時間:2023-10-13 16:14:09
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電路設計的要點,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:高職院校;LED驅動電路設計;課程教學改革隨著LED的發展及其應用引起了廣泛的關注,高職院校光電子技術等專業陸續將LED相關課程納入專業課程的學習領域。作為LED系列課程的基礎核心課程《LED驅動電路設計》,其課程教學改革與實踐的探究對該課程的建立與實施發揮了極其重要的作用。本文將結合高職學生特點,對《LED驅動電路設計》課程教學改革與實踐進行探究,從而為高職院校開設類似專業課程的課程開發及實施提供一定的理論基礎。
一、學習領域設計
《LED驅動電路設計》是光電子技術與LED應用專業的必修課程,該課程結合LED驅動電路的最新應用技術,把LED驅動電路設計要點與電路實例有機結合起來,系統介紹了從事LED驅動電路研發、設計所必須的基礎知識,以及在驅動電路設計過程中應掌握的設計要點。根據LED驅動電路研發和技術崗位的具體工作任務,培養學生重點培養學生分析電路、設計電路、調試電路及閱讀工程資料等方面的職業能力及較強的動手實踐能力。同時要求學生具備一定的LED驅動電路的設計和研發能力,同時培養學生的自學能力、動手能力及實踐能力,具備良好職業道德及職業能力,具有良好的溝通協作精神,培養能從事LED驅動電路設計,或LED應用生產、研發和檢測和管理崗位的技能型人才。
《LED驅動電路技術》課程的前修課程主要有《工程光學基礎》、《電工與電子技術》、《LED技術基礎》,通過該課程的學習及LED顯示控制等相關課程的完成構成了一套比較完整的LED技術知識體系。《LED驅動電路技術》的學習內容主要包括LED基礎知識、LED驅動電源的分類和要求、LED驅動電路、LED的應用技術。課程學習內容的組織與安排,應先知識后能力、由簡入繁、循序漸進,不以傳統的章節知識點為授課主線,代以真實項目為載體。具體的LED驅動電路設計任務分為:低壓直流供電的LED驅動電路設計、阻容降壓式的LED驅動電路設計、開關電源市電供電的LED驅動電路設計、帶功率因數校正的高功率LED驅動電路設計、市電供電的非隔離LED驅動電路設計、可調光LED驅動電路的分析。根據LED驅動電路設計的關鍵技術,選擇了基本涵蓋本課程全部內容的6個典型工作項目,根據完成這些工作任務所需要的知識、能力、素質要求開展教學。
二、評價方案和教學資源建設
在課程的評價方案方面,可結合教師評價、自我評價、學生互評、小組評價等多方評價獲得相對全面的評價結果。教師評價方面,依據課程要求,設計針對學生的評價考核《評分標準》,根據評分標準及項目完成情況評分,以學生自評為主、學生互評為輔,教師在評價過程中起引導調控作用。關注學生個體差異,注重過程性、表現性和發展性評價。自我評價方面,各小組成員之間依據《評分標準》自我評價。小組評價方面,評價在完成任務過程中的表現情況如紀律、態度、團隊意識、責任意識、服務意識、關心他人等。
教學資源建設方面,建設有教學設計方案、電子教材、教學課件、案例庫、習題庫、訓指導書等教學基本文件,符合課程設計要求,能滿足網絡課程教學需要。實訓方面配有相關的計算機、軟件開發平臺、電子器件及相關的檢測設備,達到教、學、做一體。
(作者單位:中山火炬職業技術學院)
參考文獻:
[1]陳東旭,張帆,石雪梅.基于學習情境的高職精品課程建設策略探討[J].廣東教育?職教,2012(2):17.
關鍵詞:電路設計;電器控制;方法;比較
1簡述電器控制電路設計方法
電器控制電路設計方法最常用的有經驗設計法、邏輯設計法和電器工作流程圖方法。現就多角度地分析敘述的三種方案。沒有固定模式,典型電路環節拼湊實現基本要求,依靠經驗進行設計的,這種方法叫經驗設計法。采用這類方案,應注意以下原則性的要求:第一點是在設計前,要調查清楚生產要求,需對同類產品分析與綜合,最大限度地實現工藝與功能要求。一般來說,只要滿足了起動、反向和制動,并在規定范圍內平滑調速,或是發出保護信號預報等基本問題,觀察其基本反映,征求設計人員的意見,因地制宜,針對性的對比綜合研究,提出詳實地設計計劃,以此作為該類方法的依存。第二點是電器控制電路在滿足基本生產要求后,應讓電路做到簡單、經濟。盡量少選用電器,數量少,節約成本。盡量選用驗證過的電路和環節,滿足實驗所求。盡量選用短的連接線,接觸點數量應越來越少。必須能實現三個盡量,把控設計方法在范圍內,才能更好地凸顯此方法的優勢。第三點是安全性在電路設計中是第一位的,若是連安全性都沒法保證,那么,設計的電路就根本沒法正常運作。選用壽命長、結構結實、抗干擾性能好的電器元件。必須避免以下三種情況,一是避免寄生回路在控制電路里出現。二是避免按次序接通電器后,另一電器的控制電路才能接通。三是避免誤操作,電路中需設有保護環節和一些信號指示等,保證電路能可靠的動作,減少事故發生的概率。電路里一般需有過載、短路、過流、過壓、失壓等保護措施,指示信號有合閘、斷開、事故、安全等。同時,電器聯鎖和機械聯鎖,在頻繁操作的可逆電路中,正反向接觸器之間必須是有聯鎖保護環節。電動機的起動方式根據電網容量的狀態決定,如它的電壓大小、頻率的波動范圍和沖擊電流允許值等參數。直接起動或是間接起動都需參照電路的實際情況決定。如果大容量接觸器的線圈是用小容量繼電器的觸頭來控制的,觸點線圈必須正確連接電器。同時,必須計算繼電器觸頭斷開和接通容量是否足夠。不夠時,小容量接觸器或中間繼電器必須增加,以此來保障電路狀態可靠的工作。第四點是減少人工操作的頻繁度,增加自動轉換控制的方式。盡量選擇操作和維修方便的控制機構,在控制形式上,能便捷地在兩種控制方式之間自由轉換,避免帶電檢查和維修。邏輯設計法一般是接觸器和繼電器系統,利用邏輯代數,最小化原件量設計出控制電路。“1”和“0”分別表示相互對立的物理狀態,線圈正在通電用“1”表示,它是指線圈繼電器和接觸器觸頭閉合。線圈已經斷電代表的是“0”,在處于斷開觸頭的階段。線圈通、斷電的基礎及其動斷觸頭的現實情況是組成線圈與電源聯系的不容忽視地重要一環。在這種設計方法里,也需考慮邏輯函數運算、簡化邏輯函數等幾方面的因素。將觸頭狀態的邏輯變量,通過邏輯函數,計算出相應的電路結構,轉變為實際電路的形式,便于設計人員的工作,這就是設計人員參考的第一要素,即邏輯函數運算。簡化邏輯函數一般來說是指簡化各類繼電器與接觸器電路,可通過公式法和基本定律進行化簡。在實際電路組合里,化簡時,必須注意不可或缺地兩點注意事項。其一是不必為了化簡而強行節省觸點,可多用觸點來使電路的實際邏輯功能更加清晰明了,利于讀者的閱讀與思考。其二是限制觸點的容量,不能超過電路所承載的關斷任務范圍。邏輯設計法的使用時注意要點已簡要說明,相比經驗設計法,有創新性的設計思路。電器工作流程圖方法是在前兩種設計方法上逐步發展起來的,人們遵循從左到右的繪制原則。啟動和停止階段指的是電流兩種工作狀態,這是電流的工作流程的兩個階段。左側是繪制電器“KA”“SB”、接觸器“KM”等控制電路的文字按鈕,用不同的狀態框表達電器元件的差異。狀態框與元件應保持同一水平位置,以時間為序,畫出匹配的電氣文字符號。約定俗成,人們公認電器動作用黑框來代表,白框表達的則是電器釋放這一概念,按鈕框說的是點動按鈕。實線相連接狀態框是指控制電路,反之,與虛線相連的狀態框,說的是非控制電路。
2分析比較電器控制電路設計方法
經驗設計法適用于設計人員能熟練掌握電路控制方法的內容,且操作方便、快捷,對設計人員要求不高,只需具備豐富的設計經驗。但在實際設計里,特別容易出現較多問題,只能反復修改和試驗,直至符合電路設計要求。雖說它出現問題的概率高,可這類方法合理性好,復雜電路能完成設計。相較于經驗設計法來說,邏輯設計法的工作難度比較大,短時間里不容易掌握。在實際狀況里,電器可隨意排次序,為實現基本要求,增加輔助電器,使得未確定最終結果是設計方案多種多樣,不具唯一性。彌補了前兩種設計上的不足。即,不需要豐富的實際經驗,難度不是很大,按照時間原則進行設計即可。
3結語
本文敘述了三種電器控制電路設計方法,它們有著獨屬于自己的特點,各自的側重點不同。經驗和邏輯設計法難度較大,以時間為原則的電器工作流程圖法,彌補了這兩種方法的不足。根據實際工作的功能要求,選擇最合適的設計方法,便于設計人員使用。
參考文獻:
[1]馬慶銀.選煤廠低壓變頻調速裝置應用及電路設計[J].選煤技術,2014(4):73~76.
【關鍵詞】電氣 控制 電路 設計
一、設計依據
電動機等用電設備的起停由接觸器主觸點的閉合和斷開來實現;接觸器主觸點的動作,由控制回路中該接觸器的線圈通電和斷電所決定;且滿足組成控制電流基本規律的要求接觸器線圈的通電和斷電取決于所在回路中的動合觸點和動斷觸點的動作情況;接觸器線圈所在回路中的動合觸點利動斷觸點的組合關系(串并聯)及其動作情況由控制對象對控制過程的要求所決定,且滿足組成控制電路基本規律的要求。
二、基本步驟
1)收集分析現有同類設備的電器控制電路,以便設計時的揚長避短。
2)根據控制對象電器控制電路的要求,首先設計各個獨立環節的控制電路,然后由各個環節之間的關系進一步擬定聯鎖控制電路及捕助電路的設計。
主電路設計主要考慮電動機的起動、正反轉、制動、點動及多速電動機的調速要求。
控制電路設計主要考慮如何滿足電動機的各種運轉功能以及控制對象的控制過程要求。
輔助電路設計主要考慮如何完善整個控制電路的設計,包括短路、過載、超程、零壓聯鎖、光電測試、信號及照明等等各種保護或輔助環節。
3)全面檢測所設計的控制電路.在條件允許的情況下,進行模擬試驗,克服在工作過程中因誤動作而產生的事故因素,逐步完善整個電器控制電路的設計。
三、基本特點
1)設計過程是逐步完善的過程,一般不易獲得最佳設計方案。但經驗設計法簡單易行,使用根廣。
2)需反復修改草圖,故會影響設計進度。
3)需要一定的經驗才能進行設計.在設計中往往會因考慮不周而影響電路的可靠性。
4)一般需要進行模擬試驗。
四、提高經驗設計的電路可靠性的要點
1.在滿足功能要求的前提下盡量簡化電路,減少觸點,避免不必要的聯鎖動作現象
(1)合并同類觸點 但應注意觸點額定電流值的限制。
(2)利用轉換觸點 通過轉換觸點的中間繼電器而將兩對觸點合并成一對轉換觸點。
(3)在直流電路中,利用半導體二極管的單向導電性來有效地減少觸點數目。
(4)電路中應盡量減少多個電氣元件依次動作后才能接通另一個電氣元件。
(5)應考慮電氣接觸點的接通和分斷能力,若容量不夠,可在電路中增加中間繼電器或增加電路中接觸點數目。
2.要保證控制電路工作的安全和可靠性
電器元件要正確連接,電器的線圈和觸點連接不正確,會使控制電路發生誤動作。有時造成嚴重的事故。
(1) 線圈的連接 在交流控制電路中,不能串聯接入兩個電器線圈,如圖1所示。即使外加電壓是兩個線圈額定電壓之和,也是不允許的。因為每個線圈上所分配到的電壓與線圈阻抗成正比,兩個電器動作總有先后,先吸合的電器,磁路先閉合,其阻抗比沒吸合的電器大,電感顯著增加.線圈上的電壓也相應增大,故沒吸合電器的線圈的電壓達不到吸合值。同時電路電流將增加,有可能燒毀線圈。因此兩個電器需要同時動作時線圈應并聯連接。
圖1 不能串聯接入兩個電氣線圈
(2)電器觸點的連接 同一個電器的常開觸點和常閉觸點位置靠得很近,不能分別接在電源的不同相上。不正確連接電器的觸點如圖2所示,限位開關SQ的常開觸點和常閉
觸點不是等電位,當觸點斷開產生電弧時很可能在兩觸點之間形成飛弧而造成電源短路。正確連接電器觸點如圖3所示,則兩觸點電位相等,不會造成飛弧而引起電源短路。
圖 2 電器觸點的連接
3.控制電路力求簡單、經濟。
(1)盡量減少連接導線 將電器元件觸點的位置合理安排,可減少導線報數和縮短導線的長度.以簡化接線。
(2)控制電路在工作時,除必要的電器元件必須長期通電外,其余電器應盡量不長期
通電,以延長電器元件的使用壽命和節約電能。
4.防止寄生電路
控制電路在工作中出現意外接通的電路叫寄生電路。寄生電路會破壞電路的正常工作,造成誤動作。圖4是一個具有過載保護和指示燈顯示的可逆電動機的控制電路,電動機正轉時過載,則熱繼電器動作時會出現寄生電路,如圖中虛線所示.使接觸器KM不能斷電,起不了保護作用。
圖 4 具有過載保護和指示燈顯示的可逆電動機的控制電路
【參考文獻】
關鍵詞:PCI;狀態機;GP-IB;EPLD
前言
基于PCI總線的GP-1B接口電路框圖如圖1所示,工控機采用PCI-104堆棧結構,通過PCI總線和EPLD相連,數據總線為32bit,傳輸速率為33MHz。EPLD完成PCI總線接口電路的設計和NAT9914接口芯片的控制,通過驅動芯片75160和75162完成GP-IB的接口通信。在此重點介紹EPLD內部電路設計。
EPLD內部電路設計
PCI局部總線很復雜,PCI局部總線也在不斷的發展中,現在已經衍生有CPCI、PCIEXPRESS等總線標準。PCI局部總線定義的功能很強大,當然如果需要將所有的PCI局部總線的要求都能實現,購買PCI局部總線的專用集成電路或IP核是最佳選擇,因為PCI局部總線的硬件設計過于龐大,全部實現有一定的難度。如果設備只是作為從設備,根據設計要求實現起來也不是很復雜,很多功能如仲裁、邊界掃描及錯誤報告等功能就可以不用實現,甚至像奇偶校驗、重試、突發傳輸等功能也可以不用實現。
根據GP-IB接口卡的功能,本文主要介紹在EPLD中實現PCL總線接口電路的設計,并且能夠正確操作GP-IB總線協議的控制芯片NAT9914。EPLD的容量較小,我們采用XILINX公司的XC95288XL器件,只有288個宏單元,經過設計優化,最終成功裝載。其實現原理框圖如圖2所示。
PCI接口信號設計
設計PCI接口信號很關鍵,PCI總線規范定義的信號很多,在設計過程中必須有所取舍。下面按照PCI總線規范的要求,根據設計電路的實際需求,設計如下接口信號:
Rst:上電復位信號,低電平有效。
Clk:時鐘信號33MHz。
Cbe[3..0]:命令、字節使能信號。
Ad[31..0]:地址、數據多路復用的三態輸入/輸出信號。
Frame:幀周期信號,由主設備驅動,表示當前主設備一次交易的開始和持續時間。
Irdy:主設備準備好信號。
Trdy:從設備數據準備好信號。
Devsel:從設備被選中響應信號。
Inta:從設備中斷請求,低有效。
在設計時舍棄的信號有:Par、Stop、Perr、Serr、Req、Gnt。
GP-IB接口芯片控制信號設計
根據電路要求,設計如下接口信號,用來完成對NAT9914和驅動芯片的控制,實現PCI到GP-IB接口的轉換。
Target_clk:GP-IB接口控制芯片時鐘,本方案設計為33MHz時鐘的8分頻。
Target_rst:復位脈沖信號,低電平復位。
Target_ce:讀寫使能,高電平為讀,低電平為寫。
Target_sc:標識GP-IB接口卡作為控者,還是作為普通器件。
Target_we:寫使能控制,低電平有效。
Target_in_1:控制芯片中斷輸出,低電平有效。
Target_abus:有效地址輸出。
Target_dbus:三態數據輸入/輸出總線。
電路優化設計
圖2給出了PCI總線接口電路的原理框圖,由于EPLD容量較小,在設計時必須盡量減少不必要的電路設計,并對電路設計進行優化,下面給出各電路模塊的功能設計:
譯碼電路
PCI總線命令編碼方式有12種,在本設計中我們只實現配置讀、配置寫、存儲器讀和存儲器寫四種編碼交易類型。譯碼功能電路工作在地址周期,包括命令譯碼、地址譯碼和命令/地址鎖存等三項功能。在Frame變低的第一個時鐘周期內,譯碼電路對來自主設備的命令Cbe[3..0]進行譯碼,并向狀態機控制模塊發出是配置讀寫還是存儲器讀寫命令,同時鎖存地址。
配置寄存器
在PCI規范中,配置空間是一個容量為256字節并具有特定記錄結構或模型的地址空間,該空間又分為頭標區和設備有關區兩部分。在配置寄存器中不用的寄存器當CPU讀的時候,將默認為零。
重試
GP-IB控制芯片寄存器響應完全能夠滿足PCI規范的要求,不需要進行重試,這部分功能不再實現。
奇偶校驗
在BIOS中可以對奇偶校驗進行屏蔽和開放,為了減少設計的復雜性,奇偶校驗功能在EPLD中沒有實現,在BIOS中進行了屏蔽。
NAT9914接口控制電路
NAT9914接口控制電路主要完成內部總線到外設的時序控制。GP-IB總線接口采用的是負邏輯電平設計,考慮到EPLD的容量有限,在設計時數據傳輸不支持DMA模式,只支持單周期CPU讀寫。由于CPU讀數據時延遲較大,在對PCI狀態機設計時必須進行讀延遲等待。
狀態機的設計與實現
狀態機的設計是整個設計中的核心部分,它主要用來控制從設備和PCI總線的時序。在本設計方案中,配置過程的完成和存儲器的讀寫都是由狀態機來完成的。由于EPLD的容量有限,GP-IB接口芯片的讀寫速度比較慢,在設計狀態機時,不支持CPU的猝發操作。表1給出了狀態機的狀態名、狀態變量和說明,圖3給出了狀態機的流程圖。
下面根據狀態機的流程圖給出讀、寫操作時序分析與設計要點:
PCI規范中定義了三種讀寫操作,即Memory和I/O讀寫及配置讀寫。本方案不支持I/O讀寫,只支持Memory和配置的讀寫,下面給出Memory映射方式的單周期仿真讀寫時序。
存儲器寫操作
存儲器單周期寫操作時序如圖4所示,當frame為低電平時啟動讀寫操作,同時給出要寫的目標地址ad[31..0]和命令cbe[3..0]=7,cbe等于7表示寫寄存器,從設備鎖存命令和地址到緩沖區。在第2個clk,主設備將irdy變低,同時給出數據,狀態機運行到6,鎖存數據給緩沖區,trdy、devsel由高阻變為高電平。在第3個clk,devsel變低,給出主設備應答信號,表示從設備已經響應請求,狀態機運行到7。根據寫操作,target_we、target_ce變低,并對地址進行譯碼,放在地址總線上,同時驅動數據總線,表示在對控制芯片進行寫操作。在第4個clk,檢測到目標設備的target_ready_1為低電平,表示從設備已經做好接受數據的準備,狀態機運行到8,將trdy變低。在第5個clk,狀態機運行到9,trdy變高,同時主設備將驅動irdy變高,表示一個寫周期結束。狀態機運行到初始狀態,等待下一次操作。target_ce、target_we將延遲變高,結束控制芯片寫周期。
存儲器讀操作
存儲器單周期讀操作時序如圖5所示,當frame為低電平時啟動讀寫操作,同時給出要寫的目標地址ad[31..0]和命令cbe[3..0]=6,從設備鎖存該命令和地址。在第2個clk,狀態機運行到6,進入讀寫等待狀態,主設備將frame變高,表示單周期模式,trdy、devsel、由高阻變為高電平。在第3個clk狀態機運行到7,并給出應答信號devsel,檢測到target readyj為高電平,狀態機進入等待狀態,直到為低電平,然后運行到讀等待狀態4。在狀態機8,trdy變低,從設備將讀數據放在ad[31..0]總線上。在狀態機9,trdy變高,devsel變高,同時主設備將irdy變高,結束單周期讀操作。devsel、trdy回到高阻狀態,狀態機運行到初始狀態,準備下次操作。
行動導向教學法Protel DXP教學方法教學模式《Protel DXP與計算機輔助設計》是借助于計算機完成電子線路的設計與制作,是電氣自動化技術、電力工程、城市軌道交通控制等專業的必修專業課,具有很強的技術性、專業性、實踐性和綜合性。該課程以電路的分析、應用為基礎,遵循國際和行業規范,培養學生電路原理圖的繪制和PCB板設計能力,以及利用電路設計軟件產生、輸出技術資料的能力。課程不僅為學生學習相關理論知識和技能訓練起到承前啟后的作用,而且為今后從事印制電路板工作起到增強適應能力和開發創新能力的作用。
一、課程教學目標
知識目標:軟件的安裝與卸載;電路原理圖的繪制、原理圖元件的創建和原理圖庫的建立;PCB板的布局/布線;元件封裝庫的創建;設計文件的輸出;PCB板的制作。
能力目標:獨立完成Protel DXP 2004安裝和配置;能夠熟練繪制簡單原理圖、復雜原理圖和層次原理圖;能夠將電路原理圖轉化成PCB板,合理布局并布線;能夠制作元器件原理圖庫及PCB封裝庫;能夠完成PCB板裝配圖的輸出、打印;能夠根據輸出的裝配圖制作PCB板;通過學習Protel DXP 2004,提高軟件應用能力及學習能力。
素質目標:培養學生愛崗敬業、愛護設備、具有高度的責任心、團結合作的職業操守;培養學生的標準意識、規范意識、成本意識、環保意識、質量意識。在教學中融入企業的6S管理及行業規范,6S就是整理、整頓、清掃、清潔、素養、安全。
二、課程設計理念與思路
課程的建設、改革遵循 “任務驅動、項目導向”的設計理念。
以自動化制造類職業崗位需求為導向,以職業能力培養為核心,以“能力遞進和適度循環反復”為原理,校企共同參與課程建設,融入行業標準和規范,用三個項目8個真實工作任務為載體。將知識和技能融入各個任務中,學生通過完成任務探索吸收知識、練好技能,同時培養自主學習能力,強化團隊精神,為后續課程學習和適應工作崗位奠定良好基礎。
三、教學內容分析
本課程針對電子設計及安裝員、印刷線路板制作工藝員崗位要求,將教學內容進行序化、整合,設置了三個項目,8個核心任務。
在項目一基本放大器PCB板的制作中設計了Protel DXP 2004軟件的安裝與卸載、基本放大器原理圖的繪制、基本放大器PCB板的制作3個工作任務,通過設計實物激發學生學習興趣,使掌握PCB板設計的基礎知識及基本操作,培養學生對電路設計步驟及工藝流程的初步認識。
項目二中信號發生器PCB板的制作設計了數據采集電路原理圖的繪制、信號發生器電路原理圖繪制、信號發生器PCB板的制作3個工作任務,使學生掌握大中規模電路系統涉及的復雜電路原理圖、層次電路原理圖及PCB板布線的處理方法及技巧,掌握DXP庫中未收錄元件的原理圖元件和PCB封裝的制作,培養學生團隊合作完成中等復雜程度電路板設計與制作的能力。
項目三以完成 “單片機開發系統的印制電路板”這個具有實用價值的產品為目標成果進行訓練,使學生在完成電路板設計、裝配過程中,綜合應用原理圖制作、PCB板制作、綜合布局布線、焊接調試等完整工藝流程,以訓練學生職業態度、操作規范及工藝要求為主,注重職業素養的養成。
通過完成任務,使學生掌握典型電路板繪制、設計原理與方法,并且能夠拓展到其它電路板的設計與制作。課程強調基本技能、操作規范與工藝,為學生的可持續發展奠定良好的基礎。
四、能力遞進的三階段教學模式
緊密依托企業,選取三個典型項目作為案例,項目按照從簡單到復雜,從相對單一到綜合應用的遞進關系排序。教學模式注重能力遞進,適度循環往復,逐漸培養學生對Protel DXP這一電路設計工具運用熟練程度,熟練電路設計流程。
項目一是簡單入門級項目,學生初步掌握工藝流程,初步培養起標準意識、規范意識、質量意識。
項目二是技能訓練型項目。學生通過小組合作的方式,在教師引導下,完成中等復雜程度電路板的設計與制作。對工藝方法、工藝標準的理解更加深刻,職業素養進一步養成。
項目三是綜合提高實訓項目。小組獨立完成整個項目的分析、實施,成品的檢測工作。整個過程完全以學生為主體,在學生遇到難以解決的問題時,教師給予恰當提示。
五、靈活、多樣的教學方法
根據三個項目不同的教學內容及每個階段學生認知的不同特點,采用了靈活、形式多樣的教學方法。
案例教學法:例如項目一中以Protel DXP為例介紹Protel系列軟件的安裝與卸載方法,以基本放大器PCB板的制作為例,介紹原理圖設計基本基礎, PCB板設計基礎等知識。
“行動導向教學法”:學生以小組的形式,分工合作,按照咨詢、計劃、決策、實施、檢查、評價六個步驟完成任務。項目二和項目三的任務均采用行動導向教學法。
在每個項目中根據具體內容、步驟不同又融入多種教學方法,例如在任務開始采用引導文法。小組制定計劃時可用頭腦風暴法;檢查任務完成情況時采用演示法。
六、多種教學手段
綜合運用多種教學手段優化教學過程,提高教學質量和效率。
多媒體教學:將抽象的教學內容,采用圖片、錄像、動畫等方式形象的演示。
實物教學:以真實的元器件和電路板為載體進行教學
網絡教學:推薦相關網站和設計案例。
現場教學:讓學生經歷項目全過程,親自操作、設計與加工制作電路板。
七、教學過程
根據教學內容的不同,三個項目采用不同的教學方法和教學過程。項目一以教師講解、演示為主,教學環節分為引入、講授、練習、小結、作業。項目二和項目三中的任務,學生均以小組形式,按照六步法完成任務。
資訊:教師通過視頻資料、課件或引導文,進行問題引領,導入任務,下達任務書,學生查找搜集資料,學習相關知識,教師給予輔導答疑。
計劃:在教師指導下,學生分組討論,并制定計劃。
決策:通過黑板或張貼版討論方案合理性、可行性,進行決策并確定實施方案,分配好每個人的任務。
實施:在實施過程中,學生進一步掌握并學會運用相關知識解決問題。
檢查:小組自檢,互檢、教師檢查。
評價:各小組自評、互評,教師評價任務完成情況并總結任務中的知識能力要點。
通過實施行動導向教學法,在教學中重視“案例”教學,重視“解決實際問題”及“自我管理式的學習”,使學生在學習過程中,不僅掌握相應的知識和技能,而且各種行為能力亦可以得到充分提高。
參考文獻:
[1]馬福軍.行動導向教學法在職業教育中的應用.職業技術教育,2007 ,(23).
【關鍵詞】Protel99se;電路設計;教學;印刷電路板
Protel99se是目前國內廣泛使用的EDA軟件之一,深受電路設計工程技術人員的喜歡和職業學校學生的青睞。由于Protel99se是一種集原理圖編輯、PCB編輯、圖表生成和可編程邏輯器件設計等多種功能于一體的應用型軟件,具有外文性、綜合性、實踐性等特點。要掌握這門技術,既要求學生具有良好的英文功底,又要求具有扎實的電路理論,以及比較強的動手操作能力。因此,在學習過程中,不少人感到困難。采用什么樣的方法或手段進行教學,對中等職業(技工)學校的學生來說(因為他們基礎差),如何容易學,并對這門課感興趣,以達到提高教學效果目的?這是教師們一直在探索的問題。經過多年的教學實踐,我們從教學目標確定、教材編寫、興趣激發、一體化教學活動組織等幾個方面進行了初步探討,提出了以下比較可行的方法。
一、以“市場需求”為立足點確立課程教學目標
培養學生具備與工作崗位相適應的專業技能和認知水平是中等職業教育的培養目標之一。因此,市場需求是我們確立課程教學目標的立足點。雖然Protel99se具有多種功能,但電子產品制造企業往往只利用它來編輯原理圖和設計PCB文件,以便電路板廠根據所設計的文件生產印刷電路板。為此,我們把《Protel99se電路設計》課程的教學目標確立為:比較熟練地運用Protel99se繪制原理圖和設計PCB文件,并通過熱轉印的方法制作印刷電路板。
二、以“工作過程”為依據編寫合適的校本教材進行教學
盡管目前市面上介紹Protel99se的書籍不少,但這些書籍也是基本按照Protel99se軟件所具有的功能模塊為主線,分立地向讀者介紹各功能模塊的使用方法,而且在編寫過程中未能考慮中等職業學校的生源特點,可以說還不適合中職生使用的教材。因此,學生辛辛苦苦地學完整本書,到頭來連一個簡單的PCB電路都無法完成。為此,在教學實踐過程中,筆者認為:以設計、制作PCB板這一“工作過程”為主線,將Protel99se知識體系分解為軟件安裝啟動原理圖圖紙模板設計、調用原理圖編輯(包括元件定制)由原理圖同步生成PCB文件、編輯PCB文件(包括元件封裝定制)PCB文件分圖層打印熱轉印制作印刷電路板等幾個部分有機地結合起來,編寫成《Protel99se電路設計輕松入門》校本教材。在編寫校本教材時,應考慮到中職生“不僅存在知識上的缺陷,還存在較為嚴重的非智力因素障礙”的特點,以“多一些感性化知識,少一些理性化知識”為編寫教材的理念,將設計、制作印刷電路板的整個操作過程分成若干步驟。每操作一步,需要點擊哪個菜單(或按鈕),執行這個菜單(或按鈕)命令會彈出什么樣的窗口……用這種圖文并茂的方式編寫教材的每一個知識點。學生以這種“小人書”式教材為指導,邊學邊做,就可以在比較短的時間內掌握運用Protel99se設計、制作印刷電路板技能。
三、以“項目導入”的方式激發學生興趣
愛因斯坦說:“興趣是最好的老師。”學生有了興趣就會愛學、樂學和勤學。因此,提高教學效果的關鍵在于提高學生對所學知識和技能的興趣。在教學實踐中發現:讓學生觀察教師設計、制作某個電子產品(如+5V穩壓電源)的整個過程,不僅可以使學生在觀察過程中大致了解生產電子產品的工藝流程:繪制電路原理圖設計PCB文件制作印刷電路板元件焊裝、調試,而且可以有效地消除學生對電子知識的“神秘感”和“恐懼感”,樹立“只要經過努力,我也能設計制作電子產品”的信心,激發學生學習的興趣,為今后學習夯實了基礎。
四、以“手腦并用”的職教觀組織教學
黃炎培先生曾強調指出:“職業教育的目的乃在養成實際的、有效的生產力,欲達到此種境地,需要手腦并用。”因此,在教學過程中讓學生在教師指導下系統地完成一些新穎、實用電子產品制作課題,并將電路板設計、制作技能訓練貫穿于整個教學過程,對提高教學質量是十分有效的。在Protel99se教學實踐中,應遵循“由簡單到復雜”和“職業教育實用性”的原則,擬定了“+5V穩壓電源”、“電腦音響功放電路”,“遙控開關”等一系列課題,以及結合《單片機應用技能》課程教學設置了“ATmega8單片機控制系統”和“AVR單片機ISP下載線”等課題。學生通過獨立完成這些課題的設計和制作,不僅比較好地掌握了Protel99se設計、制作印刷電路板的基本知識,而且學生也掌握了設計原理圖需要的《模擬電路》、《數字電路》等專業基礎,焊裝元件的電子工藝知識,調試、檢測電路的技能,更讓學生切身體會到電子產品設計制作的綜合性特點。
五、以“以人為本”的發展觀重視個性教育
學生的基礎和接受能力是有差異的,基于這種情況,在教學過程中重視個性教育“因人施教”,實施多層次教學。根據學生能力差異,制定不同的發展目標,在完成課題的難度、深度及完成時間上進行調整。對于接受能力較差的學生,可安排簡單的課題或適當延長完成課題所需要的時間;對于接受能力較好的學生,可以安排復雜程度略高的課題或限定完成課題時間。在教學中,還要密切注意學生的實踐表現,及時對學生做出評價,不斷調整或重新分層,以充分挖掘不同層次學生的潛力。
六、以“物盡其用”的使用觀開放實訓室
運用Protel99se和熱轉印法設計、制作印刷電路板,涉及到的實習器材主要是電腦、激光打印機、電熨斗和30%的雙氧水及17%的稀鹽酸等。為了讓學生充分利用業余時間學操作技能,對學生開放這種實訓室是可行的,也是十分必要的。當然,開放并不等于不管,畢竟其中還涉及有對人體可能產生傷害的雙氧水、稀鹽酸等化學物質。這里所說的開放,指的是在教師統籌安排之下,將管理權下放給指定的、比較信任的學生,由這個學生代管整個實訓室的器材、紀律、安全和衛生等管理工作,教師還要進行監督檢查,并及時對學生不規范的一些操作指出、糾正。另外,隨著人們物質生活水平的提高,許多中等職業學校的學生自己有電腦,可充分挖掘這些有利的資源,將相關的應用軟件安裝到學生自己的電腦中,引導學生充分利用現有資源進行學習。
筆者所介紹的方法,經過多年的教學實踐,學生的學習氛圍效果還是比較明顯的,學習電子制作興趣也提高了;當然,教學方法是多種多樣的,只有根據不同的教育對象,不同的教學內容,選擇最有效的方法,才能取得較好的教學效果。
參考文獻:
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[關鍵詞] 數字電路 理論 實踐教學 教學考核
《數字電子技術》是應用電子、計算機及電子信息等專業很重要的專業基礎課,不但具有抽象、較難理解的理論知識,同時也是一門實踐性很強的課程。教學中如果只注重理論、忽視實踐,就不能激發學生學習的積極性,學生對所學知識也不能充分理解和應用;學生的實踐能力和理論素養缺一不可。針對如何改革教學,做到理論、實踐兩不誤,同時突出實際操作能力培養的問題,本文進行了闡述。
一、理論教學要根據高職教育及高職生的特點選擇教學內容,把握理論上的度
高職教育是以培養企業生產、建設、管理、服務第一線的高素質實用型技能人才為目標;高職教育教學基本原則要求:“基本理論教學要以應用為目的,以必需、夠用為度”;要“加強實踐能力培養”。如何正確把握培養目標,根據培養需要從廣而博的知識中選擇、重構少而精的教學內容,是理論教學探索中首先要解決的問題。因此,教學內容要圍繞技術應用能力與理論素質培養這條主線來設計學生的知識、能力和素質結構,改革過去只注重理論知識上的完整性和系統性,忽視理論知識的實用性和實踐性的弊端,從應用的角度選擇教學內容。《數字電子技術》的主要教學目標是通過本課程的學習使學生掌握數字電子技術的基礎知識、基本理論、基本分析和設計方法,訓練學生數字應用電路制作與調試的基本技能,為學習后續課程提供必要的理論基礎知識和實踐技能。基于本課程的教學目標和高職教育的培養目標,在教學內容的選擇上突出基本理論,基本分析方法和知識的應用,忽略繁鎖的集成電路內部分析和數學推導;著重外部邏輯功能的描述、分析和應用;強調外特性和主要參數。如在邏輯門電路一章中,把實際工作中運用較多的CT74S系列門作為典型電路進行分析,主要介紹CT74LS系列,對TTL集成門電路各系列的主要電氣參數進行比較,使學生對各系列TTL集成門電路的特性都有一定了解;在時序邏輯電路一章中,在介紹基本電路工作原理的基礎上,直接介紹中規模集成計數器、移位寄存器功能表和使用,而不必討論它們的內部邏輯電路等等。這不但突出了中規模集成電路的應用,同時也為增加技能訓練時間提供了保障。
二、技能教學要突出職教培養目標,培養和訓練學生的熟練操作和設計創新能力
數字電子技術的實踐目標是在鞏固理論教學的基礎上,培養學生對知識靈活運用的綜合能力。實踐內容可以分為基本技能實踐教學、和綜合技能訓練實踐教學兩大類。
1.基本技能實踐教學
基本技能實踐教學分兩個層次:一是理論驗證性實驗的教學,目的在于鞏固課堂教學內容,加強學生對基本概念的理解,包含實驗儀器的識讀與使用、基本門電路和集成電路的測試。如門電路邏輯功能及測試、集成計數器及寄存器功能驗證等。這一層次的實踐教學最好跟隨理論教學進度,在課堂教學后及時進行實訓,讓學生邊學邊練。通過訓練,學生學會正確使用常用電子儀器,能進行一些基礎數字電子技術實踐。使學生掌握數字電子產品制作的基本要點,并具備數字電子元件應用基本技能,為下一層次的技能訓練打下堅實的基礎。二是基本數字電路的研究與設計。這方面的訓練可以有效的提高學生專業知識的應用和實踐技能,是理論向實踐轉變的重要環節,如時序電路設計及研究等。應用電子類專業的學生除了應具備基本電路設計能力之外,還應具有數字電子產品輔助開發能力、數字電子產品使用與維護能力等;要掌握數字電子電路的構建、性能分析與故障排除技能。該層次實踐教學包括兩大類,一是整周實踐教學;二是與專業基礎課程同步進行的實踐教學。通過一系列專業技能模塊的訓練,可使學生掌握必備的專業技能,為頂崗實習和畢業設計等綜合技能訓練奠定良好的基礎。
2.綜合技能訓練實踐教學
綜合技能訓練的目的是訓練學生應用基本專業技能解決實際問題的能力。綜合技能訓練安排在專業課結束之后,集中一段時間(三周或四周)進行,以培養技術人員應有的能力為主要任務,對學生進行綜合訓練,在動手與動腦的協作中完成知識技能的結合。訓練內容具體有以下幾個方面:讀識繪制電路圖的能力;查閱技術資料的能力;選用器件和電路、分析估算電路的能力;搭接調試電路的能力;分析排除故障的能力;制作電路產品,解決工藝問題的能力等。綜合實訓教師只需給出訓練課題和技術指標,其他具體工作如查資料、定方案、選擇電路、儀表、制作電路板、組織實驗、分析實驗結果等則是在教師的指導下由學生獨立完成。綜合實訓課題不能脫離學生原有實驗基礎,綜合性不要太強、太復雜,要使絕大多數學生經過努力可以在規定的時間內完成為標準。通過綜合技能模塊的訓練,可以訓練學生技術應用能力以及綜合應用知識與分析問題的能力。
三、教學考核重在實踐技能考核,把握高職培養目標導向
考核內容與方式是達成教學目標的手段,更是培養目標的一種導向。教學考核既要考出學生對所學理論知識的理解及相關技能的實際操作能力,又要考核學生對所學知識與技能的綜合應用能力。可將考核內容分為三部分進行:一是平時成績,包括出勤及聽課表現,占總成績20%;二是理論測試,占總成績30%;三是綜合技能測試,占總成績50%。綜合技能測試內容包含四個方面:(1)數字電子元器件識別與質量鑒別,主要考查學生對數字電子元器件的識別及質量鑒別能力,權重系數0.2;(2)驗證性實驗測試,主要考查學生對理論知識的理解及對常規電子儀器儀表的正確使用能力,權重系數0.2;(3)故障分析與排查,主要考查學生對某種固定數字電子電器常見故障的分析、判斷及檢修能力,權重系數0.3;(4)綜合電路設計,考查學生綜合運用數字電子技術的能力,權重系數0.3。
實踐表明,通過以上三方面的教學探索,可以有效培養學生的動手實踐能力和分析問題能力,提高學生對《數字電子技術》課程的學習興趣,并有效促進了課堂理論教學,學生的綜合素質得到顯著提高。
參考文獻:
[1]王麗華.強化實踐教學培養創新能力[J].遼寧高職學報(教科版),2004,(6):37-38.
關鍵詞: Multisim 虛擬實驗 真實實驗
1.引言
Multisim應用于電路分析課堂教學,使抽象的概念變得具體,使枯燥的內容變得生動,加深了學生對理論知識的理解掌握。從課堂教學效果來看,既能活躍課堂氣氛,又能調動學生的學習積極性,激發學生的學習興趣。學生可以利用仿真軟件進行電路仿真、電路設計,利用虛擬儀器測量驗證,拓寬知識面。仿真技術引入課堂,使理論與實踐得到統一。通過Multisim虛擬仿真軟件,學生可利用電腦進行電路仿真及仿真分析,檢驗電路設計方案在功能方面的正確性和可行性,以達到熟悉電路、掌握工作原理和進行實驗創新的目的,為高效率地實驗打好基礎。應當注意的是仿真實驗教學是一種現代化的教學手段,不能代替實際操作,否則會削弱學生對真實儀器的感覺,影響實驗技能的掌握。所以,仿真實驗必須與傳統實驗教學相結合才能發揮其應有的作用。
2.電子技術課程虛擬和實際實驗教學的對比
傳統的電子技術實驗方法是:學生在實驗室根據給定的電路圖和元器件搭建實驗電路,甚至部分實驗使用了現成的電路板,用儀器測量數據得出結論。在實際實驗之前,學生要根據實驗目的設計實驗步驟,在實驗過程中則要一邊動手做實驗一邊仔細觀察實驗現象(包括借助于實驗儀器來觀察)、記錄實驗數據,并通過分析實驗現象進行推理并最終得出實驗結論。相對于真實實驗,虛擬實驗是基于虛擬現實技術實現的,在虛擬實驗系統中,實驗設備和實驗儀器虛擬化,實驗現象和實驗過程虛擬化,學生在虛擬實驗中通過操作鼠標、鍵盤及與計算機相連接的各種多媒體數據輸入設備進行點擊或拖放等動作,從而實現對虛擬設備的操作,完成對虛擬實驗的體驗。學生從虛擬實驗中得到的是一種虛擬的體驗,這是一種抽象的體驗。在電子技術實驗教學中,虛擬實驗采用MultiSim1.0軟件設計與仿真,即在計算機上設計搭建電子電路,并修改電路及其元件參數,用虛擬儀器測試電路性能并分析原因,完成電子電路的設計定型。仿真通過后,在實驗室采用硬件電路實現,并將虛擬實驗的結果與硬件實驗的結果進行對照分析,通過實際電子電路的設計過程,培養學生的綜合分析能力和開發創新能力。通過MultiSim1.0仿真,不僅可以減少實驗耗材的消耗,避免實驗設備或儀器的損壞,還可以解決實驗室高檔儀器和元器件不足的問題,具有較強的靈活性。如果學生沒有一定的知識和經驗,特別是親身體驗作為基礎,那么這種虛擬和抽象就不符合學生的認知發展規律,對學生學習經驗的獲取和意義的建構不僅不具有積極的作用,反而因過于抽象或虛擬而起阻礙作用。
3.虛擬和實際實驗的互補作用
虛擬實驗是根據教學模型建立的是理想化,虛擬實驗包括虛擬元件和虛擬儀器兩部分。在虛擬實驗中會有一些因素影響其實驗數據和結論,只有虛實結合才能正確分析實驗結論,而虛擬實驗雖能簡化實驗過程,提高實驗的效率和安全性,但不能鍛煉學生的動手能力。
(1)目前的虛擬實驗系統是實驗只能按照固定的、正確的操作流程或方法進行,否則實驗不能得到正確的結果,這個結果是機械的,是由程序本身決定的,而不是真實情況的反映。因為程序開發人員是嚴格按照實驗步驟和實驗現象進行設計和開發的,可以說一個實驗只有一個結果,實驗中,不允許學生操作錯誤或者對實驗進行一些改變,這樣不利于培養學生從操作失誤中發現問題和解決問題的能力,限制了學生的發散思維和創造性思維的發展。
(2)虛擬元件的阻抗通常是默認的,但有些值也可以設置,實際元件每個阻抗可能都不相同,如設置阻抗參數就和操作人員的實際經驗有密切的關系,經驗越豐富,設置的參數就越接近實際情況,用默認值可能就會有與實際實驗不同的數據和結論。
(3)在真實條件下做實驗也會因儀器的精度、操作的方法、量程的選擇、實現的方法有不同的結果,這本身就是不可避免的誤差產生的因素。虛擬實驗的理想化和真實實驗的具體情況本身就有一定的差異,在必然和理想條件下的實驗數據和結果存在誤差。
(4)虛擬元件中不可能存在真實實驗中的一些情況。如導線會存在的分布電容、電感、電阻,對虛擬實驗的結果會有一定的影響。
(5)虛擬實驗在一些演示性和驗證性類型的實驗中發揮了較好的作用,但是在實際操作性強的實驗中,則降低了學生的動手操作能力。比如,電子技術很多實驗中,需要實驗者根據不同的實驗條件使用不同的導線連接實驗線路。在虛擬實驗中,只要點擊相應的按鈕就可以把導線連接到儀器上,學生根本體會不出不同方法所用的導線及導線連接方法有何不同,不能鍛煉實際動手能力。
要使虛擬實驗和實際實驗的數據和結論接近,關鍵在于虛擬實驗系統在建立虛擬儀器和元件庫時,要考慮實際的環境和結論后,設置一些指標和參數,同時也要使真實實驗的條件向理想情況趨近,如保證理想的室內溫度,考慮參數的分散性等,這樣才能使虛擬實驗的數據和結果仿真到實際實驗的數據和結果。電子技術虛擬實驗,增強了實驗課的教學效果。虛擬實驗不受時間及空間的限制,學生可以自主地完成實驗,具有良好的發展前景。但虛擬實驗的實現是一項復雜的工作,還有許多理論和技術問題有待進一步探討,因此,在現有條件下,虛擬實驗是不可能完全代替實物實驗的。在實物實驗過程中,元件參數分散性、誤差、噪聲等現象是客觀存在的,對于培養學生的和創造性思維是至關重要的,也要引起足夠的重視。只有先理論后實踐,先做真實實驗后做虛擬實驗,或先做虛擬實驗后做真實實驗,才能使二者有效結合,相互依存,使電子技術實驗更完善。
參考文獻:
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關鍵詞:EMC;設計流程;技術規范;測試
中圖分類號: TN03 文獻標識碼:A
1 電子產品生產企業面臨的困境和現狀
在很多企業中,由于專業人才的缺失,并沒有設置專門進行EMC設計的工作崗位。另外,在產品設計階段,企業的研發流程中往往也沒有專門針對產品的電磁兼容性進行評價的環節。對于EMC開發流程、設計要求,也沒有明確的技術文件加以描述和要求。至于開發產品的電磁兼容性好壞,完全取決于個別開發工程師的相關技術水平和經驗,不能在系統和流程上保證產品的質量。這樣造成的后果是,相當一部分的電子產品在研發后期不能順利地通過認證,影響產品的上市速度,或者由于生產出來的電子產品其EMC的一致性不能保證,在市場監督抽查時出現質量問題。這是企業在內部流程方面存在的缺陷。
2 EMC的設計流程和技術規范
2.1產品總體方案設計
在總體方案設計階段,要對產品的總體規格進行EMC設計方面的考慮。主要內容有:產品銷售目標市場,需要滿足國家或地方制定的EMC標準、法規要求,客戶要求的產品電磁兼容性以及潛在目標市場的EMC方面的標準和法規要求。基于目標市場或企業客戶對產品EMC性能的要求,需要提出產品的EMC總體設計框圖,并根據經驗,制定產品EMC設計總體方案。總體方案的內容基本上包括:產品的結構如何設計,屏蔽如何設計,接地如何設計,濾波如何設計;新的國家或地區、或是新的客戶,對于產品的EMC性能是否有新的要求;結合具體的測試要求,是否需要在產品設計階段格外關注某一設計要點。
2.2產品詳細方案設計
在產品詳細方案設計階段,產品的硬件實現方案已經確定,可以作為EMC設計的基礎。我們可以依據產品的結構設計圖和電路框圖,提出產品總體的EMC設計方案,如:電源接口、信號接口、電纜選型和接口結構等關鍵部位的設計要求和方案。我們需要特別注意相關方面提出的、對于EMC方面的新要求,這些新的要求經常會使原有的設計有所改變。
2.3產品的原理圖設計
從這個階段開始,產品的EMC設計進入到關鍵階段,原理圖設計是關鍵階段的第一個環節。在產品原理圖設計階段,需要進行的主要內容有:產品內部主芯片的濾波電路設計,晶振的濾波電路設計,時鐘驅動電路的濾波電路設計,電源輸入端的濾波電路設計,外接信號接口的濾波電路設計。在進行EMC設計時,由濾波和防護器件的選型開始,需要考慮電路板功能地和保護地屬性的劃分,濾波器件的位置和參數,單個電路板的接地位置等因素。
在這個階段,我們經常會用到EMC設計檢查表。檢查表包含的內容,其基礎和核心是產品在原理圖設計階段和PCB設計階段,應遵循一整套的設計要求與規范,這些要求與規范應該是具體的和可操作的。檢查表的內容應該得到不斷豐富和完善,應該是隨著產品的不斷升級與更新換代,將研發工程師與EMC整改工程師的經驗不斷地融合和提煉后形成的。
在原理圖設計階段,檢查表中涉及的核查內容舉例如下:
a)電源部分
主要有:電源板輸入端有沒有預留Y電容;在變壓器次級,各輸出電壓線路有沒有預留濾波電感和濾波電容;電源輸入端是否預留壓敏電阻或穩壓二極管。
b)主控制板
主要有:數據總線是否有匹配的電阻或排阻;晶振輸出管腳是否有RC濾波電路;IC的電源管腳處是否有濾波電容;輸出信號排線,在端子位置是否有磁珠或者電阻與電容組成濾波電路。
c)輸入和輸出口是否有電容—電感—電容(CLC)或電容—電阻—電容(CRC)濾波電路,信號線上是否有磁珠或者電阻;以太網口位置是否有防雷器。通過上述的核查,可以認為滿足條件的原理圖基本上符合EMC設計要求。
2.4產品的PCB設計
PCB設計是整個EMC設計流程中最為關鍵的一環,PCB設計的好壞與最終整機的EMC性能息息相關。在后續對整機采用問題解決法來整改時,PCB往往也是改動最多的地方。由此,可以看出PCB設計的重要程度。目前,隨著研究的不斷深入,關于PCB設計與整機EMC性能之間關系的著作和論述也多了起來。本文不對技術方面做過多解釋,只著重從流程方面說明如何保證PCB設計符合EMC設計規范。
在PCB設計階段,需要考慮采取何種層疊結構,建議對高速信號板盡量采用4層以上的多層板。多層板的中間至少有一個地層,這樣可以保證為高速信號提供較小的回流路徑,同時為晶振提供完整的鏡像平面。在PCB設計階段,需要格外注意PCB上關鍵器件的擺放,如晶振、主芯片、驅動電路和外接端子,這些器件的位置決定了時鐘走線的方向和長度。如果這些器件走線不正確,那么就會使時鐘走線彎曲或者過長,易造成比較大的輻射干擾或接收到外界的干擾電磁波。
PCB上“地”的劃分,也對整機的EMC性能有很大的影響。對EMC來講,建議將數字地、模擬地分開,信號地與電源地分開。在布置地線時,最核心的思想是借助地線或者地平面,利用耦合電容對高速時鐘信號進行濾波或者提供盡可能短的回流路徑,最大限度地減小可能的射頻干擾。采取的措施有:在高速時鐘線的兩側鋪設地線,在主芯片和晶振的鏡像位置保證完整的平面,地層和電源層盡量少走信號線等方法。
在PCB設計階段,檢查表中涉及的核查內容舉例如下:
a)電源板
電源板次級是否有預留到地的固定螺絲鎖合孔的位置。
b)主電路板
時鐘線上如有過孔,則時鐘的換層過孔附近是否有到地層的過孔存在;主芯片和存儲芯片是否在PCB的同一層;數據總線的走線是否在同一平面上;電源線是否與數據線、時鐘線有相鄰的平行布線現象,如有平行,則應盡量使其走線滿足3W原則(即走線間距的大小一般為2倍之線寬);晶振外殼是否留有接地點,且晶振與芯片的回路應盡量小;電源層是否比地層內縮20H,H為電源層與地層之間的距離;PCB布線時,是否是地線寬度﹥電源線寬度﹥信號線寬度;不同的PCB之間,互聯排線的端子是否在相鄰的一方。
2.5產品結構試裝(工程樣機)階段
在這個階段,產品的工程樣機已經做好。我們可以利用這個樣機來驗證產品的EMC性能。驗證的主要方法是進行EMC測試。在測試之前,我們還需要進行一項工作,主要是對樣機的結構進行檢查。需要檢查的內容有:不同PCB板之間的互聯排線,其長度是否過長;PCB的接地點選擇是否合理,接地電阻大小是否滿足要求;屏蔽層是否接地。當然,這些內容也可以列入EMC設計檢查表中,將來作為標準的核查事項。通常在這個階段的檢查當中,會發現一些結構和工藝設計方面存在缺陷,或者是內部電纜走線方面的錯誤。這些缺陷和錯誤需要采取措施盡可能地消除。
2.6確認或驗證測試
在上述的設計檢查完成后,需要對樣機進行一次EMC方面的全項目測試,以便找出所有的潛在問題。因為即使使用目前先進的仿真設計軟件,其結果也代替不了實際的測試。產品的EMC性能還是取決于實際的測試情況。經測試發現問題后,依據EMC三要素方法進行整改,尋找干擾源,切斷傳播途徑,或者降低敏感設備的敏感度。整改的方法,大致可分為濾波、接地和屏蔽等措施,具體的技術細節不在本文中討論。
結語
本文中介紹的電磁兼容設計開發流程,可以幫助企業從源頭上解決電磁兼容問題,同時省去許多人力、物力和金錢成本。
參考文獻
>> 產品設計推廣在企業產品開發過程中的實現 論服裝新產品開發過程中設計管理的重要性 如何減少新產品開發過程中的風險 淺析在產品外包開發過程中的項目控制 A公司新產品項目開發過程中的技術風險管理研究 項目開發過程中的里程碑管理系統的設計 電子商務系統開發過程中的安全設計 油田開發過程中幾個關鍵環節的成本控制設計方案 設計開發過程中的原型應用研究 論房地產項目開發過程中的設計管理 VI設計理論在網絡課程開發過程中的應用 油田開發過程中剩余油的形成 項目課程開發過程中的幾點思考 軟件開發過程中的設計與開發階段的劃分及審核要點 新產品開發過程中供應商知識整合機理分析 面向對象設計方法在風險管理系統的設計與開發過程中的應用 汽車產品開發過程中標準化的作用 如何有效控制房地產開發過程中規劃設計階段的成本 淺析房地產開發過程中工程設計的重要性 軟件設計在軟件開發過程中的重要性分析 常見問題解答 當前所在位置:
關鍵詞:產品開發;EMC;設計;整改
DOI:10.3969/j.issn.1005-5517.2015.10.013
引言
電子技術正朝著智能化方向飛速發展。對于智能化的高科技產品,需要集成多個功能模塊,而這些模塊之間的兼容性就是當前電子產品設計的重中之重。電磁兼容性是目前電子產品開發過程中比較困難的一項工作,目前國際對電磁兼容性方面非常嚴格標準,認證機構也有嚴格的產品上市管理體系,這就需要在產品開發過程中就融入EMC設計,只有做到這一點才能夠更加高效的完成一個優質的產品。
體系管控形成質變
傳統的開發流程分為5個環節,產品的需求分析、方案評審、設計階段、調試階段、驗證階段。按照此開發流程,在調試階段才會進行EMC測試,首次對產品的EMC性能進行判定,一旦測試合格,就進行項目結案,此流程缺點是不清楚產品究竟優點在哪里;一旦產品出現問題,也只能在現有的基礎上進行修補。真正的要想做好產品,必須從產品的開發初期就將EMC考慮進去。
在需求分析階段,對產品的應用環境進行評估,包括產品的未來考慮的市場范圍,對應市場的基本要求。尤其是產品應用環境,特定環境產品實現的技術指標要重點進行評估、考量;產品的方案評審階段需要對產品具體的指標如何在產品設計過程進行考量,包括實現方式是裸機狀態實現?還是應用電路實現?需要將這些具體的指標進行明確:在設計階段需要對硬件電路、結構設計、工藝安裝、接地設計、PCB設計進行綜合評估。傳統的思維模式認為只需要設計好電路就可以解決EMC問題,其實工藝安裝、結構設計、接地設計、PCB設計對產品整機EMC性能的影響遠遠大于電路本身。逐個考慮這些環節的EMC問題,并在這個階段把所有的風險都預估出來,同時要有對策保障,只有做到這一點才能夠在下個環節“調試階段”處理地得心應手;調試階段必須對產品立項階段制定的指標一一進行驗證,對于出現的問題再利用設計階段中設計的措施進行調整,這樣就可以系統的解決問題,收尾驗證就按照行業要求進行認證上市。
細節決定成敗
2.1端口電路設計
供電端口電路有必不可少的三部分:安全防護、濾波電路及電源轉換,關于這三部分的布局設計必須遵守走直線的原則。如果按照圖2(1)設計,當輸入端口的瞬時脈沖輸入,這種瞬時脈沖存在高頻分量(如圖3),會形成走線和走線之間的耦合,從而導致濾波電路失效,甚至隔離電源隔離產生的穩定直流電壓也會受到影響,實現不了原有的設計功能。要把電路的設計功能落實到實際的應用中,就如上面所講,必須按照走直線的原則如圖2(2)進行設計。
2.2I/O口電路設計
I/O口電路的設計同樣受到PCB布局及接地設計的影響。如圖4(1)的端口防護器件的接地和后端被保護IC的地進行共地設計,這種設計一旦瞬態脈沖被鉗位卸放到地上面,由于這個地同時也是IC的參考地,很容易導致IC地電位抬高而出現異常;改善方案主要有兩種:如果系統是兩線制設備(無地線)系統外殼也是非金屬材質,此地線設計也必須將IC的參考地和防護器件的地分開,不能共用在一起,但是由于此系統屬于無地線系統,可以采用這兩個部分分別鋪設不同的接地區域,然后使用Y電容將兩個區域的地線連接在一起。另外一種是系統有設計地線或者外殼屬于金屬外殼,這種情況就可以將防護器件的接地直接連到外殼地或者通過Y電容連接到外殼地,但是一定要和IC的參考地分開。
上面提到的PCB走線的設計導致防護電路失效的問題,通過圖5就可以看到端口設計了TVS管防護ESD,但是如果布線按照圖5(1)這樣走線,極易導致IC損壞,但是TVS管還沒有動作的,主要是由于現有的ESD或者EFT都是高頻干擾,走線阻抗常大,所以對于端口的防護電路設計一定要遵守靠近端口的原則進行設計PCB。
2.3EMI電路設計
金升陽電源在電磁干擾方面內部增加了濾波電路、屏蔽措施等,保證符合承諾的各項指標要求,但是電源在應用方面還是難免出現電磁干擾超標的問題;此時,很多設計工程師都會認為問題的根源在于電源,這種其實是有誤區,因為電磁干擾傳導騷擾測試項目,主要是針對電源端口,那么電源端口就成了其傳輸路逕,所有的電磁干擾都會經過電源端口到達被測設備,測試設備測試到的電磁干擾除了來自電源本身外,主要還包括整機中的其他部分產生的電磁干擾,以及設備內部寄生參數的諧振產生的電磁干擾。電源內部的濾波器無法對這類電磁干擾進行抑制,這些電磁干擾就通過電源端口耦合到測試設備。為了應對千差萬別的應用環境,電源廠家設計濾波器時,除了抑制電源內部干擾,還會考慮到濾波器衰減特性及頻譜特性,盡量預留最大的設計余量。那么這就要求整機設計人員在設計電源前端時候,一定要按照電源廠家推薦的應用電路進行設計,例如:LH15產品應用過程中出現EMI超標問題(見圖6)。
圖6為金升陽電源LH15-13805傳導騷擾測試結果,此結果符合EN55022/CISPR22的CLASS B要求,而且余量非常充分。
圖7為金升陽電源LH15-13B05的電源應用到某品牌產品上面后,整機測試傳導騷擾結果,此結果無法符合EN55022/CISPR22的CLASS B要求,甚至連CLASS A都無法滿足要求,更不用說設計余量。
所以電源即使內部電磁干擾設計等級再高,在應用過程中一定要留應用部分,具體參數可參考具體產品對應的規格書。
結語
整機電磁兼容設計其實是一個系統性工程,任何一個點設計不到位都可能導致設計失敗,甚至會付出沉重的成本代價。目前,行業內對于這方面的設計失敗原因局限于電源方面,而忽視PCB設計、結構設計及接地設計等方面。有效解決EMC問題,需要在設計初期就充分評審指標定位、應用環境;在設計過程中充分評審電路圖設計、原材料選型、PCB繪制、結構設計、工藝安裝等各方面,不斷地優化開發流程,實現在開發過程中考量所有問題。
參考文獻:
[1]IEC 61000-6-2-2005通用標準工業環境的抗擾度標準
[2]IEC 61000-6-4-2007通用標準工業環境發射標準
作者簡介:劉佑祥(1946-),男,湖北武漢人,武漢科技大學中南分校信息工程學院副教授。
(武漢科技大學中南分校 信息工程學院,湖北 武漢 430223)
摘要:本文介紹了SST公司Compact Flash存儲卡(CF卡)的電氣特性與接口指令集,提出了一個基于8051單片機系統的完整CF卡接口解決方案,并給出了詳細硬件電路設計和軟件設計要點。
關鍵詞:8051單片機系統;CF卡;計算機接口設計
中圖分類號:TP305 文獻標識碼:A
前 言
隨著電子技術的迅速發展,嵌入式系統的功能變得越來越強大,設計中對其存儲容量的要求也隨之提高,所以原有的EEPROM等存儲容量為KB級的存儲器件已經無法滿足設計要求。在這一背景下,Compact Flash Card(CF卡,見圖1)作為一類存儲速度快,存儲容量大(容量可達數百MB至數GB)的新型存儲器件就應運而生。但是由于CF卡的接口方式是為PC機接口設計的IDE方式,如果要在單片機系統中使用CF卡,需要在單片機系統中模擬IDE控制器的功能。因此,本文將討論在8051系統中實現CF卡接口的解決方案。
圖1 Compact Flash Card外觀示意圖
一、CF卡接口的電氣特性
SST公司的CF的封裝為25×2的雙列插座,行列之間的間距均為25mil。由于封裝的特殊性,在應用時需要自行設計SCH和PCB封裝。設計PCB封裝時需注意選擇合適孔徑和焊盤大小,因為排針的針腳為正方形不是圓形,所以焊盤的直徑應選擇為針腳截面正方形的對角線長。如果直接使用標準CF卡接插件,則PCB上應相應設計成適合的貼片封裝。
二、主要功能引腳及說明
CF卡的主要功能引腳為數據線D0~D15,地址線A0~A9,片選及數據選擇CE1,CE2,讀寫控制端OE、WR,寄存器選擇REG,卡讀寫忙判斷RDY/BSY,RESET等。
數據線D0~D15用于數據的讀寫。CF可以工作于16位數據總線方式也可以工作于8位總線方式。在讀寫速度上的要求不是很嚴格的情況下,為了方便和8位MCU的接口,一般選擇為8位數據總線工作方式。
CE1和CE2的功能如表1所示:
若選擇8位工作方式,CE2應接固定電平1,CE1低有效。在不同工作方式的說明中,可能把CE1和CE2分別改稱CS0,CS1。
地址線A0~A9。CF卡在Memory工作方式下,僅地址線A0~A3起作用,用于選擇讀寫端口,其余地址線可以接固定電平。
REG用于選擇是對CF卡進行命令、狀態讀寫還是讀寫CF卡的屬性寄存器。REG=1時讀寫命令。如表2所示:
在Memory方式下,對CF的控制和數據讀寫均是通過對這幾個端口的讀寫來實現的。
RDY/BSY用于判斷CF卡是否處于讀寫忙狀態。出于嚴謹性可以在對CF卡進行讀寫之前利用此引腳判斷CF卡是否空閑。在數據讀寫量比較小的情況下,使用一定的延時即可。
三、實際應用電路設計
圖2給出了CF卡的實際應用電路。圖中96MB的CF卡工作于Memory方式,8位數據總線,接口的主控MCU是89C52。
圖2 CF實際應用電路
單片機按標準的P2、P0口復用方式與CF卡接口。CS0,CS1,REG分別接單片機的P26,P25,P27,端口選擇A3~A0接到經74LS373鎖存的低4位地址,CF卡的讀寫引腳分別與單片機的讀寫信號相接。若把閑置地址引腳接固定電平,則系統分配給CF卡的端口地址為【B000】~【B007】。
INTRQ(即BSY/RDY)腳接到單片機的P1.7。
四、CF卡的存儲特性
CF卡采取的是類似硬盤的分塊存儲方式,分為柱面Cylinder、頭Head和扇區Sector管理。對96MB的CF卡而言,共有733個柱面,每個柱面8個頭,每個頭32個扇區,每個扇區512字節(8位)。CF卡的讀寫是以一個扇區為基本單位的,在讀寫一個扇區之前先送出當前需要讀寫的柱面、頭和扇區,然后發送讀寫命令,一個扇區的512個字節需要一次性連續寫入或者讀出。
下面給出一段對CF卡讀寫的C51程序段:
#define DataPort XBYTE\[0xB800\]
#define Feature XBYTE\[0xB801\]
#define SecCount XBYTE\[0xB802\]
#define SecNo XBYTE\[0xB803\]
#define CylLow XBYTE\[0xB804\]
#define CylHigh XBYTE\[0xB805\]
#define CardHead XBYTE\[0xB806\]
#define Command XBYTE\[0xB807\]定義CF卡端口
CardHead=0xA0+head;置當前頭
SecCount=0x01;一次讀寫一個扇區
SecNo=sector;置當前扇區
CylLow=cylinder%255;置柱面高位
CylHigh=cylinder/255;置柱面低位
Command=0x30;寫扇區命令
delay(1);延時1ms
for(i=1;i
DataPort=mem\[0xE800+i\];寫512字節
dog();
}
if(memcount>0xEA00)
{
(i=0xEA01;i
{
mem\[i-512\]=mem\[i\];
dog();
}
}
對CF卡的寫操作采用了一種類似于HDLC協議中滑動窗口的方法。系統外擴展一片6116作為寫緩沖區(地址口為0xE800開始),系統在平時將接收到的測試數據暫存于寫緩沖區中。當接受到的數據累計超過一個扇區之后,將前512個字節的數據寫入CF卡,然后再將前512字節的緩沖區清空,把后面的數據平行移動到前512字節。如此保證了數據的連續寫入流程。如圖3所示:
空緩沖區:
正在寫入:
緩沖區滿:
寫入CF卡:
移動數據:
圖3 CF卡寫操作示意圖
五、調試注意事項
1.CF卡的OE腳(9腳)在上電時的狀態決定了上電之后CF的工作模式。如果需要工作于IDE方式則上電過程中OE腳必須接地。系統工作于Memory方式則上電過程中OE腳電平應為高電平。(實際電路中連接了單片機的RD腳,單片機上電之后RD為高電平,可以正常工作,但是更嚴謹的方式是采用電路保證上電過程中OE腳一直為高電平,見參考文章。)
2.單片機和CF卡接口采用的是P0口作地址數據復用的標準尋址方式。原考慮是直接用P1口作模擬讀寫信號和地址信號,用P0口作數據口,由于CF卡的讀寫時序比較復雜的緣故,效果不理想。
3.經實際檢驗,上文未提到的CF卡的其他引腳在功能沒有進一步要求下可以不使用。
參考文獻
[1]馬忠梅等.單片機的C語言應用程序設計\[M\].北京:北京航空航天大學出版社,1999.
[2]何立民.單片機應用技術選編\[M\].北京:北京航空航天大學出版社,1994.
【關鍵詞】數字電路;教學;仿真;層次化
仿真技術使用計算機來完成使電路設計過程中的大部分繁瑣的底層工作,為電子工程師提供了理想的設計工具[1],也為課程教學提供了資源豐富的仿真平臺。立足于仿真工具的應用,根據教學內容的深度以及學生的能力水平,構建“多層次”的立體化教學平臺,有助于數字電路課程教學和學生實踐能力發展。
1 數字電路的教學
講授法和例舉法是數字電路課程中兩種常用的教學方法,教師對基本定理、方法進行系統的解釋和詳細分析論證或以典型例題說明元器件和芯片的功能和應用。這兩種方法對于學生理解和掌握知識要點是必要的,但目前單純依賴多媒體課件的教學手段,很難使學生提起興趣。
數字電路是一門應用型課程,但是課程內容的安排上,側重于功能相對單一的、孤立的基本邏輯單元的分析和設計,而沒有建立系統的觀念,大多數學生感覺不能學以實用,在利用具體芯片設計實際電路時束手無策,影響了學習積極性。
傳統數字技術中的許多觀念、方法和思路已經跟不上日新月異的電子技術的發展步伐,有些甚至是不恰當、低效的,學生把過多的精力投入到這些落伍的知識、失當的理念,在后續課程又要重新糾正,造成效率低下。
在當前 “數字系統設計”方法不斷變革的背景下,有必要將新的設計理念融入到教學中[3],將教學內容用更生動的形式展現出來,從而調動學習興趣,增強實踐能力,提高學習效率,以更高的起點、開闊的視野去學習十分重要的后續課程。
2 仿真技術的層次化應用
2.1 基礎層
基礎層次,主要在數字電路理論課上展開,基于Multisim仿真平成驗證性實驗以及一些中小規模集成電路的分析與設計。Multisim提供了豐富的、標準化的元器件庫以及種類齊全的仿真儀器儀表,可以實現門電路、編譯碼、顯示驅動、觸發器、計數器、555定時等典型數字電路的設計和仿真[2]。下面是講解TTL 與非門工作原理的課堂實例,如圖1。
1)Vi=0.296V,即輸入接低電平,那么 Q1 導通,Q2、Q4 截止,Q3、D2 導通。Vo=3.954V,輸出高電平。
2)通過按鍵C,不斷增加輸入電壓,可以發現輸出緩慢下降但仍為高電平,閥值電壓出現在Vi=1.279V時,輸出發生跳變至0.849V,輸出低電平。
3)當輸入大于閥值vth,輸出迅速下降,直到0.123V不再變化,輸出低電平。
此例中,通過仿真可以驗證反相器的輸入輸出邏輯關系,并進一步測試反相器的傳輸特性曲線。在Multisim仿真平臺上動態演示所學的芯片、電路,能夠使知識形象化,學生在課堂上觀察電路行為,加深了對教學內容的理解,進而體會應用方法,初步掌握分析設計電路的能力,為后續課程打下堅實基礎。
2.2 綜合層
在學生掌握課程基本教學內容的基礎上,進一步綜合培養。在綜合性實驗、設計性實驗、課程設計以及畢業設計等教學活動中,基于EDA開發工具QuartusII仿真設計平臺,設計和實現數字系統。
QuartusII是Altera公司在 windows環境下開發的可編程邏輯器件(PLD)綜合設計平臺,能夠提供從設計輸入到器件編程的全部功能,以硬件描述語言(HDL)為主要輸入工具,實現系統邏輯仿真和時序分析,同時下載到可編程邏輯器件上進行實際的硬件測試和驗證,從而完成數字系統的設計[3]。
以“交通燈控制系統”為例,說明教學過程。首先采用經典的設計方法,即通用的集成芯片搭建系統,這是一個集分頻器、BCD譯碼器、計數器、動態掃描電路、多路選擇器等常用中小規模集成器件的綜合性運用,學生可以熟悉集成器件在系統中的應用,掌握算法狀態機設計控制單元電路并且轉換系統狀態的方法。然后基于可編程邏輯器件分別進行結構級和寄存器級設計。結構級的設計首先將系統根據不同功能劃分出多個單元模塊,用硬件描述語言描述每一個單元模塊,組合起來構成頂層模塊,見圖2,這種設計方法風格接近實際的硬件結構,是相對抽象的行為級描述的一個合理的銜接,寄存器傳輸級HDL描述屬于行為級描述,根據操作順序描述系統,由于不涉及具體硬件結構,更加體現了現代數字系統設計的優越性[4]。
在系統的HDL描述中,只在設計的關鍵點引入有用的硬件描述語言語法構造,采用規范的語言,清晰易懂的設計流程,力圖達到舉一反三的教學效果。教學效果表明,這種綜合性設計課題,使學生能夠了解大規模集成器件,通過比較各種設計方法,體會到隨著數字系統復雜性的增加EDA軟件表現出的強大的電路綜合能力,進而探索先進的電路設計構思手段,激發學生實踐興趣。
2.3 創新層
創新層面向有創新思維的學生,依托開放性實驗課程、學科競賽的賽前訓練、學生創新基金立項、參與教師科研項目以及校級、國家級電子競賽等各類課外學術科技活動,以團隊協作的形式展開,屬于電子類課程體系的提高內容。在學習了模擬電路、單片機、C語言、傳感器技術等多門電子技術專業課程的基礎上,結合多種仿真設計工具的綜合應用,進行有特定工程背景的課題設計。
以全大學生電子設計大賽賽題“正弦信號發生器”為例,一種方案的系統框圖如圖3所示。該設計方案,在單片機開發平臺上實現主控制部分的設計;在QuartusII平臺上實現直接數字頻率合成技術(DDS),并且在數字域設計AM、FM、ASK、PSK四類調制信號;濾波及放大電路的設計中為了達到設計目的,先在multisim平臺上通過波特儀仿真出電路在截止頻率附近的衰減情況,反復調整參數直到符合設計要求,再搭建硬件電路[5]。各種電子電路仿真設計工具的綜合使用,縮短了系統設計周期,硬件電路設計的軟件化,也便于電路的升級。
實踐表明,研究這些開拓性課題,能夠使學生學會用系統的眼光、創新的思路去解決復雜問題,這一過程獲得的項目開發經驗是在課堂上無法學習到的。
3 結論
數字電路課程不能局限于有限時間內的理論、實驗教學,一方面,要在課堂時間內擴展內容,一方面,把學習延伸到課堂外,面向不同層次的學生提供自學和創新的空間。電子設計仿真平臺在數字電路課程中的應用,將課內教學、課外自學進行有機結合,使之相互補充,形成相互銜接、靈活配置的教學體系,在堅實基礎的同時,注重實踐能力和創新意識的培養,適應了當前電子技術的飛速發展對電類課程教學提出的新要求。
【參考文獻】
[1]朱娜,張金保,王志強,等.EDA技術實用教程[M].北京:人民郵電出版社,2012.
[2]李娜.虛擬仿真技術在數字電路課程改革實踐中的應用研究[J].現代教育技術,2010,20(7):147-150.
[3]趙艷華,曹丙霞,張睿.基于Quartus II的FPGA/CPLD設計與應用[M].北京:電子工業出版社,2009.
[4]康華光.電3子技術基礎q數字部分[M].北京:高等教育出版社,2006.