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第1篇：簡單的電子電路設計范文

關鍵詞：芯片級自修復技術 胚胎電子電路 設計

中圖分類號：TP302 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0042-01

1 胚胎電子電路的基本原理及結構模塊

1.1 胚胎電子電路的基本原理

追根溯源，自修復機制和胚胎電子電路的結構最初都是來源于人們對多細胞生物體活動的相關研究，可以說它是生物電子學的一個重要組成部分。它所采用的是二維陣列的結構，細胞是其組成陣列的基本單元，陣列結構中多余的細胞能夠模擬新細胞，從而把配置信息模擬成生物體的遺傳物質，而這每個細胞的內部結構又是相同的，主要包括功能電路和自修復輔助電路兩大部分。

事實上，多細胞生物體是由多個分化的細胞組成的生物體，其分化的細胞各有不同，都具有獨特的、專門的功能，屬于較為復雜的系統，在這個系統發生局部問題時，生物體往往能夠實現自愈，也就是具有自修復能力。所以，我們可以利用功能復制來取代那些損壞或死去的細胞，而且是通過細胞級實施自主修復。

1.2 胚胎電子電路的結構模塊

（1）功能電路模塊，胚胎電子電路中的功能電路主要由邏輯塊、換向塊以及配置寄存器三部分組成。那么，這三個部分負責的內容是什么呢？首先，邏輯塊負責完成和實現數字電路的邏輯功能；其次，換向塊是用來改變和調整信息傳播的方向的，它還能有效地實現細胞單元間邏輯塊的互聯，從而形成一種十分復雜的數字電路；最后，配置存儲器則能夠較好地存儲每個細胞的配置信息，其輸出連接邏輯塊和換向塊，這樣邏輯塊便具有可編程能力，能夠隨時改變細胞和相鄰細胞的連接關系。

（2）自修復輔助電路，胚胎電子電路中的自修復輔助電路可以形象地比喻為細胞中一元自主修復的“指揮中心”，它的設計需要和功能電路、自修復機理直接相互協調。在細胞邏輯出現故障的時候開啟自修復機制，同時產生相應的狀態控制信息對其他模塊加以控制，讓其他正常細胞繼續執行任務，這樣使得整個系統得以恢復正常運行。

2 面向芯片級自修復的胚胎電子電路設計與實現

2.1 邏輯塊的設計與實現

當前，我們常見的邏輯塊結構有兩種，即基于多路選擇器和查找表。前者具有失效率低和結構簡單的優勢，然而每個細胞的功能性較弱。我們知道，大量細胞的邏輯塊互相連接就可以實現復雜的系統功能，但是它的布線并不簡單，不能適用于大規模電路的實現。近些年，在以太網供電工程的細胞設計中長期采用基于四輸入一輸出的顯示查找表結構，實現了任意的數字邏輯，然而對于較大規模電路設計時仍有諸多不足，主要表現為資源的大量浪費。鑒于此，下面筆者對邏輯塊的結構進行了改進，有效節省了大量資源，也極大地增強了細胞設計的靈活性。

對于改進后的邏輯塊內部電路結構，此處的邏輯塊由四個兩輸入顯示查找表和D觸發器組合而成。顯示查找表主要負責實現組合邏輯的功能，其個個輸入端連接著多路選擇器，可作為選擇開關，同時也能夠對控制信號進行約束和控制，從而實現了相鄰細胞邏輯塊之間的連接。而D觸發器以顯示查找表的輸出為輸入，可以有效實現時序電路。

根據研究結果顯示，如果要確定一個細胞邏輯塊實現的邏輯功能，我們至少需要18位控制配置位。結合顯示查找表的內容寫入方式，筆者給出了兩種邏輯塊結構：一是直接把邏輯功能的真值表寫入其中；另一種是可重寫入的邏輯塊結構。

2.2 換向塊的設計與實現

換向塊的結構主要由八個八選一多路選擇器組成，它能夠全方位地改變信號傳播方向，它在上下左右四個方向上分別有兩根輸入線以及輸出線，并且各個方向的輸出根據配置位決定對八路輸入中任何一路進行輸出，同時和相鄰細胞的換向塊對應多路器輸入相接。

2.3 配置存儲器的設計與實現

不難發現，細胞的邏輯塊和換向塊配置位往往能夠決定配置存儲器的單元內容。根據它們的結構形式，筆者給出了所有配置位的順序，如下圖所示（其中數字表示比特位的順序，下方注釋是相應的配置信息）。

2.4 自修復輔助電路的設計與實現

值得注意的是，上述模塊要想完全實現自修復的功能，還不得不加入自修復輔助電路設計。當然，在不同的自修復機制情況下，它的電路設計也會有所不同?，F階段，很多電路設計都是基于列移除機制的，它考慮的是列移除的缺點，主要有兩種方案可供參考：（1）為了增強細胞結構的通用性，可以考慮采用基于查找表型的配置存儲器的自修復輔助電路設計方式；（2）可以考慮基于移位寄存器型的設計方式，總體來說，兩種方案都是可行的，需結合實際情況進行取舍。

3 結語

該作者認為，未來若胚胎電子陣列能夠做成一種可自修復通用芯片，那么希望能在該芯片的處理復雜邏輯功能和電路優化設計等方面努力，要進一步發展胚胎電子陣列應用系統的多目標設計技術，并且真正實現智能布線，最終實現大規模電路的自動布局布線。

參考文獻

第2篇：簡單的電子電路設計范文

關鍵詞：EWB；電子電路仿真設計

1軟件的性能和特點

(1)采用直觀的圖形界面創建電路：在計算機屏幕上模仿真實實驗室的工作臺，繪制電路圖需要的元器件、電路仿真需要的測試儀器均可直接從屏幕上選取。

(2)軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實物相似，可以實時顯示測量結果。

(3)EWB軟件帶有豐富的電路元件庫，提供多種電路分析方法。

(4)作為設計工具，它可以同其它流行的電路分析、設計和制板軟件交換數據。

(5)EWB還是一個優秀的電子技術訓練工具，利用它提供的虛擬儀器可以用比實驗室中更靈活的方式進行電路實驗，仿真電路的實際運行情況，熟悉常用電子儀器測量方法。

2軟件的操作說明

2.1元件與信號源

EWB軟件的工作界面具備美觀大方、簡捷明了的特點。在基本工作區上方有菜單欄、工具欄、元件庫欄。從菜單欄可以選擇所需的各種命令，從元件庫欄中根據圖標選擇所需要的的元件或儀表，使用鼠標拖放操作安放元器件到工作平臺，完成實驗電路連接。選中虛擬儀器圖標，通過使用鼠標拖放操作，可以安放儀器儀表，設置好儀器儀表的參數后，按下仿真開關控制電路的運行與停止，即可觀察測試結果，在基本工作區下方是電路描述窗口，可根據需要輸入有關電路的介紹或說明。

EWB提供了豐富的元器件庫，根據不同類型可分成：信號源和電源庫，基本元件庫、二極管庫、三極管庫、模擬集成電路庫、數字集成電路庫、邏輯門電路庫、數字觸發器庫、指示器件庫、控制器件庫、雜元件庫和自定義庫。

在設計電路時，設計人員根據需要從該庫中進行查找與選取元器件，對選中的元件用鼠標左鍵將其拖放到電子平臺工作區，同時可利用旋轉、平翻、直翻調整元件方向。為了使電路便于連線，圖形整齊，還可以通過鼠標操作對元件進行移動、復制與刪除。為了使電路連接簡單明了，還可以將一些常用電路定為子電路，子電路相當于用戶自己定義的小型模塊電路，存放在自己定義的元件圖標庫里，供以后反復調用。

2.2虛擬儀器儀表的使用

EWB提供七種虛擬儀器，每種只有一臺，在電路設計中，每種儀器只可使用一次，這是其軟件設計的局限性，而目前其升級版本Multisim已將虛擬儀器增加到11個，而且同一種儀器可以多次取用。

模擬儀器儀表主要包括萬用表、函數發生器、示波器、波特圖儀(掃頻儀)以及電壓表、電流表，數字儀器儀表包括數字發生器、邏輯分析儀、邏輯轉換器。這些儀器儀表(除波特圖儀)，在接入電路后，開啟仿真開關，若改變電路的測試點，則顯示的數據和波形也會相應變化，而不用重新啟動電路。EWB的虛擬測試設備能提供快捷簡單的分析，主要包括直接工作點，瞬態，交流頻率掃描，付立葉、噪聲、失真度、參數掃描、零極點、傳遞函數、直流靈敏度、交流靈敏度、最差情況、蒙特卡洛法等14種分析工具，可以在線顯示圖形并具有很大的靈活性。

3軟件在廣播電視技術工作中的實際應用

3.1在廣播電視技術培訓工作中的應用

EWB軟件是一款優秀的EAD軟件，推出后得到了社會各界的好評。尤其是在教育領域取得了巨大的成功，許多院校把EWB作為電子類專業課教學和實驗的各種輔助手段，最大限度的滿足了廣大學生和工程技術人員的迫切需求。針對軟件的這種特殊效能，近年來在廣播電視技術領域中，EWB也同樣得到了普遍應用，尤其是許多單位把EWB軟件應用在了技術隊伍培訓工作中收效顯著。廣播電視高新技術的快速發展，對廣播電視技術從業人員的整體素質提出了更高要求，需要廣泛開展技術培訓工作，但是在職教育和在校學習有著很大的差別，資金、場地、設備、設施等諸多因素制約了技術培訓工作的良性發展，EWB軟件的應用不僅較好的解決了這一問題，而且體現了三個優越特點：(1)節約資金、高質高效；(2)功能強大、直觀形象；(3)操作簡便、方便普及。許多單位還把EWB軟件應用在了廣播電視技術能手競賽中，更是得到了意想不到的效果。通過對軟件的應用不僅克服了客觀條件給技術競賽多形式、多層面開展帶來的制約，同時也可以全面的考查參賽選手的實踐技能，為展示技術人員的綜合技術水平搭建了最佳平臺。3.2利用EWB軟件進行電子電路仿真設計

EWB的優越性能為激發廣大技術人員的潛在智能提供了廣闊空間。利用EWB可以設計簡單、復雜、模擬、數字等各式電路。這為廣大技術人員開展技術改造、技術革新工作提供了非常實用的工具。尤其是廣播電視發射設備的固態化、數字化、自動化的發展方向，使計算機輔助設計、測量、維護等在廣播電視技術領域得到廣泛的應用，EWB軟件的出色性能表現，也得到了廣大技術人員的青睞。下面僅以雙音報警器電路的仿真實驗為例，向大家簡單介紹其電路設計與分析。首先設計電路原理圖(見圖1)并根據電路需要選擇所需元件參數。

用鼠標將元件、儀器拖到電子工作平臺，根據電路原理圖調整元件，儀器布局，并設定元件標值，調整儀器設置的選項，按通仿真開關，即可進行仿真實驗，如果電路設計、連接正確，此時揚聲器應該發出“滴、嘟、滴、嘟”…..的雙聲音，用示波器觀察IC1、IC2的輸出波形，應該是頻率不同的兩個方波(見圖2)，可通過打印機打印出來，進行實際電路的組裝。

圖2

此電路原理主要是應用555時基電路組成兩個多諧振蕩器，用IC1輸出的方波信號通過R5去控制IC2的5腳電平，當IC1輸出高電平時，IC2的振蕩頻率低，當IC1輸出低電平時，IC2的振蕩頻率高，因此IC2的振蕩頻率被IC1的輸出電壓調制為兩種音頻頻率，所以揚聲器發出雙音聲響。此電路可應用在發射臺鐵塔匹配間防盜報警，也可在改進后應用于水箱上水報警等其他方面。

參考文獻

第3篇：簡單的電子電路設計范文

【關鍵詞】Altium Designer，使用方法，電路設計

對電子專業學生而言，在學習電子技術相關知識的同時，還必須學會利用電路設計軟件繪制電路原理網和印制電路板PCB圖。Altium Designer是Altium公司開發的高端設計軟件，它擁有強大的電子設計功能，深受電子類各專業設計人員和廣大電子愛好者的青睞。如何在有限的教學時間內，讓學生熟練地掌握Altium Designer制圖軟件，將繪制的原理圖轉換為印刷電路板的方法，完成印刷電路板的布局和布線，并應用到具體的電子電路設計中去，是老師要重點探討的問題。根據我多年來的教學經驗，總結快速掌握Altium Designer軟件的學習方法和技巧。

1、創建PCB項目工程文件。啟動Altium Designer軟件，執行菜單命令[File]/[New]/[Project]/[PCB Project]，完成新建項目工程，同時保存項目文件。

2、創建原理圖文件

（1）在新建的項目工程文件（*.PrjPCB）中添加SCH文件（*.SchDoc），執行菜單命令[File]/[New]/[Schematic]，此時項目面板中“ PrjPCB”項目下面出現“Sheet1.SchDoc”文件名，這是系統以默認名稱創建的原理圖文件，執行菜單命令文件[File]/[Save]，在彈出的保存文件對話框中輸入文件名，單擊保存按鈕。

（2）放置元器件并修改元件屬性。打開元器件所在元件庫，然后根據原理圖要求，找到并放置元器件。同時雙擊放置圖紙上的元器件，打開元件的屬性對話框，對元件屬性進行修改，主要包括Designator、Value和Footprint。

Altium Designer中提供很多庫文件，其中系統默認打開兩個常用的集合元件庫，即常用的分立元器件庫Miscellaneous Devices.IntLib和常用的接插件庫Miscellaneous Connectors.IntLib 。

對于某些特殊元器件， Altium Designer提供的庫文件里沒有此元件，需要自己繪制。執行菜單命令[File]/[New]/[Library]/[Schematic Library]，在Schematic Library界面，進行繪制原理圖元件，繪制完成后，將文件保存在項目工程中，再放置該元件。

（3）原理圖連線。執行菜單命令中[Place]/[Wire]或單擊布線工具欄的放置導線按鈕，光標變為大十字光標。光標移到元件的引腳端時，光標中心的“×”號變為一個紅“米”字形符號，表示導線的端點與元件引腳的電氣點可以正確連接，單擊左鍵，導線的起點與元件的引腳相連接，同時確定了導線的起點，移動光標時在光標和導線之間會有一條線出現這就是所要放置的導線。

3、編譯原理圖。編譯項目是Altium Designer進行設計過程中的重要步驟，主要包括項目檢查、各種數據生成等內容。執行菜單命令[Project]/[Compile PCBProject Document.PrjPcb]，對所建項目進行編譯，同時彈出信息面板（Messages），在信息面板中就會顯示原理圖的錯誤所在，如信息面板是空白，則說明原理圖沒有錯誤，符合你設置的檢查規則。

4、PCB文件的創建。在新建的項目工程文件中添加PCB文件，執行菜單命令[File]/[New]/[Pcb]，此時項目面板中“ .PrjPCB” 項目下面出現“Pcb1.PcbDoc”文件名，單擊保存按鈕，保存PCB文件。執行菜單命令[Design]/[“Import Changes From * .PrjPCB]，把項目工程中的SCH導入PCB文件中。在導人SCH過程中，出現錯誤較多的就是，元件封裝沒有發現，出現這種錯誤的一般原因有：

（1）元件封裝庫沒有導人新建的PCB文件中，要求在導人SCH前把對應的元件封裝庫導入PCB文件中。

（2）自己繪制的封裝庫，新建的元件封裝名字和原理圖里元件屬性里的封裝名字不對應導致錯誤。自己繪制的封裝，其封裝命名，要和原理圖里元件屬性里的封裝名相同，否則要進行修改。

5、規劃電路板。在軟件界面下層的選擇中，選中禁止布線層Keep Out Layer，用畫線命令畫矩形框，來確定電路板的電氣邊界。

6、元件布局。SCH正確導人后，對于元器件布局要合理放置，既要注意美觀性，同時也要符合電路設計的要求。

7、電路板布線。在PCB設計中，布線操作之前，一般要進行布線規則設置。

（1）布線規則設置。執行菜單命令Design/Rule，根據對電路板的實際的要求設置布線規則。首先設置布線層數，是單面板還是雙面板，是底層、頂層或雙面走線；再指定印刷導線的線寬，通常接地線和電源線要寬一些，信號線寬要窄一些，并盡量把電源線、地線和其他信號線的走線一致，以增強抗干擾能力。

（2）手工或自動布線。對于簡單的電路，可以直接利用交互式布線工具，在指定的層繪制印刷導線；對于較復雜的電路，可以先進行自動布線，再采用手工布線，進行局部修改和優化，而且要反復修改，以達到布線的美觀性和合理性。

8、制作印刷電路板，完成產品設計。將設計的PCB圖，打印、轉印、腐蝕、打孔，制作出印刷電路板，并安裝焊接元件，調試，最后制作出真實的產品。

Altium Designer設計出的印刷電路板圖，其效率高、可靠性好，但要設計出高質量的電路板，應對電路原理的設計、元器件的選擇、空間電磁波的干擾、導線的寬度和走向等諸多問題綜合考慮。

參考文獻：

第4篇：簡單的電子電路設計范文

關鍵詞：串聯穩壓電源 Multisum2010 仿真

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（a）-0055-02

最為簡單的直流穩壓電源――穩壓管直流穩壓電源因為有固定大小限制的輸出電流，所以，在很多場合下無法滿足用電器要求，又兼電壓固定不可調節，無法呈現元件的變化特性，使得應用比較單一。然而將穩壓管直流穩壓電源當作基礎，加以有放大電流作用的晶體管，就可以增加負載電流。同時晶體管的負反饋也可以穩定電路電壓，輸出電壓也可以通過改變反饋而來的參數來達到調節的目的，從而適合更多的條件場合。這樣改進過的串聯穩壓直流電源，操作簡單靈活，成本低廉輕便，方便使用人員學習操作，也方便針對電路進行維修檢修，減少了工作量，極大地提高了工作效率，也能應用于教學舉例分析，極大地擴大了適用受眾。而利用Multisum2010電路仿真分析工具，可以對串聯直流穩壓電源的內部結構進行較為完全詳盡的仿真分析。通過模擬相關測量儀器對電源內部不同部位的輸入電壓的示波器顯示模型，輸出電壓的示波器顯示模型，從而計算分析出相關輸入電壓值、輸入電流值、輸出電壓值、輸出電壓值等不同參數。進而可在教學中作為驗證相關定理定律的有效工具手段。

1 運用Multisum2010對串聯型穩壓電路的仿真分析

通常實驗室運用的是較為簡化的串聯型直流穩壓電源，基本涵蓋了最主要的4個部分，即整流部分、濾波部分、串聯穩壓部分、保護部分。

1.1 整流電路分部

由于Multisum2010電子電路仿真工具能夠較好地還原電路實況，也能很好地模擬出給定的不同場景條件，相對所需的反應時間也比較短，所以，我們假定在特定模擬電路不同位置中加入整流二極管4只，（如圖1），并將信號輸出端用合適的成像示波器模擬出波譜形狀，來對不同情況下的假設做出鑒定。

通過仿真分析的譜圖可知，無論哪個部位的整流二極管發生開路，都會破壞原有完好的全波整流，形成新的只有一半周期的不完整半波整流，輸出電壓的大小也會變成原有的一半，仿真模擬得到的結果與實驗前的理論預測十分契合，也從側面證明了該模擬仿真的相似度十分高，可以作為實驗數據相信代入計算。

根據如上舉例，還可以舉一反三探究其他相關問題，比如：若是任意一個位置整流二極管發生短路，又或是兩個位置同時發生短路等，均是很有研究探討價值的問題，在此不作重復演示。

1.2 濾波電路分部

將濾波電容也加入到整流電路中，由于電容器具有儲存電荷的特性與容抗特點，會阻礙電壓降與電流的改變趨勢，所以會使得輸出電壓的波動幅度減小，相對增大平均輸出電壓。根據計算公式可知，電阻R值越大，相同電容量的電容器放電時間會更長，放電速度也相對減緩，輸出的電壓變動曲線也愈發平滑緩和，平均輸出電壓值也就越大。當R值無窮時，平均輸出電壓的平方值正好是最大輸出電壓平方的一半，而濾波電容一定時，負載電阻R阻值越大，同理輸出電壓曲線也變的平緩，平均值也同比增加。

1.3 串聯穩壓電路分布與保護電路分部

穩壓電路分部是通過晶體管的負反饋作用來削弱輸入電壓對輸出電壓波形與平均值的影響。

保護電路分部的作用主要是在電路中串聯負載過了底線值時，又或者輸出發生短路時，通過限流型保護分部和截流型保護分部，通過截斷電路通道，來保護相關電子元件。

2 運用Multisum2010電子電路模擬軟件模擬晶體管負反饋串聯型直流穩壓電源

以電子實驗平臺EWB為前身的Multisum2010電子電路模擬仿真，最為突出的改進莫過于增加了虛擬儀表讀數觀察的直觀性，與各類電子元件、集成電路芯片庫的豐富性，并且擁有較為友好的用戶操作界面。使得整個軟件的處理信息功能強大卻便于操作，是新入門的電子操作設計，電路檢修人員增加理解熟悉操作的首選工具。其擁有虛擬儀器涵蓋了示波器以及顯示分析裝置、函數模擬發生器、萬用表、波特圖圖示儀器、針對失真度、譜頻、邏輯、網絡等必要參數的分析裝置等專業儀器，極大地方便了實驗要求與設計。

2.1 創建模擬電路

注意：（1）要選擇AC_VOLTACE_SOURSE此選項作為交流電源，并且接地。（2）在元件庫中選好相應的變壓器、橋堆，2只穩壓二極管，2只三極管，相應阻值的6只電阻，合適的2只電容，并按照示意圖連接好電路，在如圖位置放置好選擇2只萬用表作為測量用表。

2.2 仿真分析負反饋穩壓

雙擊交流電源按鍵，調整電壓值為220 V，頻率為50 Hz，將萬用表調整到量程為15 V的電壓表模式，讀取電壓值為12 V。另取萬用表2，調整量程為15 V的壓表，分別連接入電路測得電壓值如表1。通過對R4阻值的調整可以發現，其阻值的改變會相應的輸出電壓值。

當輸出電壓顯示值升高時，同樣操作調整相關參數為240 V，50 Hz，改變萬用表2位置，進行對相關阻值的測量，并且記下萬用表1的電壓讀數。

當輸出電壓顯示值降低時，同樣操作調整相關參數為200 V，50 Hz，改變萬用表2位置，進行對相關阻值的測量，并且記下萬用表1的電壓讀數。

通過表1可以看出，當輸入電壓的波動范圍控制在20 V以內的時候，晶體管串聯得到的穩壓電源能夠很好地利用晶體管負反饋的特性，將輸出電壓維持在固定數值保持不變。

假若調整輸入電壓以及其他電子元件參數數值，按照同樣的電路結構，就可以類似得出不同參數的晶體管，以及晶體管數量安裝方式不同時改造的串聯型穩恒電壓的最大波動幅度和穩定性，可以作為改進串聯型穩壓電源的深入性探究，具有很大的教學與商業價值。

3 結語

串聯型直流穩壓電源因其穩恒的輸出電壓，簡單的構造、方便的操作在精密儀器、電子元件領域扮演著不可替代的角色，對它的分析改進也一直是教學之重和企業創新賣點。然而在現階段，高校大學物理實驗室與中小型的企業電子電路實驗室依然存在儀器老舊不完備等缺陷，故而不能很好地實現教學目標與設計檢修等工作。通過Multisum2010電子電路的模擬分析，能較好地理解掌握相關的原理，也能相對地熟悉操作，從而將串聯型穩壓電源的作用發揮到更好。提高教學質量并且激發學生興趣，也能再次促進電子電路設計維修行業的發展。

參考文獻

[1] 關樸芳.基于Multisim2001的串聯型穩壓電源故障仿真[J].常州信息職業技術學院學報，2013（5）：23-25.

[2] 黃忠堂.串聯型穩壓電源的設計[J].廣西教育B（中教版），

第5篇：簡單的電子電路設計范文

摘 要 圍繞如何調動學生學習主觀能動性，在確定項目式教學改革目的與依據的基礎上，以學校自主研發的適合高職教學的FPGA硬件開發平臺為載體，將FPGA課程進行項目式教學改革。

關鍵詞 項目式教學；FPGA；實驗平臺

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）11-0032-02

FPGA是一門新興的電子設計實現手段，FPGA器件因其高度靈活性，應用越來越廣泛，是未來電子技術發展的主趨勢。為了將新知識、新器件及時反饋在教學過程中，西安理工大學高等技術學院電子信息工程技術專業開設了FPGA課程。傳統的教學模式使學生感到理論抽象、枯燥，教學資源的有限使學生感到實踐困難。教學團隊在FPGA的實際教學中進行了大膽改革，取得很好的效果。

1 以項目為導向、任務驅動為主線，分散理論學習難點，提高學習主觀能動性

以項目為導向、任務驅動為主線，通過與本專業領域的企業專家和近幾年的畢業生共同探討，汲取各方面意見、建議，結合本課程教學要達到的理論高度、實踐能力及素質目標，以學生所掌握的數字電路知識點為基礎，選擇基于FPGA器件的門電路設計、選擇器設計、計數器設計及搶答器設計等由淺入深的多個項目。以項目任務為主線，分散理論學習難點，采取“先實踐―分析總結―技術提高―理論引入―再實踐”的教學方法，將基于FPGA器件的數字電路設計與制作貫穿整個教學過程，使該課程的理論教學充滿活力，激發學生的學習興趣，提高學習主觀能動性。

2 加強實踐訓練，培養學生的設計創新能力和工程素質

理論教學和實踐教學是高校教育的重要組成部分，而實踐教學對高職學生實踐技能和創新能力的培養起到至關重要的作用，是體現高職教育辦學特色的一個重要方面。在日常教學過程中，高職院校應該根據學生的就業需要，不照搬全國統編教材，而是按照“夠用、實用”的原則，壓縮、刪減理論課內容，大量增加實踐課內容，從而保障學生能學到真技能、真本領，成為既懂理論知識更擅實踐操作的有用人才。為了給本課程實踐教學提供充足的教學資源，教學團隊自主研發適合高職教學的FPGA硬件實驗平臺25套，該課程的教學全部在實訓室完成。

理論教學穿插在實踐教學環節中 FPGA是一門新興的電子設計實現手段，是用軟件編程來實現硬件電路，實踐性很強，只有多實際操作，才能真正掌握它。理論教學安排貫穿于實踐教學的始終，實踐中要求深入了解學習內容，培養學生運用以前學過的知識進行獨立操作的能力。開始時以學生所掌握的數字電路的知識點為基礎，讓學生根據教師給定的項目任務用簡單的集成門電路芯片完成電路搭接、功能驗證，然后讓學生分析此電路，深入了解此電路所涉及的內容，提出自己關于此電路的想法，引導學生對這門課程產生學習興趣。

根據學生對相關電路的想法，引導學生用新興的電子設計實現手段來實現電路功能，引入電子設計實現的新型器件FPGA。在學生了解了新型器件的特點及應用后引入理論，為了讓理論教學充滿活力，教師先進行基于FPGA實驗開發平臺的簡單的數字電路設計實現的“演示驗證”，讓學生產生好奇心，然后讓學生模仿教師給定的項目進行設計、編程、下載、功能驗證。如設計、編程、實現四選一選擇器的項目，學生要根據給定的實現功能的多種參考程序和實驗開發平臺進行編程、引腳分配和功能驗證，根據驗證結果，分析研究實驗過程和內容。教師引入編程語言與此項目相關的內容，提高學生分析問題和接受相關理論知識的能力。

后期的學習采用探究的教學方法，根據前期掌握的基本理論、基本技能，改變思維模式，將每個項目涵蓋的知識點專門列出，讓學生有目的地認知發散思維。循序漸進，從模仿教師的設計，到自行設計、編程、硬件引腳分配、功能驗證，充分發揮學生的主觀能動性和探索能力。如完成數字鐘的電路設計，學生要整合所學過的知識，利用實驗開發平臺提供的FPGA最小系統電路、按鍵電路接口、數碼管電路口、蜂鳴器電路接口設計硬件電路連接，編制實現功能的源程序，分配硬件引腳，驗證所設計電路的功能，提高他們的設計創新能力。

工程素質培養貫穿在綜合項目實現過程中 為了使學生獨立分析、設計、解決項目實現中遇到的實際問題，具有團隊協作精神，提高工程素質，需要對其進行實際應用項目的綜合訓練。要求學生對學過的知識進行合理優化組合，組團隊完成小型實際課題的方案論證、系統設計、軟硬件開發、仿真、調試、設計報告、答辯等。在綜合項目實踐訓練中，學生為主，教師為輔，鼓勵學生自學項目所涉及的相關知識，提高自學能力。面對項目實現過程中出現的各種問題，教師只負責引導學生分析問題，解決問題靠學生，既可以提高學生分析問題的能力，又可以提高解決實際問題的能力。學生通過實際應用項目的實現，對所學知識進行綜合運用，按照項目要求制作出實物，初步掌握用FPGA器件實現電子線路設計過程，培養工程素質。

3 以賽促學，以賽促教，開拓師生視野，激發學生興趣

為了檢驗和鞏固實踐教學的成果，學校按照“以賽促學、以賽促教、以賽促改”的教學理念，將日常教學和技能競賽有機地結合在一起，開拓師生視野，激發學生興趣，在堅持開展“理論與實踐并重”的日常教學過程中，經常性、大規模地開展系內及全院性技能競賽，獎勵技能尖兵，樹立技能榜樣，引領技能教學方向。同時積極組織代表隊參加全省、全國的技能競賽，在不同層次的技能競賽中，不斷磨練學生的意志、激發學生的信心、提升學生的技能水平。

教師通過對賽項的了解、跟蹤，可拓寬自身視野；通過對學生的賽前實踐培訓，可提高自身的業務水平；并可將比賽中涉及的新知識、新器件及時反饋在課堂教學內容中，增強教學效果。在2012年，教學團隊自主研發適合高職教學的FPGA實驗開發硬件平臺，學生經過賽前使用該實驗平臺進行實踐培訓，在2013年參加的陜西省職業院校技能大賽“FPGA項目”中獲省一等獎。通過參加競賽，開拓了學生的視野，激發了學生的學習興趣。

3年的實踐證明，FPGA課程教學方法的改革，既發揮了教師的主導地位，又體現了學生的主體作用，取得很好的效果。教學團隊將在以后的教學過程中進一步探索和積累經驗，以調動學生的學習主觀能動性、提高學生的設計創新能力為目標，為提高高職院校的教學質量做出貢獻。

參考文獻

[1]謝蘭清.數字電路設計與制作課程項目化教學探究法[J].中國職業技術教育，2010（17）：95-96.

[2]賴建輝，邱永渠.關于高職教學改革的思考[J].中國職業技術教育，2003（10）：10-11.

[3]孫雷.單片機教學及考核方式的探討[J].中國職業技術教育，2008（13）：57-59.

第6篇：簡單的電子電路設計范文

關鍵詞：電子信息；專業課程；模擬電子技術

1 模擬電子技術基礎課程的特點

模擬電子技術基礎，又稱為電子技術基礎模擬部分，與數字電子技術一起統稱為電子技術基礎。是面向電子信息學科的專業基礎必修課。該課程的特點包括：重要性，模擬電子技術是現代化重中之重的技術；非線性，電子放大器是一種非線性元件，需要用非線性分析方法（圖解法、微變等效近似等）；工程性，在足夠精確的情況下，為了計算方便，常用近似來化簡；微觀性，深入到原子電子級分析問題；實踐性很強，動手性很強，需要很好的實踐，不實踐學不好；復雜性，易受多種因素影響，如溫度，隨機性，光照等等影響，參數宜變，參數分散等增加了該課程內容的復雜程度；基礎性，是后續電子類課程的基礎，也是電子信息類專業考研的課程之一；主干性，是電子信息類本科專業的主干專業課程。本課核心是電子放大器，該課程主要就是講放大。

模擬電子技術基礎課程的基本概念、基本分析方法已經滲透到了各行各業各個領域。包括廣播通信：發射機、接收機、擴音、錄音、程控交換機、電話、手機等；互聯網絡：路由器、ATM交換機、收發器、調制解調器等；工業領域：鋼鐵、石油化工、機加工、數控機床等；交通方面：飛機、火車、輪船、汽車等；軍事領域：雷達、電子導航等；航空航天領域：衛星定位、監測；醫學領域：γ刀、CT、B超、微創手術等；消費類電子領域：家電（空調、冰箱、電視、音響、攝像機、照相機、電子表）、電子玩具、各類報警器、保安系統等。電子技術的發展，推動計算機技術的發展，使之“無孔不入”，應用廣泛。

模擬電子技術基礎課程的學習使學生牢固掌握模擬電子電路系統的分析能力和集成電路的創新設計能力，掌握模擬電子信號和系統的基本原理及基本分析方法，深入理解模擬電子電路系統的各個組成部分的基本原理，掌握應用所學典型模擬電子系統解決信號分析問題的方法，掌握集成電路的設計原理和實現方法。為學生進一步學習有關信息、通信方面的課程和今后的科研工作打下良好的理論基礎。

2 模擬電子技術基礎課程的先修課程

模擬電子技術基礎課程的先修課程有《高等數學》、《大學物理》和《電路分析基礎》，其中最重要的也是銜接最緊密的一門課程就是――《電路分析基礎》。簡單來說可以將電路分析基礎和模擬電子技術基礎歸為同一類專業課程，從內容上看，《電路分析基礎》主要讓學生掌握電子電路分析的基本能力，而《模擬電子技術基礎》課程則是學習對模擬信號的處理分析，從模擬電子系統的各個組成部分出發，分別學習各種典型的模擬電子電路，給學生建立起模擬系統的基本構架，為后續深入學習信號與系統的分析能力打好基礎。

模擬電子技術基礎課程在《電路分析基礎》學習的基礎上，分別從微觀和宏觀探討模擬電子電路系統的各個方面。微觀深入到電子原子級，討論半導體材料的神奇，進而分析二極管、三極管和場效應管在微觀領域，內部載流子運動的情況，從而讓學生深入體會半導體器件的奇妙之處。宏觀上從集成電路出發，理解集成電路的奧妙，小到微觀電子原子級，大到模擬系統及大型集成電路的設計。學習模擬電子技術基礎課程之后，學生有了系統的概念，信號處理的概念，在此基礎上再進行數字電子技術的學習，學生更能理解和接受，電路分析基礎和模擬電子技術基礎兩門課雖然內容不同，各有側重點，但很多分析方法、理論公式都環環相扣，所以可以進行對比學習，提高學習效率。

3 模擬電子技術基礎課程設置知識要求

模擬電子技術基礎課程是電子信息專業本科生的專業基礎主干必修課程，它具有自身的體系，是理論性、實踐性都很強的課程，是學習很多后續專業課的基礎。為今后深入學習電子技術在專業中的應用（例如在《信號與系統》、《數字信號處理》、《通信與系統》、《通信原理》、《嵌入式系統理論及實踐》等后續專業課程中的應用）打好基礎，為學生建立系統分析的概念，培養學生自主分析問題和解決問題的能力，幫助學生成功的從中學階段對電壓電流的具體求解，過渡到本科階段自主進行信號與系統的分析能力的培養。

4 模擬電子技術基礎課程設置能力要求

模擬電子技術基礎課程設置能力要求以理論基礎和實踐操作相結合，既保證嚴謹的理論體系，又結合工程實踐的特點。通過模擬電子技術基礎課程的學習，應能具備模擬電子電路的系統分析能力、大型集成電路系統的分析計算能力、簡單的集成電路設計能力，以及電子技術系統相關專業知識的自學能力。

5 模擬電子技術基礎課程達成目標要求

通過模擬電子技術基礎課程的學習，掌握模擬電子系統的各個部分，包括電子電路系統與信號、半導體二極管及其基本電路、半導體三極管及放大電路基礎、場效應管放大電路及其應用、功率放大電路、集成電路的組成原則、集成電路運算放大器、反饋放大電路、信號的運算與處理電路、信號產生電路、直流穩壓電源等典型模擬電子電路系統的分析計算能力及基本集成電路系統的設計能力，培養學生分析問題和解決問題的自主學習能力；學會用所學的典型模擬電子電路系統自主創新設計完整的模擬集成電路系統，輔助實現模擬電子電路系統的各種基本功能；能借助實際電子電路實驗箱和軟件模擬仿真，實現不同類型模擬電路系統的功能，通過實驗環節操作訓練具備處理實際工作問題的相關專業技能，理論與實踐相結合，更好的理解模擬電子技術這門學科的專業知識，為后續專業課程打好基礎。

6 教學方法建議

和眾多電子信息類專業基礎課一樣，模擬電子技術基礎課程以理論講授與實踐操作相結合，理論部分也是以教師講授為主，課程內容繁多，有時候為了在有限的學時內完成全部的課程內容講授，很多教師會全程進行講授，學生被動的接受知識，猶如過眼云煙，沒有足夠的消化理解相關知識點的時間，真正理解領會的知識點非常有限，不懂的內容還需要教師花更多的時間來反復講解，其實這樣的教學模式，教師辛苦不說，教學效果還會極差。理論部分的講授應該著重抓課前預習及課后復習，上課前十分鐘用來對前一次課的內容及要求預習的內容做提問，以這種方式督促學生進行課前預習和課后復習，對知識點進行鞏固。

綜上所述，《模擬電子技術基礎》這門課程對電子信息類專業的本科生非常重要，另外電子信息類本科專業基礎課程還有很多，不僅僅是模擬電子技術基礎，每門不同的專業課程都有其特點和用途，學生只要從宏觀的角度，理解其中的關聯性和銜接性，教師也可適當讓學生了解每門課程設置的知識要求、課程設置的能力要求，以及課程的達成目標要求等，只為每一位學生能學好每一門專業課，真正具備電子信息的相關專業技能。

參考文獻

[1]童詩白，華成英.模擬電子技術基礎（第四版）[M].高等教育出版社.

第7篇：簡單的電子電路設計范文

【關鍵詞】《通信電子電路》；教案；多媒體；課程設計；教學效果

《通信電子電路》是通信工程專業特別是無線通信方向的一門理論性和實踐性都很強的重要基礎課程。由于絕大多數通信電子電路工作頻率很高，因此學習方法、分析方法、實現方法跟很多先修課程區別較大，學生一時難以適應，為提高教學效果，需要教師進行教學模式的精心設計與合理創新。

在數年的教學過程中，筆者總結了以下多管齊下的教學方法和手段用于實際教學，能明顯提高教學效果。

1 認真寫好教案

教案是教師在熟悉課程內容、了解學生實際情況的基礎上，對教學過程的預先設計。教案的編寫過程是教師設計教學活動的核心過程之一。在現代化教學手段日益成為授課主流的今天，為何還一定要編寫教案呢？因為教案在教學過程中起著重要的中介作用。雖然多媒體課件可以提高教學直觀性，但是編寫教案能使教師更合理地安排教學內容，達到更好的教學效果。

根據《通信電子電路》的課程性質及任務，教學內容主要分為五大章節：LC諧振網絡、正弦波振蕩器、高頻放大器、模擬調制和解調和反饋控制電路。教案的設計要體現出每個章節的重點和難點，比如LC諧振網絡的重要內容包括其幅頻特性和相頻特性、品質因素Q的理解和計算等；正弦波振蕩器要體現出起振和維持振蕩的條件；高頻放大器要區分輸入信號是大信號還是小信號等等。

優秀的教案是教師教育思想、智慧、動機、經驗、個性和教學藝術性的綜合體現，對提高教學效果很有幫助。想要寫好教案，需要注意以下幾點：

1）認真備課。平時要注意拓展知識面，編寫教案時才能不與日新月異的知識脫節，使學生掌握最新的知識。例如在撰寫FM發射機結構框圖部分的教案時，由于現今的FM發射機已很少采用多級倍頻器來產生所需要的載波頻率，因此教案上應對這類已淘汰的方法作合理取舍。

2）科學確定課程結構。根據不同的教學內容、不同的學生來靈活編排課程結構，以此啟發學生的思維，調動學生的學習積極性。

3）確定有效的教學方法。根據學生的實際情況挑選最佳的方式展開教學，活躍課堂氛圍，提高教學效果。

4）教案中應該體現講授知識時采用的具體方法，并明確這種方法是否有助于促進學生自主學習和討論。學生只有通過實踐練習，才能真正掌握教師講解的理論知識。例如在講授正弦波振蕩器時，從時域波形上可以直觀判斷振蕩器輸出的波形種類，但如果要定性判斷輸出波形質量，從頻譜上看則更為直觀。

5）教案要不斷完善。撰寫教案不是一次性勞動，初稿完成后，需要平時不斷充實和完善。教案是課前的一種教學設想，能否行之有效，還得通過教學實踐來檢驗。教師只有在講課的過程中才能發現教案和教學中存在的問題，及時補充和修改教案，經常檢查教案的成功和不足之處，找出原因和改進手段。

6）提前編寫教案。只有提前編寫，才有充裕的時間做好各項準備工作。不至于遇到特殊情況措手不及。例如，在講授AM調制在頻譜上屬于線性搬移時，就應該提前估計到學生可能會問頻譜的非線性搬移問題，此時最好提前編寫一個關于頻譜搬移的對比表格，以此舉例說明，讓學生有一個明確的印象。

2 充分利用多媒體教學的優勢

多媒體作為一種重要的教學手段已得到廣泛應用。大學生天性好動、追新、個性，多媒體教學手段聲像兼備，圖文并茂，活潑直觀，可以極大調動學生的注意力。充分利用多媒體教學的優勢，能明顯提升教學效果。

專家們已經普遍認為，興趣是最好的老師。多媒體教學的一個重要優勢就是活潑、生動、直觀，能把枯燥的文字、畫面、圖表、公式等變得有聲有色，能創設良好的學習情境幫助學生集中注意力、激發學習興趣，提高教學效果?！锻ㄐ烹娮与娐贰返慕虒W內容中不乏比較枯燥的推理、證明和作圖。例如在講到晶體管高頻功率放大器的工作類型時，隨著輸入信號的強弱不同，以及晶體管基極直流偏置電壓的極性和大小不同，功率放大器的工作類型可以是A類、AB類、B類和C類等，而區別這些工作類型的根本是晶體管電流導通角的不同。那么如何將電流導通角、輸入信號的強弱和晶體管基極直流偏置電壓有機聯系起來呢？傳統的黑板教學很難很好地解決這個問題，但是如果利用多媒體教學，在座標軸上畫出相應的靜態特征曲線、動態波形圖，并且使各工作類型與相應的特征曲線和動態波形圖一一對應起來，就可以直觀地解決這個問題，提高教學效果。

大學本科的很多課程中都要學習和消化一些比較枯燥的理論知識，《通信電子電路》也是其中之一，僅憑教師在黑板上的靜態板書，學生認知的直觀性基本為零，幾乎注定無法達到滿意的教學效果。充分利用多媒體教學的優勢，能把枯燥、抽象、靜態、乏味的推理過程變為生動活潑的文本、聲音、圖像、視頻和動畫，充分調動學生所有感官，使抽象問題直觀化、復雜問題簡單化，學生的思維會更活躍，思路會更清晰，教學大綱中的重難點也更容易被理解和接受。例如在講到Y參數等效電路時，如何正確畫出一個實際放大電路的等效電路是關鍵。多媒體教學時，可以設計flas，對每個元器件的作用和等效情況分別予以標注，并對實際電路圖作動態等效替換，同時用EDA軟件（EWB、Multisim等）仿真，從而直觀地解決這個難點，提高教學效果。

3 通過課程設計提高動手能力

各種教學手段的最終目的都是為了提高實際教學效果，多媒體只是教學的輔助手段之一，不能過分依賴，多媒體教學的能看、能聽、能感覺等永遠不如實際多動手更能培養學生的動手能力。

《通信電子電路》是一門實踐性很強的工程科學，決不能只重理論不顧實踐。在實際教學過程中經常發現，不少學生的理論考試成績很高，90多分，但卻連一個非常簡單的電容三點式振蕩器實物電路板都不會做。因此，通過課程設計提高學生的動手能力和實際應用能力非常重要。

在課程設計時，可以將EDA分析和仿真技術融會貫通，結合《通信電子電路》理論，提出要完成的課程設計任務，在實驗室或者機房，要求學生在教師的指導下自主設計、仿真和調試電路。通過“教師引導、學生設計和仿真、實際電路制作和調試、教師驗收和總結”的設計步驟，使學生和教師共同參與、共同討論，在課程設計過程中提高實際動手能力，做到理論和實踐均衡掌握，改變理論教學與工程實踐脫節的問題。

課程設計的實踐過程能在一定程度上解決《通信電子電路》課程學習中學生重理論、輕實踐的不良傾向，培養學生把理論知識應用到實際電路設計中的能力，加強學生對理論到實踐轉化的理解，增強學生的動手能力，從而大大提高教學效果。

4 小結

學生要真正學好《通信電子電路》，必須同時在理論和實踐環節下功夫；教師要真正教好《通信電子電路》，必須通過認真寫好教案、充分利用多媒體教學、重視課程設計等多種方法，努力鉆研，不斷摸索。只要師生齊心協力，就一定能提高教學效果。

【參考文獻】

[1]李學農，丁彥青，溫玲.多媒體教學優化設計[M].廣州：廣東高等教育出版社.

[2]孫菊如.課堂教學藝術[M].北京：北京大學出版社，2006，8.

第8篇：簡單的電子電路設計范文

【關鍵詞】Multisim10；數字電路；項目教學

一、引言

《數字電路》是高校電子信息類專業的一門重要專業基礎課，隨著集成電路制造技術的迅速發展，中、大規模和超大規模數字集成電路在各個領域獲得廣泛應用，它已成為國民經濟的強大推力，這對相關專業技術人才的培養提出了更高的要求。因此，在實際教學過程中，不宜采用傳統教學方式，應該嘗試一種新的教學方法，我們在對傳統的數字電路教學進行了深入的分析、研究之后，在數字電路教學中引入了德國“以培養關鍵能力為核心”的項目教學法。在項目教學的實施過程中，輔以仿真軟件Multisim10，通過計算機強大的輔助設計計算能力，提高電路設計的效率和準確性；通過仿真，學生可以根據需要任意調整所設計電路的各項參數，極大的提高了學生的學習興趣。

二、項目教學法在數字電路課程中的應用

項目教學法萌芽于歐洲的勞動教育思想，最早的雛形是18世紀歐洲的工讀教育和19世紀美國的合作教育，經過發展到20世紀中后期逐漸趨于完善，并成為一種重要的理論思潮。2003年7月德國聯邦職教所制定以行動為導向的項目教學法，其特點是把整個學習過程分解為一個個具體的工程或事件，設計出一個個項目教學方案，按行動回路設計教學思路，不僅傳授給學生理論知識和操作技能，更重要的是培養他們的職業能力。

《數字電路》的主要知識點包括：組合邏輯電路、時序邏輯電路、555定時器極其所構成的電路、A/D轉換器和D/A轉換器、存儲器等[1]，在傳統的教學模式中，數字電路課程都是按照上述知識點授課，這樣的授課體系由于目標不明確，學生普遍反映數字電路課程內容龐雜、頭緒紛亂、枯燥無味、無所適從，因此在學習過程中容易喪失興趣與信心。而在項目教學中，我們結合數字電路課程實踐性強的特點，將整門課程圍繞項目展開，根據項目的開發過程來安排授課內容，將數字電路的各個知識點拆開，插入到項目的開發過程中，引導學生邊做邊學，在實踐中學習理論知識。教師不再把知識技能的傳遞作為教育的唯一目標，或者說不是簡單地讓學生按照教師的安排和講授去得到一個結果，而是在教師的指導下，讓學生邊做邊學，把看到的、聽到的、手上做的結合起來，通過在數字電路課程中采用項目教學法有效地建立起課堂與生產實踐之間的聯系。我們在設計項目時，力求教學過程模擬真實的工作過程，體現項目教學法整個過程的真實性，從而使學生的學習更有針對性和實用性。以組合邏輯電路的學習為例，我們針對知識點和學生實際情況提出兩個項目：項目一、三人表決器的設計與制作；項目二、搶答器的設計與制作。項目一比項目二容易，涉及的知識點較少，用到學生原有的知識較多，便于學生接受。項目一的主要作用是引入數字電路，讓學生對數字電路有一個初步的認識和了解，熟悉數字電路的分析、設計和制作步驟，為項目二的進行打下基礎；項目二則是一個綜合的組合邏輯電路實例，擴寬了知識面和項目深度。當然，我們還可根據學生的實際情況拓展其他相關的一些項目。學生在項目產品的制作過程中，通過自行設計電路，安裝，調試電路，提高運用理論解決實際問題的能力，使每個成員專業知識、專業技能、工作能力和團隊精神得到提高和發揮，因此在數字電路課程中實施項目教學法可以更好地完成高職院校的培養目標，提高學生的實踐能力和專業技能。

三、Multisim10軟件介紹

Muhisim10軟件是一種專門用于電子電路設計與仿真的軟件，以Windows為操作平臺，具有豐富的元件型，可以進行電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入，能夠完成仿真和分析功能，適用于模擬/數字電路板的設計[2]。

Multisim10具有以下特點：系統高度集成，界面直觀，操作方便；支持模擬電路、數字電路以及模擬/數字混合電路的設計仿真；電路分析手段完備；提供多種輸入/輸出接口。

四、Multisim10在數字電路項目式教學中的應用

針對高職學生基礎薄弱的特點，我們在設計教學項目的時候遵循由簡到繁、由易到難的原則，通過分析課程知識和操作技能的要求，并結合學情，確立最合適的項目。在初學時可以用一些比較簡單的項目，隨著學習的深入，逐步增加項目的復雜度，在保持學生的自信心的基礎上，激發學生的興趣和求知欲。應用Multisim10軟件可以經濟方便的進行項目開發，很好的支持了數字電路項目式教學。

下面以“四人智力競賽搶答器電路的設計”為例，介紹在Multisim10軟件中如何完成數字電路項目。

1.下達項目教學任務

設計一個四人智力競賽搶答器電路，要求智力競賽搶答器電路能識別出4位數據中的第一位到來的數據，而對隨后到來的其它數據不再作出響應，至于哪一位數據到來，通過LED指示。

2.學生通過查資料、自學、相互討論、合作協調，完成

（1）四人智力競賽搶答器電路設計；

（2）Multism10仿真，驗證設計電路的正確性。

在項目的實施過程中，教師一定要把握好指導的尺度，更多地放開手讓學生成為項目完成的主體，這樣能充分鍛煉學生的發散思維，培養其創新能力，并指導學生對項目進行拓展和延伸。

圖1是學生設計的四人智力競賽搶答器電路，通過此仿真電路優化了電路結構，形象地模擬四人搶答，學生學習熱情高漲，效果良好。通過實際電路的焊接調試，培養了學生的操作技能。整個過程培養了學生從理論到實際、理論聯系實際的能力，實現了理論實踐一體化的教學目標.充分調動了學生的學習積極性，大大提高了學生的動手能力。

總之，通過Multisim10仿真，學生不僅明白了設計方法，更清楚了數字電路的功能，加深了對理論的理解，建立起動態、形象、直觀的感性認識；所以，在項目實施過程中要求學生設計好電路之后，使用仿真軟件進行電路仿真、調試，優化電路結構和參數，可以以得出最佳、最優的電路設計方案。

參考文獻

第9篇：簡單的電子電路設計范文

關鍵詞：音頻；單端信號；差分信號

1 引言

當今各式各樣的音頻設備層出不窮，附有外部揚聲器音頻功能的便攜設備日趨增多，它們的輸出根據配置和驅動的不同而各異。 以往通用的音頻接口已經遠遠不能滿足需要，所以急于設計出一個新的音頻接口電路已滿足不同設備，下面將對于傳統接口進行分析，以及新的音頻電路設計的必要性及優點。

2 音頻接口的種類

根據輸出的不同，我們可以區分音頻為： 單端信號、差分信號。

例如MP3播放器或手機的輸出是單端信號，適合驅動32Ω的聽筒揚聲器。典型外置揚聲器系統的揚聲器阻抗是4至8Ω，每個聲道可能會有多個揚聲器。然而32Ω的驅動器難以驅動這些低阻抗揚聲器，也就無法提供足夠的音量。

外部揚聲器系統因品質、音量及揚聲器數目的不同而有所區別，因此通用的放大器將不適于驅動這些揚聲器。如MP3播放器的揚聲器系統具有耳機插孔輸入端，并能支持單端輸出的立體聲信號。某些新型高端揚聲器系統可支持差分信號，為了后向兼容，這些系統也支持單端信號。

由于差分信號是單端信號的兩倍，因而單端信號和差分信號將產生不同的音量。人的聽力和聲音大小的關系符合對數曲線規律，因此就不能采用線性的控制方式(圖1)。

圖1: 聲級和輸出功率間特性曲線。注意音量與音頻系統輸出功率之間并非線性關系。

對于將輸入信號放大為相等輸出的單端/差分音頻放大器來說，有幾種方法可以對其進行檢測和實現。系統之間的接口連接器應至少有5個引腳才能提供差分信號。兩個器件之間的共地連接是必須的。乍看起來，由于信號是直流隔離的，因而交流耦合電容無需與地連接，但實際上這是提供理想噪聲性能的需要。

3 檢測輸入信號方法

在諸多電路中，有兩種電路用連接器的一個外部引腳來測試輸入信號的直流電平。

一、指定連接器的一個外部引腳很容易，但對于空間狹小的應用來說卻不可行。源器件既能使該引腳開路也能使該器件接地。

二、是利用比較器來測試信號的直流電平，看后者是接地的還是差分信號。

以上兩種方法的輸入信號都必須通過低通濾波器。原始信號必須分離為其直流電平的50%至25%，如果系統在低頻、高峰峰值交流信號的差分模式下，這將導致錯誤的檢測結果(圖2)。若原始信號的直流電平是地電平的話，這種技術也不能使用。

圖2：利用比較器檢測差分信號的電路。

4 電路設計

音頻電路除上述檢測電路外還有第二個部分是音頻放大器。該電路的解決方案和所需的聲音質量有關。真正的差分輸入比進入一個放大器的差分信號能提供更高的聲音質量，實際的差分放大器需要一個附加電路將單端信號轉換為差分輸入。

對音頻放大器來說最簡單的辦法是將信號輸入到一個放大器中(圖3)。在單端模式下，該差分輸入不產生信號，允許不經轉換的輸入設置于0.5Vcc上，這就是標準的單端輸入配置。模擬開關保持在斷開狀態，以使放大器輸出2倍的增益。在差分模式下，模擬開關閉合，增益變為1。因此對不同的輸入模式，這兩種輸入信號都會產生相同的輸出信號幅度。

圖3：音頻放大器的直接實現方法。

第二種實現方法是采用真正的差分放大器來驅動揚聲器。這種放大器可提供較好的噪聲抑止。與上一方法不同，此時輸入音頻放大器的信號必須是差分信號。差分信號可利用運算放大器或變壓器來實現。

運算放大器的實現方法有利于系統的尺寸，但對平衡輸入信號則存在困難(圖4)。該運算放大器的增益為-1，以將單端輸入信號變成反向信號。模擬開關在輸入之間轉換以實現音頻放大器的輸入。這種差分信號可以直接送入音頻放大器中。

圖4：利用運算放大器產生輸入音頻放大器中的反向信號。

替代運算放大器產生差分信號的另一個方法是采用1:1的變壓器。該變壓器可簡化電路（圖5），但增加了尺寸，特別是高度。需要注意的是，變壓器的頻率范圍必須在系統能夠放大的音頻信號范圍之內。原始的輸入信號必須采用交流旁路電容來使直流與地隔離。模擬開關可用來使該放大器的增益在2倍(單端輸入)和1倍(差分輸入)之間進行轉換。

圖5：簡化的變壓器電路。完整的電路還必須包括其它元件來確保原始信號并平衡輸入。

5 音量控制

利用標準單向電位器通過幾種方法可以實現對音量的控制。如前面所述，旋轉旋紐時，具有對數特性的電位器才能產生平滑的音量控制。該電位器可以對電路進行計數，從而產生線性的響應。對于差分輸入，單聲道系統需要2個電位器，而立體聲系統則需要4個電位器。

最簡單的方法是在電位器中的輸入音頻信號和地之間放置一個電阻，滑動端與音頻放大器的輸入相連接。滑動端的輸出與輸入信號成比例。如果音頻放大器需要大電流輸入，則將影響音頻放大器的輸入電阻比例，因而不會產生期望的增益。當電容與電位器阻抗相關時，會出現其它問題，很可能產生旁路濾波器(在電位器中濾掉某些頻率的信號)。

另一個解決方案是在電位器的滑動端增加一個運算放大器(圖6)。對于輸入端該電路呈現的是電位器的靜態阻抗。運算放大器直接驅動音頻放大器，因而消除了增益的不同。對該電路來說，由于音頻放大器無法真正實現滿幅(rail-to-rai)輸出，因此電位器不能通過接地來消除輸出信號的噪聲。

圖6A：在電位器中增加運算放大器可解決音頻放大器增益的問題。

6 結束語

音頻接口設計是個比較復雜的設計，不僅僅需要考慮信號的通用性，而且還需要考慮其通用性。設計者對于傳統各種音頻設計需要有較深的了解，然后綜合這些眾多音頻設計，總結優缺點，從而設計出滿足人們需要的，通用性強的音頻設計。

參考文獻：