电子线路分析与应用

电子线路分析与应用（精选11篇）

电子线路分析与应用 篇1

摘要：针对传统电子技术课程教学中存在的问题,提出在教学中引入Multisim进行辅助分析。利用Multisim对电子技术课程中的典型电路进行仿真,其各项结果与理论一致,且可以很方便地改变电路元件参数,观察不同条件下电路的工作情况。将虚拟实验和传统教学有机结合起来,能更好地提高学生的学习积极性和探索精神。

关键词：Multisim,电子线路,辅助分析,线路仿真

0 引言

电子技术课程是电类专业一门非常重要的专业基础课,该课程的教学质量直接关系到后续课程的学习,关系到学生的培养质量。电子技术课程具有基础性、工程性、实践性的特点。近年来,电子技术的发展日新月异,新技术和新器件不断涌现,日益丰富着电子技术课程的教学内容。传统的电子技术教学方法和内容已经不能很好地适应人才培养的要求,为了更好地提高电子技术课程教学效果,在课堂上引入Multisim仿真分析不失为一个行之有效的方法[1,2,3]。Multisim是当今世界上著名的电路仿真标准工具之一。本文将结合电子技术课程中的典型电路详细说明Multisim的应用。

1 Multisim的主要功能和特点

Multisim2001是加拿大Interactive Im-age Technologies公司推出的电路设计和仿真分析软件,它将电路原理图、电路仿真及PLD设计三者合一。利用该软件可以建立模拟、数字及其混合电路,并进行仿真。其特点是:易学实用性强,界面简洁,元件库齐全,仿真功能强大[4,5]。学生普遍反映电子类课程难学,主要问题是概念抽象、课程教学的直观性差。随着多媒体教学的普及,如果教学中引入电路设计和仿真分析软件Multisim2001在课堂进行演示,可以解决电子技术课程概念抽象、课程教学的直观性差的普遍问题,达到增强学生的感性认识,提高教学效率的效果。

2 Multisim用于单管共发射极放大电路的电路分析

利用Multisim软件进行仿真分析的基本步骤为:根据原理和设计需要,创建仿真电路原理图,然后根据实际情况设置好电路图选项,设定仿真分析方法,打开仿真开关,运行所设计好的电路,借助仿真仪器,即可得到仿真结果,同时结果还可以对输出的文件和数据做进一步分析处理[6,7,8]。进入工作窗口绘制电路图。按图1所示设置电路元件参数。当基极的电流有一个微小变化量时,晶体管的集电极电流将产生一个较大的变化量,这个较大的变化量流过集电极负载,使集电极电压发生相应的变化,于是晶体管集电极和发射极之间的电压发生一个相反的变化量,由电路分析可知,这个相反的变化量就是输出电压[9,10]。下面通过仿真分析观察一下这个过程。

2.1 静态工作点计算

输入信号采用有效值为10mV,频率为1 000 Hz的正弦信号,然后点击Simulate→analyses→DC operating point分析静态工作点,得到如图2结果。

理论值:

由式(1)、式(2)和式(3)可得出仿真结果与理论分析计算基本一致。

2.2 输出电压波形分析

添加oscilloscope,其中A通道观察负载RL处的输出信号;B通道观察输入信号。可以得到如图3波形。由图3可知,首先,当输入电压有一个微小变化时,通过放大电路,在输出端可得到一个比较大的电压变化量。可见,单管共发射极放大电路能够实现电压放大作用。其次,当输入一个正弦电压时,输出端正弦电压信号的相位与输入端信号的相位相反,可见单管共发射极放大电路还具有倒相作用。

2.3 频率特性分析

由于放大器件本身具有极间电容,此外放大电路中有时存在电抗性元件,所以当放大电路输入不同频率的正弦电压信号时,电路的放大倍数将有所不同,而成为频率的函数。在中频段,各种容抗的影响可以忽略不计,所以电压放大倍数基本上不随频率而变化。在低频段,由于隔直电容的容抗增大,信号在电容上的压降也增大,所以电压放大倍数将降低。同时,隔直电容与放大电路的输入电阻构成一个RC高通电路,因此将产生0~+90°之间的超前附加相位移。在高频段,由于容抗减小,故隔直电容的作用可以忽略,但是,晶体管的极间电容并联在电路中,将使电压放大倍数降低,而且,构成一个RC低通电路,产生0~-90°之间滞后的附加相位移[9,10]。为了能更直观地分析和掌握单管共发射极放大电路的频率特性,启动Simulate→analyses→AC analysis进行交流分析,得到如图4所示的幅频和相频响应曲线:

由图4可知,单管共发射极放大电路在不同频率范围的放大倍数和附加相位移与理论定性分析基本一致。

3 结语

用仿真软件Multisim对单管共发射极放大电路输出电压波形和频率特性进行了仿真,结果显示与理论基本相同。课堂上通过理论讲授分析,可使学生对电路的工作原理有一定的初步认识。通过仿真,学生可以把抽象的认识和比较形象的仿真结果联系起来,加深对课程理论知识的理解。因此,将仿真软件与传统的课堂教学有机地结合起来,能够更好地提高学生的学习积极性。

参考文献

[1]张宁,辛修芳.Muitisim在高频电路实验中的应用[J].现代电子技术,2010,33(10):48-50.

[2]田胜军,秦宣云.基于Muitisim 2001的高频电路分析与仿真[J].现代电子技术,2006,29(8):100-102.

[3]刘静波.高频电子线路实践教学的建设和探索[J].电气电子教学学报,2006,28(4):87-88.

[4]王冠华.Multisim 10电路设计及其应用[M].北京:国防工业出版社,2008.

[5]张卓勤.Multisim 2001及其在电子设计中的应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2003.

[6]李良荣.现代电子设计技术[M].北京:机械工业出版社,2004.

[7]韦思健.电脑辅助电路设计[M].北京:中国铁道出版社,2002.

[8]Interactive Image Technologies Ltd.Multisim 7simulation&capture education user guide[R].Canada:InteractiveImage Technologies Ltd.,2003.

[9]杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M].3版.北京:高等教育出版社,2006.

[10]陈大钦,罗杰.电子技术基础基础实验[M].3版.北京:高等教育出版社,2008.

电子线路分析与应用 篇2

薛 冬

陶行知先生说：“教学做是一件事，不是三件事。我们要在做中教，在做中学。”“教学做合一”强调以“做”为中心，所谓“做”，就是强调“注重实践”，其实质是理论联系实际，教育联系生活，学以致用。电子线路是电类专业重要的专业基础课，是一门实践性很强的课程，因此，在教学中应当充分体现出“教学做合一”和“在做中教、在做中学”的教育理念，努力在“做”字上下功夫。这对于进一步推进课堂教学改革，全面提升专业课程教学质量大有裨益。

一、以任务为驱动，在“做”中学

电子线路是电类专业学生必修的一门专业基础课，课程具有很强的理论性和实践性，且对学生实践技能的要求较高。这门课对于中职学生（入学成绩普遍较差）来说，学习难度很大。为了提高课堂教学效果，应运用“教学做合一”的教学理念，以任务为驱动，在做中学，从而激发学生的学习兴趣，提高课堂教学质量。

所谓“任务驱动”，就是在学习的过程中，学生在教师的指导下，紧紧围绕一个共同的任务中心，在强烈的问题动机的驱动下，对学习资源进行积极主动的应用，开展自主探索、互动协作的学习，并在完成既定任务的同时，由教师引导学生进行学习实践活动。任务驱动法是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学方法，它要求“任务”的目标性和教学情境的创建，使学生带着真实的任务在探索中学习。

在电子线路课程的教学实践中，当讲授组合逻辑电路的`分析及设计这一章时，笔者采用了任务驱动教学法，取得了较好的教学效果，其具体操作过程如下。

1.任务的提出

先让学生观看举重比赛的视频场景，然后提出任务：假设举重比赛中有A、B二个副裁判和一个主裁判C，只有当主裁判同意时，且副裁判至少有一人同意时，举重成绩才能有效，否则举重成绩无效。请试设计一个裁判电路并由实际电路进行测试。视频的播放、真实场景的再现、任务的布置，大大激发了学生的学习兴趣。

2.分析任务

任务提出后，学生根据实际问题设计出的逻辑电路五花八门，但笔者并不急着告诉他们哪个是正确的，而是让他们现场介绍自己设计的逻辑电路图。笔者通过上台发言、小组讨论、相互修正等活动，引导、启发学生的思维，使学生们在设计电路的过程中手脑并用、互帮互学，不但学到了知识，而且提高了语言表达能力和社交能力。

3.实施任务

在课堂上，当学生设计好需要的电路图后，笔者又要求其在教师提供的材料中选择自己所需的元器件，按照自己的设计连接电路，验证自己的设计是否正确。在此过程中，老师必须全程指导，让学生独立完成任务。

4.学习效果评价

课堂评价是对学生能力的客观评价，不应过多地强调学生所获得知识的对与错。根据电子线路课的特点，笔者不仅评价了学生对新知识的理解、掌握、熟练应用等情况，还评价了学生自主学习的能力、与同学相互协作的能力等。

通过教学实践，我们可以看到，在完成任务的过程中，培养了学生分析问题、解决问题以及团队协作的能力，促使学生不断地获得成就感，可以更大地激发他们的求知欲望，逐步形成一个感知心智活动的良性循环，从而培养出学生独立探索、勇于开拓进取的自学能力。

二、以人为本，在“做”中教

以人为本，就是以学生为本，一切要从学生的实际出发。中等职业学校的学生文化基础薄弱，学习成绩不理想，厌学文化和专业理论课。但他们对于实践课、实验课以及其他需要动手操作的课程，往往兴趣浓厚。因此，专业教师应因势利导，在讲授专业理论课的同时，更多地通过做（教师演示、学生操作）来达到教的目的。

如在讲授二极管、三极管器件时，笔者首先出示了二极管、三极管的实物，让学生直接观察。老师提问“这是什么”，接着问“有什么用”；接着，笔者展示拆开的电子产品（如充电器、收音机等电器），把这些产品分发到学生（以小组形式对学生进行分组）手中，让他们找出相同器件的位置；最后，再由笔者讲述这些器件的作用。这样就紧紧抓住了学生的注意力，激发了学生探索新知识的强烈欲望，营造了良好的学习氛围。

又如讲到三极管的判断方法时，可把学习环境移到实验室或实训室（营造氛围），学生每人一个万用表、若干个三极管，安排两名教师进行教学和指导。一名教师按照判断三极管类型、管脚的步骤，逐步操作，逐步讲解；学生仿照教师的动作进行按步操作、按步理解，此时另一名教师进行巡回指导。通过反复的操作练习，学生很容易掌握三极管的判断方法，另外也可以通过对坏器件的测试来加深学生对知识的理解。

三、以“ 做” 为中心， 学以致用， 在“做”中悟

“教学做合一”的核心是“做”字，做是学的中心，也是教的中心。要使学生学到真本领，教学内容必须尽可能转化为“实际电子产品”，一定要保证学生在学习过程中手脑并用，把所学知识与动手操作贯穿于整个教学全过程，真正做到学以致用。

电子线路是一门实践性很强的课程，教材中的内容大多都与实际生活中的电器有密切联系，因此，每讲完一章节，教师都可以准备一些专业资料，让学生独立完成一个项目课题。当然课题不能设计得太大、太难。例如学完二极管后，教师可让学生做一个电子猫（利用发光二极管）；学完稳压电源后，让学生做一个稳压电源（可用集成稳压），为其他电路提供电源；学完功率放大电路后，学生就能完成OTL电路的制作，并连上音箱、VCD等附属电器，达到播放音乐的目的。当学生看到自己通过各种方法、多种渠道独立完成的作品时，那份成功的喜悦溢于言表，对知识的渴望也就越来越强。

当然，学生在完成课题的过程会碰到很多的问题，如购买器件时的价格、型号问题以及调试无结果等等。在解决问题的过程中，教师可以结合自己当初碰到问题时的真实想法，与学生进行交流，把自己的心得、想法、领悟说给学生听。通过真实的、面对面的交流，让学生感悟知识是需要付出巨大的努力才能获得的，是自己通过探索、实践、再探索、再实践之后才能获得的，从而进一步让学生感悟到科学知识的魅力，并从中获得乐趣。

在电子技术迅猛发展的今天，电子产品已应用到社会生活的各个方面，这就要求电子专业课教师必须站在时代前沿，不断吸收新知识、新技术、新产品、新工艺，不断探索新的教学方法，让学生掌握更多的科学知识。正如陶行知先生所说，“要想学生好学，必须先生好学，惟有学而不厌的先生，才能教出学而不厌的学生。”

电子线路分析与应用 篇3

[关键词]EDA 电子线路 仿真

《电子线路》是电子电工专业的一门专业基础课程，对其掌握的熟练程度直接影响到后续专业课程的学习，如《电子测量》、《电视机原理》等。要学好《电子线路》这门课，就必须进行大量的实验，在实验中体会课堂上的理论知识，从实验结果中总结和掌握知识。然而，现在许多职校实验器材的缺乏和设备的陈旧已远远跟不上学生学习需求。随着计算机的普及应用和电子技术的发展，利用电路设计和仿真的EDA工具软件Multisim7在计算机上方便、安全地进行电子线路的模拟试验和电路设计，作为课堂教学的补充可取得非常好的教学效果。EDA技术在教学中的应用，不但可以使学生对所学电路有了一定的感性认识，而且还能掌握各种仪器的使用，把理论与实践紧密地结合在一起。因此利用EDA仿真技术具备了使学生进行大量实验的条件，也是《电子线路》教学发展的方向。

（一）Multisim7软件的简介

目前，EDA技术是许多职业学校电类专业教学中不可缺少的一项技术，掌握EDA技术也是电类专业学就业的基本条件之一。常用于电子线路仿真和设计的EDA工具软件Multisim7以其独特的功能特点深受广大电路设计者和学习者的喜爱。它把整个学习和实验过程都搬到了虚拟实验室中进行，能够使实验电路，仪器以及实验结果等一起直观地展现在学生面前，另外对电路参数调整也极其方便。因此Multisim7在职业学校中得到了非常广泛的应用。其主要功能特点有：

1.具有丰富的元件库和类型齐全的测试仪器。

Multisim7提供了近万种电路元件，其中包括基本元件库（如电阻，电容等）、晶体管库、模拟元件库、电源库、集成电路、基本显示器件库、数字模拟混合库和其他元器件库等，并且还可以根据需要通过元件编辑器扩充已有的元器件库。Multisim7提供了一系列虚拟测试仪器，包括常用仪器如万用表、功率表、多踪示波器、信号发生器、数字万用表、频率计数器等，以及一般实验室中不可多得的各种专用高档仪器如逻辑分析仪、网络分析仪、频谱分析仪等。这些仪表的使用和读数与真实的仪表相当，仿佛就像在实验室中使用仪器一样，并能仿真到最真实的结果。

2.具有直观的图形界面和高效的仿真设备。

应用Multisim7软件进行仿真教学的操作简单、易学。它具有更加形象直观的人机交互界面，各类元器件和测试仪器均可直接从屏幕上选取，各种元器件能够通过键盘随时更改，仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。在电子电工实验中，经常会碰到由于实验器材出现故障而导致实验无法进行或所得测量数据不准确，耗费了不必要的时间和精力，失去了实验的意义。利用Multisim7支持的Spice、VHDL、Verilog仿真，以及任何这几种仿真的混合进行实验时，只要连接电路正确，学生几乎能够100%地快速、安全仿真和验证各种实验，从而提高了实验效率。

3.具有强大分析和设计电路的功能。

Multisim7提供了详细的电路分析方法，不仅可以完成电路的直流静态工作点分析、交流分析、瞬态分析、温度扫描分析、时域和频域分析、电路噪声分析和参数扫描分析等常用分析方法，而且还提供了傅里叶分析、交直流灵敏度分析等高级分析方法来帮助设计人员分析电路性能，大大缩短分析时间。电子设计是人们进行电子产品设计、开发、和制造过程中十分关键的一步，其核心就是电子电路的设计。Multisim7是一种自上而下的设计方法，设计者只要确定系统设计、功能划分和行为描述外，其余都有计算机自动完成，加快了产品开发的速度，提高了设计人员的工作效率。

4.具有与PCB设计软件有良好的衔接功能。

电子设计工具平台Electronics Workbench主要包括Multisim和Ultiboard两个基本工具模块，Multisim7可以把自己创建的电路原理图文件输出给Ultiboard系统进行印刷电路板的自动化设计。近年来出现了许多电路设计工具软件，如Protel 就是较为突出的一种PCB软件，Multisim7可以和此软件进行良好衔接，从而设计出高性能的多层电路板，并且能够迅速的把设计电路转化成实际产品。Multisim7还能将仿真结果输出到MathCAD和Exclel电子表格等应用程序当中去。

（二）电子线路中EDA技术的应用举例

射极输出器是电子线路中用途最广泛的电路之一，在学生通过射极输出器仿真实验之后，更能体会到射极输出器电路结构和特点。

1.分析射极输出器电压跟随性。

仿真实验图如图1设置信号源为1kHz，100mV的正弦波，万用表为电压档。运行仿真，调整Rp，观察万用表中三极管发射极电位变化，依次调节Rp百分比由80%变化到0，记录发射极电压的值，对应填入表1中。从表中数据得知当Rp的值变小，发射极电流变强，发射极电位略有上升，但跟基极电位相差不大，具有电压跟随性。再对双踪示波器中输入、输出电压波形、读数情况进行分析，发现两者波形幅度相同，频率一致，并且是同相位，可以看出，测试结果和理论总结具有良好的一致性。

2．稳定输出电压特性的分析。

将负载电阻R2接入时观察示波器的输出波形如图2，再将负载电阻R2断开时观察示波器的输出波形如图3，从示波器演示中可以看出，无论R2接入还是断开，输出波形的幅度、频率和相位都没有发生变化，这种现象表明：射极跟随器当负载发生变化时具有稳定输出电压的特性。与此同时，可再一次加深负反馈的概念，将理论和实践联系起来。

3．放大器输入、输出电阻的测量。

（1）测量输入电阻ri： 测量输入电阻的方法很多，通常用“换算法”、“替代法”等，这些测量方法较复杂，Multisim7可以通过放大器等效电阻的定义如图4进行测量，方法简单，理解容易。

结论：得出测量结果与理论值相似，但方法更直接，易于理解和掌握。

（2）测量输出电阻ro：如图 5所示，用“替代法”计算ro的值。在负载电阻R2接上试运行仿真，得到UO1为69.784mV，断开R2后运行仿真，得到UO2值为70.237mV。

经过理论公式计算，得到实际值与理论值相似。

通过以上应用实例可见，Multisim7是一个非常好的电子线路仿真软件，而且对电子线路课程中的实验都能应用。真正让学生体会到了仿真实验的“方便、快捷、安全” 和融会贯通的特点，很好地培养了学生的动手能力和综合分析能力，并且使教师的教学水平上了一个新的台阶。

参考文献：

[1]李良荣，罗伟雄.现代电子技术——基于Multisim7[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2]陈其纯.电子线路[M].北京：高等教育出版社，2001.

电子线路分析与应用 篇4

关键词：DDS,无线传输,高频电子线路,综合性实验

引言

目前, 高频电子线路实验的开设多以高频试验箱的单元电路为主的验证性实验, 这些实验的优点主要是对已一些理论知识能够通过实验得到更加深刻的理解, 但是这种单元电路所构成的验证性实验, 由于实验方案的唯一性, 实验步骤的确定性, 因而学生在完成实验过程中, 实验数据以及对于实验数据的处理与分析都大同小异, 束缚了学生自主学习的能力;高频试验箱中的单元电路, 没有一个无线电发射、接收系统的电路, 学生对于理解无线电通信过程发射、接收的概念以及发射、接收距离、发射功率等没有系统的概念。

基于上述以高频试验箱中的单元电路开设实验所存在的问题, 笔者建议设计一种基于无线电通信系统的高频综合实验教学系统, 该系统在实验方法上采用了验证性与设计性相结合、单元电路与系统调试相结台的实验方法, 拟提高学生的综合技能和实际应用能力。

1. 系统设计

设计一种无线电发射、接收系统, 该系统的框图如1所示。采用DDS芯片, 产生频率可变的载波信号, 音频信号通过AM调制方式, 由高频功率放大器输出高频已调信号, 通过发射天线发射出去;在接收端, 由小信号调谐放大器放大接收到的高频已调波信号, 然后通过解调以及音频功放, 得到原音频信号。

1.1 发射系统的设计

发射系统如图1 (a) 所示, 由载波、调制高频功率放大三个单元组成。

1.1.1 载波信号发生器

载波信号发生器的结构框图如图2所示。其采用直接频率合成器DDS芯片AD9850, 通过单片机输入对应的频率控制字与相位控制字, 产生所需要的一定频率的正弦信号。然后通过低通滤波器对直接频率合成器所产生的信号进行滤波, 得到频谱纯净的正弦波信号。

1.1.2 调制与功放电路

调制与功放电路如图3所示, 采用集成芯片MC1496乘法器为核心, 将调制信号调幅于载波信号上。高频功率放大器采用以高频功放管8050为核心, 采用两级放大电路予以实现, 由于本实验装置的工作频率为10MHz~15MHz, 故发射天线采用类似于中波收音机的磁棒天线。

1.2 接收装置的设计

1.2.1 小信号谐振放大器

小信号谐振放大器的结构框图如图4所示, 其是由三级LC谐振放大器所组成。三级放大器都工作在甲类状态, 每一级都有LC谐振网络, 调谐在接收信号的频率上。三级放大器, 其增益, 通带宽。

1.2.2 检波与音频功放

检波与音频功放电路的结构如图6所示。检波电路采用大信号峰值包络检波电路, 其是由检波二极管和由RC并联电路所组成低通滤波器所组成。音频功率放大电路是由集成音频功率放大器TDA2030为核心所构成。

2. 测试点与实验过程的设计

本实验一共有6个测试点, 在测试点1处, 通过键盘设置载波频率, 在实验时可以分组要求不同的频率段, 比如15个组, 可以以0.2MHz为步进, 从10MHz到13MHz。在测试点2, 通过调整乘法器1496的外围电位器, 产生具有一定调制度的AM信号。在测试点3, 通过高频功率放大器观察放大后的AM信号。在测试点4, 调整小信号放大器的谐振网络, 调谐在发射端的载波频率, 得到幅度的AM信号。在测试点5, 观察与原音频信号一致的低频信号。在测试点6, 观测不失真的放大后的音频信号。通过每个测试点的调试后, 可以从音频输入端输入MP3信号, 然后通过接收端的喇叭播放其声音。

在完成整个系统的调试之后, 可以让同学改变发射、接收装置的距离, 观察其对接收信号强弱的影响。让就近两组、或者三组同学, 加入不同的mp3信号, 每个组的同学接收各自的信号, 理解无线电通信过程中信道的概念。

3. 结论

通过高频综合试验箱的单元电路验证性实验与系统实验结合教学, 学生可以掌握整个无线通信过程, 对于相关参数的修改对于相关指标的影响有更深入的理解。本综合性实验系统充分体现了以学生为主体的实验教学, 使学生在实验中不再一味机械照搬, 而是积极参与到实验参数的设计、调整, 使学生对此门课程产生真正的兴趣, 达到实验教学与理论课教学相辅相成, 理论联系实际的良好效果。

参考文献

[1]罗晖, 王传云.高频电子线路课程实验改革探讨[J].华东交通大学学报, 2005, 12.

[2]沈伟慈.通信电路[M].西安:西安电子科技出版社, 2004.

电子线路实验综合改革与实践 篇5

【摘 要】在电子线路实验中引入基础性实验、综合性设计实验和情景式设计实验，结合系统的实验考核方式，全面提升学生的综合素质，充分挖掘学生的自主创新能力，教学效果显著。

【关键词】电子线路实验教学      基础性实验     综合性设计实验     情景式实验

一、引言

我校的电子线路实验教学包括模拟电子技术实验和数字电子技术实验两部分。模拟电子技术和数字电子技术是工科专业的基础课和专业必修课，是工科专业本科教学的重点，由于课程理论性强、逻辑严谨、内容抽象，学生掌握困难。电子线路实验作为这两门课程的一部分，能够通过摸得到、看得见的实验现象，加深学生对理论知识的理解，建立起对常用器件原理与性能的直观印象。更为重要的是，通过一些设计型实验可以提升学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，培养学生的工程技术素养。

二、电子线路实验教学的现有模式及弊端

现有的电子线路实验是围绕理论课程开设的，也就是根据各个重要的知识点来设置实验项目。这些实验项目大多数是验证性实验，通过这些实验，虽然加深了学生对基础知识的理解和掌握，但由于理论知识先入为主，使学生觉得实验数据与理论推倒相符是理所当然的，好像一下子就掌握了相关的知识点。学生上完这类实验课后，唯一留有的印象就是在实验箱上连了许多的线，用各种仪器测量了许多数据，感觉实验不过如此。导致学生不会动脑分析实验现象，不会调试实际电路;实验不够规范，误操作多，引起电子元件烧毁导致安全隐患，对学生动手能力的培养效果很差。这种以验证性实验为主的电子线路实验课程，缺乏设计性和综合性实验内容，使得学生电路综合设计能力得不到训练，而这种能力正是他们今后走向社会的重要能力，是他们今后工作需具备的重要素质。

三、电子线路实验教学的实施与改革

随着国家对高等教育实验教学的重视和大力投入，各高校都围绕“如何培养和提高大学生综合素质，培养创新人才”这一主题，对实验教学模式、管理方法和实验课程设置等诸多环节进行不断地改革。新的实验教学模式如雨后春笋般地涌现，我们实验中心也围绕这个主题对现有实验教学进行了改革和创新，注重学生综合素质和创新能力的培养。

1.基础性实验

大多数学生第一次接触电类实验，对这类实验没有明确的概念，不知道电路应该如何搭建、仪器应该如何使用、数据应该如何测量。因此，基础性实验主要侧重于上述问题的解决，让学生通过基础性实验了解电子电路设计中常用的电子测量仪器原理，学习并掌握其使用方法，为后续专业课程学习以及今后的职业生涯打下坚实的基础。此外，通过该类验证性的实验可以加深学生对所学的理论知识的理解，巩固已学的电路知识，是学生认识理论和实践的结合，学会用理论知识指导实际电路设计，明白理论指导不是空中楼阁，而是与实践相辅相成、互相促进。通过这类基础性实验，也初步建立起学生的工程技术思维，让学生知道在精确调试之前要有一个参数定量估计和定性粗调的过程，体会理论计算和实际工作的不同之处。

2.综合性设计实验

综合性设计实验是基础性实验的延伸和扩展，主要是根据一些基本单元电路来设计常用实验电路，如：单级放大器、两级负反馈放大器、差分放大器等电路。通过让学生自己动手设计电路、搭建电路、验证电路，来加强学生对重点知识的理解，培养学生的设计能力，提高学生解决实际问题的能力。

3.情景式设计实验

所谓“情景式”实验模式是将学生今后工作中可能遇到的一些情景，设计成一些题目，学生可根据自己的基础和特长自由选择实验题目，根据给定的“情景”要求，自行设计电路、选择器件、搭建电路，并对其设计的电路进行检测。这种实验模式是以学生为主体，教师辅助学生完成，使得学生对自己今后的工作和研究方向有一个初步的体验，增强他们的就业信心。电子线路实验情景式实验模式充分调动了学生开展创新性实验的积极性和主动性，增强了学生的创新意识和科研素质，为适应当今及未来社会发展需求提供了有力保障。

4.实验教学考核

实验教学考核是检验和巩固实验教学效果的重要环节和手段。因此在考核方式上，我们采取了三种形式：（1）实验报告成绩，实验报告能体现一个学生对实验项目的把握程度，是对这个实验内容的全面总结;（2）平时成绩，平时成绩主要是教师根据学生的预习情况和在实验过程中的表现给出;（3）考试成绩，主要是教师根据实验大纲的要求，在学期末对学生进行包括实验理论、实验技能和基本实践知识三个方面考核。这样既强调了对理论知識的理解，又兼顾了动手能力的培养。

四、结束语

在这个科技飞速发展的时代，社会对大学生的综合素质能力提出了更高的要求。作为大学生的培养者，我们只有不断改革我们的教学理念，不断地创新我们的教学方法，让我们的教学更贴近实际，更贴近学生，才能培养出社会所需的综合性创新型高素质人才。

【参考文献】

[1]石景龙，杨罕，王睿，等.教学实验室开放模式的探索与实践，2011.

电子线路分析与应用 篇6

关键词：Multisim,高频电子线路,单失谐振幅鉴频电路,教学方法探讨

0 引言

高频电子线路是通信工程、电子工程专业一门必修的工程技术基础课程, 理论性、实践性、工程性较强。传统的教学更多注重理论知识的讲解, 学生很难掌握。为了提高高频电子线路的教学质量, 改善教学效果, 提高学生的分析和解决问题的能力, 有必要将电路仿真软件引入课堂。Multisim软件具有丰富的仿真分析能力, 可以设计、测试和演示各种电子电路, 为电子线路设计人员在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析等创设了良好的平台[1]。

本文以单失谐振幅鉴频电路为例, 阐述了Multisim仿真软件在高频电子线路课程中的应用, 把抽象的问题通过仿真简单化、形象化, 使学生更容易接受。

1 单失谐振幅鉴频器工作原理

振幅鉴频器的基本原理是把等幅调频波通过频率-幅度线性变换网络, 变换成振幅与频率都随调制信号而变化的FM-AM波, 然后通过包络检波器根据FM-AM波的包络变化, 还原出原调制信号。它的电路模型如图1所示。

最简单的振幅鉴频器是单失谐回路振幅鉴频器, 原理电路和波形如图2所示。电路中的频率-幅度变换器就是LC并联谐振回路。

如果把并联谐振回路的谐振频率fp选得高于FM波的载波频率fo时, 对FM信号而言, 将工作在并联谐振回路的感性失谐区。工作在感性失谐区的并联谐振回路, 其幅频特性曲线有一段以载频fo为中心的倾斜区, 如图3所示。

当FM波的电流流过回路时, 由于对不同的瞬时频率, 回路失谐阻抗大小不同, 因此LC回路的端电压是一调频-调幅波, 其振幅uFM-AM将随FM波的瞬时频偏Δf (t) 而变化。当f (t) >fo时, 回路失谐小, 回路输出电压振幅uFM-AM大;当f (t) <fo时, 回路失谐大, 回路输出电压振幅uFM-AM小。当FM波的瞬时频率随调制信号调变时, 回路阻抗的失谐度也随之调变, 使回路输出电压振幅受调变, 它的包络变化规律即可反映出调制信号的变化。再通过包络检波器进行振幅检波, 便可还原出原调制信号, 完成鉴频作用。如果把并联谐振回路的谐振频率fp选得小于FM波的载波频率fo时, 对FM信号而言, 将工作在并联谐振回路的容性失谐区, 其实现频率-幅度变换与感性失谐时类似。

2 单失谐振幅鉴频电路实现

图4是单失谐振幅鉴频电路。V1是幅值为6 V, 中心频率为1.2 k Hz, 调制信号频率为100 Hz的输入调频波。L1和C1组成并联谐振回路, 实现频率到幅度的线性变化。VD, R和C组成二极管峰值包络检波器, 完成对FM-AM波的检波。XSC1和XSC2是示波器, 其中XSC1用来观察输入等幅调频波和谐振回路输出FM-AM波的波形, XSC2用来观察FM-AM波和二极管包络检波输出的波形。

3 单失谐振幅鉴频电路仿真分析

3.1 频率-幅度变换分析

要实现频率-幅度的变换, L1, C1组成的谐振回路应处于失谐状态, 那么就要求谐振回路的谐振频率小于或者大于输入调频波的中心频率1.2 k Hz。

(1) 感性失谐分析

当L1=102μF, C1=98μF时, 并联谐振回路谐振频率为1.59 k Hz, 大于输入调频波的中心频率, 谐振回路感性失谐, 调频波经过并联谐振回路输出为FM-AM波, 在示波器XSC1可以观察到FM-AM波形如图5所示, 上面波形是输入调频波, 下面波形是经调频-幅度变换的FM-AM波, 实现了频率到幅度的线性变换。

(2) 容性失谐分析

当L1=200μF, C1=230μF时, 并联谐振回路谐振频率为0.74 k Hz, 小于输入调频波的中心频率, 谐振回路容性失谐, 调频波经过并联谐振回路输出为FM-AM波, 在示波器XSC1可以观察到FM-AM波形如图6所示, 上面波形是输入调频波, 下面波形是经调频-调幅变换的FM-AM波, 实现了频率到幅度的线性变换。

3.2 包络检波输出

以感性失谐为例, 当R=10 kΩ, C=50 n F时, 在示波器XSC2观察二极管包络检波器输出波形如图7所示。当R=10 kΩ, C=100 n F时, 检波器输出波形如图8所示。

从图7和图8波形的输出可以看出, 此时电路虽然都能够检波出FM-AM的包络信号, 但随着逐步增加C的值时, 输出信号的高频波纹变小, 更加接近光滑曲线。继续增大C的值, 设C为600 n F, 900 n F, 检波器输出波形如图9和图10所示, 可以看出, 当逐步增加C时, 二极管包络检波器产生惰性失真。C增大的越大, 惰性失真越明显。对比分析见表1 (R=10 kΩ) 。

通过仿真结果可以看出:

(1) 谐振回路在感性失谐和容性失谐时输出的FM-AM波波形的异同, 虽然都实现了频率到幅度的变化, 但是谐振回路感性失谐时, FM-AM波的幅值变化和频率变化一致, 即频率高, 幅值大;频率低, 幅值小;容性失谐时, FM-AM波的幅值变化和频率变化不一致, 即频率高, 幅值小;频率低, 幅值大。

(2) 利用二极管的单向导电特性和检波负载C的充放电过程实现检波, 所以C的选择很重要。C过大, 则会产生惰性失真。C太小, 高频波纹大。

4 结论

传统教学在讲解利用谐振回路的感性失谐、容性失谐特性实现频率到幅度的变换输出的波形和二极管包络检波正常检波和惰性失真输出波形特点时, 给学生的直观印象不深。而通过将Multisim仿真软件引入课程教学, 可以很形象地表达出波形的特点, 丰富了教学内容, 学生的信心得到提高, 加深了对理论知识的理解吸收, 教学效果明显改善。

参考文献

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电子线路分析与应用 篇7

1 配电系统电缆电气参数特性与设计保护

1.1 配电系统电缆电气参数特性

电缆线路相与相之间以及相与地之间的耦合电容很大, 容抗相当小, 由此会产生数值很大的电容电流。电缆单位长度阻抗小于架空电缆线路单位长度阻抗, 而相对于架空线来说电缆线路的长度一般要短得多, 短线路问题会给继电器的整定带来一定的影响。电缆线路各序阻抗角比架空线路阻抗角小。阻抗角的变化会给阻抗继电器的最大灵敏角的校整以及附加阻抗值的测量带来一定的影响。电缆线路零序阻抗与正序阻抗的比值也与架空线有很大的不同[4]。

1.2 配电系统电缆的保护设计

继电保护是电力系统的重要部分, 它在保证系统安全、稳定运行等方面起着不可替代的重要作用。对继电保护装置的设计、运行和配置提出了快速性、灵敏型、选择性和可靠性四项基本要求, 由于线路网架结构、电压等级的不同, 有时候这些要求可能会出现相互矛盾的现象。一个优秀的设计方案往往是综观全局后在保证系统安全、可靠、稳定运行前提下的合理折中。随着电力系统对可靠性要求的进一步提高, 也由于纵联保护常常因通道等原因而不能投入运行, 因此在10k V及35k V配电线路上都要求采用两套纵联保护, 以实现主保护的双重化[5]。两套主保护互为备用, 原则上只要保护的性能十分完善, 采用两套原理相同的保护装置实现主保护的双重化是可行的。但由于系统的运行方式变化很大, 也可能出现预料不到的稀有故障, 两套主保护采用不同原理应当是有益的。同时目前配电系统架空线路保护的常规配置如下:每回线路配置会为备用的两套完整的、独立的全线速动数字式分相电流差动保护。双重化的三段式接地、相间距离保护作为后备保护;双重化的定时限/反时限零序电流方向保护作为后备保护;线路重合闸保护;配电系统断路器失灵保护[6]。

2 配电系统电缆的线路设计与应用

2.1 平面设计

为了保证电缆运行的最短距离与经济型, 我国配电系统电缆的平面设计大多数是采用一条线设计, 其实有时完全可以顺应地形、地势, 将上、下行线分别设计为各自独立的平面线形, 其平面造型亦很优美, 两条线中间有时隔以山冈、草地甚至一片森林与大自然融为一体。

2.3 纵面设计

(1) 凸形竖曲线半径设置:配电系统电缆由于受地形地貌的制约, 连续小半径短平曲线与连续大纵坡小半径竖曲线的组合时常出现。这种情况下很容易做到平纵对应, 满足规范要求。但这种组合往往忽略了视距要求, 这种情况下往往难以通过调整平曲线半径来解决。此时, 宜在不过多增加工程量的前提下适当加大凸曲线半径, 以便增大视距, 保证在曲线上任何一点均能看清前方平曲线的变化。也就是说, 在条件允许的情况下, 应选取较大的凸曲线半径[7]。 (2) 凹形竖曲线半径设置:一般凹曲线半径容易满足规范要求, 但有时设计者为了追求凹凸曲线指标的均衡, 而增大凹曲线半径。这样势必造成工程量的增加, 对造价控制不利。而且由于配电系统电缆纵坡较大, 起伏频繁, 凹曲线半径设置过大, 势必增加工程。因此在设计中不宜一味追求高指标而增大凹曲线半径。

2.4 平纵面组合设计

配电系统电缆平纵面组合设计往往受地形、桥涵、通道构造设置的制约, 直接影响到工程造价。故应充分考虑地形起伏走向、构造物引起纵面起伏, 以减少工程量。平竖曲线的半径要协调, 竖曲线的半径一般为平曲线半径的10-20倍可以取得良好效果。当平、竖曲线半径均较小时, 两者不得重合, 应避免出现不宜重合的曲线[8]。

2.5 越岭线的设计

越岭线的特点是线路需要克服很大的高差, 线路的长度和平面位置主要取决于线路纵坡的安排。越岭线布局主要应解决的问题是:垭口选择, 过岭标高选择和垭口两侧线路展线的拟定。它们是相互联系、相互影响的。布局时应综合考虑, 处理好三者的关系。其中, 垭口是体现越岭线方案的重要控制点, 应在基本符合线路走向的较大范围内选择, 要全面考虑垭口的位置、标高、地形条件, 地质情况和展线条件。越岭高差较小, 地质条件稳定, 展线降坡后能与山麓控制点直接地衔接, 不需无效延长线路, 这种垭口最为理想。如垭口虽低, 但地质条件不好, 或两侧山坡不适于展线, 或展线后与山麓控制点接线不顺, 则应稍微偏离总方向另行选择。垭口以下的两侧山坡线是越岭线的主要组成部分, 山坡的地形、地质条件直接影响线路的质量、造价和路基的稳定, 应综合考虑。

总之, 配电系统电缆线路首先应在保护配置方面要求选择的设备充分考虑电缆的特点, 提出保护的配置建议和要求。在线路走向设计中结合具体工程的电缆长度、参数、敷设方式等实际情况研究分析, 在实践中检验和不断修正。

摘要：电缆运输是人类社会赖以生存和发展的特殊物质基础, 当前经济发展、社会需求和科技进步推动了电网的发展, 而它的发展又为经济的发展奠定了坚实的基础。同时它的优劣关系到电缆本身功能的发挥和在配电系统中是否能起到应有的作用。对于配电系统电缆工程复的自然条件而言, 线路设计是提高工程质量、控制工程造价与加强电力保护的主要因素。本文结合笔者的工作经验, 在保护设计与走向设计方面提出几点关于我国配电系统电缆线路设计方面的建议。

关键词：配电系统,电缆线路,设计

参考文献

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电路仿真软件在电子线路中的应用 篇8

1 仿真是设计电子电路和系统的有效手段

电子工程电路及其组成的系统主要功能是能源变换、传递过程的控制。要变换的是电力形态, 控制方法靠电子线路。系统品质在20世纪80年代中后期有了飞速的提高。究其原因则是借助于计算机仿真技术。在使用计算机来进行仿真时, 选择合适电路设计软件会使该问题得到一定的解决, 前段时间的软件多是解决线性、连续工作的稳态电路。本文介绍的PSpice软件, 既可解决线性电路, 也适合非线性电路;既可解决模拟电路, 也适合数字电路;既可解决连续状态工作问题, 也适合不连续状态工作的问题;既可解决连续稳定工作电路, 也适合开关调节的启动工作电路。总之, 电子工程电路均可仿真。仿真时, 要读取电路中任何一点电流、任何两点间的电压都很容易, 还可以进行频率响应、频谱分析、温度分析、参数变化分析、蒙特卡罗分析、最坏情况分析、噪声分析等等。可以说, 后面几种分析在实验中是无法模拟进行的, 加之, 仿真软件是在计算机上运行, 所以有使用方便、简单的优点。由此可见, 如此复杂的系统工程, 只有充分利用计算机处理综合信息才能迅速得到成效。仿真的必要性、有效性可见一斑。

2 PSpice仿真软件在电子线路中的举例应用

在仿真软件中, 种类极多, 本文主要举例Pspice仿真软件, 探讨了仿真软件在电子线路中的应用。Pspice可用于模拟电路、数字电路及数模混合电路的分析及电路优化设计。它可以在制作实际电路之前仿真该电路的电性能, 如计算直流工作点 (Bias Point Detail) , 进行直流扫描 (DC Sweep) 与交流扫描 (AC Sweep) 显示检测点的电压电流波形等, 也可估计元器件变化 (Parametric) 对电路造成的影响及分析一些较难测量的电路特性, 如进行噪声 (Noise) 分析, 进行电路优化设计等等。用PSPICE对一低通滤波器进行瞬态分析, 用.PROBE命令绘出V1和C3的波形。

2.1 编辑原理图

首先在Windows界面下的PSPICE程序组中。

双击Schematics, 进入原理图编辑, 画出图1。

2.2 仿真计算首先须进行仿真分析的设置

本例的仿真内容为瞬态分析, 在Schematicss主菜单下, 用鼠标单击分析 (Analysis) 中的设置 (Setup) , 选中瞬态分析Transient设置 (在选项前的小框内打勾) , 并将Print Setup设为10us, 将最终时间Final Time设为3ms, 然后退出。接着就可以点中Analysis中的Creat Netlist建立电路网络表, 此时, 会要求存盘, 并自动进行电路检查 (Electrical Rule Check) , 如有错误将给出提示。最后就可以点中Analysis中的仿真计算Simulate (或按快捷键F11) 进行仿真。在仿真过程中, 会看到界面。计算结束, 可点中该界面的File下的Examine Output检查仿真结果。

2.3 波形显示

计算结束后, 进入Probe (可通过主菜单的选项Option设置自动进入, 也可在Analysis中点中Run Probe运行) , 选择增加 (Add) 曲线 (Trace) 在给出的菜单中选V1、V (C3:2) 、V (C3:1) , 显示如图2的波形。

总之, 从对低通滤波器电路瞬态分析的仿真过程及结果分析, 我们可以看到, PSpice确实是一个优秀的模拟实验平台, 见图2。

利用它, 可以完成许多电子技术中电路的实验和测试, 而且其修改和优化设计都很方便、快捷。这一点对于从事电子、信息工程和自动控制工程等领域的设计人员具有很高的使用价值。

3 电路仿真软件在电子电路中的应用

电子电路仿真软件在教学、科研、产品设计与制造等各方面都发挥着巨大的作用。

在教学方面, 几乎所有理工科 (特别是电子信息) 类的高校都开设了仿真软件课程。主要是让学生了解仿真的基本概念和基本原理, 掌握逻辑综合的理论和算法、使用仿真软件进行电子电路课程的实验并从事简单系统的设计。一般学习电路仿真工具PSpice和Matlab等, 为今后工作打下基础。科研方面主要利用电路仿真工具 (Matlab或PSpice或saher) 进行电路设计与仿真;利用虚拟仪器进行产品测试;将CPLD/FPGA器件实际应用到仪器设备中;从事PCB设计和As IC设计等。在产品设计与制造方面, 包括前期的计算机仿真, 产品开发中的仿真软件的应用、系统级模拟及测试环境的仿真, 生产流水线的仿真技术应用、产品测试等各个环节。如PCB的制作、电子设备的研制与生产、电路板的焊接、ASIC的流片过程等。

从应用领域来看, 仿真技术已经渗透到各行各业, 包括机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域, 都有仿真技术的应用。另外, 仿真软件的功能日益强大, 原来功能比较单一的软件现在也增加了很多新用途, 进而使得仿行, 而且能够在一定条件下, 实现零电流软开关、大大减小了开关损耗。另为, 这种拓扑结构是创新型的, 由于PFC的引入使得对电网的谐波污染大大减小, 同时可以实现在110V、220V不同电压下工作。值得注意的是, 该拓扑结构控制简单。这个电源还利用了DSP实现了数字PID实时控制, 使其能良好工作和实现远程通信。

4 结语

随着计算机通信技术、网络技术、数据库技术、面向对象技术、Internet技术以及软件标准化技术的飞速发展, 电子系统仿真软件将向网络化、专业化、实时化和具有更高的开放性、可移植性和可扩展性方向发展。电子系统仿真软件也将逐步向全过程动态仿真和大规模实时仿真系统方向发展。

摘要：近年来, 电路仿真软件在电子线路中得到了广泛的应用, 尤其是PSpice仿真软件、Saber仿真软件等, 更是得到了迅速的发展, 本文主要研究了电路仿真软件在电子线路中的应用, 并且举例PSpice仿真软件的应用状况, 探讨了仿真软件在电子线路中的发展。

关键词：电路仿真软件,电子线路,PSpice仿真软件

参考文献

电子线路分析与应用 篇9

关键词：EEPROM,存储芯片,电子线路系统

对于嵌入式系统来说, EEPROM是保存重要数据的非可丢失元器件。由于目前很多单片机用于数据存储的RAM非常有限的而且掉电丢失, 而且在软件系统运行过程中有一些静态或者动态的数据需要保存起来方便以后多次使用, 特别是用于掉电记忆、记录定时、时间等重要参数, 因此最常用的方法就是在单片机或CPU外围加上一片或多片EEPROM, 用于保存掉电后需要保留的数据。

24系列串行EEPROM是目前串行EEPROM中用量最大的一类。24系列串行EEPROM除具有一般串行EEPROM的体积小、功耗低、工作电压允许范围宽等特点外, 还具有型号多, 容量大、I2C标准总线协议, 占用I/O口少, 容量扩展配置及方便灵活, 读写操作相对简单等优点。在智能化装置中, 其和单片机相配接, 得到日益广泛的使用。

1 目前市面上比较广泛使用的一些EEPROM的型号

国外主要有ATMEL, ST, MICROSHIP等厂家设计的芯片, 比如24C系列 (24C02, 24C04, 24C08.......24C512) 和93C系列 (93C46, 93C56, 93C86) 。

国内的EEPROM品牌主要有上海复旦 (FM24C16A) , 型号从FM24C02至FM24C512;华虹 (K24C16) 等, 市面上还流通着大量的无品牌EEPROM。

2 EEPROM的主要参数特性

对EEPROM来说, 可靠性是至关重要的。主要的可靠性指标有耐久性和数据保持特性。耐久性是EEPROM可反复擦/写的能力, 通常用EE2PROM的擦/写阈值电压随擦/写周期的变化来表示;保持特性是存储在EEPROM中的信息是否能长期保存的能力。下面根据厂家提供的Datasheet比较一下最常用的两种EEPROM的特性:

其实上面这些都是产家提供的理论数据, 往往有一些芯片的擦写次数由于环境恶劣, 人为因素等, 根本达不到上表所列出的理论值, 所以在我们软件设计的过程中, 要注意节省EEPROM的擦写次数。比如有多个数据要存储的时候, 尽量集中在一次读写;可以页读写的尽量页读写等。

3 EEPROM的硬件连接方式

4 读写EEPROM需要注意的一些问题

(1) 使用EEPROM芯片之前, 需要先了解芯片的型号和容量的大小, 关键的是芯片的页面大小, 下面以Microchip的存储芯片为例:

从图中可以看到24C01的页面大小是8个字节, 24C04是16个字节的, 其他的还有32、64、128字节一页等, 所以在使用之前必须仔细阅读厂家提供的datasheet, 才能避免在读写的时候出现错误。

(2) 注意读写时序的问题:由于EEPROM采用的是标准的I2C总线, 所以必须注意严格的按照I2C的读写时序来操作。特别是写EEPROM的时候, 每写完一页必须等待足够长的时间, 才能去继续写下一页。如果等待时间不够就进行写操作就有可能出现卷页的情况, 也就是将之前写进EEPROM的数据覆盖掉。

(3) 注意EEPROM数据的保护:为了数据的更加安全可靠, 每次对EEPROM写数据时要养成良好的习惯, 每个数据包都要经过CRC-16、CRC-32校验或者根据自己的校验方式, 把数据校验后才存储, 这样可以有效保证数据的正确性, 以免造成不必要的数据丢失。

5 结语

电子线路分析与应用 篇10

关键词：Pspice；电路仿真软件；电子线路

中图分类号：TN702

近年来，我国电子电路技术获得突飞猛进的发展。新时期，人们深刻地意识到，在计算机技术的辅助下完成集成电路与系统的分析与设计，能很大程度上降低工作的难度。传统的分析设计技术并不能很好地满足当代大规模集成电路的发展需求，使用计算机软件辅助电子线路的分析与设计显然是大势所趋。本文针对PSpice电路仿真软件与其在电子线路中的应用进行研究，旨在深入探讨PSpice电路仿真软件的优势与功能，以求更好地发挥出该技术的应用价值。

1 Pspice软件的优势

借助Pspice软件，使用者能够轻松完成大规模的电路图绘制工作，并能利用该软件实现电路的模拟仿真、元器件符号制作等。在操作过程中，设计者可以将电子线路原理图以图形的方式输入到软件中，软件将会根据原理图，自行展开电路检查工作，最终行程图标，对电路进行模拟仿真与计算分析。Pspice软件具有十分稳定的收敛性，在系统、电路级仿真中，能够发挥出良好的性能优势。

1.1 界面简单操作方便

Pspice软件近年来不断升级，输入方式从传统的单一文本输入方式升级为输入原理图方式。这一输入方式的出现，能够使电路设计一目了然，使设计者能够更为直观地看清设计中的不足。另外，Pspice软件随着自身功能的不断完善，操作方式也日趋简单化，均采用的是菜单式结构，任何具有Windows操作能力的能均能学会。可通过鼠标与快捷键的同时使用，提高工作效率，提升工作精密度。

1.2 仿真效果格外理想

使用Pspice软件，设计者可以随意更改元件参数。在操作过程中，使用者仅需通过存盘、创建连接表等简单操作，便能实现任何结构复杂的电路仿真。这一点，Pspice软件具有其他同类型软件无法与之相较的优势传统软件在参数修改仿真方面，操作难度系数高，且流程比较繁琐，任何一个参数值的改变都需要一切从头开始，很大程度上影响了工作效率，给使用者增添了许多不必要的麻烦。

1.3 具有较高的集成度

Pspice软件集直流分析、温度分析等多种仿真功能于一体，使用者咋操作时，仅需在苏姚测量的部位设置电压探针，就能通过电路仿真，观察电路运行过程中，测量部位的电压或电流变化情况。另外，该软件还集成了数学运算功能，不但能够进行加减乘除一类简单的数学运算，还能完成对数、指数等复杂函数的运算，目前没有任何同类型软件能够做到这一点。

2 PSpice电路仿真软件的分析功能

2.1 直流分析

直流分析是非线性直流分析的简称，主要用于计算在直流电压或直流电源的环境下，设计电路的运行情况。电路直流分析主要包括直流工作点分析、直流扫描分析等。作为确保电路得以正常运转的重要前提，直流工作点的分析，能够帮助使用者更为清楚地了解电路在运行状态下，各元件电压与电流。直流扫描分析是通过对直流电源、元件参数以及工作温度等参量，以特定规律的方式进行扫描，以此来了解参量发生改变时，电路受到的影响。

2.2 即时分析

即时分析是非线性即时分析的简称。即时分析就是在电路处于运行状态下，对电路电压与电流岁时间变化发生的改变信息进行捕获与分析。这一类型的分析方法对于输入信号为时变信号的情况下格外有效，通过即时分析，使用者能够掌握在某一时段下，时域响应的特点，由此来判断电路中，各环节的电压、电流关系与相互的影响。设计者完全可以结合电路在交流信号环境下的工作状态，判断电路设计的合理性与实用性。

2.3 统计分析

Pspice软件的统计分析包括最坏情况分析与蒙特卡洛分析。蒙特卡罗分析，主要是针对电路元器件参数在各自容差范围内，按照某种分布规律，随电路特性改变产生的变化情况。相较于蒙特卡罗分析，最坏情况的分析，通常是在最后一次分析中，将各参数调整至容差范围内的最大值，以此来模拟最坏情况下的电路特征。

3 PSpice电路仿真软件在电子线路中的应用

Pspice软件在模拟电路、数字电路以及混合电路的分析与优化设计方面具有良好应用价值，在Pspice软件的辅助下，使用者完全可以通过设计电路的方针，分析电路设计的合理性与可行性，从而对电路设计进行不断调整与完善。

在实际操作过程中，使用者可借助Pspice软件，对某低通滤波器进行顺泰分析，并由Pspice软件制成V1与C3的波形。具体操作为：（1）在Windows界面下的Pspice软件中，双击Schematics，进入原理图编辑，以图形方式输入原理图（如图1所示）；（2）仿真计算。考虑到本文实例应用的仿真内容为顺泰分析，因此，可电机顺泰分析Transient设置，将PrintSetup设为10us，并将Final Time设置为3ms。随后，通过Creat Netlist建立电路网络表，完成存盘操作；（3）电机Analysis中的方针计算Simulate进行仿真。仿真计算结束后，电机Examine Output查看仿真结果。

图1

查看仿真见过，首先进入Probe，在给出菜单中设置V1、V（C3：2）、V（C3：1），最终获得波形图如图2所示。

图2

4 结束语

综上所述，本文通过对Pspice软件的优势、功能分析，对其应用价值进行深入剖析，并结合实例，对该软件应用可行性加以验证。研究结果显示，Pspice软件在电子线路设计分析中，具有良好的应用价值，在它的辅助下，使用者能够完成大量电力电子技术电路设计与测试。今后，有关该课题的研究还应继续深入，为不断提高Pspice软件的应用价值，促使我国电子技术的稳步提升做贡献。

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电子线路分析与应用 篇11

随着社会经济的快速发展, 人民生产生活对电力的依赖逐步加强, 对供电可靠性的要求越来越高。而我国配电网目前来说发展较滞后, 单辐射型配电线路占多数, 即使单点故障也易造成较大范围停电, 供电可靠性低。为适应电网精益化管理要求, 最大程度提高供电可靠性, 智能断路器被广泛应用在配电线路上, 本文对其在配电线路上的应用做简要分析。

智能断路器:利用微电子技术、数字化控制装置与新型传感器的组成及编程, 建立新的断路器二次系统, 实现智能化开断电路功能。目前研发使用的有方向性智能分界真空断路器、电压时限型真空断路器、电流时限型真空断路器等智能断路器。

2 智能断路器在重要用户与分支线路混合配电线路上的应用与分析

对于重要用户与分支线路混合配电线路, 为保证重要用户的供电可靠性, 安装使用方向性分界开关, 俗称看门狗。

(1) 当分支线路发生单相接地故障时, 分界开关直接跳闸, 变电站断路器不动作, 配电线路不停电, 保证了重要用户的连续供电。

(2) 当分支线路发生短路故障时, 分界开关检出过电流, 启动过流闭锁, 变电站断路器跳闸, 分界开关检线路无压后分闸, 变电站断路器重合成功, 配电线路无故障部分恢复送电。此情况下, 仅造成重要用户短时停电 (小于20秒) 。

3 智能断路器在主干线带多分支配电线路上的应用与分

析

随着电网电压等级的简化, 现今设计变电站多采用110k V10k V双绕组变压器向用户直接供电, 易产生大线径10千伏主干线路带多分支线路供电的配电线路。在此种线路上安装使用方向性分界开关可极大地减少停电范围, 提高供电可靠性。

例:

(1) 当分支线路发生单相接地故障时, 分界开关直接跳闸, 切除接地分支, 变电站断路器不动作, 未接地分支及主干线路不停电, 即避免了接地选线, 又保证非故障部分的连续供电。

(2) 当分支2发生短路故障时, 分界开关2检出过电流, 启动过流闭锁, 变电站断路器跳闸, 分界开关2检线路无压后分闸, 分界开关1、3、4因无故障电流记忆故不动作, 变电站断路器重合成功, 配电线路无故障部分恢复送电。此情况下, 仅故障分支开关动作切除故障, 隔离故障点, 避免了线路全停, 停电范围大大缩小。

4 智能断路器在联络线路上的应用与分析

随着配电网发展, 实现“手拉手”供电线路越来越多。在此种线路上安装使用电流时限或电压时限型智能断路器可实现快速故障隔离与无故障部分转供电。本例以电压时限型断路器为例, 介绍开关配合动作原理。

上图中正常运行方式下联络开关为分闸状态, 出线开关与分段开关为合闸状态。

下面简要说明d点发生短路故障时开关动作情况。

(1) 出线1开关保护动作, 出线1开关跳闸;L1分段开关1、L1分段开关2检测线路无压后自动分闸。

(2) 出线1开关经一定时限后重合, L1分段开关1检测线路有压后重合。 (如线路分段数较多, 则依次检有压后重合。)

(3) L1分段开关1重合后送电至故障点, 出线1开关保护再次动作跳闸。L1分段开关再次失压后分闸并闭锁重合闸。

(4) L1分段开关2在L1分段开关1重合后即检测到有压, L1分段开关2重合前线路再次失压, L1分段开关2因短时检测有压而闭锁重合闸, 故障点隔离。

(5) 出线1开关再次重合, 依次恢复无故障部分线路供电。

(6) 正常运行情况下, 联络开关两侧检测均有压。当一侧突然失压后, 经一定时限启动合闸, 恢复无故障部分线路供电。

此案例中采用电压时限型智能开关, 要求各开关时限有序配合, 变电站开关需重合两次。

5 结语