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電子電路

時間:2023-05-29 18:01:04

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電子電路,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

電子電路隔離技術指的是,以隔離元器件為工具,對噪聲干擾的相關路徑進行有效切斷,從而發揮抑制甚至消除噪聲干擾的作用,賦予電子電路更為理想的電磁兼容性[1]。對于電子電路隔離而言,其主要涉及兩大部分,一個是模擬電路的隔離,另一個是數字電路的隔離。下面將針對這兩種隔離進行分別討論。

2模擬電路的隔離

2.1變壓器隔離與直流電壓隔離

對于交流供電系統,建議選用電源變壓器進行隔離,這樣能夠比較理想地抑制甚至消除諧波等噪聲產生的干擾。常規變壓器一、二次繞組彼此絕緣,可實現對一次側噪聲電壓以及電流的有效阻止,避免給二次側帶來干擾,然而卻無法發揮百分百的抗干擾效果。因為分布電容的客觀存在,交流供電系統中的噪聲會以其為媒介傳輸到二次側。如果在繞組之間設置隔離變壓器,便可實現對噪聲的有效抑制,從而賦予裝置更為理想的電磁兼容性[2]。當控制裝置、電子裝置子系統需要隔離時,二者各自對應的直流供電電源同樣需要接受一定的隔離措施。以直流供電系統為對象進行隔離時,常見的方式有兩種,一種是于交流側設置隔離變壓器,另一種是設置直流電壓隔離器。隨著科技水平的不斷提升,已研制出專門用來削弱噪聲的隔離變壓器,其無論是繞組還是整體,均設置了若干層的屏蔽層。該類變壓器不管是在結構上還是在鐵芯材料選取上,又或者是在線圈位置上,均經過專門設計,能夠有效阻斷高頻噪聲漏磁通、繞組之間的交鏈,如此一來,差模噪聲便難以侵入二次側,所以,此類變壓器不僅可以阻斷共模噪聲電壓,同時還可以阻斷差模噪聲電壓,表現出了較為優異的特性[3]。

2.2線性隔離放大器隔離

當模擬信號測控系統設置在共模噪聲較大的空間中時,需要在輸入、輸出之間設置相應的隔離,從而解決噪聲耦合問題。通過隔離能夠讓此類系統獲得下述益處:保護模擬系統,削弱甚至規避其受到的干擾,特別是在電力系統中,接地干擾有可能侵入邏輯系統,使其無法正常工作;在高精度測量系統中,應避免數字系統產生的脈沖波動影響模擬系統,特別是前置放大部分,由于其信號十分微弱,即便是非常小的干擾信號都可能完全覆蓋有用信號。對微電壓(電流)模擬電路進行隔離時,通常要面對比較復雜的情況,不僅要考慮精度因素,同時還需要考慮成本因素。常規情形下,如果是較微弱的共模噪聲,建議使用差動放大器或者V/I變換,一般能夠獲得比較理想的效果[4]。如果是較強的共模噪聲,同時場所對測量精度有著較高的要求,則需要選用專門的、有效的隔離措施,即擁有較高精度水平的線性隔離放大器,如Burr-Brown公司設計的ISO106芯片,其誕生和應用大大簡化了模擬電路的隔離工作。ISO106隔離噪聲抑制比較為優異,交流可達到130dB,直流可達到160dB,非線性誤差可控制在為7×10-6,其擁有比較理想的放大和隔離功能,因而廣泛應用于高精度測量系統之中,其缺點是成本較大。

3數字電路的隔離

3.1光電耦合器隔離

對于光電耦合器隔離,其原理是以光電耦合器為工具實現對輸入信號、內部電路之間的有機隔離,也可以是將內部輸出信號、外部電路有機隔離開來。隔離處理之后的信號回路使用專屬的獨立電源,不僅如此,還分別接不同的“地”,這樣哪怕是長途信號的傳輸也能夠有效規避相關干擾?,F階段,該類器件的隔離電壓普遍超過2.5kV,部分器件甚至達到了8kV。常用的光電耦合器如4N25,其額定的隔離電壓高達5.3kV;6N137的額定隔離電壓為3kV,而額定頻率能夠超過10MHz[5]。該種隔離方法擁有良好的性價比,但實際應用過程中應特別小心速度問題。

3.2脈沖變壓器隔離

脈沖變壓器的匝數相對偏少,同時一、二次繞組分別設置在鐵氧體磁芯的兩端,該類工藝使得其分布電容非常小,通常為數個皮法拉大小,所以可用來對脈沖信號進行隔離。對于脈沖變壓器,其在輸入或者輸出脈沖信號的過程中,不涉及直流分量的傳輸,所以,大量應用于以微電子技術為基礎的控制系統之中。脈沖變壓器信號傳遞頻率普遍集中在1kHz-1MHz之間,而某些產品的這一數值能夠超過10MHz。脈沖變壓器大多應用于以晶閘管為代表的一系列可控器件的控制隔離中。繼電器屬于一種比較常見數字式輸出隔離元件,借助該隔離元件能夠實現對低壓直流、高壓交流之間的有效隔離,從而讓高壓交流側的干擾難以甚至完全無法侵入低壓直流側。繼電器不僅簡單實用,同時還具有成本較低的優點,因而在現代工業中得以廣泛應用。

4結語

第2篇

關鍵詞:電子電路系統;電磁干擾;抗干擾;抑制方法;措施

中圖分類號:TN710 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2013) 10-0001-02

電子電路抗干擾技術的存在基礎是電子電路系統干擾的危害性。電磁干擾對電子電路系統的危害性極大,拿電磁輻射干擾來說,輕微的輻射干擾會影響電子電路系統工作的穩定性,影響相關電子設備的工作;嚴重時則會導致電子電路系統無法正常運行,使系統中所配置的電子設備喪失工作能力,無法再進行工作,更無法提供服務。為此,需要我們采取有效的抑制方法和控制措施來對電子電路系統進行抗干擾,以保證電子電路系統的正常運行。

一、電子電路系統的干擾類型及其危害

(一)電子電路系統的干擾類型

電子電路系統運行中所存在的電磁干擾,如果按干擾傳播途徑來分類,一般可將其分為空間輻射干擾與傳導干擾。其中,空間輻射干擾主要是指:干擾源以空間為干擾傳播的主要途徑,通過空間輻射來對電子電路進行干擾;傳導干擾則需要借助電子電路中的各種導線或各個電路單元,將干擾源作用在導線上,并利用導線的連接方式,使干擾源沿著導線進行傳輸,從而給電子電路系統造成干擾。

(二)電子電路系統干擾的危害

1.空間輻射干擾的危害。對于電子電路中的電磁干擾來說,空間輻射傳播干擾形式是一種最為常見的干擾形式,這種干擾形式通過空間來傳播干擾源,最終達到干擾電子電路,并影響其系統運行的目的??臻g輻射干擾還可進一步細分為近耦合干擾和遠輻射干擾,前者近耦合干擾主要是指處于電子電路系統中的,某一電子設備內部各個電路之間所進行的相互干擾,;而后者遠輻射干擾則是指電子電路系統中各個電子設備之間的相互干擾,或者各個電子電路系統之間的相互干擾。

在空間輻射干擾中,干擾源主要是指電磁能量,干擾途徑就比較多,比如在某些特定條件下,控制電路、信號電路以及電源電路等,都可能變成輻射天線,成為一種空間輻射干擾途徑,使干擾源通過空間向其流動和輻射,并對電路系統中產生并伴隨電路導線一起流動的電磁感應、電容、電感等進行干擾。鑒于空間輻射干擾是電磁干擾分類中的一種,所以當干擾源輻射到電子電路系統中后,便會在一定程度上對電子電路系統的運行可靠性產生影響,輕者導致電子電路系統的工作出現不穩定現象,重者則有可能導致電子電路系統完全無法正常運行。

2.傳導干擾的危害。傳導干擾實際指的是一種在電子電路系統中,沿著導線進行傳播的電磁干擾。電子電路系統所包含的內容比較多,電源、導線、相關的電子設備、輔助設備等等,當這些東西全部組織連接到一起,并可進行相關工作時,便可稱為一個電子電路系統。在這個系統中,電源是其必不可少的供電基礎設備,而導線或電源線,乃至各種相關的電子設備、輔助設備等,都是系統運行需要的必備零件。在電子電路系統運行所形成的電網中,各條網路或電路之間的干擾會沿著導線而傳輸到不同的電子設備中,然后再繼續以導線為干擾源的運輸載體,將干擾一級一級的傳遞下去,形成傳導干擾。同空間輻射干擾一樣,傳導干擾對電子電路系統的干擾也有一定的危害,輕微時候會使相關電子設備產生低頻率的自激振蕩,嚴重時候則同樣會導致電子電路系統無法進行正常的工作和運行。

二、基于電磁干擾危害而提出來的相應抑制方法

針對上述內容中提到的電磁干擾對電子電路系統的危害,現在對其作抑制方法或避免、改進措施作相關探討。從電磁干擾的形成來看,電磁干擾必須同時具備了以下三個要素才可形成,這三個要素依次為:干擾源、干擾途徑、電子設備的干擾敏感度。下面根據電磁干擾形成所需的三大基本要素來研究和探討電磁干擾的抑制方法。

(一)從干擾源入手,抑制電源干擾

1.干擾源是電磁干擾形成中的一個重要,且首要的干擾要素,也是電磁干擾必備的一個干擾條件。通常來說,電子電路系統中的干擾源大多指電源,因此,抑制電源干擾便也是對干擾源進行有效控制的一種直接方式。實際生活中,抑制電源干擾的方法很多,如:當電子電路系統運行所形成的電網屬于交流電網時,抑制其電網中國的電磁干擾一般可采取兩種方法,一是關閉或屏蔽交流電網中的電源變壓器,具體執行時可在電源變壓器外面設置一個屏蔽層;二則是在電源變壓器旁邊安置,或者在電路中接入一個電磁濾波器,將電網中所存在的電磁干擾進行過濾,并消除。使用電磁濾波器可以起到非常好的抗電磁干擾效果,不僅能夠消除電網中電磁干擾,還可以有效控制電子電路系統運行中的噪聲,阻止其噪聲進入電網,給電網造成污染。

第3篇

關鍵詞:電子電路;抗干擾;空間輻射干擾;傳導干擾

在電子電路的實際工作環境中,必定存在一些自然因素或者人為因素致使電磁信號產生。這些產生電磁干擾的物體有交流電壓、發電機、電動機、日光燈等。當這些物體產生的電磁信號抵達電子設備時,多多少少會對電路的正常運行產生影響。電磁干擾不僅會影響電子電路的可靠度,還會影響電子電路的穩定度,從而對電子電路的性能產生影響。當干擾達到一定程度時,電路不能正常運作。因此,在設計中要采取一些抗干擾措施。

1電子電路系統干擾的種類及其危害

1.1干擾的種類

通過分析干擾的傳輸途徑可發現,在電子電路系統中,一般情況下電磁干擾不外乎這2類,即傳導干擾和空間輻射干擾。前者經由電子電路中所有的電路單元及電路導線,通過導線產生干擾影響,干擾源沿導線傳輸之后對電子電路系統整體產生干擾;后者的干擾介質是電子電路的空間,在空間輻射作用下對電子電路系統產生干擾,從而影響電子電路系統的運行。

1.2干擾的危害及影響

1.2.1空間輻射干擾的危害及影響空間輻射的干擾來源是電磁能量。在空間的作用下,電子電路受到干擾,進而使系統的順利運行受到影響??臻g輻射干擾通常分為2種,分別為遠輻射干擾和近耦合干擾??臻g輻射的干擾途徑較多,在某些情況下,電源電路和控制電路可成為輻射天線。一旦干擾源通過系統空間開始流動并產生輻射,電子電路系統就會在電路導線的流動下干擾到電磁感應。1.2.2傳導干擾的危害及影響在傳導干擾的作用下,干擾在各條導線上傳播,最終對系統產生較大程度的干擾。在電子電路系統中,必不可少的設備是電源和導線。這些電子設備是電子電路正常運行不可或缺的元素,它們是系統正常供電的基礎。電子電路系統中的設備往往串聯在一起。只要某一部分有傳導干擾存在,那么干擾源會隨之擴散傳輸,對電子電路系統中的其他電子設備產生干擾。當傳導干擾逐步擴散時,電子設備處于低頻率工作狀態,最終導致系統工作的終止。

2電子電路抗干擾控制措施

2.1抑制電源干擾源

在電磁干擾中,最基本的是干擾源,它是主要的干擾因素之一,也是電磁干擾的必備條件。通常情況下,在整個干擾源頭中,電源是一個重要因素。因此,在控制干擾的過程中,電源干擾的控制是最直接的。在實踐中,可以使用很多方法來對電源干擾進行抑制。在交流電網中,可使用的抑制電磁干擾的方法一般有2種:①關閉交流電網的電源變壓器,或者屏蔽。有時,也可以在電源變壓器外面安裝屏蔽層。②在電路中增加電磁濾波器,將電磁干擾過濾掉,甚至消除電磁干擾。除此之外,控制電磁干擾能夠防止噪聲污染電網。

2.2抑制整流電源產生的紋波干擾

為了降低整流電源紋波干擾,先要對電源進行穩壓處理。然而,有時即使電壓穩定了,也存在電子電路系統不能正常運行的情況。造成這種情況的原因有很多,其中之一便是放大電路輸入端與整流電源輸出端的連接線長度超過了一定的限度。當連接線的長度超過20cm時,可以在電子電路系統中安裝濾波電路。

2.3提升電路的抗干擾性能

在電子電路中進行抗干擾控制,主要目的是通過采用合理的方案來降低干擾產生的影響,從而確保電子電路的穩定運行。在此過程中,使用不同的元器件和布線方式都會對最終的抗干擾性能產生影響。提升電路抗干擾性能的基本措施有2種,分別為提升敏感元器件的抗干擾性能和在設計電路的過程中增加抑制干擾的器件。在一個良好的電子電路中,這些措施是必須要有的。

2.4其他一些相關的抗干擾措施

除了上述提到的幾種抗干擾措施外,在實際中還會采取其他一些措施:①邏輯電路板中的電源線和地線要求恰當分布,布線的長度盡量短一些,以防布線回路的現象出現。②在印刷電路板布線時,一定要考慮邏輯輸入信號對模擬信號的干擾,盡量使2種不同信號線的分布距離大一點。這樣就可以在最大程度上降低干擾。③對于信號在輸送線上反射所帶來的干擾,有效的控制措施是縮短接線長度,在距離較長的傳輸線的輸入端設置一個電阻以平衡阻抗。需要注意的是,在長傳輸線的始端不使用接門電路,以防信號磁變的發生,避免電路出現故障。

3結論

在電子電路領域,干擾的抑制是一項需要深入探究的課題。這其中很多內容需要在具體的實踐工作中不斷地積累經驗,具體問題具體分析,并在實際中進行技術的創新。尤其是在惡劣的工作環境下,電子電路受到的干擾是很大的。這種干擾不僅會影響電子電路的性能,還會干擾電路的正常運行。因此,只有采取科學、合理的抗干擾措施,才能有效處理電路的屏蔽和接地問題,從而提高電路工作的穩定性和可靠性。

參考文獻

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第4篇

關鍵詞:LabVIEW程序設計;電子電路模擬;仿真設計;

引言

LabVIEW是以虛擬器,即VI作為應用設計中的硬件資源,并提供數據分析的功能。其作為一種圖像化的編程語言的開發環境,集成了電子電路模擬機仿真設計所需的全部工具,幫助開發者完成從設計到測試等一系列步驟,使得仿真系統能夠快速便捷地采集、分析和可視化訪問所有數據,并直觀、真實的再現電子電路運行情景,模擬和仿真電子電路運行過程,加深學生對電子電路的理解、記憶和運用。本文就將LabVIEW引入電子電路模擬及仿真設計中,應用LabVIEW開發軟件在圖形界面、擴展功能、編程語言、虛擬儀器上的技術優勢,明晰設計原理和步驟,并以負反饋放大電路為設計實例,推進模擬與仿真系統的設計與應用。

1電子電路模擬仿真中LabVIEW的設計原理

1.1LabVIEW的主要功能操作

LabVIEW是美國NI公司推出的圖形化編程軟件,也即實驗室虛擬儀器工作平臺,在開發程序中,一般將LabVIEW界定為虛擬儀器,也即VI,其擴展名默認.VI。LabVIEW是世界上首個采用圖形化編程語言也即G語言、技術的面相儀器的32位編譯程序開發系統,其支持數值型、文本型、字符串型、布爾型等多種數據類型,且改變了傳統的文本語言編程形式,簡化了程序開發、設計流程。LabVIEW軟件以應用程序VI為核心,每個VI又由多個更底層的VI構成,底層VI為最基本的計算,具體可實現以下功能:一,可以通過I/O接口設備來采集、測量相關電子電路信號,并完成操作與界面設計功能;二,LabVIEW中集成了現代計算機計算,可運用計算機強大的軟件功能來運算、分析與處理信號數據;三,可借助于計算機的顯示功能來模擬仿真傳統儀器的控制面板,將電子電路信號進行輸出顯示,及利用計算機硬件和數據采集卡來采集、監測信號數據,而后通過計算機的相關軟件對其進行運算、分析、處理之后將其結果傳遞給顯示界面,予以顯示測試結果。LabVIEW中的VI由圖表/連接器、框圖程序和程序前面板構成,其中程序前面板主要是用來模擬儀表的前面板,結合實際要求設置數據來檢測輸出量,輸出量在模擬電子電路中稱之為顯示,而輸入量則可以看作是對系統的控制,無論是顯示還是控制在程序前面板上均是以圖標的形式呈現,或開關、或按鈕、或圖形等;框圖程序:每一個程序都有相應配套的程序跟隨,與程序前面板配套的則是框圖程序,框圖程序主要是通過LabVIEW編寫程序,本質上是一種傳統程序的源代碼,其包含節點、端口、連線以及圖框,端口是傳統程序前面板中命令的下達,節點主要是保證系統功能的實現,圖框確保程序控制命令的下達,連線是程序執行過程中的數據流,并指明了數據流的動態方向;圖標/連接器端口可將一個VI在其它VI的方框圖中作為子VI應用,為虛擬儀器向子儀器的數據傳輸提供條件。

1.2LabVIEW程序設計步驟

其一,創建前面板,前面板主要是儀器操作界面,實際工作開展中用戶通過操作前面板實現對儀器的操作,所以創建前面板時需要考慮到儀器界面內容是什么,根據設計儀器的功能需要來設計器見面板。在前面板中加入數值輸入空間、現實空間以及波形顯示控件等,甚至可以結合用戶實際需要自定義功能。其二,創建程序框圖,程序框圖主要就是創建儀器想要實現的功能,等同于儀器內部電路,結合程序框圖特點,做好各部分連線,完成程序設計;程序框圖對象包括接線端、子VI、函數、常量、結構和連線,創建前面板后,需要添加圖形化函數代碼來控制前面板對象,程序框圖窗口中包含了圖形化的源代碼,其基本程序框圖,如圖1所示。其三,對前面板和程序框圖設計完成后,進行調試,通過加亮執行、單步執行等方法,每次調試同相配套理論進行分析,直到確定調試結果同理論分析結果相一致。二基于LabVIEW的電子電路模擬及仿真系統設計鑒于LabVIEW軟件的功能優勢性,本文在結合電子電路模擬及仿真的應用需求,遵循相關設計原則和方法的基礎上,設計了一種電子電路模擬及仿真系統,主要涉及演示實驗模塊和實操實驗模量兩大主模塊,同時,因電子電路教學中,常包含晶體管單管放大電路、負反饋放大電路、RCL串聯諧振電路、一階動態電路、二階動態電路、信號產生電路、基本運算電路等模擬及仿真。本文所設計的電子電路模擬及設計系統是以NIELVIS教學實驗室虛擬儀器套件作為硬件平臺,其是一種模塊化平臺,在單個小巧的組成結構中集成了12款最為常用的測量儀器,為系統搭建實驗電路和調理電路;在電子電路模擬及仿真系統中,首先要檢測擬實驗對象的狀態,如電子電路輸入輸出數值、電子電壓信號的頻率和幅值,RMQ震蕩波形及單調衰減波形等,并將這類信號數值轉換為符合實際數值的信號,以此作為模擬及仿真實驗的根本出發點,應用LabVIEW圖形變成軟件為開發工具和其相應的DAQ數據采集卡,圍繞信號的采集、分析和處理,設計出系統的主要模擬及仿真模塊。基于LabVIEW的電子電路模擬機仿真系統主要由硬件系統和軟件系統構成,其中,硬件系統主要負將電子電路實驗中所測得的模擬信號,并運用信號店里電路的放大、隔離、濾波,使得輸入的電子電路信號符合LabVIEW的DAQ數據采集設備預先設定的數值,將采集的模擬信號轉換為數字信號經由計算機的數據總線傳輸給計算機系統,通過LabVIEW中的VI面板顯示測試結果;軟件系統主要由驅動程序和多種用戶自定義的虛擬儀器構成,運用LabVIEW軟件的多層次化結構,可以將創建的VI程序作為子程序調用,以此實現系統復雜程序的擴展,并借助計算機強大的計算能力、存儲以及數據傳輸能力,得到電子電路實驗參數,在其內存緩沖區來進行電子電路的實際操作。

2基于LabVIEW的電子電路模擬及仿真的應用實例

就LabVIEW本質特點來看,在實際教學中應用較為廣泛,能夠通過模擬儀器實驗獲得教學需要,為了進一步探究LabVIEW實際應用成效,本文在客觀分析模擬電子電路的應用特點的基礎上,以LabVIEW為開發集成環境,并采用數據采集卡,以負反饋放大電路的模擬及仿真設計為研究實例,進行了詳細分析,其總體程序框圖如圖2所示。多功能信號發射器設計的目為模擬電子電路實驗,而在傳統的負反饋放大電子電路模擬及仿真設計中,主要是選擇元器件,并借助示波器來測量信號的強度和頻率,結合實際需要增加其他元件,這樣的設計存在較大局限性,造成最終設計的電路結構更為復雜,一旦某一元件出現問題極易造成整體電路出現故障,而信號在傳播過程中為模擬信號,輸出信號不準確,甚至信號中摻雜著過沖、雜散等一系列問題,影響模擬電子電路實驗效果。而較之傳統電子電路實驗方法來看,LabVIEW模擬電子電路實驗方法優勢較為突出,可在LabVIEW的控制模塊中加入相關的開關和按鍵,實現系統控制的靈活性,且因控制模塊自由度較高,在設置顯示器時應選擇3個為最佳,以此對3中不同類型的電路波形進行顯示;同時,可增設頻率選擇、幅值選擇、開關等控件設置,頻率選擇控件簡化為數值輸入控件,便利了電子電路頻率和幅值數據信息的直接輸入,并可通過計算機鼠標右鍵選擇屬性,在計算機外觀選項中重新命名這些標簽。在前面板中加裝數字濾波器相關控件,以此多功能信號發生器與濾波器連接在一起,經過在虛擬面板上的操作,實現信號波形的輸出、數字濾波器在時域上的功能分析。為驗證LabVIEW軟件在負反饋放大電路模擬及仿真設計中的應用失效,本文設計了電壓串聯負反饋電路,其主要由兩級放大子電路構成,并通過一個電容相連,可在前面板中設置電路電阻阻值,輸入信號頻率、電壓數值以及三極管放大倍數等參數,并加入其它的輸出信號和工作點,在程序框圖中反映出來;同時結合模擬電路知識與輸出結果可知,仿真結果驗證了負反饋電路對整個電路的影響,串聯反饋增大輸入電阻,并聯反饋減小輸入電阻,電壓反饋穩定電壓放大倍數,電流反饋穩定電流放大倍數。

3結論

綜上所述,本文主要基于LabVIEW的電子電路模擬及仿真設計進行深入分析和探討,LabVIEW軟件是以VI虛擬儀器為應用程序的圖形編程軟件,以數字化的編程形式替代了傳統文本式編程,使得電子電路模擬及仿真系統可視化、創建和編程設計更為簡單、靈活,且支持多樣化的操作形式,為系統各類模塊設計提供更多選擇。

參考文獻

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第5篇

關鍵詞:CDIO;電子電路;實踐教學

在新課改背景下,對于實踐教學的重視程度日漸提高,尤其是對于動手實踐操作能力要求較高的工程產品,如電子產品,更是要加強實踐教學,才能培養更多的應用型創新人才。基于此,引入CDIO模式進行電子電路實踐教學成為必然趨勢。

一關于CDIO的思考

所謂的CDIO是流行于工程教育界的一種新型教學模式,旨在培養學生的主動實踐動手能力,將整個工程實踐項目融入教學過程中,加強工程實踐課程之間的有機聯系,進一步提高教學效果。CDIO主要包含了4個方面的內容,即conceive(構思)、design(設計)、implement(實現)、operate(運作),這也明確體現了CDIO教學模式的重點就是實踐,通過不斷的動手實踐操作加深對相關理論知識的理解鞏固,以理論聯系實際的觀念來培養更多創新型實踐能力強的高素質工程技術人員[1]。電子電路是工科專業中的一門必須課程,其本身的動手實踐性較強,從對電子產品原理、結構的了解,元器件的選擇,以及原理圖的繪制、分析、改進等各個環節,都離不開學生的動手實踐操作。

二基于CDIO的電子電路實例分析

在這里主要選擇熒光燈電子鎮流器作為實例研究對象,基于CDIO模式展開實踐教學,讓電子電路理論知識與實踐教學達到高度的結合統一,利用對熒光燈電子鎮流器產品的實際解剖來達到一定的實踐教學效果。具體實踐操作流程如下圖1所示。1.了解電子產品原理并選購適合的產品教師制定研究電子產品后,引導學生通過各種途徑查閱相關資料,自行了解該電子產品的電路原理和基本構造等相關情況。通過了解發現熒光燈電子鎮流器采用的主要技術為高頻開關變換,它能有效的進行電流值的切換,其工作原理如下圖2所示[2]。在對熒光燈電子鎮流器的電路原理結構有一定了解后,就需要學生選購電子產品進行解剖,必須對市場上的產品進行一定的調研、分析、對比,并結合自身的實際情況選擇最適合用于實踐的電子產品。而關于電子產品的型號、規格、復雜程度都由學生自己決定,本文所用到的實例研究的熒光燈電子鎮流器額定功率是30W。2.結合實物繪制電路圖并分析電路原理在CDIO模式的引導下,選擇了電子實物,就需要對其進行一定的分析研究。首先,就要求學生結合熒光燈電子鎮流器實物,繪制其具體的電路圖,這是最基礎也是最關鍵的一個環節,對后續的研究分析具有重要影響。因此,要求學生必須細心、耐心,務必確保電子電路圖的精準。本次用于研究的30W功率的熒光燈電子鎮流器電路圖如下圖3所示:繪制出具體的電子電路圖后,就需要結合相關理論知識對其進行詳細分析,全面深入了解掌握電子電路的原理。從上圖3中可以發現,主要涵蓋了eMI濾波器、橋式整流器、PFC電路、DC-AC半橋逆變器和熒光燈輸出電路幾大部分[3]。其中,eMI濾波器主要是減弱電網電磁干擾,并防止電子整流器的電磁干擾侵入電網,圖中L1、C1、F0共同構成了eMI濾波器。橋式整流器旨在將電源轉換為直流電壓,PFC電路包括了D5、D6、D7、C2、C3五部分,有效的延長了整流二極管的導通時間,將電流為零的死區時間控制在半周期的1/3范圍內。而DC-AC半橋逆變器構成中有自振蕩啟動電路、功率晶體管、可飽和脈沖變壓器、電感器及串聯諧振電路。加電后,直流總線的電壓通過電阻對電容充電,到達一定程度后就會沖破二極管,將電流注入Q1功率晶體管導通,這時形成的電流主要流向是:C4-上燈絲-C9-下燈絲-L2-T1b-Q1-R5-地,正在充電的是C9。當Q1導通后,啟動電路無法對其產生作用,主要通過T1繞組間耦合形成的反饋來維持,在電流升高后,變壓器將會達到飽和狀態,Q1基極電位降低,而Q2則升高,在系列連鎖反映后Q2也將處于飽和導通狀態,Q1截止,在C9開始放電后就會改變原來的電流路徑。而在T1磁芯飽和后,Q2就會進入截止狀態,而Q1重新進入飽和,如此的循環往復產生的脈沖電流交替變化導致串聯電路出現諧振,將其電壓脈沖加在燈管兩端就能點亮熒光燈。而在這個過程中,還設置了電流為0的死區時間,不僅避免了晶體間的損壞,也大大提高了續流效果。3.重新設計并測試電路,達到改良目的在對熒光燈電子鎮流器電路原理進行一定的了解分析后,就需要針對其存在的不足提出整改意見,并重新設計新的電路圖,最終進行測試,以達到整改目的,這是在CDIO模式下電子電路實踐教學的重要環節。通過對電路原理的分析發現,可以改進的在于eMI的電磁傳導干擾,打破原來的共模干擾與差模干擾單一的傳導干擾方式,形成一種新的復合型濾波器,具體如圖4所示[4]。這里有兩個電容器,即X(C1、C2)和Y(C3、C4),其中X主要用于減弱差模信號干擾,而Y則是用來抑制共模干擾信號的。通過測試發現在兩個電容器的共同配合下,降低了電磁干擾效果,對電子產品電路的正常運行起到了一定的保護作用。

三結語

綜上所述,將CDIO用于電子電路實踐教學過程中,能達到良好的教學效果,利于提高學生的動手實踐操作能力,應當予以重視[5]。

作者:文輝 蔣艷英 單位:桂林電子科技大學

參考文獻

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[2]毛興武,祝大衛.新型電子鎮流器電路原理與設計[M].北京:人民郵電出版社,2008:41-66.

[3]鄧文婷,朱靜.電子電路實踐教學探索[J].東莞理工學院學報,2014,21(3):109-113.

第6篇

電子電路是無線電工程等專業重要的基礎課程之一,是一門實踐性很強的課程。本文結合教學經驗,分析了該課程的教學背景與現狀,并從高校的教學設施、教師自身素質及教學內容等方面詳細闡述了該課程相關的教學策略。

【關鍵詞】:

電子電路教學

一、課程教學背景分析

《電子電路》這門課程對于與信息工程、無線電工程專業以及其他電類專業都是非常重要的專業基礎課。它涉及許多理論知識、電路中常用的基本功能部件以及實際電路,是一門實踐性很強的課程。

課程教學現狀

目前,國內很多高校都開設有工程專業,而電子電路作為該專業的基礎課程之一,其教學雖然取得了一定成績,但在某些程度上,仍然存在一定的問題。

學校教學實驗設施

計算機機房

大部分高校的計算機機房仍是很多年前的設備,計算機配置相對落后,運行速度較慢,上機操作形同虛設。

電工實驗室

電工實驗仍然使用十幾年前的儀器設備,與現代工業的發展及電路設計的要求脫節,實驗質量在一定程度上受到很大影響。

教師教學方法

目前,很多高校使用的教材仍然是十多年前的舊版教材,雖然很多專業知識在理論上并無太大變化,但隨著科技的進步,很多新型電子元器件與儀器產品已經應用到各個行業,如果仍以陳舊的教學課程來培養學生,顯然達不到社會對人才的需求標準。

另外,本課程的實踐環節也非常重要,但是由于我國高校大部分教師是應試模式教育中培養出來的,本身即缺乏一定的實踐經驗,所以在教學過程中,有意無意的避開實驗教學環節,不能達到培養學生實踐能力的目標,更不用說培養學生的思維能力、創新能力。

學生學習理念

由于課程本身比較抽象,而學校的教學設施相對落后,教師授課枯燥乏味,就會極大的影響學生的學習興趣,尤其是遇到某些困難和問題時,就會出現厭學現象,僅僅在考前突擊復習,應付考試,對很多理論概念掌握不夠深刻,實際動手應用能力也很難達到要求。

綜上所述,各種原因綜合導致了很多學生畢業參加工作后,很難適應企業的對人才要求的標準,不能勝任工作需求,需要再次參加培訓。所以對于高校教學人員來說,如何能夠培養出思維靈活、動手能力強且有創新意識的新一代專業人才,是一項艱巨的任務。

教學策略分析

(一)改善教學設施

高校要合理增加對教學實驗設施的投入,建設符合現代要求的實驗室,增加教學實驗環節,把理論培養與實踐創新放到同等重要的地位。

(二)提高教師自身素質

教師要充分了解學科技術的前沿,將當前更多的新工藝(現代新產品設計流程)、新電子元件(目前廣泛使用的新器件)、新儀器產品(現代電子儀器的使用)等內容融入課堂教學,提高學生的學習興趣,變被動學習為主動學習,激發創新思維、提高動手能力。

(三)課程教學內容

1.要突出對學生能力培養。

能熟練使用焊接工具和常用儀器儀表;

能對典型電子電路進行分析,并進行簡單電子產品功能分析、設計;

能進行電子電路原理圖的繪制;

了解產品的成本核算方法,會進行電子產品成本估算;

熟練掌握基本的、規范的操作技能,能進行小型電子電路的制作;

能進行電子電路調試并熟練檢查、排除故障;

能進行信息查詢和資料整理;

能進行中間調試過程的記錄并編寫最終技術文檔;

能以團隊合作形式完成電子產品的開發;

會使用各種信息媒體對制作成果進行演示。

2.以典型電子產品為載體實施教學,增強學生的學習興趣。如選擇競賽搶答器、LED數字顯示器、運動小車、信號燈、數字鐘、電子秤、電子鎖、報警器、穩壓電源等常見的、學生易于接受的電子產品作為設計分析的對象,使學生更容易進入電路分析的氛圍中,同時有利于學生形成個性化的設計方案。

3.學習情境重點突出,能力培養有所側重。學習情境的設置依托了數字電路和模擬電路各關鍵知識點,教學任務的安排不僅考慮到了本課程在專業課程體系中的位置,同時以電路分析、設計能力,電路接線、制板能力,技術指標分析編制能力為能力培養的主線,從淺入深、由易至難,循序漸進地培養學生全面技能。

4.在工作任務實施過程中,促進學生的自主創新意識,在工作任務確定的知識領域中引導學生進行自主性的電子產品單元電路設計、制作、調試。在引導學生自主創意設計的過程中,把握學生設計思路的難易程度、理論范圍,充分體現學生的創新思想,豐富學生制作的多樣性,提升學生設計制作的興趣和積極性。同時,在多個工作任務的實施過程中,通過創新思考、理論分析與設計、電路制作調試、功能實現報告展示的學做練一體的教學模式,加強了學生的創新能力、制作技能、團隊配合和個體表達能力;同時反復而不斷提升的設計、制作、驗證、報告過程,讓學生的電子電路設計制作的基本技能得到了鞏固。評價采用分階段分重點評價的模式,重點評價學生的職業能力,兼顧重要的理論知識點。

5.在實驗教學和實驗室科學化管理中加強計算機的應用。引入包括多媒體演示、電子教案、計算機仿真技術、局域網教學在內的多種教學手段,將直接影響實驗教學質量。

第7篇

關鍵詞:維修電工;電子電路;故障排除

1電路要求

根據電路原理圖,在正確安裝的前提下,對電路進行測試、調試和故障排除。了解基本門電路、施密特觸發器、可預置數十進制加/減計數器和用PWM脈寬調制實現直流電壓的無級調節的相關知識。

2考試形式

給定電路原理圖一張,給定帶2處故障點的印制電路板一塊,根據故障現象,在電子線路圖上分析故障可能產生的原因,確定故障發生的范圍并排除,回答考評員提出的問題。

3技能要求

(1)讀圖、識圖能力;(2)電路分析能力;(3)元器件檢測技能;(4)調試、檢測、維修技能。

4工具

(1)萬用表;(2)電烙鐵;(3)吸錫器;(4)雙蹤示波器;(5)雙15V變壓器;(6)螺絲刀等。

5電路

5.1通用控制電路

5.1.1電路組成通用控制器的主要部分由增、減控制單元,預置數控制單元,啟動、停止控制單元,0.6s脈沖發生器,3s脈沖發生器,十進制加/減計數器,可預置十進制減法計數器,四-七BCD譯碼驅動器和七段共陰LED數碼管組成。系統電源為+12V直流穩壓電源,如圖1所示。5.1.2參數檢測(1)檢測輸入交流電壓、電源變壓器以及直流12V電壓。(2)電路功能檢查。(1)通電啟動,觀察數碼管顯示是否為“0”。(2)按下S4按鈕,加預置數設置;按下S3按鈕,減預置數設置。(3)按下S1按鈕,在預置數不為“0”時,LED發光二極管亮,倒計數開始,當計數到“0”時,指示燈熄滅,數碼管重新顯示預置數。在倒計數未到“0”,按下S2按鈕,倒計數停止,發光二極管熄滅,數碼管顯示停止時的數字。5.1.3故障分析及排故舉例(1)電源回路故障。正常情況下經二極管整流,電容濾波,LM7812穩壓后,在C2兩端應是DC12V,若無此電壓則電源回路有故障,可采用電壓測量法分段測量,例如:測量發現LM7812的12端有DC18V,而23兩腳間無DV12V電壓,則可判斷LM7812有問題,查看此器件看是否有短路或斷路及接線是否正確。依此方法可以查出電源電路的故障。此電壓將提供給置數電路及啟動停止電路,要保證后面操作正常,必須保證有正確的電壓輸出。(2)加減置數回路故障。在電源回路正確的情況下,分別進行加減置數。若加減置數均不行,則可能原因有:電源未送到S3、S4上;IC5-A上無低電平輸出;IC4-4的10腳無方波輸出;若IC4-C的9腳為高電平而10腳無方波,則測IC4-C的8腳看有無三角波,若無則R9和C7組成的回路有斷路;還有一種虛高現象,即接線端懸空始終為高電平,此種情況應在之前排除,一旦發生只有在斷電的情況下用電壓表測量檢查。在檢查置數回路故障時必須要知道電路的路線,拿加置數回路做例。按下S4,IC5-A的2腳為高電平,經過或非門IC5-A輸出3腳為低電平,3腳的低電平送到IC5-B的輸入端,則輸出4腳為高電平,此高電平是施密特觸發器IC4-C的開啟電壓,R9和C7為8腳提供了三角波,這樣在輸出10腳便有了方波,此方波送到IC4-B的5腳,6腳此時為高電平已經開啟了施密特觸發器,這樣IC4-B的輸出端4腳便是方波,送到IC3的UP端,就可按一定的頻率進行加置數了。減置數的原理類似于加置數,在此就不作分析了。(3)啟動、停止回路故障按下S1發光二極管亮,經IC6-A、IC6-B、IC4-D使得A點得到方波,此方波在經過IC6-C送到IC2的DOWN腳進行自動減置數,當減到0時,借位端BO為低電平,這樣IC6-A的1腳為低電平,這樣IC6-B的5腳為低電平,與門IC6-B的輸出端4腳為低電平,此時發光二極管熄滅,倒計數停5止,此過程即為啟動過程。停止回路是在預置數不為0的情況下,按下S2使得IC6-A的2腳接入低電平,這樣與門的輸出就為低電平就不能進行自動倒計數。若該回路有故障,按此路線查找就可以解決問題,前提是不存在虛高現象。

5.2脈寬調制電路

5.2.1電路組成脈寬調制電路,由方波-三角波發生器、PWM脈寬發生器、驅動部分、取樣給定部分、直流電源5個部分構成。自激振蕩在方波-三角波發生器輸出三角波,送到PWM脈寬發生器中的電壓比較器的反相輸入端,電壓比較器的同相輸入端的信號由取樣給定部分所提供的直流電壓信號。給定信號與三角波的比較結果決定了輸出電壓,不同的給定電壓信號,產生不同的調制波形,即不同占空比的矩形波,也將獲得不同的平均直流電壓,經基本放大電路的驅動,使發光二極管的電流不同,發出的亮光也不同。5.2.2電路檢測(1)安裝完成后對裝配的正確性和規范性進行檢查。(2)上電穩壓電路是否輸出正負12V。(3)調節電位器,觀察發光二極管是否能明暗變化。(4)測量E點波形。(5)測量D點波形。(6)測量C點波形。(7)測量F點波形。5.2.3故障分析與維修(1)發光二極管不亮故障排除(調整電位器無效)。在不用儀表檢查的情況下,用眼對電路檢查的方法是給電路通電后調整電位器,看LED是否能從暗變亮或從亮變暗,不能的話就說明電路存在故障。調整電位器LED始終不亮,這個故障一般從電源開始檢查。(2)發光二極管常亮不滅故障排除(調整電位器無效)。這個現象是說明電源部分基本正常,但是也要檢查一下正負12V是否正常,如果-12V沒有或很低,則也會產生這樣的現象。在電源正常的情況下用示波器檢查D點的三角波,沒有的話就要檢查波形單元的所有元件是否正常。電阻檢查是否開路,電容是否短路,以及是否存在虛焊等,IC確認無誤后,再用替換法判斷LM324是否損壞。一般經過上面這些檢查后,都能查到故障部位。在檢查虛焊時要先用眼仔細觀察各焊點,用鑷子拉元件,能否拉出焊腳;還可以用萬用表的通斷檢查來查兩連接點是否開路。這單元是一個閉環系統,任何一個元件出現問題,就導致該單元無三角波輸出,要細心地檢查每一個元件。(3)調節電位器不能達到最亮和熄滅LED。上面講了根據LED在通電后能否亮和暗來判斷,是直觀的故障,還有不能關閉LED或不能使LED達到最亮的,這些也是故障的現象。這可能是三角波的輸出幅度不恰當或調整A點變化范圍不太小產生的問題。①可以先用示波器觀察D點的三角波幅度,一般在4VP-P左右,頻率在50kHz上下,當輸出幅度過大時,可能是電阻R7阻值發生了很大的變化,測量該電阻的阻值,正常為2.4K,太小就會造成三角波幅度過大,同時頻率變低。②調制電路的B點電位的變化范圍不正確,調整RW1測量A或B點的變化范圍,是否在-1.86~-10.50V范圍內,如果不是,則加查檢查電阻R1、R2是否為圖紙上的數值。③也有可能是電位器故障,測量電位器的固定端的阻值和滑動點對固定點能否從10~4.7K范圍變化。

參考文獻

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[3]陳其純.電子線路[M].北京:高等教育出版社,2001.

[4]勞動和社會保障部教材編寫委員會.無線電基礎[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2003.

第8篇

【關鍵詞】調試 測試 精度和可靠性 故障分析與處理

在電子工業中,電子電路的安裝與調試在電子工程技術中占有重要地位,它是把理論付諸于實踐的進程,是把人們的主觀設想轉變為電路和電子設備的過程,是把設計轉變為產品的過程。正是這一過程為電子技術在社會生活和生產實踐應用中發揮巨大作用提供了現實性和可能性。當然,這一過程也是對理論設計做出檢驗、修改,使之更加完善的過程。所謂電子電路的調試,就是以達到電路設計指標為目的而進行的一系列的“測量判斷調整再測量”反復進行的過程。電路測試和調整是電子設備的一個重要環節。通過調試發現和糾正設計方案的不足和安裝的不合理,然后采取措施加以改進,使電子電路或電子裝置達到預定的技術指標。

1 電子電路的調試

一般測試的步驟和方法如下:

1.1 不通電檢查

(1)檢查連線電路安裝完畢后,不要急于通電,先認真檢查接線是否正確,包括錯線、少線、多線。多線一般是因接線時看錯引腳,或者改接線時忘記去掉原來的舊線造成的,在實驗中經常發生,而查線時又不易發現,調試時往往會給人造成錯覺,以為問題是由元氣件造成的。不論用什么方法查線,一定要在電路圖上對查過的線做出標記,并且還要檢查每個元件的引腳的使用端數是否與圖紙相符。查找時最好用指針式萬用表的“R×1”,或用數字萬用表的“X檔”。

(2)直觀檢查直觀檢查電源、地線、信號線、元件引腳之間有無短路;連線處有無接觸不良;二極管、三極管、電解電容等引腳有無錯接;集成電路是否插對等。

1.2 通電觀察

把經過準確測量的電源電壓加入電路,但信號源暫不接入,電源接通之后不要急于測量數據和觀察結果,首先要觀察有無異?,F象,包括有無冒煙,是否聞到異常氣味,手模元件是否發燙,電源是否有短路現象等。如果出現異?,F象,應立即關斷電源,待排除故障后方可重新通電。然后再測量各元件引腳的電源電壓,而不是只測量各路總電源電壓,以保證元器件正常工作。

1.3 分塊調試調試包括測試和調整兩個方面

測試是在安裝后對電路的參數及工作狀態進行測量,調整是指在測試的基礎上對電路的參數進行修正,使之滿足設計要求。為了使測試順利進行,設計的電路圖上應標出各點的電位值、相應的波形以及其它數據。測試方法有2種:第一種是采用邊安裝邊調試的方法,也就是把復雜的電路按原理圖上的功能分成塊進行安裝調試,在分塊調試的基礎上逐步擴大安裝調試的范圍,最后完成整機調試,這種方法稱為分塊調試。采用這種方法能及時發現問題,因此是常用的方法,對于新設計的電路更是如此。另一種方法是整個集成電路安裝完畢,實行一次性調試。這種方法適用于簡單電路或定型產品。本文僅介紹分塊調試。分塊調試是把電路按功能分成不同的部分,把每個部分看成一個模塊。比較理想的調試程序是按信號的流向進行,這樣可以把前面調試過的輸出信號作為后一級的輸入信號,為最后的聯調創造條件。分塊調試包括靜態調試和動態調試。

1.4 整機聯調

整機聯調在分塊調試的過程中,由于是逐步擴大調試范圍,故實際上已完成了某些局部聯調工作。下面只要作好各功能塊之間接口電路的調試工作,再把全部電路接通,就可以實現整機聯調。整機聯調只需要觀察動態結果,即把各種測量儀器及系統本身顯示部分提供的信息與設計指標逐一比較,找出問題,然后進一步修改電路參數,直到完全符合設計要求為止。調試過程中不能單憑感覺和印象,要始終借助儀器觀察。使用示波器時,最好把示波器的信號輸入方式置于“DC”檔,它是直流耦合方式,同時可以觀察被測信號的交直流成分。被測信號的頻率應處在示波器能夠穩定顯示的范圍內,如果頻率太低,觀察不到穩定的波形時,應改變電路參數后測量。例如,觀察只有幾赫茲的低頻信號時,通過改變電路參數,使頻率提高到幾百赫茲以上,能在示波器上觀察到穩定的信號并可記錄各點的波形形狀及相互間的相位關系,測量完畢,再恢復到原來的參數繼續測試其它指標。

2 系統的精度及其可靠性

測試系統精度是設計電路很重要的一個指標。測量電路的精度校準元件應該由高于測量電路精度的儀器進行測試后,才能作為校準元器件接入電路校準精度。例如,測量電路中,校準精度時所用的電容不能以標稱值計算,而要經過高精度的電容表測量其準確值后,才能作為校準電容。對于正式產品,應該就以下幾方面進行可靠性測試:抗干擾能力;電網電壓及環境溫度變化對裝置的影響;長期運行實驗的穩定性;抗機械振動的能力。

3 調試中應注意的事項

在調試過程中,自始至終都必須具有嚴謹細致的科學作風,不能存在僥幸心理,當出現故障時,不要手忙腳亂,要認真查找故障的原因,仔細分析作出判斷,切忌一遇到故障,解決不了問題就要拆掉線路而重新安裝,或者盲目的更換元器件。因為即使重新安裝,線路的問題可能依然存在,何況在原理上,問題并不是重新安裝就能夠解決的。再則,重新安裝而找不出原因,會使自己失去一次分析和解決問題的鍛煉機會,要認真查找故障原因,仔細分析判斷,根據原電路原理找出解決問題的辦法。

在調試過程中,要注意安全,接線、拆線和儀器儀表的連接一定要在斷電的情況下進行,注意儀器儀表電壓電流的量程,徹底杜絕人身事故和儀器儀表損壞事故的發生。

綜上所述,我們即可對于電子設備等進行調試,通過調試過程,使電路的各項性能指標達到要求,使系統能夠正常的工作。

參考文獻

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[2]畢滿清.電子技術實驗與課程設計[M].北京:機械工業出版社,2001.

[3]王廷才,趙德申.電子技術實訓[M].北京:高等教育出版社,2003.

第9篇

[關鍵詞] 電子電路 抗干擾

一、干擾信號

在測控裝置電路中出現的無用的信號稱為噪聲,當噪聲使電路無法正常工作時,噪聲就稱為干擾。衡量噪聲對有用信號的影響常用信噪比(S/N)來表示,它是指信號通道中有用信號功率PS和噪聲功率PN之比或有用信號電壓US與噪聲電壓UN之比。信噪比常用對數形式來表示,單位為分貝(dB) 。干擾信號可分為兩大類型:傳導型和輻射型。

二、抗干擾措施

干擾的形成必須同時具備三個因素,即干擾源、干擾途徑和對噪聲敏感性較高的接收器??垢蓴_從這三個方面入手。

1、消除或抑制干擾源

噪聲干擾來自于干擾源,只有仔細地分析其種類和形式,才能提出有效的抗干擾措施。

(1)機械干擾

機械干擾是指機械的振動或沖擊使檢測裝置中的元件發生振動、變形,使連接導線發生位移,使儀表指針發生抖動等。對于機械干擾主要采取減震措施來解決,例如采用減震彈簧或減震橡皮墊等。

(2)熱干擾

設備和元器件在工作時產生的熱量所引起的溫度波動,以及環境溫度的變化等使電路參數發生變化,或產生附加的熱電勢等,從而影響檢測裝置的正常工作。

對于熱干擾,工程上常采取下列防護措施:在電路中采用溫度補償元件和采用差分放大電路、電橋電路等對稱平衡結構來抗干擾,在測控環境中盡量在恒溫室內進行,還可采用熱屏蔽,即用導熱性能良好的金屬材料做成防護罩,將某些對溫度變化敏感的元器件和電路中的關鍵元器件或組件,甚至整臺裝置包圍起來,以使罩內溫度場均勻和恒定,有效地防止熱電勢的產生。

(3)光干擾

在測控裝置中廣泛使用著各種半導體元器件,由于半導體材料在光照作用下會激發空穴――電子對,使半導體元器件產生電勢或引起阻值的變化,從而影響測控裝置的正常工作。

為了防止光干擾,將半導體元器件封裝在不透光的殼體內,對于具有光敏作用的元器件,尤其應注意光的屏蔽問題。

(4)濕度干擾

環境濕度增大會使絕緣體的絕緣電阻下降,漏電流增大;使電介質的介電常數增大,造成電容器的電容量增大;使電感線圈的Q值(品質因數)下降;使金屬材料生銹等,勢必影響測控裝置的正常工作。

為此在設計、制造和使用時應考慮潮濕的防護與隔離問題。例如,電氣元件和印刷電路板的浸漆、環氧樹脂封灌和硅橡膠封灌等。

(5)化學干擾

對化學物品,如酸、堿、鹽及腐蝕氣體等,一方面通過其化學腐蝕作用損壞裝置的元器件;另一方面與金屬導體形成化學電勢。因此,良好的密封和注意清潔,對測控裝置是非常重要的防護化學干擾的措施。

(6)固有噪聲干擾

在電路中,電子元件本身產生的、具有隨機性、寬頻帶的噪聲稱為固有噪聲[1]。最重要的固有噪聲源是電阻熱噪聲、半導體散粒噪聲和接觸噪聲。

電阻熱噪聲:任何電阻即使不與電源相接,在它的兩端也有一定的噪聲電壓產生,這個噪聲電壓是由于電阻中的電子無規則的熱運動引起的。

散粒噪聲:在半導體中,載流子的隨機擴散以及電子――空穴對隨機發生及復合形成的噪聲稱為散粒噪聲。從整體看,散粒噪聲使流過半導體的電流產生隨機性的漲落,干擾測量結果。減小半導體器件的電流,減小電路的帶寬,能減小散粒噪聲的影響。

接觸噪聲:接觸噪聲是由元器件之間的不完全接觸,從而形成電導率的起伏而引起的,它發生在兩個導體連接的地方,如開關、繼電器觸點、電阻、晶體管內部的不良接觸等。接觸噪聲是低頻電路中的主要噪聲,減小流過觸點的直流電流可減小接觸噪聲的影響。

2、破壞干擾途徑

干擾必須通過一定的干擾途徑侵入測控裝置才會對測量結果造成影響。干擾途徑有“路”和“場”兩種形式。凡干擾源通過電路的形式作用于擾對象的,都屬于“路”的干擾,如通過漏電阻、電源及接地線的公共阻抗等引入的干擾。凡干擾源通過電場、磁場的形式作用于擾對象的,都屬于“場”的干擾,如通過分布電容、分布互感等引入的干擾。

(1)抑制以“路”形式侵入的干擾

1)通過泄漏電阻的干擾

元件支架、探頭、接線柱、印刷電路以及電容器絕緣不良,使噪聲源得以通過這些漏電阻作用于有關電路而造成的干擾稱為泄漏電阻的干擾。擾點的等效阻抗越高,由泄漏而產生的干擾影響越大。

要消除由泄漏電阻引起干擾的一種辦法是使用接地保護環,所謂接地保護環是在印刷電路板上,制做一個接地的環狀印刷電路,將高輸人阻抗的元件電路及單元包圍在環的里面,由泄漏電阻引起的泄漏電流直接通過接地保護環流人地線而不影響被保護電路。

2)通過共阻抗耦合的干擾

共阻抗耦合的干擾是指當兩個或兩個以上的電路共同享有或使用一段公共的線路,而這段線路又具有一定的阻抗時,這個阻抗成為這兩個電路的共阻抗,第二個電路的電流流過這個共阻抗所產生的壓降就成為第一個電路的干擾電壓。

3)經電源配電回路引入的干擾

交流供電配電線路在工業現場的分布相當于一個吸收各種干擾的網絡,而且十分方便地以電路傳導的形式傳遍各處,并經檢測裝置的電源線進入儀器內部造成干擾。最明顯的是電壓突跳和交流電源波形畸變使工頻的高次諧波經電源線進入儀器的前級電路。

對于以“路”的形式侵入的干擾,可采取諸如提高絕緣性能的方法以抑制泄漏電流的干擾途徑;采用隔離變壓器、光電繼電器等切斷干擾途徑;采用濾波、選頻、屏蔽等技術手段將干擾信號引開;對數字信號可采用整形、限幅等信號處理方法切斷干擾途徑;改變接地形式以消除共阻抗耦合干擾途徑等。

(2)抑制以“場”形式侵入的干擾

對于“場”的形式侵入的干擾,一般采取各種屏蔽措施,如靜電屏蔽、磁屏蔽、電場屏蔽等,也可以兼用對付“路”的某種措施。

通常,電磁感應用兩種,一種是靜電感應,一種是磁感應。由于靜電感應是通過靜電電容(C)構成的,故一般也稱作C耦合。而磁感應是通過磁場相互感應(M)構成的,故一般也稱作M耦合。為控制這兩種耦合,通常采用靜電屏蔽和電磁屏蔽。

1)靜電感應與靜電屏蔽

所謂靜電感應,即當兩條線路位于地線之上時,若相對于地線對半導體l加U1的電壓,則導體2也將產生與U1成比例的電壓U2。也就是說,由于導體之間必然存在靜電電容,若設電容為C10、C12和C20,則電壓U1就被C12和C20分為兩部分,該被分開的電壓就為U2,控制電壓U2的就是靜電感應電壓。對付靜電感應干擾的辦法是靜電屏蔽。屏蔽線就是利用這一原理的線路。屏蔽線的首要目的是靜電屏蔽,但也可有效地用于控制M耦合。根據上述說明,顯然在采用屏蔽線實現靜電屏蔽時,屏蔽必須接地才能收到好的效果。

2)電磁感應與電磁屏蔽

所謂電磁感應,即回路與回路之間(也可說是指線圈與線圈之間,但傳感器回路很少使用線圈,故回路大多為配線方面的問題)的電磁耦合。對付電磁感應干擾的辦法是電磁屏蔽。

3、削弱接收電路對噪聲干擾的敏感性

高輸入阻抗的電路比低輸人阻抗的電路易受干擾,模擬電路比數字電路抗干擾能力差等,這些都說明,對于擾對象來說存在著對干擾的敏感性問題。

在電路中采用選頻措施就是削弱電路對全頻帶噪聲的敏感性;在電路中采用負反饋就是削弱電子裝置內部噪聲源影響的有力措施;其它如對信號傳輸線采用雙絞線、對輸入電路采用對稱結構等措施,都是削弱電子裝置對噪聲的敏感性。

4、接地技術

(1)地線的種類

接地起源于強電技術,它的本意是接大地,主要著眼于安全。這種地線也稱為“保安地線”(Safe wire)。

1)模擬信號地線它是模擬信號的零信號電位公共線,因為模擬信號有時較弱、易受干擾,所以對模擬信號地線的面積、走向、連接有較高的要求。

2)數字信號地線它是數字信號的零電子公共線。由于數字信號處于脈沖工作狀態,動態脈沖電流在接地阻抗上產生的壓降往往成為微弱模擬信號的干擾源,為了避免數字信號的干擾,所以它應與模擬信號地線分別設置為宜。

3)信號源地線傳感器可看作是測量裝置的信號源,通常傳感器裝設在生產設備現場,而測量裝置設在離現場一定距離的控制室內,從測量裝置的角度看,可以認為傳感器的地線就是信號源地線。它必須與測量裝置進行適當的連接才能提高整個檢測系統的抗干擾能力。

(2)一點接地原則

對于上述四種地線一般應分別設置,在電位需要連通時,也必須仔細選擇合適的點,在一個地方相連,才能消除各地線之間的干擾。

1)單級電路的一點接地原則

現舉單級選擇放大器為例來說明單級電路的一點接地原則。

2)多級電路的一點接地原則

3)檢測系統的一點接地原則

(3)屏蔽浮置技術

若測量裝置電路與大地之間沒有任何導電性的直流聯系就稱為浮置,采用干電池的萬用表就是浮置的特例。

采用三重靜電屏蔽的目的,一是不使電網的交流干擾電壓引入測量裝置內,二是使大地電位差產生的干擾電流無法流經信號線。

必須指出的是,浮置屏蔽是一種十分復雜的技術,在設計、安裝檢測系統時,必須注意不使屏蔽線外皮與測量裝置的外殼短路;應盡量減小各不同類型屏蔽之間的分布電容及漏電;盡量保證電路對地的對稱性等等,否則“浮置”的結果有時反而會引起意想不到的嚴重干擾。

5、濾波技術

濾波器(Filter)是抑制交流差模干擾的有效手段之一。下面分別介紹檢測技術中常用的幾種濾波電路。

(1)RC濾波器

當信號源為熱電偶、應變片等信號變化緩慢的傳感器時,利用小體積、低成本的無源RC濾波器將會對差模干擾有較好的抑制效果。應該注意的是,RC濾波器是以犧牲系統帶寬為代價來減小差模干擾的[2]。

(2)直流電源濾波器

直流電源往往為幾個電路所共用,為了避免通過電源內阻造成幾個電路間互相干擾,應在每個電路的直流電源上加只LC濾波器。由于電解電容采用卷制工藝而含有一定的電感,在高頻時阻抗反而增大,所以需要在電解電容旁邊并聯一個0.01uF左右的磁介電容,用來濾除高頻噪聲。

6、光電耦合技術

目前,檢測系統越來越多地采用光電耦合器來提高系統的抗共模干擾能力。光電耦合器是一種電一光一電耦合gS件,它的輸入量是電流,輸出量也是電流,可是兩者之間從電氣上看卻是絕緣的。發光二極管一般采用砷化鎵紅外發光二極管,而光敏元件可以是光敏二極管、光敏三極管、達林頓管,甚至可以是光敏晶閘管、光敏集成電路等,發光二極管與光敏元件的軸線對準并保持一定的間隙。

這樣就實現了以光為媒介的電信號的傳輸。光電耦合器有如下特點:

(1)輸人、輸出回路絕緣電阻高(大于10~oQ)、耐壓超過lkV;

(2)因為光的傳輸是單向的,所以輸出信號不會反饋影響輸入端:

(3)輸入輸出回路完全是隔離的,能很好地解決不同電位,不同邏輯電路之間的隔離和傳輸的矛盾。

從上述幾個特點可以看出,使用光電耦合器能比較徹底地切斷大地電位差形成的環路電流。近年來,線性光電耦合6S的性能不斷提高,誤差可以小于千分之幾。

使用光電耦合的另一種辦法是先將前置放大器的輸出電壓進行A/D轉換,然后通過光電耦合器用數字脈沖的形式,把代表模擬信號的數字信號耦合到諸如計算機之類的數字處理系統去作數據處理,從而將模擬電路與數據處理電路隔離開來,有效地切斷共模干擾的環路。在這種方式中,必須配置多路光電耦合器(視A/D轉換器的位數而定),由于光電耦合器是工作在數字脈沖狀態,所以可以采用廉價的光電耦合器件。

參考文獻:

第10篇

作者:程思寧 單位:??诮洕鷮W院信息工程學院

教學儀器的數量和質量的限制。隨著高等教育規模呈現跳躍式的擴大,原有教學儀器設備資源相對短缺,學校實驗儀器的采購,往往受自身經費的限制,其數量和質量都不能滿足需求。因此,實驗教學受到很大的限制,從而影響了教育的整體質量,極大的阻礙了學生實踐能力的提高,造成學生的綜合素質下降。虛擬實驗室的出現是對傳統實驗教學模式的一次變革,打破傳統實驗模式的局限性,提高實驗教學質量,促使實驗教學由實物教學向虛擬實驗教學、向遠程虛擬實驗教學發展,是今后高校實驗教學開放性的具體實現方式之一。

虛擬實驗室的構建

網絡交互型電子電路虛擬實驗平臺的是建立一種新型網絡交互型實驗教學模式,在該平臺可以使學生在仿真環境下完成各種電路的搭建,虛擬儀器的測試,通過網絡上傳實驗數據,學生可以通過網格與指導教師進行互動交流,指導教師可以通過網絡對實驗教學進行管理,針對學生設計不同程度的實驗項目,對學生上交的實驗報告進行批改。虛擬實驗平臺組成如圖1所示。1仿真實驗系統仿真實驗系統主要包括電路分析、模擬電子技術、數字電子技術、綜合設計四大模塊。這部分的主要研究內容:1.1制作相配套多媒體課件,主要介紹常用元器件的知識,集成電路的結構、特性及使用,儀器儀表的操作及仿真軟件的使用等。1.2結合多媒體技術完成相應操作的視頻信息,使學生通過自學就能對軟件的使用一目了然。1.3設計完成包括教學大綱規定的所有實驗。如電路中的基本定理、定律驗證電路,RLC串聯電路及諧振電路等;模擬電路中的二極管應用、三極管放大電路、功率放大電路、信號運算電路、信號產生電路、直流穩壓電路等;數字電子技術中的組合邏輯電路、時序邏輯電路、A/D和D/A轉換電路、555定時器應用等實驗。1.4設計趣味性項目調動學生學習熱情與興趣。如電子仿聲驅鼠器、多功能智力搶答器、紅外遙控電子娃娃等等,使學生能夠自己愿意去查找資料完成相應的設計,所需哪些器件及知識點,加深理論的理解。很多學生都是迫不及待完成實驗,不必像等待傳統實驗室那樣受開放時間和器件的限制。1.5根據不同專業、不同年級和不同能力學生的學習需求,建立分層次、模塊化、開放式的實驗體系。每個模塊設計基礎性實驗、設計性實驗、綜合性實驗和研究創新性實驗,為學生提供自行設計實驗的平臺。2實驗管理系統的實現目前,虛擬實驗室的體系結構主要有兩種:一個是C/S(Client/Server)結構,一個是B/S(Browser/Server)結構。C/S結構是大家熟知的客戶機和服務器結構,它是軟件系統體系結構,通過它可以充分利用兩端硬件環境的優勢,將任務合理分配到Client端和Server端來實現,C/S結構采用二層體系結構,主要應用于專用網絡或高速局域網中,整體性強,但開發及維護較困難。B/S結構是瀏覽器和服務器結構,是對C/S的改進。在B/S結構下,用戶工作界面是通過瀏覽器來實現,極少部分事務邏輯在前端實現,主要事務邏輯在服務器端實現,形成所謂三層結構。在客戶端可以直接使用瀏覽器進行數據的輸入和輸出,適用于廣域網,靈活方便,升級容易,而且軟件重用性好;用戶的數據及相應處理操作都集中于服務器,安全性較高。因此,管理系統采用瀏覽器和服務器B/S結構。實現以下功能:2.1學生端學生可從學生端登錄查看學習課件及相關視頻內容,自學常用器件、軟件使用等基礎知識,并提供相應的軟件下載鏈接,方便學生下載安裝;設置留言板功能,方便學生在實驗過程及學習過程中遇見問題給指導教師留言;在交流討論區,學生與教師之間,學生與學生之間可以自由的發表言論和觀點,也可以資源共享,帶動學生更多的學習熱情。2.2教師端對學生進行注冊管理,學生的信息主要包括姓名,學號,院系,班級,性別等。對實驗課程進行相應的設置與管理,提供相應實驗的預習資料,僅給出實驗所需完成要求,充分發揮學生的自我能動性,并定期根據學生的反饋情況調整創新實驗中的實驗項目;對學生上交的實驗報告進行評閱。2.3管理員管理員的主要工作是管理教師注冊情況,以及對網絡平臺進行日常維護。

實驗平臺的應用

網絡交互式虛擬實驗平臺可以使學生足不出戶便可以做各種各樣的實驗,獲得與真實實驗一樣的收獲,從而豐富感性認識,加深對教學內容的理解;可以實現從輔助教學、自主實驗到實驗報告的網上提交與批閱的全程操作與管理,完成實驗教學的基本內容,具有開放、安全、經濟、更新快等優點,使實驗教學方法和手段得到突破與創新。因此,本項目提出的網絡交互式虛擬實驗平臺研究有著重要的實用價值和創新意義。1實驗時間、地點的開放。學生可以自己選擇時間和地點,只要在自己想學習的時候就可以登錄到實驗平臺,強調學生學習的主動性和研究性。徹底打破了傳統實驗由老師設計、學生操作的模式,給了學生一個充分發揮自己能力和想象力的空間。學生對電子制作的興趣更濃,自愿遠離網絡游戲來完成自己的作品。2實驗資源的開放性和共享性。資源的可重復利用率提高,系統組建時間縮短,功能易于擴展和管理,使學生的實驗操作機會得以增加,實驗范圍和科目得以擴大,高新技術在教育領域內的優勢可以充分發揮出來。3虛擬實驗室可以降低經費成本,提高教學科研效益。通過網絡虛擬實驗室,有效降低耐用品的消耗量,學生不必擔心沒有所需的實驗器件或是儀器而不能對自己的想法進行驗證,通過網絡中的虛擬實驗環境,同樣能夠“身臨其境”的觀察實驗現象和獲得測試數據。4虛擬實驗室更新快捷,易于操作與維護。實驗操作和信號的分析、處理、存儲、分析和其它管理集中交由網絡和本地計算機來處理。由于充分利用計算機技術,完善了數據的傳輸、交換等性能,使得實驗系統變得更加靈活、簡單。

結束語

在傳統實驗、實訓已無法滿足人們對實踐技能需求的今天,尋找一條有效的途徑來彌補傳統實踐手段的不足,是擺在我們面前亟待解決的課題。而在計算機軟硬件迅猛發展的今天,虛擬實踐環境以其先進的理念和得天獨厚的優點,為實踐教學提供了全新的教學手段,并正在成為傳統實踐教學的重要補充。虛擬實驗是教師輔助理論教學的一種有效方法,也是提高學生實驗效率和質量的一種重要手段。但我們不能過分強調虛擬實驗的優點,更不能用虛擬實驗取代實物實驗。將虛擬實驗與實物實驗有機結合起來,實踐與理論并重,以培養應用型和創新型人才。

第11篇

一、明確電工基礎與電子電路課程是相互聯系、相互交叉,并不是毫不相干的

電工基礎與電子電路這兩門課雖說是作為兩門獨立的電子專業基礎課程開設的,但它們二者在某些知識運用上是互有關聯的。有的時候在處理電子電路課程中遇到的一些問題時,如果采用電工基礎課程中學到的相關知識,不但會起到事半功倍的效果,而且不易出錯。更重要的是,通過老師在課堂上巧妙地將兩門課的知識相結合、相運用在一起,學生會恍然大悟,體會到原來學到的知識并不是無用的、用不上的,而是會幫助他們能更快、更好地學習理解新知識,這在一定程度上激發了學生學習的興趣和動力。例如在講解電子電路課程中有關晶體二極管知識時,有種題型是求解含有晶體二極管的電路中的某段電壓值,若采用電工基礎課程中的基爾霍夫第二定律,即列KVL方程,則會提高解題的正確率。該題的解題思想為:先假設二極管V斷開,求該二極管兩端的電壓,根據二極管單向導電性原則(正向電壓導通,反向電壓截止,若兩端電壓大于零,則導通;若兩端電壓小于零則截止)判斷出二極管在該電路中的狀態后,再去求ABU。在這步過程中利用列KVL方程就會比較方便,不易出錯。(U=U−=15UV−12V=3V>0()二極管左右導通;KVL:150.70ABU−+=;則14.3ABU=V)由此可以看出,只要掌握該題思想,無論怎么變化,都不會有任何問題。再如,在講解電子電路課程中有關調諧放大器時,在解釋調諧選頻性能時,教師就可以結合電工基礎課程中有關諧振電路的知識,通過分析LC并聯諧振電路的電壓諧振曲線圖,說明調諧選頻原理,從而將這兩門課的相關知識很好地聯系起來。

二、采用循序漸進的啟發式教學手段,培養學生思考、動腦能力,提高積極性

所謂循序漸進是指按照一定的順序、要求或步驟逐步深入或提高。學習要有一定的過程,依照一定的難度由淺入深,由簡入繁,學生才會有一定的時間去適應知識,逐步吸收知識。為了提高課堂效率,筆者在講授新知識時,大多會采用此方法,而且效果較好。在電子電路這門課中,由于該課程涉及大量的復雜電路,分析起來也比較繁瑣,因此比較適合采用該方法:先根據要求分析最簡單的電路,而后在分析該電路的基礎上找出問題所在,啟發學生提出改進措施,最后修改電路、難化電路,在使電路逐步趨于完善的過程中,完成全部課程的講授。例如,電子電路課程中最重要、最典型的一個知識點——三極管組成的放大電路,最適用、最重要的應屬分壓式穩定靜態工作點偏置電路。但如果直接講述該電路,絕大多數學生會被復雜的電路圖給“嚇倒”,從而沒有信心去學,最終導致學習的積極性下降。因此,筆者會從最簡單的阻容耦合式共射基本放大器講起,分析該電路各元器件的作用及原理,而后針對該電路的不足和缺陷——靜態工作點不穩定,會影響輸出信號的失真,從而啟發學生提出改進措施(圖2)。在這個過程中,我們可以適當地引用行為引導學中的“大腦風暴”法,集思廣益,激發學生的思考、動腦活動,進而改進、完善電路,即采用分壓式穩定工作點偏置電路,具體分析該電路的原理。在電工基礎這門課中,如在學習基爾霍夫定律知識時,可以采用循序漸進的教學方法來完成。先分析最簡單、最熟悉的電路,運用以前學過的歐姆定律、分流公式及分壓公式就可以很快并無障礙地解出所求的各個量,然后逐漸改變該電路的結構,如變換電阻的連接方式、個數,雖然電路變復雜了,但仍可以用以前學過的知識解決,最后變換電源,增加電源的個數、變換電源之間的極性。這時,學生就會提出疑問:為什么用以前的知識解決不了呢?學生便很快對此感到好奇,急于想知道該如何解決,這在一定程度上激發了學生的興趣,也活躍了課堂的氣氛。通過老師前面有目的的引導和鋪墊,基爾霍夫定律就會較深刻地留在學生的腦海里,也容易被學生接受和掌握。

三、抓住學科特點,突出教學重點,用言簡意賅的概括性語句來教學

電子電路及電工基礎這兩門專業理論課,理解性較強、復雜性較大,學起來也有一定的難度。而對于技工院校的學生而言,由于學生本身基礎薄弱,因此,如果一字一句地詳細講解,他們會覺得厭煩,也會因為一大堆的分析弄得大腦“混亂”,反而達不到效果。針對這種現狀,筆者在教學過程中,盡量拋開不必要的細節,直接抓住核心內容,突出重點,用最簡潔、最易懂的語言把關鍵內容概括出來,讓學生能一目了然。例如在電子電路課程中,在講授正弦波振蕩器的自激振蕩條件時,要求振蕩器必須同時滿足相位平衡條件及振幅平衡條件,即2(0,1,2AFΨ+Ψ=nπn=…,AF=1,學生一看這兩個公式就不能理解具體意思。因此,筆者在講解該知識點時,直接突出兩點,即相位平衡條件就是要求振蕩器中必須引入正反饋;而振幅平衡條件就是要求振蕩器中的放大電路中的三極管工作在放大狀態,這樣學生就能較好地理解了。又如在電工基礎課程中,分析RLC串、并聯正弦交流電路會比較復雜,這時,只要把前面講過的關于純電阻、純電容及純電感正弦交流電路中的相關結論引用到RLC串、并聯正弦交流電路中,只要抓住相關的概括性結論就可以了,不必大費周章地進行分析討論。再如,在講述電磁感應定律時,只要抓住兩大點就可以了:一是法拉第電磁感應定律,確定感應電動勢的大?。欢抢愦味?,確定感應電動勢的方向。這樣,學生大腦就會比較清晰,容易記住。

四、通過實驗,鞏固知識點,鍛煉操作技能,培養學生發現、分析、解決問題的能力

電子電工課程中的電路部分內容較枯燥,學生不易理解。同時,我們也知道這是一門與實踐聯系較緊密的課程。而技工院校培養的目標主要是技術操作人才。因此,通過實驗,一方面能鍛煉學生的動手能力,提高知識的吸收度;另一方面可以培養學生在操作過程中形成一種自我思考、自我分析及自我解決的能力。電子電路及電工基礎這兩門課程中涉及大量的實驗電路,筆者在教學計劃中會安排相應的課時給學生實驗鍛煉機會。電子電路中的單管低頻小信號放大器是一個比較重要的內容。通過理論講解,學生雖然知道該電路的功能是輸入信號的電壓放大,也知道該電路的靜態工作點的設置是為了產生不失真放大作前提的,但是只單純講解,學生會覺得枯燥無味,也不能很好地掌握。通過自己搭接電路、調試儀器、觀察波形、計算數據,學生可以很直觀、很感性地從實驗數據中得出結論,從而掌握要點。最重要的是,在實驗過程中,學生會不斷地發現問題:為什么我搭的電路不出波形?為什么我的輸出波形會比輸入波形幅值大、相位相反?為什么我的波形會失真?從而根據出現的問題自己去分析:會不會是電路接錯了?會不會是某個元器件損壞了?會不會是示波器的設置出問題了?最后通過排查和老師的指點,自己解決了問題:原來是線路接錯了,原來是示波器沒調好,原來該電路是共射級放大器,輸出和輸入信號相位是反相的,原來是……這樣無形中鍛煉了學生的動手能力,鍛煉了學生的思維能力,同時也讓學生認識了相關的元器件、學會了使用相應的儀器設備。電工基礎課程中學習疊加原理時,為了使學生更好地理解和掌握該內容,筆者采用了先實驗后教學的方法。在做實驗前,給學生提出兩個問題:一是電源在電路中起什么作用?二是在復雜電路中,多個電源是起何作用的?啟發學生帶著問題去做實驗。結果兩節課下來,學生都較好地完成了學習任務。

五、改革實踐性教學,適當地運用行為引導型教學,培養學生的創新意識和創新能力

“行為引導型”教學是一種以能力為本的教學法。它強調的是一種新的教學指導思想,即以培養學生活動能力、方法能力、個人和社會交往能力為中心的教學方法。教學的結果是讓學生具備學習的能力,有利于提高學生的職業行為能力、培養學生相互合作的團隊精神、調動學生的學習積極性。在該教學過程中還可以培養學生一定的創新意識和創新能力,同時也有利于促進教師的業務水平的提高,從而真正體現了“以學生為主體”的教學理念。例如,在實驗教學過程中,一方面通過布置相關固定的實驗要求,讓學生自己去摸索;另一方面對實驗內容做一些修改,增加一些設計性的步驟。這樣,既充分調動了學生的積極性、主動性,也加強了學生自學能力、思維能力及創新能力的培養。以上幾點是筆者在這一年的教學實踐中獲得的感受。同樣,在教學過程中,好的教學方法還很多,如采用多媒體教學,圖文并茂,生動活潑,激發興趣,提高教學質量。不管怎樣,提高教學質量、重視學生能力的培養和綜合素質的提高,是當今社會賦予我們職業教育者的責任。如何更好地培養出新形勢下社會所需的,用人單位所歡迎的高素質、高技能人才,將是我們繼續研究、探索的課題。

作者:楊芳芳 單位:蘇州技師學院

第12篇

【關鍵詞】 Proteus 仿真軟件 電子電路設計

隨著社會科技的不斷發展,Proteus仿真軟件在電子電路設計中的應用也得到了一定的發展。Proteus仿真軟件是現代計算機應用技術發展中的重要成果之一,Proteus仿真軟件具有模擬電路仿真、數字電路仿真以及電路等部分組成的仿真系統,其自身帶有先進的虛擬器,其中包括示波器、邏輯分析儀以及信號發生器等等。為了更好的研究Proteus仿真軟件在電子電路設計中應用,需要在Proteus仿真軟件環境下,明確的分析各個階段的電路設計,包括各個部位的元件,為進行深入的設計做好準備。

1 關于Proteus仿真軟件的簡要分析

Proteus仿真軟件是LabeenterElectronics公司出品的一種集電路設計和仿真的工具軟件,其軟件自身系統包含ISIS、ARES軟件部分,這兩部分軟件在實際的電路設計中分擔著不同的職責。通常情況下,ARES軟件部分是用來輔助PCB的設計工作,而ISIS軟件部分則是在軟件環境下用來進行電路原理以及仿真的設計工作。從目前的研究結果分析,Proteus以其豐富的資源,自身系統中帶有的元器件庫就有幾十個,可以在正常的軟件工作環境中,提供至少27000左右個仿真元器件,以便其自身系統可以順利實現仿真電路以及其他電路的仿真設計。同時,其系統內的示波器、虛擬終端、仿真儀器等儀表資源,可以將電路設計中發生變化的信號,以圖形的方式輸出,這方面的突出功能,甚至強于示波器,再利用虛擬儀器的理想指標進行參照、研究,最終最大化的降低相關測量儀器對測量結果的誤差,提高了仿真研究的水平,也因此逐漸引起科研人員的關注。

2 Proteus仿真軟件進行仿真電路設計的相關分析

在實際的電子電路實驗中,Proteus仿真軟件進行仿真電路設計需要在Proteus編輯界面中,實現按照研究的思路,設計出完整的電子電路原理圖,再通過一系列的仿真測算與計算,經過不斷的修正程序發現的問題指數,力求在最短的時間內完成重要參數指標的設計與研究要求,最終敲定設計方案,利用程序的系統功能,輸出自動生成的圖像。不斷的實驗經驗表明,我們可以利用如下的設計與操作流程,確保順利完成Proteus仿真軟件進行仿真電路設計的相關工作,具體環節如圖1所示:

3 Proteus仿真軟件進行仿真電路設計與調試

通常情況下,我們會利用Proteus ISIS編輯窗口,再一次對電子電路的原理圖進行一次慎重的選擇與修改。在實際的Proteus仿真軟件設計的實驗中,實驗之前應選好信號源的放置位置與及虛擬儀器、測試點布置的情況。工作人員應及時的檢查測量儀表的輸入端是否與被測量點處于良好的連接狀態以及信號源的接地情況,包括示波器是否與地線處于連接的狀態。同時,明確測量結果是相對GND的波形,以便于后續的研究。在進行實驗的過程中,觀察實時工具中電壓、電流的探針變化,在仿真執行時,時刻觀察串聯電路中電流探針的指數,并及時的在相應的操作執行菜單,通過網絡的手段,選擇適當的電壓后,進行仿真的調試,進一步促進Proteus仿真軟件應用的水平。

4 Proteus仿真軟件應用的實用電路分析

在未來的實際工作中,我們應在發展 Proteus仿真軟件的同時,更加注重通過科學的手段研究 Proteus仿真軟件未來發展的趨勢,Proteus仿真軟件應用需要在傳感器電路、正弦、方波電路的實用電路中,進行不斷的實驗與研究,才能夠真正的落實到實際電子產品的生產環節中。因此,在進行Proteus仿真軟件應用的實用電路分析的相關環節中,我們應重點傳感器電路、正弦、方波電路的實用性以及適用性,以更好的滿足Proteus仿真軟件應用的具體流程。以便可以更好的開發其系統的強大功能,為更好的探究電子系統的發展打下堅實的基礎。

5 總結

綜上所述,現階段 Proteus仿真軟件的實際功能非常強大,在電子電路設計的工作環節中,為進一步研究電路的運行狀態以及相關電路參數的調整,我們應進一步研究 Proteus仿真軟件的操作規范,以其自身系統具備的功能,來完成對重要電路參數的調整。同時,可以有效的改善傳統電子電路實驗與檢測工作,能夠在有效的時間段里,高效的完成研究的目標,為進一步減少電子電路實驗成本、提高電子電路實驗的有效性以及不斷的縮短實驗周期等方面,都具有積極的現實意義。

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