模拟电路教学大纲(共11篇)
模拟电路教学大纲 篇1
2010-09-06
第一次课
电子本09(1)(2)
今天是第一节课,上课前算是做了充分准备,但难免有点紧张,背后直流汗,无奈!
上课后,马上就进行了课程的介绍,课后感觉太唐突了,听了王立娟老师的课,发现确实少了点课前讲述的东西,总结一下首先应该讲以下内容:
1、课程介绍:第四版,考研经典课程,提醒学生重视;
2、课堂纪律:包括上课吃饭、喝水、睡觉、讲话、听耳机等等,都不允许;
3、课前预习,课后复习。每节课讲完后提醒学生下节课要讲述的内容,让学生有目的的预习;
4、作业,避免原原本本的抄袭,最好是实事求是,这样能反映出学生的真实情况。要抄得会抄,一定要抄的明白,知道为什么要这样做;
5、习题课,争取挤时间上习题课,习题课根据学生作业情况进行,所以提醒学生更加重视作业,并且将作业情况作为考试成绩的一部分;
6、提醒课代表在课后及时反馈学生不明白的问题,以便做好答疑工作;
7、记笔记问题,一部分学生不拿书、不带笔的现象,至少要在课本上做好记录,避免考试复习时一头雾水,不知道重点难点。2010-09-09
第二次课
物理学本08(1)09(1)
在今天的课上,有学生问道一个问题:在P型半导体中掺入三价元素硼,空穴是多子且带正电,那为什么半导体整体还不带电呢?
解释:在做半导体掺杂时,掺入的是杂质原子(磷原子或硼原子),原子是不带电的。
掺入的硼与硅形成共价键后,硼由于缺少电子而形成一个空位(不是空穴,在没电离的情况下不带电,电离后带负电),当硅由于本征激发而产生电子时,在硅原来的电子位置处产生一个空穴,硅由于失去电子而带正电,即空穴带正电。同时,产生一个电子就会出现一个空穴,他们在数量上是相同的,故整体不带电。
模拟电路教学大纲 篇2
《模拟电路》是电子工程等多专业的专业基础课, 是众多专业课程的基础。对于高职学生来说, 传统教学的教学效果并不理想。原因有多种, 其中最重要的是以下几点: (一) 课程定位不准确, 学生不清楚学习这门课程的目的和正确的学习方法, 所以, 首先要明确课程定位, 然后淡化课程难度, 明确学习内容以及正确的学习方法; (二) 教材的选取仍然采用传统的经典教材, 内容过多讲述“是什么”和“为什么”的问题, 而高职教育的目标是主要让学生了解“怎么做”的问题, 所以需要对教材内容进行取舍和重新组织; (三) 以往的模拟电子技术实验多为验证性的内容, 引不起学生的兴趣, 因而要增加一些应用性和设计性的实验内容来培养学生的学习兴趣。
二、架构设计高职模电教学内容
传统模拟电路教学内容通常分为九章内容:半导体二极管及应用、半导体三极管及应用、放大电路基础、负反馈放大电路、放大电路的频率响应、模拟集成放大器的应用、集成模拟乘法器的应用、波形发生电路以及直流稳压电源。内容全面, 但重点不够突出。
电子工程学科中的模拟电路的最基本的教学目的是培养学生能够正确选择合适的元器件和电路实现信号放大的能力, 理论知识以够用为原则, 无需面面俱到, 要尽可能的避免繁琐的公式推导和大篇幅的理论分析。以此为依据, 可以将整个模拟电路的内容分为三大部分:二极管部分、三极管部分以及集成电路部分。乘法器以及振荡部分可以留到高频电子线路中详细讲解, 在此可完全省略。
很多同学对物理学科中的电学部分有恐惧心理, 认为很难, 学不好。这就需要老师上好第一次课, 通过向学生讲解这门课程的三大部分内容来树立学生学习的信心, 只要学好这两个器件, 就基本上学好了一大半模拟电路。然后展示各种在模拟电路教学过程中即可以完成的一些小型电子产品, 如扩音器、充电器等, 并讲解工作原理, 引起学生的学习兴趣。让学生明白学习该课程的重要性, 同时也能使学生明白掌握这些电子知识是完全可以做到的。
在授课过程中, 要把整个课程融合起来, 然后依据专业应用和系统综合性重新分章节, 如半导体二极管基础知识可以和分立元件构成的直流稳压电源放在一起讲述。在讲述过程中, 一些基本原理不做详细的分析, 在阐明原理后直接引用。例如, 三极管h参数微变等效电路包括了复杂的理论推导过程, 一直是教学的难点, 但是实际应用中学生只要求会用就可以了, 推导过程浪费了较多的时间和精力, 我们就可以大胆的删除这个推导过程, 把教学重点放在两种等效电路的适用条件以及应用场合的讲解中, 就可以达到偏重应用的教学目的了。
目前, 电子技术的发展非常迅速, 以集成电路为核心, 且新技术新器件不断涌现, 作为一个电子工程技术人员, 必须及时的掌握这些新器件的功能、型号和使用方法, 才能对电子新产品的设计、使用和维修有足够的把握, 才能跟上电子技术的发展。因此教学要“以分立电路为基础, 集成电路为重点”来进行, 通过讲解大量的各种各样的实际电路来培养学生分析电路图和解决实际问题的能力, 并适度增加新技术和新器件的内容以使学生了解现代电子技术发展的前沿和动态。比如说, 在新器件中可以给学生介绍一些近几年出现的电子功能模块, 如可录放语音芯片ISD1420、ML1020, 无线电发射与接收模块RCM-1A/RCM-1B, 红外线传感专用模块LS-2, 灯光控制专用模块HM9901, 电源功率调整模块Y992, 多普勒效应传感器件RD627等新器件以及它们的应用。
三、教材的选取
传统模电教材在满足教学大纲的要求下, 内容力求全面, 面面俱到, 知识点过多, 理论内容也过深, 使得学生的学习积极性和主动性逐渐降低。并且由于各个专业要求不同, 多知识点的侧重也不同, 所以在教材的选取上也应该尽量选取高职高专类的教材。例如, 有些课本中在每一章最后一节都列出基本元器件的具体型号和性能指标等, 或者在介绍完元器件特性后给出几个趣味小电路, 既巩固了知识点, 同时又有一定的趣味性, 让学生对课程的兴趣度提高, 增强了学习的主动性。
我们要以教学大纲为依据, 找到淡化器件内部原理分析、重视器件外特性, 以定性分析为主、定量计算为辅, 以集成电路为主、分立元件为辅的好的模拟电路教材。
四、理论联系实践
除了理论教学外, 模拟电路这门课程非常注重实验教学, 这也是学生获得知识的主要途径之一。传统的实验教学往往是以教师为主, 实验教师从实验目的、实验器材、实验步骤到实验注意事项逐步讲解, 学生按照教师的讲解步骤进行实验操作, 按部就班的将教师讲授的内容依葫芦画瓢的加以练习。但是这种教学方式不利于达到使学生会看电路、会定性分析、会选器件以及会应用的教学目的, 极大的限制了学生的主观能动性和创造性。
实验教学的调整可分为两个方面:实验教学内容的修改以及实验条件的改进。首先实验内容要考虑理论教学中的难点和重点, 利于学生对基本理论和基本原理的掌握, 其次要对旧的实验内容进行筛选和补充, 减少验证性实验。实验条件的改进是指将EDA技术引入, 可以克服实验仪器等各方面的不足。
根据模电的教学难点和重点安排四个到五个验证性的实验进行实际操作能力的训练, 具体的实验内容可以涉及到三极管单管放大电路、负反馈放大电路、集成运算放大电路、振荡电路、直流电源等;然后结合E-DA仿真技术, 由教师给出具体的实验问题或者实验测试题, 内容可以涵盖本门课程的相关知识点及重点难点, 学生在教师的指导下先设计出理论电路, 然后按照设计进行仿真, 通过仿真后, 再提出实验所需的仪器仪表和电路元器件, 拟出实验步骤, 然后再进入实验室进行实验。锻炼了学生的理论分析能力、解决实际问题的能力。相关的题目可以为多路输出直流稳压电源的设计与制作、高保真音频功率放大器的设计与制作、函数发生器的设计与制作、双工对讲机的设计与制作。这样使学生在动手操作、测量中能够更好的理解基本知识, 也提高了学生学习的主动性。实验结束后, 组织学生讨论完成情况, 包括实验的方法、电路、步骤的对比情况, 最后再对学生的设计情况进行概括和总结, 指出优缺点, 提出改进措施。
五、结束语
模拟电子技术是一门抽象难懂又非常重要的专业基础课程, 为了提高教学质量, 尝试了多种改革手段, 培养了学生的实践能力、创新精神和创新能力。模拟电路课程的初步改革尝试能够提高教学质量, 受到了学生的普遍欢迎。但是教学改革并不是一朝一夕能够完成的, 我们广大教师应该立足于提高教学水平、教学质量, 培养全面发展的新型人才的出发点上, 进一步推动教育教学改革。
摘要:《模拟电路》这门课程作为电子工程等多专业的基础课程之一, 根据高职的培养目标, 重新架构高职教学内容, 合理选择教材来培养学生的学习积极性和主动性, 达到使学生会看电路、会定性分析、会选器件以及会应用的教学目的, 使该课程的教学质量得到提高。
关键词:模拟电路,课程教材,教学内容,实践教学,理论联系实践
参考文献
[1]韦忠善, 模拟电子技术教学改革探讨, 职教论坛
[2]钟川桃等, 浅谈“模拟电子技术”教学改革, 中国教育技术装备, 2007年第06期
[3]王仕勋, 探讨《电子技术》教学改革, 黑龙江科技信息,
模拟电路课程教学改革实践 篇3
关键词:模拟电路课程教学模式
0.序言
模拟电路课程是理工科大学普遍开设的电子技术基础课。其特点是:实用性强、实践性强,需大量的操作性实验与理论课配合,才能取得较好的教学效果。学生在学习这些课程时,普遍觉得难学难懂,甚至有少数学生由于难入门而弃学。为改变这种状况,使学生在学习课程的过程中,增强兴趣,增强能力,提高素质,学以致用。我们在课程的教学中,教学模式、教学内容及教学方法上进行了一系列改革探索,取得了一些成效。主要有:
1.教学模式改革
近年来,我们打破理论课与实验课分别由两名教师承担的传统,把他们合起来由一人承担,灵活安排理论课与实验课的教学环节。即理论性强的课程内容在教室讲授,而实验性较强的课程内容放到实验室进行传授,边讲理论边做实验:如放大电路工作点的测试,OTL功率放大电路交越失真的讲解等。[1]而有些实验内容则在理论课堂上进行:如万用表测三极管等。这样做的结果,使理论与实验融为一体,学习过程中既直观又影响深刻,学得懂,记得住,既活跃了课堂气氛,又使学生的认知过程从理性到感性再到理性进行了一次升华,达到教学最优化。
2.教学内容改革
改变传统教学内容,使教学内容现代化。在模拟电路大纲的总体要求下,本着加强基础,注重能力的教学原则,我们对课程中陈旧过时的内容进行了删减,增加了反映科学前沿的新器件、新电路的讲解。如对分立元件鉴频器原理不讲,代之以现代的集成乘法器的讲解,另外,把我教研室近年来的科研成果融入教学中,如把在核心期刊《物理实验》中发表的:“晶体管基区电阻的测定”一文中,把rbb′并不是常数300Ω这一科研结果放到放大倍数公式中讲解。使学生觉得科研并不神秘,就在自己学习的身边,这样扩拓了学生的学习知识面,为他们步入现代电子技术前沿打下基础。[2]
3.教学方法改革
改变传统教学方法,使教学手段多元化。近年来,教师从多个层面改善教学环境,以提高学生的学习兴趣。首先,加强了课堂演示教学,利用本系教学设备一流的优势,开设了十多个演示实验。[2]如基本放大器的饱和、截止失真演示。调幅波的演示等。其次,充分利用电化教学手段,进行多媒体教学,除制作模拟电路课件外,还制作了大量电路图投影胶片,利用投影仪把复杂的电路投在屏幕上进行讲解,一方面省去了教师占用课堂画电路图的时间,同时更直观透彻。对于电子技术类课程来说,实验教学是一个十分重要的环节。实验教学要加强学科融合、培养学生多方面的综合素质,并且实验教学和理论教学要紧密结合又相互独立。实验教学包括基础实验、验证性实验、综合性实验、设计性实验内容。要求学生從基础做起,逐步提高学生分析问题、解决问题的能力及工程实践能力,增强学生的创新能力。为此,我们在实验教学中加入了电子元件的认识和测量,常用电子仪表的使用等实验项目,目的是使学生对于基本电子元器件有外观的了解,对器件性能有一定认识,同时熟悉使用各种常用电子仪表。[3]综合实验培养学生特定功能的电路系统的设计和实现,为此我们加入了单管放大器幅频特性及输入输出电阻的测量实验,射极跟随器的性能测试实验,负反馈放大器性能的测量实验,集成运算放大器的应用实验等实验内容,目的是让学生通过实际连接测试实验电路,
对相关电路的特性及测量有充分的了解。设计性试验培养学生独立设计并安装、调试能力,为此我们设计了RC相移式振荡器的焊接与测试,OTL电路的焊接与测试两个实验,充分培养了学生实际焊接、安装和调试的能力。同时针对一些危险及破坏性实验,我们进行了模拟仿真,通过计算机PSPICE仿真计算,得出结论。[4]
4.课程教学建设改革
加强课程建设,适应现代化教学需要。我院教师在加强教学改革的同时,十分重视课程建设。几年来建立了模拟电路试题库,规范了学生作业评阅制度,基本做到了学生作业全批全改,实验报告计入期末总成绩的制度等。针对我院仪器设备和学生文化程度的实际,先后共编写了3部内部使用教材,1部出版教材。它们是:“模拟电路实验”、“电工电子技术实验”、“电子技术基础实验指导”、“电工电子实验技术”。经过近年教学改革的结果,使得学生由难学难懂变为爱学好学,学习积极性大大提高,学习成绩普遍上升,课程近5年10个学期,有9个学期被评为教学优秀。
5.存在的问题与继续改革的方向
实施教学改革新方案的过程中,对于有些教学中出现的问题,需要继续改进。比如,有可能出现学生需要掌握的内容较多,教学学时不够的问题,这就需要教师充分调动学生的学习积极性,课前一定要预习,课后复习,作业独立完成。在教学实施过程中,对学生的问题积极解答,积极引导,做到作业或者实验过程中出现的问题马上解决,不留下教学死角,同时在实施教学改革过程中可能会遇到新的想法和更好的教学模式,这就需要不断的充实与改进。
参考文献:
[1]蒋玲,侯文.《模拟电子技术》课程教学的探讨[J].上海理工大学学报(社会科学版),2005,(12).
[2]张启林,晶体管基区电阻r_(bb)的测定[J].物理实验,2004(4).
[3]高玉良.电路与模拟电子技术课程教学改革的实践[J].长江大学学报(自然科学版)理工卷,2008,(3).
模拟电路总结 篇4
一、运算放大器的电路模型
通常:
开环电压增益
Avo≥105(很高)输入电阻
ri ≥ 106Ω(很大)输出电阻
ro ≤100Ω(很小)
vO=Avo(vP-vN)(V-<vO<V+)
运算放大器的电路模型
理想集成运放
开环电压增益Avo→∞ 输入电阻ri →∞ 输出电阻ro →0
-----虚断
理想集成运放开环工作时
----称集成运放工作在非线性区 集成运放引入负反馈
vO=Avo(vP-vN)(V-<vO<V+)而理想运放
Avo →∞
∴应有vP » vN----称工作于线性区
----虚短
1、同相比例放大电路
2、反相比例放大电路
3、求和电路(加法电路)
4、求差电路(减法电路)
(1)利用信号取反求和以实现减法运算
(2)差分式减法电路
5、通用数据放大电路
通用数据放大器,常用于对传感器输出微弱信号放大
此电路输入电阻高、输出电阻低,且抑制共模信号的能力强
6、积分电路
7、微分电路
二、滤波电路的基本概念与分类
(1)滤波器:一种能使有用频率信号顺利通过,而同时抑制或衰减无用频率信号的电子装置。
(2)滤波电路的传递函数
(3)几个术语
通频带(通带):能够顺利通过的信号的频率范围。理想情况:通带增益为常数, 幅频响应具有0db衰减 阻带:受抑制或大为衰减的信号的频率范围。
(4)分类
一阶有源滤波电路
2.高通滤波电路
RC高通电路+同相比例放大器
3.带通滤波电路
二阶有源滤波电路
《模拟电路》课程设计心得体会 篇5
模拟电路课程设计心得体会
本学期我们开设了《模拟电路》与《数字电路》课,这两门学科都属于电子电路范畴,与我们的专业也都有联系,且都是理论方面的指示。正所谓“纸上谈兵终觉浅,觉知此事要躬行。”学习任何知识,仅从理论上去求知,而不去实践、探索是不够的,所以在本学期暨模电、数电刚学完之际,紧接着来一次电子电路课程设计是很及时、很必要的。这样不仅能加深我们对电子电路的任职,而且还及时、真正的做到了学以致用。
这两周的课程设计,先不说其他,就天气而言,确实很艰苦。受副热带高气压影响,江南大部这两周都被高温笼罩着。人在高温下的反应是很迟钝的,简言之,就是很难静坐下来动脑子做事。天气本身炎热,加之机房里又没有电扇、空调,故在上机仿真时,真是艰熬,坐下来才一会会,就全身湿透,但是炎炎烈日挡不住我们求知、探索的欲望。通过我们不懈的努力与切实追求,终于做完了课程设计。
在这次课程设计过程中,我也遇到了很多问题。比如在三角波、方波转换成正弦波时,我就弄了很长时间,先是远离不清晰,这直接导致了我无法很顺利地连接电路,然后翻阅了大量书籍,查资料(material),终于在书中查到了有关章节,并参考,并设计出了三角波、方波转换成正弦波的电路图。但在设计数字频率计时就不是那么一帆风顺了。我同样是查阅资料(material),虽找到了原理框图,但电路图却始终设计不出来,最后实在没办法,只能用数字是中来代替。在此,我深表遗憾![《模拟电路》课程设计心得体会(共2篇)] 这次课程设计让我学到了很多,不仅是巩固了先前学的模电、数电的理论知识,而且也培养了我的动手能力,更令我的创造性思维得到拓展。希望今后类似这样课程设计、类似这样的锻炼机会能更多些!篇二:郑慎课程设计心得体会
课程设计心得体会
两个学期我们分别开设了《模拟电路》与《数字电路》课,这两门学科都属于电子电路范畴,与我们的专业联系非常密切,且都是理论方面的指示。正所谓“纸上谈兵终觉浅,觉知此事要躬行。”学习任何知识,仅从理论上去求知,而不去实践、探索是不够的,所以在本学期暨数电刚学完之际,紧接着来一次电子电路课程设计是很及时、很必要的。这样不仅能加深我们对电子电路的任职,也是学以致用。这次课程设计使我了清楚的认识到了其的重要性,在以后的学习中也起着相当重要的作用。数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用,逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、集成芯片各脚功能.555定时器等.随着计算机技术突飞猛进地发展,用数字电子技术进行信号处理的优势也更加突出。为了充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能,我们可以先将模拟信号按比例转换成[《模拟电路》课程设计心得体会(共2篇)]数字信号,然后送到数字电路进行处理,最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。这种用数字电路处理模拟信号的所谓“数字化”浪潮已经席卷了电子技术几乎所有的应用领域。技能懂得了怎样分析零件的工艺性,怎样确定工艺方案,了解了模具的基本结构,提高了计算能力,绘图能力,熟悉了规范和标准,同时各科相关的课
程都有了全面的复习,独立思考的能力也有了提高。这次课程设计也体现了这些点。
这几天的课程设计,先不说其他,就天气而言,确实很艰苦。贵阳大部这几天都被低温笼罩着。但是我小组没有放弃,通过我们不懈的努力与切实追求,终于做完了课程设计。
在这次课程设计过程中,我们也遇到了很多问题。比如在画图时,我就弄了很长时间,不知道怎么画,这直接导致了我无法很顺利地连接电路,然后翻阅了大量书籍,查资料,终于在书中查到了有关章节,这次课程设计让我学到了很多,不仅是巩固了先前学的模电、数电的理论知识,而且也培养了我的动手能力,更令我的创造性思维得到拓展。希望今后类似这样课程设计、类似这样的锻炼机会能更多些!
短短几天的课程设计结束了,回想起我在期间所付出的,所经历的,所努力的,不禁在心里烙下了深深的印记。在这次的课程设计中既检验了我所学习的知识,也培养了我如何去把握一件事情,如何去做一件事情,又如何完成一件事情。我们小组合作,并且和同学们相互探讨,相互学习,相互监督。而队友的合作更是一件快乐的事情,只有彼此都付出,彼此都努力维护才能将设计做得更加完美。
我认为我们团队的工作都很认真而且负责,团队的力量让我个人觉得自己的渺小,我想在今后的学习和工作中,我
会更加发扬团结协作的精神。就像是在设计中,只有一个人知道原理是远远不够的,必须让我们所有人都知道,才能做好这次设计。
电自08151班
《模拟电路》课程负责人岗位职责 篇6
1.认真履行校聘关键岗相应等级的基本岗位职责;
2.熟悉《模拟电路》课程的教学规律,承担相关系列课程组建带头人的领导职责,建立相应的教学团队;全面负责《模拟电路》及相关系列课程组课程建设的总体规划、课程建设与教学实施。
3.进行《模拟电路》及相关系列课程组师资队伍建设,负责培养青年教师,指导青年教师过好“教学关、实践关、科研关”,形成一支具有较高学术水平和学历层次,科研能力强、教学经验丰富,热爱教学工作的高水平的教师队伍。
4.主持一项省级质量工程项目,负责课程体系规划、实施和建设。优化课程体系,合理调配师资力量,使所在课程上一个层次。承担建设《模拟电路》精品课程的领导任务,做好本课程建设,申报《模拟电路》省级精品课程。
5.负责本课程的教学基础设施(实践)规划与实施建设,加强实践教学系统的改革。重视实验、实践性教学,建立与课程建设相适应实验室和教学实践基地,引导学生进行研究性学习和创新性实验,培养学生发现、分析和解决问题的兴趣和能力。
6.负责开展教学方法和教学手段的研究,拓展教学内容,促进教学经验交流,每学期在课程组范围内至少召开一次教学经验研讨会,交流教学经验,不断提高教学水平,在教学改革和课程建设上走在全省的前列。
7.负责本系列课程教学管理改革,建立切实有效的质量保证和监控体系。推进实验室开放管理,制定有效、可持续改进的教学质量管理措施。
8.承担《模拟电路》的主要教学任务,担任该课程的全程讲授,所承担的课程教学效果达到优秀。
9.作为主持人承担至少1项省级以上科研项目,积极参加横向课题开发。平均每至少正式发表1篇以上科研论文。
10.积极配合学院其他领导做好人才培养、课程创新和社会服务等各项工作,服从学校、学院其他教学工作的安排。
(二级)
1.认真履行校聘关键岗相应等级的基本岗位职责;
2..熟悉《模拟电路》课程的教学规律,承担相关系列课程组建设的职责,并建立相应的教学团队;负责《模拟电路》及相关系列课程组课程建设的规划、课程建设与教学实施。
3.进行《模拟电路》及相关系列课程组师资队伍建设,负责培养青年教师,形成一支具有较高学术水平和学历层次,科研能力强、教学经验丰富,热爱教学工作的高水平的教师队伍。
4.主持一项省级质量工程项目,负责课程体系规划、实施和建设。优化课程体系,合理调配师资力量,使所在课程上一个层次。承担建设《模拟电路》精品课程的主要任务,做好本课程建设及精品课程的申报。
5.负责本课程的教学基础设施(实践)规划与实施建设,加强实践教学系统的改革。重视实验、实践性教学,建立与课程建设相适应实验室和教学实践基地,引导学生进行研究性学习和创新性实验,培养学生发现、分析和解决问题的兴趣和能力。
6.积极开展教学方法和教学手段的研究,拓展教学内容,促进教学经验交流,每学期在课程组范围内至少召开一次教学经验研讨会,交流教学经验,不断提高教学水平,在教学改革和课程建设上走在全省的前列。
7.负责本系列课程教学管理改革,建立切实有效的质量保证和监控体系。推进实验室开放管理,制定有效、可持续改进的教学质量管理措施。
8.承担《模拟电路》的教学任务,担任该课程的全程讲授,所承担的课程教学达到优良。
9.作为主要参加者参加省级以上科研项目,积极参加横向课题开发。平均每发表1篇以上科研论文。
10.积极配合学院其他领导做好人才培养、课程创新和社会服务等各项工作,服从学校、学院其他教学工作的安排。
(三级)
1.认真履行校聘关键岗相应等级的基本岗位职责;
2.熟悉《模拟电路》课程的教学规律,承担相关系列课程建设职责,并建立相应的教学团队;负责《模拟电路》及相关系列课程组课程建设的规划、课程建设与教学实施。
3.参加《模拟电路》及相关系列课程组师资队伍建设,形成一支具有较高学术水平和学历层次,科研能力强、教学经验丰富,热爱教学工作的高水平的教师队伍。
4.参与主持一项省级质量工程项目,协助课程体系规划、实施和建设。优化课程体系,合理调配师资力量,使所在课程上一个层次。参加《模拟电路》精品课程的建设任务,做好本课程建设,申报《模拟电路》校级精品课程。
5.承担本课程的教学基础设施(实践)规划与实施建设,加强实践教学系统的改革。重视实验、实践性教学,建立与课程建设相适应实验室和教学实践基地,引导学生进行研究性学习和创新性实验,培养学生发现、分析和解决问题的兴趣和能力。
6.积极开展教学方法和教学手段的研究,拓展教学内容,促进教学经验交流,每学期在课程组范围内至少参加一次教学经验研讨会,交流教学经验,不断提高教学水平。
7.协助本系列课程教学管理改革,建立切实有效的质量保证和监控体系。推进实验室开放管理,制定有效、可持续改进的教学质量管理措施。
8.承担《模拟电路》的教学任务,担任该课程的全程讲授,所承担的课程教学达到优良。
9.参加省级以上科研项目,积极参加横向课题开发。
模拟电路教学大纲 篇7
项目教学法来源于建构主义学习理论, 是指由学生和教师通过共同完成一个完整项目来实现教学要求的教育活动, 它既是一种教学方法又是一种课程模式。
项目教学法最显著的特点是以项目为主线, 教师为主导, 学生为主体, 改变了以往教师讲, 学生被动听的教学模式, 创造了一种由学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。
传统教学主要以理论课为主, 实验课较少, 且实验多为验证性实验, 导致理论知识与实践操作不能有机的融合, 当学生进行实践操作时早已把理论知识忘得差不多了, 教学效果较差。与传统的教学相比, 项目教学法则打破常规, 从项目实践入手, 使学生在做项目的过程中发现问题、提出问题。教师再结合项目进行理论知识的讲解, 使学生能解决这些问题, 从中学到知识。
二、项目教学法在模拟电路教学中的具体应用
为了便于教学, 把项目划分成若干个模块。每一个模块是一个能够完成特定功能的电路。再根据模块所包含的知识点, 设计相应的测试任务, 使得学生在做测试任务的同时学习到知识和技能。本文以“扩音器的制作”为例, 对项目教育进行了设计 (见图) 。
扩音器是由输入级、前置级、推动级、功放级、扬声器这五部分组成的。这五部分包含了固定偏置放大器、分压式偏置放大器、负反馈放大器以及OTL功率放大器, 这几部分电路是模拟电路的重点章节。因此, 我们以“扩音器的制作”作为一个项目。首先, 把它划分成4个模块, 分别是固定偏置放大器的制作与调试、分压式放大器的制作与调试、负反馈放大器的制作与调试、OTL功放的制作与调试。然后, 根据各个模块电路涉及到的理论知识点设计测试任务。
从项目教学的实践来看, 在课堂教学中进行项目教学主要由以下几部分组成:
(一) 前期准备
1. 精选项目
这是项目教学法的工作起点。教师选中的项目一般应当具有针对性、真实性和典型性, 并经相关行业专家、课程专家以及学校骨干教师共同讨论决定, 并经过校课改小组反复研究确定了六个项目, 包含了模拟电路的大部分重要知识点。每一个项目都是一个成熟的电子产品, 例如, 稳压电源、“叮咚”门铃、扩音器等等。所以每完成一个项目, 学生相当于自己动手完成了一个产品, 因而学习积极性、主动性都会得到很大的提高。
2. 教学场所的选择
针对项目教学做、讲相结合的特点, 教学场所选在电子实训工厂或车间, 并适当再配置相邻教室作为辅助, 装配、测试都在实训工厂进行, 理论知识讲解则移至隔壁小教室进行。班级人数一般控制在20-25人为宜, 2-3人一组, 相互配合完成项目。
3. 课时安排
项目教学法动手实践多于理论讲解, 采用先做后讲, 做与讲相结合的原则。课时安排要多于传统教学, 一般3-4个课时为宜, 每次课完成一个模块的学习。
4. 教材、学材准备
前期的准备工作中教材、学材的准备至关重要。其内容呈现方式应有利于学生通过活动建构新知识, 激发并维持学生学习的欲望;内容的组织上应实现知识、能力、情感态度与价值观的统一, 并将探究活动作为内容的重要有机组成部分, 允许学生采用多样的学习方式或学习方法, 学会与他人合作交流并能获得具有个人意义的、丰富的学习体验, 以养成良好的阅读习惯, 丰富学生有效介入学习的机会。
5. 预习工作
“凡事预则立, 不预则废。”预习是一种科学的学习方法, 在项目教学法中有着更重要的作用。它对培养学生勤于思考的习惯, 提高分析问题、解决问题的能力都有很大的帮助。所以在每次做项目前学生应根据教师提供的网站、材料进行认真预习。
(二) 学生做项目
学生做项目时, 应遵循先制作、后调试的原则。所以该部分分成制作和调试两个环节。
1. 制作
制作电路前首先要阅读要求, 每一个项目、模块都有相应的学习目标、工作目标。目的是让学生明确要学什么知识, 要练什么技能。制作的过程包括了测量元器件、装配、焊接, 最后同组学生对制作的电路相互进行评价。
2. 调试
调试过程分成五步: (1) 阅读调试要求, 明确学习目的; (2) 电路复查后通电; (3) 在教师的指导下, 2人一组, 相互协作, 完成任务的测试; (4) 学生把测出的数据分组讨论, 得出结论; (5) 问题反馈。一个任务调试的过程中遇到的问题, 怎么解决的都要记录在反馈表上, 便于以后总结问题。在以上制作和调试的过程中, 教师要引导学生了解项目的背景, 掌握调试的关键要领, 并鼓励学生积极思考, 实现师生间互动, 然后逐步启发学生深入项目、模块和任务, 并最终完成各项任务的测试, 得出结论。
(三) 知识点讲解
讲解理论知识时教师应依照引导为主, 讲解为辅的原则进行教学。尽可能让学生在测试任务的过程中, 把所需要的数据测出来, 根据教师的引导, 对数据进行分析、推导和讨论, 最后得出电路的功能。特别要注意的是教师对学生讨论的结果不应简单的公布答案或结论, 而应就整个讨论情况作出评价, 指出项目涉及的理论问题及讨论的缺点和不足, 并对学生提出的问题进一步引导其深入思考, 这是保证教学质量的关键所在。
(四) 知识拓展
在每一个项目或者模块完成之后, 教师可以适当补充一些与之相关的知识, 作为补充和拓展。补充的知识应是在原有知识的基础上进一步的发掘和深化。目的是为了拓展学生思路。例如一些课外小制作, 元器件的新运用等。可以以读一读、想一想的形式出现, 激发学生的兴趣。
(五) 评价总结
项目教学的评价体系与传统教育不同, 在完成相应模块和项目后, 学生对照评分表, 相互之间进行评价。教师在学生评价的基础上根据项目完成程度、质量的优劣等进行总评。此外教师课后要发一张反馈表, 从学习兴趣、课堂互动、自主学习、技能和知识的掌握这几方面让学生进行评价, 以便教师对教学进行改进。
(六) 考核办法
一般课程的考核主要以笔试为主, 强调理论, 而项目考核法降低了笔试部分在总成绩中的比例, 加入了项目实践动手的成绩, 例如满分100分 (可超出) , 分成两部分, 一部分是传统的期末笔试部分, 一般占总分的30%;另一部分是实践操作分占70%, 这70%是由若干个项目的测试组成, 按项目重要性的程度分配不同的分值数量 (具体方法略) 。这种考核的优点在于不仅对学生的理论水平作了考核, 而且更加重视学生的动手能力和平时学习、操作成绩。
三、问题与思考
首先, 在项目教学的过程中我们发现, 同一个项目在不同的学生中完成的速度、质量有明显的差异, 有些完成的很快, 有些完成的较慢, 有些甚至没法完成。对于这种情况, 经过认真分析后我们认为这是由于学生的基础、能力、努力程度不同造成的。针对这个问题, 我们考虑对不同层次的学生给予不同的项目, 这样不仅可以让学生能够顺利的完成项目, 而且体现了因材施教的原则。但与此同时, 一堂课要进行多个项目的教学对教师的专业知识、驾驭课题的能力提出了很高的要求。
其次跨学科性。通过项目主题所包容的跨学科的综合内容来达到教学完整性, 这在传统的单个学科的学习中是不能实现的。如, 一个项目教学的跨学科性使其成为综合内容教学的好方法, 然而对系统专业知识的掌握仍然是需要的, 在项目教学中要给予关注并以合适的方式体现。
摘要:“项目教学法”是一种典型的以学生为中心的教学方法。学生在教师的指导下亲自处理一个项目的全过程, 在这一过程中学习掌握教学计划内的教学内容。学生全部或部分独立组织、安排学习行为, 解决在处理项目中遇到的困难, 提高了学生的兴趣, 自然能调动学习的积极性。《模拟电路》课程, 从项目教学的基本设计方法、具体案例等方面介绍了电子专业项目教学的尝试, 以及存在的问题, 并提出了一些解决的方案。因此, 运用项目教学法进行《模拟电路》教学, 创造了学生积极参与, 积极协作的全新教学模式。
关键词:项目教学,模拟电路
参考文献
[1]徐国庆.实践导向职业教育课程研究[M].上海:上海教育出版社, 2004.
模拟电路教学大纲 篇8
关键词:分层教学 做法 体会
1 概述
所谓分层教学是指教师根据学生已有的理论知识、能力水平和潜力倾向把学生科学地分成几组各自水平相近的群体并区别对待,这些群体在教师恰当的分层策略和相互作用中得到最好的发展和提高,是承认学生在学习过程中有差异存在的实际情况,教师因材施教,达到不同层次教学目标的一种教学方法。我院需在电子技术实训室完成模拟电路实训课程的专业主要有:应用电子技术、数控技术等专业。而这些专业的生源都有参加高考后录取的普高生和“三校生”(职高、中专、技校),以及通过单独招生考试录取的学生。这三类学生的基础知识、智力因素和非智力因素等方面都存在明显的差异,在理论知识、能力水平和职业技能方面各有不同。普高生相对来说,文化基础较好,学习习惯和形为方式较好,善于对问题进行理论分析,但没有职业技能的基础;三校生文化基础相对较差,特别是数学和英语较差,学习习惯和形为方式一般,但具备一定的职业能力和职业技能;单招生文化基础一般,学习习惯和形为方式较差,但思维活跃,约束自己的能力较差,动手的愿望较强。针对以上三类学生的具体情况,在模拟电路实训课程中采用了分层教学的方式,具体做法如下。
2 具体做法
保留行政班,但在实训教学中,从三类学生的实际情况出发,确定不同层次的目标,进行不同层次的教学和辅导,组织不同层次的检测,使各类学生得到充分的发展。
2.1 了解差异,分层建组。面对知识、技能等熟悉程度不同的学生群体,如果完全按统一的课程标准统一授课和指导,必然会有部分学生跟不上,为了解决这一问题,教师要全面了解全班学生对模拟电路实训课程的掌握情况,然后根据学生的知识基础、思维水平及心理因素进行分组。在学生进入模拟电子实训室上第一堂课时,对学生进行随机分组(一般4至5人为一组),推选组长,然后由组长组织本组人员利用万用电表等仪器或工具认识和测试电子元器件,对已经组装好的电路板进行分析和评价,教师进行巡视和观察,了解组长的工作态度、责任意识和组织能力,在此基础上,固定各组组长,根据各个原有组员的知识、技能情况,重新按层次分组(充分考虑组长自身所在的层次),为分层教学奠定实施的基础。
2.2 针对差异,分类目标。在要求全体学生都要达到课程标准建议的目标前提下,对程度好的学生提出更高的要求,将已有的知识与技能,在解决实际问题中进行整合应用。同时鼓励他们自学并应用于实训过程中。在实训课堂中,对三校生以“放”为主,“放”中有“扶”,重在指导创新和提升;对普高生以“导”为主,“导”中的“帮”,重在指导学生自学;对单招生以“扶”为主,“扶”中有“放”,重在带学生学习。
2.3 面向全体,因材施教。学生的分层不是一层不变的,学生的学习是一个动态过程,其学习效果会受到环境、情绪等各种因素的影响,对不同的学习内容其掌握程度也有所差异。所以,实训教师每节课都要及时观察、评估学生对新知识、新实训方法的掌握情况,及时调整学生的层次。教师要确定每一个实训的教学目标,清楚并告知学生必须掌握的内容,学生需要理解的内容,学生必须知道的内容。然后根据不同的实训内容来建立不同层次的学习目标,对不同层次的学生提出不同的学实训目标。对三校生适当增加学习内容的广度和深度。如在手工焊接练习时,集中普高生和单招生,由教师讲解焊接方法,学生学着焊接,并仔细观察所焊焊点的质量,再请教师点评,然后开始焊后续焊点,以后每次都进行总结后再焊下一个焊点。针对三校生,直接告诉他们要求和安全注意事项,实施电路板焊接练习,焊接练习完成,教师点评,再把他们焊得好的焊点展示给其他同学看,并派出焊得好的三校生到普高生和单招生组进行示范,协同指导,带动其他的同学的积极性。
2.4 阶段考查,分类考核。在实训过程中,不同层次的学生,其考核标准约有不同,实现分类考核。如普高生和单招生的故障点设为3至5个,三校生的故障点设为5至7个,并且增加如何改进方面的要求。如对电路组装好后的调试阶段的考核,针对普高生和单招生,是让学生自己检查电路板有没有漏焊、虚焊,然后才是通电检查,可以在有帮助的情况下解决故障。针对三校生,采用由学生自行按照标准检查、打分,并说明打分的依据,分析出现故障的原因,提出解决故障的办法。
2.5 不断提高,让优生更优。针对三校生职业技能较强,普高生分析问题的逻辑思维能力较强的特点,在模拟电路实训过程中,针对课程标准的建议,设置不同的实施路径,让他们在实训时,各自有所侧重。类似于三校生采用来创意设计和加工、普高生和单招生采用来图加工的思路进行培养。让不同层次的学生共同提高,但优生更优。
3 结语
由于在模拟电路的实训教学中,有针对性地实施了分层教学,让不同层次的学生都达到了不同层次的学习目标,满足了不同层次学生的学习需要,激发了他们的学习兴趣,调动了全体学生非智力因素和心理因素的积极作用,使学生的现有知识、能力水平得到提升,所有学生都得到应有的提高。让能走的学生可以快步走了,能跑的学生跑起来了,能飞的学生飞起来了,达到了人才培养目标的要求。
参考文献:
[1]蔡柏良.分层教学的实践和思考[J].中国职业技术教育,2002(17).
[2]冯湘,牛红霞.对高职高专分层教学的探讨[J].郑州铁路职业技术学院学报,2002(5).
[3]蒋国平.职业学校实施分层教学模式探析[J].职业技术教育,2004(7).
串联电路和并联电路教学反思 篇9
这周,讲了串联电路和并联电路,在上轮教学时,复习初中讲的串并关系,主讲电压表和电流表的改装,内接外接的判断方法,整节的知识点是直接灌输给学生,串联电路和并联电路教学反思。
这次教学过程中,从恒定电流电路内电荷的稳定分布,分析得出串、并联电路的电流关系;根据电势和电势差的概念,通过理论分析的到串、并联电路的电压关系,教学反思《串联电路和并联电路教学反思》。使学生对串、并联电路中的电流、电压的关系有更深刻的理解,使学生体会到,许多概念、规律都是靠逻辑关系联系着,物理学是一个自洽的体系。在介绍完电压表和电流表的改装后,让学生通过做一道例题,自己体验,不管是内接还是外接都会有误差,对那个更靠近真实值,有了直观感受,最后带领学生学生一起总结。
虽然教学过程流畅,但还有许多遗憾,教学过程中,若让学生上台分析电表改装过程,教学效果会更好。
电路分析教学大纲 篇10
以下部分标题填写用黑体五号字体,具体填写内容字体为宋体五号)【课程编号】BJ26123
【课程类别】专业基础课 【编写日期】2010.3.30
【先修课程】普通物理、高等数学 【学分数】4.5
【学时数】87=67+8+12(实验)
【适用专业】电子信息工程、通信工程、自动化、网络
一、教学目的、任务
电路分析是高等学校电类各专业的基础课程之一,通过本课程的学习,使学生掌握电路的基本原理和基础知识,熟悉电路的基本概念和基本定律,掌握电路分析的基本方法,正确分析各种电路的工作状态。为学习后续课程和从事专业技术工作打下基础。
二、课程教学的基本要求
本门课程理论性较强,要求学生较扎实的数学基础,能正确理解电路常用名词,掌握电路基本定律(包括欧姆定律、基尔霍夫定律、换路定律),熟练灵活应用各种电路分析的基本方法(包括回路电流法、节点电压法、叠加定理、等效变换法等等),在教学过程中,着重培养学生严肃认真的科学作风和抽象思维能力,提高学生分析问题和解决问题的能力,以及会正确熟练地使用计算工具进行运算的能力。
三、教学内容和学时分配(8+5+8+8+3+7+2+8+7+6+5=67)总论(或绪论、概论等)1 学时(课堂讲授学时)主要内容:
绪论,课程定位
教学要求:
总体介绍电路分析主要内容和课程结构,学习电路分析的基础和该学科在以后的应用;把课程所涉及的参考方向和重要定理知识强调到位。
其它教学环节(如实验、习题课、讨论课、其它实践活动): 第一章 电路模型和电路定理 8学时(课堂讲授学时+课程实验学时)主要内容:
1、电路模型和理想电路元件,其中包括电阻、电容、电感的伏安关系。2、独立源和受控源。
3、参考方向,关联与非关联,及其发出功率和吸收功率的判断。
4、基尔霍夫电流定律和电压定律。教学要求:
掌握参考方向的设置,基尔霍夫定律,电源与负载。其它教学环节:1学时习题课
第二章 电阻电路的等效变换 5学时(课堂讲授学时+课程实验学时)主要内容:
1、电阻的串并联和混联等效电阻的计算
2、电阻Y联接和电阻Δ型联接的等效变换
3、电源的等效变换
4、输入电阻和等效电阻 教学要求:
掌握电路混联问题的求解,尤其是二端网络的等效电阻。其它教学环节:1学时习题课
第三章 电阻电路的一般分析 8学时 主要内容:
1、有向图的概念,并会列KCL和KVL的独立方程
2、网孔法和回路法求解电路
3、节点法求解电路 教学要求:
掌握电路方程的建立、求解,灵活应用电路分析方法。其它教学环节:1学时习题课
第四章 电路定理 8 学时 主要内容:
1、叠加定理求解电路
2、替代定理的概念
3、戴维南定理求解电路 ※
4、特勒根定理的基本概念 ※
5、互易定理求解电路 教学要求:
掌握电路分析的特殊求解方法,提高分析效率。其它教学环节:
1学时习题课+2学时实践研究:分析电路分析方法的实用性。
第五章 运算放大器 3学时 主要内容:
1、理解运算放大器基本概念
2、利用“虚短”和“虚断”概念来分析和计算比例电路、电压跟随器、加法器电路 教学要求:
掌握运算放大器的基本问题,虚短、虚断。其它教学环节:1学时习题课
第六章 一阶电路 7 学时 主要内容:
1、电容二端电压和电感支路电流初始值的求解
2、0等效电路,求任意支路上的电压或电流f(0+)值
3、一阶电路的零输入响应,零状态响应,和全响应的基本概念
4、时间常数τ的求解
5、单位阶跃函数和单位冲激函数的定义、性质和二者的关系
6、卷积积分的应用 教学要求:
掌握初值的求取、响应的构成、时间常数的求取 其它教学环节:1学时习题课 第七章 二阶电路 2 学时 主要内容:
1、用经典法分析二阶电路的过程
2、二阶电路的零输入响应,零状态响应,全响应等基本概念 教学要求:
了解二阶电路的基本分析方法 其它教学环节:无
第八章 相量分析 8 学时 主要内容: + 1、正弦信号的三要素
2、正弦信号有效值(或最大值)的相量表示法
3、电路定理的相量形式 教学要求:
掌握交流电路的相量分析法。其它教学环节:1学时习题课
第九章 正弦稳态电路的分析 7学时 主要内容:
1、阻抗和导纳的关系以及阻抗的求解
2、正弦电流电路的功率,复功率的定义,视在功率,有功功率,无功功率
3、功率因数的求解
4、正弦电流电路的稳态分析(包括:网孔法、戴维南定理求最大功率)
5、串联谐振的分析计算
6、并联谐振概念 教学要求:
掌握复数阻抗电路的分析、谐振。其它教学环节:1学时习题课 第十章 含耦合电感电路 6 学时 主要内容:
1、互感的串联和并联等效电感的计算
2、互感化除法求解电路
3、空心变压器和理想变压器的概念和计算 教学要求:
掌握互感的方程式求解方法和技巧。其它教学环节:1学时习题课 第十一章 三相电路 5 学时 主要内容:
1、对称三相电路的计算
2、对称三相电源、不对称三相负载电路的概念 教学要求:
掌握对称三相电路的特殊求解方法。其它教学环节:1学时习题课
电路分析实验
教学目的、任务: 电路分析实验课是高等院校电气类专业的一门重要实验课。学习本课程的主要目的是:①掌握电位、电压其相互关系,加深对电位的相对性的理解,掌握戴维南定理和诺顿定理。②获得本门课程领域内分析和处理的一些基本内容。③了解电路理论在现代化科学技术中的重要作用。
基本要求: 电路实验是学生在老师的指导下独立进行实验的一种实践活动,一般都有三个环节:1.课前预习、2.课堂实习(认真听取教师对实验的要求、重点、难点和注意事项的讲解;测量;记录)。3.课后小结(完成实验报告)。教学内容和学时分配(12=3+3+3+3)
实验一 直流电路中电位及其电压关系的研究 3学时 主要内容:
1、电路中电位、电压的概念。
2、参考点的定义。
3、两者的相互联系与区别。实验要求:
加深对电位、电压及其相互关系及在不同参考点的测量和计算。其它教学环节:完成实验报告
实验二 戴维南定理和诺顿定理实验 3学时 主要内容:
1、含源一端口网络开路电压的测量方法。(直接测量方法和补偿法)
2、戴维南定理、诺顿定理的概念。
3、用戴维南、诺顿定理对其等效替代。教学要求:
掌握戴维南诺顿定理,学会用补偿法测量开路电压,加深对等效电路的理解。其它教学环节:完成实验报告
实验三 交流电路参数的测定 3学时 主要内容:
1、交流电路中未知阻抗元件参数的测量。
2、交流电流表、交流电压表和功率表的测量方法。
3、三电压表法。教学要求:
了解交流电流表、交流电压表和三电压表法,掌握功率表法。其它教学环节:完成实验报告
实验四 改善功率因数实验 3学时 主要内容:
1、日光灯电路及工作原理。
2、功率因数的提高。教学要求:
掌握日光灯电路的工作原理及电路联接方法和改善它的功率因数的方法。其它教学环节:完成实验报告
实验五 单相变压器实验 3学时 主要内容:
1、变压器绕组同名端的判定。
2、变压器空载实验。
3、变压器外特性实验。
4、变压器短路实验。教学要求:
掌握单相变压器的几种实验方法。其它教学环节:完成实验报告
四、教学重点、难点及教学方法
重点:参考方向在电路分析的设置,电路定理在求解电路方程的灵活应用,相量分析法在交流电路中的应用。通过大量具体例题的详细分析、求解,来训练学生对基本概念和解题方法的掌握,再通过对学生作业的习题集相关问题的详细讲解进一步巩固。
难点:交流电路中参考方向的确定 实验教学重点难点
重点:参考点的定义,两者的相互联系与区别。电位、电压及其相互关系及在不同参考点的测量和计算。含源一端口网络开路电压的测量方法。交流电路中未知阻抗元件参数的测量。日光灯电路及工作原理,功率因数的提高。通过理论课程使学生对本实验有充分了解,再通过具体实验来分析、求解来进一步巩固。
难点:戴维南定理、诺顿定理的具体分析。
五、考核方式及成绩评定方式:考试
六、教材及参考书目 推荐教材:
理论:《电路》,邱关源主编,.第四版,高等教育出版社,1999年
实验:《电路实验》,孙桂瑛,齐凤艳主编,哈尔滨工业大学出版社,本专科教材修订版,2002年
参考书:
1、《电路分析基础》,李瀚荪编,第三版,高等教育出版社,1993
2、《电路基本原理》,C.A.狄苏尔,葛守仁编,高等教育出版社,1979
3、《基本电路理论实验指导》,蔡雪祥,倪振群编,上海交通大学出版社,1996年
4、《电路实验指导》,胡思胜编,机械工业出版社,1989年
5、《电路实验技术基础》钱克猷、江维澄编,浙江大学出版社,1997年
6、《电工基础实验指导书》江家麟、宁超编,高等教育出版社,1991年 修(制)订人: 审核人:
模拟电路故障诊断方法的创新 篇11
关键词:模拟电路;故障诊断;小波分析法
中图分类号:TN108.7 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 01-0000-01
模拟电路发生了故障,就不能达到设计时所规定的功能和指标,这种电路称为故障电路。故障诊断就是要对电路进行一定的测试,从测试结果分析出故障。模拟电路故障诊断是电路分析理论中的一个前沿领域。它既不同于电路分析,也不属于电路综合的范畴。模拟电路故障诊断所研究的内容是当电路的拓扑结构已知,并在一定的电路激励下知道一部分电路的响应,求电路的参数,他是近代电路理论中新兴的第三个分支。
一、模拟电路故障
电路诞失所既定的功能称为故障,在模拟电路中的故障类型及原因如下:从故障性质来分有早期故障、偶然故障和损耗故障。早期故障是由设计、制造的缺陷等原因造成的、在使用初期发生的故障,早期故障率较高并随时间而迅速下降。偶然故障是由偶然因素造成的、在有效使用期内发生的故障,偶然故障率较低且为常数。损耗故障是由老化、磨损、损耗、疲劳等原因造成的、在使用后期发生的故障,损耗故障率较大且随时间迅速上升。从故障发生的过程来分有软故障、硬故障和间歇故障。软故障又称渐变故障,它是由元件参量随时间和环境条件的影响缓慢变化而超出容差造成的、通过事前测试或监控可以预测的故障。硬故障又称突变故障。它是由于元件的参量突然出现很大偏差(如开路、短路)造成的、通过事前测试或监控不能预测到的故障。从同时故障数及故障间的相互关系来分有单故障、多故障、独立故障和从属故障。单故障指在某一时刻故障仅涉及一个参量或一个元件,常见于运行中的设备。多故障指与几个参量或元件有关的故障,常见于刚出厂的设备。
二、模拟电路故障测试的传统方法
一般来讲,模拟电路故障诊断的方法可以分为估计法,测试前模拟法和测试后模拟法三大类。估计法是一种近似法,这类方法一般只需较少的测量数据,采用一定的估计技术,估计出最可能发生故障的元件。这类方法又可分为确定法和概率法。确定法依据被测电路或系统的解析关系来判断最可能的故障元件,概率法是依据统计学原理决定电路或系统中各元件发生故障的概率,从而判断出最可能的故障元件。
测前模拟法又称故障字典法或故障模拟法,其理论基础是模式识别原理,基本步骤是在电路测试之前,用计算机模拟电路在各种故障条件下的状态,建立故障字典;电路测试以后,根据测量信号和某种判决准则查字典。从而确定故障。选择测试测量点是故障字典法中最重要的部分。为了在满足隔离要求的条件下使测试点尽可能少,必须选择具有高分辨率的测试点。
测后模拟法又称为故障分析法或元件模拟法,是近年来虽活跃的研究领域,其特点是在电路测试后,根据测量信息对电路模拟,从而进行故障诊断。根据同时可诊断的故障是否受限,SAT又分为任意故障诊断(或参数识别技术)及多故障诊断(或故障证实技术)。
三、模拟电路的故障测试的创新方法——小波分析法
1.小波分析法是基于神经网络的模拟测试
基于神经网络的模拟从测试点提取电压信号特征进行故障诊断,而从电源电流测试角度开展的工作还十分有限。模拟电路中的电流是一个重要的参数,也是故障信息的重要组成部分,包含着电路拓扑结构的丰富信息。若电路发生故障,输出电流波形将随之发生相应变化,含有丰富的故障类信息。对任一电路而言,电源节点是通用的,测量也比较方便,特别是目前模拟/混合电路的集成度与复杂度不断提高,可利用的测试管脚有限,给测试和诊断带来极大困难,因此对电源电流测试的研究具有重要意义。
小波变换具有同时在时-频域分析信号、大量压缩数据的属性,对采样数据经小波变换预处理后,能有效提取故障特征,简化了神经网络结构、提高了训练速度。小波变换具有同时在时-频域分析信号、大量压缩数据的属性,已广泛应用于信号检测、故障诊断等研究领域。在模拟集成电路故障诊断中,小波变换用来预处理采样数据,提取故障特征。二进小波变换通过多分辨分析算法来实现,将信号分解为近似(低频)和细节(高频)两部分,分别对近似和细节继续分解,形成信号的多层分解结构。
2.基于小波分析的模拟电路故障诊断
在电路信号的特征提取中,常采用频谱分析的方法。但是基于统计分析的傅立叶分析仅对不随时间变化的平稳信号十分有效,对于模拟电路响应信号中通常含有非平稳或时变信息却不能有效地提取故障特征。另外,模拟电路中含有大量噪声,若直接将高频成分当作噪声成份舍弃会造成有效成分的损失,若单纯对电路的输出进行分析,会导致故障模糊集较多,分辨率不高。而小波分析所具有的时频局部化特性、良好的去噪能力,无需系统模型结构的优势使之成为分析和处理此类信号的有效工具,也是目前在模拟电路故障诊断领域使用最多的一种特征提取方法,对模拟电路中的软、硬故障均适用。
小波分析的基本原理是通过小波母函数在尺度上的伸缩和时域上的频移来分析信号,适当选择母函数可使扩张函数具有良好的局部性,非常适合对非平稳信号进行奇异值分析,以区分信号的突变与噪声。小波分析技术实现时与神经网络有两种结合方式:一是松散型结合,二是紧致型结合。
总之,模拟电路故障诊断的主要任务是在已知网络的拓扑结构、输入激励信号和故障下的响应时,求解故障元件的物理位置和参数。模拟电路故障诊断理论和方法自研究以来,取得了很多成就,也提出了不少故障诊断方法。
参考文献:
[1]芮赟,李明齐,张小东,易辉跃,胡宏林.两次一维维纳滤波信道估计的一种噪声方差优化方法[J]电子学报,2008,08
[2]周世官,张云.基于进化神经网络的模拟电路故障诊断[J]计算机测量与控制,2007,08
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