或③，將會(huì)把真值表轉(zhuǎn)換為邏輯表達(dá)式。利用此方法在分析組合邏輯電路時(shí)，可以省去復(fù)雜的邏輯計(jì)算，使得分析復(fù)雜組合邏輯電路變得更加簡(jiǎn)單。

2.2 四輸入表決電路設(shè)計(jì)

最后，需要驗(yàn)證邏輯電路設(shè)計(jì)，我們可以直接在Multisim

篇2

在現(xiàn)今的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，任何的消費(fèi)者都是追求性?xún)r(jià)比最大的原則。在使用一些電子元件的時(shí)候，一方面要注意產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)還要在選擇產(chǎn)品元件的時(shí)候注意價(jià)格因素，在價(jià)格和質(zhì)量之間找到一個(gè)完美的結(jié)合點(diǎn)，這樣的產(chǎn)品才是最受歡迎的和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力高的產(chǎn)品。

2電子電路設(shè)計(jì)的基本步驟

電子電路設(shè)計(jì)的基本步驟的了解也是進(jìn)行電子電路調(diào)試的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，這樣的話(huà)在調(diào)試的過(guò)程中間，我們也可以利用設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行相反的推演。

2.1分析設(shè)計(jì)課題，明確功能要求

在看到設(shè)計(jì)的課題的時(shí)候，我們應(yīng)該認(rèn)真的研究課題，找到課題的重心，和中心，然后對(duì)課題進(jìn)行深入的研究，確定課題的每個(gè)方面，考慮到每個(gè)細(xì)節(jié)，最后確定設(shè)計(jì)的電路的功能，所需要的元件，各個(gè)元件的功能，制造出顧客滿(mǎn)意的電子電路。

2.2確定核心功能器件和總體設(shè)計(jì)方案

在明確設(shè)計(jì)課題的思路之后，對(duì)課題的設(shè)計(jì)的電子電路有一個(gè)明確的定位，根據(jù)設(shè)計(jì)的電子電路的具體功能有了具體的了解，我們才好確定所需要的功能器件，再采購(gòu)功能器件，最后設(shè)計(jì)一整套的設(shè)計(jì)方案，當(dāng)然方案的設(shè)計(jì)最好多設(shè)計(jì)幾套，畢竟方案是理論的產(chǎn)物，現(xiàn)實(shí)的需要中可能會(huì)出現(xiàn)偏差，這也是有備無(wú)患，況且也可以在這些方案中間選擇一個(gè)最優(yōu)的方案實(shí)施。

2.3功能單元電路的設(shè)計(jì)與選擇

在設(shè)計(jì)功能單元電路的時(shí)候，我們要明確對(duì)各個(gè)單元的電路的要求，針對(duì)這些具體的要求在制定出準(zhǔn)確的指標(biāo)參數(shù)。選擇各個(gè)單元的功能的時(shí)候我們要注意的是不是單純的選擇，還要根據(jù)這個(gè)元件的連接的各個(gè)元件之間的配合來(lái)選擇這樣的單元電路的設(shè)計(jì)才是符合整體性的要求，設(shè)計(jì)出來(lái)的電路不是單純的零件的組合，而是各個(gè)零件的相互的配合，最后形成的一個(gè)有機(jī)的結(jié)合體。

2.4初步形成整體設(shè)計(jì)

在完成以上步驟的前提之下，就要形成一個(gè)相對(duì)完整的設(shè)計(jì)方案，這個(gè)方案要求是考慮到各個(gè)方面的因素，不會(huì)出現(xiàn)低級(jí)的錯(cuò)誤，加上加工整理形成一個(gè)電路設(shè)計(jì)的雛形，建立一個(gè)宏觀的框架。

2.5電路試制

在電路圖的設(shè)計(jì)定稿之后，就可以進(jìn)行電路的試制，制作出相應(yīng)的電路板，焊接相應(yīng)的電路元件，最后檢查相應(yīng)的元件是否完好，連接的是否緊密，安裝好之后還可以進(jìn)行通電調(diào)試，看看是否需要優(yōu)化。

2.6電路的調(diào)試和定性

最后在以上的各個(gè)步驟完成之后，就要在制作的樣品中間進(jìn)行測(cè)試調(diào)節(jié)，然后選出最好的電路設(shè)計(jì)，在這個(gè)過(guò)程中間首先是進(jìn)行調(diào)試，對(duì)其中的問(wèn)題進(jìn)行檢查維修，在交友相關(guān)的部門(mén)試用，確定適合以后在定性生產(chǎn)，在調(diào)試定性的過(guò)程中間我們要詳細(xì)的記錄下來(lái)各種數(shù)據(jù)。本文來(lái)自于《電子科技》雜志。電子科技雜志簡(jiǎn)介詳見(jiàn)

3調(diào)試儀器的介紹

篇3

關(guān)鍵詞：電子電路；單元電路；設(shè)計(jì)方法

1 前言

在我國(guó)，電子技術(shù)是隨著我國(guó)的改革開(kāi)放發(fā)展起來(lái)的，雖然起步晚，但是當(dāng)今的發(fā)展也在世界發(fā)展水平之列。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，電子技術(shù)從電路的設(shè)計(jì)和應(yīng)用的領(lǐng)域都發(fā)生了翻天覆地的改變，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，對(duì)于我國(guó)的電子電路的工程師和設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，合理的設(shè)計(jì)出一個(gè)符合要求的完整的電路圖是非常重要的。

2 電子技術(shù)和單元電路的概念

所謂的電子技術(shù)，就是在我們解決實(shí)際的電路問(wèn)題時(shí)，電路工程師根據(jù)電子學(xué)的原理，將電子的某種特性設(shè)計(jì)在一個(gè)實(shí)際的電子器件上的一門(mén)新興的技術(shù)。電子技術(shù)主要分為電子信息技術(shù)和電子電路技術(shù)兩大類(lèi)。在電子信息技術(shù)中，從前只有電子模擬技術(shù)，但是最近幾年又新發(fā)展出一門(mén)數(shù)字電子技術(shù)，后者處理電路的能力更強(qiáng)，因此，成為現(xiàn)今社會(huì)電子技術(shù)的主流。在電子電路中，組成電子電路系統(tǒng)的一個(gè)主要部分就是我們要分析的單元電路。單元電路很復(fù)雜，對(duì)電子工程師要求的技術(shù)嚴(yán)格，為了將電子電路設(shè)計(jì)的水平不斷的進(jìn)行提高，我們電子工程師就要對(duì)單元電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的研究，通過(guò)這些來(lái)增加單元電路的經(jīng)驗(yàn)。

3 單元電路的設(shè)計(jì)步驟和方法

3.1 單元電路的設(shè)計(jì)步驟

在傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)時(shí)，一般的步驟有三步。單元電路在設(shè)計(jì)上也一樣，都是明確設(shè)計(jì)任務(wù)、計(jì)算單元電路的參數(shù)以及畫(huà)出最后的單元電路圖。

在單元電路設(shè)計(jì)前，一定要明確設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)。主要考慮的是設(shè)計(jì)出的單元電路的性能，在單元電路設(shè)計(jì)時(shí)，我們要將電壓、電阻、電流設(shè)計(jì)為最佳的狀態(tài)，以使設(shè)計(jì)出的單元電路的性能達(dá)到最好，當(dāng)然，在設(shè)計(jì)時(shí)，還要考慮到設(shè)計(jì)出的電路體積要小，成本要低，結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，方便使用和維護(hù)、

在計(jì)算單元電路參數(shù)時(shí)，我們一定要運(yùn)用我們電子工程師的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，將設(shè)計(jì)的參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確，保證設(shè)計(jì)出的單元電路功能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。舉例說(shuō)明，當(dāng)我們?cè)谠O(shè)計(jì)單元電路中的放大器電路時(shí)，我們一定要計(jì)算準(zhǔn)確電阻值及其放大的倍率，這樣才能保證放大器電路正常的工作。在參數(shù)計(jì)算時(shí)，我們要計(jì)算不止一次，將計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較，在誤差范圍內(nèi)才能使用。

在單元電路設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算出來(lái)后，接下來(lái)就是畫(huà)單元電路圖。畫(huà)出完整的單元電路圖主要是讓我們能總體的了解單元電路和整機(jī)電路間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)換。在畫(huà)單元電路圖時(shí)，要確保所畫(huà)的電路圖簡(jiǎn)單、明了、準(zhǔn)確。盡可能的將電路圖畫(huà)在一張圖紙上，這樣方便電子工程師檢查其中的問(wèn)題和錯(cuò)誤，單元電路的主要部分要在圖紙上標(biāo)明，有必要的還要畫(huà)出主要部件的詳細(xì)電路圖。

3.2 單元電子電路的設(shè)計(jì)方法

前面詳細(xì)的講解到單元電路的設(shè)計(jì)步驟，這都是為單元電路的設(shè)計(jì)方法做準(zhǔn)備，一個(gè)單元電子電路正常運(yùn)行與否，根本還要看單元電路的設(shè)計(jì)是否合理，因此單元電子電路的設(shè)計(jì)方法尤為重要。下面主要講三種實(shí)際生產(chǎn)中常用的設(shè)計(jì)方法。

第一種就是線性的集成運(yùn)放組成的穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法，在穩(wěn)流網(wǎng)絡(luò)，穩(wěn)壓電源中的電壓變壓器只有通過(guò)輸入電壓才能借助濾波網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入最后的穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)中去，因此，在電子工程師設(shè)計(jì)電路時(shí)，要將電流的短路保護(hù)考慮在內(nèi)，防止負(fù)載的電流超過(guò)額定電流，對(duì)電路產(chǎn)生損害，一般的穩(wěn)壓電路都是串聯(lián)式，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，要將負(fù)載區(qū)的紋波系數(shù)降低，保證電路的穩(wěn)壓效果，帶動(dòng)負(fù)載一定不能選用直流電，防止出現(xiàn)短路。

第二種就是單元電路的級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)方法。在將各個(gè)分單元的電路設(shè)計(jì)好后，就要設(shè)計(jì)他們之間的級(jí)聯(lián)圖了，一些涉及的是模擬電路的聯(lián)系，一些是數(shù)字電路的聯(lián)系，更多的是兩者結(jié)合的綜合電路，這些電路總體是要提高電路的放大倍數(shù)和提高其負(fù)載能力，因此，我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮對(duì)電路進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)。在耦合信號(hào)的設(shè)計(jì)中，要考慮不同耦合種類(lèi)的相互影響，對(duì)電路進(jìn)行最優(yōu)設(shè)計(jì)。對(duì)于電路中的時(shí)序配合，要總體的先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，確定電路系統(tǒng)的時(shí)序，在按照最簡(jiǎn)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

第三種就是對(duì)電路中的放大器的設(shè)計(jì)。放大器在電路中的作用主要是放大電路中的單元倍數(shù)，加強(qiáng)電路中某個(gè)模塊的功能。放大器要考慮的因素主要是電源的單、雙供電，電源的最優(yōu)電流，最佳輸入和輸出電壓等，在放大器設(shè)計(jì)中，一定要處理好各個(gè)參數(shù)的關(guān)系，在設(shè)計(jì)中要避免出現(xiàn)兩級(jí)以上的放大級(jí)別，減少出現(xiàn)的消振問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在的電路中的單元電路種類(lèi)很多，因此在設(shè)計(jì)方法上會(huì)有很多版本，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，集成電路逐漸成為電子市場(chǎng)的新寵，并且已經(jīng)形成集成電路的新興器件，這對(duì)電路的單元電路設(shè)計(jì)要求提出了更加嚴(yán)格的要求。這就需要我們電子工程師在電路的設(shè)計(jì)上要積極地積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，參考國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，將我國(guó)的電子設(shè)計(jì)推向一個(gè)新的臺(tái)階。

[參考文獻(xiàn)]

[1]徐雷.關(guān)于電子技術(shù)單元電路的級(jí)聯(lián)問(wèn)題[J].電子制作，2013，（9）：17-19.

篇4

1.1明確任務(wù)

再設(shè)計(jì)電路時(shí)，首先要明確電路需要的功能，制定詳細(xì)的任務(wù)書(shū)，確定需要的單元電路，星系擬定電路的性能指標(biāo)，再通過(guò)計(jì)算電壓需要放大的倍數(shù)、電路中輸入輸出電阻的大小，繪制執(zhí)行流程圖，通過(guò)設(shè)計(jì)，將電路所需的成本降到最低，提高每個(gè)單元電路、參數(shù)的精度，在提高設(shè)計(jì)電路的可靠性、穩(wěn)定性的前提下，盡量簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)電路。

1.2參數(shù)計(jì)算

計(jì)算參數(shù)是設(shè)計(jì)電路必須要進(jìn)行得步驟，通過(guò)計(jì)算，來(lái)保證電路中各個(gè)單元電路的功能指標(biāo)需要達(dá)到的要求，計(jì)算參數(shù)需要電子技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，單元電路的設(shè)計(jì)需要強(qiáng)大的理論知識(shí)的支撐，才能做到爐火純青。例如，在計(jì)算如下放大電路的時(shí)候，我們需要計(jì)算每個(gè)電阻的阻值、以及放大倍數(shù)，同一個(gè)電路，可能有很多數(shù)據(jù)，所以要正確的選擇數(shù)據(jù)，注意方法。

1.3繪制電路圖

電路設(shè)計(jì)時(shí)，需要將單元電路與整機(jī)電路相連，設(shè)計(jì)完整的具有一定功能的電路圖，在連接時(shí)，需要注意單元電路間連接的簡(jiǎn)化，以及最重要的是，電路的電氣連接，是否能夠?qū)?，?shí)現(xiàn)預(yù)定功能。例如，設(shè)計(jì)單元電路間的級(jí)聯(lián)時(shí)，各單元電路設(shè)計(jì)完成時(shí)，還要考慮這些，意在減少浪費(fèi)，還要注意輸入信號(hào)、輸出信號(hào)、控制信號(hào)間的關(guān)系，同時(shí)還要注意一些事項(xiàng)：首先，注意電路圖的可讀性。繪圖時(shí)，盡量將主電路圖繪制在一張圖紙上，其中較為獨(dú)立的部分單元電路、以及次要部分可以繪制在另一張圖上，但是一定要注意圖之間的電氣端口的連接，是否對(duì)應(yīng)，各圖紙間的輸入輸出端口都要提前做好標(biāo)記。其次，注意信號(hào)流向以圖形符號(hào)。信號(hào)的流向，一般從輸入端、信號(hào)源開(kāi)始，從左至右、從上到下，按信號(hào)的流向依次連接單元電路。而且，圖中要加上適當(dāng)?shù)恼f(shuō)明，如符號(hào)的標(biāo)注、阻值等。最后，注意連接線畫(huà)法。電路圖中，各元件間的連接應(yīng)為直線，且盡量減少交叉線，連接線的分布應(yīng)為水平或者垂直，除非應(yīng)對(duì)特殊情況，否則不要化斜線，如圖中不可避免的出現(xiàn)交叉，要將連接點(diǎn)用原點(diǎn)表示。

2幾種典型單元電路的設(shè)計(jì)方法

電子電路設(shè)計(jì)中，單元電路一定要設(shè)計(jì)合理，否則將會(huì)影響整個(gè)電路的聯(lián)通，所以，電氣工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)該更謹(jǐn)慎的致力于單元電路的設(shè)計(jì)。

2.1對(duì)于線性集成運(yùn)放組成的穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)

穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)，一般先讓輸入電壓通過(guò)電壓變壓器，然后進(jìn)行整流，然后經(jīng)過(guò)濾波電路，成為穩(wěn)壓電路。設(shè)計(jì)單元電路時(shí)，串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路可分為幾個(gè)部分，調(diào)整部分、取樣部分、比較放大電路、基準(zhǔn)電壓電路等。這樣的設(shè)計(jì)能夠使單元電路具有保護(hù)過(guò)流、短路電流。

2.2單元電路之間的級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)

單元電路設(shè)計(jì)完成之后，還要考慮單元電路間的級(jí)聯(lián)問(wèn)題。例如，電氣特性的相互匹配、信號(hào)耦合方式、時(shí)序配合、相互干擾等。其中信號(hào)耦合方式，還包括：直接耦合、間接耦合、阻容耦合、變壓器耦合、光耦合。時(shí)序配合的問(wèn)題，相對(duì)比較復(fù)雜，需要對(duì)每個(gè)單元電路的信號(hào)進(jìn)行詳細(xì)的分析，來(lái)確定電路時(shí)序。

2.3對(duì)于運(yùn)算放大器電路的設(shè)計(jì)

運(yùn)算放大電路在電路設(shè)計(jì)中十分常用，它能夠與反饋網(wǎng)絡(luò)連接，組成具有特定功能的電路模塊，是具有很高放大倍數(shù)的單元電路。運(yùn)放電路的設(shè)計(jì)，可以通過(guò)元器件的組合，也可以通過(guò)具有相應(yīng)功能的芯片構(gòu)成，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)各種參數(shù)都要整體權(quán)衡，不能盲目的追求某個(gè)指標(biāo)的先進(jìn)。其中，要引起重視的是，應(yīng)在消震引腳間接入適當(dāng)?shù)碾娙菹癖M量避免兩級(jí)以上的放大級(jí)相連。

3結(jié)束語(yǔ)

篇5

1數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)現(xiàn)狀

數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)課程為黑龍江大學(xué)集成電路專(zhuān)業(yè)學(xué)生本科階段的必修課。傳統(tǒng)的數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程可使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解，熟練軟件使用過(guò)程，增強(qiáng)動(dòng)手操作能力，但還存在如下三方面問(wèn)題:A.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法有待改進(jìn)。在傳統(tǒng)的數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，上課前，學(xué)生基本不了解實(shí)驗(yàn)儀器和軟件，也不清楚實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容。課程開(kāi)始后，教師需要把相應(yīng)理論知識(shí)、儀器操作和軟件使用等內(nèi)容一一講授清楚，在有限學(xué)時(shí)內(nèi)，更多的講授時(shí)間就壓縮了學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和探索更深入問(wèn)題的時(shí)間，不利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。B.實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單。目前，黑龍江大學(xué)數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容較為基礎(chǔ)，基本單元電路的設(shè)計(jì)仿真占比較大，開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不多。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要涉及比較器、編碼器和加法器等基礎(chǔ)門(mén)電路的仿真，學(xué)生使用ModelSim軟件通過(guò)Verilog語(yǔ)言編寫(xiě)相應(yīng)電路的網(wǎng)表，然后編寫(xiě)對(duì)應(yīng)testbench文件并進(jìn)行仿真驗(yàn)證所寫(xiě)電路網(wǎng)表功能的正確性。這類(lèi)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生熟練掌握編程語(yǔ)言和軟件使用，并加深對(duì)基本單元電路的理解，但內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)于學(xué)生設(shè)計(jì)綜合能力的進(jìn)一步培養(yǎng)還有所欠缺。C.實(shí)驗(yàn)課程考核機(jī)制單一。傳統(tǒng)數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程的考核成績(jī)只做為其理論課程總成績(jī)的一小部分。黑龍江大學(xué)的數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程的考核形式一般為學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)課程中是否完成了幾項(xiàng)規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，所有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完成后所得成績(jī)的疊加即為該門(mén)實(shí)驗(yàn)課程的總成績(jī)。由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具有固定性和同一性，成績(jī)較好的學(xué)生快速完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后難于進(jìn)一步進(jìn)行探索研究，這種簡(jiǎn)單的考核方式無(wú)法很好反映出學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技能的梯度，也不利于學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新型思維進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，阻礙了學(xué)生的實(shí)踐能力發(fā)展。

2基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的改革探索

A.課堂翻轉(zhuǎn)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，教師應(yīng)由專(zhuān)注“如何教”轉(zhuǎn)向研究學(xué)生“如何學(xué)”。在數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可根據(jù)本次課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在課程開(kāi)始前一周將相應(yīng)的學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)、軟件操作、硬件搭建及要解決的問(wèn)題以電子文檔或視頻的形式放于共享平臺(tái)上。學(xué)生需要在共享平臺(tái)上進(jìn)行課前學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)期間應(yīng)查閱相關(guān)參考資料，將簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)盡量通過(guò)自學(xué)解決，將重點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題標(biāo)記出來(lái)，在課堂中與教師或?qū)W習(xí)小組交流、討論，并最終解決問(wèn)題［2］。這種翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)課堂的教學(xué)方式，強(qiáng)化了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)，提高了課堂時(shí)間利用率，可提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量［3］。B.實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容和模式改革。實(shí)驗(yàn)課程對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況的檢驗(yàn)和設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，因此，應(yīng)打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程輔助理論課程開(kāi)設(shè)的現(xiàn)狀，將數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)部分作為一門(mén)擁有獨(dú)立學(xué)分的必修課。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)具有基礎(chǔ)性、多樣性、創(chuàng)新性和完整性，確保學(xué)生在做好基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)后，切實(shí)提升創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)驗(yàn)內(nèi)容中應(yīng)增加綜合電路設(shè)計(jì)題目所占比重。目前，實(shí)驗(yàn)室擁有SEED－XDTKFPGA教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，擁有視頻顯示、LED顯示、數(shù)碼管等驗(yàn)證設(shè)備，可開(kāi)設(shè)多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。學(xué)生可利用該平成編寫(xiě)源代碼、綜合、編寫(xiě)測(cè)試文件、功能仿真、約束設(shè)計(jì)、布局布線后仿真、生成FPGA下載代碼文件、FPGA下載程序和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證結(jié)果全流程。應(yīng)充分利用SEED－XDTKFPGA教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的強(qiáng)大功能，將該平臺(tái)貫穿數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程始終，如:可增加數(shù)碼管顯示、LED跑馬燈、頻率計(jì)等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，獨(dú)立電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目也應(yīng)利用該平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)展。這對(duì)于提高學(xué)生的數(shù)字電路設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手實(shí)踐能力和掌握FPGA開(kāi)發(fā)過(guò)程具有重要意義。C.完善實(shí)驗(yàn)課程考核機(jī)制，注重學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。應(yīng)建立課前學(xué)習(xí)考核制度，督促學(xué)生做好課前學(xué)習(xí)。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式若要在數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中達(dá)到好的效果，就必須建立適當(dāng)?shù)恼n前考核機(jī)制?？蓪W(xué)生課前學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)和通過(guò)課前學(xué)習(xí)掌握基礎(chǔ)知識(shí)的程度作為一項(xiàng)課程考核指標(biāo)，考核分?jǐn)?shù)計(jì)入最終實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)內(nèi)(占實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的20%)，進(jìn)而督促學(xué)生必須做好課前學(xué)習(xí)。數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)部分的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)能力，因此，要注重實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)新性設(shè)計(jì)能力的考核。以往實(shí)驗(yàn)總成績(jī)由每次實(shí)驗(yàn)得分累加獲得，改革后，實(shí)驗(yàn)總成績(jī)應(yīng)為課前學(xué)習(xí)考核得分(20%)、每次完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容考核得分(20%)和完成一個(gè)獨(dú)立電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)考核得分(60%)三項(xiàng)累加獲得。獨(dú)立電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)需要完成電路建模、電路網(wǎng)表編寫(xiě)、testbench編寫(xiě)和在FPGA實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行功能驗(yàn)證等工作。教師可根據(jù)學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中每一步驟的完成情況給出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)，這樣可以較為細(xì)致地檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和電路設(shè)計(jì)能力的掌握情況，而且獨(dú)立電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分值占比較高，如果不能完成電路設(shè)計(jì)，則該門(mén)課程無(wú)法通過(guò)考核，可通過(guò)這種方式調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，加強(qiáng)學(xué)生的緊迫感，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

3結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的研究，結(jié)合黑龍江大學(xué)數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程現(xiàn)狀，探索了基于翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。該方法根據(jù)目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程存在的問(wèn)題，提出了課堂翻轉(zhuǎn)、完善課程考核機(jī)制和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革的方法，可以增強(qiáng)師生之間的交互性，增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，有助于教師在課堂上更好地掌握每一位學(xué)生真正的學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)效果，從而有效提升學(xué)生的數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新思維能力和實(shí)踐能力。

參考文獻(xiàn):

［1］石端銀，張曉鵬，李文宇.“翻轉(zhuǎn)課堂”在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的應(yīng)用［J］．實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2016，35(01):176－178.

［2］王偉.基于翻轉(zhuǎn)課堂的《土木工程材料》實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究［J］．四川建材，2018，44(08):245－246.

篇6

關(guān)鍵詞：電子電路；設(shè)計(jì)；調(diào)試

在進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)時(shí)，要在理論基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)踐，并且要通過(guò)調(diào)試使之更加完善。對(duì)于電子器件來(lái)說(shuō)，電路設(shè)計(jì)的好不一定安裝出來(lái)會(huì)出現(xiàn)讓人滿(mǎn)意的效果，在實(shí)際執(zhí)行中總會(huì)有誤差出現(xiàn)，比如元器件的參數(shù)誤差、電阻阻值誤差等。所以在完成電路設(shè)計(jì)和安裝后必須對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，在每一次調(diào)試后對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)和完善，這樣才能使最終設(shè)計(jì)出的電子器件滿(mǎn)足實(shí)際需求。

1 常用電子電路的設(shè)計(jì)方式

在生活中，總會(huì)有一些問(wèn)題需要設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)電子電路來(lái)解決。在進(jìn)行電子電路的方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要在理論的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際情況，在種類(lèi)繁多的電子元器件中選出合適的部件進(jìn)行電路組裝，在組合的過(guò)程中要思考如何運(yùn)用巧妙的方式使最終的成品既滿(mǎn)足實(shí)際的生產(chǎn)需求又滿(mǎn)足簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)潔的原則。設(shè)計(jì)者要完成運(yùn)行良好的器件必須具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，同時(shí)還要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和靈活的頭腦。除此之外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還要多查閱相干書(shū)籍使設(shè)計(jì)方案更加精準(zhǔn)。

1.1 明確電子電路設(shè)計(jì)要求

在進(jìn)行電子電路的設(shè)計(jì)時(shí)，要求設(shè)計(jì)者必須對(duì)產(chǎn)品的需求、目的、標(biāo)準(zhǔn)和性能指標(biāo)做到心中有數(shù)。在確定器件參數(shù)時(shí)盡量做到精準(zhǔn)，如果參數(shù)無(wú)法確定，那么在進(jìn)行方案設(shè)定時(shí)必須根據(jù)實(shí)際情況留出一些富余量。設(shè)計(jì)者必須在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)前對(duì)實(shí)際情況作出調(diào)查，并且能夠針對(duì)具體問(wèn)題作出詳細(xì)分析，在明確設(shè)計(jì)要求的前提下進(jìn)行電子電路的方案設(shè)計(jì)。

1.2 總體設(shè)計(jì)方案的制定

在進(jìn)行電子電路的設(shè)計(jì)時(shí)，首先要明確產(chǎn)品的性能要求和設(shè)計(jì)目的，設(shè)計(jì)者要根據(jù)這些基本信息，同時(shí)結(jié)合自身所掌握的的知識(shí)技能和參考資料提供的數(shù)據(jù)，最終制定出幾套備選的總體設(shè)計(jì)方案。要求所制定的總體方案要在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的前提下盡可能做到經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、科技水平高、多功能等。然后設(shè)計(jì)者要仔細(xì)分析每一套設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)，綜合考慮各方面因素，經(jīng)過(guò)不斷對(duì)比和篩選后選擇幾套比較符合標(biāo)準(zhǔn)的方案，進(jìn)而再通過(guò)實(shí)際的調(diào)查探究和咨詢(xún)確定一套最終方案。在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，要利用框圖來(lái)展示設(shè)計(jì)原理，不必非常詳細(xì)但要將已經(jīng)確定的部分展示出來(lái)。方案系統(tǒng)框圖要能顯示出設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)部件的自身功能以及各器件之間的聯(lián)系。

1.3 各個(gè)單元的設(shè)計(jì)、器件及參數(shù)選取

⑴單元的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行單元設(shè)計(jì)之前，要參照已經(jīng)制定出的總體設(shè)計(jì)方案和器件的設(shè)計(jì)要求，認(rèn)清器件需要完成的任務(wù)是什么以及各個(gè)器件之間是怎樣的關(guān)系。最好可以對(duì)主要單元的性能要求作出明確規(guī)定。如圖1所示，該電路就被分成了幾個(gè)小的單元分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。在進(jìn)行具體單元設(shè)計(jì)時(shí)，可以參考其他的完善的電路，也可以更具自己的思路進(jìn)行創(chuàng)新。但無(wú)論選擇哪種方式都必須在保證單元性能和要求的前提下進(jìn)行。在具體操作過(guò)程中，可以多翻看一些相關(guān)資料，使自身思路更加開(kāi)闊，使電路盡量簡(jiǎn)單，最好具有經(jīng)濟(jì)節(jié)約的特性。

⑵參數(shù)確定。在進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)時(shí)，總會(huì)用到很多參數(shù)，而這些參數(shù)是需要通過(guò)計(jì)算得到的。在計(jì)算之前必須對(duì)電路的工作原理了然于心，同時(shí)還要明確電路所要完成的具體功能，然后運(yùn)用相關(guān)公式就能得到所需的參數(shù)數(shù)值。

2 常用電子電路的調(diào)試方式

電子電路在設(shè)計(jì)、安裝完成后必須進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)試才能使器件最終滿(mǎn)足總體的設(shè)計(jì)要求，它作為一項(xiàng)不可或缺的重要步驟，是理論與實(shí)踐相結(jié)合的必要途徑。要求調(diào)試者必須同時(shí)具備充足的理論知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。實(shí)際的調(diào)試過(guò)程一般可以分為以下幾步：

2.1 仔細(xì)檢查

要檢查電路的連接是否正確，比如電容極性是否正確、元器件的安裝位置是否正確、二、三級(jí)管連接是否正確、電源正負(fù)極連接是否正確、是否有接地線和焊接是否符合要求等。

2.2 通電檢測(cè)

在通電前，要先檢查所用電壓的數(shù)值大小和極性是否正確。在通電后要先觀測(cè)器件是否出現(xiàn)發(fā)熱、有異味或者冒煙現(xiàn)象，若有必須立刻斷電進(jìn)行檢查，若無(wú)則可以繼續(xù)調(diào)試。

2.3 分塊調(diào)試

要將整體的電子電路按照不同功能分成不同的模塊，針對(duì)不同模塊分別進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試可以分為靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試。在進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試時(shí)，對(duì)于模擬電路要檢測(cè)其靜態(tài)工作點(diǎn)以便查看電路的工作狀態(tài)是否正常；對(duì)于數(shù)字電路則要檢測(cè)各個(gè)輸入和輸出端口的電壓是否正常。在調(diào)試時(shí)要先進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，一旦過(guò)關(guān)再進(jìn)行下一步的動(dòng)態(tài)調(diào)試。

2.4 聯(lián)機(jī)調(diào)試

在完成分塊調(diào)試后，可以將各個(gè)模塊聯(lián)接起來(lái)構(gòu)成整體進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試的主要目的是觀測(cè)實(shí)際的運(yùn)行結(jié)果，將結(jié)果與設(shè)計(jì)的總目標(biāo)、總要求和性能指標(biāo)進(jìn)行逐一對(duì)比。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后進(jìn)行改進(jìn)，然后再測(cè)試。在經(jīng)過(guò)不斷調(diào)試后，電子電路將逐漸趨于完善進(jìn)而達(dá)到總體的設(shè)計(jì)要求。

[參考文獻(xiàn)]

[1]余春平.淺析電子電路設(shè)計(jì)制作常用調(diào)試方法與步驟[J].時(shí)代報(bào)告（下半月），2012（6）：57-98.

篇7

關(guān)鍵詞:電子電路設(shè)計(jì)；創(chuàng)新；路徑

科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展,電子產(chǎn)品逐漸的滲透到生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域,成為國(guó)家科技生產(chǎn)水平的主要組成因素,推動(dòng)者計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步,成為國(guó)家發(fā)展的動(dòng)力,為技術(shù)的全面進(jìn)步提供必要的條件。但是現(xiàn)階段我國(guó)進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中存在一定的問(wèn)題,創(chuàng)新能力不足,自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)較弱,造成整體發(fā)展水平出現(xiàn)滯后性,因此在今后的發(fā)展中需要對(duì)電子電路設(shè)計(jì)的創(chuàng)新路徑進(jìn)行分析,全面的掌握創(chuàng)新方法,保證電子電路自主研發(fā)能力的提升,促進(jìn)我國(guó)科技水平的全面進(jìn)步。

1電子電路設(shè)計(jì)概述

1.1電子電路設(shè)計(jì)的原則

電子電路設(shè)計(jì)需要遵循相關(guān)的原則,這樣才能更好地保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性,首先需要對(duì)電子電路內(nèi)部的各項(xiàng)原件相互之間的關(guān)系進(jìn)行全面的分析,掌握設(shè)計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及外部結(jié)構(gòu),整體上對(duì)原件內(nèi)部的各項(xiàng)構(gòu)造進(jìn)行分析,綜合地對(duì)電子電路的各項(xiàng)類(lèi)型進(jìn)行分析,全面地掌握各項(xiàng)設(shè)計(jì)類(lèi)型。其次需要關(guān)注設(shè)計(jì)的功能性原則,在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要將電子電路系統(tǒng)進(jìn)行更加細(xì)致全面的劃分,掌握不同模塊的實(shí)際功能,考慮到實(shí)現(xiàn)這些模塊和功能的途徑,從而在設(shè)計(jì)中了解掌握原件的情況,實(shí)現(xiàn)電子電路設(shè)計(jì)的規(guī)范性。在進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要保證各項(xiàng)功能的完整性,在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要針對(duì)每一個(gè)部件的實(shí)際使用效果進(jìn)行分析,確定整體的設(shè)計(jì)成果符合實(shí)際使用的效果,這樣才能進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性,在實(shí)際使用中保證使用的質(zhì)量。

1.2電子電路設(shè)計(jì)的技術(shù)

進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)需要采用合適的方法,具體的方法包括遺傳算法。這種方法在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中將關(guān)注的焦點(diǎn)放在需要解決的問(wèn)題上,針對(duì)性地進(jìn)行代碼設(shè)計(jì),對(duì)需要解決的問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的編程,這樣的方式可以在進(jìn)行程序編制的過(guò)程中避免因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)機(jī)制帶來(lái)不同遺傳操作和交叉變異的問(wèn)題,滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)情況下的管理機(jī)制,對(duì)其中較差的個(gè)體進(jìn)行替代,保證代碼的使用更加符合技術(shù)的需要,不斷地滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)條件,對(duì)結(jié)果進(jìn)行更加全面的管理,對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行整體解決。而現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列是將邏輯電路方式進(jìn)行應(yīng)用,采用在線編程的方式,將存儲(chǔ)芯片設(shè)置在RAM內(nèi),在需要編程的過(guò)程中通過(guò)原理圖和硬件對(duì)語(yǔ)言進(jìn)行描述,然后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到RAM內(nèi),這樣將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的方式使得相關(guān)的邏輯關(guān)系得到更加科學(xué)的處理,一旦對(duì)其中的FPGA開(kāi)發(fā)軟件進(jìn)行斷電之后,就會(huì)出現(xiàn)RAM的邏輯關(guān)系空白,為整體的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)省較多的空間,提升FPGA系統(tǒng)的使用效率,將不同的數(shù)據(jù)流灌入到硬件系統(tǒng)中,提升電子電路設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量,便于對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行全面的創(chuàng)新。

2電子電路設(shè)計(jì)的創(chuàng)新基本方法

2.1對(duì)電子電路進(jìn)行層次化的設(shè)計(jì)

進(jìn)行電子電路層次化的設(shè)計(jì)首先需要將基本構(gòu)造分成相應(yīng)的模塊,對(duì)不同的模塊進(jìn)行分層次的設(shè)計(jì)描述,整體設(shè)計(jì)過(guò)程中需要按照從硬件頂層抽象描述向最底層結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,直到實(shí)現(xiàn)硬件單元描述為止,層次化設(shè)計(jì)在進(jìn)行管理設(shè)計(jì)的過(guò)程中相比較而言較為靈活,可以根據(jù)實(shí)際特點(diǎn)選擇適宜的設(shè)計(jì)方式,既能夠是自頂向底的方式,也可以是自底向頂?shù)姆绞?具體情況需要按照實(shí)際情況進(jìn)行分析,對(duì)電子電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面科學(xué)的管理。

2.2對(duì)電子電路進(jìn)行漸進(jìn)式設(shè)計(jì)

漸進(jìn)式設(shè)計(jì)也是電子電路設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的情況,這種設(shè)計(jì)方式主要是將一些附加功能帶入到管理中,將設(shè)計(jì)的相關(guān)指標(biāo)使用到設(shè)計(jì)中,其中包括高頻、低頻模擬電路、數(shù)字電子線路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),然后依據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)相應(yīng)的單元電路結(jié)構(gòu),將電子電路工作的特點(diǎn)和運(yùn)行方式融入到設(shè)計(jì)中,并將線路設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的整合,注重輸入與輸出之間的相互關(guān)系,保證電路設(shè)計(jì)的規(guī)范性,將電子電路設(shè)計(jì)得更加便于操作。同時(shí)在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要對(duì)漸進(jìn)式設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行分析,根據(jù)應(yīng)用型電子電路的功能,及時(shí)地對(duì)電子電路進(jìn)行組合,在進(jìn)行拼裝時(shí)需要關(guān)注連接點(diǎn)信號(hào)連接的強(qiáng)度、幅度以及電壓值之間的關(guān)系,將整體電路進(jìn)行更加科學(xué)的設(shè)計(jì)。

2.3硬件語(yǔ)言描述設(shè)計(jì)

在進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中還可以使用基于硬件語(yǔ)言描述的形式,首先需要對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行全面的管理,熟悉電子設(shè)計(jì)中對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制的相關(guān)原理,保證信號(hào)處理的各項(xiàng)參數(shù)。在具體信息確定完成之后需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分解,找出硬件的總體框架,之后對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行仿真設(shè)計(jì),將較為重要的位置使用相關(guān)的記號(hào)進(jìn)行標(biāo)注,然后借助CAD軟件對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真測(cè)試,保證電子電路設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系、正負(fù)極值、時(shí)序等的正確性,提升方案設(shè)計(jì)的規(guī)范性。

3電子電路設(shè)計(jì)的創(chuàng)新路徑

3.1電子電路構(gòu)架設(shè)計(jì)

進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新首先需要對(duì)整體的設(shè)計(jì)構(gòu)架進(jìn)行管理,在設(shè)計(jì)中對(duì)FPGA系統(tǒng)進(jìn)行重新定義,在硬件單元內(nèi)部建立連接,找出更加明確的構(gòu)建系統(tǒng),對(duì)設(shè)計(jì)途徑進(jìn)行創(chuàng)新。在設(shè)計(jì)結(jié)束之后需要對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)以及設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,可以采用錯(cuò)誤的代碼,驗(yàn)證系統(tǒng)在進(jìn)行甄別過(guò)程中的效果,對(duì)于出現(xiàn)問(wèn)題的地方及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。在結(jié)束之后選擇適宜的子系統(tǒng),其中一部分保持原本的運(yùn)行狀態(tài),一部分按照遺傳算法進(jìn)行一定的修改,這樣可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更加完善的處理,使操作的適應(yīng)性更強(qiáng)。進(jìn)行改進(jìn)之后再對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體的驗(yàn)證,不斷地對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn),使得設(shè)計(jì)更加符合方案的需要。

3.2對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)新

在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要對(duì)系統(tǒng)的環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)新,用于測(cè)試的環(huán)境需要將測(cè)試的硬件與顯示的FPGA構(gòu)架和硬件進(jìn)行全面的控制,制定適宜的仿真軟件。計(jì)算機(jī)在使用的過(guò)程中可以通過(guò)通信電纜將數(shù)據(jù)從計(jì)算機(jī)下載到FPGA系統(tǒng)中,使用規(guī)范化的儀器對(duì)數(shù)據(jù)采集中的硬件和軟件進(jìn)行連接,對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面的評(píng)估,并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化進(jìn)行應(yīng)試實(shí)驗(yàn),對(duì)軟件進(jìn)行仿真處理,提升系統(tǒng)整體運(yùn)行環(huán)境。

4結(jié)語(yǔ)

電子電路設(shè)計(jì)對(duì)于科技的發(fā)展具有較為關(guān)鍵的作用,需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的管理,對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行不斷的創(chuàng)新,使設(shè)計(jì)在多變的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)自我重構(gòu),提升設(shè)計(jì)的科學(xué)性,使抽象的理論形象化、復(fù)雜的電路實(shí)際化。不僅能提高理解分析能力,而且能提高設(shè)計(jì)能力。通過(guò)設(shè)計(jì)和模擬仿真可以快速地反映出所設(shè)計(jì)電路的性能,使設(shè)計(jì)更加生動(dòng)、直觀、實(shí)時(shí)、高效,更好地為人類(lèi)造福。

參考文獻(xiàn)

[1]梁光勝.電子技術(shù)系列課程教學(xué)改革的研究與實(shí)踐[A].中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)光電技術(shù)專(zhuān)業(yè)委員會(huì),教育部高等學(xué)校電子信息科學(xué)與工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì),全國(guó)高等學(xué)校光學(xué)教育研究會(huì).全國(guó)光學(xué)、光電和電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流、研討會(huì)專(zhuān)集[C].中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)光電技術(shù)專(zhuān)業(yè)委員會(huì),教育部高等學(xué)校電子信息科學(xué)與工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì),全國(guó)高等學(xué)校光學(xué)教育研究會(huì),2012.

[2]黃品高,葉懋,景新幸.電子電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基本素質(zhì)的探索[A].教育部中南地區(qū)高等學(xué)校電子電氣基礎(chǔ)課教學(xué)研究會(huì).教育部中南地區(qū)高等學(xué)校電子電氣基礎(chǔ)課教學(xué)研究會(huì)第二十屆學(xué)術(shù)年會(huì)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C].教育部中南地區(qū)高等學(xué)校電子電氣基礎(chǔ)課教學(xué)研究會(huì),2010.

[3]宋菲.電子電路設(shè)計(jì)的創(chuàng)新路徑分析[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2015(6):17.

篇8

【關(guān)鍵詞】Multisim仿真軟件；電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)； 電路分析； 電路設(shè)計(jì)

1前言

隨著我國(guó)電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的不斷發(fā)展，推動(dòng)了電子電路分析與設(shè)計(jì)的變革，越來(lái)越多電子設(shè)計(jì)自動(dòng)軟件投入使用。Multisim仿真軟件的應(yīng)用，為高校電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了全新平臺(tái)，克服了以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的弊端或不足，克服了主觀與客觀不利因素，同時(shí)仿真軟件在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，也突破了時(shí)間與地點(diǎn)的限制，學(xué)生可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)使用軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。另外，學(xué)生還可以根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)要求，融入個(gè)人的思路和觀點(diǎn)，調(diào)整元件參數(shù)，進(jìn)而獲得更直觀、更真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，樹(shù)立學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的主體地位，提高學(xué)生探究能力與思維能力。因此，Multisim仿真軟件在電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，具有重要價(jià)值。

2 Multisim仿真軟件應(yīng)用概述

Multisim仿真軟件主要應(yīng)用于電路設(shè)計(jì)、測(cè)試與分析的仿真模擬中，其中涉及到電路模擬、電路自動(dòng)控制原理、微機(jī)接口電路等若干方面。首先，在該仿真軟件中，含有較為豐富的元件庫(kù)，可滿(mǎn)足于不同條件、不同要求的數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)，與真實(shí)儀器的使用相似性較高；其次，在仿真軟件中內(nèi)置若干RF組件模型、元器件等，便于學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求自行編程或者設(shè)計(jì)元器件；再次，Multisim軟件的電子分析方法趨向多元化，包括參數(shù)掃描分析、傅里葉分析、瞬態(tài)分析等，還可滿(mǎn)足直流電壓表、直流電流表、信號(hào)發(fā)生器、瓦特表、數(shù)字萬(wàn)用表、失真分析儀等真實(shí)儀器的操作功能需求，應(yīng)用范圍十分廣泛。

3 Multisim仿真軟件在電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用

電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用Multisim軟件，其可操作性較強(qiáng)，不需要教師或者學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)控制語(yǔ)言、計(jì)算機(jī)輸入及輸出指令等專(zhuān)業(yè)的知識(shí)基礎(chǔ)，也不涉及到電子電路圖的程序編寫(xiě)，既簡(jiǎn)單易操作，也與真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境相接近。只需要將事先設(shè)計(jì)好的虛擬儀器、虛擬電子元件等放置到Multisim軟件的電路設(shè)計(jì)窗口即可操作，利用節(jié)點(diǎn)將虛擬元器件和儀器儀表的測(cè)量接口相連接，就能通過(guò)虛擬儀器儀表獲得波形、參數(shù)等重要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。具體操作步驟，分析如下：

使用Multisim仿真軟件，包括四大步驟：①創(chuàng)建與實(shí)驗(yàn)要求相符的電路圖；②選擇合適的仿真分析方法；③啟動(dòng)Multisim仿真軟件；④處理經(jīng)過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)。

首先，將Multisim仿真軟件打開(kāi)之后，創(chuàng)建一個(gè)符合實(shí)驗(yàn)要求的仿真電路圖；其次，在軟件界面左邊的“元件工具欄”中選擇需要使用的元器件，在軟件界面右邊的“儀表工具欄”中選擇需要使用的儀表；在“放置欄”中選擇恰當(dāng)?shù)倪B接點(diǎn)，確定連接位置，利用導(dǎo)線將第二步選擇的元器件、儀器儀表等與連接點(diǎn)連接；再次，對(duì)元器件及儀器儀表的位置進(jìn)行調(diào)整，啟動(dòng)仿真軟件，獲得仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最后，針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)的要求，可以選擇直流工作點(diǎn)或交流工作點(diǎn)為主要分析方法：①直流工作點(diǎn)分析。在軟件的任務(wù)欄中，分別選擇“SimulateanalyseDC Operation Point”，此時(shí)工作窗口彈出，在窗口選擇需要設(shè)置的輸出直流仿真量，選定后點(diǎn)擊“Simulate”，則獲得仿真結(jié)果；②交流工作點(diǎn)分析。在軟件的任務(wù)欄中，分別選擇“SimulatanalyseAC Analysis”，打開(kāi)工作窗口，選擇需要設(shè)置的輸出交流仿真量，選定后點(diǎn)擊“Simulate”，則獲得電路的交流仿真結(jié)果。

利用Multisim仿真軟件，將電子電路實(shí)驗(yàn)中涉及的虛擬儀器、儀表、數(shù)據(jù)等直觀地展現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生能夠快速、直觀、完整地觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程，有利于對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握和理解。

總之，通過(guò)在電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用Multisim仿真軟件，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的參與和學(xué)習(xí)興趣高漲，極大增強(qiáng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，課堂學(xué)習(xí)氛圍濃厚。因此，通過(guò)Multisim軟件，節(jié)省了仿真實(shí)驗(yàn)的時(shí)間、降低了成本、提高了教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)學(xué)生的綜合分析能力、思維發(fā)散能力、創(chuàng)新思維能力都有所提升，有利于實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

篇9

    針對(duì)目前課堂教學(xué)的現(xiàn)狀,提出自主式課題教學(xué)法。其基本理念就是改革課堂教學(xué),即在課堂上系統(tǒng)地講授電路設(shè)計(jì)方法,而不是僅僅教會(huì)學(xué)生解題。此外,將學(xué)生分成若干個(gè)學(xué)習(xí)小組,給每個(gè)小組布置不同的電路模塊設(shè)計(jì)課題,通過(guò)完成自己的課題達(dá)到初步實(shí)踐電路設(shè)計(jì)方法的目的。同時(shí),由于學(xué)生都是帶著設(shè)計(jì)課題聽(tīng)課的,這樣也會(huì)提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)理論知識(shí)的積極性。具體實(shí)施步驟如下:

    在課程教學(xué)初期,指導(dǎo)學(xué)生自由組成學(xué)習(xí)小組,提供若干模塊設(shè)計(jì)課題供各小組挑選。選定的模塊設(shè)計(jì)任務(wù)伴隨該小組整個(gè)課程學(xué)習(xí)過(guò)程。這個(gè)階段的教學(xué)要點(diǎn)如下:①盡量保證學(xué)生按照自己的意愿組合形成學(xué)習(xí)小組,這樣小組成員在課題設(shè)計(jì)過(guò)程中才能有較好的默契,相互配合,依靠團(tuán)隊(duì)的力量完成設(shè)計(jì)任務(wù)。②該階段是課程教學(xué)初期,學(xué)生對(duì)各個(gè)模塊設(shè)計(jì)課題還不了解,教師應(yīng)占用一定的課堂時(shí)間對(duì)課題進(jìn)行解釋和指點(diǎn),充分激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性,使學(xué)生自發(fā)地利用課余時(shí)間收集資料,選定設(shè)計(jì)方案。③當(dāng)學(xué)習(xí)小組初步完成課題資料的收集和整理后,則安排一次課堂報(bào)告,由各個(gè)小組制作幻燈片向全班同學(xué)匯報(bào)其對(duì)課題的理解以及初步選定的設(shè)計(jì)方案,并由任課教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng),指出其下一步工作重點(diǎn)。④模塊設(shè)計(jì)課題應(yīng)涵蓋所講授課程的各個(gè)章節(jié),這樣利于在講課過(guò)程中通過(guò)講解各個(gè)模塊設(shè)計(jì)方法串聯(lián)課程各章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)。同時(shí),講課內(nèi)容與學(xué)生正在進(jìn)行的設(shè)計(jì)任務(wù)相關(guān)聯(lián),容易調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

    在課程教學(xué)中期,將模塊設(shè)計(jì)課題融入到各個(gè)章節(jié)的課堂教學(xué)中,教會(huì)學(xué)生具體的電路設(shè)計(jì)方法,同時(shí)在實(shí)驗(yàn)課上指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行電路調(diào)試以及指標(biāo)測(cè)試。這個(gè)階段的教學(xué)要點(diǎn)如下:①要求各小組通過(guò)課堂學(xué)習(xí)不斷改進(jìn)自己初期擬定的電路設(shè)計(jì)方案以及元器件參數(shù)計(jì)算方法。充分體現(xiàn)了自主式課堂教學(xué)法的教學(xué)理念,即激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,從而自主采用課堂講授方法改進(jìn)自己的電路設(shè)計(jì),使其感受到如何將課堂所學(xué)理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中。②向?qū)W生灌輸團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的理念,針對(duì)電路設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程中團(tuán)隊(duì)成員間的溝通和討論,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到如何進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作,同時(shí)在教師和團(tuán)隊(duì)間建立暢通的交流渠道,使學(xué)生的問(wèn)題能得到解答,從而有信心完成課題設(shè)計(jì)任務(wù)。③安排課堂報(bào)告,各小組制作幻燈片向全班同學(xué)匯報(bào)課題設(shè)計(jì)進(jìn)展,由任課教師對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)行中期考核并指出下一步工作重點(diǎn)。

    在課堂教學(xué)后期,對(duì)各學(xué)習(xí)小組制作的模塊電路進(jìn)行驗(yàn)收和總結(jié)。這個(gè)階段的教學(xué)要點(diǎn)如下:①督促各學(xué)習(xí)小組做好指標(biāo)測(cè)試工作,驗(yàn)證自己設(shè)計(jì)的電路是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求,同時(shí)總結(jié)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。②安排課堂報(bào)告,各小組制作幻燈片向全班同學(xué)匯報(bào)課題制作成果,由任課教師對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行總結(jié)。③各小組提交課題設(shè)計(jì)報(bào)告,詳細(xì)介紹整個(gè)電路設(shè)計(jì)原理、參數(shù)計(jì)算過(guò)程,并記錄系統(tǒng)的性能指標(biāo),總結(jié)電路調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

    自主式課題教學(xué)法的應(yīng)用實(shí)例

    我們?cè)谕ㄐ烹娮泳€路課上使用了這種教學(xué)法。首先,根據(jù)整個(gè)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)8個(gè)模塊的設(shè)計(jì)課題,將該課程的主要知識(shí)點(diǎn)都融合在這幾個(gè)課題中,課題名稱(chēng)。

    第一階段:由學(xué)生自由組合形成學(xué)習(xí)小組并從這8個(gè)課題中選擇一個(gè),作為該小組在課程學(xué)習(xí)期間的設(shè)計(jì)任務(wù)。由小組成員相互配合進(jìn)行資料收集以及設(shè)計(jì)方案的論證。在課程開(kāi)始后的第二個(gè)教學(xué)周,組織各小組制作幻燈片報(bào)告該小組擬定的設(shè)計(jì)方案以及設(shè)計(jì)時(shí)間安排。需要說(shuō)明的是,各小組進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的時(shí)候,相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)還沒(méi)有在課堂上進(jìn)行系統(tǒng)地講授,完全由學(xué)生先自學(xué)各自課題相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí),然后進(jìn)行資料收集整理,通過(guò)內(nèi)部討論,最終確定課題的初步設(shè)計(jì)方案。這個(gè)階段需要學(xué)生充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性去熟悉課題、討論方案以及確定初步方案。從實(shí)際情況來(lái)看,學(xué)生在這個(gè)階段常常表現(xiàn)出很大的學(xué)習(xí)積極性,進(jìn)行方案匯報(bào)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)氣氛也很熱烈。此外,由于設(shè)計(jì)課題涵蓋了這門(mén)課程的主要知識(shí)點(diǎn),相應(yīng)課題方案的初步確定過(guò)程也是學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的預(yù)習(xí)階段。這樣可以充分激發(fā)他們的求知欲,當(dāng)教師在課堂上講到相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)時(shí),能抓住學(xué)生的注意力,獲得較好的教學(xué)效果。

    第二階段:主要完成各個(gè)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的講授,這一階段應(yīng)該注意在課上重點(diǎn)講解如何充分運(yùn)用教材中的知識(shí)完成模塊設(shè)計(jì)課題,讓學(xué)生意識(shí)到,這些書(shū)本知識(shí)并不是抽象的理論知識(shí),只要稍加變通就可以有效地指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)際。例如在講到求解高頻功率放大器的題目時(shí),計(jì)算電路輸出功率用到公式(1):200cmVPR=(1)其中P0為電路輸出功率,Vcm為電路輸出電壓幅值,R0為電路負(fù)載電阻。而在真正設(shè)計(jì)功放電路時(shí),電路的輸出功率及輸出電壓幅值常常是已知條件(見(jiàn)表1),而具體的電路以及電路中所采用元器件的參數(shù)如電阻阻值是需要進(jìn)行計(jì)算的。因此只需要將公式(1)轉(zhuǎn)化為公式(2):200cmVRP=(2)轉(zhuǎn)化后即可用于電路中所采用負(fù)載電阻的計(jì)算。整個(gè)課程講授過(guò)程都要將知識(shí)點(diǎn)具體化,讓學(xué)生意識(shí)到,只要將這些公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的變化(常常是翻轉(zhuǎn))就可以用于電路設(shè)計(jì)過(guò)程中元器件的參數(shù)計(jì)算,從而使學(xué)生可以一邊學(xué)習(xí)課堂知識(shí),一邊將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用起來(lái),真正做到活學(xué)活用。此外,在實(shí)驗(yàn)課中要指導(dǎo)各小組的電路焊接以及調(diào)試工作,并監(jiān)督其設(shè)計(jì)進(jìn)度,從而掌握學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解程度。在這個(gè)階段,真正實(shí)現(xiàn)了本教學(xué)法所強(qiáng)調(diào)的理論聯(lián)系實(shí)際,即學(xué)生可以做到邊學(xué)習(xí),邊使用,邊檢驗(yàn),整個(gè)課程的教學(xué)效果良好。最后一個(gè)階段是課程的結(jié)束階段,主要做好各小組課題的驗(yàn)收工作,并對(duì)各小組所設(shè)計(jì)的模塊進(jìn)行點(diǎn)評(píng),最后安排一次期終匯報(bào)作為整個(gè)課堂教學(xué)的結(jié)束。本教學(xué)法已經(jīng)實(shí)踐了兩年,學(xué)生對(duì)這種教學(xué)法的滿(mǎn)意度較高。此外,學(xué)生的平時(shí)成績(jī)與模塊設(shè)計(jì)課題制作情況掛鉤,因此各學(xué)習(xí)小組都投入了較多精力用于電路模塊制作,成功率也較高。并且學(xué)生通過(guò)電路模塊的制作過(guò)程也了解到了如何運(yùn)用課堂所學(xué)知識(shí)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。

篇10

關(guān)鍵詞: Protel DXP; 印制電路板;設(shè)計(jì);制版

電路設(shè)計(jì)的最終目的是生產(chǎn)制作電子產(chǎn)品，各種電子產(chǎn)品的使用功能與物理結(jié)構(gòu)都是通過(guò)印制電路板來(lái)實(shí)現(xiàn)的。印制電路板(PCB)是電子設(shè)備中的重要部件之一，其設(shè)計(jì)和制造是影響電子設(shè)備的質(zhì)量、成本的基本因素之一。因此，印制電路板(PCB)設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響著電子產(chǎn)品的性能。2002年7月底由Altium公司的Protel DXP電路設(shè)計(jì)軟件，由于其良好的操作性等優(yōu)點(diǎn)已成為電路設(shè)計(jì)者的新寵[1]。本文以Protel DXP為設(shè)計(jì)平臺(tái)對(duì)PCB板主要設(shè)計(jì)步驟及其內(nèi)容進(jìn)行了分析，以提高電路板備板的制作效率及可靠性。

一.原理圖設(shè)計(jì)

原理圖設(shè)計(jì)是整個(gè)Protel工程的開(kāi)始，是PCB文檔設(shè)計(jì)乃至最后制版的基礎(chǔ)。一般設(shè)計(jì)程序是:首先根據(jù)實(shí)際電路的復(fù)雜程度確定圖紙的大小，即建立工作平面;然后從元器件庫(kù)中取出所需元件放到工作面上，并給它們編號(hào)、對(duì)其封裝進(jìn)行定義和設(shè)定;最后利用Protel DXP提供的工具指令進(jìn)行布線，將工作平面上的元器件用具有電氣意義的導(dǎo)線、符號(hào)連接起來(lái)，對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行信號(hào)完整性分析，確保整個(gè)電路無(wú)誤。

1. 電路板規(guī)劃

電路板規(guī)劃的主要目的是確定其工作層結(jié)構(gòu)，包括信號(hào)層、內(nèi)部電源/接地層、機(jī)械層等。通過(guò)執(zhí)行菜單命令Design\Board Layers，在打開(kāi)的對(duì)話(huà)框中可以控制各層的顯示與否，以及層的顏色等屬性設(shè)置。如果不是利用PCB向?qū)?lái)創(chuàng)建一個(gè)電路板文件的話(huà)，就要自己定義PCB的形狀和尺寸。繪制時(shí)需單擊工作窗口底部的層標(biāo)簽，再由Place\Keepout 命令來(lái)單獨(dú)定義。該操作步驟實(shí)際上就是在Keep Out Layer(禁止布線層)上用走線繪制出一個(gè)封閉的多邊形，而所繪多邊形的大小一般都可以看作是實(shí)際印制電路板的大小。

2. 元器件的選擇

對(duì)元器件的選擇要嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)要求。在Protel DXP軟件中，常用的分立元件和接插件都在軟件分目錄Library 下Miscellaneous Device. Intlib和Miscellaneous Connectors. Intlib 兩個(gè)集成元件庫(kù)中。其它的元件主要按元器件生產(chǎn)廠商進(jìn)行分類(lèi)，提供了型號(hào)豐富的集成庫(kù)。但是有時(shí)候出于個(gè)人設(shè)計(jì)的需要，設(shè)計(jì)者無(wú)法在庫(kù)文件中找到完全匹配的元器件，此時(shí)就只有通過(guò)制作工具繪制所需元器件。需要注意的是，繪制元件時(shí)一般元件均放置在第四象限，象限交點(diǎn)即為元件基準(zhǔn)點(diǎn)。

3.元器件的布局

Protel DXP 提供了強(qiáng)大的自動(dòng)布局功能，在預(yù)放置元件鎖定的情況下，可用自動(dòng)布局放置其他元件。執(zhí)行命令Tools\Auto Placement\Auto Placer，在Auto Place 對(duì)話(huà)框中選擇自動(dòng)布局器。Protel DXP提供兩種自動(dòng)布局工具:Cluster Placer 自動(dòng)布局器使用元件簇算法，將元件依據(jù)連接分為簇，考慮元件的幾何形狀，用幾何學(xué)方法布放簇，這種算法適用于少于100 個(gè)元件的情況;Global Placer 自動(dòng)元件布局器使用基于人工智能的模擬退火算法，分析整個(gè)設(shè)計(jì)圖形，考慮線長(zhǎng)、連線密度等，采用統(tǒng)計(jì)算法，適用于更多元件數(shù)量的板圖。自動(dòng)布局較方便，但產(chǎn)生的板并不是最佳方案，仍需要手工調(diào)整。

3.元器件的連線

連線很講究原則和技巧，走線應(yīng)盡量美觀、簡(jiǎn)潔。一些設(shè)計(jì)人員在初期使用Protel DXP進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，只在表象上將元件連起，而出現(xiàn)“虛點(diǎn)”。導(dǎo)致在生成網(wǎng)絡(luò)報(bào)表時(shí)出錯(cuò)。好的設(shè)計(jì)習(xí)慣是打開(kāi)電氣網(wǎng)絡(luò)，使連線可以輕松連接到一個(gè)不在捕獲網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)體;打開(kāi)在線DRC，監(jiān)控布線過(guò)程，違反規(guī)則的設(shè)計(jì)被立即顯示出來(lái)。完成預(yù)布線后，為了在自動(dòng)布線時(shí)保持不變，需要對(duì)預(yù)布線鎖定。打開(kāi)菜單Edit\Find Similar Objects，選擇要鎖定的對(duì)象。自動(dòng)布線與交互式布線相結(jié)合可以很好地提高布線成功率和效率。自動(dòng)布線的結(jié)果為手工調(diào)整提供參考。

二.電路仿真分析

所謂仿真是指在計(jì)算機(jī)上通過(guò)軟件來(lái)模擬具體電路的實(shí)際工作過(guò)程，并計(jì)算出在給定條件下電路中各關(guān)鍵點(diǎn)的輸出波形。電路的仿真是否成功取決于電路原理圖、元器件模型的仿真屬性、電路的網(wǎng)表結(jié)構(gòu)以及仿真設(shè)置等因素。仿真時(shí)首先通過(guò)Analyses setup對(duì)話(huà)框設(shè)置仿真方式并制定要顯示的數(shù)據(jù)。該軟件提供了解種分析仿真方式，包括直流工作點(diǎn)、直流掃描、交流小信號(hào)、瞬態(tài)過(guò)程、噪聲、傳輸函數(shù)、參數(shù)掃描等。設(shè)置好仿真環(huán)境后單擊OK按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行電路仿真并顯示分析結(jié)果。通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的分析，設(shè)計(jì)者可以對(duì)電路進(jìn)行合理的調(diào)整，直到完全滿(mǎn)意。最后將設(shè)計(jì)好的原理圖通過(guò)打印輸出，以供制版使用。

三.制版工藝流程

1.雙面制板工藝流程(簡(jiǎn)述)

電路設(shè)計(jì)覆箔板下料表面處理打印電路圖熱轉(zhuǎn)印補(bǔ)缺 腐刻(浸泡在1:4FeCl3溶液中腐刻)去膜涂助焊、防氧化劑 鉆孔焊接元件檢查調(diào)試 檢驗(yàn)包裝成品。

2.雙面制板工藝流程(簡(jiǎn)述)

雙面覆銅板下料裁板數(shù)控鉆導(dǎo)通孔檢驗(yàn)、去毛刺刷洗化學(xué)鍍(導(dǎo)通孔金屬化) (全板電鍍薄銅) 檢驗(yàn)刷洗網(wǎng)印負(fù)性電路圖形、固化(干膜或濕膜、曝光、顯影) 檢驗(yàn)、修板線路圖形電鍍電鍍錫(抗蝕鎳/金) 去印料(感光膜) 蝕刻銅(退錫) 清潔刷洗網(wǎng)印阻焊圖形常用熱固化綠油(貼感光干膜或濕膜、曝光、顯影、熱固化，常用感光熱固化綠油) 清洗、干燥網(wǎng)印標(biāo)記字符圖形、固化(噴錫或有機(jī)保焊膜) 外形加工清洗、干燥電氣通斷檢測(cè)檢驗(yàn)包裝成品。其詳細(xì)說(shuō)明這里不再贅述。

3.需要注意的問(wèn)題

在初次表面處理時(shí)，需要用P240-320之間的水沙紙打磨覆銅表面，去除表面的氧化層。并且用5%FeCl3溶液浸泡1分鐘，以增強(qiáng)印墨的粘敷力。腐刻溶液的溫度最好在25℃左右。助防氧化劑是把松香按照:10的體積比，放入95%的酒精中浸泡24h以上形成的。鉆孔時(shí)，按所裝元件腳的直徑φ+0.2mm，選擇最接近標(biāo)稱(chēng)值的鉆頭。

四.結(jié)束語(yǔ)

在集成電路不斷發(fā)展的時(shí)代，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)(CAD)突飛猛進(jìn)。熟練掌握Protel DXP軟件，將極大提高電子線路的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。但要設(shè)計(jì)和制作出一塊優(yōu)良的PBC板，還需要不斷的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。因此，廣大電子工程設(shè)計(jì)人員要在不斷的實(shí)踐中去體會(huì)，通過(guò)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)努力提高設(shè)計(jì)和制作水平。

參考文獻(xiàn):

[1] 王廷才，王崇文. 電子線路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)Protel 2004[M]. 北京: 高等教育出版社，2006.