模拟电路实验教学改革

模拟电路实验教学改革（共10篇）

模拟电路实验教学改革 篇1

随着信息技术的发展, 对于理工科实验教学, 要不断创新教学模式, 传统实验教学模式面临着严峻的挑战, 需要跟上时代的进步, 对传统的教学模式进行改革, 根据现代学生的主体性和差异性来制订适合学生学习的教学方法, 对学生因材施教, 锻炼学生综合能力。对于模拟电路虚拟实验教学系统的应用和开发, 可以让学生自己动手操作, 体验整个实验的过程, 不断提高学生的学习兴趣, 增强学生的实践动手能力, 拓展学生的思维, 提高学生学习能力和学习积极性, 也有助于学生健康成长。

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) .

[2]许爱军.虚拟现实技术在轨道交通类专业教学中的应用[J].长江大学学报 (社会科学版) , 2011, 34 (04) .

模拟电路实验教学改革 篇2

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.

模拟电路实验教学改革 篇3

《模拟电路技术实验》是一门实践性很强的专业技术基础实验课程,是对模拟电子技术理论知识的重要补充。在该类实验中,需要利用所学知识,完成实验方案、实验电路图的设计与组建,所需元件的参数确定以及对应的测量工作。由于电子技术的发展,元器件、仪器的更新和淘汰是非常迅速的,所以单独依赖实际的仪器来完成这些实验就显得非常被动。

本文中介绍了利用Multisim 7进行模拟实验的方法。

1 Multisim 7 介绍

Multisim 7软件是由加拿大的Interactive Image Technologies公司在2003年推出的Multisim系列软件版本,该软件是对该公司的电子线路仿真软件EWB(Electronics WorkBench,虚拟电子工作台)经过多次改进,升级得到。该软件的主要功能特点有:

(1) 直观的界面

Multisim 7软件把电路原理图的创建、电路的测试分析和仿真结果等内容都集成到一个电路窗口中,整个操作界面就像一个电路实验平台,与实践操作非常相似,能满足教学上的要求。

(2) 种类繁多的元件和模型

元件库非常的大,包含了13 000多个元件;元件库中含有所有的标准器件以及当今最先进的数字集成电路;含有大量的交互元件、指示元件、虚拟元件、额定元件和三维立体元件,可以满足不同的应用目的;除了Multisim 7软件自带的主元件库外,用户还可以建立“公司元件库”,这样有助于一个团队的交流使用,Multisim 7还提供了多种向元件库中添加个人建立的元件模型的方法。

(3) 功能强大的虚拟仪器

主要包括逻辑分析仪、安捷伦仪器、波特图仪、失真分析仪、频率计数器、函数信号发生器、数字万用表、网络分析仪、频谱分析仪、瓦特表和字信号发生器等18种虚拟仪器,并且其功能与实际仪表相同,可解决购置这些实际仪器设备所需巨额经费不足问题。

(4) 完善的分析手段

除了所含有的虚拟仪表外,Multisim 7还提供直流工作点分析、交流分析、敏感度分析、3 dB点分析、批处理分析、直流扫描分析、失真分析、傅里叶分析、模型参数扫描分析、蒙特卡罗分析、噪声分析、噪声系数分析、温度扫描分析、传输函数分析、用户自定义分析和最坏情况分析等19种分析手段,这些分析在现实中有可能是无法实现的。

(5) 强大的仿真功能

用Multisim 7不仅可以完成SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) 仿真,而且还可以实现RF(射频)电路的仿真。

2 Multisim 7仿真软件的应用

用Multisim 7完成仿真实验的一般步骤是:创建仿真电路图→确定仿真分析手段→启动Mmutisim 7仿真→完成仿真分析。这里以OTL低频功率放大实验电路为例来介绍该仿真实验。

2.1 创建仿真电路图

首先确定实验电路;然后打开Mmutisim 7,通过左边的元件工具栏(Component Toolbar)选择合适的元器件;通过右边的仪表工具栏(Instrument Toolbar)选择合适仪表;然后通过放置(Place)栏,选取连接点并确定其位置;用导线把所选用的元器件、仪器仪表和连接点进行连接;最后根据需要,合理地调整元器件和仪器仪表的位置,最后得到图1所示的仿真实验结果。

2.2 仿真实验过程

2.2.1 静态工作点调试

(1) 将输入信号为零(ui=0)电源进线中串入直流毫安表,调节电位器RA,用万用电表测量A点电位,使uA=(1/2)UCC,仿真结果见图2所示。

(2) 调整输出极静态电流及测试各级静态工作点

调节电位器RB=0,在输入端接入f=1 kHz的正弦信号ui。逐渐加大输入信号的幅值,此时,输出波形应出现较严重的交越失真,如图4所示;然后缓慢增大RB,当交越失真刚好消失时,停止调节RB。 此时直流毫安表读数即为输出级静态电流。该数值按要求应在5～10 mA左右,如图3所示。

输出端电流调好以后,对T1,T2,T3进行直流仿真分析,得到如图5所示的仿真结果。

2.2.2 最大输出功率Pom和效率η的测试

逐渐增大ui,同时用示波器观察输出电压uo波形,当输出电压达到最大不失真输出时,用万用电表测出此时负载RL上的电压Uom,仿真结果见图6所示。

由此可得:undefined

当用瓦特计直接测量时,得到其最大不失真输出功率为Pom2=0.141 W,两者非常的接近,从而间接证明该测量过程的准确性。

在理想的情况下,最大输出功率undefined=0.39 W,实际上“OTL低频功率放大器”电路的额定(不失真)输出功率为理论上最大输出功率的(40～60)%(reference),即0.156～0.234 W,仿真结果与理论分析基本相符。

2.2.3 频率响应的测试

用波特图示仪测试电路的幅频特性曲线非常方便,将电路的输入和输出部分分别连接至波特图示仪输入和输出端,然后双击XBP1波特图示仪的图标,设置合理的参数,最后打开电路的仿真开关,最后得到图8所示幅频特性曲线。然后用鼠标拖动游标,从指针运数处找到对应增益下降3 dB处的2个频率值,分别可得其下限频率为fL=472.638 Hz和上限频率fH=1.298 MHz。

虽然Multisim 7软件在电路的设计和分析过程中,产生了非常积极的作用,但是应该看到该仿真软件,毕竟是一个虚拟的电子实验室。该实验室里的各种虚拟元器件、仪器仪表,与现实存在着的真实的硬件仪器仪表之间存在着很大的区别。有些基本的实验操作方法,操作技能只能通过实际的操作过程才能学到和领悟到,所以硬件的实验过程也是不可缺少的。

3 硬件仪器的实验过程

当采用硬件的仪器仪表来完成同样的实验内容时,发现在实验过程中,存在着诸多的问题,主要表现在以下几方面:

(1) 线路的连接问题:元器件的放置方向错误,例如电容、三极管等;电路中存在着短路与断路的问题;

(2) 实验过程中,万用电表保险丝的损坏情况比较严重;

(3) 当采用硬件的仪器仪表来测试电路的频率特性时,发现该测试的过程是非常困难的,其主要原因在于仪器自身的问题,因为用函数信号发生器来调节其输出频率时,发现其幅度也跟随着发生了变化,这便导致单纯通过观察输入和输出波形来分析其频率特性的方法是错误的。

4 结 语

运用Multisim 7软件进行仿真设计,不仅可以提高模拟实验教学的质量以及学生们的实验兴趣;同时还能解决传统实验教学中存在着的设备紧张、仪器陈旧等问题;同时对于开发学生的学习潜能、拓展设计内容和思维空间有着很大的帮助。但由于虚拟器件存在着虚拟的特点,在真实性方面与实际的硬件仪器仪表存在着比较大的差距,并不能完全替代传统的实验手段。所以在实际的模拟实验教学过程中,只有要把硬件的仪器仪表和Multisim 7仿真软件结合起来,把现代化手段与传统实验有机的结合起来,发挥各自的优势,才能收到事半功倍的效果。

参考文献

[1]熊伟,侯传教,梁青,等.Multisim 7电路设计及仿真应用[M].北京:清华大学出版社,2005.

[2]李冬生.EDA仿真与虚拟仪器技术[M].北京:高等教育出版社,2004.

电路实验建设与改革 篇4

关键词：实验室；实验改革；电路实验

中图分类号：G710文献标识码：A文章编号：1005-1422（2015）12-0087-02

一、实验教学体系改革

1.规范和完善实验教材

为了适应面向应用型人才培养的目标，根据国家示范性高等职业院校建设要求及教育部对教材的要求，对直流电路、交流电路、数字电路、电子线路等实验课程的教学内容和实验项目设置进行了合理的选择和规范，重新编写了完整的系列实验教材，确保基础性内容，回避深奥理论及原理、结合实际应用、图文并茂、加强操作指导性及具体实验步骤，增设了设计性、综合性等实验内容，满足不同专业及不同层次学生的需求，为学生创造更大的学习自由和空间。

2.教学模式改革

在电路实验教学改革过程中，确立了从浅到深、从综合到创新的层次化、阶梯式的实验教学模式，将实验内容分成基础验证型、综合仿真型、创新设计型三个层次。教学时从基础着手，通过验证型实验，验证理论、总结规律、发现问题、分析排故、掌握实验基本技能方法、培养规范的操作习惯。循序渐进，引入EWB和protel等工具软件，在虚拟仪器的帮助下，掌握仿真软件的使用、加深对理论知识的理解和运用、拓展思维、培养创新能力。对于电子专业的学生，在掌握一定实验和仿真技能之后，可通过难度适中、与理论相关知识点联系较多、应用相对广泛的典型电路引导学生分组进行资料查阅、交流、设计、仿真、搭建电路、测量参数、分析总结。对不同层次的实验和不同层次的学生，在教学过程中应强调区别教育，把握好侧重点，确实做到因材施教，不断丰富教学手段，力求让学生在享受实验的同时掌握知识，不让实验成为枯燥的动手验证或是望而生畏的学习任务。

3.教学手段多样化

先进的教学体系和合理的教学内容安排是取得高质量实验教学效果的前提，但能否达到实验教学目的关键还在于有没有先进的教学方法和教学手段。经过不断的探索和努力，我们总结和实施了以下教学手段。

（1）网络、视频教学：以校园网为平台建立实验网络课程，为学生提供各类实验教学视频、实验图片、指导课件在线学习以及常用的实验仿真软件供学生下载，学生可以在这种开放式的网络教学环境中自由地学习交流。在教学中，加入视频教学环节可达到事半功倍的实验教学效果。

（2）多媒体教学：主要包括电脑、投影仪、实物投影等多媒体设备，在教学过程中实现一对多的手把手教学，最高效地完成呈现教学，即可减少实验教师的辅导工作量，又可使学生得到最直观的认识。

（3）换位教学：通过开展以学生为主的换位教学法可使师生走出“填鸭式”教学围城，通过激励机制的设置，让每个学生都有站起来当“老师”的机会，在激发了学生们的学习积极性的同时，活跃了课堂气氛，还能在短时间内拉进师生的距离。

（4）考核、激励机制：实验的考核应摆脱期中期末考的束缚，以平时实验表现作为考核的重点，加大学生的学习态度和规范操作的考核比重，注重表现加分，如课堂回答问题、辅导同学等方面。除此之外，许多高校的实验成绩是归入到该课程理论成绩的平时成绩中，因为学习知识的最终目的是应用，而实验课则是理论知识最直接的应用，是培养学生动手和创新能力的重要环节，教育的最终目的是开发人的创新能力，而脱离实践的创新则是异想天开，因此实验成绩应单独作为一门课程，才能从客观上调动学生学习的积极性，更好地让学生在实践中掌握知识、思考创新。

二、实验室建设

1.以实验室制度改革作为实验室建设的重点

在日常电路实验教学与管理中，长期坚持对实验室管理体制进行不断改革，逐步做到了实验室管理落实到人、实验中心建设资源统一支配，形成了一整套体现科学性、可操作性的规章制度，实现规范化、制度化管理，包括：设备使用记录本、设备维修记录本、设备入库出库记录本、设备借出记录本、设备条形码归档、设备报废制度、耗材管理制度、设备及耗材采购制度、安全卫生记录本、学生考勤记录本、实验室准入制度、实验教师职责、实验流程、安全标语及标志牌、安全管理制度、学生实验准则等。

2.以师资队伍的建设作为实验室建设的首要战略任务

在实验室建设中，师资队伍的整体素质是决定实验室整体水平的关键因素，因此，加强实验师资队伍建设是实验室建设的首要长期任务：注重实验教师优良品德的培养；注重实验人员知识面的培养；要求年轻实验老师听课；组织教师到其他院校实验室进行调研交流；鼓励年轻教师外出培训或进入工厂实践；鼓励实验人员参加校际间的学术交流与合作；开展实验教学带头人工程；培养业务技术骨干，形成知识、年龄结构合理的队伍；合理定编，建立实验教师考核制度；鼓励实验室工作人员在职攻读学位；加强现有人员岗位技能培训；建立激励机制，激发、鼓励调动实验人员的积极性和自觉性。

3.以实验室硬件平台作为实验室建设的根本途径

结合国内基础实验教学的现状和广州民航职业技术学院电工电子基础实验教学的特点，以创建省级示范实验中心为契机，进行了电路实验硬件教学平台的建设。通过电路实验教学平台的建设，使实验系统在安全性、可维护性等方面得到了显著的改善与提高，同时在平台建设的基础上，进行了实验内容的改革及考核体系的完善，实践证明，这些改革完善了教学体系，提高了教学质量，调动了学生的学习积极性，为学生创新实践能力的培养奠定了基础。

参考文献：

[1]孙曼利，司轶芳.电路实验教学的改革与探索[J]. 实验科学与技术，2010（4）.

[2]王建明，帅仁俊.电路实验教学平台建设与实验教学改革[J]. 实验室研究与探索，2008（2）.

[3]廖庆敏，秦钢年.建立开放实验室 提高学生的实践能力和创新能力[J]. 实验室研究与探索，2010（4）.

[4]张学军，王锁萍.全面改革实验教学 培养学生创新能力[J]. 实验室研究与探索，2005（1）.

简易模拟电路实验箱设计 篇5

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.

[4]颜国琼, 周毛华.《模拟电子技术实验》教学创新探索[J].长江大学学报:自科版, 2013, 28 (10) :128-132.

[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.

模拟电路实验系统的设计与制作 篇6

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.

模拟电路实验教学改革 篇7

1 建立仿真电路

在Multisim 10电路窗口中建立如图1所示单管放大器仿真电路[1]。设置信号源“XFG1”幅度为10 mV,频率为1 kHz的正弦波信号,开关K1,K2设为闭合,K3设为打开状态,Rw可调电位器取值为50%。

2 静态分析

当输入信号ui=0,确定静态工作点,求解电路中有关的电流、电压值等[2]。

2.1 万用表测量静态工作点

设置信号源输出为0 V,打开仿真开关,分别读出万用表“XMM1”,“XMM2”和“XMM3”的电压值,UB=2.29 V,URC=3.314 V,UCE=7.018 V,如图2所示。读出测量值并计算静态工作点:ICQ=1.105 mA,UCEQ=7.018 V。

2.2 直流工作点分析

直流工作点分析也是确定静态工作点的一种方法。选择Simulate菜单中的Analyses-DC Operating point Analysis进入设置,在设置“Output”项中选择V(2),V(3)和V(4)为输出项,如图3所示。单击“Simulate”按钮,显示如图4所示的输出电压值。

2.3 温度变化对静态工作点的影响

温度扫描分析方法是分析温度变化对静态工作点的影响[3]。设置信号源输出为10 mV,1 kHz的正弦波信号,选择“Simulate”菜单中的“Temperature Sweep Analysis”进入设置,在“Analysis Parameters”选项中进行起始、终止温度的设置,如图5所示,并单击“Edit Analysis”按钮,设置开始时间与结束时间,然后设定“Output”V(4)为输出项,再进行仿真。仿真结果如图6所示,输出电压V(4)随温度升高而下降。

2.4 静态工作点设置对输出波形的影响[2]

建立如图7所示仿真电路。选择“Simulate”菜单中的“DC Sweep Analysis”进入设置,在“Analysis Parameters”选项中,“Source 1”设置为电压源,并修改起始、终止和增加电压值。“Source 2”设置为电流源,若电流源没有显示,可按下“Change Filer”按钮,选中“Display submodules”选项。这时修改起始、终止和增加电流值,如图8所示。“Output”选项中选择输出电流IC,若没有显示可按“Add device/model parameter”按钮,在弹出对话框中的“Parameter”下拉菜单中查找。如图9所示。

最后进行仿真,当负载电阻为3 kΩ时,输出特性曲线作交流负载线[2],估算出Q点的位置,如图10所示。当输入信号较大时,Q点取的过高,容易产生饱和失真,反之,产生截止失真。

3 动态分析

动态分析的任务是计算输入、输出电阻、电压放大倍数、最大不失真输出电压和幅频特性等[4]。

3.1 输入电阻测量

建立如图11所示仿真电路。打开仿真开关,双击“XMM1”和“XMM4”两万用表,并将它们切换在交流电压档上,再双击“XFG1”函数信号发生器图标,逐步加大信号幅度,使“XMM1”万用表显示约10 mV左右,再读出“XMM4”的电压值,如图12所示。输入电阻(单位:kΩ):

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3.2 输出电阻测量

仿真电路如图11所示,双击“XFG1”函数信号发生器图标,将信号幅度调整为10 mV。开关K3为断开状态(不带负载电阻RL),双击“XSC1”示波器,打开仿真开关,读出输出电压约888.7 mV,如图13所示。按下“L”键,开关K3闭合(接入负载电阻RL),打开仿真开关,读出输出电压约707.0 mV,如图14所示。输出电阻(单位:kΩ):

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3.3 电压放大倍数

建立如图1所示仿真电路,调整信号源输出10 mV,1 kHz的正弦波信号。

3.3.1 不带负载电阻RL

开关K3处于打开状态,打开仿真开关,读出如图15所示示波器的输入和输出电压峰值,Uo=931.29 mV,Ui=9.99 mV,则电压放大倍数AU=93.2。

3.3.2 带负载电阻RL

开关K3处于闭合状态,打开仿真开关,读出如图16所示示波器的输入和输出电压峰值,Uo=706.93 mV,Ui=9.99 mV ,则电压放大倍数AU=70.8。

3.3.3 带负载电阻RL并考虑信号源内阻

开关K3处于闭合、K1处于打开状态,打开仿真开关,读出如图17所示示波器的输入和输出电压峰值,Uo=572.56 mV,Ui=9.99 mV,则电压放大倍数AU=57.31。

3.4 最大不失真输出电压

为了获得最大的动态范围,应将静态工作点设置在交流负载线的中点[2],在放大器正常工作的情况下,逐步增大输入信号的幅度,并同时调节静态工作点,用示波器观察Uo,当输出波形同时出现失真现象时,说明静态工作点已调在交流负载线中点,然且调整输入信号,使输出幅度最大,且无明显失真时,测出Uo的同时求出最大不失真输出电压Uopp。

连接如图1所示的仿真电路,将K3闭合处于状态,打开仿真开关,反复调整Rw和信号源“XFG1”输出信号大小,使得输出电压最大且没有明显失真,读出Rw约处于23%,信号源输出电压20 mV最大不失真输出电压如图18所示,Uopp≈3.9 V。

3.5 放大器的幅频率特性

3.5.1 频率特性

放大器的频率特性[5]是指放大器的电压放大倍数AU与输入信号频率f之间的关系曲线。分为下限频率fl、上限频率fh和通频带fbw 。

3.5.2 幅频特性曲线的测量

建立如图19所示仿真电路,调整信号源输出10 mV,1 kHz的正弦波信号。双击波特图仪“XBP1”[6]。打开仿真开关,如图20所示,调整相关参数,读出上限频率fh=17.37 MHz,下限频率fl=158 Hz,计算出通频带fbw=17.37 MHz。

当把耦合电容C1,C2和旁路电容Ce都改为1 μF时,低频区电压放大倍数急剧下降,下限频率fl=7.59 kHz,通频带fbw减小明显,如图21所示。

如果要获得较宽的通频带,可采用深度负反馈放大电路[3],将图19中的K1打开,旁路电容失效,幅频特性曲线如图22所示,但损失了可贵的电压放大倍数。

4 结 语

放大电路中的“最大不失真输出电压”和“放大器的幅频率特性”两个概念在理论课中是比较难理解的两个内容,通过Multisim 10软件仿真实验能直观反映其结果,正确理解基本概念。通过软件的运用,使学生了解和掌握更多电子系统应用的概念、知识和技术。建立起以应用能力和创新能力为培养目标的学习观念。

参考文献

[1]唐赣,吴翔,苏建峰.Multisim10&Ultiboard10原理图仿真与PCB设计[M].北京:电子工业出版社,2008.

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[3]秦世才,贾香鸾.模拟电路基础[M].天津:南开大学出版社,1998.

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[5]顾江,鲁宏.电子电路基础实验与实践[J].南京:东南大学出版社,2008.

高职《模拟电路》教学探讨 篇8

《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,

电路实验教学的改革与探索 篇9

摘 要：在电路实验教学改革中力求改变以往主要验证实验项目加入一些创新型实验项目，提出了自主创新的实验教学方法，通过在完善实验教学方法和手段和不断改进实验内容，既可以探索如何提高基础实验课程的教学质量和水平，同时又可以提高学生的实践动手能力。

关键词：电路；项目改革；实践型实验；创新能力培养

中图分类号： G642.423 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）17-114-2

0 引言

目前所开展的电路实验项目基本上都是学生被动的教学模式，已经不能满足对人才培养的要求，滞后于学生对实践操作能力的迫切需求。如何提高电路实验的可操作性，既可以完成传统验证型实验内容，又能通过实验提高学生对相关理论知识的理解是实验环节需要解决的问题，改变以往学生单纯机械性实验，使学生融入实验，自主完成后启发对理论知识的理解。

1 电路实验改革的必要性

1.1 实验教学的压力

随着我国工业的发展，电气方向近年来的对学生的需求量不断增长，顺应人才需求各学校逐年扩大招生规模，学生人数增加，而且电路理论及实验课程又是电类专业必修的专业基础课，该课程实践性强、内容面广，由于学生高中所学和现在的电路理论学习有一定脱节，再加上课程开课时间早不利于学生及时调整学习方法，对电路分析理论知识的掌握有一定难度，这样就更突出了实验环节在整个教学活动中的重要作用，实验的直观性、操作性直接影响到电路理论教学的延续性，对学生的学习兴趣和积极性起到一定的辅助作用，因此对实验教学的内容更新提出迫切要求，将实验仪器设备如何使用及开发的问题也提上日程。针对于实际情况和现有的实验设备和仪器的前提下，迫切要求我们探索一种实践与理论结合的实验教学方法，以实验促理论教学。

1.2 以提高创新能力为出发点

目前大多数实验教学中，实验原理、接线方法、实验步骤、实验内容等都在实验指导讲义有详细说明，上课期间教师对实验进行详细讲解及演示，学生其后就按分组根据实验指导书规定的程序操作，再就是观察、记录实验现象和数据，书写实验报告并分析讨论。这种实验过程中简单重复，按部就班，谈不上独立思考，别说解决问题，也提不出有新意的问题，整个实验下来达不到对学生综合实践创新能力培养的目的，虽然有一定的动手环节，但不能调动学习激情，整个操作过程仅仅是单纯的验证，收获不大。

发展应用型人才是目前学校人才培养的主要趋势，学生出去以后社会更需要是有较强的综合应用能力、动手能力和思维发散的创新型人才。结合现在提出的双创，提升学生创新创业的能力，我们就要促进学生主动的将理论知识融于实验教学中得到更深的理解和巩固，为后续课程的学习打下坚实基础，促进实验教学探索新的培养学生方式方法，培养创新能力和创新意识。结合以上仅依靠传统的教学手段无法达到预期效果，这也是学生实验教学收获不明显的根本原因，因此我们需要从现有条件中探索一种能充分调动并发挥学生动手积极性的实验方法。将学生从书本上的学习吸引到实验室，调动起学生将所学知识应用到实验中，并通过实验解决理论学习中的疑问，互相验证、互相促进。

2 改革实验方法

实验教学方法的改革应以如何提高学生独立思考、实践动手、综合分析能力为基础，是应用型人才培养的目标及出发点，应改变以往验证的教学方法，不应停留现有实验项目，开发综合实验，激发学生热情，充分调动学生的积极主动性，给每个学生独立思考、自由创造的自主实验的机会，向“以学生为主体，教师为辅导”转变，实训环节是现在学校普片重视的培养学生动手能力的有效方法，我们可将实验与实训环节有机的结合，这样既可以有充分发挥实验室的功能，向开放实验室发展，提高实验室的利用率，又可以将理论学习与实训实验环节贯穿整个过程，在遵循课堂教学一定机制前提下，课下使学生利用实验室充分理解巩固、提高对理论知识的形象认识，激发学生主动探究的欲望， 使学生将所学应用到实训实验中。

3 逐步推行综合设计型实验

创新也是在现有电路实验教学一定的框架下推进，首先是如何从调动学生的积极性，使实验的主体有老师向学生转变，进而使学生以主动性实验取代依赖性实验，教师在实验过程中仅起指导、答疑的作用。以往的各类动手较多的实验可以看到学生一旦有了主观能动性，不需要老师的督促学生会积极寻求解决问题的方式方法。

如最大功率传输电路实验，该实验是一个实用性比较强，贴近实际电路设计的一项实验，生活中可能会遇到很多问题，如何提高电能的利用率，如何使我们所用器件在一个合理的范围等等，造成使用器件设备的浪费，不能和目前提出的节能减排的技术要求相吻合。这些问题，在实验过程中也会出现，所以最大功率传输的实验，由学生自行设计，模拟出现问题的电路，调节电路参数，测出各类参数的数据进行分析，并探讨解决问题的方法。实验全部由学生自主设计连接完成，教师其中的作用是要认真检查学生设计实验的可操作性和可行性，在确认没有问题以后，方可进行实验。这样做极大地激发了学生的实验积极性，不仅使学生牢固地掌握了理论知识，还提高了实验操作技能及设计等方面的综合能力。

通过设计性实验提高学生培养创新思维，给学生足够的自由度，但在安全范围以内。通过一段时间的训练，在学生具有一定的实验技能后，安排综合性设计性实验。选题上力求与电路理论及工程实践紧密相连，使学生能够接触到工程环节和理论学习中所学相关知识点；难度适中，力求不要过高，但又必须经过一定的分析，最好是以创新团队的方式才能够完成设计任务，使学生从中体会到集体创新设计的乐趣，设计性实验有一阶电路设计、带通滤波器的设计、万用表的设计和直流稳压电源的设计等。设计性实验在教学时有一定的难度，但只要学生能够认真思考，教师适当引导，都能较好地完成实验任务。

4 推进实验室的开放

基本的实验教学任务完成后，实验室逐步面向学生开放，改革传统的验证性实验教学向开放实验室教学是提高实验向课后延伸的有效途径，是让学生通过正常实验教学中掌握有关知识和技能的同时，利用开放时间获得较多的动手机会，按自己的设想实验的机会。基于大纲内容的验证性实验由于复杂层度不高，多数同学完成的较好，但没有挑战性，我们增加了综合设计性实验，将其他电类课程的内容结合进来，既可以巩固电路基本知识，又可以给学生提出问题，这样学生就会带着问题去学习，以达到对其他电类课程的兴趣相辅相成。实验室开放时间有一定的弹性，学生可以根据自己的时间合理安排，所以推进开放实验室的方法不仅是现有实验改革的突破口，还可以给学生提供锻炼和提高的机会，为充分发挥学生个人兴趣创造条件。

5 结束语

以提高学生的综合素质、解决问题能力、培养学生分析问题是实践型实验教学改革的指导思想，是传统的传授知识型转变的方向。结合计算机多媒体、仿真实验等技术的发展为实验教学改革提供了有效的途径。相信在老师与学生的共同参与和探索下，结合现代教学方法、仿真软件等这种现代的、信息化的教学手段，一定会对我们电路实验课教学质量的提高探索更好的实验方法发挥重要的作用。

参 考 文 献

[1] 李翰逊.电路分析基础[M].北京：高等教育出版社，1978.

[2] 陈棣湘，孟棣湘，潘孟春，等.电子技术系列课程实验教学的改革与研究[J].实验科学与技术2007，5（2）：58-60.

[3] 刘曦，皇晓辉，崔金钟.电子技术综合型实验的一些基本要领[J].实验科学与技术，2008，4（2）：85-87.

[4] 全国高校教学改革研讨会论文集.南京，2004（4）.

[5] 尚华.电路实验指导书[D].郑州：华北水利水电学院，2009.

模拟电路课程教学方法探索与实践 篇10

1 模拟电路课程教学方法、教学内容和教学手段的探索与实践

1.1 注重模拟电路与前面所学电路分析课程的联系

模拟电路是在结束了“电路分析”这门电路理论课后开设的又一门电路理论课程。“模拟电路”教学过程中很多时候要用到“电路分析”的基本理论来分析与求解电路, 与电路分析存在着天然的联系。“模拟电路”和“电路分析”尽管开设的时间间隔不长, 但是大部分学生记忆已经模糊, 因此非常有必要进行复习。教师在上课伊始, 应该抽出一定的时间来说明这两者之间的关系, 同时向学生特别说明熟练掌握电路分析的分析方法对本门课程学习的必要性。在教学过程中对电路的分析与计算中涉及到电路分析知识时要随时复习、讲解, 使学生能够将所学电路理论知识应用于模拟电路的学习中。

1.2 将基本电路和基本分析方法贯通课程始终

各种分立元件组成的电子电路, 都是由最基本的电路—稳定偏置电路组成, 而分析交直流通路又是最基本的分析方法。各种集成电路多是由最基本的电路—集成运放组成, 而“虚短”和“虚断”概念又是最基本的分析方法。应当注意反复强调这些最基本的电路和分析方法, 比如:每讲一个新电路都先让学生找偏置电路, 画交直流通路, 在此基础上再讲特殊元件和特殊作用, 基本的电路熟了, 才能增强学生透视复杂电路的能力。

1.3 明确课程定位, 激发学生学习兴趣

30多年来, 半导体电子技术经历了“翻天覆地”的巨大变化。然而, “模拟电路”教材的内容却相对滞后, 同时“模拟电路”是一门技术基础课, 实践性很强, 课本上集成电路系统设计与应用研究在教材中所占比重甚少, 学生有种学的不知道怎么用的感觉。

针对以上情况, 首先让学生明确课程在电子系统中的地位。“模拟电路”课程的内容, 大部分章节都是介绍放大电路。首先, 要让学生有一个全局的观念, 明白放大电路在整个电子系统中的地位。并且这种思想在不同的章节中都要提及, 以加深理解。

其次在讲课过程中要多联系实际的工程应用, 选择各类电子设备和电子信息产品中具有广泛代表性的某些典型电路 (系统) 作为范例, 使学生通过对这些精选范例的学习研究、能达到举一反三、触类旁通之效果。比如:在讲解放大电路时, 可以通过给学生们介绍他们最熟悉的半导体收音机, 从天线接收来的信号是十分微弱的, 经过收音机的各不同功能的电路系统对信号进行处理、低频放大、中频放大还有功率放大, 最后我们能够听到从扬声器传出的不失真的声音。通过实例的介绍, 可以很好地激发学生的学习兴趣。有效地提高课堂教学效率。

1.4 在教学中注意教学方法, 多种渠道化化难为易, 打好基础

在教学过程中要注意符合学生的认知规律, 遵循由浅入深、循序渐进的原则处理教学内容, 让电路知识在学生头脑中形成前后关联的知识链。比如对一些新电路的引出, 采用递进式讲授的方法即已知的简单电路逐步过渡引出, 比起直接推出新电路, 不仅使学生易于接受, 而且可以加深理解和记忆电路的工作原理、各元件的作用例如在差动放大电路这一章中, 不是按教材直接推出分立元件电路的常见形式:长尾式差放电路, 而是先从分析单管电路不能抑制零漂的原因入手, 引入了对称性电路可抑制双端输出零漂的概念, 得出了差放电路的基本形式;然后提出如果电路对称性不理想以及要实现单端输出要求时又该如何抑制零漂的问题;根据射极电阻直流负反馈稳定静态工作点及射极电阻降低放大倍数的前续知识, 于是在基本电路中加进了共模负反馈电阻;又从该电阻大小是影响抑制零漂的效果及放大电路输出动态范围的因素, 新引入一组直流负电源解决这一矛盾, 并改变原来的偏置结构形成了最终要详细讨论的长尾式差放电路再从改善对称性效果的调零要求, 引出射极调零电位器并顺带介绍集电极回路的调零电路, 这样就使学生对长尾式差放电路各种形式都比较了解。这样由一步一步推导导出新电路。由于知识连贯, 使学生学习起来不仅轻松自然, 而且记忆清晰, 相关知识也掌握得比较扎实。

1.5 利用多媒体教学加深学生对抽象事物的理解和认识

利用先进的多媒体软件技术, 精选适合于课堂教学的多媒体软件, 根据教学内容和教学要求, 制作教学课件。开展以计算机为媒介, 以多媒体和网络技术为核心的计算机辅助教学 (Computer Assisted Instruction, 即CAI) , 结合利用电子白板、投影仪等先进的教学设施, 建构传统教学与现代教学的完美结合。与传统板书教学相比, CAI教学无疑存在很多优势。通过CAI可将一些在传统教学中难以用语言表达的、普通条件下无法实现或无法用肉眼观察到的现象模拟出来。在课堂教学中可以融视、听、说于一体, 把声、形、光、色、情等安排在不同界面上进行组合流通, 加深学生对抽象事物的理解和认识, 给学生提供全方位、立体式接受信息的条件, 有利于学生知识的迁移。既增加了课堂知识密度, 拓宽了学生的视野, 又减轻了学生的课业负担, 提高了教学效益。

2 结语

通过精心组织整个教学过程, 笔者在电路分析教学中大胆进行了多种教学方法探讨与实践。实践表明通过以上教学方法改革电路分析课程的理论和实验教学质量得到了很大提高, 取得了一定的成绩, 提高了学生的学习兴趣, 使学生对电路分析理论学习目标明确、兴趣浓厚、实践能力和创新能力的综合素质得到了一定提高。笔者希望此教学方法能对其它课程的教学改革起到一定的借鉴作用。

摘要：《模拟电路》课程作为一门理论性强、内容丰富的电子技术基础课程, 在构建学生电子技术基本理论和基本技能、培养学生的学习能力和创新意识等方面起着重要的作用。本文从电子技术课程教学内容、教学方法和手段等多个方面, 提出了便于学生学习和理解的方法与措施, 为电子技术和相关专业技术基础课程的教学改革提供了较好的改革思路。

关键词：模拟电路,教学方法,分析方法

参考文献

[1]刘光祜, 饶妮妮.模拟电路基础[M].成都:电子科技大学出版社, 2001, 1.

[2]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社, 1988, 2.