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簡單的電子電路設(shè)計精選(九篇)

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簡單的電子電路設(shè)計

第1篇:簡單的電子電路設(shè)計范文

關(guān)鍵詞:芯片級自修復(fù)技術(shù) 胚胎電子電路 設(shè)計

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

1 胚胎電子電路的基本原理及結(jié)構(gòu)模塊

1.1 胚胎電子電路的基本原理

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

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

1.2 胚胎電子電路的結(jié)構(gòu)模塊

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

(2)自修復(fù)輔助電路,胚胎電子電路中的自修復(fù)輔助電路可以形象地比喻為細胞中一元自主修復(fù)的“指揮中心”,它的設(shè)計需要和功能電路、自修復(fù)機理直接相互協(xié)調(diào)。在細胞邏輯出現(xiàn)故障的時候開啟自修復(fù)機制,同時產(chǎn)生相應(yīng)的狀態(tài)控制信息對其他模塊加以控制,讓其他正常細胞繼續(xù)執(zhí)行任務(wù),這樣使得整個系統(tǒng)得以恢復(fù)正常運行。

2 面向芯片級自修復(fù)的胚胎電子電路設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 邏輯塊的設(shè)計與實現(xiàn)

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

對于改進后的邏輯塊內(nèi)部電路結(jié)構(gòu),此處的邏輯塊由四個兩輸入顯示查找表和D觸發(fā)器組合而成。顯示查找表主要負責(zé)實現(xiàn)組合邏輯的功能,其個個輸入端連接著多路選擇器,可作為選擇開關(guān),同時也能夠?qū)刂菩盘栠M行約束和控制,從而實現(xiàn)了相鄰細胞邏輯塊之間的連接。而D觸發(fā)器以顯示查找表的輸出為輸入,可以有效實現(xiàn)時序電路。

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

2.2 換向塊的設(shè)計與實現(xiàn)

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

2.3 配置存儲器的設(shè)計與實現(xiàn)

不難發(fā)現(xiàn),細胞的邏輯塊和換向塊配置位往往能夠決定配置存儲器的單元內(nèi)容。根據(jù)它們的結(jié)構(gòu)形式,筆者給出了所有配置位的順序,如下圖所示(其中數(shù)字表示比特位的順序,下方注釋是相應(yīng)的配置信息)。

2.4 自修復(fù)輔助電路的設(shè)計與實現(xiàn)

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

3 結(jié)語

該作者認為,未來若胚胎電子陣列能夠做成一種可自修復(fù)通用芯片,那么希望能在該芯片的處理復(fù)雜邏輯功能和電路優(yōu)化設(shè)計等方面努力,要進一步發(fā)展胚胎電子陣列應(yīng)用系統(tǒng)的多目標(biāo)設(shè)計技術(shù),并且真正實現(xiàn)智能布線,最終實現(xiàn)大規(guī)模電路的自動布局布線。

參考文獻

第2篇:簡單的電子電路設(shè)計范文

關(guān)鍵詞:EWB;電子電路仿真設(shè)計

1軟件的性能和特點

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

(2)軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實物相似,可以實時顯示測量結(jié)果。

(3)EWB軟件帶有豐富的電路元件庫,提供多種電路分析方法。

(4)作為設(shè)計工具,它可以同其它流行的電路分析、設(shè)計和制板軟件交換數(shù)據(jù)。

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

2軟件的操作說明

2.1元件與信號源

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

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

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

2.2虛擬儀器儀表的使用

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

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

3軟件在廣播電視技術(shù)工作中的實際應(yīng)用

3.1在廣播電視技術(shù)培訓(xùn)工作中的應(yīng)用

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

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

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

圖2

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

參考文獻

第3篇:簡單的電子電路設(shè)計范文

【關(guān)鍵詞】Altium Designer,使用方法,電路設(shè)計

對電子專業(yè)學(xué)生而言,在學(xué)習(xí)電子技術(shù)相關(guān)知識的同時,還必須學(xué)會利用電路設(shè)計軟件繪制電路原理網(wǎng)和印制電路板PCB圖。Altium Designer是Altium公司開發(fā)的高端設(shè)計軟件,它擁有強大的電子設(shè)計功能,深受電子類各專業(yè)設(shè)計人員和廣大電子愛好者的青睞。如何在有限的教學(xué)時間內(nèi),讓學(xué)生熟練地掌握Altium Designer制圖軟件,將繪制的原理圖轉(zhuǎn)換為印刷電路板的方法,完成印刷電路板的布局和布線,并應(yīng)用到具體的電子電路設(shè)計中去,是老師要重點探討的問題。根據(jù)我多年來的教學(xué)經(jīng)驗,總結(jié)快速掌握Altium Designer軟件的學(xué)習(xí)方法和技巧。

1、創(chuàng)建PCB項目工程文件。啟動Altium Designer軟件,執(zhí)行菜單命令[File]/[New]/[Project]/[PCB Project],完成新建項目工程,同時保存項目文件。

2、創(chuàng)建原理圖文件

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

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

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

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

(3)原理圖連線。執(zhí)行菜單命令中[Place]/[Wire]或單擊布線工具欄的放置導(dǎo)線按鈕,光標(biāo)變?yōu)榇笫止鈽?biāo)。光標(biāo)移到元件的引腳端時,光標(biāo)中心的“×”號變?yōu)橐粋€紅“米”字形符號,表示導(dǎo)線的端點與元件引腳的電氣點可以正確連接,單擊左鍵,導(dǎo)線的起點與元件的引腳相連接,同時確定了導(dǎo)線的起點,移動光標(biāo)時在光標(biāo)和導(dǎo)線之間會有一條線出現(xiàn)這就是所要放置的導(dǎo)線。

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

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

(1)元件封裝庫沒有導(dǎo)人新建的PCB文件中,要求在導(dǎo)人SCH前把對應(yīng)的元件封裝庫導(dǎo)入PCB文件中。

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

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

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

7、電路板布線。在PCB設(shè)計中,布線操作之前,一般要進行布線規(guī)則設(shè)置。

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

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

8、制作印刷電路板,完成產(chǎn)品設(shè)計。將設(shè)計的PCB圖,打印、轉(zhuǎn)印、腐蝕、打孔,制作出印刷電路板,并安裝焊接元件,調(diào)試,最后制作出真實的產(chǎn)品。

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

參考文獻:

第4篇:簡單的電子電路設(shè)計范文

關(guān)鍵詞:串聯(lián)穩(wěn)壓電源 Multisum2010 仿真

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

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

1 運用Multisum2010對串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的仿真分析

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

1.1 整流電路分部

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

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

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

1.2 濾波電路分部

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

1.3 串聯(lián)穩(wěn)壓電路分布與保護電路分部

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

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

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

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

2.1 創(chuàng)建模擬電路

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

2.2 仿真分析負反饋穩(wěn)壓

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

當(dāng)輸出電壓顯示值升高時,同樣操作調(diào)整相關(guān)參數(shù)為240 V,50 Hz,改變?nèi)f用表2位置,進行對相關(guān)阻值的測量,并且記下萬用表1的電壓讀數(shù)。

當(dāng)輸出電壓顯示值降低時,同樣操作調(diào)整相關(guān)參數(shù)為200 V,50 Hz,改變?nèi)f用表2位置,進行對相關(guān)阻值的測量,并且記下萬用表1的電壓讀數(shù)。

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

假若調(diào)整輸入電壓以及其他電子元件參數(shù)數(shù)值,按照同樣的電路結(jié)構(gòu),就可以類似得出不同參數(shù)的晶體管,以及晶體管數(shù)量安裝方式不同時改造的串聯(lián)型穩(wěn)恒電壓的最大波動幅度和穩(wěn)定性,可以作為改進串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的深入性探究,具有很大的教學(xué)與商業(yè)價值。

3 結(jié)語

串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源因其穩(wěn)恒的輸出電壓,簡單的構(gòu)造、方便的操作在精密儀器、電子元件領(lǐng)域扮演著不可替代的角色,對它的分析改進也一直是教學(xué)之重和企業(yè)創(chuàng)新賣點。然而在現(xiàn)階段,高校大學(xué)物理實驗室與中小型的企業(yè)電子電路實驗室依然存在儀器老舊不完備等缺陷,故而不能很好地實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)與設(shè)計檢修等工作。通過Multisum2010電子電路的模擬分析,能較好地理解掌握相關(guān)的原理,也能相對地熟悉操作,從而將串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的作用發(fā)揮到更好。提高教學(xué)質(zhì)量并且激發(fā)學(xué)生興趣,也能再次促進電子電路設(shè)計維修行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

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[2] 黃忠堂.串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的設(shè)計[J].廣西教育B(中教版),

第5篇:簡單的電子電路設(shè)計范文

摘 要 圍繞如何調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性,在確定項目式教學(xué)改革目的與依據(jù)的基礎(chǔ)上,以學(xué)校自主研發(fā)的適合高職教學(xué)的FPGA硬件開發(fā)平臺為載體,將FPGA課程進行項目式教學(xué)改革。

關(guān)鍵詞 項目式教學(xué);FPGA;實驗平臺

中圖分類號:G712 文獻標(biāo)識碼:B

文章編號:1671-489X(2016)11-0032-02

FPGA是一門新興的電子設(shè)計實現(xiàn)手段,F(xiàn)PGA器件因其高度靈活性,應(yīng)用越來越廣泛,是未來電子技術(shù)發(fā)展的主趨勢。為了將新知識、新器件及時反饋在教學(xué)過程中,西安理工大學(xué)高等技術(shù)學(xué)院電子信息工程技術(shù)專業(yè)開設(shè)了FPGA課程。傳統(tǒng)的教學(xué)模式使學(xué)生感到理論抽象、枯燥,教學(xué)資源的有限使學(xué)生感到實踐困難。教學(xué)團隊在FPGA的實際教學(xué)中進行了大膽改革,取得很好的效果。

1 以項目為導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動為主線,分散理論學(xué)習(xí)難點,提高學(xué)習(xí)主觀能動性

以項目為導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動為主線,通過與本專業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)專家和近幾年的畢業(yè)生共同探討,汲取各方面意見、建議,結(jié)合本課程教學(xué)要達到的理論高度、實踐能力及素質(zhì)目標(biāo),以學(xué)生所掌握的數(shù)字電路知識點為基礎(chǔ),選擇基于FPGA器件的門電路設(shè)計、選擇器設(shè)計、計數(shù)器設(shè)計及搶答器設(shè)計等由淺入深的多個項目。以項目任務(wù)為主線,分散理論學(xué)習(xí)難點,采取“先實踐―分析總結(jié)―技術(shù)提高―理論引入―再實踐”的教學(xué)方法,將基于FPGA器件的數(shù)字電路設(shè)計與制作貫穿整個教學(xué)過程,使該課程的理論教學(xué)充滿活力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)主觀能動性。

2 加強實踐訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計創(chuàng)新能力和工程素質(zhì)

理論教學(xué)和實踐教學(xué)是高校教育的重要組成部分,而實踐教學(xué)對高職學(xué)生實踐技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到至關(guān)重要的作用,是體現(xiàn)高職教育辦學(xué)特色的一個重要方面。在日常教學(xué)過程中,高職院校應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的就業(yè)需要,不照搬全國統(tǒng)編教材,而是按照“夠用、實用”的原則,壓縮、刪減理論課內(nèi)容,大量增加實踐課內(nèi)容,從而保障學(xué)生能學(xué)到真技能、真本領(lǐng),成為既懂理論知識更擅實踐操作的有用人才。為了給本課程實踐教學(xué)提供充足的教學(xué)資源,教學(xué)團隊自主研發(fā)適合高職教學(xué)的FPGA硬件實驗平臺25套,該課程的教學(xué)全部在實訓(xùn)室完成。

理論教學(xué)穿插在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中 FPGA是一門新興的電子設(shè)計實現(xiàn)手段,是用軟件編程來實現(xiàn)硬件電路,實踐性很強,只有多實際操作,才能真正掌握它。理論教學(xué)安排貫穿于實踐教學(xué)的始終,實踐中要求深入了解學(xué)習(xí)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生運用以前學(xué)過的知識進行獨立操作的能力。開始時以學(xué)生所掌握的數(shù)字電路的知識點為基礎(chǔ),讓學(xué)生根據(jù)教師給定的項目任務(wù)用簡單的集成門電路芯片完成電路搭接、功能驗證,然后讓學(xué)生分析此電路,深入了解此電路所涉及的內(nèi)容,提出自己關(guān)于此電路的想法,引導(dǎo)學(xué)生對這門課程產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。

根據(jù)學(xué)生對相關(guān)電路的想法,引導(dǎo)學(xué)生用新興的電子設(shè)計實現(xiàn)手段來實現(xiàn)電路功能,引入電子設(shè)計實現(xiàn)的新型器件FPGA。在學(xué)生了解了新型器件的特點及應(yīng)用后引入理論,為了讓理論教學(xué)充滿活力,教師先進行基于FPGA實驗開發(fā)平臺的簡單的數(shù)字電路設(shè)計實現(xiàn)的“演示驗證”,讓學(xué)生產(chǎn)生好奇心,然后讓學(xué)生模仿教師給定的項目進行設(shè)計、編程、下載、功能驗證。如設(shè)計、編程、實現(xiàn)四選一選擇器的項目,學(xué)生要根據(jù)給定的實現(xiàn)功能的多種參考程序和實驗開發(fā)平臺進行編程、引腳分配和功能驗證,根據(jù)驗證結(jié)果,分析研究實驗過程和內(nèi)容。教師引入編程語言與此項目相關(guān)的內(nèi)容,提高學(xué)生分析問題和接受相關(guān)理論知識的能力。

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

工程素質(zhì)培養(yǎng)貫穿在綜合項目實現(xiàn)過程中 為了使學(xué)生獨立分析、設(shè)計、解決項目實現(xiàn)中遇到的實際問題,具有團隊協(xié)作精神,提高工程素質(zhì),需要對其進行實際應(yīng)用項目的綜合訓(xùn)練。要求學(xué)生對學(xué)過的知識進行合理優(yōu)化組合,組團隊完成小型實際課題的方案論證、系統(tǒng)設(shè)計、軟硬件開發(fā)、仿真、調(diào)試、設(shè)計報告、答辯等。在綜合項目實踐訓(xùn)練中,學(xué)生為主,教師為輔,鼓勵學(xué)生自學(xué)項目所涉及的相關(guān)知識,提高自學(xué)能力。面對項目實現(xiàn)過程中出現(xiàn)的各種問題,教師只負責(zé)引導(dǎo)學(xué)生分析問題,解決問題靠學(xué)生,既可以提高學(xué)生分析問題的能力,又可以提高解決實際問題的能力。學(xué)生通過實際應(yīng)用項目的實現(xiàn),對所學(xué)知識進行綜合運用,按照項目要求制作出實物,初步掌握用FPGA器件實現(xiàn)電子線路設(shè)計過程,培養(yǎng)工程素質(zhì)。

3 以賽促學(xué),以賽促教,開拓師生視野,激發(fā)學(xué)生興趣

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

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

3年的實踐證明,F(xiàn)PGA課程教學(xué)方法的改革,既發(fā)揮了教師的主導(dǎo)地位,又體現(xiàn)了學(xué)生的主體作用,取得很好的效果。教學(xué)團隊將在以后的教學(xué)過程中進一步探索和積累經(jīng)驗,以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性、提高學(xué)生的設(shè)計創(chuàng)新能力為目標(biāo),為提高高職院校的教學(xué)質(zhì)量做出貢獻。

參考文獻

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第6篇:簡單的電子電路設(shè)計范文

關(guān)鍵詞:電子信息;專業(yè)課程;模擬電子技術(shù)

1 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的特點

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

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的基本概念、基本分析方法已經(jīng)滲透到了各行各業(yè)各個領(lǐng)域。包括廣播通信:發(fā)射機、接收機、擴音、錄音、程控交換機、電話、手機等;互聯(lián)網(wǎng)絡(luò):路由器、ATM交換機、收發(fā)器、調(diào)制解調(diào)器等;工業(yè)領(lǐng)域:鋼鐵、石油化工、機加工、數(shù)控機床等;交通方面:飛機、火車、輪船、汽車等;軍事領(lǐng)域:雷達、電子導(dǎo)航等;航空航天領(lǐng)域:衛(wèi)星定位、監(jiān)測;醫(yī)學(xué)領(lǐng)域:γ刀、CT、B超、微創(chuàng)手術(shù)等;消費類電子領(lǐng)域:家電(空調(diào)、冰箱、電視、音響、攝像機、照相機、電子表)、電子玩具、各類報警器、保安系統(tǒng)等。電子技術(shù)的發(fā)展,推動計算機技術(shù)的發(fā)展,使之“無孔不入”,應(yīng)用廣泛。

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生牢固掌握模擬電子電路系統(tǒng)的分析能力和集成電路的創(chuàng)新設(shè)計能力,掌握模擬電子信號和系統(tǒng)的基本原理及基本分析方法,深入理解模擬電子電路系統(tǒng)的各個組成部分的基本原理,掌握應(yīng)用所學(xué)典型模擬電子系統(tǒng)解決信號分析問題的方法,掌握集成電路的設(shè)計原理和實現(xiàn)方法。為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)有關(guān)信息、通信方面的課程和今后的科研工作打下良好的理論基礎(chǔ)。

2 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的先修課程

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的先修課程有《高等數(shù)學(xué)》、《大學(xué)物理》和《電路分析基礎(chǔ)》,其中最重要的也是銜接最緊密的一門課程就是――《電路分析基礎(chǔ)》。簡單來說可以將電路分析基礎(chǔ)和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)歸為同一類專業(yè)課程,從內(nèi)容上看,《電路分析基礎(chǔ)》主要讓學(xué)生掌握電子電路分析的基本能力,而《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程則是學(xué)習(xí)對模擬信號的處理分析,從模擬電子系統(tǒng)的各個組成部分出發(fā),分別學(xué)習(xí)各種典型的模擬電子電路,給學(xué)生建立起模擬系統(tǒng)的基本構(gòu)架,為后續(xù)深入學(xué)習(xí)信號與系統(tǒng)的分析能力打好基礎(chǔ)。

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程在《電路分析基礎(chǔ)》學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,分別從微觀和宏觀探討模擬電子電路系統(tǒng)的各個方面。微觀深入到電子原子級,討論半導(dǎo)體材料的神奇,進而分析二極管、三極管和場效應(yīng)管在微觀領(lǐng)域,內(nèi)部載流子運動的情況,從而讓學(xué)生深入體會半導(dǎo)體器件的奇妙之處。宏觀上從集成電路出發(fā),理解集成電路的奧妙,小到微觀電子原子級,大到模擬系統(tǒng)及大型集成電路的設(shè)計。學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程之后,學(xué)生有了系統(tǒng)的概念,信號處理的概念,在此基礎(chǔ)上再進行數(shù)字電子技術(shù)的學(xué)習(xí),學(xué)生更能理解和接受,電路分析基礎(chǔ)和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)兩門課雖然內(nèi)容不同,各有側(cè)重點,但很多分析方法、理論公式都環(huán)環(huán)相扣,所以可以進行對比學(xué)習(xí),提高學(xué)習(xí)效率。

3 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)置知識要求

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

4 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)置能力要求

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)置能力要求以理論基礎(chǔ)和實踐操作相結(jié)合,既保證嚴謹?shù)睦碚擉w系,又結(jié)合工程實踐的特點。通過模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí),應(yīng)能具備模擬電子電路的系統(tǒng)分析能力、大型集成電路系統(tǒng)的分析計算能力、簡單的集成電路設(shè)計能力,以及電子技術(shù)系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)知識的自學(xué)能力。

5 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程達成目標(biāo)要求

通過模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí),掌握模擬電子系統(tǒng)的各個部分,包括電子電路系統(tǒng)與信號、半導(dǎo)體二極管及其基本電路、半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)、場效應(yīng)管放大電路及其應(yīng)用、功率放大電路、集成電路的組成原則、集成電路運算放大器、反饋放大電路、信號的運算與處理電路、信號產(chǎn)生電路、直流穩(wěn)壓電源等典型模擬電子電路系統(tǒng)的分析計算能力及基本集成電路系統(tǒng)的設(shè)計能力,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的自主學(xué)習(xí)能力;學(xué)會用所學(xué)的典型模擬電子電路系統(tǒng)自主創(chuàng)新設(shè)計完整的模擬集成電路系統(tǒng),輔助實現(xiàn)模擬電子電路系統(tǒng)的各種基本功能;能借助實際電子電路實驗箱和軟件模擬仿真,實現(xiàn)不同類型模擬電路系統(tǒng)的功能,通過實驗環(huán)節(jié)操作訓(xùn)練具備處理實際工作問題的相關(guān)專業(yè)技能,理論與實踐相結(jié)合,更好的理解模擬電子技術(shù)這門學(xué)科的專業(yè)知識,為后續(xù)專業(yè)課程打好基礎(chǔ)。

6 教學(xué)方法建議

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

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

參考文獻

[1]童詩白,華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版)[M].高等教育出版社.

第7篇:簡單的電子電路設(shè)計范文

【關(guān)鍵詞】《通信電子電路》;教案;多媒體;課程設(shè)計;教學(xué)效果

《通信電子電路》是通信工程專業(yè)特別是無線通信方向的一門理論性和實踐性都很強的重要基礎(chǔ)課程。由于絕大多數(shù)通信電子電路工作頻率很高,因此學(xué)習(xí)方法、分析方法、實現(xiàn)方法跟很多先修課程區(qū)別較大,學(xué)生一時難以適應(yīng),為提高教學(xué)效果,需要教師進行教學(xué)模式的精心設(shè)計與合理創(chuàng)新。

在數(shù)年的教學(xué)過程中,筆者總結(jié)了以下多管齊下的教學(xué)方法和手段用于實際教學(xué),能明顯提高教學(xué)效果。

1 認真寫好教案

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

根據(jù)《通信電子電路》的課程性質(zhì)及任務(wù),教學(xué)內(nèi)容主要分為五大章節(jié):LC諧振網(wǎng)絡(luò)、正弦波振蕩器、高頻放大器、模擬調(diào)制和解調(diào)和反饋控制電路。教案的設(shè)計要體現(xiàn)出每個章節(jié)的重點和難點,比如LC諧振網(wǎng)絡(luò)的重要內(nèi)容包括其幅頻特性和相頻特性、品質(zhì)因素Q的理解和計算等;正弦波振蕩器要體現(xiàn)出起振和維持振蕩的條件;高頻放大器要區(qū)分輸入信號是大信號還是小信號等等。

優(yōu)秀的教案是教師教育思想、智慧、動機、經(jīng)驗、個性和教學(xué)藝術(shù)性的綜合體現(xiàn),對提高教學(xué)效果很有幫助。想要寫好教案,需要注意以下幾點:

1)認真?zhèn)湔n。平時要注意拓展知識面,編寫教案時才能不與日新月異的知識脫節(jié),使學(xué)生掌握最新的知識。例如在撰寫FM發(fā)射機結(jié)構(gòu)框圖部分的教案時,由于現(xiàn)今的FM發(fā)射機已很少采用多級倍頻器來產(chǎn)生所需要的載波頻率,因此教案上應(yīng)對這類已淘汰的方法作合理取舍。

2)科學(xué)確定課程結(jié)構(gòu)。根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容、不同的學(xué)生來靈活編排課程結(jié)構(gòu),以此啟發(fā)學(xué)生的思維,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

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

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

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

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

2 充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢

多媒體作為一種重要的教學(xué)手段已得到廣泛應(yīng)用。大學(xué)生天性好動、追新、個性,多媒體教學(xué)手段聲像兼?zhèn)洌瑘D文并茂,活潑直觀,可以極大調(diào)動學(xué)生的注意力。充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢,能明顯提升教學(xué)效果。

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

大學(xué)本科的很多課程中都要學(xué)習(xí)和消化一些比較枯燥的理論知識,《通信電子電路》也是其中之一,僅憑教師在黑板上的靜態(tài)板書,學(xué)生認知的直觀性基本為零,幾乎注定無法達到滿意的教學(xué)效果。充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢,能把枯燥、抽象、靜態(tài)、乏味的推理過程變?yōu)樯鷦踊顫姷奈谋尽⒙曇?、圖像、視頻和動畫,充分調(diào)動學(xué)生所有感官,使抽象問題直觀化、復(fù)雜問題簡單化,學(xué)生的思維會更活躍,思路會更清晰,教學(xué)大綱中的重難點也更容易被理解和接受。例如在講到Y(jié)參數(shù)等效電路時,如何正確畫出一個實際放大電路的等效電路是關(guān)鍵。多媒體教學(xué)時,可以設(shè)計flas,對每個元器件的作用和等效情況分別予以標(biāo)注,并對實際電路圖作動態(tài)等效替換,同時用EDA軟件(EWB、Multisim等)仿真,從而直觀地解決這個難點,提高教學(xué)效果。

3 通過課程設(shè)計提高動手能力

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

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

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

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

4 小結(jié)

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

【參考文獻】

[1]李學(xué)農(nóng),丁彥青,溫玲.多媒體教學(xué)優(yōu)化設(shè)計[M].廣州:廣東高等教育出版社.

[2]孫菊如.課堂教學(xué)藝術(shù)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2006,8.

第8篇:簡單的電子電路設(shè)計范文

【關(guān)鍵詞】Multisim10;數(shù)字電路;項目教學(xué)

一、引言

《數(shù)字電路》是高校電子信息類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課,隨著集成電路制造技術(shù)的迅速發(fā)展,中、大規(guī)模和超大規(guī)模數(shù)字集成電路在各個領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用,它已成為國民經(jīng)濟的強大推力,這對相關(guān)專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。因此,在實際教學(xué)過程中,不宜采用傳統(tǒng)教學(xué)方式,應(yīng)該嘗試一種新的教學(xué)方法,我們在對傳統(tǒng)的數(shù)字電路教學(xué)進行了深入的分析、研究之后,在數(shù)字電路教學(xué)中引入了德國“以培養(yǎng)關(guān)鍵能力為核心”的項目教學(xué)法。在項目教學(xué)的實施過程中,輔以仿真軟件Multisim10,通過計算機強大的輔助設(shè)計計算能力,提高電路設(shè)計的效率和準(zhǔn)確性;通過仿真,學(xué)生可以根據(jù)需要任意調(diào)整所設(shè)計電路的各項參數(shù),極大的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、項目教學(xué)法在數(shù)字電路課程中的應(yīng)用

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

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

三、Multisim10軟件介紹

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

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

四、Multisim10在數(shù)字電路項目式教學(xué)中的應(yīng)用

針對高職學(xué)生基礎(chǔ)薄弱的特點,我們在設(shè)計教學(xué)項目的時候遵循由簡到繁、由易到難的原則,通過分析課程知識和操作技能的要求,并結(jié)合學(xué)情,確立最合適的項目。在初學(xué)時可以用一些比較簡單的項目,隨著學(xué)習(xí)的深入,逐步增加項目的復(fù)雜度,在保持學(xué)生的自信心的基礎(chǔ)上,激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。應(yīng)用Multisim10軟件可以經(jīng)濟方便的進行項目開發(fā),很好的支持了數(shù)字電路項目式教學(xué)。

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

1.下達項目教學(xué)任務(wù)

設(shè)計一個四人智力競賽搶答器電路,要求智力競賽搶答器電路能識別出4位數(shù)據(jù)中的第一位到來的數(shù)據(jù),而對隨后到來的其它數(shù)據(jù)不再作出響應(yīng),至于哪一位數(shù)據(jù)到來,通過LED指示。

2.學(xué)生通過查資料、自學(xué)、相互討論、合作協(xié)調(diào),完成

(1)四人智力競賽搶答器電路設(shè)計;

(2)Multism10仿真,驗證設(shè)計電路的正確性。

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

圖1是學(xué)生設(shè)計的四人智力競賽搶答器電路,通過此仿真電路優(yōu)化了電路結(jié)構(gòu),形象地模擬四人搶答,學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高漲,效果良好。通過實際電路的焊接調(diào)試,培養(yǎng)了學(xué)生的操作技能。整個過程培養(yǎng)了學(xué)生從理論到實際、理論聯(lián)系實際的能力,實現(xiàn)了理論實踐一體化的教學(xué)目標(biāo).充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,大大提高了學(xué)生的動手能力。

總之,通過Multisim10仿真,學(xué)生不僅明白了設(shè)計方法,更清楚了數(shù)字電路的功能,加深了對理論的理解,建立起動態(tài)、形象、直觀的感性認識;所以,在項目實施過程中要求學(xué)生設(shè)計好電路之后,使用仿真軟件進行電路仿真、調(diào)試,優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)和參數(shù),可以以得出最佳、最優(yōu)的電路設(shè)計方案。

參考文獻

第9篇:簡單的電子電路設(shè)計范文

關(guān)鍵詞:音頻;單端信號;差分信號

1 引言

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

2 音頻接口的種類

根據(jù)輸出的不同,我們可以區(qū)分音頻為: 單端信號、差分信號。

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

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

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

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

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

3 檢測輸入信號方法

在諸多電路中,有兩種電路用連接器的一個外部引腳來測試輸入信號的直流電平。

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

二、是利用比較器來測試信號的直流電平,看后者是接地的還是差分信號。

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

圖2:利用比較器檢測差分信號的電路。

4 電路設(shè)計

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

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

圖3:音頻放大器的直接實現(xiàn)方法。

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

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

圖4:利用運算放大器產(chǎn)生輸入音頻放大器中的反向信號。

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

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

5 音量控制

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

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

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

圖6A:在電位器中增加運算放大器可解決音頻放大器增益的問題。

6 結(jié)束語

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

參考文獻: