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模擬電子技術基礎論文范文1
模擬電子技術是電子信息類各專業必修的專業基礎課,具有很強的理論性和實踐性[1].課程涉及半導體基礎、放大器、反饋、信號的產生及處理等多方面內容,要求學生有較扎實的電路分析基礎和物理基礎.作為專業基礎課,開課時間一般是在大二上學期,此時學生對專業尚迷茫,加之課程的強理論和工程實踐性,使課程教學推進困難.因此,在創新應用型人才培養的模式下,如何調動學生積極性,轉聽講為互動交流;如何直觀地傳授模電課程,為學生今后的專業發展打下基礎等,一直是教師探討的問題.本文針對課程教學存在的問題,從專業相關活動的舉辦到應用在課堂上進行教學改革,旨在提高學生的自主學習性.
1教學現狀分析
在實際教學中,學生反映模擬電子技術學習普遍存在幾個問題:(1)學生對電子類從業應具備的技能比較迷茫,不清楚模擬電子技術與后續相關課程的聯系;(2)課程理論性強,學生學習時相對被動,以聽為主,無法與教師討論,枯燥乏味時直接放棄;(3)由于電路基礎和物理基礎相對薄弱,所以學習半導體基礎如二極管、三極管時,過半學生對非線性器件的特性不能理解,造成后續章節如二極管的穩壓原理、三極管的放大原理等學習效果不佳,以致于進入惡性循環.究其原因:(1)學生對專業的從業方向不了解,不能把握應用的學習目的;(2)模擬電子技術課程較難,理論推導多,大部分教材較為深入;(3)模擬電路涉及到了非線性器件的應用,要在掌握器件特性的基礎上學習電路,對學生來說確實較難.為了讓學生對課程產生興趣,把握學習課程的目的,發揮主觀能動性[2],扭轉“我聽老師講”為“我跟老師切磋”的互動交流模式.一方面,學生得以學以致用,另一方面,督促教師改變“依書教書”的習慣,提高自己的專業水平.如此循環,形成良好的學風和教風,提高課程的整體教學水平.因此,對模擬電子技術課程教學進行了改革探索.
2教學改革思路
在分析模擬電子技術教學現狀的基礎上,提出發揮學生的主觀能動性,改變“你教我學”的局面,結合專業培養計劃和課程體系,鼓勵學生多參加活動,包括:(1)開展“精英講壇”,邀請企業界精英人士分享創新創業或者職業發展歷程,為學生帶來從業方向的指導,系統把握專業學習的目標;(2)與企業聯合形成實踐基地,組織學生到企業短期學習,認識專業的分工合作、部門設置和崗位職能等,系統上認知就業所需的職業技能;(3)組建校園小家電義務維修隊,將所學知識與日常結合,學習系統的模塊布局,認識二極管、三極管及放大器等的應用,切身感受電路就在生活中;(4)發揮學院科技協會的帶頭作用,定時舉辦科技節,宣傳參加競賽的重要性,并定期舉辦焊接、院級電子設計/挑戰杯等賽事,組建種子隊,備戰全國電子設計大賽.提出一條以應用為基本出發點,以科技競賽、實踐項目為引導,實現教學互動的良好局面的教改思路.
2.1應用是基本出發點
電子技術應用在海陸空無孔不入,小到生活中可見的手機家電,大到航天船舶,更深入的是物聯網智能時代[3].作為電子信息類的學生,不僅是既有領域的繼承者,更是未來領域的開拓者.模擬電子技術課程的學習,就是使學生獲取入門鑰匙.模擬電子技術課程內容給出的是基本單元電路的原理和參數處理過程,缺乏系統的功能應用[4-5].學以用為先,結合多年的工程經驗,以直流電源系統[6]為例(見圖1),系統地給學生展示電子技術的應用.該系統用來產生1.2~5V的直流電壓源,輸出電流為1A.系統涵蓋了模擬電子技術的大部分內容,包括差分放大電路(EA)、低通濾波(typII)、比較器(PWM)和互補輸出級(MP&MN)等.在講述相應的課程內容時,結合模塊電路在系統中的功能進行講解,并結合EDA工具[7](如Multisim等),仿真給出模塊的輸入輸出波形,使得模塊功能可觀可測.講述差分放大時,讓學生設計差分電路(見圖2a),涉及到了器件的對稱性和電流源的設計;當講述集成運放時,以低通濾波器(見圖2b)和比較器(見圖2c)為例,讓學生明白集成運放線性和非線性應用的區別;當講述功放時,引入互補輸出級(見圖2d),讓學生明白功放管的工作原理、極限參數的依據,順帶地復習了大功率管的相關參數及器件選擇;當講述反饋時,以系統的電源穩定輸出調節,讓學生直觀地明白反饋的自我調節原理;從整個系統的實現,學生可以了解到直流電源的產生和輸送原理.因此,從應用的角度,全局把握系統功能,分化模塊作用,直觀上明白所學基本單元的用處.
2.2科技競賽、實踐項目是引導
目前,各大高校都在探索如何實現創新創業應用型人才的培養[8-10].從完善模擬電子技術“理論課——實驗課——實訓課”的課程設置到開放創新創業實驗室,讓感興趣、想做事的學生能切實地將想法實現;從舉辦焊接大賽、院級電子設計大賽到組織學生參加省級或全國電子設計大賽,讓學生在有限的時間里完成項目制作,真切體會所學得以所用的成就感;和企業聯合建立實踐基地,為學生提供假期、畢業實習機會,從實戰項目中得到能力的提升,如器件識別、器件使用、測試方法和設計過程等,學會做事的基本流程,從項目管理上學會把握進度,責任落實到人.以2016年校電子設計大賽的賽題“簡易信號發生器的設計”為例,來說明學生如何在賽事引導下實現專業知識的應用.題目的要求是產生一個頻率、幅度可調的信號發生器,包括三角波、方波和正弦波.從開題到作品上交,為期3天,成果需包括實物和論文以及現場答辯,學生以3人一組,分工合作.題不難,但是時間短,需要學生平時對專業知識的把握以及如何應用有個較清晰的思路.結合專業知識以及平常所教,學生需對題目進行仔細分析之后,通過文獻查閱,方案比較,然后選購器材、焊板調試,并根據結果做出論文以及答辯PPT.其中獲獎學生的信號發生器方案見圖3.該方案涉及到了集成運放的應用及反饋原理,包括積分電路(方波到三角波的變換)、正反饋振蕩(方波的產生)以及帶通濾波(方波到正弦波的變換),融合了模電的基本知識.通過該方案的仿真和調試,以及論文和答辯的理論闡述,相信學生對模擬電子技術的相關應用可以更直觀、更身有體會.學生疲于學習,很多時候源于沒有成就感.從應用出發,加之科技競賽、實踐項目的引導,學生能夠獲得階段性的成就感,樹立專業學習的信心,從而有了和教師討論和溝通的驅動力.學生向教師求知,而非教師在灌輸,這樣的良好互動局面,是學生熱情學習的環境.
3結語
結合多年的工程經驗,將應用帶入教學中,同時將從業方向信息與學生分享,并鼓勵學生在課程設計時,不用局限于題目,只要有新想法,都可以拿來實現.每次的實現都是一次鍛煉的機會,厚積薄發,就可以在以后的競賽中更有實現作品的能力.該教學方法在學生的反應中收效很好,真切體現出學生是為了探索和解惑而學習,而非為了應付學分,充分發揮了學生的主觀能動性,提高了學生學習的自主性.
參考文獻:
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模擬電子技術基礎論文范文2
1高職電子產品組裝與調試實訓項目現狀
據調研,目前國內大部分高職院校所開設的電子產品組裝與調試實訓內容包括:收音機組裝與焊接、數字電子鐘的裝配、直流穩壓電源及聲光控延時開關等,這些項目涉及電子技術基礎課程內容比較單一,僅包括模擬電子或數字電子,且電路比較簡單,已經不太適用本課程的實訓。我校開設的電子產品組裝與調試實訓內容以收音機組裝與焊接為主,該實訓內容雖然成熟,且在我校使用多年。然而,收音機套件元件以模擬電子元件為主,不包含數字電子元件,越來越集成化,以致所使用的電子元器件越來越少,已不適用于我校現在的電子產品組裝與調試實訓教學。因此,本論文致力于尋找新的實訓內容,包括模擬電子和數字電子電路的所有知識點,以便提高學生電子技術基礎的綜合水平。
2電子技術基礎課程包括的知識點匯總
2.1模擬電子技術部分
分立元件:二極管、三極管(晶體管)、場效應管、晶閘管等。集成元件:集成運算放大器、晶振、三端集成穩壓管等。常用電路:三極管放大電路、集成運算放大電路、負反饋放大電路、振蕩電路、直流穩壓電源等。
2.2數字電子技術部分
集成元件:各種集成芯片(與門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、同或門、異或門、加法器、編碼器、譯碼器、數值比較器、數據選擇器、RS觸發器、D觸發器、JK觸發器、T觸發器、計數器、寄存器等)。常用電路:組合邏輯電路(無記憶功能)和時序邏輯電路(有記憶功能)。
3電子產品組裝與調試實訓項目的改革
根據以上電子技術基礎課程所包括的知識點,查找到比較更切合實訓要求的實訓內容即數字溫度計[1]。數字溫度計主要由溫度檢測電路、信號放大電路、V/F變換電路、頻率測量電路、超溫告警電路和電源電路所組成。框圖中各部分電路簡介:溫度檢測電路:溫度檢測電路主要由并聯式穩壓器、電橋和差分放大器組成。信號放大電路:同相比例運算放大器,主要有2個作用,其一是用于將上一級的信號進行同相放大,其二是調整因元件參數偏差引起的測量誤差。V/F變換電路:電壓頻率轉換電路。計數譯碼顯示電路:設有鎖存器、七段顯示譯碼器和輸出驅動電路,顯示選用3只七段LED數碼管。門控電路:采用V/F轉換器進行A/D轉換,就應該對V/F轉換器輸出的頻率在固定時間內進行計數,當門控信號為高電平時,計數器允許計數,當門控電路變化為低電平時,計數器禁止計數。以上電路中包括了電子技術基礎中大部分的常用分立元件、集成芯片及電路,學生可以通過對元件的檢測進一步熟悉各種分立元件,在整個電子線路的分析中,學生通過分模塊進行分析,掌握分析電路的方法和產品的調試。因此,數字溫度計符合本實訓項目內容改革需要。
4結語
模擬電子技術基礎論文范文3
關鍵詞:模擬電子技術,多媒體課件,EDA,教學網站
《電子技術》是我院機電與電子專業的一門重要的專業基礎必修課,也是較能整合新科學、新技術、新知識的一門重要的技術性綜合課程, 是與實踐聯系緊密, 培養創新能力和實施創新教育的重要課程。在課程教學中發現, 學員往往陷入繁雜而較抽象的理論中不能自拔, 在課程學習的理解上存在較大的偏差, 即不知道學什么, 怎么學, 如何做到理論應用于實踐,更談不上理論與實踐的有機結合。隨著電子時代的快速發展, 以多媒體計算機輔助教學、EDA 技術為主的現代教學方法應運而生, 正如火如荼地應用于教育教學之中,《電子技術》的教學也不例外。這些教學形式的應用是對傳統教學的挑戰, 也是對傳統教學的革新, 更是對傳統教學的繼承和發展。
1 多媒體課件在教學中的應用多媒體課件是計算機輔助教學應用最廣泛的形式之一。教學中遇到學員難以理解的概念、規律等重點知識或不便攻克的難點,利用多媒體技術的優勢,通過圖形、動畫、視頻、文本、聲音等方式加以表現。教師邊演示邊講解,將抽象問題形象化,復雜問題簡單化,既縮短了教學時間,又使得教學過程生動有趣、易于理解,這是傳統的教學方法所無法比擬的。論文參考。論文參考。例如講PN 結的形成過程和三極管電流分配和放大規律時, 都用到載流子的定向移動, 學員對載流子沒有感性認識。若利用動畫課件, 自由電子用黑色, 空穴用紅色, 像小蝌蚪游動, 相遇時消失表示復合運動等, 這樣既能把枯燥無味、難以理解的規律形象化, 也培養了學員的學習興趣, 提高了課堂教學效果。再如放大電路的圖解分析,一直是學員學習中的難點,教員費很大勁講解,學員還是感覺抽象,難以理解。通過動畫方式加以表現,使學員對放大電路中工作點的變化及輸入對輸出的控制過程都有了清楚的認識,花費較少的時間即可將此難點問題學懂。
2 EDA技術在教學中的應用近年來,隨著計算機技術的發展,電子設計自動化( EDA) 技術越來越成為電子業的重要開發工具,使得電子線路的設計、開發、制造過程更快更好。論文參考。EWB是90年代初推出的專用于電子線路仿真的虛擬“電子工作臺”。 它可以對模擬、數字和混合電路進行電路的性能仿真和分析。它采用圖形界面,創建電路、選用元器件和測試儀器均可直接從屏幕圖形中選取,且測試儀器的圖形與實物外型基本相似,與其它電路仿真軟件相比較,具有界面直觀,操作方便等優點。利用EWB作為電子技術課程的輔助教學手段,不僅解決了場地、設備、經費等因素的限制,避免了因誤操作而對儀器造成的損壞,而且對于某些實驗中不易觀察到的現象,也可以仿真得出。另外,通過仿真,還能加深學員對課程內容的理解,幫助他們掌握常用儀器的使用方法和測量方法,提高學習興趣,培養分析問題、解決問題的能力。
實例 工作點穩定問題
在講解工作點穩定問題時,我們只能通過原理分析溫度變化對工作點產生的影響,要從實驗中觀察此現象,就比較困難了。而在EWB中,則非常容易辦到。方法如下:
(1)輸入固定偏置電路,調節RB的參數,使Ic=1mA。方法為:
在Analysis欄中選擇Parameter Sweep(參數掃描)選項,輸入各參數如下:
元件:R1起始值:100KΩ終止值:2000KΩ
掃描類型:線性步長:10KΩ輸出節點:3
并選擇對 DC Operating Point 進行掃描 。
按下Simulate按鈕,得到集電極電壓與基極電阻之間的關系曲線。見圖1。分析可知,Ic=1mA時,Vc=9V。選取Toggle Cursors 按鈕,彈出電壓窗口,用鼠標拖動曲線上的豎條光標,并調整光標位置使Y1=9V,則對應的X1值就是Ic=1mA時的RB值,RB=1.14×103 KΩ。
模擬電子技術基礎論文范文4
內蒙古民族大學2011版人才培養計劃由通識教育平臺、學科教育平臺、專業教育平臺和實踐教學平臺四部分構成.其中學科教育平臺和專業教育平臺的構建是我們工作的重點.學科教育平臺由學科通選課程和學科核心課程組成,專業教育平臺由專業主干課程和專業方向課程組成.這兩個平臺設置的目的是要在打好學生的專業基礎和提升專業能力的同時培養學生的學識素養和拓展學生的學術視野.如何在符合教育部高等學校本科專業目錄的規范要求范圍內,立足實際,在課程設置和學時分配上體現“厚基礎,寬口徑”是我們思考的一個重要問題.為此,我們在總結自身經驗和兄弟院校成果基礎上,按照課程設置和學時分配“精煉嚴謹、優質創新和突出專業特色”的原則,對整個專業課程進行了重新分類、調整和優化.除必備的有關數學知識、物理知識之外,必修的核心課程和主干課程設置了電路分析基礎、模擬和數字電子技術、高頻電子線路、信號與系統、通信原理、C語言等課程,最少開課學時也在64學時,目的是體現厚基礎,打好學生專業基礎理論知識基礎,為后續學習提供保障.專業方向課程在培養方案中屬于限選課程,要體現寬口徑和人性化的教育理念,既要拓寬學生的專業知識面,同時也要考慮學生的個人興趣愛好.因此,在這一類課程中,按電子技術、信號處理、通信技術、計算機技術、自動控制五個方面共設置了26門課程,總計40.5學分,大約按1:2的學分設置,學生選夠18學分即可.因此,學生選課空間相對較大.在專業任選課中,本著進一步拓展和補充學生知識面的原則,共設置了數字圖像處理、多媒體技術、激光原理等17門課程,總計1分,也按大約按1∶2的學分設置,學生選夠8學分即可.在培養方案的課程體系中,總體上按照電子技術類如模擬、數字、高頻技術等;信號處理類如電路分析、信號與系統、數字信號處理等;通信技術類如通信原理、移動通信原理、程控交換原理等;計算機類如C語言,匯編語言、微機原理等;自動控制類如自動控制原理、單片機原理,嵌入式原理等五個體系設置,課程之間既相對獨立又密切聯系,構成了較為完整的專業課程體系,體現了寬口徑的培養理念.學科教育平臺和專業教育平臺學分在整個方案中占到了53%共94學分,這為打好學生專業理論基礎、拓展專業知識面和提升專業能力提供了保障.
2實踐教學環節的設置
要提高人才培養質量,增強畢業生的適應能力,實踐教學平臺的建立和優化是當前高等教育教學改革的重點和難點,也是影響當前高校人才培養質量的最突出的環節.考慮到民族院校以及學生的具體情況,我們采用了在實驗和實踐課程體系的構建上,建立“分層”、“遞進”的循序漸進式的實踐教學體系,以課程實驗和學年論文為基礎,到課程設計、專業綜合實踐、專業社會調查、專業見習、畢業實習、畢業論文,逐步提高學習難度,提高要求,達到逐步提高學生動手能力、應用能力和創新能力的目的.在培養方案中,實踐教學平臺按照電子信息類專業人才基礎能力培養:這其中包括電子元器件的識別和特性、電路原理和特性、電子常用儀器的使用方法、測量技術、手工焊接技術、SMT技術、PCB制作技術的掌握等,通過課程實驗、金工實習、電子工藝實習等課程達到訓練提高的目的;科技論文與技術報告等的寫作能力培養通過學年論文、電子線路課程設計報告、電子綜合設計報告、專業見習報告和專業社會調查報告完成;電路設計與技術開發能力培養通過課程實驗、電子線路課程設計、電子綜合設計、畢業設計等實踐環節遞進式完成;專業前沿領域信息與企業需求了解等方面內容通過專業社會調查實踐和專業見習完成,設置這一環節的考慮是:一方面讓學生畢業前主動走向社會,與用人單位進行接觸,了解他們將來的工作環境和內容,了解他們畢業當年的用人狀況和信息,去接觸他們在學校和書本上沒有接觸到的知識,了解行業動態開闊眼界.另外,這一實踐環節設置在第八學期開學初,也正是用人單位招聘人員的時間,學生也可利用這一時間找到自己的一份工作.在培養方案中,實踐教學平臺部分學分在整個方案中占到了34%共60學分,與原培養方案相比,較大幅度提高了實踐教學課時在總學時中的比例,增加了實踐教學內容,為培養素質高、能力強的電子專業工程技術人才提供了良好保證.
3對相關問題的幾點思考
2011新版人才培養方案的制定已經結束,從2011級開始運行,從目前情況來看運行良好.但是,如何在培養目標上達到預期目的,還有許多問題存在于方案之外,需要我們去處理好.(1)為實現培養方案而應具備的教學軟、硬件條件也要同步進行建設,如師資隊伍、實驗、實習基地、課程建設、教學經費以及與之相配套的教學大綱和規章制度等等;(2)雖然在培養方案中設置了較為合理、科學的實踐性教學環節,但是因電子信息類學科的實踐性教學需要較高的軟硬件條件,在目前學校教學經費并不寬裕,設備條件有待進一步改善而且每年招生數量相對較多的情況下,如何讓每一個學生有足夠多的機會親自動手參與其中,成了我們要解決的問題;(3)在強調重視基礎教學、提高實踐能力的背景下,如何讓學生涉及一定深度的專業知識,提高創新能力,比如兄弟院校以賽課結合帶動實踐教學〔8〕,以工作過程導向帶動實踐教學,以項目帶動實踐教學等等,是我們需要進一步探討和努力的問題和方向;(4)用有限的教學經費,能否很好地完成實踐類環節教學內容,達到預期目的,如何與企業、行業保持密切聯系,特 別是聘請企業、行業專家走進校園,參與培養計劃的實施,是處在電子技術行業并不多的地區民族院校需要解決的問題.
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模擬電子技術基礎論文范文5
課程內容體系的更新
“模擬電子技術基礎”課程需要在有限的學時內(理論教學64學時,實驗20學時)使學生獲得電子技術方面的基本理論、基本知識和基本技能。新修訂的課程內容體系更加注重理論教學與實踐教學的銜接,在保證經典理論的基礎上重點講授集成運放組成的各種信號運算、信號處理和信號產生電路,并延伸到模擬集成電路和模數混合系統等內容,培養學生系統級的分析與設計能力。理論教學應簡化器件內部機理的介紹,弱化缺乏工程背景的解題技巧及公式記憶,強化器件的組合應用與接口擴展機制,加強主流新技術的探討;實踐教學應重點引入研究型和設計型實踐教學環節,為此出版了課程配套的“十一五”規劃實驗教材《電子技術實驗與模擬電子技術課程設計》。目前,多媒體教學和電子設計自動化(EDA)的發展使得教學輔助軟件能夠融入課堂,為學生豐富的探索和實踐提供了現代化手段。適用于該課程的研究型教學輔助軟件包括EDA仿真軟件Multisim、Proteus和工程計算軟件Matlab、MathCAD。[4]在此基礎上,筆者將EDA仿真作為理論課的工具及學生進行硬件實驗的前提,建立了“理論•仿真•硬件”相互融合的教學模式,以保證研究型教學落到實處。
教學方法與教學手段的改進
隨著信息技術的發展,世界各國高校都在大力開展網絡化教學應用,然而海量的數字化資源會使學生感到無所適從。為此,筆者通過網絡輔助教學平臺給學生提供少而精的數字化資源,與課堂教學相輔相成。除了教學大綱、教學日歷和教學課件,網絡輔助教學平臺提供的數字化教學資源還包括教學輔助軟件、往屆試卷及答案詳解、國家級電子技術精品課程和國際一流大學電子技術課程的網址,方便學生進行自主學習。網絡輔助教學平臺還提供與課程相關的在線輔導答疑,并通過微博、QQ群、飛信群等網絡互動方式開展憶阻器、在系統可編程模擬器件、新型傳感器等前沿技術的專題討論,并讓學生通過網絡調查模擬電子技術的相關專利與應用,撰寫調研報告,促進學生開展研究性學習。EDA技術是電子設計領域的一場革命,改變了以變量估算和硬件實驗為基礎的電路設計方法。在理論教學中引入重點內容的EDA仿真演示,有利于快捷地將理論性和應用性融于一體,實現理論教學的拓展,并為實踐教學打下基礎。由于學時與場所限制,教師需要在備課時充分考慮課堂投影演示與本機顯示的不同,精心設計演示范例與互動環節,引導學生思考,由學生得出結論,并事先做好演示范例的中間版本以便重點演示關鍵步驟。
例如,筆者在課堂上利用EDA仿真軟件邊演示邊講解電路引入負反饋前后各種參數、輸入輸出信號波形、頻率響應特性的異同,學生通過直觀的比較加深了對負反饋作用的理解。此外,筆者在布置書面作業時還鼓勵學生對作業中的疑難問題進行仿真,并在作業本上寫出心得體會。現行的理論教學往往只講器件和基礎電路,很少涉及如何由各種元器件通過某種聯結組成一個實用系統。筆者在緒論課中就結合實際闡明電路系統的組成及各部分的作用,并給出簡圖;之后課程中每一個新內容都會回到系統簡圖上來,逐漸深化、細化,并引導學生尋找反例,這樣不但使學生建立了系統的概念,而且能夠舉一反三。在EDA的輔助下,學生對各種電路無須精確的理論計算,但要掌握近似估算的方法,弄清楚電路系統的設計思路及其局限性、性能指標的折衷考慮。要注意各章節之間的相互配合和銜接,堅持培養學生“系統化模擬電路”的定性思維,強化以集成運放為基礎的知識體系,使學生建立系統觀念、工程觀念,學會定性分析與辯證的思維方法。
多層次的實踐教學
研究型教學是理論和實踐有機結合的一種教學方式。然而由于學時、實驗條件的限制,課內實驗的教學效果難以達到預期目標,利用EDA軟件開展虛擬實驗能夠彌補當前課內實驗的不足。目前EDA軟件的種類很多,其中Multisim軟件提供了多種常用的虛擬電子儀器與元器件,特別適合于模擬電路系統的虛擬實驗。[5]學生可以通過這些儀器觀察電路的運行狀態,查看電路的仿真結果,許多設置、使用和讀數與實際的測量儀器類似。因此,課內實驗是首先在EDA實驗室安排了一節課的Multisim認識實習,隨后按教學日歷分為基礎實驗、綜合實驗、課程設計三個階段。各階段都增加了相應的仿真設計內容。在課內實驗之前,筆者要求學生預習實驗內容并進行Multisim仿真及課外研究,再進入實驗室通過儀器設備進行實際的硬件操作。虛擬實驗和硬件實驗不可重此輕彼,而應軟硬結合。筆者通過實驗課件的演示減少講解時間,讓學生有更多的時間用于實際操作與硬件調試。這種“理論•仿真•硬件”相互融合的教學模式將仿真考核和課外研究作為實驗成績的重要部分,增強了學生對理論知識的理解與掌握,提高了學生的仿真能力、設計能力和系統調試能力。
研究型教學需要一種類似科學研究的氛圍以及一對一的師生互動。綜合實驗和課程設計能夠較好地彌補理論教學大班授課的不足。有限的學時在一定程度上制約了實踐教學的深入開展,為此筆者壓縮了前期驗證型基礎實驗的次數,在實驗課程的后期安排了三次融合整學期知識點的綜合實驗,幫助學生強化“系統化模擬電路”的定性思維。期末的課程設計則由指導教師布置若干難度適中的研究課題,要求學生從查閱資料開始自主進行電路設計,對設計的電路進行仿真分析,經教師審查后方可選購器件,安裝調試電路,測量各種參數,進行實驗分析,提出改進意見,并根據規范格式書寫課程設計報告,完成一次較完整的工程研究訓練。鼓勵學生進一步拓展課程設計內容并發表科技小論文,在課程設計中表現突出的學生將被選拔參加各種課外科技活動和競賽。
模擬電子技術基礎論文范文6
關鍵詞:EDA技術,項目化教學方法,課程改革
EDA技術是以數字電子技術課程知識為基礎,具有較強實踐性、工程性的專業課程。將數字電路設計從簡單元器件單元電路設計,EWB軟件仿真提到了更高一級的可編程操作平臺上,進一步鞏固和提高學生電子電路綜合設計能力。但是,傳統的教學模式是將兩門課程分開,先上數字電路,后上EDA技術,分兩學期授課。這樣的教學模式存在弊端,減弱了課程之間的聯系,降低了學生對數字電路理論的認識程度。通過對EDA技術課程的教學改革,以實訓的方式采用項目教學法,使學生在較短的時間內掌握EDA技術基礎及其實驗系統,從數字系統的單元電路,如譯碼器、計數器等入手,加深對數字電路基礎理論的認識,逐漸完成數字系統設計。
1. EDA技術及其在教學中的應用
1.1 EDA技術
EDA技術即電子設計自動化(Electronic DesignAutomation)是以計算機為工作平臺,融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果而形成的一門新技術畢業論文格式,是一種能夠設計和仿真電子電路或系統的軟件工具。采用”自頂向下”的層次化設計,對整個系統進行方案設計和功能劃分,系統的關鍵電路用一片或幾片專用集成電路(ASIC)實現,然后采用硬件描述語言(HDL)完成系統行為級設計,最后通過綜合器和適配器生成最終的目標器件。圖1為一個典型的EDA設計流程。
圖1 EDA設計流程圖
1.2 EDA技術在教學中的應用
在教學過程中,EDA技術利用計算機系統強大的數據處理能力,以及配有輸入輸出器件(開關、按鍵、數碼管、發光二極管等)、標準并口、RS232串口、DAC和ADC電路、多功能擴展接口的基于SRAM的FPGA器件EDA硬件開發平臺,使得在電子設計的各個階段、各個層次可以進行模擬驗證,保證設計過程的正確性。從而使數字系統設計起來更加容易,讓學生從傳統的電路離散元件的安裝、焊接、調試工作中解放出來,將精力集中在電路的設計上。同時,采用EDA技術實現數字電路設計,不但提高了系統的穩定性,也增強了系統的靈活性,方便學生對電路進行修改、升級,讓實驗不在單調的局限于幾個固定的內容,使教學更上一個臺階,學生的開發創新能力進一步得到提高。
2.課程教學改革實施
2.1課程改革思路
課程改革本著體現鞏固數字電路基礎,掌握現代電子設計自動化技術的原則來處理和安排EDA技術教學內容。打破傳統的從EDA技術概述、VHDL語言特點、VHDL語句等入手的按部就班的教學方法,以設計應用為基本要求,開發基于工作過程的項目化課程,以工作任務為中心組織課程內容,讓學生在完成具體項目的過程中來構建相關理論知識。將EDA技術分為四個方面的內容,即:可編程邏輯器件、硬件描述語言、軟件開發工具、實驗開發系統,其中,可編程邏輯器件是利用EDA技術進行電子系統設計的載體,硬件描述語言是利用EDA技術進行電子系統設計的主要表達手段,軟件開發工具是利用EDA技術進行電子系統設計的智能化的自動設計工具,實驗開發系統則是利用EDA技術進行電子系統設計的下載工具及硬件驗證工具。采用項目化教學方法,以實訓的方式展開,讓學生在“學中做,做中學”。
2.2課程改革措施
以電子線路設計為基點,從實例的介紹中引出VHDL語句語法內容。在典型示例的說明中,自然地給出完整的VHDL描述,同時給出其綜合后的表現該電路系統功能的時序波形圖及硬件仿真效果。通過一些簡單、直觀、典型的實例畢業論文格式,將VHDL中最核心、最基本的內容解釋清楚,使學生在很短的時間內就能有效地掌握VHDL的主干內容,并付諸設計實踐。這種教學方法突破傳統的VHDL語言教學模式和流程,將語言與EDA工程技術有機結合,以實現良好的教學效果,同時大大縮短了授課時數。表1為課程具體內容及實訓學時分配。
能力
目標
學習情境
項目載體
課時
QuartusⅡ開發工具使用能力
QuartusⅡ開發環境、實驗系統
二選一音頻發生器設計
6
VHDL語言編程能力
VHDL語言基本結構
計數器電路設計
6
VHDL語言并行語句
8位加法器設計
8
VHDL語言順序語句
7段數碼顯示譯碼器設計
8
VHDL語言綜合運用
數控分頻器的設計
8
層次化調用方法
4位加減法器的設計
4
綜合開發調試能力
8位16進制頻率計設計;
十字路通燈設計;
數字鐘設計;
波形信號發生器設計,等。
(任選一題)
20
總計