時(shí)間：2023-06-05 10:16:06
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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篇電子電路設(shè)計(jì)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】Pspice 模擬電子電路 電子電路設(shè)計(jì)
在電氣、電子、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)等類型的專業(yè)中，模擬電子電路設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)的技術(shù)課程，其理論知識(shí)較為抽象且電路的原理較為復(fù)雜，對(duì)于學(xué)生來說比較困難，教師也難以教好。本文提出將Pspice應(yīng)用在模擬電子電路設(shè)計(jì)中，有了該軟件，就等于有了電路以及實(shí)驗(yàn)室，完美地將理論與實(shí)踐結(jié)合，為教師和學(xué)生提供便利。
1 Pspice軟件概述
Pspice軟件由Schematics（電路模擬器）、Pspice（仿真軟件的數(shù)據(jù)處理器）、Probe（軟件的圖形后期處理器）、Stmed（產(chǎn)生信號(hào)的工具）、Parts（為器件建立模型的工具）和Pspice Optimizer（軟件的優(yōu)化設(shè)置工具）等組成，能夠提供強(qiáng)大的電路圖繪制、電路模擬仿真、圖形后期處理等功能。
Pspice包括以下主要功能：直流特性分析，其中包囊直流靜態(tài)工作點(diǎn)分析、直流靈敏度分析、直流掃描分析以及直流小信號(hào)傳遞函數(shù)值分析；交流掃描分析，包括頻率特性分析和噪聲分析；瞬態(tài)特性分析；蒙特卡羅分析；溫度特性和參數(shù)掃描分析；最壞情況分析等。
在設(shè)計(jì)電子電路期間，以既定的功能及技術(shù)參數(shù)來制定設(shè)計(jì)方案，可以應(yīng)用Pspice模擬和連接電路并檢測(cè)電路設(shè)計(jì)有無達(dá)到預(yù)期效果，也可以在計(jì)算機(jī)上對(duì)電路的結(jié)構(gòu)和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改，不斷測(cè)試、觀察輸出的波形，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求，以便取得電路的最優(yōu)技術(shù)指標(biāo)，為電路設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性評(píng)價(jià)提供便利。此外，還能夠分析容差、敏捷性、最壞狀況、溫度特性等，這些都是傳統(tǒng)的方法難以完成的，還能夠比較各種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣，方便選擇最優(yōu)的方案，使電路設(shè)計(jì)最優(yōu)化。
2 Pspice軟件的仿真實(shí)例
Pspice軟件在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可以提高教學(xué)效率，仿真電路的步驟大致分為五步：第一，繪制電路圖；第二，分析電路的特性和仿真參數(shù)；第三，仿真測(cè)驗(yàn)；第四，顯示仿真的結(jié)果；第五，分析并輸出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下面對(duì)Pspice軟件的仿真實(shí)例進(jìn)行分析。
2.1 限幅電路的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
限幅電路的示意圖如圖1所示，二極管的型號(hào)為DIN4148，電阻為1kΩ，電源電壓為3伏特，當(dāng)輸入電壓達(dá)到6sin wt的時(shí)候，電路要達(dá)到限制輸入電壓幅值的目的。
設(shè)置直流掃描分析以及瞬態(tài)分析，得出輸入電壓Ui以及輸出電壓U0的波形，如圖2所示，可見電路對(duì)輸入電壓幅值的限制效果。
在限幅電路的瞬態(tài)分析結(jié)果示意圖中可見（圖3），當(dāng)輸入的電壓超出固定范圍時(shí)，超出的部分就會(huì)被截止，這樣就能使信號(hào)的電壓在一定的幅值內(nèi)，防止電路受信號(hào)電壓的影響出現(xiàn)故障。
2.2 RC正弦振蕩電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
RC振蕩電路在電子技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用，振蕩電路在自動(dòng)進(jìn)行振蕩的過程中，其達(dá)到平衡的條件所花費(fèi)的時(shí)長極短，在課堂上，教師直接講授相關(guān)的理論會(huì)令學(xué)生難以在有限的課堂時(shí)間內(nèi)理解并掌握，因?yàn)閷W(xué)生難以根據(jù)抽象的理論想象出波形。就此，將Pspice運(yùn)用到其中，可以觀察出振蕩電路建立振蕩的過程以及振蕩器在穩(wěn)定之后的波形，同時(shí)，可以改變電阻或電容，觀察其對(duì)振蕩電路會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響，更加便捷、直觀地掌握振蕩電路的設(shè)計(jì)原理及運(yùn)行原理。
3 總結(jié)
從上述的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中可知，在模擬電子電路設(shè)計(jì)中應(yīng)用Pspice能夠使設(shè)計(jì)仿真的效果精準(zhǔn)且直觀形象，為電子電路的設(shè)計(jì)提供極大便捷。Pspice是應(yīng)用極廣的電路設(shè)計(jì)及分析軟件，具有繪制電路圖、模擬仿真電路、圖形后期處理等強(qiáng)大功能，在建立真實(shí)的電路之前，在該軟件上設(shè)計(jì)、繪制仿真電路，依據(jù)具體的需求來設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，斷定電路設(shè)計(jì)是否科學(xué)、性能是否可靠、能否達(dá)到設(shè)計(jì)的要求、有無必要修改電路等，還可以對(duì)元件的變化會(huì)對(duì)電路造成怎樣的影響進(jìn)行綜合評(píng)估，同時(shí)也能對(duì)一些電路的特性進(jìn)行測(cè)量分析?？傊?，Pspice的應(yīng)用能夠?yàn)殡娮与娐返哪M仿真設(shè)計(jì)帶來很好的內(nèi)外部條件，幫助設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出最優(yōu)電路，提高教師的教學(xué)效率和學(xué)生的掌握速率，從根本上減少成本支出，使電路設(shè)計(jì)最優(yōu)化，提高電路性能的可靠性，是模擬電子電路設(shè)計(jì)中必不可少的仿真設(shè)計(jì)軟件。
參考文獻(xiàn)
[1]楊慧梅，朱勇.PSPICE仿真軟件在《低頻電子線路》教學(xué)中的應(yīng)用[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2010（05）.
[2]付巍.Pspice在模擬電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2006（03）.
[3]段天睿，滕照宇，姚勇，李興紅.柔性線路板串?dāng)_Pspice仿真分析及應(yīng)用[J].安全與電磁兼容，2009（05）.
[4]宋國民，王寧，張愛云，周維.Pspice仿真平臺(tái)在共軌ECU設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代車用動(dòng)力，2009（03）
[5]周潤景，張麗娜，王志軍.Pspice 電子電路設(shè)計(jì)與分析[M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2011
關(guān)鍵詞：電子電路設(shè)計(jì) 創(chuàng)新 路徑
中圖分類號(hào)：TN702 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）04（b）-0115-02
科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，電子產(chǎn)品逐漸的滲透到生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，成為國家科技生產(chǎn)水平的主要組成因素，推動(dòng)者計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，成為國家發(fā)展的動(dòng)力，為技術(shù)的全面進(jìn)步提供必要的條件。但是現(xiàn)階段我國進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)的過程中存在一定的問題，創(chuàng)新能力不足，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)較弱，造成整體發(fā)展水平出現(xiàn)滯后性，因此在今后的發(fā)展中需要對(duì)電子電路設(shè)計(jì)的創(chuàng)新路徑進(jìn)行分析，全面的掌握創(chuàng)新方法，保證電子電路自主研發(fā)能力的提升，促進(jìn)我國科技水平的全面進(jìn)步。
1 電子電路設(shè)計(jì)概述
1.1 電子電路設(shè)計(jì)的原則
電子電路設(shè)計(jì)需要遵循相關(guān)的原則，這樣才能更好地保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性，首先需要對(duì)電子電路內(nèi)部的各項(xiàng)原件相互之間的關(guān)系進(jìn)行全面的分析，掌握設(shè)計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及外部結(jié)構(gòu)，整體上對(duì)原件內(nèi)部的各項(xiàng)構(gòu)造進(jìn)行分析，綜合地對(duì)電子電路的各項(xiàng)類型進(jìn)行分析，全面地掌握各項(xiàng)設(shè)計(jì)類型。其次需要關(guān)注設(shè)計(jì)的功能性原則，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中需要將電子電路系統(tǒng)進(jìn)行更加細(xì)致全面的劃分，掌握不同模塊的實(shí)際功能，考慮到實(shí)現(xiàn)這些模塊和功能的途徑，從而在設(shè)計(jì)中了解掌握原件的情況，實(shí)現(xiàn)電子電路設(shè)計(jì)的規(guī)范性。在進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)的過程中需要保證各項(xiàng)功能的完整性，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中需要針對(duì)每一個(gè)部件的實(shí)際使用效果進(jìn)行分析，確定整體的設(shè)計(jì)成果符合實(shí)際使用的效果，這樣才能進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，在實(shí)際使用中保證使用的質(zhì)量。
1.2 電子電路設(shè)計(jì)的技術(shù)
進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)需要采用合適的方法，具體的方法包括遺傳算法。這種方法在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中將關(guān)注的焦點(diǎn)放在需要解決的問題上，針對(duì)性地進(jìn)行代碼設(shè)計(jì)，對(duì)需要解決的問題進(jìn)行相應(yīng)的編程，這樣的方式可以在進(jìn)行程序編制的過程中避免因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)機(jī)制帶來不同遺傳操作和交叉變異的問題，滿足現(xiàn)實(shí)情況下的管理機(jī)制，對(duì)其中較差的個(gè)體進(jìn)行替代，保證代碼的使用更加符合技術(shù)的需要，不斷地滿足現(xiàn)實(shí)條件，對(duì)結(jié)果進(jìn)行更加全面的管理，對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行整體解決。而現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列是將邏輯電路方式進(jìn)行應(yīng)用，采用在線編程的方式，將存儲(chǔ)芯片設(shè)置在RAM內(nèi)，在需要編程的過程中通過原理圖和硬件對(duì)語言進(jìn)行描述，然后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到RAM內(nèi)，這樣將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的方式使得相關(guān)的邏輯關(guān)系得到更加科學(xué)的處理，一旦對(duì)其中的FPGA開發(fā)軟件進(jìn)行斷電之后，就會(huì)出現(xiàn)RAM的邏輯關(guān)系空白，為整體的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)省較多的空間，提升FPGA系統(tǒng)的使用效率，將不同的數(shù)據(jù)流灌入到硬件系統(tǒng)中，提升電子電路設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量，便于對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行全面的創(chuàng)新。
2 電子電路設(shè)計(jì)的創(chuàng)新基本方法
2.1 對(duì)電子電路進(jìn)行層次化的設(shè)計(jì)
進(jìn)行電子電路層次化的設(shè)計(jì)首先需要將基本構(gòu)造分成相應(yīng)的模塊，對(duì)不同的模塊進(jìn)行分層次的設(shè)計(jì)描述，整體設(shè)計(jì)過程中需要按照從硬件頂層抽象描述向最底層結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，直到實(shí)現(xiàn)硬件單元描述為止，層次化設(shè)計(jì)在進(jìn)行管理設(shè)計(jì)的過程中相比較而言較為靈活，可以根據(jù)實(shí)際特點(diǎn)選擇適宜的設(shè)計(jì)方式，既能夠是自頂向底的方式，也可以是自底向頂?shù)姆绞?，具體情況需要按照實(shí)際情況進(jìn)行分析，對(duì)電子電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面科學(xué)的管理。
2.2 對(duì)電子電路進(jìn)行漸進(jìn)式設(shè)計(jì)
漸進(jìn)式設(shè)計(jì)也是電子電路設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的情況，這種設(shè)計(jì)方式主要是將一些附加功能帶入到管理中，將設(shè)計(jì)的相關(guān)指標(biāo)使用到設(shè)計(jì)中，其中包括高頻、低頻模擬電路、數(shù)字電子線路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后依據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)相應(yīng)的單元電路結(jié)構(gòu)，將電子電路工作的特點(diǎn)和運(yùn)行方式融入到設(shè)計(jì)中，并將線路設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的整合，注重輸入與輸出之間的相互關(guān)系，保證電路設(shè)計(jì)的規(guī)范性，將電子電路設(shè)計(jì)得更加便于操作。同時(shí)在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中需要對(duì)漸進(jìn)式設(shè)計(jì)的步驟M行分析，根據(jù)應(yīng)用型電子電路的功能，及時(shí)地對(duì)電子電路進(jìn)行組合，在進(jìn)行拼裝時(shí)需要關(guān)注連接點(diǎn)信號(hào)連接的強(qiáng)度、幅度以及電壓值之間的關(guān)系，將整體電路進(jìn)行更加科學(xué)的設(shè)計(jì)。
2.3 硬件語言描述設(shè)計(jì)
在進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)的過程中還可以使用基于硬件語言描述的形式，首先需要對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行全面的管理，熟悉電子設(shè)計(jì)中對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制的相關(guān)原理，保證信號(hào)處理的各項(xiàng)參數(shù)。在具體信息確定完成之后需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分解，找出硬件的總體框架，之后對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，將較為重要的位置使用相關(guān)的記號(hào)進(jìn)行標(biāo)注，然后借助CAD軟件對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真測(cè)試，保證電子電路設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系、正負(fù)極值、時(shí)序等的正確性，提升方案設(shè)計(jì)的規(guī)范性。
3 電子電路設(shè)計(jì)的創(chuàng)新路徑
3.1 電子電路構(gòu)架設(shè)計(jì)
進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新首先需要對(duì)整體的設(shè)計(jì)構(gòu)架進(jìn)行管理，在設(shè)計(jì)中對(duì)FPGA系統(tǒng)進(jìn)行重新定義，在硬件單元內(nèi)部建立連接，找出更加明確的構(gòu)建系統(tǒng)，對(duì)設(shè)計(jì)途徑進(jìn)行創(chuàng)新。在設(shè)計(jì)結(jié)束之后需要對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)以及設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，可以采用錯(cuò)誤的代碼，驗(yàn)證系統(tǒng)在進(jìn)行甄別過程中的效果，對(duì)于出現(xiàn)問題的地方及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。在結(jié)束之后選擇適宜的子系統(tǒng)，其中一部分保持原本的運(yùn)行狀態(tài)，一部分按照遺傳算法進(jìn)行一定的修改，這樣可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更加完善的處理，使操作的適應(yīng)性更強(qiáng)。進(jìn)行改進(jìn)之后再對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體的驗(yàn)證，不斷地對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)，使得設(shè)計(jì)更加符合方案的需要。
3.2 對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)新
在設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)系統(tǒng)的環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)新，用于測(cè)試的環(huán)境需要將測(cè)試的硬件與顯示的FPGA構(gòu)架和硬件進(jìn)行全面的控制，制定適宜的仿真軟件。計(jì)算機(jī)在使用的過程中可以通過通信電纜將數(shù)據(jù)從計(jì)算機(jī)下載到FPGA系統(tǒng)中，使用規(guī)范化的儀器對(duì)數(shù)據(jù)采集中的硬件和軟件進(jìn)行連接，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面的評(píng)估，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化進(jìn)行應(yīng)試實(shí)驗(yàn)，對(duì)軟件進(jìn)行仿真處理，提升系統(tǒng)整體運(yùn)行環(huán)境。
4 結(jié)語
電子電路設(shè)計(jì)對(duì)于科技的發(fā)展具有較為關(guān)鍵的作用，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的管理，對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，使設(shè)計(jì)在多變的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)自我重構(gòu)，提升設(shè)計(jì)的科學(xué)性，使抽象的理論形象化、復(fù)雜的電路實(shí)際化。不僅能提高理解分析能力，而且能提高設(shè)計(jì)能力。通過設(shè)計(jì)和模擬仿真可以快速地反映出所設(shè)計(jì)電路的性能，使設(shè)計(jì)更加生動(dòng)、直觀、實(shí)時(shí)、高效，更好地為人類造福。
參考文獻(xiàn)
[1] 梁光勝.電子技術(shù)系列課程教學(xué)改革的研究與實(shí)踐[A].中國光學(xué)學(xué)會(huì)光電技術(shù)專業(yè)委員會(huì)，教育部高等學(xué)校電子信息科學(xué)與工程類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)，全國高等學(xué)校光學(xué)教育研究會(huì).全國光學(xué)、光電和電子類專業(yè)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流、研討會(huì)專集[C].中國光學(xué)學(xué)會(huì)光電技術(shù)專業(yè)委員會(huì)，教育部高等學(xué)校電子信息科學(xué)與工程類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)，全國高等學(xué)校光學(xué)教育研究會(huì)，2012.
[2] 黃品高，葉懋，景新幸.電子電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基本素質(zhì)的探索[A].教育部中南地區(qū)高等學(xué)校電子電氣基礎(chǔ)課教學(xué)研究會(huì).教育部中南地區(qū)高等學(xué)校電子電氣基礎(chǔ)課教學(xué)研究會(huì)第二十屆學(xué)術(shù)年會(huì)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C].教育部中南地區(qū)高等學(xué)校電子電氣基礎(chǔ)課教學(xué)研究會(huì)，2010.
【關(guān)鍵詞】PCB；布局；布線；可制造性
0 引言
《電子電路設(shè)計(jì)與仿真》課程是一門理論與實(shí)際結(jié)合性很強(qiáng)，極具實(shí)踐性的新興課程，是電氣類專業(yè)的核心技能課程之一。在近年來高職院校的項(xiàng)目教學(xué)改革中發(fā)現(xiàn)，在對(duì)這門課程的教學(xué)過程中，往往只是將重點(diǎn)放在對(duì)電子電路CAD應(yīng)用軟件的熟練操作上，卻忽視了對(duì)PCB板設(shè)計(jì)的一些技巧應(yīng)用，特別是對(duì)設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品在可制造性上與企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐脫節(jié)，這樣設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品如果走上生產(chǎn)環(huán)節(jié)，要么會(huì)大大提高了生產(chǎn)成本，要么是不符合生產(chǎn)實(shí)踐。那么如何在這門課程的教學(xué)中實(shí)現(xiàn)與生產(chǎn)的聯(lián)接，將是本文將要探討的問題。
實(shí)踐證明，對(duì)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)師尤其是線路板設(shè)計(jì)人員來說，即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確，可是如果印制電路板設(shè)計(jì)不當(dāng)，也會(huì)對(duì)電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。同時(shí)產(chǎn)品的可制造性（工藝性）也是一個(gè)必須要考慮的因素，如果線路板設(shè)計(jì)不符合可制造性（工藝性）要求，將大大降低產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，提高了生產(chǎn)成本，在嚴(yán)重的情況中甚至?xí)?dǎo)致所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品根本無法制造出來。因此，在設(shè)計(jì)印制電路板的時(shí)候，應(yīng)學(xué)會(huì)掌握各種電路設(shè)計(jì)技巧，注意采用正確的設(shè)計(jì)方法。為此，我們?cè)凇峨娮覥AD》課程的教學(xué)內(nèi)容方面做了全面的創(chuàng)新，增加了PCB設(shè)計(jì)技巧及可制造性應(yīng)用技能，充分提高了課程的教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)了技能課程的實(shí)踐性。
1 PCB布局技巧
在設(shè)計(jì)中，布局是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。布局結(jié)果的好壞將直接影響布線的效果，所以合理的布局是PCB設(shè)計(jì)成功的第一步。
考慮整體美觀，一個(gè)產(chǎn)品的成功與否，一是要注重內(nèi)在質(zhì)量，二是兼顧整體的美觀，這樣兩者都較完美才能認(rèn)為該產(chǎn)品是成功的。同時(shí)我們還要注意一些問題如：
1）布局的首要原則是保證布線的布通率，移動(dòng)器件時(shí)注意飛線的連接，把有連線關(guān)系的器件放在一起 ，避免走線太長；
2）數(shù)字器件和模擬器件要分開，盡量遠(yuǎn)離，避免干擾；
3）去耦電容盡量靠近器件的VCC；
4）放置器件時(shí)要考慮以后的焊接，同時(shí)還有散熱，不要太密集；
5）多使用軟件提供的Array和Union功能，提高布局的效率。
2 PCB布線技巧
一般來講PCB設(shè)計(jì)軟件提供的手工布線功能十分強(qiáng)大，包括自動(dòng)推擠、在線設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC），自動(dòng)布線由Specctra的布線引擎進(jìn)行，通常這兩種方法配合使用，常用的步驟是手工―自動(dòng)―手工。
2.1 布線是PCB設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，所有的前期準(zhǔn)備工作都是為它而做的，而在整個(gè)PCB設(shè)計(jì)過程中，就屬布線的設(shè)計(jì)過程技巧最細(xì)、限定最高。PCB布線有單面、雙面及多層布線，方式有兩種：自動(dòng)及交互式布線，在自動(dòng)布線之前，可預(yù)先用交互式對(duì)要求比較高的線進(jìn)行布線，輸入端與輸出端的邊線不應(yīng)相鄰平行，這樣可避免產(chǎn)生反射干擾。在必要時(shí)，可加地線進(jìn)行隔離，且兩相鄰層的布線要互相垂直，因?yàn)槠叫斜容^容易產(chǎn)生寄生耦合。
2.2 電源、地線的處理。即使在整個(gè)PCB板中的布線完成得都很好，但由于電源、地線的考慮不周到而引起的干擾，會(huì)使產(chǎn)品的性能下降，有時(shí)甚至影響到產(chǎn)品的成功率。每個(gè)從事電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程師都明白，為何會(huì)產(chǎn)生電源線與地線之間的干擾，現(xiàn)只對(duì)降低式抑制干擾作以表述。要在電源、地線之間加上去耦電容。盡量加寬電源及地線，最好是地線比電源線寬，其關(guān)系為：地線>電源線>信號(hào)線。因此對(duì)電源、地線的布線要認(rèn)真對(duì)待，把電源、地線所產(chǎn)生的噪音干擾降到最低限度，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
使用大面積銅層作地線，在印制板上把沒被使用的地方都與地相連，作地線使用或是做成多層板，電源，地線各占用一層。
2.3 數(shù)字電路與模擬電路的共地處理?，F(xiàn)在大部分的PCB不再是單一功能電路（數(shù)字或模擬電路），而是由數(shù)字電路和模擬電路兩種電路構(gòu)成的。因此在布線時(shí)就需要考慮這兩種電路之間互相干擾問題，特別是地線上的噪音干擾。
3 可制造性分析
現(xiàn)代電子電路產(chǎn)品的生產(chǎn)基本都是依靠SMT，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候就必須要考慮SMT的制造過程，這樣我們?cè)O(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品才能符合生產(chǎn)的要求，在這里我以一個(gè)多功能燈為例。
多功能燈組成結(jié)構(gòu)分析
多功能燈的主要組成有：LED燈頭、螺旋鋼管燈頭支臂、三防外殼、帶導(dǎo)線充電電池（MiNMaX LICI8650）、電源插座（DC-005 2.1MM內(nèi)芯）、按鈕、主控板（50mm*32mm）。
在SMT生產(chǎn)工藝流程中，通常把SMT分為掛膠制程（波峰焊）和錫膏制程（回流焊）。它們的主要區(qū)別為：貼片前的工藝不同，前者使用貼片膠，后者使用焊錫膏。貼片后的工藝不同，前者過回流爐只起固定作用、還須過波峰焊，后者過回流爐起焊接作用。那么在設(shè)計(jì)和選擇主控板的的時(shí)候除了考慮以上特點(diǎn)，我們就要考慮下面的幾個(gè)問題：
1）拼板是否用陰陽板及各自優(yōu)缺點(diǎn)；2）是否采用拼板及拼板的個(gè)數(shù)。
根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況分析得出，多功能燈的主控板采用：雙面錫膏回流焊接工藝。因此我們選擇多功能燈的主控板元件配置圖top層 和bot層將設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)的拼版圖，最終設(shè)計(jì)拼版方案A和方案B如下圖。
論證：主控板正面元件較多，而背面元件較少，照成了元件極度分布不均；元件集中的區(qū)域吸熱多，散熱不良，溫度較高，這樣容易造成主控板在進(jìn)入回流焊接時(shí)板子的翹曲。方案A和方案B比較，后者較前者的合理性更好，故選擇方案B。
采取此種拼版形式的原因：一是可以充分利用SMT長線的優(yōu)勢(shì)，以達(dá)到更高的打件效率；二是節(jié)省網(wǎng)板；三是此板若（下轉(zhuǎn)第76頁）（上接第89頁）做單面板，要采用手工焊接元器件，降低了生產(chǎn)效率。
采用此種拼版形式的優(yōu)點(diǎn)：
1）降低了生產(chǎn)成本。
2）采用陰陽板，在開始編制程序的時(shí)候就可以節(jié)省優(yōu)化程序的時(shí)間。采用陰陽板，也就是將兩面的程序合成一個(gè)程序來做，這樣只要針對(duì)一個(gè)程序來考慮優(yōu)化條件。
3）采用陰陽板，在附加工具和輔料方面也會(huì)有很大的節(jié)?。ㄡ槍?duì)部分產(chǎn)品來說）。比如，鋼網(wǎng)就可以少做一片，如果需要托盤的話，那么節(jié)省的物料就會(huì)更多。
4）在生產(chǎn)效率上面來說，可以提高產(chǎn)量。原因是在生產(chǎn)過程中不需要換產(chǎn)，那么這部分時(shí)間就會(huì)多生產(chǎn)產(chǎn)品。還有就是由于陰陽板是一個(gè)貼裝程序，這樣在生產(chǎn)的時(shí)候就比兩面程序，減少了一半的基板搬運(yùn)時(shí)間，這部分時(shí)間又可以多生產(chǎn)產(chǎn)品。
這些PCB技巧在我們的平時(shí)課堂教學(xué)及高職教材上面總是容易被忽視，可是對(duì)PCB專業(yè)人員來說卻是必需掌握的。因此，在本門課程教學(xué)上，我們?cè)黾恿诉@些PCB設(shè)計(jì)技巧及可制造性分析，達(dá)到了對(duì)課程改革的職業(yè)目標(biāo)要求。
【參考文獻(xiàn)】
[1]比秀梅周南權(quán).電子線路板設(shè)計(jì)項(xiàng)目化教程[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2010.
關(guān)鍵詞：任務(wù)驅(qū)動(dòng)法；微任務(wù)；電子電路；實(shí)訓(xùn)教學(xué)
中圖分類號(hào)：G4
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：16723198（2015）22018502
1電子電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)現(xiàn)狀
電子電路設(shè)計(jì)是電類專業(yè)為繪制電子電路圖所必需掌握的一門計(jì)算機(jī)綜合性設(shè)計(jì)課程。然而，隨著課程改革在各高校逐漸開展，一些課程的課時(shí)量也相應(yīng)遞減，比如筆者所在學(xué)校電氣自動(dòng)化專業(yè)的《電子電路設(shè)計(jì)》課程已由原36學(xué)時(shí)減至24學(xué)時(shí)。如何在減少的課時(shí)的課程中讓學(xué)生掌握同樣程度的技能水平以適應(yīng)社會(huì)的需求，考驗(yàn)著每一位專業(yè)教師。
以往傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)教學(xué)的方式大多是由教師先講授知識(shí)點(diǎn)，然后將知識(shí)點(diǎn)所涉及到的圖例向?qū)W生繪制演示，最后讓學(xué)生依樣畫葫蘆。在整個(gè)教學(xué)過程中，教師為主導(dǎo)，而學(xué)生僅限于單純的模仿與記憶，并沒有主動(dòng)學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低下。因此在教學(xué)中應(yīng)該有意識(shí)到加入興趣式教學(xué)，調(diào)動(dòng)他們的求知欲，激發(fā)學(xué)生更積極主動(dòng)的思考，學(xué)習(xí)甚至創(chuàng)新，打造優(yōu)質(zhì)課堂，全面提高教學(xué)質(zhì)量與學(xué)習(xí)效率。
2任務(wù)驅(qū)動(dòng)法
2.1任務(wù)驅(qū)動(dòng)法原理
任務(wù)驅(qū)動(dòng)法是近年來被廣為應(yīng)用的一種教學(xué)手法，它一改傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，嘗試采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)方法。需要教師將課程學(xué)習(xí)內(nèi)容劃分為多個(gè)特定任務(wù)，每個(gè)任務(wù)包含一定知識(shí)點(diǎn)，只要學(xué)生完成了課程中設(shè)定的任務(wù)，就可以掌握課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
任務(wù)驅(qū)動(dòng)法的核心內(nèi)容就是由教師在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)任務(wù)情境，教學(xué)任務(wù)必須融合學(xué)生所需要掌握的技能點(diǎn)和相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)又具有一定的生活性、探究性和創(chuàng)造性，讓學(xué)生帶著解決問題完成任務(wù)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生自主或協(xié)作性學(xué)習(xí)，使他們真正了解知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，學(xué)以致用。
2.2任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用
電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)目的為電子電路圖形繪制，電路圖形僅為簡(jiǎn)單的二維制版，因此在繪制電路原理圖時(shí)較為簡(jiǎn)單易學(xué)。但無論多簡(jiǎn)單的圖形，在繪制的過程中都要利用到基本繪圖工具、圖形編輯和圖層管理各知識(shí)點(diǎn)綜合才能完成。因而課程教授過程中不能簡(jiǎn)單的按書本章節(jié)順序來講，而是應(yīng)該由教師將所有知識(shí)融會(huì)貫通后重新組織，將它們?nèi)谌氲揭粋€(gè)個(gè)工程任務(wù)中再向?qū)W生展示，如向?qū)W生展示電動(dòng)小車電路設(shè)計(jì)圖紙，將其作為一個(gè)工程任務(wù)，讓學(xué)生嘗試用學(xué)過的知識(shí)來繪制，或讓學(xué)生在繪制過程中遇到難題再提出并講解。這樣就更能增添學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和在完成任務(wù)后的成就感，形成良性循環(huán)。因此電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程非常適合采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法。
3微任務(wù)驅(qū)動(dòng)法
3.1微任務(wù)驅(qū)動(dòng)法原理
采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法教學(xué)所提供的任務(wù)由于綜合性較強(qiáng)所以工程量較大且難度較高，學(xué)生在一節(jié)課中難以完成，即使有些基礎(chǔ)好，動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生完成了任務(wù)，也會(huì)因?yàn)橹R(shí)點(diǎn)過多過雜而難以消化。因此需要由教師把握學(xué)生素質(zhì)和能力，將大任務(wù)進(jìn)行科學(xué)性的分解，將之細(xì)化為中任務(wù)，小任務(wù)甚至微任務(wù)。讓具有不同層次知識(shí)能力的學(xué)生都能被激發(fā)興趣，在任務(wù)量合適的微任務(wù)環(huán)境中嘗試和實(shí)踐。
以上所述即為微任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，它就是以任務(wù)驅(qū)動(dòng)法為基礎(chǔ)，將總?cè)蝿?wù)依靠知識(shí)的內(nèi)在邏輯或采取分類的方式進(jìn)行具體化，以微任務(wù)的形呈現(xiàn)。較之任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，其目標(biāo)更為明確，導(dǎo)向性更強(qiáng)，教師使用這種方法教學(xué)也更容易控制課堂教學(xué)的節(jié)奏，保證能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)進(jìn)度。
3.2微任務(wù)教學(xué)設(shè)計(jì)
微任務(wù)驅(qū)動(dòng)法的實(shí)施過程是：教師先依據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)總?cè)蝿?wù)，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。再引導(dǎo)學(xué)生分析總?cè)蝿?wù)的解決方法并將總?cè)蝿?wù)拆分為一個(gè)個(gè)的微任務(wù)，各微任務(wù)之間可以是從屬或并列關(guān)系。拆分出來的微任務(wù)不能太難或任務(wù)量太大，應(yīng)設(shè)計(jì)為學(xué)生較易完成的程度，以便于將學(xué)生的理解逐步引向深入。通過一個(gè)個(gè)的微任務(wù)引導(dǎo)和推動(dòng)學(xué)生一步步上升，一層層提高，不斷接近并最終達(dá)到復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)的頂點(diǎn)。
微任務(wù)法的核心是如何科學(xué)合理的設(shè)計(jì)微任務(wù)。首先，任務(wù)必須要有明確的目的性，教師提出的每一個(gè)微任務(wù)，原則上都是為了完成總?cè)蝿?wù)而設(shè)計(jì)的，盡量不設(shè)置多余任務(wù)，不能本末倒置。其次，教師選擇微任務(wù)時(shí)應(yīng)考慮到大多數(shù)學(xué)生的水平，注意難易適度。并且在教學(xué)過程中，根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)與掌握程度以及課程進(jìn)度隨時(shí)調(diào)整微任務(wù)，不能任務(wù)教條化僵化。第三，微任務(wù)還應(yīng)遵循完整性原則。教師所設(shè)計(jì)的微任務(wù)必須連貫，不能有斷續(xù)感，讓學(xué)生知道自己要做什么，可以解決什么問題，使他們獲取的知識(shí)完整且有條理。最后，微任務(wù)的設(shè)計(jì)要適當(dāng)增添趣味性，可以在教學(xué)過程中加上圖片插畫，視頻音頻等數(shù)字教學(xué)資源，讓學(xué)生在完成任務(wù)的同時(shí)體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂趣。
3.3微任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程中的應(yīng)用
Altium Designer軟件的工具欄較多，常用工具欄中的各命令參數(shù)也較雜，若逐個(gè)講解，則顯得各知識(shí)點(diǎn)雜亂無章，學(xué)生記的多忘得快，但在實(shí)際繪圖時(shí)還是束手無策，不知該用哪個(gè)工具來繪制。
例如，在介紹AD軟件常用繪圖工具欄中的直線、多邊形、橢圓弧線、文字和文本框等，若單純講述這些知識(shí)點(diǎn)，難免枯燥乏味，且容易與布線工具欄的功能弄混。圍繞這些教學(xué)內(nèi)容，可設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)電路制圖微任務(wù)，圍繞一個(gè)小目標(biāo)，教師可以設(shè)計(jì)多個(gè)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的小任務(wù)，布置學(xué)生循序漸進(jìn)地完成任務(wù)，在練習(xí)中熟悉各種命令的操作。例如，基本繪圖訓(xùn)練可將學(xué)生已在模擬電路和數(shù)字電路課程中學(xué)過的常用電子元件符號(hào)如：變壓器、運(yùn)算放大器（如圖1（a）、（b）所示）融入其中，將它們?cè)O(shè)計(jì)為一個(gè)個(gè)需要完成的微任務(wù)。每個(gè)任務(wù)都考慮到學(xué)習(xí)課程的前后連貫和趣味性，讓學(xué)生繪制自己所熟悉的事物。隨著學(xué)習(xí)的深入，可以布置學(xué)生完成如圖1（c）所示的七段數(shù)碼管等稍復(fù)雜的繪制任務(wù)。完成任務(wù)后的喜悅感和成就感會(huì)更加強(qiáng)烈，也為以后的學(xué)習(xí)增添了動(dòng)力。
微任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在教學(xué)過程中將知識(shí)點(diǎn)分解到一些小任務(wù)中進(jìn)行，學(xué)生頭腦中的知識(shí)是零散的，有時(shí)會(huì)降低知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性。因此，這樣的設(shè)計(jì)任務(wù)和完成過程是十分必要的，教師可以通過一個(gè)較為完整的任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生將已完成的微任務(wù)中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，加深對(duì)所學(xué)知識(shí)和技能的記憶和理解，完成真正意義上的知識(shí)建構(gòu)。
例如，上完第三次課后，教師即可布置學(xué)生完成如圖2所示“八路彩燈控制電路圖”大任務(wù)。從創(chuàng)建元器件、調(diào)用常用元件開始，直至綜合運(yùn)用各種繪圖指令及編輯工具完成繪圖。讓學(xué)生在本次課中復(fù)習(xí)鞏固了前面微任務(wù)中所學(xué)的小知識(shí)并將其融合，初步完成了一張簡(jiǎn)單的電子電路設(shè)計(jì)原理圖樣，并總體上掌握了一張較完整電子電路工程圖的繪制過程，具有綜合應(yīng)用性。
3.4電路設(shè)計(jì)課程與其余課程的前后融合
電路設(shè)計(jì)課程在介紹一般電路繪圖技巧與制版規(guī)則時(shí)，還會(huì)涉及到數(shù)字電路、模擬電路、單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用等課程的接續(xù)關(guān)系。將本課程繪制圖中所涉及到的器件類原理基礎(chǔ)前移到數(shù)字電路和模擬電路等課程中解決，諸如實(shí)際譯碼電路、三態(tài)電路與緩沖器芯片等知識(shí)點(diǎn)不再占用本課程學(xué)時(shí)。本課程把握好銜接關(guān)系，主講等電路板制版規(guī)范、電路設(shè)計(jì)的仿真方法等要點(diǎn)主題，把以往重復(fù)性內(nèi)容節(jié)省的學(xué)時(shí)用于應(yīng)用層面。
在重點(diǎn)講述電子電路圖繪制方式的時(shí)候，還應(yīng)適當(dāng)向?qū)W生加強(qiáng)常用接口電路的連接方法知識(shí)點(diǎn)，并向?qū)W生擴(kuò)展對(duì)嵌入式處理器及新技術(shù)的了解，為后續(xù)單片機(jī)原理課以及傳感與檢測(cè)技術(shù)中各種傳感器與微處理器的連接使用，智能傳感器、數(shù)字式一體傳感器等內(nèi)容的講授打下基礎(chǔ)。
4總結(jié)
本文提出在電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程中提出微任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的思路，該方式以“微任務(wù)為主線，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主題”嶄新教學(xué)模式，改變了往常的以教定學(xué)到被動(dòng)教學(xué)模式，讓學(xué)生學(xué)會(huì)在解決任務(wù)中學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)與解決問題的方法，通過這種方法，既能激發(fā)學(xué)生勤于思考的熱情，有加深了對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解，提高了創(chuàng)新思維的能力。在教學(xué)中始終貫穿“應(yīng)用入手，學(xué)中建，建中學(xué)；分解項(xiàng)目，逐步深入與完善”的理念，對(duì)人才培育重點(diǎn)落在實(shí)際操作能力的培養(yǎng)上，提升整體教學(xué)水平。
參考文獻(xiàn)
[1]蘇秋慧.微任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在中職CAD教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)研究[J].長春：東北師范大學(xué)，2013.
[2]周紅麗.《電子線路》任務(wù)型課堂教學(xué)過程和實(shí)施步驟的探討[J].新課程學(xué)習(xí)，2009，（2）：105108.
[3]楊瑞萍.基于工作過程的項(xiàng)目化課程教學(xué)改革實(shí)踐――以“計(jì)算機(jī)輔助電子線路設(shè)計(jì)”課程改革為例[J].吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，31（7）.
關(guān)鍵詞 電子技術(shù)；單元電路；設(shè)計(jì)步驟；設(shè)計(jì)方法
中圖分類號(hào)：TN792 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）15-0074-01
設(shè)計(jì)電子電路，首先應(yīng)該明確設(shè)計(jì)任務(wù)，然后根據(jù)任務(wù)進(jìn)行方案的選擇。完成總體的電路設(shè)計(jì)，應(yīng)該準(zhǔn)確的完成各個(gè)單元電路的設(shè)計(jì)，完成參數(shù)的計(jì)算、元器件的選擇，之后連接各個(gè)單元電路，組成完整的電子電路。所以，單元電路的設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)，也是電子設(shè)計(jì)中重要的一部分。
1 電子技術(shù)及單元電路的概念
電子技術(shù)就是根據(jù)電子學(xué)原理，將各功能的電子元件，按照一定功能、一定實(shí)現(xiàn)順序連接，實(shí)現(xiàn)某種功能，這是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，電子技術(shù)包括兩大分支：信息電子技術(shù)、電路電子技術(shù)。其中信息電子技術(shù)是電工類基礎(chǔ)學(xué)科，包括模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)。電子技術(shù)主要的處理對(duì)象是針對(duì)信號(hào)的，我們生活中常見的衛(wèi)星信號(hào)、超聲波信號(hào)等，處理的方式包括放大、濾波、轉(zhuǎn)換等。
電子電路設(shè)計(jì)需要用到大量的電子元器件，電子元件是指電容器、電阻器、變壓器、開關(guān)等，電子器件包括晶體管、電子管、離子管等。電子電路按照組成分類，可以分為集成電路、分立電路，單元電路是電子電路中，具有一定功能的一個(gè)小部分，常用的單元電路有放大電路、整流電路、振蕩電路、檢波電路、數(shù)字電路。數(shù)字電路中還包括的常用的邏輯電路有：與門、或門、非門、及組合起來的計(jì)數(shù)電路、觸發(fā)器、加減運(yùn)算器等。提高單元電路的設(shè)計(jì)精度，能夠提高電子電路整體的精度。
2 單元電路的設(shè)計(jì)步驟
2.1 明確任務(wù)
再設(shè)計(jì)電路時(shí)，首先要明確電路需要的功能，制定詳細(xì)的任務(wù)書，確定需要的單元電路，星系擬定電路的性能指標(biāo)，再通過計(jì)算電壓需要放大的倍數(shù)、電路中輸入輸出電阻的大小，繪制執(zhí)行流程圖，通過設(shè)計(jì)，將電路所需的成本降到最低，提高每個(gè)單元電路、參數(shù)的精度，在提高設(shè)計(jì)電路的可靠性、穩(wěn)定性的前提下，盡量簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)電路。
2.2 參數(shù)計(jì)算
計(jì)算參數(shù)是設(shè)計(jì)電路必須要進(jìn)行得步驟，通過計(jì)算，來保證電路中各個(gè)單元電路的功能指標(biāo)需要達(dá)到的要求，計(jì)算參數(shù)需要電子技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，單元電路的設(shè)計(jì)需要強(qiáng)大的理論知識(shí)的支撐，才能做到爐火純青。例如，在計(jì)算如下放大電路的時(shí)候，我們需要計(jì)算每個(gè)電阻的阻值、以及放大倍數(shù)，同一個(gè)電路，可能有很多數(shù)據(jù)，所以要正確的選擇數(shù)據(jù)，注意方法。
2.3 繪制電路圖
電路設(shè)計(jì)時(shí)，需要將單元電路與整機(jī)電路相連，設(shè)計(jì)完整的具有一定功能的電路圖，在連接時(shí)，需要注意單元電路間連接的簡(jiǎn)化，以及最重要的是，電路的電氣連接，是否能夠?qū)ǎ瑢?shí)現(xiàn)預(yù)定功能。例如，設(shè)計(jì)單元電路間的級(jí)聯(lián)時(shí)，各單元電路設(shè)計(jì)完成時(shí)，還要考慮這些，意在減少浪費(fèi)，還要注意輸入信號(hào)、輸出信號(hào)、控制信號(hào)間的關(guān)系，同時(shí)還要注意一些事項(xiàng)：首先，注意電路圖的可讀性。繪圖時(shí)，盡量將主電路圖繪制在一張圖紙上，其中較為獨(dú)立的部分單元電路、以及次要部分可以繪制在另一張圖上，但是一定要注意圖之間的電氣端口的連接，是否對(duì)應(yīng)，各圖紙間的輸入輸出端口都要提前做好標(biāo)記。
其次，注意信號(hào)流向以圖形符號(hào)。信號(hào)的流向，一般從輸入端、信號(hào)源開始，從左至右、從上到下，按信號(hào)的流向依次連接單元電路。而且，圖中要加上適當(dāng)?shù)恼f明，如符號(hào)的標(biāo)注、阻值等。
最后，注意連接線畫法。電路圖中，各元件間的連接應(yīng)為直線，且盡量減少交叉線，連接線的分布應(yīng)為水平或者垂直，除非應(yīng)對(duì)特殊情況，否則不要化斜線，如圖中不可避免的出現(xiàn)交叉，要將連接點(diǎn)用原點(diǎn)表示。
3 幾種典型單元電路的設(shè)計(jì)方法
電子電路設(shè)計(jì)中，單元電路一定要設(shè)計(jì)合理，否則將會(huì)影響整個(gè)電路的聯(lián)通，所以，電氣工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)該更謹(jǐn)慎的致力于單元電路的設(shè)計(jì)。
3.1 對(duì)于線性集成運(yùn)放組成的穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)
穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)，一般先讓輸入電壓通過電壓變壓器，然后進(jìn)行整流，然后經(jīng)過濾波電路，成為穩(wěn)壓電路。設(shè)計(jì)單元電路時(shí)，串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路可分為幾個(gè)部分，調(diào)整部分、取樣部分、比較放大電路、基準(zhǔn)電壓電路等。這樣的設(shè)計(jì)能夠使單元電路具有保護(hù)過流、短路電流。
3.2 單元電路之間的級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)
單元電路設(shè)計(jì)完成之后，還要考慮單元電路間的級(jí)聯(lián)問題。例如，電氣特性的相互匹配、信號(hào)耦合方式、時(shí)序配合、相互干擾等。其中信號(hào)耦合方式，還包括：直接耦合、間接耦合、阻容耦合、變壓器耦合、光耦合。時(shí)序配合的問題，相對(duì)比較復(fù)雜，需要對(duì)每個(gè)單元電路的信號(hào)進(jìn)行詳細(xì)的分析，來確定電路時(shí)序。
3.3 對(duì)于運(yùn)算放大器電路的設(shè)計(jì)
運(yùn)算放大電路在電路設(shè)計(jì)中十分常用，它能夠與反饋網(wǎng)絡(luò)連接，組成具有特定功能的電路模塊，是具有很高放大倍數(shù)的單元電路。運(yùn)放電路的設(shè)計(jì)，可以通過元器件的組合，也可以通過具有相應(yīng)功能的芯片構(gòu)成，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)各種參數(shù)都要整體權(quán)衡，不能盲目的追求某個(gè)指標(biāo)的先進(jìn)。其中，要引起重視的是，應(yīng)在消震引腳間接入適當(dāng)?shù)碾娙菹癖M量避免兩級(jí)以上的放大級(jí)相連。
4 結(jié)束語
電子電路種類繁多，其中涉及的理論和技巧也比較多，所以，為實(shí)現(xiàn)某種功能，有很多設(shè)計(jì)方法。隨著集成電路的迅猛發(fā)展，很多新型元器件層出不窮，使電子設(shè)計(jì)又出現(xiàn)了新的格局。要求工程師在設(shè)計(jì)時(shí)，能夠漸漸地脫離復(fù)雜繁多的單元電路，更多的利用集成的電路芯片，同時(shí)，還要求設(shè)計(jì)者深入了解集成芯片的功能，以及單元電路的連接，實(shí)現(xiàn)集成電路與單元電路的合理的連接，進(jìn)而簡(jiǎn)化總體的電路設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
[1]李妙長.淺談電子技術(shù)中單元電路的設(shè)計(jì)[J].中國校外教育（基教版），2012（05）：12-16.
[2]索靜，劉杰.電子技術(shù)中單元電路的設(shè)計(jì)方法研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2011（11）：21-25.
[3]雷時(shí)榮.電子技術(shù)中單元電路的設(shè)計(jì)方法[J].電子世界，2011（11）：04-09.
[關(guān)鍵詞]電路設(shè)計(jì) 技術(shù) 技巧
中圖分類號(hào)：TD327.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）13-0214-01
前言：大量的事實(shí)表明，在電子產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候，如果在最初的電路設(shè)計(jì)方面出現(xiàn)了問題，那么所耗費(fèi)的成本是十分巨大的，對(duì)公司所造成的損失也是相當(dāng)巨大的。因此，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，必須使用一定的技巧，應(yīng)用比較先進(jìn)的技術(shù)，這樣才能使得電子產(chǎn)品的性能更加良好，更受用戶的歡迎。本文將從電子電路設(shè)計(jì)的技術(shù)和技巧兩個(gè)方面進(jìn)行分析，對(duì)于電路設(shè)計(jì)的技術(shù)方面，從線路設(shè)計(jì)、線路布局、STM技術(shù)應(yīng)用等三個(gè)方面進(jìn)行分析，而對(duì)電路設(shè)計(jì)的技巧方面，則從電源優(yōu)化、地線設(shè)計(jì)、配件安全認(rèn)證等三個(gè)方面進(jìn)行分析，以求能對(duì)電子產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)的優(yōu)化起到作用。
1 電路設(shè)計(jì)的技術(shù)分析
1.1 電路設(shè)計(jì)中的線路分析
一般情況下，電子產(chǎn)品都采用的是手工布線，而手工布線包含有兩種方法，一種是自動(dòng)推擠，另一種是布線，這兩種方法通常都是相互配合的。在電子電路設(shè)計(jì)中，布線工作十分重要，而且最講究技巧性，因此必須備受重視。布線有單面布線和雙面布線兩種，其設(shè)計(jì)形式也有兩種，一種是自動(dòng)式設(shè)計(jì)，另一種是交互式設(shè)計(jì)。兩者在應(yīng)用中也有先后順序，一般情況下先用交互式設(shè)計(jì)進(jìn)行部分布線。然而在線路可能會(huì)產(chǎn)生反射，從而造成干擾，為了防止這一干擾，不能讓輸出與輸入端的之間的線路平行，而且僅僅這樣做還是不夠的，還要增加地線，將這兩路線進(jìn)行隔離。寄生耦合有利于線路的運(yùn)行，而要產(chǎn)生這樣的效果，必須讓布線產(chǎn)生垂直效果。除了以上這些工作以外，要想使得電路設(shè)計(jì)中的線路更加完美，必須消除電源帶來的一些干擾，怎么做呢？要在電源和電線之間增加耦電容，還要盡可能將電源與地線之間的距離增大，同時(shí)將電線加寬，這樣就可以明顯地降低電源與地線之間的相互影響，使得線路運(yùn)轉(zhuǎn)中沒有過多的額外損耗，從而使得電路能夠使用更長時(shí)間，也使得產(chǎn)品質(zhì)量大大提高。
1.2 電路設(shè)計(jì)中的布局分析
電子線路的布局設(shè)計(jì)也是十分重要的，如果布局設(shè)計(jì)產(chǎn)生了問題，那么，電路的運(yùn)行效果就會(huì)大打折扣，甚至?xí)?yán)重縮短電子產(chǎn)品的使用時(shí)限，因此，在進(jìn)行布局設(shè)計(jì)時(shí)必須十分認(rèn)真，注重布局設(shè)計(jì)的合理性及效果。從整體上來說，產(chǎn)品的質(zhì)量和外觀是產(chǎn)品能否被大眾所認(rèn)可的關(guān)鍵因素，對(duì)于一個(gè)成功地產(chǎn)品來說，這兩者缺一不可。要想使得線路設(shè)計(jì)更完美，就不得不注重一些細(xì)節(jié)，比如，一般走線不宜過長，而為了避免這一問題，在進(jìn)行飛線連接時(shí)，要將相連的電子元件放在一起，而且放置的位置要盡量寬松一點(diǎn)，對(duì)器件進(jìn)行散熱處理，因?yàn)檫@些器件都是要進(jìn)行焊接的，擠在一起可能會(huì)將錯(cuò)誤的線路焊接起來；為了防止出現(xiàn)干擾的情況，應(yīng)該將數(shù)字以及模擬器件盡可能地隔離；要更多地利用Array功能。
1.3 電路設(shè)計(jì)中的STM技術(shù)應(yīng)用
SMT技術(shù)在電子電路中應(yīng)用十分廣泛，所以要想使得電子產(chǎn)品的質(zhì)量得到保證，就必須要重視STM技術(shù)的研究與應(yīng)用，那么接下來我們就通過對(duì)多功能燈的設(shè)計(jì)理念來具體講解一下SMT技術(shù)。通常來說，多功能燈有以下三個(gè)重要部件：LED燈頭、螺旋鋼管、三防外亮燈。在應(yīng)用STM技術(shù)時(shí)，可以將其分為兩個(gè)過程，其一是掛膠，其二是錫膏，這兩個(gè)過程在進(jìn)行貼片工作之前所采用的工藝是不同的，一般情況下，掛膠過程使用的是貼片膠，而錫膏過程所使用的焊錫膏。而且貼片所起到的作用也不相同，掛膠過程只是用來固定的，錫膏過程是用來焊接的。除此之外，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的時(shí)候，還要注意以下幾點(diǎn)問題：拼版的選擇問題以及拼版的數(shù)量問題。通過分析，我們可以知道多功能燈主控板的關(guān)鍵在于雙面錫膏回流焊接，那么在選擇主控板時(shí)就有以下兩個(gè)方案：TOP層設(shè)計(jì)方案和BOT層設(shè)計(jì)方案。至于具體要使用哪一種，則要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析，根據(jù)電子元件的特點(diǎn)：元件數(shù)量多、元件分布不甚合理、散熱不利等特點(diǎn)綜合考慮，應(yīng)該選擇BOT設(shè)計(jì)方案，因?yàn)樗泻芏嗪锰帲禾岣叽蚣省⒐?jié)約網(wǎng)板、將主控板做成單面板時(shí)可以手工焊接元件。主控板采用陰陽板也有很多優(yōu)點(diǎn)：降低成本、節(jié)省優(yōu)化時(shí)間、節(jié)約輔助材料、提高生產(chǎn)效率、生產(chǎn)期間用不著換產(chǎn)，可以生產(chǎn)更多的產(chǎn)品、節(jié)省很多的搬運(yùn)時(shí)間。因此，設(shè)計(jì)中陰陽板的使用非常廣泛。
2 電路設(shè)計(jì)的技巧說明
2.1 優(yōu)化電源設(shè)置
一般來說，比較大型的電子產(chǎn)品，諸如音響等，對(duì)電源的依賴程度較高，需要各種不同型號(hào)的電源來供應(yīng)線路的運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，在進(jìn)行線路設(shè)計(jì)時(shí)一定要將這些電源區(qū)分開來。在選擇電源時(shí)，一定要根據(jù)線路的承載力以及元件的電功承受力來選擇電源，一定不能選擇過大的電源，以免使得元件或者線路過度發(fā)熱而造成損害，減少電子產(chǎn)品的使用壽命。然而還需要考慮的是，對(duì)于橋式整合電路，必須要較低雜波，以免橋式整合電路的波形被雜波干擾，這就必須要增加源濾波電路，從而過濾掉咋波，這樣還可以同時(shí)起到提高產(chǎn)品性能的效果。
2.2 地線的設(shè)置技巧
對(duì)于一些音頻電子設(shè)備來說，地線處理比較復(fù)雜，其原因是由于這些電子設(shè)備的電流較大。一般來說，電路的位置是由電源來決定的。通常情況下，F(xiàn)M音頻、DA解碼芯片等地線都會(huì)連接到功放的底線上，但不排除，有的電子產(chǎn)品將功放電路單點(diǎn)接地，并將其與濾波電源相連接，這樣做比較安全。但是這樣做是有局限性的，可以看以下這樣一個(gè)分析：假定某電源的電壓為0V，功放到電源的地線之間具有0.25R的電阻，那這段電路的電流是2A，那么功放電壓就提高到0.5V。有實(shí)驗(yàn)證明，若AUX輸入的電壓為1V，接入電源后，電源與功放的電壓就只有0.5V。因此，我們可以知道，功放的擴(kuò)大倍數(shù)將會(huì)受到限制，除此之外，因?yàn)锳UX此時(shí)屬于音頻信號(hào)，會(huì)產(chǎn)生電幅的波動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致功放不穩(wěn)定，很顯然這會(huì)使得一些音頻設(shè)備的聲音十分難聽。
2.3 對(duì)電路配件進(jìn)行安全認(rèn)證
有些電子設(shè)備屬于高電壓產(chǎn)品，所以，在出廠時(shí)必須要進(jìn)行安全認(rèn)證。在進(jìn)行安全認(rèn)證時(shí)，要使用沒有受到侵漆的變壓器，而測(cè)試的重點(diǎn)則是耐壓性。假如可以在電路中安裝幾段保險(xiǎn)絲，那么，就會(huì)極大地避免電路因電流過大而使得元件損壞。另外，還有一些其他的比較常用的安全認(rèn)證方式，例如，在連接線上添加磁環(huán)就是一個(gè)非常簡(jiǎn)便且實(shí)用的方法。對(duì)于廣大用戶來說，在購買這些產(chǎn)品時(shí)，一定要細(xì)心查看安全認(rèn)證標(biāo)識(shí)，確保合格后方可購買。
結(jié)語：通過以上的分析，我們已經(jīng)對(duì)電子電路的設(shè)計(jì)技術(shù)及設(shè)計(jì)技巧有所了解，能夠明白其復(fù)雜性和難易程度，所以，對(duì)于從事電子電路設(shè)計(jì)的工程師而言，這是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)，需要設(shè)計(jì)者盡心盡力地去完成這一設(shè)計(jì)，而且不僅僅只是完成這么簡(jiǎn)單，更要完成的更好才行，要全力以赴設(shè)計(jì)出更完美的、性能更好的電路。這就要求設(shè)計(jì)者要多多聯(lián)系實(shí)際，積極探索，努力從實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，這樣才能夠設(shè)計(jì)出更加有效的電路，從而能夠提高公司產(chǎn)品的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
[1]衛(wèi)永琴，劉春暉.淺談時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)中的小技巧[J].科技視界，2014，30：16+62.
1.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與要求
本課程的重點(diǎn)是電路設(shè)計(jì)，內(nèi)容側(cè)重綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)制作較為復(fù)雜的功能電路或小型電子系統(tǒng)。一般給出實(shí)驗(yàn)任務(wù)和設(shè)計(jì)要求，通過電路方案設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、電路安裝調(diào)試和指標(biāo)測(cè)試、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等過程，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，提高電路設(shè)計(jì)水平和實(shí)驗(yàn)技能。在實(shí)踐中著重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)的綜合分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的能力。電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)一般要求學(xué)生根據(jù)題目要求，通過查閱資料、調(diào)查研究等，獨(dú)立完成方案設(shè)計(jì)、元器件選擇、電路設(shè)計(jì)、仿真分析、電路的安裝調(diào)試及指標(biāo)測(cè)試，并獨(dú)立寫出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、文理通順的?shí)驗(yàn)報(bào)告。
具體地說，學(xué)生通過課程設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐，應(yīng)達(dá)到以下基本要求：建立電子系統(tǒng)的概念，綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程中所學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)完成一個(gè)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；掌握電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法，了解電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)；進(jìn)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(guān)資料和使用器件手冊(cè)的基本方法；掌握用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件設(shè)計(jì)與仿真電路系統(tǒng)的基本方法；進(jìn)一步熟悉電子儀器的正確使用方法；學(xué)會(huì)撰寫課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告；培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
2.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)過程
電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是在教師指導(dǎo)下，學(xué)生獨(dú)立完成課題，達(dá)到對(duì)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合性訓(xùn)練，要求本課程設(shè)計(jì)涵蓋模擬電路知識(shí)和數(shù)字電路知識(shí)，因此課程設(shè)計(jì)的選題要求包含數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)。教學(xué)環(huán)節(jié)可以分為以下四個(gè)部分。
2.1課堂講授。
課程設(shè)計(jì)開始前，需要確定指導(dǎo)老師。由指導(dǎo)老師通過兩學(xué)時(shí)的教學(xué)，明確課程設(shè)計(jì)的要求，主要內(nèi)容包括課程介紹、教學(xué)安排、成績(jī)?cè)u(píng)定方法等。在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中，指導(dǎo)老師介紹課題的基本情況與要求，要求學(xué)生從多個(gè)課題中選擇一個(gè)。
2.2設(shè)計(jì)與調(diào)試環(huán)節(jié)。
2.2.1前期準(zhǔn)備、方案及電路設(shè)計(jì)。
前期準(zhǔn)備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設(shè)計(jì)、電路仿真等。在確定方案時(shí)要求學(xué)生認(rèn)真閱讀教材，根據(jù)技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)行方案分析、論證和計(jì)算，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工作內(nèi)容如下：題目分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、具體電路設(shè)計(jì)。學(xué)生根據(jù)所選課題的任務(wù)、要求和條件進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì)，通過論證與選擇，確定總體方案。此后是對(duì)方案中單元電路進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算，稱為預(yù)設(shè)計(jì)階段，包括元器件的選用和電路參數(shù)的計(jì)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(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)的30％。
2.2.2在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行電路安裝、調(diào)試，指標(biāo)測(cè)試等。
在安裝與調(diào)試這個(gè)階段，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行安裝和調(diào)試，達(dá)到任務(wù)書的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。預(yù)設(shè)計(jì)經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過后，學(xué)生即可購買所需元器件等材料，并在實(shí)驗(yàn)箱上或試驗(yàn)板上組裝電路。運(yùn)用測(cè)試儀表調(diào)試電路、排除電路故障、調(diào)整元器件、修改電路（并制作相應(yīng)電路板），使之達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。此階段往往是課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，所需時(shí)間約占總學(xué)時(shí)的50％。
2.3撰寫總結(jié)報(bào)告，總結(jié)交流與討論。
撰寫課程設(shè)計(jì)的總結(jié)報(bào)告是對(duì)學(xué)生寫科學(xué)論文和科研總結(jié)報(bào)告能力的訓(xùn)練。學(xué)生寫報(bào)告，不僅要對(duì)設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試的內(nèi)容進(jìn)行全面總結(jié)，而且要把實(shí)踐內(nèi)容上升到理論高度。總結(jié)報(bào)告應(yīng)包括以下方面：系統(tǒng)任務(wù)與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外，還應(yīng)對(duì)以下幾部分進(jìn)行說明：設(shè)計(jì)進(jìn)程記錄，設(shè)計(jì)方案說明、比較，實(shí)際電路圖，功能與指標(biāo)測(cè)試結(jié)果，存在的問題及改進(jìn)意見，等等?？偨Y(jié)報(bào)告具體內(nèi)容如下：課題名稱、內(nèi)容摘要、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求、比較和選擇設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案、畫出系統(tǒng)框圖、單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)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(diào)試的內(nèi)容，包括使用的主要儀器和儀表；調(diào)試電路的方法和技巧；測(cè)試的數(shù)據(jù)和波形并與計(jì)算結(jié)果比較分析；調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法。總結(jié)設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)和方案的優(yōu)缺點(diǎn)，指出課題的核心及實(shí)用價(jià)值，列出系統(tǒng)需要的元器件清單，列出參考文獻(xiàn)，收獲、體會(huì)，并對(duì)本次設(shè)計(jì)提出建議。
2.4成績(jī)?cè)u(píng)定。
課程的實(shí)踐性不僅體現(xiàn)實(shí)際操作能力，而且體現(xiàn)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)和分析的能力。因此，課程設(shè)計(jì)的考核分為以下部分：設(shè)計(jì)方案的正確性與合理性。設(shè)計(jì)成品：觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，是否達(dá)到技術(shù)要求。（安裝工藝水平、調(diào)試中分析解決問題的能力）實(shí)驗(yàn)報(bào)告：實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)具有設(shè)計(jì)題目、技術(shù)指標(biāo)、實(shí)現(xiàn)方案、測(cè)試數(shù)據(jù)、出現(xiàn)的問題與解決方法、收獲體會(huì)等。課程設(shè)計(jì)答辯：考查學(xué)生實(shí)際掌握的能力和表達(dá)能力，設(shè)計(jì)過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、工作作風(fēng)和科學(xué)精神及創(chuàng)新精神，等等。
3.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的步驟
在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”理論課程教學(xué)中，通常只介紹單元電路的設(shè)計(jì)。然而，一個(gè)實(shí)用的電子電路通常是由若干個(gè)單元電路組成的。通常將規(guī)模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此，一個(gè)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅包括單元電路的設(shè)計(jì)，還包括總體電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)（總體電路由哪些單元電路構(gòu)成，以及單元電路之間如何連接，等等）。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，各種通用和專用的模擬和數(shù)字集成電路大量涌現(xiàn)，電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)除了單元電路的設(shè)計(jì)外，還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)越來越重要，不過從教學(xué)訓(xùn)練角度出發(fā)，課程設(shè)計(jì)仍應(yīng)保留一定的單元電路內(nèi)容。電子系統(tǒng)分為模擬型、數(shù)字型及兩者兼而有之的混合型三種。雖然模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)的方法有所不同（尤其單元電路的設(shè)計(jì)），但總體電路的設(shè)計(jì)步驟是基本相同的。電子電路的一般設(shè)計(jì)方法與步驟包括：總體方案的設(shè)計(jì)與方案論證、單元電路的設(shè)計(jì)、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關(guān)鍵電路試驗(yàn)、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。
關(guān)鍵詞：可靠性仿真技術(shù)；課改要求；任務(wù)驅(qū)動(dòng)；電路設(shè)計(jì)
1基于可靠性仿真技術(shù)的電路設(shè)計(jì)需求分析
基于可靠性仿真技術(shù)的電路設(shè)計(jì)主要是以虛擬儀器設(shè)備替代現(xiàn)實(shí)電子元器件，從而為電子電路的實(shí)踐教學(xué)提供有效支撐，從而更好了踐行“理實(shí)一體化”的教學(xué)理念，促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐技能的提升，促使課程回歸教學(xué)的本質(zhì)。1.1實(shí)踐性教學(xué)開展的內(nèi)在需求?；诳煽啃苑抡婕夹g(shù)的電路設(shè)計(jì)，學(xué)生可以參與擬訂設(shè)計(jì)方案、仿真模擬等環(huán)節(jié)，從電路的設(shè)計(jì)方案、仿真模擬等環(huán)節(jié)，能夠?qū)⒒逎y懂的理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)相結(jié)合，幫助學(xué)生提升實(shí)踐技能。1.2實(shí)現(xiàn)層次化和差異化教學(xué)的必然選擇。關(guān)涉電路設(shè)計(jì)的技術(shù)型教學(xué)內(nèi)容涉及的元器件較為繁雜，且不同元器件性能、參數(shù)、封裝形式、價(jià)格、功耗等存在較大區(qū)別，在教學(xué)過程中需要反復(fù)的實(shí)驗(yàn)、測(cè)試，這增加了設(shè)備投資成本，而且因?yàn)閷W(xué)生個(gè)性化差異，學(xué)習(xí)、接受能力各不相同，加之電子元器件復(fù)雜程度的不同，應(yīng)該據(jù)此分層次設(shè)定目標(biāo)，以貼近生活、學(xué)生所喜愛的教學(xué)內(nèi)容，以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的形式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)，但這勢(shì)必增加電子元器件的投入，而仿真模擬電路的設(shè)計(jì)可以利用仿真軟件呈現(xiàn)電子電路的操作面板和功能，并通過交互式操作完成相應(yīng)測(cè)試任務(wù)，不僅滿足了教學(xué)需求，而且控制了教學(xué)成本。
2基于可靠性仿真技術(shù)的電路設(shè)計(jì)方案
2.1電路設(shè)計(jì)的整體流程?？煽啃苑抡婕夹g(shù)可以檢驗(yàn)電路存在的故障并發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)，從而有針對(duì)性的進(jìn)行改進(jìn)，為了遵循由簡(jiǎn)入繁的原則，以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和積極性，本文以典型電路電源模塊設(shè)計(jì)為例，設(shè)計(jì)過程中首先應(yīng)該進(jìn)行可靠性仿真實(shí)驗(yàn)，其具體的流程如圖1所示。2.2電路設(shè)計(jì)的具體步驟。2.2.1設(shè)計(jì)信息采集。為了實(shí)現(xiàn)電源電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)，應(yīng)詳細(xì)搜集其應(yīng)用環(huán)境和使用方法等信息，具體包含所采用的元器件、原材料特性2.2.2數(shù)字樣機(jī)建模。電路設(shè)計(jì)中數(shù)字樣機(jī)建模須采用專業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)，但因?yàn)閷W(xué)生學(xué)習(xí)、接受能力存在差異，應(yīng)該目標(biāo)層次，將設(shè)計(jì)過程進(jìn)行分解，并以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的形式，將不同設(shè)計(jì)知識(shí)分配到各個(gè)任務(wù)之中，讓學(xué)生通過分步設(shè)計(jì)完成理論知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用，由此才能確保電路設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的效果，通常存在熱設(shè)計(jì)信息和振動(dòng)設(shè)計(jì)信息兩類建模方式，具體的建模步驟為：首先根據(jù)將所獲取的電路信息進(jìn)行簡(jiǎn)化，完成CAD數(shù)字樣機(jī)模型的構(gòu)建，并依據(jù)熱設(shè)計(jì)信息建立CFD數(shù)字樣機(jī)模型，而后依據(jù)振動(dòng)設(shè)計(jì)信息建立FEA數(shù)字樣機(jī)模型。其次，為確保CFD數(shù)字樣機(jī)與物理樣機(jī)的一致性，須對(duì)其進(jìn)行修正與驗(yàn)證，利用對(duì)電源模塊工作狀態(tài)熱測(cè)量的方式，獲取其關(guān)鍵元器件點(diǎn)溫度測(cè)試數(shù)據(jù)，并根據(jù)所得結(jié)果修正電源模塊CFD數(shù)字樣機(jī)的邊界條件、期間參數(shù)，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)CFD數(shù)字樣機(jī)的修正。再次，同理，也須采用相同的方法對(duì)FED數(shù)字樣機(jī)進(jìn)行修正，且測(cè)試過程中，應(yīng)該在約束條件下對(duì)電源模塊重點(diǎn)部位，關(guān)鍵元器件進(jìn)行模態(tài)分析，并依據(jù)結(jié)果完成修正。2.2.3應(yīng)力分析。溫度應(yīng)力分析選用MentorGraphics公司的FloTherMV90分析計(jì)算電源模塊CFD數(shù)字樣機(jī)模型，經(jīng)過分析可知，電源模塊設(shè)計(jì)中如元器件排布不合理，則會(huì)導(dǎo)致電路設(shè)計(jì)存在熱分布過度集中的缺陷。分析中，平臺(tái)環(huán)境溫度70℃設(shè)定為第一參考溫度條件，電源模塊表層軍溫度72℃設(shè)為第二參考溫度條件，經(jīng)過分析，為電源模塊所在分級(jí)提供5V工作電源的功率器區(qū)域，是熱分布較集中的部位，需要修正電路設(shè)計(jì)方案。而對(duì)于振動(dòng)應(yīng)力分析，則選用ANSYS公司的ANSYSWorkbench12.1分析計(jì)算電源模塊FEA數(shù)字樣機(jī)模型，分析結(jié)果顯示，電源模塊中元器件數(shù)量和重量排布、安裝方式設(shè)計(jì)不合理，使得電源模塊產(chǎn)生局部共振的設(shè)計(jì)問題，應(yīng)該據(jù)此進(jìn)行及時(shí)修正，以優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。
3結(jié)束語
本文將可靠性仿真技術(shù)引入電路設(shè)計(jì)之中，將電路細(xì)化分類，并根據(jù)學(xué)生個(gè)體差異由簡(jiǎn)入繁、逐步引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)的分層實(shí)現(xiàn)，也將培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能真正落實(shí)到實(shí)處。
作者:宋月麗 劉立軍 單位:遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院
參考文獻(xiàn)
[1]王朝新,任斌,陳潔,董緒.基于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)開發(fā)與仿真[J].電子設(shè)計(jì)工程,2012,14:44-47.
電子設(shè)計(jì)正朝向自動(dòng)化方向發(fā)展，使電路設(shè)計(jì)教學(xué)中開始采用一些虛擬設(shè)備，通過仿真分析使原本抽象的教學(xué)內(nèi)容更為直觀。電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入了電路仿真軟件，可以使電路設(shè)計(jì)更為直觀，且有助于教師在教學(xué)中針對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行分析，以提高學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)電路的理解能力。
1 Multisim 仿真軟件是電子類課程教學(xué)中的常用軟件
在眾多的電路仿真軟件中，Multisim 仿真軟件是較為常用的，主要在于其操作方便，且電路的仿真分析能力很強(qiáng)。具體操作中，Multisim 仿真軟件可以在Windows基礎(chǔ)上配備虛擬測(cè)量?jī)x器，將電路原理圖輸入軟件操作平臺(tái)上，就可以啟動(dòng)仿真軟件進(jìn)行仿真教學(xué)了。很多開設(shè)電子類課程的學(xué)校都逐步引進(jìn)了Multisim 仿真軟件，仿真電路在電腦顯示器上清晰地呈現(xiàn)出來，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且還讓學(xué)生的實(shí)踐操作能力得到了訓(xùn)練，大大地提高了電工電子教學(xué)效率。
2 Multisim軟件簡(jiǎn)述
Multisim軟件是Electronics Workbench（簡(jiǎn)稱：EWB）的升級(jí)版。作為仿真設(shè)計(jì)軟件，主要用于電子電路的設(shè)計(jì)，其仿真功能是非常強(qiáng)大的。目前所普遍使用的Multisim軟件為Multisim 12.0，與其他的仿真軟件相比，Multisim的功能性更強(qiáng)，在虛擬操作中，軟件可以提供電路元器件達(dá)幾千個(gè)，還可以提供各種電路設(shè)計(jì)中所使用的虛擬儀器，包括信號(hào)發(fā)生器、萬用表以及示波器等等，而且這些電路元件和虛擬儀器的圖形與實(shí)物具有很高的相似性。操作功能上，Multisim軟件可以對(duì)所設(shè)計(jì)的電子電路進(jìn)行演示，對(duì)電子電路的操作情況進(jìn)行測(cè)試，且能夠設(shè)計(jì)所需要類型的電路諸如，數(shù)字電路、基礎(chǔ)電路、射頻電路、微控制器電路、接口電路等等。設(shè)計(jì)者在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以將Multisim所提供的虛擬元器件利用起來進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，并將所選擇的各種設(shè)備連接起來。電路就通過計(jì)算機(jī)繪制出來。當(dāng)電路設(shè)計(jì)完畢之后，還要對(duì)各種元器件的參數(shù)進(jìn)行確定，還要測(cè)試元器件的性能指標(biāo)。從電子類課程教學(xué)的角度而言，由于Multisim操作簡(jiǎn)單，學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)就可以進(jìn)行基本操作。由于操作簡(jiǎn)單且仿真軟件所涉及的電路直觀性較強(qiáng)，因此而在電子類教學(xué)中廣泛使用。
3 電工電子試驗(yàn)中電路仿真軟件的應(yīng)用
3.1 學(xué)生應(yīng)用Multisim 軟件繪制電路仿真圖
電工電子試驗(yàn)教學(xué)中，以試驗(yàn)教學(xué)為主，將理論教學(xué)內(nèi)容融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以提高學(xué)生的理論應(yīng)用能力。學(xué)生應(yīng)用Multisim 軟件繪制電路仿真圖，在計(jì)算機(jī)上啟動(dòng)Multisim 軟件，根據(jù)試驗(yàn)內(nèi)容將實(shí)驗(yàn)電路繪制出來之后，選擇所需要的虛擬電子元器件配備到電路中，并進(jìn)行仿真操作和測(cè)試，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄下來。對(duì)電路的仿真測(cè)試合格之后，學(xué)生課可以利用實(shí)物將與虛擬電路相同的實(shí)際電路構(gòu)建起來，對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試，并將調(diào)試結(jié)果詳細(xì)地記錄下來。在實(shí)驗(yàn)操作總，還要仔細(xì)觀察實(shí)際電路的運(yùn)行狀態(tài)，以及所獲得的運(yùn)行結(jié)果，采用對(duì)比分析法對(duì)虛擬電路的方針結(jié)果與實(shí)物運(yùn)行中所獲得的結(jié)果進(jìn)行比照。由于虛擬仿真電路所連接的元器件以及各種儀器設(shè)備都是處于理想運(yùn)行狀態(tài)，因而虛擬電路和實(shí)際電路的運(yùn)行結(jié)果會(huì)存在一定的誤差。如果誤差范圍沒有超過規(guī)定的范圍，這個(gè)試驗(yàn)操作所獲得的結(jié)果就是有效的。在電工電子試驗(yàn)中，采用電路仿真軟件進(jìn)行仿真操作，實(shí)現(xiàn)了電子類課程的理論教學(xué)與實(shí)際教學(xué)的有效結(jié)合，而且還使試驗(yàn)結(jié)果更為清晰，加之學(xué)生親自參與虛擬仿真試驗(yàn)，學(xué)生對(duì)相關(guān)理論知識(shí)通過試驗(yàn)得到了驗(yàn)證，不僅可以提高電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，還使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性被激發(fā)起來。
3.2 Multisim 軟件仿真試驗(yàn)的動(dòng)態(tài)觀測(cè)
對(duì)Multisim 軟件仿真試驗(yàn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)，以流水燈實(shí)驗(yàn)為例。
使用Multisim 軟件所設(shè)計(jì)的電路為自行振蕩電路和顯示器對(duì)各種電路輪流顯示。按照規(guī)定的設(shè)計(jì)內(nèi)容，流水燈電路設(shè)計(jì)需要使用的器具包括四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼器、LM555、發(fā)光二極管顯示器8個(gè)。其中，四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器是將74IS163連接成為二進(jìn)制的計(jì)數(shù)形式。使用指示燈監(jiān)測(cè)其對(duì)74IS163的計(jì)數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。將三個(gè)指示燈接入到地址控制端，使能端都處于使能狀態(tài)。輸出端所連接的是發(fā)光二極管顯示器，共8個(gè)，都連接在LED顯示管的負(fù)極上。當(dāng)進(jìn)行仿真調(diào)試的時(shí)候，可以看出三個(gè)指示燈都按照三位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)發(fā)光。與此同時(shí)，還將LED顯示管依次點(diǎn)亮。當(dāng)兩邊的燈都亮起來的時(shí)候，就現(xiàn)實(shí)譯碼器5處于低電平狀體的時(shí)候，所連接的發(fā)光二極管就會(huì)亮起來，這就可以證明電路設(shè)計(jì)是有效的。
4 總結(jié)
綜上所述，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活方式都發(fā)生了變化。為了促進(jìn)教學(xué)與實(shí)踐有效結(jié)合，一些學(xué)校在電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用了電路仿真軟件，以使學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室模式實(shí)驗(yàn)，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，還能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)探索的興趣。Multisim軟件是電子類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的常用工具，由于操作簡(jiǎn)單，學(xué)生能夠利用軟件自主設(shè)計(jì)電路，由此而使得學(xué)生的操作能力得以增強(qiáng)。
參考文獻(xiàn)
[1]吳根忠，李劍清.基于 Multisim的電工學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2011，14（03）：19-21.
[2]姜鳳利，樸在林，王義明，等.電工與電子技術(shù)課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)研究與實(shí)踐[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社科版），2013，15（02）：196-199.
Multisim是美國NI公司推出的一款原理電路設(shè)計(jì)、電路功能測(cè)試的虛擬仿真軟件，適合電子技術(shù)教學(xué)。利用Multisim對(duì)電子電路進(jìn)行虛擬仿真，有助于通過簡(jiǎn)化電路模型來學(xué)習(xí)電子電路中的基本概念、基本理論和基本方法。在利用軟件Multisim對(duì)模擬電子電路分析和仿真時(shí)應(yīng)明確如下問題。（1）應(yīng)用Multisim仿真工具進(jìn)行電路仿真的基礎(chǔ)是建立相應(yīng)的電路模型，搭建電路原理圖，定性分析電路中元器件的參數(shù)要求。（2）模擬電子電路的分析是利用理論分析和仿真分析對(duì)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，明確該電路要分析的基本概念，進(jìn)而指導(dǎo)電路調(diào)試和測(cè)試。理論分析是指理解電路的工作原理、明確電路的功能特點(diǎn)、建立電路的等效模型，即將非線性的半導(dǎo)體器件進(jìn)行線性等效。根據(jù)電路理論，估算該電路的重要基本概念，如基本放大電路需要估算電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻等重要參數(shù)。（3）仿真分析需要考慮半導(dǎo)體器件的非線性特性，分析結(jié)果在一定程度上接近理論分析，是比較精確的計(jì)算，可將理論分析作為指導(dǎo)進(jìn)行仿真分析。理論分析和仿真分析相結(jié)合，可用于試驗(yàn)性的電路設(shè)計(jì)，邊仿真邊設(shè)計(jì)電路中元器件的參數(shù)，達(dá)到電路設(shè)計(jì)的要求。
2、基于Multisim仿真軟件的教學(xué)實(shí)例
2.1理論分析
一個(gè)實(shí)際放大電路的構(gòu)成要滿足直流通路和交流通路都正確這個(gè)條件。直流通路為偏置電路，保證放大電路有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)Q。而交流通路則決定了放大電路的組態(tài)，保證輸入信號(hào)能夠加入放大電路，輸出信號(hào)能夠正常取出，最終實(shí)現(xiàn)放大。構(gòu)建共射基本放大電路，如圖1所示。給定三極管的UBE=0.7V，β=50，rbb'=300Ω。直流通路和小信號(hào)等效電路如圖1（b）和圖1（c）所示。（1）直流分析：根據(jù)輸入回路和輸出回路，計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)的電壓和電流如下：基極電流IBQ=26μA，集電極、發(fā)射極電流ICQ=IEQ=1.3mA，管壓降UCEQ=5.5V。（2）交流分析：根據(jù)小信號(hào)等效電路，計(jì)算性能指標(biāo)如下：電壓放大倍數(shù)≈-94.7，輸入電阻Ri≈1.32kΩ，輸出電阻Ro=5kΩ。
2.2仿真分析
Multisim提供的虛擬三極管（BJT_NPN_VIRTUAL）采用的是低頻小信號(hào)模型，其特性接近理想三極管。電路仿真中使用虛擬三極管，其參數(shù)輸入電阻為0，電流放大倍數(shù)恒定，輸入與輸出特性均為線性，器件特性與頻率無關(guān)。搭建仿真電路，如圖2所示，選擇虛擬三極管，雙擊彈出三極管“屬性”編輯窗口，在其中的“編輯模型”對(duì)話框中編輯參數(shù)，更改β=BE=50，rbb'=RB=300Ω=0.3kΩ。其他元器件參數(shù)選取參照?qǐng)D1。（1）直流分析。利用Multisim10基本分析方法中的直流工作點(diǎn)分析法（DCOperatingPoint）來分析電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q設(shè)置情況。啟動(dòng)“仿真”，單擊“分析”功能中的“直流工作點(diǎn)分析”命令，打開Multisim10的“直流工作點(diǎn)分析”對(duì)話框，如圖3所示。單擊“輸出”選項(xiàng)，添加仿真變量到右邊選項(xiàng)框，然后單擊“仿真”按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)顯示運(yùn)行結(jié)果，如圖4所示。根據(jù)圖4可知，各個(gè)仿真節(jié)點(diǎn)的變量含義為V(2)=UBE=0.789V，V(3)=UCEQ=5.48191V，I(ccvcc)=ICQ=1.32969mA。（2）交流分析。給定10mV/10kHz的正弦波輸入信號(hào)，將輸入信號(hào)和輸出信號(hào)連接到虛擬儀器示波器，打開仿真開關(guān)，雙擊示波器得到輸入和輸出信號(hào)波形，如圖5所示。根據(jù)輸入、輸出波形標(biāo)尺線處的讀數(shù)，計(jì)算電壓放大倍數(shù)為根據(jù)輸入電阻Ri的定義，Ri=Ui/Ii，其中Ui是輸入端口的電壓，Ii是輸入端口的電流。在放大電路的輸入回路接入電壓表和電流表，仿真時(shí)利用電壓表測(cè)量輸入端口基極和發(fā)射極之間的電壓為7.071mV；利用電流表測(cè)量輸入端口基極的電流為5.439μA，如圖6所示。可得放大電路的輸入電阻為Ri=7.071mV/5.439μA=1.3kΩ。注意在使用萬用表測(cè)量電壓和電流時(shí)要設(shè)置為相應(yīng)的電壓、電流作為電壓表和電流表，以及設(shè)置為交流來測(cè)量。在輸出回路采用外加電壓方法，斷開負(fù)載電阻，將電路中的信號(hào)源置零，在輸出端接入一個(gè)10mV/10kHz的正弦信號(hào)源，同時(shí)在輸出端接入電流表用來測(cè)量端口電流，接入電壓表用來測(cè)量端口電壓，單擊“仿真”按鈕，雙擊電流表及電壓表，創(chuàng)建的電路如圖7所示，可得放大電路R0=10mV/2μA=5kΩ。
2.3分析總結(jié)
（1）直流分析的目的是估算或測(cè)試靜態(tài)工作點(diǎn)Q，確定三極管是否工作在放大區(qū)。當(dāng)Q點(diǎn)過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生飽和失真，當(dāng)Q點(diǎn)過低時(shí)會(huì)產(chǎn)生截止失真。該電路的直流偏置電路為固定偏置電路，若出現(xiàn)飽和失真，可增大Rb電阻，使Q點(diǎn)沿交流負(fù)載線向下移動(dòng)；若出現(xiàn)截止失真，可減小Rb電阻，使Q點(diǎn)沿交流負(fù)載線向上移動(dòng)。直流分析的內(nèi)容是輸入回路的電流IBQ和電壓UBEQ，輸出回路的電流ICQ和電壓UCEQ。根據(jù)理論分析估算可知，集電極電流ICQ=1.3mA，管壓降UCEQ=5.5V；而仿真分析得到的參數(shù)為：I(ccvcc)=ICQ=1.32969mA，V(2)=UBE=0.789V，V(3)=UCEQ=5.48191V?？芍o態(tài)工作點(diǎn)Q位置合適，保證放大電路能夠正常工作。對(duì)比結(jié)果可知理論估算和仿真分析的結(jié)果近乎相等。理論估算時(shí)給定UBE=0.7V，β==50為一個(gè)常數(shù)，沒有考慮三極管的非線性，所以不是精確計(jì)算。而仿真分析是根據(jù)三極管的模型分析驗(yàn)證，考慮了三極管的非線性問題。（2）交流分析的目的是觀察輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的關(guān)系，分析的內(nèi)容是放大電路電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻等性能指標(biāo)。三極管放大電路的放大作用是利用三極管的基極對(duì)集電極電流的控制來實(shí)現(xiàn)的，從而將直流電源所提供的能量轉(zhuǎn)化為負(fù)載所需要的能量。放大的實(shí)質(zhì)是能力的控制和轉(zhuǎn)換，是對(duì)變化量的放大。（3）仿真分析與理論分析的結(jié)論相一致，驗(yàn)證了理論分析的正確性。
3、結(jié)語
關(guān)鍵詞:數(shù)字電子鐘; 層次電路; Multisim 9; 集成電路
中圖分類號(hào):TP319;TN79+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1004-373X(2010)09-0184-03
Design and Simulation of the Digital Electronic Clock Based on Multisim 9
LUO Ying-xiang
(School of Physics and Electronic Engineering, Chongqing Three Gorges University, Chongqing 404000, China)
Abstract:Digital electronic clock is widely used in various public places, the general methods of circuit design make the connection complex, and are difficult to understand construction of the circuit. The digital electronic clock is designed by medium-scale integrated circuits, the hierarchical circuit design method is used to divid various cell-level circuit design into blocks, connect blocks of all levels into the machine circuit. It has artistic connection, and is easy to understand each unit circuit functions.
Keywords: digital electronic clock; hierarchical circuit; Multisim 9; integrated circuit
數(shù)字電子鐘是用數(shù)字集成電路構(gòu)成并有數(shù)字顯示特點(diǎn)的一種現(xiàn)代計(jì)數(shù)器,與傳統(tǒng)的機(jī)械計(jì)時(shí)器相比,它具有走時(shí)準(zhǔn)、顯示直觀、無機(jī)械磨損等,因而廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、商店等公共場(chǎng)所。目前,數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì),主要是采用計(jì)數(shù)器等集成電路構(gòu)成,由于所用集成電路多,連線雜亂,不便閱讀。本文采用層次電路設(shè)計(jì),將各單元電路設(shè)計(jì)成層次電路,這樣每個(gè)單元電路和整體電路連線一目了然,既美觀也便于閱讀,還有利于團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì),因每一層次電路為一獨(dú)立電路,便于獨(dú)立設(shè)計(jì)和修改。
1 設(shè)計(jì)任務(wù)
(1) 電子鐘能顯示“時(shí)”、“分”、“秒”;
(2) 能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)“時(shí)”、“分”、“秒”的校時(shí)。
2 整機(jī)框圖
數(shù)字電子鐘主要由秒信號(hào)發(fā)生器、“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼顯示器、校時(shí)電路等組成。秒信號(hào)發(fā)生器主要由石英晶體振蕩器或555振蕩器分頻后得到;秒、分都是60進(jìn)制,故由60進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成;時(shí)為24進(jìn)制,即由24進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成;顯示部分由譯碼和數(shù)碼顯示構(gòu)成;校時(shí)電路由門電路和開關(guān)等構(gòu)成。整機(jī)框圖如圖1所示。
圖1 數(shù)字電子鐘整機(jī)框圖
3 各部分電路設(shè)計(jì)
3.1 秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器
秒、分計(jì)數(shù)采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器,時(shí)采用24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。它們都是8個(gè)BCD碼輸出,1個(gè)進(jìn)位輸出,1個(gè)時(shí)鐘脈沖輸入。在設(shè)計(jì)層次電路時(shí),皆可設(shè)計(jì)為1個(gè)輸入端,9個(gè)輸出端。在Multisim仿真軟件中,執(zhí)行Place/New Hierachical Block命令,在file name of Hierachical Block中填入你要設(shè)計(jì)的電路名稱,如“60進(jìn)制計(jì)數(shù)器”等,再根據(jù)需要在輸入、輸出端口數(shù)中填寫所需數(shù)字,點(diǎn)“OK”后,即得如圖2所示電路層次模塊。雙擊它,得到圖3所示窗口,點(diǎn)Edit HB/SC對(duì)其內(nèi)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。若要進(jìn)行修改,同樣采用以上步驟。
圖2 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器層次模塊
圖3 層次塊電路設(shè)置
由此,采用4518十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,設(shè)計(jì)了60進(jìn)制和24進(jìn)制的計(jì)數(shù)器,計(jì)數(shù)器的內(nèi)部電路分別如圖4、圖5所示。
圖4 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器連線圖
3.2 校準(zhǔn)電路
同樣的方法,設(shè)計(jì)校準(zhǔn)電路的層次電路時(shí),設(shè)計(jì)為6個(gè)輸入口、3個(gè)輸出口,其內(nèi)部電路如圖6所示。為便于使用,將校準(zhǔn)開關(guān)外接。
校時(shí)電路工作過程如圖7所示,正常工作情況下,J3斷開,J1,J2閉合,秒脈沖進(jìn)入計(jì)數(shù)器。當(dāng)需要對(duì)秒進(jìn)行校正時(shí),閉合和斷開J3,直到需要的數(shù)字為止;需要對(duì)分校正時(shí),J3處于閉合的情況下,斷開J2,秒脈沖進(jìn)入到分計(jì)時(shí),則分計(jì)數(shù)器快速計(jì)數(shù),直到顯示的時(shí)間為需要的數(shù)字為止,再閉合J2;同理,可以對(duì)時(shí)進(jìn)行校正。
圖5 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器連線圖
圖6 核準(zhǔn)電路連線圖
圖7 數(shù)字電子鐘連線圖
4 整機(jī)電路安裝調(diào)試
在Multisim中,執(zhí)行Place/Hierachical Block命令,找到已存儲(chǔ)的層次塊,點(diǎn)打開即可出現(xiàn)在電路模板中,再在元件庫中找出信號(hào)發(fā)生器和數(shù)碼顯示器。本例中采用現(xiàn)成的信號(hào)發(fā)生器,可以將信號(hào)頻率設(shè)置為較高頻率,以便快速調(diào)節(jié)。數(shù)碼顯示器直接采用16位數(shù)碼顯示管,因本例中不會(huì)出現(xiàn)大于9的數(shù)碼,即使初始可能出現(xiàn),可以通過校時(shí)電路快速調(diào)節(jié)為所需數(shù)字。
為使各電路接線后能順利工作,對(duì)各層次塊可以先分別測(cè)試其功能。將信號(hào)發(fā)生器分別接入60進(jìn)制和24進(jìn)制計(jì)數(shù)器層次塊,其輸出接數(shù)碼管或示波器看其是否能完成其功能。對(duì)其校準(zhǔn)電路,只有當(dāng)整機(jī)電路接好后,按校準(zhǔn)電路所說工作方式,看是否能起到時(shí)、分、秒的校準(zhǔn)。本例中各模塊皆能完成其功能,接好整機(jī)電路后,能完成所需功能,故本例數(shù)字電子鐘滿足設(shè)計(jì)任務(wù)。
5 結(jié) 語
采用層次電路設(shè)計(jì)方法,對(duì)數(shù)字電子鐘進(jìn)行了設(shè)計(jì),較好地完成了該電路的設(shè)計(jì)任務(wù)。整機(jī)電路連線美觀,各部分電路功能明確,便于理解整體電路的構(gòu)成、工作原理等。在數(shù)字電路及其他更多的課程中都涉及到較復(fù)雜的電路設(shè)計(jì),若是采用層次電路設(shè)計(jì)方法,既便于對(duì)電路的理解,也便于團(tuán)隊(duì)協(xié)作,共同完成設(shè)計(jì)任務(wù),故而層次電路設(shè)計(jì)方法將會(huì)廣泛地應(yīng)用在大型復(fù)雜電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。
參考文獻(xiàn)
[1]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].5版.北京:高等教育出版社,2006.
[2]楊志忠.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.
[3]聶典.Multisim 9計(jì)算機(jī)仿真在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007.
[4]周凱.EWB虛擬電子實(shí)驗(yàn)室:Multisim 7 & Ultiboard 7電子電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.
[5]羅映祥.Multisim電路仿真軟件在差分電路分析中的應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2008(1):169-173.
[6]羅映祥.Multisim 2001電路仿真軟件在負(fù)反饋電路教學(xué)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2008,31(7):161-162.
[7]汪建立.基于Multisim 2001軟件的數(shù)顯搶答器設(shè)計(jì)與仿真[J].鄂州大學(xué)學(xué)報(bào),2004,11(4):23-26.
1“電力電子技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容改革
“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)的基本框架還是以所選教材為基礎(chǔ)，但在具體內(nèi)容上應(yīng)當(dāng)以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)該課程的用途與重要性為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，緊扣行業(yè)應(yīng)用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性。首先，注意開好頭，要重視緒論課的教學(xué)，如在介紹“1.3電力電子技術(shù)的應(yīng)用”時(shí)應(yīng)將重點(diǎn)側(cè)重到交通運(yùn)輸和電子這一領(lǐng)域中，重點(diǎn)介紹電力電子技術(shù)在汽車與軌道車輛上的應(yīng)用。針對(duì)新能源汽車專業(yè)學(xué)生可舉例介紹車輛能源系統(tǒng)的“骨架結(jié)構(gòu)”，如油電混合動(dòng)力汽車等新能源汽車的能量系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖與基本工作原理；針對(duì)城市軌道車輛專業(yè)學(xué)生介紹地鐵車輛的電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖等等，緊緊抓住行業(yè)應(yīng)用為起始點(diǎn)引發(fā)學(xué)生的興趣。另外針對(duì)電子裝置用電源可從大家時(shí)刻不離身的手機(jī)充電器說起，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到電力電子技術(shù)無處不在，實(shí)用性很強(qiáng)，提高學(xué)生積極性。其次，隨著課程內(nèi)容教學(xué)的深入，應(yīng)繼續(xù)圍繞專業(yè)行業(yè)應(yīng)用，將原來的“骨架結(jié)構(gòu)”補(bǔ)充上“血肉”，即實(shí)際具體電路，進(jìn)行內(nèi)容的豐富。如介紹DC/DC變換時(shí)，可以將原先介紹的地鐵車輛電源系統(tǒng)中DC/DC的變流電路具體化，在知識(shí)認(rèn)知的體系結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步具體化，加深知識(shí)點(diǎn)的理解和印象。最后為提高學(xué)生對(duì)電力電子技術(shù)的關(guān)注度，提高學(xué)生資料收集與自學(xué)能力，一方面對(duì)部分內(nèi)容調(diào)整為課后自學(xué)內(nèi)容，要求學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)、圖書館等資源條件完成學(xué)習(xí)，如器件中IGCT、功率集成電路、脈寬調(diào)節(jié)電路等的相關(guān)內(nèi)容將由學(xué)生進(jìn)行資料收集并選擇部分主題由學(xué)生在課堂上給大家進(jìn)行介紹，提高學(xué)習(xí)的相關(guān)性。另外一方面提供一些已經(jīng)完成的電源板，讓有興趣的同學(xué)進(jìn)行實(shí)際調(diào)試，在實(shí)踐中體會(huì)電能的變換與控制，實(shí)現(xiàn)“自主行走”。這些同學(xué)能在今后相關(guān)的實(shí)踐設(shè)計(jì)中有較好的基礎(chǔ)，且能幫助并帶動(dòng)其他同學(xué)提高實(shí)踐能力。
2“電力電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)改革
“電力電子技術(shù)”課程應(yīng)用性強(qiáng)，因此要求學(xué)生有較強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐能力。課程開設(shè)了6個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生來說實(shí)踐時(shí)間較少。因此率先在車輛工程專業(yè)新能源汽車專業(yè)方向開設(shè)了“汽車電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”課題，時(shí)間為一周，精選了“太陽能電動(dòng)車SPWM控制逆變電路設(shè)計(jì)”、“車載逆變電源—推挽式直流變換電路設(shè)計(jì)”、“車載逆變電源—工頻逆變電路設(shè)計(jì)”等設(shè)計(jì)課題，要求學(xué)生通過課程設(shè)計(jì)能充分了解電力電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用以及應(yīng)用設(shè)計(jì)，要求學(xué)生“腳踏實(shí)地”進(jìn)行電路方案論證比較，完成電力電子電路的參數(shù)計(jì)算、器件的選型、繪制電路原理圖等過程，掌握電力電子電路的設(shè)計(jì)，并能夠掌握電力電子器件常用的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，合理設(shè)計(jì)保護(hù)電路。同時(shí)對(duì)于電路原理圖要求采用EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，ElectronicDesignAu-tomation）軟件進(jìn)行繪圖，將學(xué)生所學(xué)的電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、EDA技術(shù)等幾門課程在汽車電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)中進(jìn)行融合，提高學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)能力。對(duì)multisim實(shí)踐能力較強(qiáng)、學(xué)有余力的同學(xué)進(jìn)一步指導(dǎo)其采用仿真手段（Matlab或者M(jìn)ultisim）進(jìn)行仿真實(shí)習(xí)，論證設(shè)計(jì)結(jié)果。通過緊張而充實(shí)的課程設(shè)計(jì)，大部分的同學(xué)對(duì)電力電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，并對(duì)所學(xué)的相關(guān)課程進(jìn)行貫通融合，充分了解所學(xué)專業(yè)課程之間的相互聯(lián)系，增強(qiáng)了對(duì)自身所學(xué)專業(yè)知識(shí)架構(gòu)的認(rèn)識(shí)，能夠熟練利用相關(guān)課程、相關(guān)技術(shù)手段進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)在專業(yè)知識(shí)架構(gòu)中的“自由天地”。
3總結(jié)
課程教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié)改革在近三屆學(xué)生中的教學(xué)實(shí)踐證明，教學(xué)效果較好，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性高，對(duì)專業(yè)的理解較以往有所加深。這也說明，教師教好一門課，需結(jié)合行業(yè)實(shí)際，應(yīng)結(jié)合科學(xué)技術(shù)的實(shí)際情況適時(shí)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行教學(xué)改革，要注重教學(xué)內(nèi)容理論與實(shí)踐的結(jié)合，努力將學(xué)生培養(yǎng)成厚基礎(chǔ)、實(shí)踐強(qiáng)的應(yīng)用型人才。
作者：顧新艷 單位：南京工程學(xué)院汽車與軌道交通學(xué)院
