模拟电路实验教学

模拟电路实验教学（共12篇）

模拟电路实验教学 篇1

一、引言

《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,

[4]刘合群, 职业教育学, 广东高等教育出版社, 2004

模拟电路实验教学 篇2

课程代码：不知道

中文名称：模拟电路课程设计 授课专业：电子科学与技术 学时：18 学分：1

一、目的与任务

模拟电路课程设计是模拟电子技术课程重要的实践性教学环节，是对学生学习模拟电子技术的综合性训练，这种训练是通过学生独立进行某一个或两个课题的设计、安装和调试来完成的。

通过模拟电路课设要求学生：

1、根据给定的技术指标，从稳定可靠、使用方便、高性能价格比出发来选择方案，运用所学过的各种电子器件和电子线路知识，设计出相应的功能电路。

2、通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析问题和解决实际问题的能力。

3、了解常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。

4、初步掌握简单模拟电子系统的设计、布线、画图、仿真、排除故障等基本技能；

5、进一步熟悉电子仪器的使用方法。

6、学会撰写课程设计总结报告。

7、培养学生严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

二、内容、要求与安排

1、内容：

课题名称：（可根据实际情况另行命题）

（1）多用途温度监测及控制器（2）音频功率放大器

（3）集成电流稳压电源的设计（4）函数发生器的设计

2、要求：

在教师的指导下，学生要在规定的时间内完成课题的设计，使用MULTISIM12.0软件仿真电路，并独立完成总结报告。

3、进度安排及方式：（以四学时为一个单元）第一单元：集中讲课，主要内容如下：

（1）课程设计的目的与要求

（2）课程设计的教学过程

（3）课程设计的评分标准

（4）课设题目介绍

（5）学生自由组合，选择题目。

（6）讲授必要的课题背景和相关知识、原理。着重帮助学生明确任务，理解模拟电子系统的一般设计方法。

第二单元：确定题目，教师就题目的基本要求答疑。学生讨论、查资料。第三、四、五单元：查资料、设计、仿真。

学生根据课题要求，独立完成课题的设计方案，并可以运用MULTISIM12.0软件仿真在微机上完成对所设计电路的仿真。

第六单元：学生查询资料，进行设计并完成设计报告

设计报告应包括的内容：课题名称及要求；系统总体设计方案（画出系统原理框图、方案的论证与比较等内容）；系统分析与设计（各模块或单元电路的设计、参数计算、元器件选择等内容）；完整的系统电路图；所需的元器件清单和仪器仪表清单；调试方法、仿真结果等。

三．指导方式

1.指导教师确定设计课题，下达设计任务书。2.指导教师讲解课程设计内容。3.学生查询资料，教师指导。4.学生进行设计，教师辅导答疑。5.验收并答辩。

6.学生撰写设计报告，教师指导。

四．考核内容与成绩评定

1.实际设计内容及答辩：50% 2.设计报告：40% 3.态度和纪律：10% 最终成绩分为优、良好、中、及格和不及格五档。

五．课程设计教材及参考教材：

模拟电路实验教学 篇3

关键词：模拟电路 实验组织教学

《模拟电路》是高等职业教育电类专业的一门专业基础课，要求学生掌握必需的基本理论和基本技能。然而，高职学生普遍存在文化基础薄弱、学习主动性较差的情况，对于这门课学生总是感觉原理枯燥抽象，操作深奥难明，很容易出现畏难、厌学情绪。以增强实验探索性、实用性和趣味性，以吸引调动学生学习积极性和主动性为指导思想，以狠抓基本操作、基本技能、培养严谨科学态度的形成为目的，在模拟电路教学中以实验组织教学，将有关模拟电路实验内容予以系统化，通过分组实验的形式由学生自主观察、实验、读书、议论从而探讨问题的实质。这样，不仅能较好地处理模拟电路教学中教与学、议与练的关系，还能提高学生学习模拟电路的兴趣，激发学习主动性和积极性，进而提高学习质量，使学习成效明显提高。

一、 以实验组织教学的特殊教学模式

（一）以实验组织教学是通过学生看书、实验观察、思维和讨论等途径来获得知识，教师起着组织、引导、点拨和解惑的作用，因此是“以学为主”的教学模式。

（二）以实验组织教学本人大胆采用内蒙古师范大学陶.哈斯巴根教授的《过程完整化教学模式》，改变过去先理论后实验，学生被动验证的作法，采用先实验后理论即“超前实验”的教学模式。让学生在实践中感悟理论知识的重要性；带着实验中遇到的问题，引导学生运用理论去解决，以提高自学的能力。

（三）以实验组织教学除了有验证性外，更重要的是给学生创造一个发现和探索的空间。

二、以实验组织模拟电路课程教学的过程

采取以实验组织教学的方法进行教学，通过“读、议、练、讲”使教学活动成为教师提出问题并加以启发诱导，学生有目的地观察、实验、读书、讨论、思索，解决问题的过程。它的基本程序主要有：边讲边实验，先实验后理论。为了使以实验组织教学取得较好的效果，所选编的实验应是：目的明确、难度适当、设备简单、操作方便、效果良好。

现以放大电路为例具体介绍以实验组织教学的进程：中心内容是放大电路的工作原理及功能，其中静态工作点的调整是本节的重点和难点。根据放大电路结构及其各部分功能，编排三个相关连的实验，让学生根据电路结构和功能来系统地学习放大电路的知识。

实验一：单管交流放大电路的分析（分组实验，每四人一组）。

实验二：两级交流放大电路设计（分组实验，每四人一组）。

实验三：射级跟随器的分析（分组讨论）。

讨论题目：（1）什么是静态工作点？静态工作点如何调整？（2）两级交流放大电路的放大倍数主要由什么决定？（3）射级跟随器有什么特点？通过读书、议论、分析、总结，将课本知识和观察到的实验结果加以融合，作出较系统、完整和逻辑性较强的回答。

三、以实验组织模拟电路课程教学的教学手段

1.教学的第一个环节是调动学生的积极性，引发思维的火花，将学生的思维意向纳入课堂教学的轨道，与教师的思维同时起步。比如在介绍放大电路的组成时，首先要大家思考什么元件具有放大作用，引导学生想到三极管的电流放大作用，进而思考怎样由电流放大转化为电压放大。

2.让学生思维的热点与教学重点、难点正面撞击，培养学生思维的创造性。思维的创造性只有接受教学重点、难点的正面挑战才能得到锻炼，因此，在学生的思维萌动后，把教学重点、难点推到“前台”与学生的思维热点接触，让学生的思维得到充分的考验。

3.留下悬念，激发反思的余波。一节课的结束不能认为是思维发展过程的完成，恰恰相反，应该是思维进入更高层次循环的开始。因此，在教学的最后一个环节教师用悬而未决的问题，诱发学生渴望知识结论的愿望。比如在做完单管交流放大电路的分析实验后，要学生思考若在电路中增加一个三极管，电路的功能会有怎样的变化？

四、结论

本人通过一个班（约40人）以实验组织教学的《模拟电路》课程的教学试行，使学生始终处于主动探索的地位，思维活动极为活跃，而且随着教学的逐步深入，学生对该课程的兴趣也逐步提高。对理论知识的有了更深入的理解，一学期下来理论和实践考试成绩明显提高。实践证明，以实验组织教学是提高《模拟电路》教学质量的有效途径。

科学知识起源于实践、发展于实践和应用于实践。在教学实践中，只有遵循教学规律，以学生为主体，充分调动学生的学习积极性，培养学生的能力，发展学生的思维能力才是符合现代高职教育趋势的重要内容。

简易模拟电路实验箱设计 篇4

1 相关软件

设计模拟电路简易实验箱需要仿真软件做先期的模拟仿真, 用来确定设计的电路和相关元器件如电阻、电容等是否合适。笔者选择的仿真软件是Multisim 10.0。Multisim是美国国家仪器 (NI) 有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具, 适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它结合了直观的捕捉和功能强大的仿真, 能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。

最后制成印刷电路板需要一款绘制Protel电路原理图和封装图的软件。笔者选择的软件是Altium designer summer 09。Altium (前称Protel International Limited) 有限公司由Nick Matrin于1985年在塔斯马尼亚岛的霍巴特成立, 用来开发基于计算机的软件来辅助进行印制电路板 (PCB) 设计。Altium声称中国有73%的工程师和80%的电子工程相关专业在校学生正在使用其所提供的解决方案, Protel是目前EDA行业中使用最方便, 操作最快捷, 人性化界面最好的辅助工具。电子专业的大学生在大学基本上都学过Protel99SE, 所以学习资源也最广。

2 实验箱实验电路设计

2.1 实验箱设计思路及过程

(1) 首先参考模电教材和模电实验指导书等文献资料选取基础的适合学生做实验的电路, 通过理论计算选择各电路中的元器件并设置好其参数。

(2) 用仿真软件Multisim画好电路图后做仿真测试, 测试电路的测量结果是否与理论相符和, 波形是否正确、清晰。

(3) 用Protel画出电路原理图, 设计好各器件的位置和连线, 预留好给学生实验时可能需要用到的各个接口。

(4) 原理图设计好后, 画好相应的封装图, 然后制成印刷电路板, 并统计出需要用到的器件数量, 如运放、电阻、电容等。

(5) 购买元器件并在印刷电路板上焊接好, 完成简易实验电路板实物, 最后进行测试, 和之前的仿真结果进行对比, 验证实验电路板是否实用。

2.2 实验箱功能选取原则

根据我们的模拟电路教材和实验指导书, 挑选一些最基础的和最重要的常用电路作为简易模拟电路实验箱的功能模块。其中包括最基本的晶体三极管放大电路如单级放大电路, 射极跟随电路, 差分放大电路等。还有就是以集成运算放大器为核心的电路如比例运算、加法运算、积分运算、电压比较、RC振荡等电路。此外还有需要学生掌握的功率放大电路。

2.3 晶体三极管放大电路实验设计

用单级型晶体三极管作为放大器件组成的放大电路是模电中最基础的电路, 学生做模电实验, 首先就应该从了解基于三极管的各类简单放大电路开始。以一个带负载的、可交流放大的、放大倍数可调的、单级共射放大电路为例, 参考模拟电路教材等资料确定电路参数后, 用Multisim软件画图进行模拟仿真。经过仿真验证可以确定该电路各项参数的设定是合理的, 即该电路可以完成学生做该模电实验时需要实现的各项功能。则可以开始进行Protel原理图的设计。在实际的设计过程中, 因为考虑到该实验与另外两个实验 (射极跟随器、负反馈放大电路) 都需要用到NPN型三极管9013并且部分电路结构类似, 所以设计原理图时把它们放到了一起 (如图1所示) 。

图1中可以通过短接帽构成不同接线实现各自的功能。减少了9013和若干电阻电容等器件的用量。具体接线方式已在上图中注明, 学生在进行本实验时, 只需用短接帽短接J15和J23即可。负载电阻可自行接在J3与J24之间。另外J9, J20可用来接函数信号发生器的输入和示波器, J2, J22可用来接示波器。

2.4 集成运算放大器实验电路设计

集成运放在模电中极为重要, 因为在集成运放的输入与输出接入不同的反馈网络, 可实现不同用途的电路, 利用集成运放可非常方便地完成信号放大、信号运算 (加、减、乘、除、对数、比较、平方、开方等) 、信号处理 (滤波、调制) 以及波形的产生和变换等功能。

实验指导书上使用的集成运放是通用型运算放大器LM741, 不过这里采用的是四运算放大器LM324, 因为与标准运算放大器相比, 它有一些显著优点如该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下、静态电流为LM741的静态电流的五分之一等。

设计过程与2.3节介绍类似, 这里不再详述。

2.5 Protel原理总图的设计

图2为总的所有实验模块电路的Protel原理图, 除实验电路外还有一小块电路是上面内容中没有提到的。图2中J69接直流电源+12 V, J71接直流电源-12 V, J70接地。正确接好后可完成对整块印刷电路板中需要供电的器件, 如9012, 9013, LM324等的供电。

2.6 印刷电路板封装图

对画好的测试好的各个实验的原理图完成封装, 交付打印印刷电路板 (PCB板) 。图3就是用Altium designer summer 09制作的电路板封装图。

2.7 模拟电路实验板实物

印刷电路板制作好后, 购买好需要的各种远器件, 然后对应原理图将元器件进行焊接, 完成的模拟电路实验板实物如图4所示, 因为有些实验模块从电路结构和所用器件上比较难区分, 所以在这些电路的部分都加上了中文标注。最后进行对模拟电路实验板的测试。

3 模拟电路实验板描述与存在问题

本文设计的模拟电路实验板可完成的实验电路有:基本共射放大电路、射极跟随器、负反馈放大电路、部分差动放大电路、比例运算电路 (包括电压跟随、反相比例、同相比例) 、加法运算电路 (包括反相加法和同相加法) 、积分运算电路、电压比较电路 (包括过零比较器、反相滞回比较器、同相滞回比较器) 、直接耦合互补对称功率放大器 (包括OCL电路和加负反馈的OCL电路) 、正弦波振荡。

在最终的实物测试中, 大部分模块功能实现良好, 误差在可接受的范围之内, 但仍有部分模块存在问题。具体为:放大电路模块, 也就是单级放大器, 射极跟随器, 负反馈放大器部分, 测量结果与仿真值存在较大误差, 可能是由于该部分共用集成运放, 在焊接时存在问题;功率放大器模块在输入10 m V峰值正弦波时, 改变两个滑动变阻器阻值时不能明显察觉到输出波形的幅值变化。还有在输入信号变大至峰值20 m V左右正弦波时输出失真严重;实验板需加保护壳以避免元器件的磨损。

4 结束语

模拟电子技术基础课程是信息技术的基础, 该课程的鲜明特点是强调实践性教学, 注重工程素质培养和专业基本训练, 因此加强实践环节和实验课改革, 是课程建设的重要任务之一。我们重点从实验课教学内容下手, 先做“单元验证型实验”, 然后加大、加深“大型综合实验”和“设计型实验”的内容, 使学生从中受到一些设计的初步训练。本文介绍的模拟电路实验箱是根据实验教学的初步成果, 主要针对“单元验证型实验”, 后续的设计分两步, 一是再增加一些典型“单元验证型实验”, 并且再添加一些元器件, 使得实验项目更加灵活多样;二是将增加“大型综合实验”和“设计型实验”, 以形成更为完善的模拟电路实验箱。

摘要：当下高校在模拟电路实验中无论是使用面包板插接做实验, 还是使用专用模电实验箱做实验, 都存在一些弊端与不便, 因此总结教学实验经验, 自制了一个简易模拟电路实验箱。该实验箱可以完成单级共射放大、两级负反馈放大、差分放大、功率放大、比例运算、加减运算、积分运算、电压比较、RC振荡等大部分模电基本实验功能。

关键词：模拟电路实验箱,Multisim,Protel,印刷电路板

参考文献

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[2]杨素行主编.模拟电子技术基础简明教程[M].第三版.北京:高等教育出版社, 2006.

[3]于卫.模拟电子技术实验及综合实训教程[M].武汉:华中科技大学出版社, 2008.

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[5]书聂典.Multisim12仿真设计[M].北京:电子工业出版社, 2014.

[6]廖灵志, 刘菊荣, 库锡树.“电子技术基础实验”课程教学模式的探索[J].工业和信息化教育, 2015 (1) :18-21.

[7]郭勇.电路板设计与制作-Protel DXP 2004 SP2应用教程[M].机械工业出版社, 2011.3

[8]王渊峰, 戴旭辉.Altium Designer10电路设计标准[M].北京:科学出版社, 2012.1

[9]李磊, 梁志明, 华文龙.Altium Designer EDA设计与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2011.

模拟电路实验教学 篇5

对于模拟电路大家都觉得比较难，确实模拟电路数字电路在计算机专业中的学分比重比较大，内容比较多，理解起来比较困难，但是我们却不能对他放松警惕，我们不要再模拟数字的文章中搞运，要将它们把握在手心中玩弄。做到这点就要在学习中学会翻身。

先让我来说说我的学习方法吧！我这个学期报了模拟数字电路的辅导班，这样大家可能觉得我学习起来会比较轻松，其实不然，我没有好好学，其中有一些傲气在里面，总觉得中专的时候学过（3年前），自己就了不起了，而且我是一个爱睡懒觉的人，早上6点起床，做一个小时的公交车去上学，我真受不了，除了打瞌睡根本就没有学到知识。所以上到一半我就放弃了。

我觉得要是学好它，至少懂一些的话，最好是先把书看1到3遍，并且做过课后习题。但不是说没有看过3遍就不能过这门课程，现在就由我来带领大家复习一下，告诉你模拟数字考试不难。

我就对模拟电路考试的80分题做一下概括性的总结。因为模拟电和数字电路的图和公式比较多，限于时间的紧迫我只说明书中的位置，所以这里要求大家能够独自找到书中的内容，并做进一步的了解。

大题总结：

模拟部分

一、非单一参数的交流电路（5分，一道选择，一道大题）

通过上面2个图我就总结出，非单一参数电路的基本特性，如果个组件串联，那么他们的电流就是相同的，而电压呢？因为根据单一参数的交流通路可知，电感的电压超前点流90度，电容的电压邂逅点流90度，因此如图a的坐标轴可以知道各个元件之间的关系，然后根据这个公式，就可以求出每个点流、点压、电阻、阻抗得值来（有些条件是给定的）。对于并联电路同理可知。

提出几个注意的地方：

1、并联电路电压固定，串联电路电流固定

2、当Xl>Xc时，成感性；Xl

3、有功功率的求法。

二、戴维南定理的应用（8分）

对于这个是第二章的重点，具体的内容请大家自己看书吧！做几道题就全明白了。掌握的内容是：

1、负载开路后的两端电压（选择会有一个求电位的题：1分）

2、等效电阻的求法，电流源开了，电压源短路（选择会有一道求等效电阻的`题：1分）

3、会画等效电路

三、单管放大电路

这里提出3个重点：（具体内容看第5章）

1、共发射极交流放大电路，p91页；

2、分压式偏置共射极放大电路，p102页；

3、共集电极放大电路（设计输出器），p104页。

对于这三个放大电路的静态工作点，和Au、ro和ri的求法一定要会。不要混淆，主要是掌握各个的微变等效电路和支流通路的画法，然后进行总结，看看你对他有什么见解，提示：最好搞明白他们的关系是怎么出来的，这样记忆会比较容易。

四、集成运放（12分，两道题）

对于这12芬我觉得是最容易的了，这是第7章的内容，见意大家把书上各个电路的放大公式记下来，然后就没问题了。

基本的就4个：

1、反相输入比例运算；

2、同相输入比例运算；

3、积分运算电路；

4、电压比较器（知道什么是参考电压）。

这是我认为最基本的4个，其它的可以是他们的结合，还有加入稳压管和二极管的电路需要大家进行分析。

五、用卡诺图化检逻辑函数（4分）

没什么可说的，不会就不要考了。提出一点注意，就是四个角有1的直可以画成一个大圈。

六、对于放大电路的分析（4分）

这个基本上都比较容易，有这样的可能：

1、没有偏置电阻，也就是说Ib=0，没有电流。

2、没有输出电压，可能被电容短路掉。

数字部分

七、组合逻辑电路的分析（4-8分）

这是第三章的内容，主要是知道分析电路的步骤，会设计简单的逻辑电路，不要忘记对逻辑表达式进行画简，要求会写出电路的真值表，基本就没什么问题了。

八、写出ROM阵列逻辑和PLA阵列逻辑的函数表达式（4分）

这个容易，知道概念就成了，没问题的，书上p308和310页。

九、分析时序电路（8分）

这可是数字电路的重头戏，其实也没什么可说的，就是要把那4中基本触发器记下来，特征方程不要忘记（选择题有一道，填空一道，2分），然后知道分析的步骤，一步一步来，就ok了。

对于各个小题的补充：

有几个选择题我已在上边的内容中提到了，就不再重复了。还有几个一定会考的我说一下：

1、555定时器；

2、OCL互补对称电路；

好了基本就这些吧，总共80分的题，要是把握住了，模拟电路数字电路你说难么?

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模拟电路实验教学 篇6

摘 要：随着电子技术的迅猛发展以及相应的课程教学内容的不断更新，传统教学中的实验仪器日益暴露出一些缺点和不足，如果运用LabVIEW 虚拟仪器图形化编程平台和 Multisim 电路仿真软件，则可以在电子计算机上开发并建立虚拟仪器。本次设计将重点对线性模拟电子线路的直流分析、交流分析、瞬态分析等的实现作相关研究，最终实现《模拟电子电路》实验课的教学目标。

关键词：LabVIEW；虚拟仪器；模拟电子电路；Multisim；虚拟实验室

中图分类号：TP391.9 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2014）02-0066-04

一、引言

在中国这个正在迅速发展的社会中，由于经济水平的不断提高和科学技术的全面发展，进入高校的高素质高质量人才日益增加。全国的高校人数随着高等教育的普及正飞速上涨。随着近些年来互联网的高速发展和国家教学技术的更新，以及高等教育的改革，在高校理论教学的创新和加强的同时，实验教学也受到相当关注。实验教学尤其是在高等工科教育中起着关键的实践教学意义，只有通过理论和实践的结合，才能够培养学生的实际动手能力，深入了解理论原理，这样就更好地掌握课程基础和应用。[1]这对于提高学生实践操作能力至关重要。

目前，各类高校都存在着先进理论知识和实验方案与落后的实验器材和传统实验仪器不匹配的矛盾。而学生的大基数和仪器的紧缺也使得实验教学出现了相当大的缺陷。这使得中国实验教育落后于发达国家，严重制约着实验教学的发展和学生实践能力的提升。

近年来，在国家的大力支持下，高校为满足培养高素质人才的需求，实验教学也在不断加强，最主要的就是引进新型远程教育媒体、设计原理和新型程序设计软件来加强实验的可操作性和利用性。“虚拟实验室（virtual lab）”的概念就是由美国弗吉尼亚大学的教授威廉·沃尔夫于1989年率先提出的，它与一般的真实实验室类似，都提供了相关设备和器材供学生自己动手配置、连接、调节和使用。同时，教师也可以利用虚拟器材库中的器材自由的搭建任意可操作的实验或实验案例，使得学生和教师只要存在电子计算机和相关软件就可以进行相应的实验教学，这是虚拟实验室有别于一般实验教学课件的重要属性。随着教学仪器的发展和高校新时期实验教学所面临的新要求，将虚拟仪器引入实验教学将成为高等学校未来教学科研的重要方法和手段。本设计就着力于制作一种可以替代传统实验室的基于电子软件的虚拟实验平台，通过构建虚拟实验平台使得学生能够经过简单的学习可以接近真实的还原传统实验操作和学习。

二、实验平台的设计思路

在模拟电子电路实验平台设计过程中，由于其中的一些电路设计存在相关计算性的问题，所以本平台采用两种仿真软件同时进行设计和运用。[2]

首先是LabVIEW的运用，由于LabVIEW的图形化设计能够很清晰地提供简单的界面和实验平台，使得LabVIEW可以在这里作为学生交互式界面的主体，学生可以在LabVIEW的前面板上设计并且组装模拟电子电路实验所需要的自定义控件并且进行仿真。

其次，通过Multisim可以方便地对模拟电路进行全方面的仿真，[3]其中的主要元件和电路都由软件自带，而且仿真真实性非常高，操作简单易懂，本实验平台主要用Multisim进行对电路的主体设计和计算，并且作为主体设计的比对，更好的对实验结果和设计结果进行分析。通过两种软件的结合，得出正确的实验结果。

三、实验平台的开发环境

美国NI 公司的LabVIEW 是世界工程界著名的虚拟仪器开发环境，设计中所采用的LabVIEW2012是一种基于图形编程语言的功能强大的开发平台，它类似于C语言和VB等编程语言开发，但是LabVIEW和其他的计算机编程语言的明显区别是：其他汇编语言基本上是采用文本类型的的语言生成代码，而LabVIEW使用的则是图形化的G语言程序编程，由此产生的程序类型和代码是以耳熟能详的框图形式呈现的。LabVIEW是利用其数据流向来辨别程序的执行方向，这个主要体现在程序框图中的不同节点间的数据流向。

LabVIEW自身设计会提供多种与传统仪器（如示波器、万用表等）相似的控件模型供用户来方便的使用创建主要界面。在软件中用户界面统称为前面板。通过其中的图标和连线可以对前面板上的主体对象进行操作和控制。采用LabVIEW 设计开发出的虚拟仪器，具有强大的数据运算和处理功能，而且仪器界面也可以做得非常逼真和美观。虚拟仪器能够进行实时的分析处理，并生动、直观地显示出数据、波形、图像和分析处理的结果，如学生对结果不满意，可以修改电路或调整电路参数，很快就能得到新的结果，使用非常方便。

Multisim软件也是由美国NI公司上世纪末研发并且出世的以Windows为蓝本的仿真工具，其主要功能是用于板间模电、数电电路板的设计和开发，主要包括了电路原理图图形键入、电路硬件描述语言输入等功能，具有丰富的仿真分析能力。Multisim以界面的形象直观、操作方便、分析功能强大、仿真优秀等优点，20世纪末在我国就已经发挥着重要的作用并且得到推崇，并作为电子信息以及工科类课程教学和实验教育的重要仿真软件之一。而在21世纪初，随着Multisim从2001发展到如今，经过不断的升级和发展，如今的Multisim已经能胜任各种主要的电路分析，如模拟电路、数字电路、高频电路、电力电子以及自动控制等主要电子电路的虚拟仿真，而且能够提供多种分析方法和报告生成方法。目前在各高校教学和实验中都普遍使用Multisim，该平台能够使得虚拟仪器技术的灵活性发展和连接到全部的电子仿真软件设计平台上，通过Multisim和虚拟仪器技术的完美结合，现今的软件仿真设计可以更加流畅的由简单的原理图设计、绘图、仿真检测，到完成报告并且制作PCB板，硬件、软件测试一体化的全程设计，大大减短了设计人员的设计时间，使得虚拟仪器发展踏出了重要的一步。endprint

四、实验平台的设计与实现

1.Multisim中的设计说明

以BJT共射级放大电路为例来介绍建立以及仿真电路原理图的基本操作。典型的BJT共射极放大电路的原理图如图1所示。

电路中用到的元件都为常用元件，其中用到的有电阻、电容、AC交流电源、接地端、Vcc电源输入端、二极管以及双踪示波器仪表。

通过建立新电路图，元件操作与调整，元件参数的设置，元件的连接和电路仿真这5步可以确定，对电路进行仿真可检验电路的工作特性，如图2所示为该电路的输入输出双踪跟踪结果仿真图。

2.LabVIEW中的设计说明

LabVIEW提供了专门的控件编辑器窗口来用以对LabVIEW的标准控件进行外观编辑。用户可以在控件编辑器中对控件各部分的大小、颜色、相对位置任意调整甚至添加文本或者导入图片等等。创建自定义控件的一般步骤是：

（1）打开控件编辑器并放入所需的标准控件；

（2）按照所需对控件外观进行编辑和定制，包括控件整体以及各个部分的颜色、大小、相对位置等等；

（3）选择主菜单中的“文件--应用改动”。应用刚才所做的改动，如果是从前面板控件上打开的控件编辑器，那么新外观会立即应用到原控件上，最后关闭控件编辑器；

（4）如果需要以后重用这个控件，则可以选择保存自定义控件文件，之后可以在控件选板中选择“选择控件”，并选择该文件可添加这个自定义空间。如图3所示为制作电阻控件的步骤图。

3.LabVIEW计算框图设计

计算框图是本次设计最重要的部分，通过对模拟电子电路实验中实验内容的理解和运用，需要利用其中的公式和求解方式在LabVIEW中体现。当然对于LabVIEW来说，对于这些较复杂的数学和逻辑过程，使用图形化的符号描述往往会显得有点繁琐，增加了代码阅读的困难程度，为了解决这个问题，LabVIEW中设计了基于文本的编程节点，统称为脚本和公式节点。

公式节点是一种结构，用于使用类似于C语言的文本代码进行编程，对于复杂的逻辑和数学运算过程的表达尤为有用。这里就以公式节点模式来完成本次设计的计算框图设计。

首先必须创建一个新的VI作为子VI，在前面板中添加设计所需要的波形图，除此之外，计算框图还需要本次设计需要显示的数据类型，如BJT共射极放大电路中需要的Av（放大系数）值和输入电阻和输出电阻，以及可以自定义所需要的数据类型，本次就为上述3个数据类型添加3个数值显示控件，并且命名为上述3个控件名称。布局设计好后前面板如图4所示。

图5所示为程序计算框图，所有计算都在一个while循环中进行，在正确进行计算的部分，即条件结构为“真”时，将输入数据和相应在公式节点上的数据输入相连，输出亦是如此。还有一步则是通过波形图表和乘法计算相连的输出Av值连接仿真信号，这样就能在波形图表中显示出输入波形Ui和输出波形Uo。

通过以上所述的自制控件组装成电路后，改变其中各个元件的数值进行程序计算。在BJT共射极放大电路中，主要是通过调节公式节点中的计算来进行的。BJT设置为β=80的情况下，通过调节Re、Rb1、R1、Rc、Rb2的值实现Av、Ri、Ro的计算。右边的波形图表则可以显示输入、输出波形的形状。如图6所示为设计完成后的前面板运行状态。

本实验平台的登录对话框和实验选择操作界面如图7和图8所示。

在设计并且正常运行整个模拟电子电路设计之后，需要把所有设计好的子VI进行封装和嵌入，从而把整个设计制作成一个统一的程序。在本次设计中，主要通过.llb格式，也就是将所有需要的Multisim应用程序和在LabVIEW的VI都存放在一个项目下，如图9所示。

五、结束语

本设计主要运用LabVIEW 虚拟仪器图形化编程软件和 Multisim 电路仿真软件在计算机上开发了一个虚拟模拟电子实验平台。在该虚拟实验平台中，学生为主要的虚拟实验室的终端用户，每个学生可以通过自己的学号和密码出入虚拟实验平台，进入平台后，学生可以通过平台中已经存在的参考电路，或者通过已经制作好的自定义控件来搭建所要进行实验的电路，之后对电路进行连接和参数设置，能够自主的对VI进行运行和仿真，在平台上可以清晰简洁的展示电路的仿真结果。该虚拟实验平台的使用是对传统实验教学模式的改革，它大大简化了实验的操作过程，节省了实验中各种仪器的使用费用，实现了实验数据的电子化，打破了传统实验室在地域空间和时间上的约束，提高了实验教学的质量。它不但为实验类课程的教学改革提供了条件和技术支持，还可以随时为学生提供更多、更新、更好的仪器。

参考文献：

[1]杨磊.虚拟实验及其教学管理平台的设计与研究[D].西安：陕西师范大学，2006.

[2]张杰，彭祖建，李娟，盛士宽.Multism中虚拟仪器的使用方法[J].大学物理实验，2004（3）.

[3]刘君，杨晓苹，吕联荣等.Multisim 11在模拟电子技术实验中的应用[J].实验室研究与探索，2013（2）：103-106.

（编辑：鲁利瑞）endprint

四、实验平台的设计与实现

1.Multisim中的设计说明

以BJT共射级放大电路为例来介绍建立以及仿真电路原理图的基本操作。典型的BJT共射极放大电路的原理图如图1所示。

电路中用到的元件都为常用元件，其中用到的有电阻、电容、AC交流电源、接地端、Vcc电源输入端、二极管以及双踪示波器仪表。

通过建立新电路图，元件操作与调整，元件参数的设置，元件的连接和电路仿真这5步可以确定，对电路进行仿真可检验电路的工作特性，如图2所示为该电路的输入输出双踪跟踪结果仿真图。

2.LabVIEW中的设计说明

LabVIEW提供了专门的控件编辑器窗口来用以对LabVIEW的标准控件进行外观编辑。用户可以在控件编辑器中对控件各部分的大小、颜色、相对位置任意调整甚至添加文本或者导入图片等等。创建自定义控件的一般步骤是：

（1）打开控件编辑器并放入所需的标准控件；

（2）按照所需对控件外观进行编辑和定制，包括控件整体以及各个部分的颜色、大小、相对位置等等；

（3）选择主菜单中的“文件--应用改动”。应用刚才所做的改动，如果是从前面板控件上打开的控件编辑器，那么新外观会立即应用到原控件上，最后关闭控件编辑器；

（4）如果需要以后重用这个控件，则可以选择保存自定义控件文件，之后可以在控件选板中选择“选择控件”，并选择该文件可添加这个自定义空间。如图3所示为制作电阻控件的步骤图。

3.LabVIEW计算框图设计

计算框图是本次设计最重要的部分，通过对模拟电子电路实验中实验内容的理解和运用，需要利用其中的公式和求解方式在LabVIEW中体现。当然对于LabVIEW来说，对于这些较复杂的数学和逻辑过程，使用图形化的符号描述往往会显得有点繁琐，增加了代码阅读的困难程度，为了解决这个问题，LabVIEW中设计了基于文本的编程节点，统称为脚本和公式节点。

公式节点是一种结构，用于使用类似于C语言的文本代码进行编程，对于复杂的逻辑和数学运算过程的表达尤为有用。这里就以公式节点模式来完成本次设计的计算框图设计。

首先必须创建一个新的VI作为子VI，在前面板中添加设计所需要的波形图，除此之外，计算框图还需要本次设计需要显示的数据类型，如BJT共射极放大电路中需要的Av（放大系数）值和输入电阻和输出电阻，以及可以自定义所需要的数据类型，本次就为上述3个数据类型添加3个数值显示控件，并且命名为上述3个控件名称。布局设计好后前面板如图4所示。

图5所示为程序计算框图，所有计算都在一个while循环中进行，在正确进行计算的部分，即条件结构为“真”时，将输入数据和相应在公式节点上的数据输入相连，输出亦是如此。还有一步则是通过波形图表和乘法计算相连的输出Av值连接仿真信号，这样就能在波形图表中显示出输入波形Ui和输出波形Uo。

通过以上所述的自制控件组装成电路后，改变其中各个元件的数值进行程序计算。在BJT共射极放大电路中，主要是通过调节公式节点中的计算来进行的。BJT设置为β=80的情况下，通过调节Re、Rb1、R1、Rc、Rb2的值实现Av、Ri、Ro的计算。右边的波形图表则可以显示输入、输出波形的形状。如图6所示为设计完成后的前面板运行状态。

本实验平台的登录对话框和实验选择操作界面如图7和图8所示。

在设计并且正常运行整个模拟电子电路设计之后，需要把所有设计好的子VI进行封装和嵌入，从而把整个设计制作成一个统一的程序。在本次设计中，主要通过.llb格式，也就是将所有需要的Multisim应用程序和在LabVIEW的VI都存放在一个项目下，如图9所示。

五、结束语

本设计主要运用LabVIEW 虚拟仪器图形化编程软件和 Multisim 电路仿真软件在计算机上开发了一个虚拟模拟电子实验平台。在该虚拟实验平台中，学生为主要的虚拟实验室的终端用户，每个学生可以通过自己的学号和密码出入虚拟实验平台，进入平台后，学生可以通过平台中已经存在的参考电路，或者通过已经制作好的自定义控件来搭建所要进行实验的电路，之后对电路进行连接和参数设置，能够自主的对VI进行运行和仿真，在平台上可以清晰简洁的展示电路的仿真结果。该虚拟实验平台的使用是对传统实验教学模式的改革，它大大简化了实验的操作过程，节省了实验中各种仪器的使用费用，实现了实验数据的电子化，打破了传统实验室在地域空间和时间上的约束，提高了实验教学的质量。它不但为实验类课程的教学改革提供了条件和技术支持，还可以随时为学生提供更多、更新、更好的仪器。

参考文献：

[1]杨磊.虚拟实验及其教学管理平台的设计与研究[D].西安：陕西师范大学，2006.

[2]张杰，彭祖建，李娟，盛士宽.Multism中虚拟仪器的使用方法[J].大学物理实验，2004（3）.

[3]刘君，杨晓苹，吕联荣等.Multisim 11在模拟电子技术实验中的应用[J].实验室研究与探索，2013（2）：103-106.

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四、实验平台的设计与实现

1.Multisim中的设计说明

以BJT共射级放大电路为例来介绍建立以及仿真电路原理图的基本操作。典型的BJT共射极放大电路的原理图如图1所示。

电路中用到的元件都为常用元件，其中用到的有电阻、电容、AC交流电源、接地端、Vcc电源输入端、二极管以及双踪示波器仪表。

通过建立新电路图，元件操作与调整，元件参数的设置，元件的连接和电路仿真这5步可以确定，对电路进行仿真可检验电路的工作特性，如图2所示为该电路的输入输出双踪跟踪结果仿真图。

2.LabVIEW中的设计说明

LabVIEW提供了专门的控件编辑器窗口来用以对LabVIEW的标准控件进行外观编辑。用户可以在控件编辑器中对控件各部分的大小、颜色、相对位置任意调整甚至添加文本或者导入图片等等。创建自定义控件的一般步骤是：

（1）打开控件编辑器并放入所需的标准控件；

（2）按照所需对控件外观进行编辑和定制，包括控件整体以及各个部分的颜色、大小、相对位置等等；

（3）选择主菜单中的“文件--应用改动”。应用刚才所做的改动，如果是从前面板控件上打开的控件编辑器，那么新外观会立即应用到原控件上，最后关闭控件编辑器；

（4）如果需要以后重用这个控件，则可以选择保存自定义控件文件，之后可以在控件选板中选择“选择控件”，并选择该文件可添加这个自定义空间。如图3所示为制作电阻控件的步骤图。

3.LabVIEW计算框图设计

计算框图是本次设计最重要的部分，通过对模拟电子电路实验中实验内容的理解和运用，需要利用其中的公式和求解方式在LabVIEW中体现。当然对于LabVIEW来说，对于这些较复杂的数学和逻辑过程，使用图形化的符号描述往往会显得有点繁琐，增加了代码阅读的困难程度，为了解决这个问题，LabVIEW中设计了基于文本的编程节点，统称为脚本和公式节点。

公式节点是一种结构，用于使用类似于C语言的文本代码进行编程，对于复杂的逻辑和数学运算过程的表达尤为有用。这里就以公式节点模式来完成本次设计的计算框图设计。

首先必须创建一个新的VI作为子VI，在前面板中添加设计所需要的波形图，除此之外，计算框图还需要本次设计需要显示的数据类型，如BJT共射极放大电路中需要的Av（放大系数）值和输入电阻和输出电阻，以及可以自定义所需要的数据类型，本次就为上述3个数据类型添加3个数值显示控件，并且命名为上述3个控件名称。布局设计好后前面板如图4所示。

图5所示为程序计算框图，所有计算都在一个while循环中进行，在正确进行计算的部分，即条件结构为“真”时，将输入数据和相应在公式节点上的数据输入相连，输出亦是如此。还有一步则是通过波形图表和乘法计算相连的输出Av值连接仿真信号，这样就能在波形图表中显示出输入波形Ui和输出波形Uo。

通过以上所述的自制控件组装成电路后，改变其中各个元件的数值进行程序计算。在BJT共射极放大电路中，主要是通过调节公式节点中的计算来进行的。BJT设置为β=80的情况下，通过调节Re、Rb1、R1、Rc、Rb2的值实现Av、Ri、Ro的计算。右边的波形图表则可以显示输入、输出波形的形状。如图6所示为设计完成后的前面板运行状态。

本实验平台的登录对话框和实验选择操作界面如图7和图8所示。

在设计并且正常运行整个模拟电子电路设计之后，需要把所有设计好的子VI进行封装和嵌入，从而把整个设计制作成一个统一的程序。在本次设计中，主要通过.llb格式，也就是将所有需要的Multisim应用程序和在LabVIEW的VI都存放在一个项目下，如图9所示。

五、结束语

本设计主要运用LabVIEW 虚拟仪器图形化编程软件和 Multisim 电路仿真软件在计算机上开发了一个虚拟模拟电子实验平台。在该虚拟实验平台中，学生为主要的虚拟实验室的终端用户，每个学生可以通过自己的学号和密码出入虚拟实验平台，进入平台后，学生可以通过平台中已经存在的参考电路，或者通过已经制作好的自定义控件来搭建所要进行实验的电路，之后对电路进行连接和参数设置，能够自主的对VI进行运行和仿真，在平台上可以清晰简洁的展示电路的仿真结果。该虚拟实验平台的使用是对传统实验教学模式的改革，它大大简化了实验的操作过程，节省了实验中各种仪器的使用费用，实现了实验数据的电子化，打破了传统实验室在地域空间和时间上的约束，提高了实验教学的质量。它不但为实验类课程的教学改革提供了条件和技术支持，还可以随时为学生提供更多、更新、更好的仪器。

参考文献：

[1]杨磊.虚拟实验及其教学管理平台的设计与研究[D].西安：陕西师范大学，2006.

[2]张杰，彭祖建，李娟，盛士宽.Multism中虚拟仪器的使用方法[J].大学物理实验，2004（3）.

[3]刘君，杨晓苹，吕联荣等.Multisim 11在模拟电子技术实验中的应用[J].实验室研究与探索，2013（2）：103-106.

模拟电路实验系统的设计与制作 篇7

实验教学体系和内容在工科高校人才培养中占有重要地位, 为了适应国家对创新型人才培养的要求, 实验仪器设备必须满足实验教学体系和教学内容变化的要求, 而目前市面上配套的实验设备价格较贵, 不能满足我们对实验各个层次的要求以及学生个性化发展需求, 因此开发先进自制配套的仪器设备对高校来说显得尤为重要。

我校电气信息类教师对电子技术实验越来越重视, 不断探索开发新的实验项目, 改进实验内容, 提升实验层次。结合我校国家级电工电子实验教学示范中心建设和山东省高等学校教学改革项目“电工电子创新性实验项目的开发与教学模式研究 (2009227) ”工作, 我校在电工电子实验的教学理论和实验项目建设以及实验教学仪器开发、实验管理制度和信息化平台建设等方面做了大量工作, 构建了“研究性、自主性、开放性”三位一体的电工电子实验教学模式, 将实验项目分为基础、新技术、综合三个层次。学校鼓励青年教师自制实验仪器设备, 给予了大力支持。笔者承担了自制50套模拟电路系统的任务, 根据自制实验仪器的任务要求, 经过1年多的设计和反复调试, 模拟电路系统成功应用于电气信息类及相关专业本科生的实验教学中, 每年完成2万多小时的实验教学, 而且效果良好, 受到师生们的好评。

2 模拟电路实验系统的设计和平面分布图

基于实验项目基础、新技术和综合三个层次的要求, 我们开发的模拟电路实验系统采用模块化设计。在设计过程中, 实验系统既要完成模拟电子技术的所有基础实验, 还要添加新技术模块以及新的实验手段, 提高实验的层次。实验箱中的实验电路按模块设计, 模块中的基本实验电路, 外接其他元件或与其他模块电路组合, 完成不同的实验要求。每个实验的电路原理图和大部分元器件在实验板表面一目了然, 学生可根据设计好的原理图搭建电路, 提高学生的独立思维能力和动手能力;实验箱还配有Cypress公司的在线可编程模拟器件, 为师生提供了学习模拟器件新技术的实验平台。同时, 实验箱还设有音频信号输入口, 为连接虚拟信号分析仪做了准备。

该实验箱主要包括以下模块:

(1) 电源模块:工频赫兹的交流额定电压输入, 输出直流电压±12 V和+5 V, 电流I≥0.2 A, 还设有双路直流信号源, 均可输出-0.5 V～+0.5 V, -5 V～+5 V, 而且连续可调。

(2) 分立元件电路包括双路跟踪直流稳压电源, 分立元件放大电路, 集成运放电路, 差分放大电路, 功放模块, 场效应管电路, 集成稳压模块, 电位器组, 电阻、电容和二、三极管等, PSoC (片上可编程系统) , 音频信号输入口以及面包板扩展区等。

实验箱上各个模块都是独立的, 没有共地, 实验中需要经过连线实现共地。多数模块是分立元件, 学生做实验时可灵活连线, 自由搭建电路, 但是实验中需要认真分清各个模块, 以免连接错误, 损坏设备。

图1是模拟电路实验系统的模块分布图。

3 模拟电路实验系统支持的实验项目

本实验系统可以完成模拟电子技术全部基本实验, 如单级放大电路、负反馈放大电路、差动放大电路、双路跟踪直流稳压电源、电压比较器、运算放大电路和振荡器等实验, 还增加了在线可编程模拟电路的新技术模块, 可支持数控放大器、电压比较器、PWM控制LED灯和滤波器等实验。实验系统中预留和虚拟信号分析仪配套的接口。图2为虚拟信号分析卡外观图及模拟电路实验系统中的配套接口, 很多实验可以用虚拟信号分析提供测试波形, 并进行信号的分析和处理。图3为虚拟信号分析仪与实验系统以及测试仪器配套使用的连接关系图。利用该实验系统开出的实验内容和手段丰富, 提高了实验层次, 能够激励学生学习更多先进的知识, 掌握更多的实验方法。此外, 利用面包板另备一些元器件, 即可实现其他模拟电路综合实验, 例如:温度监测及控制电路, 噪声监测器, 交流电压欠、过压保护电路的设计等。

4 实验系统的使用效果及体会

实验电路连接非常灵活, 每个实验的电路原理图都印刷在实验板表面, 增加学生的感性认识。学生可根据自己设计的实验电路图搭建电路, 锻炼了学生的独立思考能力和动手能力, 展现了个性。同时增加了新技术模块和新技术实验手段, 推动了实验课程体系及实验内容的改革。实验系统自使用以来受到师生的肯定, 因实验系统由教师制作, 锻炼了青年教师的动手能力和实验调试能力, 方便了维修, 同时也促进了实验教学示范中心的建设。在2012年年底的国家级电工电子实验教学示范中心验收时, 我校自制实验设备作为一个亮点和特色展示给评委专家, 得到了一致好评。图4为模拟电路实验系统的效果图及外观图。

参考文献

[1]杨宏, 李国辉.走自制实验设备之路促进实验教学改革[J].实验技术与管理, 2013 (1) :225-227.

[2]汤宏群, 苏广才, 陆际春.自制实验设备对提升原始创新能力的作用[J].教育教学论坛, 2014 (7) :281-282.

模拟电路实验教学 篇8

1. 高等教育在教学中存在的问题

高等教育实训课程现场教学很多时候受到各种限制条件的约束, 一些大型实验设备占用大面积的场地, 不能很好地让学生自己动手操作, 老师也只是对学生进行理论培训, 导致很多学生不明白实验原理。

很多的实验设备只是针对教学实验, 没有用于生产加工, 更新速度较慢, 如果对设备不断进行更新, 又会导致投入巨大, 造成不必要的浪费。同时一些高端的设备的价格相对较高, 结构也十分复杂, 大量采购这些设备增加了教学经费, 机器的成本较大。

在文理科专业教学中, 很多都是对理论的讲解, 教学实践相对不足, 导致学生对知识的掌握很不牢固, 在处理相关问题的时候, 也就不能灵活运用这些知识。老师在平时的讲解过程中, 都是通过多媒体进行学习, 学生获取的这些知识只是简单的理论, 导致很多实验效果不理想。

2. 模拟电路虚拟实验教学系统具体实例

模拟电路是电子信息专业的基础课程, 也是实验性较强的课程, 对虚拟实验教学系统的运用, 可以很好地提高学生的实践知识。虚拟实验一般都是借助多媒体、仿真和虚拟现实等技术, 很大程度上打破了传统实验教学的局限, 极大地提高了教学效果。在学习数控加工课程期间, 学生按照老师的要求在仿真系统软件上对数控铣床进行了仿真实验。首先要让学生掌握计算机辅助铣削加工的基本方法, 了解数控铣床操作面板各按键的功用、数控铣床的调整及加工前的准备工作;然后对给出零件图形进行手工编程, 用txt格式文本进行传输, 并模拟铣削出指定的零件。

3. 模拟电路虚拟实验教学系统的优点

在国外, 有很多高校都已经将虚拟技术成功运用在教学中, 并且开发了许多的功能性虚拟教学软件和虚拟仿真教学平台, 在教学中可以很好的选用教学实验, 同时也确定了仿真教学系统的功能和体系结构, 能很好地进行实验教学、开发相应的系统软件, 教学试验和实践可以在虚拟实验中进行, 从而不必购置昂贵的实验设备, 又可以增加学生的实践教学, 在实验工程中培养和提高学生的动手能力、分析问题和解决问题能力。

模拟电路虚拟实践教学系统主要是采用虚拟现实技术, 应用软件手段进行视觉和听觉的模拟。采用虚拟实验教学具有很多优势。在实验教学中可以让学生亲身体验, 增加教学内容的可视化, 虚拟教学系统可以添加大量的多媒体素材, 还能很好地讲解实验原理, 展示设备的内部结构, 确保教学实验的互动性和真实性, 提高学生学习效率以及对知识点的掌握, 学生自己也可以大胆动手操作。利用虚拟现实系统, 学生在实验室可以通过老师的讲解自己进行虚拟仿真实验, 获得真实的操作体验。因此还可以减少实验过程中的安全隐患, 比如, 在进行数控实验操作的时候就有很大的危险性, 利用虚拟实验教学系统进行教学实验, 学生在虚拟的实验环境中, 可以全身心进行课程项目实验, 大大降低了教学风险, 确保了人身和设备的安全。

4. 结束语

对于我国当前的教育形势, 虚拟实验教学系统具有很大的发展空间, 我们要大力发展虚拟实验教学, 提高教学质量, 为社会提供广大的就业和培训的机会, 创造更大的经济效益与社会效益。

摘要：随着社会经济的不断发展, 我国教育制度的不断改革, 网络化教育已经涉及各个课程, 课堂内容也变得越来越多样化, 计算机应用软件越来越多, 对我国经济发展起到重要的作用。实验教学课程都有实物作为课程基础, 在网络上无法直观地进行实验操作, 在理工科网络学习中, 实验教学问题也一直没有很好地解决。本文针对模拟电路虚拟实验教学进行研究, 探讨模拟电路虚拟实验在教学中的应用, 对于模拟电路虚拟实验教学系统, 也就是模拟真实环境下实验的器材和原理进行开发的虚拟平台, 学生在这个平台上可以随意开展实验, 老师对学生的实验进行指导, 通过这样的方法不断提高学生的学习能力。

关键词：模拟电路,虚拟实验教学系统,研究

参考文献

[1]成艳真.虚拟现实技术VR在计算机类教学中的应用[J].晋城职业技术学院学报, 2011, 04 (02) .

模拟电路实验教学 篇9

近年来, 高等学校产业人才培养模式的试行给高等学校相关专业的教学改革提供了一个契机。在电类专业的产业人才培养方案中, 模拟电路课程的优化对产业人才的培养尤其重要。如何满足企业对模拟电路实用性的需求, 培养学生模拟电路的应用能力, 我们进行了一些研究和探索。

模拟电路的教学中, 放大电路是一个核心内容[1]。由于产业人才培养的实用性要求, 对放大电路的教学, 采用整合优化教学内容, 注重实用性原则, 使学生尽快掌握放大电路的精髓和应用。

1 整合优化教学内容

模拟电路中放大电路包含了如下内容:晶体三极管构成的共射放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路;场效应管构成的共源放大电路、共漏放大电路;集成运放构成的同相放大电路、反相放大电路;由晶体三极管、场效应管、集成电路分别构成的功率放大电路[2,3,4]。

在放大电路的教学中, 对上述内容进行整合, 注重其实用性。着重分析和利用EDA软件仿真以下几个电路。

1.1 射极偏置式共射放大电路

射极偏置式共射放大电路如图1所示。

在教学中, 分析电路图1时, 静态工作点的分析可以采用教材中的分析方法和仿真分析相结合的方法, 同时增加利用Rw调整静态工作点的内容, 使学生掌握放大电路静态工作点的调整方法。在动态指标的分析中, 也加入仿真分析的内容, 利用虚拟示波器测试输入、输出波形及相关指标[5]。

1.2 增强型MOS管共源放大电路

增强型MOS管共源放大电路如图2所示。

共源放大电路的分析计算与共射放大电路非常相似, 可以参照共射放大电路的教学方法对其分析和计算[6]。

1.3 集成运放构成的同相和反相放大电路

集成运放构成的同相和反相放大电路如图3和图4所示。

集成运放构成的同相放大电路和反相放大电路在实际应用中的电压增益分别为:

在教学中, 从实际应用出发, 应注意强调电阻取值范围。另外可以通过仿真验证电路的增益, 同时可以给出电路在实际系统中的应用实例[7]。

1.4 OCL功率放大电路

甲乙类功率放大电路仍然是功率放大电路应用最多的电路, 而OCL和OTL电路是甲乙类功率放大电路的典型电路。掌握OCL和OTL电路是对产业人才的基本要求之一。

在教学中, 采取原理分析与电路仿真相结合的方法, 如关于乙类放大产生交越失真的分析和解决方法, 可以先进行原理分析, 然后仿真, 可以加深学生对交越失真的理解, 同时, 自然而然的引出甲乙类功放。OCL功率放大电路如图5所示。

由晶体三极管构成的甲乙类互补对称功率放大电路OCL电路是功率放大电路的典型电路。从电路的实用性出发, 在分析晶体三极管构成的甲乙类互补对称功率放大电路的同时, 可以同时给出场效应管OCL电路、OTL电路和集成功率放大电路, 并对电路的应用情况进行分析[6,8]。

甲乙类功放的设计、仿真和制作可以作为学生的一个课程设计内容, 锻炼学生的设计能力和实际动手能力。

2 结束语

综上所述, 放大电路是模拟电路教学中的核心内容, 学生掌握好放大电路, 在某种意义上就是学好了模拟电路。因此在产业人才的培养中, 改革模拟电路教学方法, 优化模拟电路教学内容, 可以从放大电路的教学改革做起。通过对放大电路的教学改革, 探索对模拟电路课程的深度优化和改革。我们经过近三年的实验, 取得了很好的效果, 逐步探索出了一套产业人才培养中模拟电路教学的有效方法。

参考文献

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模拟电路实验教学 篇10

关键词：电路,反馈,判断方法

0引言

电路中的反馈应用相当广泛, 放大电路中利用负反馈来改善电路的性能, 振荡电路中正反馈是振荡的必要条件。掌握反馈组态的判断方法既是分析电路功能的基础, 也是提高电路识图能力的需要。电路反馈的判断方法一直是模拟电路的难点之一, 因为反馈电路的组态较多, 结合分立元件、集成运放的各种电路, 变化形式复杂, 需要有很扎实的电路基础知识并要综合应用这些知识进行分析判断。如果不能深刻理解各种电路的特点以及其输入与输出之间的相位关系, 就不容易正确判断正、负反馈;如果不能分辨出电路中的电容是串联在反馈线路中的隔直电容还是与反馈信号并联的旁路电容, 就较难区分反馈的是直流信号、交流信号, 亦或是交直流信号并存;如果不能从反馈信号的取样端看出反馈量取自于输出电压还是输出电流, 就很难确认是电流反馈还是电压反馈;如果不能在反馈信号的叠加端看出反馈信号与输入信号是电流叠加还是电压叠加, 就分不清是并联反馈还是串联反馈。对于职业技术学院的学生, 电子技术的应用能力是学习提高的主要内容, 基本概念必须清晰, 而没有必要对电子理论进行深入而细致的研究, 因此要求教师从学生的知识基础和认知规律出发, 探讨适合学生学习和理解的教学思路, 强调重点, 梳理脉络, 并在总结和归纳方面下工夫, 使学生对重点知识理解快, 印象深, 概念明确, 会应用这些知识来分析问题和解决问题。具体到电路反馈的判断方法, 就是通过各种电路反馈组态的分析和讨论, 提炼出简单而实用的判断步骤, 应用其能够达到快速而准确判断的效果, 从而了解电路的功能和作用。

1关于有无反馈、正负反馈、直流反馈和交流反馈的探讨

分析的思路如下:

课堂教学中, 教师描述概念的准确、简练和生动, 会给学生一个明确而深刻的第一印象;教材上的基本概念用书面语言准确叙述, 且面面俱到, 不易一下子抓住重点, 学生容易泛泛而过, 没有印象。所以提炼概念是教学的基本功, 还要把基本概念串起来, 组成内在联系的知识链, 积累起来形成知识网。比如对于什么是反馈, 可用六个字概括:输出送回输入;有无反馈:看输出端有无连线送回到输入端。一种特殊情况是三极管的发射极电阻具有反馈作用, 虽然没有明显的反馈连线, 但它是输入和输出回路的共用部分, 它把输出信号的变化送回到输入端, 影响着输入信号的变化, 因而具有反馈作用。

正负反馈的判断需要用到瞬时极性法。掌握这个方法的前提是熟悉共发射极、共集电极、共基极电路的特点, 并了解它们的输入与输出相位关系, 例如共射电路的特点是基极输入, 集电极输出, 反相;共集电路是基极输入, 发射极输出, 同相;共基电路的特点是基极通过一个电容交流接地, 发射极输入, 集电极输出, 同相。对于集成运放, 就要掌握同相端输入的信号与输出同相;反相端输入的信号与输出反相。对瞬时极性法的具体应用应先有一个整体观念, 通过先把握知识整体来理解重点部分, 会锻炼和增强学生识别重点的能力, 而能够清楚地区分知识的重要部分与琐碎部分, 是进行有效学习的必要保证。瞬时极性法的实质是假设信号通过放大环节和反馈网络的闭环系统绕一圈, 回来后与原信号的相位做比较, 看看是增强还是削弱原信号。也就是在输入端假设输入信号的极性, 通过放大器得到输出信号的极性, 再经过反馈网络判断回到放大器输入端的反馈信号的极性, 比较其与原假设信号极性的同异。此法判断的难点在于反馈信号送回输入端, 可能回到信号输入端 (如三极管的基极或集成运放ui为正的那端) , 也可能回到信号输入的另一端 (如三极管的发射极或集成运放ui为负的那端) , 如果回到信号输入端, 则反馈信号与原来假设的信号极性相同为正反馈, 相反为负反馈;若反馈回到信号输入的另一端, 则与原设极性相同时为负反馈 (因净输入信号是输入信号与反馈信号之差, 反馈若增加净输入信号反而减少) ;反之为正反馈。

交流反馈与直流反馈判断的关键点是理解电容元件的容抗与信号的频率成反比关系, 电容具有隔直流通交流的作用。电容串接在反馈回路之中时, 隔断了直流信号的反馈, 只反馈交流信号;当反馈的交流信号可以通过旁路的电容C入地时 (如图1) , 在中频研究范围内, 如果旁路电容C足够大, 可以认为电容两端的交流信号基本上等于零, 反馈电压中只有直流成分。交流负反馈改变电路的交流性能, 直流负反馈稳定静态工作点。

2电压反馈和电流反馈、串联反馈和并联反馈的探讨

判断是电压反馈还是电流反馈取决于反馈信号从输出端的取样情况。反馈信号取自于输出电压, 是电压反馈;反馈信号取自于输出电流, 是电流反馈。按照一般教材所说的方法, 将电路的输出端短路, 若反馈信号存在, 是电流反馈;若反馈信号不存在, 是电压反馈。但具体实施时学生普遍反映比较抽象, 不好掌握。采用利用反馈取样起点的位置所在来判断的方法比较实用, 即若反馈连线的取样起点位于放大管或者集成运放的输出端还未与负载连接之处, (按输出信号的流向) 称为取自负载的前端, 反馈量与输出电压成正比, 是电压反馈;若反馈连线的取样起点位于放大管或者集成运放已与负载连接之后的地方, 称为取自负载的后端, 反馈量与输出电流成正比, 是电流反馈。如图2中的左图, 反馈取自于负载的前端, 是电压反馈;图2中的右图, 反馈取自于负载的后端, 是电流反馈。这种方法从纯粹的电路结构入手, 而不牵涉判断反馈信号是否存在的问题, 学生非常容易理解。学习了这种方法后, 再按照教材中的方法, 把输出端短路, 看反馈信号是否存在, 将两种方法作对比, 可以使学生对反馈的取样问题有一个更深层次的理解。

判断是串联反馈还是并联反馈取决于反馈信号在输入端的叠加情况。反馈信号若与输入信号串联, 即反馈电压信号与输入信号电压叠加, 是串联反馈;反馈信号与输入信号并联, 即反馈信号电流与输入信号电流叠加, 是并联反馈。纯粹从反馈信号与输入信号是串联还是并联的方面来分析, 会涉及到电路串联、并联时总电压、电流与分电压、电流之间的关系, 容易弄混, 对于电路分析知识不够扎实的学生有判断方法很复杂的感觉, 如何简单而明了地判断呢?采取的办法仍是将电路原理的分析转变为电路结构的判断, 即看反馈连线的终点在输入端的叠加, 是加在信号输入的一端 (如三极管的基极或集成运放ui为正的那端) , 还是加在信号输入的另一端 (如三极管的发射极或集成运放ui为负的那端) 若反馈信号回到信号输入的那端, 如图3中的右图, 是电流量进行叠加, 属于并联反馈;若反馈信号回到信号输入的另一端, 如图3中的左图, 是电压量进行叠加, 属于串联反馈。利用这种方法只要明确反馈连线回到输入端的终点在三极管的哪个级或在集成运放的哪个端, 就能准确地判断出是串联反馈还是并联反馈。

通过举例分析, 从各种形态的反馈电路中总结出本质的东西:反馈在输出端的取样方式和回到输入端的叠加方式, 也就是反馈连线的起点和终点的位置决定了反馈的组态。取样的反馈信号在负载的前端还是后端决定了是电压反馈还是电流反馈;叠加的反馈信号回到信号输入端还是信号输入的另一端, 决定了是并联反馈还是串联反馈。

3振荡电路中正反馈判断时难点问题的探讨

振荡电路是产生信号的电路, 正确引入正反馈是振荡电路的核心。振荡电路的正反馈判断会涉及到变压器、选频网络的相位等问题, 也是学生反映的学习难点。振荡电路没有外加输入信号, 因此, 在应用瞬时极性法前先要判断电路的输入和输出端。对于分立元件的电路, 要首先确定是哪种电路组态, 其中共集电路的电压放大倍数A≤1, 而反馈取自于输出信号的全部或者部分, 即反馈系数F≤1, 故共集电路不能满足振荡的幅值平衡条件AF=1, 所以共集电路不能单独作为振荡电路。确定了电路组态, 假设断开输入端, 应用瞬时极性法判断电路是否具有正反馈。

LC振荡电路中变压器反馈式和电容、电感三点式电路的正反馈判断, 遇到的难点是当反馈取样于电感线圈的中心抽头或者两个串联电容的中间端点时, 如何确定反馈引回信号的极性?因为中间端点可以有相对于两端的两种极性, 取哪一种的关键是看它相对于地点的电位, 如图4中的电路, 是共基电路, 发射极输入, 集电极输出, 同相, 由变压器的初级耦合到变压器的次级, 中心抽头相对于下端是正, 相对于上端是负, 由于下端接地, 反馈的电压正是中心抽头到地的电压, 故相对于地而言取正极性送回到输入端为正反馈。

电路反馈的判断需要一环扣一环地进行推理和分析。常见的问题是由于反馈中基本概念较多并且涉及电路广泛, 若不及时总结和归纳, 学生学过以后容易问题成堆或者提不出问题, 感觉知识凌乱, 不能形成清晰的知识链。因此教师需要下功夫备课, 仔细考虑从哪儿开讲, 如何转折, 如何小结, 理出一条清晰的脉络, 同时要通过生动的语言、形象的比喻、有效的提问等紧紧抓住学生的心理, 使其跟随教师的思路积极思考, 形成明确的概念, 体会解决问题的方法怎样就能够归纳为循序渐进的具体步骤, 提高分析、综合和解决问题的能力。学习电路反馈判断方法的过程, 也是引导学生参与有效学习的过程, 通过概念的明确和知识的贯通, 促进学生对电子技术持续而深入的探讨, 是我们学习的目的。

参考文献

[1]薛文, 王丕兰.电子技术基础 (模拟部分) [M].北京:高等教育出版社, 2001.

[2]张树江, 王成安.模拟电子技术[M].大连理工大学出版社, 2007.

模拟电路实验教学 篇11

关键词：模拟电路?发散性思维?三极管电路知识点发展思维

随着电子行业日新月异的发展，电子电路逐渐由模拟电路转变为数字电路的天下。在人们的日常生活中，数字电视、数码相机、闪存、微处理器等处处充斥在眼前。然而在数字技术稳步前进的今天，模拟技术仍有着不可替代的地位。这有两个主要原因，一是模拟电路是数字电路与人、自然世界的接口电路；二是数字电路中的时钟信号、供电电源离不开模拟电路。因此模拟电路的学习依然是电子技术学习的重中之重。

模拟电路是电子技术入门的必经之路，很多初学者都把它称为“魔鬼电路”，在学的过程中感叹电子技术的深奥难学，甚至产生了畏难心理。的确，对于初学电子技术者，要熟练掌握各种不同特性的电子元器件，透彻理解各种功能电路的工作原理，是有一定难度的。不过，学习模拟电路，掌握好学习方法是有捷径可走的。笔者在这里结合发散性思维，对模拟电路学习中的一些难点进行分析和总结，旨在抛砖引玉，希望学习者能多思考、琢磨，形成适合自己的有效的学习方法。

发散性思维是创造性思维的一种方式，又称辐射性思维或扩散性思维。它立足于某个基本知识点，将原有的知识、经验方法进行有效组合，寻找出更多新的知识点或方法。人们经常说的“举一反三”“触类旁通”也是指的这类方法。

一、由三极管内部的PN结结构出发，学习三极管的三脚电压关系和电流关系

以NPN型三极管为例，三极管是由两块PN结背靠背按相应的工艺要求制成。其中发射区掺杂浓度大，目的是为了提供大量的载流子（电子）；基区做得很薄，目的是有利于来自发射区的载流子穿过基区到达集电区；集电结做得比发射结面积大，目的是有利于接收来自发射极的载流子。如图1和图2所示。

发散性思维引出的知识点：一是三极管管脚名称和电压偏置方法。发射区：发射电子的位置，应该接电源负端；集电极区：收集电子的位置，集电结面积大，可以更好地收集扩散来的电子，根据异性相吸的原理（吸引电子），应该接电源正端；基区：电子依靠扩散作用由基区扩散至集电极区。这三区对应的引脚分别为发射极e、集电极c、基极b。根据载流子流动方向，三极管三脚电压关系为、三脚电流关系。二是三极管的三种工作状态。改变三脚电压偏置方式，三极管可以有三种工作状态——饱和、截止和导通放大。当发射极的电压Ve不是三脚的最低电压，发射电子的工作区不工作，三极管为截止状态；当集电极的电压Vc不是三脚的最高电压，接收电子的工作区不工作，此时基极电压Vb最高，大量电子涌入基区，造成基极电流Ib过大，三极管为饱和状态。只有当三极管三脚电压满足发射极电压最低，集电极电压最高，发射电子和接收电子的条件都正常满足，三极管正常放大。

经验总结：三极管的三脚电流关系、三脚电压关系一直是学生较难理解、难记忆的内容，我们通过PN结的结构特点，并引入“发射”“收集”这两个概念，学生就很容易掌握了。初学者往往容易忽略三极管的结构图，教师应该对这张图仔细分析并充分理解吸收。

二、从电阻的基本特性出发学习基本元器件和基本电路的工作原理

电阻的知识点是学习基本元器件的立足点。大多数的初学者在学习电路时遇见的第一个元件就是电阻。顾名思义，电阻的阻值是用来描述该元件对电流阻碍作用的大小。电阻对各种信号呈现出的阻碍特性相同，无论流经其两端为交流、直流；高频信号、低频信号；模拟信号、数字信号，均一视同仁。立足于电阻的基本特性，可以用发散性思维引出以下知识点。

1.电容元件和电感元件的阻抗作用

电容和电感在电路中同样应用广泛。特别是电容元件，使用量仅次于电阻。电容在电路中经常有这样几种作用：滤波、耦合、旁路。要学习这两种元件的特性是可以从“电阻”这个角度出发理解的。电容和电感对电流同样有阻碍作用，它们的阻碍作用被称为阻抗，电容的阻抗叫容抗，电感的阻抗叫感抗。它们和电阻不一样，阻抗的大小变化和频率有关。在分析电路时我们可以把电容和电感看成是由信号频率调节的可调电阻，分析过程见表1。

2.谐振电路的工作原理分析

谐振电路在电子电路中有着广泛的应用，高频放大电路、振荡电路等都有谐振电路。很多初学者在分析电路时都感到无从下手。谐振电路其实就是选频电路，对谐振电路的分析方法同样可以从可调电阻的特性开始学起。

串联谐振的特点：当流经电路的信号频率等于谐振频率，等效的可调电阻阻值最小；并联谐振的特点：当流经电路的信号频率等于谐振频率，等效的可调电阻阻值最大。谐振的等效电阻大小可以影响其两端的电压、流经元件电流的大小，进而可以分析出它对流经该电路信号的作用。

利用阻值可变的性质，谐振电路可以作为：①选频电路，在众多的信号频率中选出所需要的信号频率。如果用在放大电路，则构成选频放大器；②信号吸收电路和信号衰减电路。从众多信号频率中将某一频率的信号进行衰减或吸收。

3.滤波器电路

滤波器电路就是利用电阻对信号的阻碍作用实现了选频功能。电阻阻值大，信号衰减大；电阻阻值小，信号衰减小。如果借用可调电阻的概念来分析滤波器电路，就很容易理解了。分析过程可以参考谐振电路的思路。

4.由电流大小控制的可调电阻电路

三极管集电极c和发射极e之间的电阻Rce可以看成是一个由基极电流ib控制的可调电阻，改变三极管基极电流大小，从而可以改变三极管c、e脚之间的电阻。当ib增大到三极管进入饱和状态，rce趋于0，等效于ce两脚间为一个闭合的开关；当ib减小到三极管进入截止状态，rce趋于∞，等效于ce两脚间为一个断开的开关。从这个角度考虑，三极管可以视作是一种由电流大小控制的可调电阻，如图3所示。模拟电路课程中关于直流电源一章所讲授的串联调整型稳压电路的工作原理，用这种等效方法进行分析易于理解，如图4所示。

经验总结：电阻、电容、电感在入门学习时可以把它们视作电路元件三“兄弟”，均能阻碍电流，并具有不同的阻碍特性。由这三种元器件搭配组合成的谐振电路、滤波器等电路均可以从可调电阻对信号的阻碍作用这个角度进行考虑。三极管的三种工作状态对输入信号的影响同样也可以从可调电路的角度进行考虑。

模拟电路的内容覆盖面广，涉及的理论知识点也多，它是电子技术类的基础课，因此怎样在有限的学习时间内尽快入门、尽快提高，这需要学习者不断地多观察、善思考，选取适合自己行之有效的学习方法。发散性思维能帮助初学者及时总结学习内容，找出各知识点彼此间的内在联系，对学习模拟电路起到了良好帮助。

模拟电路实验教学 篇12

一、传统模拟电路实验教学中存在的问题

1. 教学环节方面。

实验前同学们进不了实验室, 看不到仪器, 写预习报告往往是抄指导书;做实验时学生经常是赶时间测数据, 不能深入地理解实验的原理方法, 更没有时间去思考其他可行的实验方法, 学生的思维发展空间受到限制。在整个实验过程中, 由于学生不能主动地学习、研究实验原理和方法, 只会照抄照搬指导书, 自然缺乏应用和创新能力。

2. 教学内容方面。

许多学校由于资金原因, 难以购买相应的实验设备, 特别是较为先进的电子技术实验设备, 少数学校即使购买了, 数量也很少, 只是用来培训参加竞赛的少数同学。加上中职学生素质不高, 教师觉得不好管理, 在这种情况下, 实验内容和课时被大量删减, 教学效果可想而知。

3. 教学模式方面。

传统的电子技术实验教学模式存在一些弊端, 在整个实验过程中学生处于从属地位, 做实验时学生只要按照指导书上的步骤机械地操作, 就会得到和指导书上相差无几的结果, 学生觉得自己做实验很成功。长期下去学生养成不爱动脑的习惯, 学生思维的发展受到限制。

二、Protel在中职电子技术实验教学中的应用优势

1. 可以使学生在“真实”的实验操作情境之中预习实验。

Protel软件具有强大的模拟仿真实验功能, 使学生在利用Protel软件进行预习、实验设计、复习时, 仿佛置身于真实的实验操作情境之中, 这比以往的只是面对枯燥的课本效果好得多。Protel软件可以使学生在利用Protel软件进行学习时, 实现人与机器、人与人之间的交流。计算机可以随时提出问题来测试学生学习的情况, 学生可以根据测试结果适当做出是否继续学习的决策。学生可以通过网络的信息传递功能, 与同学或老师进行交流讨论。

2. 应用Protel可以解决实验环节脱节的问题。

Protel可以为学生创造一个生动活泼、形象逼真的学习环境。学生可以在实验前在计算机上利用Protel进行实验前的预习, 这样的预习效果要比传统的只参照指导书好得多。实验过程中, 学生可以根据以前预习的结果, 带着问题去做实验, 看结果是否有变化, 再分析原因。学生可以利用业余时间提前对该实验进行仿真, 这样就对实验的原理、方法有了比较明确的认识, 对实验中的难点也有了准备。当他真正走进实验室时, 不论从电路的布局、搭建, 还是实验的原理方法、实验过程, 都能做到心中有数, 减少了实验的盲目性。学生在实验结束后, 可以利用Protel进行复习, 撰写实验报告, 学期末也可以随时利用计算机进行复习。由此可见, 利用Protel可以解决学生在传统实验教学过程中在预习、复习阶段遇到的障碍。

3. 引入Protel仿真系统进行电子线路实验教

学, 可以提高学生的学习兴趣, 激发学生进行探究性学习, 从而破解传统教学模式的弊端。Protel软件功能强大, 能够仿真几乎所有的电子线路实验。在实验过程中, 学生需要按照实验原理, 自己逐个选择元件, 并对它们进行连接, 这有助于他们熟悉实验电路, 加深对电路原理的理解和记忆。由于Protel避开了电路的一些线路连接问题, 只对电路原理进行仿真, 直接切入到电路原理的本质, 使学生更容易理解实验原理和现象。最重要的是在仿真过程中, 学生可以自行设计实验方案, 根据需要改变元件参数和电路, 输出不同的结果, 进行探究式学习。这一方面可以极大地提高他们的学习兴趣, 另一方面有助于开阔他们的思路, 拓宽知识面, 提高解决实际问题的能力。

三、Protel在电子技术实验教学中的应用模式

演示实验的电路要专门制作成示教板, 且使用不便, 各种准备工作麻烦, 仪器精度也直接影响教学效果, 而利用Protel仿真功能可以很好地解决这个问题。

1. 实验前。

实验教师根据教学要求、实验目的, 在每学期实验开始之前, 把事先准备好的实验题目及要求通过局域网公布出来, 学生可以根据自己的时间安排, 在每个实验开始前, 在计算机上利用Protel进行实验前的预习。经基本掌握后, 学生可以很快进入到实验操作中去。

2. 实验中。

由于每个学生的理解能力、接受能力、动手能力不同, 所以在实验预习过程中他们遇到的问题也各不相同。这些问题可以在具体实际操作中解决。仿真实验中遇到的与理论分析不一样的结果可以在具体实验时多加注意, 再综合分析多种结果, 找出原因, 这样可以加深学生对教学内容的理解。教师在整个实验过程中起到指导监督的作用, 当遇到一些突发事件时, 教师可以协助学生共同解决。

3. 实验后。

实验结束后, 学生可以通过局域网把实验报告传给教师, 教师可以及时检查学生的实验报告并很快把检查过的实验报告传给学生。这样, 在遇到问题时可以及时解决, 缩短教师和学生之间的交流时间, 提高教学效率, 加深学生对实验的理解。

四、局限

电路实验教学重视实际动手能力的培养, 而引入Protel仿真实验并不能达到这样的目的;Protel仿真实验教学效果并不能代替真实的实验, 在实际动手操作时, 会遇到许多意外的情况, 机器实操存在一定局限。

Protel具有强大的布线功能, 相对来说仿真功能并不很强大, 但对于学生未来的工作来说, 熟悉Protel还是非常有必要的。

摘要：对于中职模拟电路教学来说, 实验教学是很重要的一个环节。本文尝试使用中职当前普遍使用的Protel软件来辅助教学, 取得一定成效。

关键词：中职,模拟电路,实验教学,Protel

参考文献

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