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仿真電路設計報告范文1

關鍵詞：電子設計自動化技術 數字電子技術試驗 應用

隨著時代與科技的不斷發展，新形勢下各大高校數字電子技術實驗教學也隨之發生改變，數字電子技術屬于一門實用性強的綜合型學科，只有學好數字電子技術才能為接下來電子信息后續課程打好基礎。電子設計自動化設計是計算機結合集成電路下衍生的產物，現今可編程邏輯器應用范圍越來越廣，運用計算機編程技術可對電子設計產品進行更大程度上的優化和控制，可編程邏輯器為電子電路實驗提供了新的設計方法，提高了設計電子產品硬件的便捷性，使原有的系統設計方式、核心技術得到轉變，促進了電子設計自動化的發展，使其具備更加廣闊的前景。

一、EDA技術在數字電子技術實驗教學的優勢

現階段大部分高等院校數字電子技術實驗通過使用多種實驗箱，讓學生自行連接電路，運用儀器對連接的電路做出檢驗，對其驗證結果進行總結和分析。此種集成芯片設計電路連接的過程中存在較多的問題，例如電路復雜、芯片短缺、查找故障難度高、儀器及其附屬設施易破壞、缺乏實驗設備等，致使連接電路難度較高，學生對數字電子技術實驗興趣不高，實驗效果不夠理想。隨著時代的發展，傳統的數字電子技術實驗教學也應作出與時俱進的改變，為了加大學生的學習興趣，提高連接電路的成功率，在以往的數字電子技術實驗中引進電子設計自動化技術，改變原有電路設計方法，使EDA技術下的電路設計變得更加可靠而有效。以往的數字電路設計方法只能設計出完整電路的一部分，在實際連接數字電路時會因為零件不足、性能與電路設計性能不相符等問題，致使需要重復實驗，再次設計完整的數字電路并操作、驗證等，此種方法過于費時，對學生而言學習興趣不高。使EDA技術下的電路設計方法是分階段進行，首先將整體的電路劃分為多個模塊，然后再設計各模塊，此種方法適用性強、干擾性小，從而能夠進一步保證電路連接的準確性、可靠性，EDA技術有利于推動電子產品的發展。

二、EDA技術設計的步驟

EDA技術設計數字電路首先要對系統進行全面的分析，將完整的系統分為多個獨立存在的模塊，然后逐一設計各個模塊，對應不同模塊采用不同的輸入方式，在系統中就可對設計模塊進行仿真模擬，驗證其電路連接的正確性，待驗證合格后，將設計電路圖下載至存儲介質。

綜合是指運用電子設計自動化系統中的綜合器將VHDL軟件設計與硬件聯系在一起，形成可行的硬件電路。綜合器具備源文件整合功能，可保證綜合硬件的可操作性，電子設計自動化具有邏輯綜合功能，并能對設計出的數字電路進行優化，可將邏輯級電路圖轉變為門級電路，自動生成分析文件、網表文件及其附屬報告。

綜合完成之后還需運用相關適配器將網表文件對目標元件作邏輯映射，此種操作方式叫做布線布局，也叫做適配，這個過程涉及到邏輯分割、布局布線、底層器件配置、邏輯優化等內容的實施，當適配通過后系統就會自動生成時序仿真網表文件、時序仿真下載文件，大部分文件格式為JEDEC、Jam，適配對象與相關元件結構細節形成直接的對應關系。

再通過電子設計自動化系統對適配生成結果測試完成后，才能作編程下載處理，這個過程就叫做仿真。在EDA設計中最關鍵的步驟就是仿真，仿真是整個數字電路設計的重要階段，運用電子設計自動化系統進行時序仿真、功能門級仿真，可從兩種級別分別作仿真測試。時序仿真是指對適配通過之后生成的網表文件作仿真處理，模擬各級元件在實際運作的過程中，其元件性能的仿真實驗，考慮到元件、硬件性能的特點，獲得仿真結果精度較高，由系統生成的時序仿真網表文件中對數字電路各元件的延遲做出了具體說明。功能仿真主要是對設計中的邏輯功能進行仿真，分析和觀測仿真結果與原有的數字電路設計功能要求是否相符，功能仿真對任意一項具體元件硬件性能、延遲等均不介紹。

經仿真驗證數字電路成功后，將適配通過的下載文件、配置文件下載至存儲介質，將以設計成功的文件下載至FPGA 、CPLD工具當中，便于對設計硬件進行調整及驗證，再將其輸入系統中作統一測試，驗證設計電路在實際應用中潛在的問題，減少使用電路的差錯性，不斷改進問題電路，優化設計。

三、在數字電子技術實驗中的應用實例

將EDA設計技術應用在數字電子技術實驗教學中，以設計計數譯碼電路為例，通過混合輸入的設計方式，具體說明自動化電子設計在數字電子技術實驗中的應用。首先按照原理圖設計模6計數器，其編碼方式為BCD碼，采用通用型集成芯片將模6計數器的編碼方式轉變為8421BCD碼，使其成為可作十進制處理的計數工具，運用計數工具中的異步清零端，將十進制改變為六進制計數工具，具體設計電路及其仿真波形如下圖1，這種方式是構建數字電路實驗設計的基本設想。

在系統中運用VHDL方法來設計驅動共陰極數碼管七段并將其顯示出來，生成完整的、不可逆的譯碼電路，具體方法如下，采用VHDL語言描述出譯碼器，將d3、d2、d1、d0看作是顯示譯碼器的輸入口，其中X為顯示譯碼器的輸出口，假設輸出口X是矢量形式，可有七個不同的數量關系值，這七個數量關系值即表示為七個不同的輸出設備數碼管的段碼。當d3、d2、d1、d0分別對應不同的8421BCD碼，譯碼器就會自動生成與連接外端的輸出數碼及其不同的對應段碼，最終統一由驅動數碼管將其反映出來，按照原理圖輸入方法設計的六進制計數工具、VHDL語言輸入方法共同設計的七段顯示譯碼器成功之后，就可利用數字電路生成系統，生成頂層功能模塊，運用相應的原理圖文件、VHDL語言文件對其作出調整和使用，計數譯碼電路層次原理圖見下圖2。

結束語

綜上所述，自動化電子設計有利于提高數字電子技術的實驗效果，此種方法設計電路靈活性較高、干擾性小，不存在硬件、儀器等相關設施的影響。將整體的電路設計劃分為多個模塊并進行設計，此種方式適用性較強，即使在面對復雜的數字電路設計的情況下，也能將其變得簡單。

參考文獻：

[1]王彩鳳，胡波，李衛兵.EDA技術在數字電子技術實驗中的應用[J].實驗科學與技術，2011（1）

仿真電路設計報告范文2

【關鍵詞】MultiSIM；電子線路；教學；應用

一、前言

傳統電子線路的實驗教學是使用電子線路的分析方法，在最簡易的電路圖上，根據需要的指標設計電路、選擇元件參數并進行手工估算。然后才開始搭建電路，使用選好的儀器或儀表進行測試，驗證是否滿足指標要求。但是設計出具有高實用價值的電子電路需要考慮的因素和問題很多，在眾多類型中選用合適的器件的確不容易，特別是對于職業院校學生，設計之初往往經驗不足。而且，大規模集成電路的功能較多，內部電路復雜，僅憑資料是很難掌握它們的各種用法。這就需要一個可以模擬現實的仿真軟件。

Multisim是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的以Windows為基礎的仿真軟件，借助虛擬現實技術，使設計者能“如實”地選擇、更換元件，能“如實”地操作各種儀器、設備，進行“現場”實驗，能快速地模擬、分析、驗證所設計電路的性能。往往用于板級的模擬/數字電路板的設計工作。包括電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。

使用Multisim仿真軟件，與傳統實驗方法相比，這種虛擬技術既省時又經濟，而且還可避免實驗中發生的各種損壞和事故，在教學中更能節省時間和精力，有著廣泛的應用前景。

二、MultiSIM軟件的介紹

Interactive Image Technologies公司曾推出了一個專門用于電子電路仿真和設計的EDA工具軟件EWB（Electronics Workbench）。由于EWB具有許多突出的優點，引起了電子電路設計工作者的關注，迅速得到了推廣使用。但是隨著電子技術的飛速發展，EWB5x版本的仿真設計功能已遠遠不能滿足復雜電子電路的仿真設計要求。被美國NI公司收購后，更名為NI Multisim，并將用于電路級仿真設計的模塊升級為Multisim，于2001年推出了Multisim 2001。Multisim 2001繼承了EWB界面形象直觀、操作方便、仿真分析功能強大、分析儀器齊全、易學易用等諸多優點，并在功能和操作上進行了較大改進。而V10.0（即NI，National Instruments）是其推出的Multisim新版本。目前美國NI公司的EWB的包含有電路仿真設計的模塊Multisim、PCB設計軟件Ultiboard、布線引擎Ultiroute及通信電路分析與設計模塊Commsim4個部分，能完成從電路的仿真設計到電路版圖生成的全過程。Multisim、Ultiboard、Ultiroute及Commsim4個部分相互獨立，可以分別使用。

三、MultiSIM的功能和特點

MultiSIM是一種功能非常強大的電路仿真軟件，作為虛擬的電子工作平臺，提供了較為詳細的電路分析手段，可以對電路的靜態工作點的分析、動態分析、暫態分析、傅里葉分析、噪聲分析、失真度分析、直流掃描分析、傳輸函數分析、用戶自定義分析和靈敏度分析等等，既可以對模擬、數字、模擬/數字混合電路、射頻電路進行仿真，又能對部分微機接口電路進行仿真，克服了實驗室條件下對傳統電子設計工作的限制。幫助設計人員分析電路的各種性能，從而為設計人員提供了一個良好的集成化的虛擬設計實驗環境。比如其交流頻率分析類似于利用掃描儀對電路進行仿真，可以準確地得出電路的幅頻特性和相頻特性，分析結果能在分析表窗口中表現為直觀的幅頻特性和相頻特性曲線，以觀察電路的增益或相移。參數掃描分析則可用于需要讀某個元器件數值進行調節時的電路仿真，它可以讓電路中的某個元器件的參數在設置的數值段內連續變化，然后將電路的靜態工作點、頻率特性和瞬態特性等隨此參數的變化以圖形的方式顯示出來。

具體特點總結如下：

（1）直觀的圖形界面

整個操作界面就像一個電子實驗工作臺，繪制電路所需的元器件和仿真所需的測試儀器均可直接拖動到屏幕上，輕點鼠標可用導線將他們連接起來，軟件儀器控制面板和操作方式都與實物相似，測量數據、波形和特性曲線如同在真實儀器上看到的。

（2）豐富的元器件

提供世界主流的元件，同時能方便對元件的各種參數進行編輯修改，能利用模型生成器以及代碼模式創建模型等功能，創建自己的元器件。

（3）強大的仿真分析功能

以Spice3F5和Xspice的內核作為仿真的引擎，通過Electronic workbench帶有的增強設計功能將數字和混合模式的仿真性能進行優化。包括Spice仿真、MUC仿真、VHDL仿真、電路向導等功能。

（4）具有多種常用的虛擬儀表

提供了22種虛擬儀器進行電路工作的測量。

（5）完善的后處理

對分析結果進行的數字運算操作類型包括算術運算、三角運算、指數運行、對數運算、復合運算、向量運算和邏輯運算等。

（6）詳細的報告

能夠呈現材料清單、元件詳細報告、網絡報表、原理圖統計報告、多余門電路報告、模型數據報告、交叉報告等7種報告。

（7）提高了模擬及測試性能

與NI相關虛擬儀器軟件的完美結合，提高了模擬及測試性能。

四、MultiSIM在電子線路教學中的實例

1.單級放大電路的實驗過程

把MultiSIM軟件安裝在計算機上，利用提供其提供的元件庫和虛擬儀器構建實驗電路原理圖。

（1）創建電路圖

首先在元件庫欄中選擇所需要的元件，然后拖曳到電路工作區適當的位置，設置其參數，再用鼠標畫導線連接電路。對于虛擬儀器的不同輸入端，可采用不同的顏色，這樣可以方便觀察結果.

（2）保存電路文件

電路生成后要保存電路，以免微機出現故障或方便以后調用。

（3）電路仿真分析

在實驗中，為了與實際電路一致，三極管采用實際類型。仿真開始和停止只需按下該軟件右側的“啟動/停止”開關。

①直流分析：直流工作點的分析是對電路進行進一步分析的基礎，利用虛擬萬用表測量電路的靜態工作點。進行直流分析時，電路中RL短路，Ce開路，交流信號源無效，可知三極管工作在放大區。

②參數分析：參數掃描分析是將電路參數值設置在一定的變化范圍內，以分析參數變化對電路性能的影響，該電路中參數R3和Ce的值對實驗結果有著直接的影響。通過調節R3，選擇合適的靜態工作點。Ce則直接影響著電路的頻帶，由于射極旁路電容Ce對電路的低頻響應特性起主要作用，放大電路的下限頻率減少，頻帶變寬。

③交流分析：用虛擬示波器可觀察電路輸入和輸出端的波形，如圖1，通過對電流的交流分析，可以得出電路的頻率響應、幅頻和相頻曲線，也可估算中頻增益和上限截止頻率。從圖1中可以看出電路的輸入輸出波形反相及電路的通頻帶，根據各元器件的值算出電壓放大倍數。

④瞬態分析：瞬態分析是一種非線性時域分析，它可以計算電路的時域響應。分析時，可用直流電作為電路初始狀態，瞬時分析的結果（圖2）通常是分析節點的電壓波形，通過波形判斷電路的失真是不是非線性失真，從而進一步改進電路。

2.單相橋式全控整流電路

從Multisim的電源箱及其基本工具箱里調出晶閘管及脈沖電壓源和電阻負載的模塊。按照單相橋式全控整流電路的電路結構圖的要求聯接仿真模型，如圖3所示。

晶閘管觸發信號是一個VCVS（電壓控制電壓源）與一個脈沖電壓源，使用改變脈沖電壓源的參數來改變觸發脈沖的寬度和延遲時間，晶閘管選用2N1559，R=200Ω。電路參數設置為：正弦電壓源為220V、50HZ，壓控電壓源設置為V1與V4相同，V2與V3相同。

按照以上觸發信號設置，仿真電路輸出波形如圖4所示。

3.三相橋式可控整流電路的建模及仿真

依照上述方法，調出相應的仿真模塊，按照三相橋式可控整流電路結構圖的要求聯接仿真模型，如圖5所示。

輸入信號源數據如下：

二極管型號選1S1888，R=200Ω正弦電壓源參數設置為：Voltage RMS為220V，Voltage offset為0，Frequency為50HZ，Time delay為0，Damping Factor為0，Phase為0。按照以上設置，仿真電路輸出波形如圖6所示，從仿真波形來看，實驗結果完全一致。

4.Boost電路的建模及仿真

Boost電路又稱為升壓變換器，輸出電壓與輸入電壓的關系為：

式中D為占空比，從Multisim的電源箱及其基本工具箱里調出直流電壓源、脈沖電壓源、功率三極管、二極管和電阻負載的模塊。按照單相橋式全控整流電路結構圖的要求聯接仿真模型。

功率三極管、電阻、電感和電容全部選用現實元件，二極管選用虛擬器件。功率三極管選ZVN33310F。參數設如下：

直流電壓源：100V；

受控電壓源：1V/V；

脈沖電壓源：Pulsed Value為30V，Pulse Width為0.5ms，Period為1ms。

按照以上設置，仿真電路輸出波形如圖7所示。

從仿真曲線可見與結果相符。說明了仿真模型的正確性以及直觀快捷的特點。

五、結語

（1）利用Multisim軟件的仿真工具箱建立的電子線路典型電路動態仿真模型，具有直觀、方便、靈活的特點。使得仿真過程更加方便、快捷，提高了效率和精度。

（2）通過對單相橋式全控電路、三相橋式可控整流電路以及Boost電路的仿真實驗結果，充分證實了動態仿真模型的正確性而且在仿真時可以隨便改變仿真參數，并用示波器隨時觀察仿真波形，使得仿真更加具有實時性、直觀性。

（3）在電子線路教學中引入Multisim仿真軟件作為教學輔助工具，不但可以將課本中的抽象原理賦予形象化，而且可以激發學生的學習興趣和積極性，從而提高了教學效果。

總之，利用MuthiSIM軟件仿真電子線路實驗，不僅可以彌補傳統實驗教學中存在的設備緊張、儀器陳舊、元器件損耗等不足，還大大激發了學生的學習興趣。但實驗教學的目的是培養和提高學生的實踐能力，如果用該軟件取代實際實驗，顯然不能完全達到實驗教學目的，實踐證明只有在教學中將現代化手段與傳統實驗有機地結合起來，充分發揮各自的優勢，才能達到事半功倍的效果。

參考文獻

[1]馬威.仿真軟件Multisim在電子技術實踐教學中的應用[J].科教文化，2012，11（3）：193.

[2]吳志敏，朱正偉，何寶祥.Multisim10在模擬電子技術課程實驗中的應用[J].實驗室科學，2012，15（4）：112-116.

仿真電路設計報告范文3

關鍵詞： 電子技術課程設計 教學設計 教學過程

電子技術課程設計是在電子技術實驗的基礎上進行的綜合性的實驗訓練，是電子技術課程的實踐性教學環節，是對電子類和其他相近專業學生進行綜合能力培養的實踐課程，對于全面、系統、深入地理解與掌握電子系統的知識、設計方法具有重要的教學意義。

1.電子技術課程設計的重點與要求

本課程的重點是電路設計，內容側重綜合應用所學知識，設計制作較為復雜的功能電路或小型電子系統。一般給出實驗任務和設計要求，通過電路方案設計、電路設計、電路安裝調試和指標測試、撰寫實驗報告等過程，培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力，提高電路設計水平和實驗技能。在實踐中著重培養學生系統設計的綜合分析問題和解決問題的能力，培養學生創新實踐的能力。

電子技術課程設計一般要求學生根據題目要求，通過查閱資料、調查研究等，獨立完成方案設計、元器件選擇、電路設計、仿真分析、電路的安裝調試及指標測試，并獨立寫出嚴謹的、文理通順的實驗報告。

具體地說，學生通過課程設計教學實踐，應達到以下基本要求：建立電子系統的概念，綜合運用電子技術課程中所學習到的理論知識完成一個電子系統的設計；掌握電子系統設計的基本方法，了解電子系統設計中的關鍵技術；進一步熟悉常用電子器件的類型和特性，掌握合理選用器件的原則；掌握查閱有關資料和使用器件手冊的基本方法；掌握用電子設計自動化軟件設計與仿真電路系統的基本方法；進一步熟悉電子儀器的正確使用方法；學會撰寫課程設計總結報告；培養嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度。

2.電子技術課程設計的教學過程

電子技術課程設計是在教師指導下，學生獨立完成課題，達到對學生理論與實踐相結合的綜合性訓練，要求本課程設計涵蓋模擬電路知識和數字電路知識，因此課程設計的選題要求包含數字電子技術和模擬電子技術。

教學環節可以分為以下四個部分。

2.1課堂講授。

課程設計開始前，需要確定指導老師。由指導老師通過兩學時的教學，明確課程設計的要求，主要內容包括課程介紹、教學安排、成績評定方法等。

在課堂教學環節中，指導老師介紹課題的基本情況與要求，要求學生從多個課題中選擇一個。

2.2設計與調試環節。

2.2.1前期準備、方案及電路設計。

前期準備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設計、電路仿真等。在確定方案時要求學生認真閱讀教材，根據技術指標，進行方案分析、論證和計算，獨立完成設計。設計工作內容如下：題目分析、系統結構設計、具體電路設計。

學生根據所選課題的任務、要求和條件進行總體方案的設計，通過論證與選擇，確定總體方案。此后是對方案中單元電路進行選擇和設計計算，稱為預設計階段，包括元器件的選用和電路參數的計算。最后畫出總體電路圖（原理圖和布線圖），此階段約占課程設計總學時的30％。

2.2.2在實驗室進行電路安裝、調試，指標測試等。

在安裝與調試這個階段，要求學生運用所學的知識進行安裝和調試，達到任務書的各項技術指標。

預設計經指導教師審查通過后，學生即可購買所需元器件等材料，并在實驗箱上或試驗板上組裝電路。運用測試儀表調試電路、排除電路故障、調整元器件、修改電路（并制作相應電路板），使之達到設計指標要求。此階段往往是課程設計的重點與難點，所需時間約占總學時的50％。

2.3撰寫總結報告，總結交流與討論。

撰寫課程設計的總結報告是對學生寫科學論文和科研總結報告能力的訓練。學生寫報告，不僅要對設計、組裝、調試的內容進行全面總結，而且要把實踐內容上升到理論高度。總結報告應包括以下方面：系統任務與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設計、參數計算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外，還應對以下幾部分進行說明：設計進程記錄，設計方案說明、比較，實際電路圖，功能與指標測試結果，存在的問題及改進意見，等等。

總結報告具體內容如下：課題名稱、內容摘要、設計內容及要求、比較和選擇設計的系統方案、畫出系統框圖、單元電路設計、參數計算和器件選擇。畫出完整的電路圖，并說明電路的工作原理。組裝調試的內容，包括使用的主要儀器和儀表；調試電路的方法和技巧；測試的數據和波形并與計算結果比較分析；調試中出現的故障、原因及排除方法。總結設計電路的特點和方案的優缺點，指出課題的核心及實用價值，列出系統需要的元器件清單，列出參考文獻，收獲、體會，并對本次設計提出建議。

2.4成績評定。

課程的實踐性不僅體現實際操作能力，而且體現獨立完成設計和分析的能力。因此，課程設計的考核分為以下部分：設計方案的正確性與合理性。設計成品：觀察實驗現象，是否達到技術要求。（安裝工藝水平、調試中分析解決問題的能力）實驗報告：實驗報告應具有設計題目、技術指標、實現方案、測試數據、出現的問題與解決方法、收獲體會等。課程設計答辯：考查學生實際掌握的能力和表達能力，設計過程中的學習態度、工作作風和科學精神及創新精神，等等。

3.電子技術課程設計的步驟

在“電子技術基礎”理論課程教學中，通常只介紹單元電路的設計。然而，一個實用的電子電路通常是由若干個單元電路組成的。通常將規模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此，一個電子系統的設計不僅包括單元電路的設計，還包括總體電路的系統設計（總體電路由哪些單元電路構成，以及單元電路之間如何連接，等等）。隨著微電子技術的發展，各種通用和專用的模擬和數字集成電路大量涌現，電子系統的設計除了單元電路的設計外，還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統設計越來越重要，不過從教學訓練角度出發，課程設計仍應保留一定的單元電路內容。

電子系統分為模擬型、數字型及兩者兼而有之的混合型三種。

雖然模擬電路和數字電路設計的方法有所不同（尤其單元電路的設計），但總體電路的設計步驟是基本相同的。

電子電路的一般設計方法與步驟包括：總體方案的設計與方案論證、單元電路的設計、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關鍵電路試驗、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。

4.電子技術課程設計的效果

學生經過這樣系統訓練后，各方面技能都通過考核，為后續課程的學習打下了扎實的基礎。

參考文獻：

［1］高吉祥，易凡，丁文霞等.電子技術基礎實驗與課程設計（第二版）［M］.北京：電子工業出版社，2006.

［2］楊志忠，華沙，康廣荃.電子技術課程設計［M］.北京：機械工業出版社，2008.

仿真電路設計報告范文4

關鍵詞:電子技術綜合設計；實踐能力；創新思維

1引言

隨著石河子大學人才培養模式的不斷改革，以及社會對高等教育培養具備實踐能力、創新思維人才目標要求的提出，實踐教學環節作為工科專業人才培養體系中的重要組成部分[1]，成為當下大學生創新思維和創新能力培養的重要環節。電子技術綜合設計是一門實踐性非常強的實訓類課程，是電子技術人才培養成長的必由之路。由學生自行設計、自行制作和自行調試電子電路，旨在培養學生掌握綜合模擬、數字、高頻電路知識，解決電子信息方面常見實際問題的能力，培養學生電子電路設計與EDA（ElectronicDesignAutomation）調試工具的使用方法，以及開展項目管理的基本方法。

2現狀

以往的教學安排中主要側重電子電路的設計和仿真，留給學生自己用于思考和設計的時間有限，設計基本停留在紙上和計算機上。因此，教學效果很難達到預期的教學目的。雖然學生在參加接下來的相關課程的課程設計、大學生訓練計劃、全國大學生電子設計大賽、畢業設計時理論分析能力得到提高，但實際設計和調試時卻出現大量問題很難得到快速解決的現象。所以，這種教學模式不再適應目前新的人才培養方案對于電子信息工程專業提出的要求以及創新人才的培養。

3課程改革探索與實踐

電子技術綜合設計課程的改革與探索主要從課程教學目標、課程教學內容、課程教學實施、教學方法、考核方法和教學效果等幾個方面進行。課程目標電子技術綜合設計將學生已學過的電路基礎、模擬電路、數字電路以及高頻電路等課程的知識綜合運用在該課程中[2]，從而培養學生具備電子元器件的識別和選擇，電子電路仿真和電路設計軟件的使用，電子電路的分析和設計以及實際應用電路項目的開發、管理等綜合能力，使學生切實經歷從原來課本上的電路到EDA軟件的仿真電路再到實際看得到、摸得著的電路的實現過程。該課程是對現有課程體系的完善和補充[3]，幫助學生拓展視野，提升學生參加課外科技活動、校級SRP（StudentResearchProject）活動、國家大學生創新計劃以及全國電子設計競賽等專業競賽的興趣和畢業設計的質量與水平。教學內容課程的主要內容按照基本知識驗證、專業知識綜合、創新設計能力培養的原則進行安排，主要包括：常用電子元器件基礎知識；常用電子測量儀表的使用；電路仿真軟件的使用；印刷電路板的設計與實現；電子電路系統設計方案提出、論證、設計、元件焊接、系統調試；撰寫總結報告、答辯等。1）常用電子元器件基礎知識：主要講解電阻、電容、電感、電位器、變壓器等常用元件的區分，還包括一些電子常用術語，比如單面板、雙面板、焊盤、焊接面、虛焊、橋接等。2）常用電子測量儀表的使用：包括萬用表、示波器、函數發生器、直流穩壓電源的基本使用方法。3）電路仿真軟件的使用：主要講解電路仿真軟件Multisim的使用。4）印刷電路板的設計與實現：AltiumDesigner軟件中電路原理圖的繪制和PCB圖的繪制方法。5）電子電路系統設計方案提出、論證、設計、元件焊接、系統調試：對全班學生進行分組，四個人一組，每組一個設計題目，每組經過方案的提出、討論、修改、教師審核、論證后設計出電路仿真圖，仿真沒有問題后設計PCB圖，然后制成單面板進行元件焊接、調試。6）撰寫總結報告、答辯：系統設計完成后，每組撰寫總結報告，提出系統的優點和設計不足，以及設計過程中自己的心得體會，最后制作幻燈片進行課程匯報答辯。教學實施在完成各個教學內容時，課程采用項目驅動的方式使學生在掌握理論知識的同時，實踐能力也得到不同程度的提高。整個教學過程分為4個項目進行，通過項目的完成，學生逐步完成課程的學習，綜合能力也在不知不覺中得到鍛煉。1）基本元件及電路測試項目。教學內容的前兩部分講解完成后，要求每個學生進行基本元件參數的測試、電路虛焊、雙面板線路測試等。通過該項目，學生掌握電子元件與電路測試的基本方法和常用測量儀器的使用方法。2）電子電路設計和仿真項目。在該項目中，教師首先講解電路仿真軟件Multisim的使用方法，然后以實例設計一個兩級晶體管放大電路。在此過程中，教師從元件參數的選取、放大倍數的計算、系統測試和修改等方面給學生進行講解。講解完成后，學生參考實例設計一個放大倍數不同的晶體管放大電路作為練習。練習完成后，全體學生設計一個波形發生電路用來產生方波、三角波信號。學生設計過程中可相互交流，碰到問題可詢問教師，最終完成項目預期目標。該項目完成后，學生可以掌握電路仿真軟件的使用方法和電路設計的基本原則。3）電子電路制板與焊接調試項目。前兩階段的項目完成后，教師講解電路制板軟件AltiumDesigner的使用方法和手工腐蝕法制作單面電路的流程，講解和制作過程以上一個項目中的兩級晶體管放大電路為例，講解的過程中學生如果有問題可隨時提出，教師進行解答。最終要求學生自己實現一個兩級晶體管放大電路的印刷電路板的繪制，以及電路的腐蝕、焊接、通電調試。通過該項目，學生掌握了電子電路從書本的理論知識到實物實現的過程。4）綜合設計與總結項目。學生按學號進行隨機選題，題目內容涵蓋模擬電路（如連續可調直流穩壓電源）、數字電路（如循環彩燈控制器）、高頻電路（如小信號阻容耦合放大電路設計）。題目選定后，題目相同的學生分成一組，組建項目小組。項目組成員提出設計方案，經過理論論證，設計完成仿真電路和PCB電路，然后采用手工腐蝕法實現電路系統的板面布線，最后進行元件焊接和調試。系統完成后，整個課程基本接近尾聲，每組學生要對自己的設計方案進行匯報答辯。通過該項目，學生掌握了復雜電路的設計與實現，以及團隊合作完成項目設計、管理、總結的過程。教學方法課程的教學方法，打破傳統理論課程完全靠教師講授以及實驗課程以學生動手為主的模式，采用教師講授、項目訓練、學生參與設計和討論、分析講解和答辯的形式。學生有機會表達自己的觀點和設計思路，充分調動積極參與的興趣。考核方法課程的總評成績由5個部分組成：考勤10%+課程表現10%+項目完成情況30%+課程答辯情況20%+課程報告30%。新的考核標準打破原來課程總評成績主要由平時成績、設計成績兩部分組成的模式，主要以學生在教學實踐活動中的參與度和完成度作為考量，注重學生實踐能力和綜合能力的培養。教學效果經過兩周的項目驅動訓練和實踐環節的總結，學生對于測量儀器的使用更加熟練，對常用電子元器件的選用和封裝了解得更為清楚，對電子電路的設計和實現更加有信心，分析問題、解決問題的能力得到了很大的提高。

4結論

課程改革和實踐在石河子大學電子信息工程2012級、2013級和2014級為期兩周的電子技術綜合設計課程中進行，學生對于課程內容安排和各個環節的設計比較歡迎，加大了學生創新思維和創新能力的培養。課程實施的整個過程側重基礎能力培養，將項目管理理念貫穿整個課程的始終，加大創新能力的培養。學生在后續的畢業設計和課外科技活動中凸顯了較強的實踐和創新能力。

作者:周濤 張銳敏 劉巧 李栓明 鐘福如 單位:石河子大學信息科學與技術學院

參考文獻

[1]吳大鵬,黃沛昱.“電子系統綜合設計”課程建設探索[J].電氣電子教學學報,2014,36(6):41-43.

仿真電路設計報告范文5

[關鍵詞]實驗教學；創新能力；實踐能力；研究生教育

[中圖分類號] G643 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）01-0168-02

研究生教育屬于國民教育序列中的高等教育，對國家創新人才培養以及提高國家科技競爭力具有決定性意義。研究生教育不僅要求學生在本門學科內掌握堅實的基礎理論和系統的專門知識，而且要求具備從事科學研究和教學工作或獨立承擔專門技術工作的能力和創新能力。因此，與本科及其之前的教育不同，研究生教育的核心是培養學生的科研能力、工程實踐能力以及創新能力。為更好地實現培養目標，提高培養質量，當前國內外很多工科類大專院校在研究生階段的課程系統中開設有實驗課程。大量的事實證明，研究生實驗能力的高低，決定其科技創新水平的高低。而創新是研究生培養質量的標志和靈魂，離開了創新，就談不上高質量高素質的研究生教育。

一、優化教學內容

“測控電路與裝置”是我院儀器科學與技術學科研究生選修課，主要介紹測控系統常用硬件電路與裝置的原理及實現技術，其完整的教學體系包括信號運算與處理電路、信號轉換與模擬電路、信號激勵與檢測電路、測控系統設計以及新型集成電路的應用等，內容涵蓋了基本的原理電路和大規模集成芯片的應用。

為了培養研究生的實驗能力，我們摒棄了傳統的以教員講授為主、學生被動接受知識為輔的教學模式，對教學內容進行優化，體現由“學科系統式”向“應用系統式”的轉變、由“微觀局布式”向“宏觀整體式”的轉變、由“面面俱到式”向“精選式”的轉變，將教學內容用若干個基礎驗證實驗、綜合設計實驗和創新型實驗貫穿起來。我們利用基礎驗證實驗培養學生掌握堅實的基礎知識，培養和激發學生創新意識，利用綜合設計實驗培養學生的知識綜合應用能力，利用創新型實驗培養學生的創新和解決實際問題的能力。

實驗內容的劃分可用圖1表示。基礎驗證實驗包括：運算放大器的特性與參數、運算電路的特性與參數調整、信號變換電路的特性與調整等；綜合設計實驗包括：基本信號處理電路設計與調整、函數發生器電路設計與調整、直流穩壓電路的設計與調整、濾波電路的設計與調整等；創新性實驗包括：信號產生電路設計與應用、數據采集電路設計與應用、線性系統性能分析、CPLD和FPGA芯片的應用等實驗。實際教學過程中，這些實驗的具體內容、要求，以及使用的器件或芯片等會根據研究生的知識掌握程度和技術的發展進行更新或調整，并鼓勵研究生自主設計，自己動手，自由探索，開設創新性實驗。

二、創新教學實施方法

教學過程由基礎講授、實驗、撰寫報告、匯報交流或檢查評估等環節組成。教員在基礎內容講授的基礎上，布置實驗內容、要求及注意事項。研究生根據實驗內容和要求進行仿真實驗或實際實驗，仿真實驗利用Multisim軟件在計算機上進行，實際實驗內容利用具體的元器件和電路實驗。實驗由研究生一人一組進行，實驗完成后要寫出實驗報告并制作PPT課件，在課堂進行交流。對于綜合性和創新性實驗，還要由教員和全體學員共同評估項目的完成情況，作為課程考核平時成績的評定依據。2015年研究生“測控電路與裝置”課程教學實施計劃，我們安排了運算放大器的特性與參數、運算電路的特性與參數調整、信號變換電路的特性與調整3個基礎驗證性實驗，綜合實驗安排了RC有源濾波器設計與調整、信號處理電路調試與仿真，最后以信號產生電路的設計、仿真與調試為創新性實驗，鼓勵研究生自主設計與創新。

創新過程可能發生在設計過程，也可能發生在仿真和調試過程中。例如，在DDS仿真電路中，U1似乎是多余的，因為它沒有任何連接，而且從原理上講DDS電路也是不需要MCU的，那么U1在電路中的作用是什么呢？在進行DDS仿真實驗時，我們發現MultiSim不支持ROM的設置，即利用MultiSim無法直接設置正弦數據存儲器的值，但是研究發現，在進行MCU仿真時，MultiSim允許將程序編譯下載到MCU的外部程序存儲器，于是我們可以將整個DDS電路看作MCU的電路，并利用MCU的程序編譯過程實現對U2的加載，進而實現DDS電路的仿真。

三、完善實驗環境

培養研究生的實驗能力對教員的素質和教學的實驗條件提出了更高的要求。教員不僅要熟練掌握教學內容，還要具有豐富的相關學科知識，能正確解答研究生在實驗過程中提出的問題。同時，實驗條件也應滿足教學要求，包括虛擬仿真實驗所需的計算機和電路仿真軟件，以及實際實驗中用到的實驗平臺、儀器儀表、元件器件等。

虛擬仿真實驗利用計算機和電路仿真軟件MultiSim進行。針對實際電路實驗，我們建立了相應的實驗平臺。該實驗平臺除了可完成熱電偶、光敏電阻、霍爾器件等基本元器件測試以及基本的模擬、數字電路實驗外，還可對實驗內容三個層次完成運算放大器特性與參數調整、差動放大器性能分析、波形轉換電路實驗、信號產生電路實驗、濾波電路實驗、數據采集系統設計與分析、線性系統的頻域響應分析、典型環節時域響應分析、電工電子創新設計、機電一體化綜合創新設計以及智能飛行器創新系統設計等實驗項目。

四、構建綜合考核評價體系

實驗教學考核評價體系的構建應該將鼓勵創新放在首位。“測控電路與裝置”課程考核成績主要由實驗設計與操作的成績、平時成績、創新設計成績三部分構成。其中，實驗設計與操作成績包括實驗方案設計報告、實驗操作情況、實驗報告等三部分成績，主要考核研究生的工程實踐能力、團隊協作能力和創新能力；平時成績主要包括課堂專題討論情況、答疑討論情況、定期匯報報告情況等幾部分，主要考核學員的理論知識綜合應用能力和總結表達能力；設立創新設計成績，支持和鼓勵有創新意識的研究生積極進行創新實驗活動。通過這種綜合性的考核方法能夠盡可能地考核學員的各種能力，督促研究生學員有意識地加強創新實踐能力的鍛煉。

五、教學效果分析

采用實驗教學為“測控電路與裝置”課程教學帶來了生機和活力，提高了課程的教學效果和研究生的實驗能力。主要體現在：

1.實驗教學實現了以研究生為主體的良好教學環境，使研究生在主動完成實驗內容的過程中積極探索，主體意識明顯增強，學習積極性大大提高；

2.轉變了研究生的學習觀念，激發了研究生的學習主動性，提高了動手實踐能力、協調能力及解決問題和應變的能力，自我探究能力也在不斷提高；

3.在完成實驗的過程中，有很多問題需要討論和相互協作，研究生之間、教員與研究生之間溝通加強，增強了團隊的合作意識；

4.通過實驗結果的總結和討論，提高了研究生的語言和文字表達能力，最大限度地開發了研究生的獨立思考能力，提升了研究生對于科研創新的信心。

從幾年的教學效果和研究生的反饋信息來看，研究生樂意接受這種以實驗能力培養為主的教學形式，課程取得了很好的實效，同時，也為理工科課程的研究生創新實踐能力培養提供了一些有益的借鑒經驗：

首先，要加強課程體系建設，從課程體系上深化研究生實驗能力的培養。

其次，在基礎實驗的框架下，針對不同專業背景或不同知識掌握程度的研究生，制訂深度不同、程度合理的實驗內容，因材施教，讓能者在專業上得到長足發展。

另外，隨著高校實驗教學改革的深入開展，創新和改革實驗教學方式和考試方式更有待深入細致的探索和實踐，尤其需要采用多元化方式激勵研究生投入更多的創新思維到實驗設計中去，并且不斷在實踐教學中檢驗和發展改革效果與運行機制。

[ 參 考 文 獻 ]

仿真電路設計報告范文6

【關鍵詞】 電子技術；綜合實驗；教學體系；創新

電子技術綜合實驗課程是一門獨立設課的綜合性實驗課程，是南華大學電子信息工程、通信工程、電氣工程及自動化、自動化、生物醫學工程等專業的一門專業選修的技術基礎課程。該課程重點培養學生電路原理、模擬電子技術、數字電子技術、高頻電子電路、信號與系統、單片機控制、EDA技術等多門課程的綜合應用與綜合設計的能力訓練，工程實踐性很強。

電子技術綜合實驗室隸屬南華大學中央與地方共建電工電子實驗中心，該中心抓住“中央與地方”共建的機遇，實驗教學環境得到全面改善。實驗室配備了齊全的計算機、信號發生器、穩壓電源、多功能模擬電子技術實驗箱、多功能數字電子技術實驗箱、EDA實驗箱等儀器。學生完全可在實驗室完成綜合實驗的設計、仿真、下載、硬件搭接、調試等工作。經過這幾年的教學實踐，教學體系和實驗內容不斷完善、日臻成熟，教學內容始終密切結合國內外最新的科技進展，已初步形成具有自身特色的教學體系，取得了良好的教學效果。[1]

一、電子技術綜合實驗的內容

電子技術綜合實驗是針對本科三年級學生開設的，此階段的學生已學完電路原理、模擬電子技術、數字電子技術、單片機技術等專業技術基礎課程，也有基本實驗的基礎。因此綜合實驗的目標是通過系統電路的綜合設計和調試，對學生進行綜合實驗能力的培養。實驗主要從三方面對學生進行培訓。[2]

1、項目的原理設計與仿真調試

要求學生用基本IC器件、二極管、三極管、電阻、電容及輸入、輸出裝置等完成項目的設計。并用工具軟件Multisim、PSpice等進行項目的原理設計與仿真調試，從而掌握綜合應用電路的仿真設計與分析方法，掌握綜合應用電路設計的一些技巧，如子電路設計、電路功能的模塊化等。

2、硬件綜合實驗

實驗室提供常用IC器件、二極管、三極管、電阻、電容及輸入、輸出裝置等元件。學生在多功能電子技術實驗箱上完成設計項目的組裝與調試，進一步培養學生動手操作技能及排除電路故障能力。

3、基于FPGA邏輯設計綜合實驗

要求學生用FPGA開發軟件ISE或Quartus Ⅱ完成項目系統的底層模塊設計、系統頂層原理設計，并用仿真軟件Modelsim進行各模塊及系統的功能仿真及時序仿真，在FPGA開發平臺上實現系統的集成芯片編程下載與功能檢測。[3]

近幾年，我們對實驗內容做了大量的更新，我們自編并正式出版了《電工電子實驗與計算機仿真》、《基于Multisim2001的電子電路計算機仿真設計與分析》、《EDA技術實驗教程》、《VHDL/FPGA數字系統計算機仿真實驗》等一系列的實驗指導書。這些實驗項目涉及的知識面寬廣，學生可根據自己的興趣和專業特點部分選取。

二、實驗教學手段（具體實施）

1、實驗準備階段

在課程開始之前，實驗老師針對本學期的實驗項目進行實驗儀器儀表的整理、開發軟件的裝配。整理實驗平臺所需要的穩壓電源、信號發生器、示波器、萬用表、計算機、FPGA實驗箱、多功能模擬（數字）電子技術實驗箱、常用元件等，保證每套實驗平臺都能正常使用。安裝一系列的開發軟件：Multism、ISE、Quartus Ⅱ、Modelsim、Protel、Chipscope等，并運行驗證軟硬件實驗平臺，保證實驗設備正常運行。

2、實驗實施

電子技術綜合實驗分為理論講授和實驗教學兩部分。學生首次進入實驗室，實驗老師對學生講解實驗規則與過程要求，要求學生課前預習、寫好預習報告，能正確使用電子儀器，掌握電子電路系統設計的方法，了解電子電路設計的全過程，完成相關電子電路系統功能模塊的電路設計、仿真到硬件安裝和指標測試，學會故障分析和數據處理。實驗結束后學生要對所測數據進行整理、分析并寫出正確的實驗報告。然后還要講解電子電路設計的一般思路，常用典型的單元電路、工程實例，電子電路安裝、調試、檢測的一般方法，常用EDA軟件的應用技巧等。實驗教學針對不同專業學生的需求，合理制定不同的實驗項目，按照基礎型、綜合設計型和研究創新型三個層次，循序漸進，由簡單到復雜，逐步提高學生綜合素質和創新能力。

在指導方法上，立足于啟發引導，充分發揮學生的主動性和創造精神。在實驗的進行過程中，學生會遇到很多具體困難，主要表現在對有些實驗現象不理解，儀器的實驗方法不熟悉，遇到故障不知如何解決。指導老師要及時抓住典型給予集體分析、講解使絕大多數學生能在短時間內解決困難，并積極引導學生利用所學理論知識分析、解決問題。

3、實驗考核

在實驗及整個過程中，實驗老師對每個學生的預習報告、實驗進程、學習態度、組織紀律、實驗質量等方面都有計劃、有階段地進行嚴格考核。學生做完實驗后，實驗老師根據完成情況，當場給評成績，作為平時成績的依據。在學期末對每個學生進行考試，題目的任務要求和指標要求由實驗室提供，學生任意抽取，在規定的時間內完成，并根據完成情況當場給出考試成績。最后的總成績結合平時成績、實驗報告成績和考試成績。

三、今后的工作

通過這幾年的電子技術綜合實驗開展，學生的實踐能力、系統綜合設計能力、學習主動性和創新精神得到了明顯提高。很多學生積極參加全國大學生電子設計競賽，挑戰杯競賽等，并取得了不錯佳績。但是有些問題還需要改進。

1、電子技術綜合實驗時間安排都是以班為單位，有些班人數特多，導致實驗儀器臺套數不夠；而有些班人數又少，儀器就有閑置。而且電子技術綜合實驗作為一門綜合性課程，實驗內容以綜合性實驗為主，因此實驗時間一般較長，有些學生在規定的時間完不成實驗，有些學生還想更深一步研究，但是由于時間限制，都不得不中斷。如果實驗室實行網上預約的方式，實驗時間由學生自己自己安排，實驗老師可以根據學生人數、各實驗的選課情況，進行較為靈活的安排。實驗中心必須盡快做出一套網絡管理系統，并掛上南華大學教務管理在線，方便學生上網預約。[4]

2、電子技術綜合實驗課程作為一門綜合性的實踐課程，實驗內容不再限制于某一門課程，而是多門相關課程的知識相互滲透、有機融合。在實驗項目的設計中，可以融合模擬電子技術、數字電子技術、EDA技術、單片機原理等知識模塊，讓學生運用多種技術完成一個完整的電子系統設計，使學生對電子系統設計的過程有更深入的理解。同時鼓勵學生自擬實驗項目，或者直接參與教師的科研項目。在教師的指導下獨立自主或者團隊合作開展研究創新型實驗。結合“大學生電子設計”競賽、“挑戰杯”競賽、大學生實踐創新等活動，充分發揮學生學習的自主性和創造性，培養學生的科學研究興趣和研究創新能力。

3、學生在做綜合性實驗時，所需元器件比較多，也容易造成電路元器件損壞，造成實驗室低值易耗品損耗量增加，實驗室必須制定一套行之有效、可操作的規章制度，保證實驗室工作的正常運行。

4、學校在不斷壯大，學生不斷增加，實驗教學的工作量相應大大增加。實驗教學人員工作任務重，學習、進修機會很少。因此學校在引進更多的實驗教學設備同時，也要重視實驗隊伍的建設，引進更多高級技術人才從事實驗教學，從而建立一支高水平、高素質、結構合理的實驗教學隊伍。

總之我們要不斷完善、改進電子技術綜合實驗教學體系，更充分地發揮實驗教學在培養創新型科技人才中的作用，促進高等院校教學改革的進一步深化。

【參考文獻】

[1] 孫凌翔，王麗君.電氣信息專業實驗教學創新模式的研究與探索[J].中國電力教育，2009.8.130-131.

[2] 楊德俊.現代電子技術綜合實驗與能力培養[J].實驗科學與技術，2005.10.97-98.

[3] 陳學英.電子技術綜合實驗教學方法研究與實踐[J].實驗科學與技術，2011.2.127-130.

[4] 唐續.現代電子技術開放式綜合實驗的實踐[J].實驗技術與管理，2007.24（9）35-39.