高职模拟电子技术论文

2022-04-19

【摘要】虚拟仿真平台(Multisim11)是近年来国内外使用频率很高的电子设计仿真软件。我们以模拟电子技术中差分放大电路仿真教学为例,在给定相关参数的情况下,通过温度扫瞄分析和波形等可直观的展示Multisim11仿真实验在模拟电子技术课堂辅助教学上的优势,拓展了教学思路,更加培养了学生的自主学习能力和电路设计能力。下面是小编精心推荐的《高职模拟电子技术论文(精选3篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。

高职模拟电子技术论文 篇1:

基于项目驱动的高职模拟电子技术的课程教学设计

我们对高职电子专业的教学研究与实践从未间断。在模拟电子技术教学中,明确该课程名称为“模拟电路设计与制作”,直观地提出了本课程的学习目标、要求和方式。将该课程按“直流稳压电源电路的设计与制作”“信号放大电路的设计与制作”“信号发生电路的设计与制作”和“控制电路的设计与制作”四个项目安排教学。四个项目的内容涵盖模拟电子技术课程的全部内容,按此项目设计进行教学,实践了理实一体化课堂、教学做一体化的教学方式,目的明确,学习循序渐进,教学效果好。

1.项目及教学内容安排

模拟电路设计与制作的项目及教学内容安排如图1所示。

从表1可见,四个项目涵盖了模拟电子技术的全部知识点和技能培养要素要求,坚持了由浅入深、学以致用、循序渐进的原则。

项目一直流稳压电源电路的设计与制作中,设计要求学习的是线性直流稳压电源,稳压部分先介绍稳压二极管的稳压电路,再引导学习BJT三极管作为调整元件的稳压电路。在这里考虑学以致用的原则,三极管只要求学习其直流偏置电路,了解与掌握处于线性工作状态的发射结正向电压偏置、集电结反向电压偏置的工作条件,分析发射极电流IE、基极电流发射极IB、集电极电流IC的关系及集电极与射极电压UCEQ随发射结电压UBE的变化关系,就能进行稳压电路的设计,完成本项目的任务。

项目二信号放大电路的设计与制作BJT放大器为基础,了解FET放大器,重点把握运算放大器,把握负反馈及其应用。

项目三信号发生电路的设计与制作系统要求把握正负反馈的应用,重点是RC振荡器、石英晶体振荡器电路。项目四控制电路的设计与制作要求掌握三极管的控制作用,晶闸管的控制作用,单结晶体管的应用,从而学会简单控制电路的设计。

2.项目教学过程

整个课程的教学如上所述分项目按任务进行。以工作项目任务为驱动、以作品为考核目标、以作品制作过程为主线设计教学过程。每个项目都是一开始从需求分析入手展开教学,一开始就抓住学生注意力,极大地提高了学生学习的兴趣和主动性。一项目一为例展示项目教学。

在项目一的教学中,电子设备仪器等需要直流电源供电,电池使用的限制,交流电的方便,考虑从交流电变换为直流电,并且需要考虑交流电的不稳定与用电负载的变化需要稳压,从而提出直流稳压电源的需求。激发起学生求知欲望。

其次引导探索直流稳压电源电路的组成。引导学生用5-10分钟使用手机上网查询,然后提问归纳总结直流稳压电源电路由输入电路、降压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路、输出电路等组成。

再逐次对各部分电路进行学习,了解电路结构、特性、参数。其中输入电路有输入抗干扰电路、保险管(熔断器)组成;降压电路由降压变压器或分压电路组成(电阻分压电路适用于小电流场合);整流电路由整流二极管组成,掌握二极管的最大正向平均整流电流、最大反向电压等参数,同时在这个教学环节还要引导学生掌握检波二极管、稳压二极管、发光二极管、光敏二极管等的应用;滤波电路部分学习掌握电容(C)滤波器、电感(L)滤波器、LC混合滤波器,掌握C、L参数的计算;稳压电路部分首先掌握稳压二极管的简单稳压电路,然后重点把握BJT三极管作为调整元件的稳压电路,把握其参数的确定及器件的选择,学会熟练地应用。

项目—实践技能方面总的目标是学会焊接技术、二极管检测与应用、三极管检测与应用、基本电子电路(整流滤波电路、BJT共射共集共基三种放大器、FET放大器)、稳压电源的设计(根据输出电压、功率要求确定参数选择元器件)和穩压电源的制作。其具体能力培养目及教学内容如图2所示。

3.结束语

在模拟电路设计与制作课程实际教学过程中,按项目驱动制订教学计划,以任务为主线,作品制作为目标组织教学,广泛利用网络资源,按教学做合一的方法实施课堂教学,理论与实践紧密结合,学生在知识技能目标达标的过程中享受到了学习的乐趣,在制作作品的过程中学习电子器件的标准与规范、掌握生产操作规程、学会用元器件手册、学会网上检索、学会产品技术资料的编写,很好的培养与提升了职业素质与职业能力,提升了就业竞争力。

作者:周少华

高职模拟电子技术论文 篇2:

高职模拟电子技术虚拟仿真辅助教学的实践与研究

【摘 要】虚拟仿真平台(Multisim11)是近年来国内外使用频率很高的电子设计仿真软件。我们以模拟电子技术中差分放大电路仿真教学为例,在给定相关参数的情况下,通过温度扫瞄分析和波形等可直观的展示Multisim11仿真实验在模拟电子技术课堂辅助教学上的优势,拓展了教学思路,更加培养了学生的自主学习能力和电路设计能力。

【关键词】Multisim 虚拟仿真 模拟电子技术 电子设计 辅助教学

一、引言

模拟电子技术是高等职业院校电类相关专业的一门应用性较强的专业基础课,该课程主要是培养学生在模电方面的基本应用能力,培养其解决、分析与模拟电子技术相关的问题的能力。在以往的教学模式中,理论与实践脱节现象严重,知识点抽象不够直观,学生难以理解吸收,打击了学生学习电子技术的学习积极性。随着计算机仿真技术的发展,在课堂和实践教学中充分利用计算机仿真平台将模拟电子技术中枯燥抽象的理论分析以仿真动画、波形、指示灯等形式直观、生动的表现出来,使模拟电子技术课程的教学内容更加易于吸收。课堂教学不仅仅停留在理论分析,而是与实践紧密结合在一起,丰富了教学内容,帮助学生更好的掌握所学的知识点,激发学生的学习兴趣和自主学习积极性,提高了教学效果。

二、Multisim简介

Multisim是美国NI(National Instruments)公司开发的仿真软件,经过多次更新换代,现在已经在使用Multisim11版本。此软件主要是在PC平台上构成一个利用图形操作界面对一个与实际情况非常类似的电路实验进行虚拟仿真的工作台,它几乎能够仿真在实验室内所进行的大部份的电子电路实验,因此在电子电路分析、设计、仿真等项工作中已被广泛地应用,是目前世界上最受欢迎的EDA软件之一,已被广泛应用于国内外的教育界和电子技术界。

三、Multisim在差分放大电路教学中的应用

(一)过程分析

差分放大电路又名差动放大电路,是集成运算放大器中重要的基本单元电路,广泛地应用于多级直接耦合放大电路的输入级,主要用于拟制“温漂”等“零点漂移”现象,这是差分放大电路的突出优点,而往常的教学中该知识点总是较为抽象且难以理解。而利用“Multisim 仿真手段”,让学生通过温度扫瞄仪和示波器等仿真仪器对比观察共发射级放大电路、差分放大电路仿真测量和温度扫描仿真分析的结果,可简单、形象地检测放大电路的“温漂”(“零点漂移”)特性。通过调节各元件的参数或调整电路结构,观测即时变化的波形和图表,学生可以轻松对比出传统共射放大实验电路和带恒流源的差分放大电路的在不同温度情况下的性能指标。

(二)模型搭建及电路仿真

1. 传统共射放大实验电路的温度扫描分析

在Multisim11仿真平台中,搭建如图1(a)所示共射放大实验电路。单击Multisim11 “仿真分析菜单”中的“温度扫描分析”按钮。在弹出的窗口设置栏中将相关参数设置好,如图1(b)所示。单击“仿真”按钮开始仿真,得到如图1(c)所示共发射级放大电路的温扫分析特性曲线图及相关参数值。

通过观测图1(c)的曲线图及所得数值表,可以看出:首先图1(a)所示实验电路的输出电压负温度系数变化现象明显;然后当测试温度从初始值最终上升到110°C时,此时产生的输出电压最大偏差是DVo=(636.1505-567.4128)mV=68.7377mV,变化了大约10.78%。

2.对改进后的差动放大电路进行温度扫描分析

为了增加以上两种电路的对比性,采用了相同的三极管组成的并按单端输出、单端输入接法的有恒流源(输出交流电阻相当于发射极电阻Re)的差分放大实验电路,且信号源、负载等电路参数都相同,如图2(a)所示。在Multisim11仿真平台中新建文件,按图2(a)所示在平台中构建好新的线路,同时对示波器参数调整,最后开启仿真按钮,得到新的测量波形图,如图2(b)所示。通过理论教学可得,在差分放大电路、特别是单端输出接法的差分放大电路中,可以通过增大发射极电阻Re的阻值,来达到有效抑制任一边电路的温漂,并使得共模抑制比提高。

所以这种以工作在放大内的三极管所组成的恒流源来代替差分电路中的射极电阻Re和集电极电阻Rc的手段在各类集成运放电路中被广泛运用。既使得射极电阻Re的增大了阻值,使集成电路中难以得到大电阻及高电压的问题得到克服,又能够将KCMR(共模抑制比)增加了1~2个级别。

再次进行温度分析扫描。在弹出的窗口对话栏中设置线性的扫描方式;将扫描点数设为两点;设置好分析的起点温度26°C;以及终点温度110°C;调整好瞬态分析类型;然后调节起始点时间值为0Sec,终点时间值改为0.001Sec,也就是信号周期;接着在“输出”项目中将待分析的输出节点设置为节点V;单击仿真开始按钮,随即得到如图3所示此改进电路的温度分析扫描特性曲线图及所得参数值。从图3所示的温度分析扫描特性曲线图及参数列表中可以观测到,当温度从起点26°C上升到终点110°C时,图2(a)所示带恒流源的差分放大电路节点V[6]产生的输出电压最大偏差为:DVo=(5.5103-5.47144)V=0.03886V高温110°C时的输出电压最大值比低温26°C时的输出电压最大值仅仅降低了约0.71%。

3. 对比、剖析、讨论

由图1所示共射放大电路的温度扫描仿真分析及图2所示差分放大电路的仿真测量和图4所示温度扫描仿真分析的结果可知:

(1)Multisim的温度分析扫描能够非常直观地检测放大电路的零点漂移特性。

(2)单端输出接法的差动放大电路的KCMR较双端输出接法的差动放大电路要低;双端输出接法的差动放大电路的电压放大倍数是相应单端输出接法的差动放大电路的电压放大倍数的两倍。

(3)无论是普通放大电路还是差动放大电路,其输出电压都是按负温度系数规律变化的。

四、结论

通过运用Multisim仿真平台,帮助我们缓解了因资金不足导致设备耗材等受限这些因素的限制,使得许多不能进行实物讲解的实验得以通过仿真直观再现,还可进行各种目的不同的训练,使学生的自主分析、设计和应用能力得到培养,高效且低成本。在模电教学过程中,使用Multisim仿真对抽象的理论教学起到了推波助澜的作用,使模电课程的理论与实践完美融合在一起,极大的丰富模拟电子技术的教学内容,并在后继课程的中也有很好的延伸性。

参考文献:

[1]胡宴如主编.模拟电子技术[M].北京:高等教育出版社,2004.

[2]王连英主编.《基于Multisim 10的电子仿真实验与设计》. 北京邮电大学出版社,2009-08.

作者:万皓

高职模拟电子技术论文 篇3:

高职模拟电子技术说课实例

【摘要】说课是高职教学探讨的主要形式,有利于提高教学质量。本文以模拟电子技术课程为例,结合高职教学特点,针对“新课程”改革与教师专业发展从课题分析、教法学法、教学过程这三大方面阐述了“负反馈放大电路”这一单元的说课设计。

【关键词】单元说课;高职教育;课程设计

高等职业教育是技术型人才的主要培养方式,说课已经取代以往的公开课,成为高职教学探讨的主要形式,而专业课因其前后呼应的特色,重视的是完整单元而非单独一节课的教学设计。[1]下面就以“负反馈放大电路”单元说课为例,从课题分析,教法学法,教学过程这三大方面来阐明教学思想。

一、课题分析

(一)课题定位

模拟电子技术是电子专业系列课程的入门基础知识,具有自身的体系和很强的实践性。“负反馈放大电路”这一单元教学内容是本课程的一个重点,是对基本放大电路知识的延续和拓展,同时也是学习后续集成运放电路的基础,本单元内容在这里起到承上启下的作用。

教材选用人民邮电出版社出版的苏士美主编的模拟电子技术,根据教学大纲的规定以及教学内容的结构特征,结合学生的实际水平,确定教学目标如下[2]:

1.知识目标:理解反馈的概念,了解电路的基本构成,掌握反馈的类型及其判定方法;会组装负反馈放大电路,通过测量与调试验证理论;熟悉负反馈对放大电路性能的影响,能根据放大器电路要求选择合适的负反馈。

2.能力目标:培养学生识图及电路组装能力,能选用合适的仪器进行检测和调试;提升学生根据实践结果总结分析理论知识的能力;增进合作意识,养成认真规范的职业素养。

3.情感目标:启发学生讨论、探究,对知识产生浓厚的兴趣,激发学习热情;增强专业学习的自信心和求知欲,在学习中获得成功的喜悦。

(二)单元教学重点

反馈的类型及其判定;负反馈对放大电路性能的影响。

(三)单元教学难点

负反馈放大电路的测量与调试。

(四)学情分析

教师的教和学生的学是一对矛盾的统一体,教师只有充分了解自己的教学对象,因材施教,才能收到良好的教学效果。我所教的学生是高职应用电子技术专业三年级的学生,初步具备专业课程的学习能力,形象思维能力较强,逻辑思维能力较弱;初步具备一定的专业基础知识、电子绘图能力和一定的电子技能;学生喜爱项目化的教学模式,对未来的工作岗位有一定的了解和向往。

二、教学方法

针对以上情况,我在教学中以实物演示——相关知识学习——任务实践——点评分析为主线,综合的运用多种教学方式来充分调动学生学习的主动性和积极性,体现其主体地位,通过学习,使学生掌握重点,突破难点。整体教学策略以“循序渐进”为指导:使用情境教学法,进行实物展示来引导学生学习;相关知识的学习,主要使用讲授法和启发式教学法,通过教师讲、学生交流的形式来强化重点;任务实践阶段,采用任务驱动法和项目式教学法,教师指导、学生试做,提高学生实践动手能力,并通过实践分析、验证相关知识,化解难点;最后通过协作学习方式,实现知识的汇总提高,进行点评与思考分析。

三、学法分析

学法上,根据高职学生的心理和兴趣特点,在生动形象的教学情境下,在分析讨论的过程中,以分析任务—接受任务—小组讨论—操作演练—点评总结的学法模式,让学生积极参与进来,充分体现“以学生为中心”,通过自主式和合作探究式的学习方法,让学生围绕知识点由浅入深、掌握本单元学习内容。

四、教学过程

1.单元划分

教学环节是课程学习的核心,为了融合知识性、趣味性和实际应用性,按项目式教学法的设计要求,我对本章内容重新整合安排,加入实践,主要划分为三个任务,层层渐进:

任务一[相关知识]反馈的基本概念及实践设计2课时

任务二[实践训练]负反馈放大电路的制作与调试2课时

任务三[相关知识]负反馈放大电路的特性分析2课时

每个任务的教学设计,从整体上来讲,是希望实现:教学环境从理论课堂转变到实训室;教学方式从单纯的理论灌输转为理实综合教学、从侧重教师主导转为侧重学生主体;学习方式从个人单一的理论识记转为小组合作边做边学;教学反馈从习题练习转为综合评价。

2.具体过程

任务一:先提前两分钟去组织教学,了解学生情况,安定学生秩序,以利于教学的顺利进行。教学一开始,展示课前准备好的一个简易扩音器,让学生直观的观察在有负反馈和无负反馈的情况下不同的声响放大效果,以此来引起他们的学习兴趣,从而引出教学内容。子任务一是知识学习部分,先借助框图讨论反馈的概念、类型,再引导学生根据课前搜集的任务资讯、分析反馈类型的判定方法,让学生明确本节知识目标,强化单元重点。子任务二是实践设计部分,要求根据类型判定的知识,再加上搜集负反馈对放大电路性能的影响这一任务资讯,设计一份完整的工作任务单(即实践指导书)。由于是让学生分组、针对实践操作过程进行设计以验证反馈的性质判定以及负反馈对两项电路特性的影响,前提就是要熟悉电路的结构、判定的方法等相应知识,这样让学生在设计实践步骤的过程中来巩固知识点,进一步掌握单元重点;通过成功的乐趣,来促使提高相互协作的意识。任务小结阶段,请各组长上台,通过多媒体教学系统展示小组设计的工作任务单,进行阐述交流,再由老师进行点评,强调学生设计中未能涵盖的知识点和需要注意的操作顺序。要求在任务拓展阶段对此进行完善,以便于下一任务的开展。

任务二:提前检查学生的工具,并预先准备好经过完善的任务工作单,为实践教学作准备。教学开始,下发工作任务单,简要回顾知识点,在学生作好充分的知识准备后,就布置任务:负反馈放大电路的制作与调试。按照知识准备的顺序,根据“从抽象到具体,从知识到技能”的原则分为两个子任务:1反馈性质的判别2负反馈对放大电路性能的影响。首先,让学生进一步熟悉电路,根据任务单要求、在学校引进的创新模块中选择元器件,并完成连线。在此设计竞赛环节,以小组为单位比赛哪组最快选出元件并正确的完成连线。以这种形式来活跃课堂气氛,激发学生兴趣,使课堂教学更加生动。接着进行电路的测量与调试,这是学习的难点,但只要学生是在熟读电路的基础上,认真完成前两步,他们就已经能熟练掌握电路的关键测试点。按照大家一起精心设计的工作任务单上的操作步骤,主要以学生自主探究、相互讨论为主,教师巡回指导,通过对测量与调试结果的比较和处理,通过理实结合的教学手段,指导学生循序渐进、有目的的去分析电路特点,让学生在提升操作能力的同时强化对电路结构和工作原理的知识印象。

任务全部完成后,再引导学生一起做总体的归纳总结,围绕本课题的知识目标以及实践情况,以填空的形式将本节所学内容串联起来,形成知识链,便于学生理解记忆。而后发给学生之前设计好的一份课堂教学评价表让学生展开小组自评,小组互评,并且组长提交测量与调试异常情况反馈表,相互交流,排除困惑。教师检测小组完成情况并加以点评,让学生有所启发。在任务拓展阶段,要求学生根据所学所练,完成工作任务单。促进学生的知识内化和迁移。并安排学生完善“负反馈对放大电路性能的影响”的相关资讯搜集,以便于后续任务的开展。

任务三:提前提醒学生准备进行资讯汇报,以利于教学的顺利进行。教学一开始,对学生任务资讯搜集的完整性提出希望,激发学生对自我能力表现的欲望,以引起他们的学习兴趣。教师对任务内容作好全面的规划,实践中已验证过的知识直接根据任务实践情况作总结提高,概念学习部分(放大电路引入负反馈的一般原则、深度负反馈放大电路的估算等)通过教师讲解的形式,来分析问题;而知识学习部分(负反馈对放大电路其他性能的影响),通过由学生根据搜集的任务资讯,利用多媒体教学系统,进行分组汇报讲解,让学生明确本节知识目标,强化重点。最后,通过例題练习来汇总知识、完成教学反馈。在任务拓展阶段,要求学生收集项目资讯,准备完成最终目标:搭建一个实用的扩音器电路。

以上就是我的教学设计,整个单元从知识学习到实践操作再回归到知识的汇总提高,形成完整的认知体系,引导学生在自主合作的学习模式下掌握知识、锻炼技能。

参考文献

[1]夏雪刚.论高职院校专业课程说课[J].职业技术,2009 (2):40.

[2]苏士美.模拟电子技术(第二版)[M].北京:人民邮电出版社,2010,4.

作者简介:蔡妍娜(1982—),女,江苏无锡人,工学学士,工程硕士,讲师,现供职于无锡机电高等职业技术学校,主要研究方向:电子与通信工程。

作者:蔡妍娜

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