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導語：在電路與模擬電子技術(shù)的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
【關(guān)鍵詞】EDA技術(shù) 模擬電路 Multisim 10.0
EDA技術(shù)即為通過計算機來設(shè)計電子電路和系統(tǒng)的計算機軟件。將其應用在電路設(shè)計中能夠顯著提高電路設(shè)計的工作效率，減少誤差，增強可靠性。
1 EDA技術(shù)概述
1.1 EDA技術(shù)特點
EDA技術(shù)就是以計算機為基本工作平臺，結(jié)合了多種現(xiàn)代計算機技術(shù)而形成的開展電子產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)。典型的EDA工具都包括綜合器與適配器，通過EDA技術(shù)能夠在設(shè)計電子系統(tǒng)時減少大量的工作量而交由計算機完成。并且通過EDA技術(shù)能夠?qū)㈦娮赢a(chǎn)品從電路設(shè)計直至設(shè)計版圖的整個流程都在計算機上實現(xiàn)自動智能化處理。當前EDA技術(shù)的應用范圍十分寬廣，例如機械、航空、生物、軍事、教學等各個領(lǐng)域都已經(jīng)廣泛開展使用EDA技術(shù)。
1.2 EDA技術(shù)類別
EDA軟件大致能夠分為芯片設(shè)計輔助軟件、可編程芯片輔助設(shè)計軟件以及系統(tǒng)設(shè)計輔助軟件三大主要類別。通過EDA軟件的功能和應用領(lǐng)域可以將其分為電路設(shè)計、仿真工具、IC設(shè)計軟件與其他EDA軟件等。常用的模擬電子電路包括晶體管放大電路、集成運算放大器以及電源電路等。
2 Multisim 10.0軟件的應用
2.1 Multisim 10.0特點
2.1.1 元件庫豐富
Multisim 10.0配備了海量的元件模型數(shù)據(jù)庫，其中有數(shù)以千計的電路元件，其中包括基本元件、基礎(chǔ)電路、繼電器等元器件。同時，用戶還能夠根據(jù)自己需求來新建元器件庫，給客戶提供了極大的便捷。該軟件中各元器件的參數(shù)可以根據(jù)需求調(diào)節(jié)。
2.1.2 強大的虛擬儀表與分析功能
Multisim 10.0中配備了雙蹤示波器，邏輯分析儀、頻譜分析儀等十余種虛擬儀器儀表，并且操作界面十分友好，不論是專業(yè)人士還是學生都能夠快捷方便的進行操作。
2.1.3 仿真范圍大
Multisim 10.0不僅可以對數(shù)字或模擬電路實現(xiàn)仿真，還能夠仿真射頻電路。
2.1.4 兼容性良好
Multisim 10.0網(wǎng)絡(luò)表文件可以與Spice網(wǎng)絡(luò)表文件進行相互轉(zhuǎn)換，并且形成電路原理圖。Multisim 10.0中電路原理圖還能夠與PCB軟件進行傳輸，進行印刷電路板設(shè)計。可以看出，Multisim 10.0能夠全程完成電路設(shè)計與印刷電路板所有設(shè)計工作，電子產(chǎn)品開發(fā)速度得到了提升。
2.2 Multisim 10.0應用實例
2.2.1 差動放大電路與差模信號
差動放大電路在電子技術(shù)與IC制造業(yè)中應用十分普及，其能夠放大差模信號，對共模信號起到抑制作用，因此可以有效的避免零點漂移，妥善解決了直流放大電路中增益與零點漂移的問題。圖1為恒流源的差動放大電路圖。如不加輸入信號時，首先調(diào)節(jié)R2，輸出電壓接近0.圖2為輸入差模信號電路圖，輸入端加上50mV，1KHz的差模信號，對節(jié)點8與節(jié)點3進行瞬態(tài)分析，獲得兩個大小相同，方向相反的差模輸出信號。
用后處理器獲得雙端輸出電壓波形曲線圖。最大輸出電壓為Vod=4.1034V。
2.2.2共模信號
使用相同的方法對節(jié)點8與節(jié)點3進行分析，可以得到兩個大小相同，方向也相同的共模輸出信號。單端輸出最大電壓值為38.04Pv.從該數(shù)據(jù)可以得知，共模信號單端輸出的抑制程度也較高。
2.2.3 結(jié)論
Multisim 10.0是一個系統(tǒng)的，功能齊全的電路仿真軟件，其強大的元件數(shù)據(jù)庫與大量的虛擬儀表具有多種分析方式。Multisim 10.0軟件存在以下幾大優(yōu)勢：
（1）進行模擬電路能夠調(diào)整電路參數(shù)，觀察不同參數(shù)與電路性能之間的關(guān)系，同時可以重復多次的選擇最合適的元件參數(shù)來設(shè)計方案。
（2）Multisim 10.0能夠在電路測試中分析數(shù)據(jù)、曲線圖形都集中在單一的設(shè)計窗口中，使用人員可以直觀形象的觀察到數(shù)據(jù)和圖形的改編。其所顯示的曲線圖也較為平滑，這是其他硬件測試中無法比擬的優(yōu)勢。
（3）Multisim 10.0的虛擬儀器儀表調(diào)試十分便捷，信號干擾因素小，雙蹤顯示時不會出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)和閃爍的現(xiàn)象。相對于傳統(tǒng)的模擬電路方式來說，其十分容易受到外界電源信號的影響，并且實驗設(shè)備不先進，十分容易導致測量結(jié)果精確度欠佳。然而該測量結(jié)果將通過數(shù)字表現(xiàn)，其精確度較高。
3 結(jié)束語
隨著自動化水平的提高和電子領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，EDA技術(shù)在電路設(shè)計中的作用越來越明顯。利用EDA技術(shù)電路設(shè)計師能夠高效、準確的設(shè)計電路。Multisim 10.0能夠提供強大的元件數(shù)據(jù)庫與虛擬儀表，分析方法十分多元，是電路設(shè)計教學、電路設(shè)計模擬中不可或缺的軟件。EDA正在面臨發(fā)展的關(guān)鍵時刻，EDA技術(shù)將電子設(shè)計技術(shù)推向了新的階段，未來EDA技術(shù)將會向新器件、新工具軟件等趨勢發(fā)展。
作者簡介
高昀（1984-）女，四川省遂寧人。大學本科學歷。現(xiàn)供職于四川職業(yè)技術(shù)學院。主要研究方向為Eda技術(shù)。
電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)是高職院校電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，內(nèi)容包含電路基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)三方面的知識，課程難度較大，內(nèi)容繁多。文章分析了目前教學中存在的普遍問題，提出了在課程教學中引入“五環(huán)模式”，結(jié)合多種教學方法，吸引學生的學習興趣，從而提高教學質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：
“五環(huán)模式”；項目；教學改革
電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程是電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，高職院校的電類專業(yè)大都開設(shè)了此課程。本課程內(nèi)容多，包括電路基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)三門課程的內(nèi)容，其目的是使學生獲得電路的分析方法、電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識和基本技能，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。由于學時少、內(nèi)容多，該課程一直被認為是比較難學的課程，如何讓學生有興趣地學習，提高學生的學習效率，就成為教學能否成功的關(guān)鍵。根據(jù)人才培養(yǎng)方案，高職院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學生畢業(yè)后能夠勝任物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、產(chǎn)品測試與維修、物聯(lián)網(wǎng)感知層與傳輸層節(jié)點產(chǎn)品的輔助設(shè)計、制造、物聯(lián)網(wǎng)工程系統(tǒng)安裝與調(diào)試、物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)應用、能夠承擔各類物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)技術(shù)支持、維護與應用工作。因此物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)中電路與電子技術(shù)教學主要要求學生能夠掌握電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)知識和基本技能，為后續(xù)課程奠定基礎(chǔ)，提高學生的學習興趣。
一、目前高職教學中存在的主要問題
1.教學中知識的講解以本科院校的內(nèi)容為參考，偏全偏難偏理論，學生在學習的過程中，由于基礎(chǔ)差，不能很好地吸收知識，課程學完后，連最基礎(chǔ)的高、低電平概念都沒有掌握，因此，可以說是失敗的教學。2.學生的學習主動性不夠。電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)的學習，純粹由上課聽課，課后作業(yè)不主動完成，學生往往后面部分學了忘記前面部分，而本身此課程的學習是前后關(guān)聯(lián)緊密的，越學就越不懂，導致學習興趣缺失。因此，如何在課程教學過程中，吸引學生，培養(yǎng)學生的學習興趣，在參考了其他院校的教學經(jīng)驗、企業(yè)調(diào)研及教師在教學中的教學積累，項目組最終確定了引入“五環(huán)模式”，可以較好地解決以上存在的問題，從而提高課堂教學質(zhì)量。
二、什么是“五環(huán)模式”
所謂“五環(huán)模式”，由“項目導入”、“制定計劃”、“實施計劃”、“制作實物”和“總結(jié)與評價”五個環(huán)節(jié)組成。下面簡單介紹“五環(huán)模式”的具體內(nèi)容：1.“項目導入”環(huán)節(jié)，任課教師的活動包括三個內(nèi)容。（1）借助實物展示和虛擬實驗平臺，導入項目任務(wù)及目標、展示項目結(jié)果，讓學生對項目有一個直觀的認識，然后再布置具體的學習任務(wù)。（2）利用虛擬實驗環(huán)境的EDA軟件，讓學生明確自己應當完成的具體任務(wù)和完成任務(wù)后可以得到哪些知識以及達到什么樣的水平。（3）在充分考慮學生的現(xiàn)有知識和能力水平的基礎(chǔ)上，按照適合協(xié)作學習的分組辦法對學生進行分組，安排具體的完成時間和成果的評價方式等。2.“制定計劃”環(huán)節(jié)，學生通過自主學習、小組協(xié)作學習等方式，對該項目的任務(wù)目標進行分析，確定任務(wù)所涉及的各種要素，充分應用已掌握的前序知識，確定任務(wù)的實施步驟，為任務(wù)的實施做好充分的準備。3.“實施計劃”環(huán)節(jié)，學生在虛擬仿真實驗平臺上按照已制定好的計劃逐步完成項目任務(wù)。教師在此過程中對學生進行過程指導，實現(xiàn)教師和學生以及學生之間的交流。學生通過應用已學習的知識完成工作任務(wù)，進行知識的建構(gòu)，形成職業(yè)崗位能力。4.“制作實物”環(huán)節(jié)，學生在完成設(shè)計電路的電路圖指導下，進行實物制作，制作完成后，進行調(diào)試。在調(diào)試過程中，對出現(xiàn)的問題與教師探討，尋求解決問題的方法，并與理論的仿真進行對比，分析出現(xiàn)問題的可能原因。5.“展示與評價”環(huán)節(jié)，學生在展示自己的項目成果，然后接受他人的評價和教師的反饋。同時，學生在匯報和聽取同學匯報的過程中，通過對比自己與其他同學的成果，查找不足，反思其成敗。“五環(huán)模式”對電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)的實踐過程進行了詳細的分解，讓學生在整個過程中，把理論知識的學習和實踐能力的提升有機地結(jié)合在一起。
三、“五環(huán)模式”的實施
根據(jù)“五環(huán)模式”的內(nèi)容，項目組的教師們注意尋找電路較為簡單且知識覆蓋面較廣的項目，從簡單到復雜，以任務(wù)為主線，學生為主體，注重基礎(chǔ)知識和能力的培養(yǎng)，使學生在教、學、做的過程中真正學到知識、掌握技能，激發(fā)學生的學習主動性。項目組成員確定了11個項目：電路基本元器件的識別、應用和測量；電子制作手工焊接技術(shù)；基爾霍夫定律的仿真實踐；二極管三極管的測試；共發(fā)射極放大電路的裝配與調(diào)試；穩(wěn)壓電源的設(shè)計與實現(xiàn)；信號燈的邏輯控制；簡單搶答器的電路與試驗；由觸發(fā)器構(gòu)成的改進型搶答器；編/譯碼及數(shù)碼顯示；計數(shù)顯示器。確定了項目后，根據(jù)“五環(huán)模式”的內(nèi)容，在教學中設(shè)計了主要的教學情境。并在教學過程中，引入多種教學方式，如現(xiàn)代化教學方法、理仿實一體化、教學做一體等的運用。在兩屆學生的課程教學中實施，效果較好，驗證了教學方法改革的可行性和有效性。
四、結(jié)束語
在項目實施的過程中，學生對于電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的學習由原先的漫不經(jīng)心，到后面的痛并喜歡著(在學習過程中，實物制作過程的艱辛和調(diào)試成功的喜悅)，讓教師在教學中有了極大的成就感。“五環(huán)模式”的引入，對課程的實踐教學有了很大的促進作用。今后的任務(wù)是，依托工作室培養(yǎng)的優(yōu)秀學生，在課堂教學中充當小老師，幫助教師對學生進行指導，促進教學質(zhì)量的進一步提升；在教學內(nèi)容方面，如何設(shè)計更多更適用的教學案例，更好地發(fā)揮電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)作用.
參考文獻：
[1]高玉良.電路與模擬電子技術(shù)課程教學改革的實踐[J].長江大學學報,2008(3)
[2]張琳.電工電子技術(shù)課程教學改革探索與實踐[J].天津職業(yè)院校聯(lián)合學報,2012(10)
關(guān)鍵詞：電路；教學內(nèi)容；教學改革
作者簡介：張宇飛（1961-），女，江蘇丹陽人，南京郵電大學電子科學與工程學院，副教授；史學軍（1967-），女，江蘇宜興人，南京郵電大學電子科學與工程學院，講師。（江蘇 南京 210023）
基金項目：本文系南京郵電大學教學改革項目（項目編號：JG03311J61）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）16-0080-02
隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，新知識和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，電路作為電類本科生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，改革教學內(nèi)容勢在必行。在南京郵電大學（以下簡稱“我校”），培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的需求成為該課程改革的強大推動力。本文討論了電路課程體系，強調(diào)了電路理論的應用，闡述了電路和信號與系統(tǒng)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路、通信電路、電力電子技術(shù)課程的一些關(guān)聯(lián)內(nèi)容，對教學內(nèi)容進行了重組，引導學生通過電路課程的學習，充分了解電路知識體系構(gòu)架，為學生后續(xù)專業(yè)課的學習確立明確的方向和目標。
一、對電路教學內(nèi)容改革的認識
目前，在我校自動化、電氣工程及其自動化、測控等電氣工程類各專業(yè)所開設(shè)的電路課程，內(nèi)容主要涵蓋直流電路、動態(tài)電路和正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析，理論教學64學時。為適應該類專業(yè)的要求，通過調(diào)整增加了正弦穩(wěn)態(tài)電路、三相電路部分的課時，以加強交流部分內(nèi)容；通過調(diào)整部分例題內(nèi)容，加強了能量傳輸?shù)母拍睿粸橐霉こ虘玫膶嵗?，增加了運算放大器的內(nèi)容，通過補充介紹應用實例，以強調(diào)工程概念的培養(yǎng)。并嘗試在教學中予以實施。通過幾屆學生的教學實踐，也取得了初步的成效，在改革的過程中也看到了目前電路課程仍存在的不足以及和兄弟院校的差距。根據(jù)我校培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的需求，通過對兄弟院校教學的考察和調(diào)研，電路教學組深入研究了我校學生現(xiàn)狀，提出應著重從以下幾個方面進行改革。
1.學好電路、用好電路
傳統(tǒng)的電路課程只研究基于電路模型的分析，不討論實際電路元件的建模背景；只研究模擬電路，不討論數(shù)字電路。其結(jié)果使學生學完電路后甚至不知道受控源為何物，往往是考試成績很好，遇到問題卻不知如何下手。隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，超大規(guī)模集成電路和數(shù)字系統(tǒng)得到廣泛應用，新知識越來越多，而學時是有限的，這些都給電路教學帶來了新的挑戰(zhàn)。一些新的知識應在電路課程中體現(xiàn)，電路理論的應用也應該在課堂加以討論。學習電路不應當立足于只會解電路題，要會用電路所學知識解決實際問題。使學生進一步明確學習電路的目的，體會到要用好電路，必須要學好電路。因此電路教學應當教什么，怎么教，是任課教師迫切需要研究和解決的問題。
2.電路與后續(xù)課程的聯(lián)系
任課教師在授課過程總是會強調(diào)電路課是本科生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課、是后續(xù)專業(yè)課程的重要基礎(chǔ)，如何讓學生在學習電路這門課的過程中真正體會到電路課的基礎(chǔ)性和橋梁作用，正是我們需要探討和解決的問題。應提煉出與后續(xù)課程關(guān)聯(lián)的電路教學的具體內(nèi)容，使學生切實感受到各門課程之間不是相互獨立的，而是相互關(guān)聯(lián)的，也就自然體現(xiàn)出了電路課的基礎(chǔ)性和重要性。如果在電路課程的學習中打下了良好的基礎(chǔ)，將有利于學生進入后續(xù)課程的學習或?qū)磉M入其他領(lǐng)域的進一步深造。因此，迫切需要適當調(diào)整教學內(nèi)容，使學生在有限的課時內(nèi)不僅掌握好基本概念、基本理論和基本的分析方法，也能通過對基本電路理論的應用，使學生真正感受到一些知識點在實際中的應用和后續(xù)課程中的延深，深刻感受到電路課程承上啟下的作用，充分調(diào)動學生學好電路課的積極性。
二、與相關(guān)課程交叉的主要內(nèi)容
我校電路課程在大一下學期開設(shè)，電路是第一門具有工程色彩的專業(yè)基礎(chǔ)課，這時的學生并不清楚電路與自己所學的專業(yè)有多大關(guān)系以及它的重要性。不能等學生把四年大學讀完了，才知道一些知識點的重要性，這就會使學生失去主動學習的積極性。教師有責任在授課過程中梳理出電路和后續(xù)相關(guān)課程的內(nèi)在關(guān)系，引導學生盡早對本專業(yè)課程體系、知識體系、研究對象和發(fā)展方向等有所了解，使學生早日認識本領(lǐng)域研究內(nèi)容的宏觀面貌，這將有助于學生主動的有目標的學習。基于此，筆者梳理了電路和信號與系統(tǒng)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路、通信電路教學的一些關(guān)聯(lián)內(nèi)容，為電路課程內(nèi)容的重組奠定了基礎(chǔ)。
1.與信號與系統(tǒng)交叉內(nèi)容
電路課程在正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析中，專門介紹了非正弦周期電路的穩(wěn)態(tài)分析，討論這一問題，是因為工程實際中經(jīng)常遇到的是激勵為非正弦的周期信號，比如自動控制和計算機領(lǐng)域常用的脈沖信號就是典型的非正弦周期信號，對于這類信號，利用傅里葉變換將信號分解為一系列不同頻率的正弦量，然后根據(jù)疊加定理就可以求出電路的響應。在后續(xù)的信號與系統(tǒng)課程中，對連續(xù)信號與系統(tǒng)的頻域分析做了詳細的討論，同樣以傅里葉變換理論為工具，將信號從時間域映射到頻率域，進一步揭示了信號內(nèi)在的頻率特性以及信號時間特性與頻率特性之間的對應關(guān)系，才有了信號和系統(tǒng)的頻譜、帶寬及無失真?zhèn)鬏數(shù)戎匾拍睢Ｔ趯π盘栍辛巳嬲J識的基礎(chǔ)上，就有可能對實際工程問題進行準確的分析，并解決實際中關(guān)于電信號的處理問題。可見信號與系統(tǒng)中的傅里葉變換是電路課程相關(guān)內(nèi)容的延伸。
2.與模擬電子技術(shù)交叉內(nèi)容
在電路課程中，大量的篇幅都是針對由理想電路元件（線性元件）構(gòu)成的模型電路的分析，關(guān)于非線性電阻電路的分段線性化、小信號分析法以及含有二極管的電阻電路分析，往往不作為重點內(nèi)容講解。而模擬電子技術(shù)中所用到的電路主元件都是非線性元件，比如二極管、三極管、場效應管等，小信號分析法就是工程上的近似方法，在模擬電子技術(shù)課程中用于解決放大器的交流等效電路問題，將非線性電路在一定條件下線性化，這才有可能對放大器構(gòu)成的電路進行解析分析。電路課程關(guān)于非線性電阻電路的分析是模擬電子技術(shù)中放大器交流等效電路分析的基礎(chǔ)。
3.與數(shù)字電路交叉內(nèi)容
雖然電路課程只研究模擬電路，不討論數(shù)字電路，但當今數(shù)字系統(tǒng)的廣泛應用，促使教師在電路課程中有責任引入數(shù)字電路的一些基本概念。在使用數(shù)字計算機控制的工業(yè)生產(chǎn)自動化系統(tǒng)中需要把模擬量轉(zhuǎn)為數(shù)字量，即模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D），如果要用計算結(jié)果去控制工業(yè)對象，又需要把數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，即數(shù)模轉(zhuǎn)換（D/A）。計算機為一個二進制系統(tǒng)，因此可以方便地和邏輯系統(tǒng)結(jié)合起來，且在物理上實現(xiàn)具有兩個穩(wěn)態(tài)值的數(shù)字系統(tǒng)也比較容易。在電路課程中，當學習了電路的基本概念以及疊加定理后，就可以講解由直流電源和電阻元件構(gòu)成D/A解碼網(wǎng)絡(luò)、實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換的內(nèi)容，可以讓學生在電路課程中就能學習到數(shù)字電路的一些基本概念，以便于在以后的數(shù)字電路學習中能夠與電路的相關(guān)內(nèi)容融會貫通，從不同角度全面深入掌握重要的知識點。應當將電路學習階段已經(jīng)涉及到的數(shù)字電路的基本概念介紹給學生，幫助學生及時掌握所需的基礎(chǔ)知識，讓學生帶著探究的心態(tài)進入到后續(xù)課程的學習。
4.與通信電路交叉內(nèi)容
通信電路中無線通信系統(tǒng)的各個重要部分都需要由具有特定功能的電路來實現(xiàn)，建立這一系統(tǒng)的目的是做好信號的產(chǎn)生、傳輸和處理，也是電路用于信號處理的典型應用。電路課程中關(guān)于電路的頻率特性和L、C諧振電路的分析等內(nèi)容都是通信電路中的重要電路部分。
5.與電力電子技術(shù)交叉內(nèi)容
電力電子技術(shù)中發(fā)電系統(tǒng)的各個重要部分都需要由具有特定功能的電路來實現(xiàn)，這一系統(tǒng)是電路用于能量處理的典型應用。電路中有關(guān)三相電路的基本概念、基本分析方法以及三相電路功率的計算，是電力電子技術(shù)課程中三相整流電路、逆變電路的基礎(chǔ)。即電路課程中關(guān)于三相電路分析的基本概念和基本理論都是發(fā)電系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)內(nèi)容。
三、教學內(nèi)容的重組
在電路教學中，教師應當下工夫、花時間提煉出經(jīng)典內(nèi)容并不斷總結(jié)教學經(jīng)驗，將基本內(nèi)容和重點內(nèi)容以更簡明、更容易被學生接受的方式傳授給學生，不失時機地講解與知識點相關(guān)的新知識及實際應用，同時要注意到電路與后續(xù)課程相關(guān)內(nèi)容的講授，使學生在電路這門課程的學習中能對本專業(yè)的知識體系結(jié)構(gòu)有一個全面的認識，切實感受到各門課程之間不是相互獨立的，而是相互關(guān)聯(lián)的，以便于學生針對自己將來的發(fā)展方向，積極主動學習相關(guān)課程。基于以上的思考，對電路教學內(nèi)容進行了重組。
1.電阻電路部分
網(wǎng)絡(luò)定理講解之后，引入例題D/A解碼網(wǎng)絡(luò)，通過電路實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換，引導學生建立數(shù)字電路的基本概念；將二端口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容提前，強調(diào)二端口網(wǎng)絡(luò)端口的u、i關(guān)系，運算放大器就是一個典型的二端口網(wǎng)絡(luò)，實際使用時只需關(guān)注其端子上的u、i關(guān)系，即端子效應。這種抽象觀點是今后分析和設(shè)計復雜電路所必須具備的。這一內(nèi)容是模擬電子技術(shù)和數(shù)字電路分析的基礎(chǔ)。
2.動態(tài)電路部分
在電路課程中，對零輸入響應、零狀態(tài)響應、全響應的內(nèi)容應當從概念上擴展到非直流激勵的響應問題，引導學生提出這個問題，關(guān)注在信號與系統(tǒng)中的解決方法；強調(diào)動態(tài)電路階躍響應的概念及重要性，增加介紹階躍響應和電路系統(tǒng)響應之間關(guān)系的內(nèi)容。這樣極大地增強了學生的探究意識，有利于學生帶著問題進入到信號與系統(tǒng)課程的學習中。
3.正弦穩(wěn)態(tài)電路部分
正弦穩(wěn)態(tài)電路中的頻率特性和L、C諧振電路的分析等內(nèi)容都是通信電路中的重要電路部分，為此應當把一個完整的無線電發(fā)射、接收系統(tǒng)介紹給學生，讓學生深刻領(lǐng)會電路的基礎(chǔ)作用，基礎(chǔ)打好了，在通信電路中才能掌握好這部分內(nèi)容。而三相電路分析的基本概念和基本理論都是電力電子技術(shù)中的重要電路部分，是發(fā)電系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)內(nèi)容，為此應當把整流電路、逆變電路的概念介紹給學生，引導學生早點接觸本專業(yè)所研究的基本內(nèi)容，激發(fā)學生學習的積極性，便于學生自主學習。
四、總結(jié)
在電路教學中，對教學內(nèi)容的改革進行了探討，闡述了電路和信號與系統(tǒng)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路、通信電路、電力電子技術(shù)等課程相關(guān)聯(lián)的教學內(nèi)容，對教學內(nèi)容進行了重組，引導學生通過電路課程的學習，充分了解電路知識體系構(gòu)架以及所學專業(yè)的研究對象、發(fā)展方向，對激發(fā)他們的學習興趣和熱情、學習后續(xù)專業(yè)課起到了積極的作用。
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關(guān)鍵詞：通信；課程；電子技術(shù)；項目載體
以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為特征的信息化浪潮蓬勃興起，開啟了通信大發(fā)展的時代，使社會對高職通信類專業(yè)人才的需求迅速增長。電子技術(shù)課是高職通信類專業(yè)的必修基礎(chǔ)領(lǐng)域課程，是完成好通信技能培養(yǎng)的奠基石。開展電子技術(shù)課工學結(jié)合的教學改革，構(gòu)建以學生為主體、以項目為載體的課程教學模式，對提高教學質(zhì)量具有重要意義。
一、傳統(tǒng)教學模式下電子技術(shù)課開設(shè)的現(xiàn)狀
電子技術(shù)是一門理論與實踐相結(jié)合的課程。在高職通信類專業(yè)教學計劃中，電子技術(shù)的教學目標是：培養(yǎng)學生的電工電子應用職業(yè)能力，包括熟悉元器件與性能、掌握基本電路分析方法、熟悉電工電子一般應用、熟練使用常見儀器儀表；在課程學習的過程中培養(yǎng)方法能力與社會能力；為專業(yè)領(lǐng)域課的學習奠定電工電子基本理論知識。在教學組織方式上，囿于傳統(tǒng)學科體系的課程組織方式和講授式的教學模式，電子技術(shù)課普遍采用了“理論課程+實驗教學+實習課程”的分設(shè)方式。仍然遵循著課程、實驗、實習分離開設(shè)，一學期理論教學和實驗，另一學期再實習；一位老師講授理論，另一位再指導實驗實習。在教學內(nèi)容上，電路分析、模擬電子和數(shù)字電子的理論知識體系嚴謹慎密，但實驗基本以實驗箱驗證測試為主，設(shè)計性和綜合性實驗較少，學生常常是為完成實驗而實驗，很難將實驗上升到知識；實習則用1～2周，完成某單一電路安裝為主。在教學考評上，一般以單獨的理論筆試、實驗驗證操作、實習操作等終結(jié)性考核為主，輔以平時出勤與紀律的考核。與本科相比，高職學生底子相對薄、基礎(chǔ)相對弱，對單純的知識講授感到乏味，學習積極性不高，甚至厭倦電子技術(shù)的學習。學科化的電子技術(shù)課程體系和授受式教學模式，在高校精英教育時期，以及在學生素質(zhì)較高、學習能力較強、邏輯思維較好的學生中，發(fā)揮了重要的作用。但是隨著高職進一步放寬入學門檻，高職學生普遍趨于行為導向能力和感知能力較強，對策略性體驗型知識易于掌握。因此，電路與電子技術(shù)課就亟需改革傳統(tǒng)學科化的課程組織模式和授受式的教學模式。
二、通信類專業(yè)的電子技術(shù)知識與技能需求
通過對高職通信類專業(yè)面向的主要從業(yè)崗位職責進行調(diào)研，分析提煉崗位工作典型任務(wù)，湹清通信類專業(yè)崗位的核心職業(yè)能力，分析核心職業(yè)能力所在的專業(yè)領(lǐng)域課程，建立通信類專業(yè)核心職業(yè)能力對電路與電子知識技能的主要需求關(guān)系。
三、以項目為載體的電子課體系建構(gòu)設(shè)計
以項目為載體的工學一體化，就是把項目作為學習載體，教學以項目任務(wù)的形式開展。重構(gòu)以項目為載體的電子技術(shù)課基本思路是：先選擇合適的載體，即設(shè)計出能承載圖1中技能和知識點的項目。在實施項目的過程中，通過學生主動參與項目的“咨詢、決策、計劃、實施、檢查、總結(jié)”，教師對項目任務(wù)進行“布置、引導、提問、檢查、小結(jié)、反饋”，從而達成電子技術(shù)課的教學目標，完成“電路電子能力+方法能力+社會能力”的培養(yǎng)。電子技術(shù)課程的知識與技能包括四個部分：電工與電路、模擬電子、數(shù)字電路和常見儀器儀表。但高職通信類專業(yè)一般只包括圖1所列的24個基本知識點。為此只需對應選擇相應的有效載體，如圖2所示，可選擇7個項目24個子任務(wù)，來承載24個知識點并完成相應的知識與技能。
四、以學生為主體的電子課教學模式構(gòu)建
選定了7個載體24個子任務(wù)，逐一明確每個任務(wù)引導知識點，其設(shè)計思路即體現(xiàn)了以學生為主體的教學思想，但還需站在高職學生的認知水平去組織教學。先引導知識點，再采取“關(guān)聯(lián)、主動、合作、對話”的方式去實現(xiàn)工學結(jié)合的教學。即在在關(guān)聯(lián)方面，情境化的設(shè)置，體現(xiàn)真實工作場景，使學生身臨其境。在主動方面，讓學生領(lǐng)受任務(wù)任務(wù)閱資料制定計劃，分析解決問題并進行具體實施。在合作方面，小組討論提升團隊能力。在對話方面，學生展現(xiàn)項目，書面和口頭總結(jié)策略、步驟，展現(xiàn)成果。實現(xiàn)電子技術(shù)工學結(jié)合教學模式的路徑：一是要設(shè)計編寫項目任務(wù)所需的引導講義；二是要準備項目任務(wù)書材料；三是要建立任務(wù)所需的教學情境并做好準備；四是要合理教學調(diào)度安排。通過項目設(shè)計、任務(wù)引導、情境設(shè)置、學生咨詢決策計劃、討論實施總結(jié)、教師點評、布置作業(yè)等步驟，達到“讓我去做，我會理解”的目的，從而實現(xiàn)電子技術(shù)課的教學目標。
五、構(gòu)建知識與技能并重的考核評價
課程評價是教學過程必備的重要環(huán)節(jié)，既要達到考核目的又要能調(diào)動學習積極性。電子技術(shù)課教學改革后，需要過程評價和終結(jié)評價結(jié)合，也需要知識考核和項目動手技能相結(jié)合。考核方式的設(shè)計，著重要體現(xiàn)完成任務(wù)與掌握知識并重，知識融于任務(wù)過程。避免改革后出現(xiàn)輕知識的情況，考核方式建議包括：平時成績由任務(wù)引導的準備與提問、分工與提交的任務(wù)方案計劃、任務(wù)總結(jié)發(fā)言情況、作業(yè)練習等環(huán)節(jié)構(gòu)成；項目成績由任務(wù)進程中的觀察記錄、制作項目結(jié)果情況、操作規(guī)范情況等構(gòu)成；筆試成績由單元知識測試、半期筆試、期末筆試等構(gòu)成。
六、結(jié)語
實施高職通信類專業(yè)電子技術(shù)課教學改革，著重體現(xiàn)了以學生為主體的教學情境構(gòu)建、以項目為載體的課程設(shè)計、以教學做一體化的教學模式構(gòu)建、以過程評價和終結(jié)考核相結(jié)合的考評方式設(shè)計。突出學生參與電子項目后再上升到知識的過程，契合了高職學生的思維模式，有助于提高學習的愉悅度，從而提高電子技術(shù)技能和知識素養(yǎng)，為后續(xù)通信職業(yè)能力奠定基礎(chǔ)。
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關(guān)鍵詞：多媒體技術(shù)；高職；模擬電子技術(shù)；課程教學
隨著計算機信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、多媒體數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的教育觀念、教育思想、教學內(nèi)容、教學模式、教學環(huán)境、教學方法、教學手段和教學管理等正在發(fā)生深刻的變革，其中對現(xiàn)代信息化教學技術(shù)的應用是諸多教育教學改革的重要組成部分。《模擬電子技術(shù)》作為高職院校電類專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程，主要研究各種半導體器件的性能、電路及應用，是后續(xù)電類課程的理論和實踐基礎(chǔ)。然而，《模擬電子技術(shù)》課程概念抽象、非線性特性多、電子器件參數(shù)分散性大、工程應用性強，在傳統(tǒng)教學中，往往是教師講得通學生卻聽不懂，或?qū)W生聽懂了卻想不通。將現(xiàn)代信息化教學技術(shù)——多媒體技術(shù)應用到《模擬電子技術(shù)》課程教學，具有非常重要的現(xiàn)實意義。
高職《模擬電子技術(shù)》課程教學的特點
（一）概念抽象
該課程的概念和理論比較抽象，給教學帶來了較大困難。如PN結(jié)單向?qū)щ娦?、正弦波振蕩電路起振過程等，學生對這些概念和理論很難理解。為了使學生能夠較好地接受這些單調(diào)、枯燥的理論，課程教學中教師多采用啟發(fā)式、互動式、引例式、演練式等教學方法來加深學生的理解，但教學效果并不顯著。
（二）非線性特性多
模擬電路是由半導體二極管、三極管為主要器件組成的。二極管、三極管均具有非線性特性，因此，線性電路理論對于分析和設(shè)計模擬電路不適用，必須采用非線性電路的分析方法。傳統(tǒng)教學在這方面收效甚微。
（三）電子器件特性分散性大
電子器件的參數(shù)是特性的定量描述，也是實際工作中根據(jù)要求選用器件的主要依據(jù)。然而電子器件參數(shù)分散性較大，相應的特性分散性也較大，往往需要通過手冊查得，在實際電路中往往難以或是不需要精確計算輸出值。
要準確選取具有分散性的電子元器件，除了需要扎實的理論，還需要豐富的經(jīng)驗。
（四）工程應用性強
在科學技術(shù)飛速發(fā)展的今天，模擬電子技術(shù)幾乎在所有的領(lǐng)域——科學研究、生產(chǎn)實踐、日常生活中無處不在。模擬電子技術(shù)工程應用十分廣泛，設(shè)計、應用一個模擬電路，即便是一個小型的應用電路，也是一項系統(tǒng)工程。
多媒體技術(shù)在教學中的優(yōu)勢
（一）多媒體技術(shù)形象生動，容易激發(fā)學生的學習興趣
多媒體教學手段以靈活多變的教學方式，給學生提供鮮明、生動、清晰的感受，使學生感興趣。多媒體教學手段以大量視聽信息和高科技手段來沖擊學生的思維興奮點，可以極大地激發(fā)學生學習《模擬電子技術(shù)》課程的興趣，從而調(diào)動起學生的學習積極性。
（二）多媒體技術(shù)豐富課堂信息量，能大大提高教學效率
《模擬電子技術(shù)》課程的主要特點是合理利用視圖及表達方法表達各種元件及電路圖的結(jié)構(gòu)及有關(guān)國家標準。為了收到較好的教學效果，教師往往在課堂上手繪各種電路圖。這個過程要占用許多授課時間，如果刻意減少繪圖，勢必會影響教學效果。而將多媒體技術(shù)應用到《模擬電子技術(shù)》課程教學中，制作電子教案、繪制電路、解答習題、做虛擬實驗、進行仿真應用，能極大地豐富課堂教學信息，從而提高課堂教學效率。
（三）多媒體技術(shù)便于理論聯(lián)系實際，有助于培養(yǎng)學生的動手能力
處于工作狀態(tài)的模擬電路看似平靜，實則正在發(fā)生量和質(zhì)的深刻變化。這樣的過程，傳統(tǒng)教學手段根本無法在學生面前展示，學生的興趣點往往只停留在電路的輸出結(jié)果上，而忽視電路的實際工作原理和工作過程，不利于學生動手能力的培養(yǎng)。多媒體技術(shù)教學最大的優(yōu)勢是可以將復雜模擬電路的工作過程形象化，使理論聯(lián)系實際。這對于促進學生實際操作、設(shè)計、應用模擬電路具有十分重要的意義。
多媒體技術(shù)在高職《模擬電子技術(shù)》課程教學中的應用
（一）使微觀世界和抽象概念直觀化
由于半導體內(nèi)部的載流子是微觀粒子，看不見、摸不著，因此，在傳統(tǒng)教學中，學生對PN結(jié)形成過程的理解全靠想象，學生感到太抽象、難以接受，在短時間內(nèi)很難透徹理解。
采用多媒體動畫教學，可將P型半導體與N型半導體內(nèi)部的空穴與電子用不同的標識符形象地描繪出來，生動地演示PN結(jié)內(nèi)部微觀粒子的運動。這樣，將學生帶入微觀世界，就可以讓學生去觀察和發(fā)現(xiàn)“奧秘”：擴散運動內(nèi)建電場漂移運動擴散與漂移達到動態(tài)平衡，從而理解PN結(jié)的形成過程。
通過在PN結(jié)兩端加不同極性的電壓來破壞PN結(jié)原有的動態(tài)平衡，會使它呈現(xiàn)單向?qū)щ娦?。可利用多媒體動畫演示PN結(jié)加正向電壓處于導通狀態(tài)時，外加電壓的方向與內(nèi)電場方向相反，使P區(qū)的多子空穴和N區(qū)的多子電子都推向空間電荷區(qū)PN結(jié)厚度變窄內(nèi)電場削弱PN結(jié)原有的平衡被打破擴散運動大于漂移運動在外電源作用下，P區(qū)空穴不斷擴散到N區(qū)，N區(qū)的自由電子不斷地擴散到P區(qū)，從而形成了從P區(qū)流入N區(qū)的正向電流PN結(jié)正向?qū)āN結(jié)反偏時的動態(tài)過程正好相反，少子漂移運動形成極小的反相飽和電流。這樣，就能使學生真切感受PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕坝H眼見到”在微觀世界里PN結(jié)如何正偏導電與反偏截止。
三極管與場效應管內(nèi)部載流子的運動都可以用多媒體動畫形象生動地演示，將肉眼看不見的微觀世界載流子傳輸過程非常形象和直觀地展現(xiàn)出來，學生的學習效果會非常好。
（二）使非線性特性形象化
非線性電壓放大電路對低頻信號的放大作用是本課程的重點，是學生學習后續(xù)各章節(jié)的基礎(chǔ)，同時也是難點。許多學生很難在腦海中建立交直流共存的概念，尤其是對于非線性電路。為了使學生更好地理解交直流如何共存于一個非線性電路，最直觀的方法就是圖解法。
這種方法通過波形圖與非線性元器件的特性曲線來動態(tài)展示電路的電壓放大特性。先畫出只有直流信號作用下的共射極放大電路的直流通路，帶領(lǐng)學生分析僅在直流信號作用下流過三極管的靜態(tài)基級電流與靜態(tài)集電極電流的波形圖。然后在直流通路的基礎(chǔ)上，輸入與輸出端加上耦合電容，由輸入耦合電容將低頻交流小信號加在放大電路的輸入端。最后利用動畫效應給出輸入端交流小信號隨著時間的推移電壓ui波形的動態(tài)變動情況。此時，在交流信號的作用下，基級電流ib，集電極電流ic，集電極與發(fā)射極之間的電壓uce以及輸出電壓u0的波形，隨著ui的動態(tài)變化就生動形象地顯現(xiàn)在各支路與輸出端。動畫演示可采用慢放方式，使學生在波形的緩慢變化中看到輸入與輸出信號之間的動態(tài)關(guān)系與變動過程，以及ube與ib和uce與ic的非線性關(guān)系，由此即可形象展示交直流的共存現(xiàn)象。動畫展示時，信號波形的變化快慢以及信號的周期可以根據(jù)具體情況調(diào)整，啟發(fā)學生從中觀察輸入信號頻率變化對輸出信號的影響。
分析溫度、電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響時，利用多媒體課件，可逐步展示隨著溫度與各電路參數(shù)的變化，靜態(tài)工作點逐步上移或下移的過程，以及工作點位置不當時，輸出信號波形出現(xiàn)的非線性失真。靜態(tài)工作點過高使放大管進入飽和區(qū)輸出波形出現(xiàn)飽和失真，過低使放大管進入截止區(qū)輸出波形出現(xiàn)截止失真，以及波形上半周或下半周出現(xiàn)畸變的情況，都可以用動態(tài)圖像形象地展示，進而取代書本上的靜止圖像。這樣，就能馬上吸引學生的目光，促使學生去思考。恰當?shù)剡\用多媒體刺激學生的多種感官，不僅可以吸引學生的注意力，而且能有效地突出重點，突破難點。
（三）使電子器件參數(shù)分散性帶來的不必要復雜計算簡單化
電子器件的參數(shù)是特性的定量描述，也是實際工作中根據(jù)要求選用器件的主要依據(jù)。二極管參數(shù)分散性較大，在實際電路中難以精確計算輸出值。利用多媒體技術(shù)可以簡化因電子器件參數(shù)分散性帶來的不必要的復雜計算（有時復雜精確的計算對于電路分析也沒必要，只需知道局部電路的輸出值即可反映電路設(shè)計的有效性），從而直觀演示模擬電路的工作過程。
教師在講授直流穩(wěn)壓電源內(nèi)容時，傳統(tǒng)的教學方法是先介紹整流、濾波與穩(wěn)壓的理論，然后再通過復雜數(shù)學計算與理論推導來求解負載上的輸出電壓值以及電壓脈動系數(shù)，最后通過實驗演示或?qū)嵤┓纸M實驗教學來驗證理論以提高教學效果。如果在這部分教學中輔以多媒體教學，對半波整流電路與橋式整流電路的整流效果、電容濾波與電感濾波的區(qū)別，電容C以及負載RL對濾波效果的影響（如圖1所示），均可以通過視頻動態(tài)鏡頭來展示。可通過慢放展現(xiàn)各種情況下的輸出電壓波形，引導學生對比波形的不同之處，讓學生根據(jù)過程演示推導出正確的結(jié)論，從而使學生自然而然地得出結(jié)論。這要比通過繁雜的數(shù)學理論推導得出結(jié)論更有說服力，更容易使學生牢記結(jié)論。
尤其是在實驗條件沒辦法滿足教學要求時，通過多媒體技術(shù)進行實驗演示，可以使學生通過觀察實驗過程和現(xiàn)象總結(jié)出規(guī)律或得出結(jié)論，有助于提高學生的學習積極性，提高學生的動手能力。不過要注意的是，多媒體課件所演示的實驗難以替代學生親自動手進行的真實實驗，若完全代替真實實驗，有可能會扼制學生活躍的思維和豐富的想象力。
（四）虛擬化工程應用實踐
對于振蕩電路的起振過程，傳統(tǒng)教學全靠學生想象，由于學生的知識水平和閱歷有限，對起振情景想象不出或想象不全，從而限制了他們對相關(guān)知識點的理解。多媒體技術(shù)在正弦波振蕩電路課堂教學中的應用卻能很好地解決這一難題。利用電路仿真軟件EWB或PROTEL先搭建振蕩電路，接通電源后由虛擬示波器來測試振蕩信號的波形（如圖2所示），來模擬實現(xiàn)振蕩電路的起振與振蕩過程，不僅可以使學生深刻體會和理解振蕩的抽象理論，而且還可以間接地教會學生如何利用虛擬仿真軟件進行電路仿真，可謂一舉兩得。
正弦波振蕩電路的理論講授完成后，為了使學生能夠?qū)⑺鶎W理論知識運用到實踐中，加深對專業(yè)理論知識的理解，應帶領(lǐng)學生做一個信號發(fā)生器。但由于教學資源與教學條件受限，實現(xiàn)起來比較困難。在這種情況下，可以考慮利用虛擬技術(shù)來實現(xiàn)，帶領(lǐng)學生運用計算機技術(shù)與多媒體技術(shù)做一個虛擬信號發(fā)生器。在制作虛擬信號發(fā)生器的過程中，加深學生對振蕩電路的理解，從而掌握振蕩頻率與諧振電路元器件及諧振頻率之間的關(guān)系。
將多媒體技術(shù)應用于教學不僅可彌補有關(guān)理論教學、實踐教學環(huán)節(jié)的不足，而且可使仿真軟件與虛擬儀器的強大功能在教學領(lǐng)域獲得進一步應用。
多媒體輔助教學引入高職模擬電子技術(shù)課堂教學后，彌補了傳統(tǒng)教學的不足，優(yōu)化了教學效果，不僅使枯燥乏味的理論變得形象生動，提高了學生的學習主觀能動性，也使得學生不再懼怕實驗與實訓，學會在實踐中去思考問題，從而提高動手能力。但多媒體技術(shù)的運用要恰到好處，不能取代教師的主導地位與學生的主體地位。巧用與妙用多媒體技術(shù)，才能使學生消除對本課程的畏難心理，真正激發(fā)學生學習電類專業(yè)課的興趣。
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“電路分析基礎(chǔ)“”模擬電子技術(shù)“”數(shù)字電子技術(shù)”作為電子信息工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，它不僅為后續(xù)專業(yè)課程打基礎(chǔ)、提供知識儲備，更為重要的是使學生具有本學科領(lǐng)域內(nèi)扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識、合理的知識結(jié)構(gòu)、終身自我發(fā)展和開拓的能力，培養(yǎng)學生進行科學研究的基本素質(zhì)、科學的思維方法及創(chuàng)新能力。在傳統(tǒng)的課程設(shè)置中“，電路分析基礎(chǔ)”被定義為“電路”理論的入門課，與“電子技術(shù)”課程的界限劃分嚴格，課時分配上更重視其獨立理論完整性和系統(tǒng)性，而較少考慮其實踐性和如何為后續(xù)課程服務(wù)；傳統(tǒng)的“電路分析基礎(chǔ)”課程內(nèi)容都不涉及與電子器件有關(guān)的內(nèi)容，只研究理想化元件模型構(gòu)成的電路，不討論其建模背景，課程重點過多集中于“列電流電壓方程求解”；導致學生在學習完該課程后宏觀層面沒有模塊端口特性、子電路抽象和分層分析處理的概念，微觀層面并不知道具體的理想器件和實際電路中的元件如何對應（例如受控源和開關(guān)）?！澳M電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”課程在大多數(shù)應用型本科院校的培養(yǎng)方案中設(shè)置為第三四學期開設(shè)，根據(jù)后續(xù)課程開設(shè)順序前后次序有所調(diào)整。從三門課程內(nèi)容的前后承接關(guān)系考慮，課程開設(shè)順序依次為“電路分析基礎(chǔ)“”模擬電子技術(shù)“”數(shù)字電子技術(shù)”，若考慮為“微機原理與接口技術(shù)”等第四學期開設(shè)的課程服務(wù)，課程開設(shè)順序依次亦可調(diào)整為“數(shù)字電子技術(shù)”在前“模擬電子技術(shù)”在后；但不同程度上均存在課程內(nèi)容前后銜接不緊密，部分知識點重復覆蓋，理論與實驗內(nèi)容不協(xié)調(diào)的問題。為保障教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生的工程應用和創(chuàng)新意識，將“電路分析基礎(chǔ)“”模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”三門課程納入“電子電路”課程體系進行優(yōu)化改革是解決現(xiàn)有問題的有效途徑。
2基于課程體系建設(shè)的調(diào)整優(yōu)化
“電路分析基礎(chǔ)”、“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”三門課程的內(nèi)容前后聯(lián)系緊密，考慮課程之間的相互銜接，從課程體系角度對課程內(nèi)容進行優(yōu)化和整合是目前較為有效的解決方案。
2.l課程銜接設(shè)置與內(nèi)容整合
課程內(nèi)容改革要從整體考慮，即應著眼于課程體系建設(shè)為目標，對教學內(nèi)容進行優(yōu)化、整合和改革。如何在有限的學時內(nèi)保證課程的完整性和系統(tǒng)性避免重復性，將最基本的知識、技能傳授給學生是必須面對并設(shè)法解決的問題。為保持課程體系的銜接和緊密聯(lián)系，陜西理工學院電子信息工程專業(yè)采用“電路分析基礎(chǔ)“”模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”課程開設(shè)順序，為保證該課程體系與后續(xù)“微機原理與接口技術(shù)”等課程的前后銜接關(guān)系，將原培養(yǎng)計劃中的開設(shè)時間前移。“電路分析基礎(chǔ)”設(shè)置為第二學期第三學期開設(shè)，第二學期講授“電路模型和電路定律“”電阻電路的等效變換“”電阻電路的一般分析”“電路定理”“儲能元件“”一階電路和二階電路的時域分析”等基礎(chǔ)知識，并適當引入二極管、三極管、集成運放等電子元器件的介紹，且在課程中以例題形式說明其基本的模型和分析方法，同時加強非常重要的戴維南定理的內(nèi)容，以便為第三學期開設(shè)的“模擬電子技術(shù)”打下堅實的基礎(chǔ)。在學生學習完“模擬電子技術(shù)”后第四學期前十四周開設(shè)“數(shù)字電子技術(shù)”課程，“微機原理與接口技術(shù)”設(shè)置為第四學期第四周開設(shè)。通過優(yōu)化理順課程間的相互關(guān)系，此方案的實施不僅解決了課程理論學時壓縮的困境，而且有助于教學質(zhì)量的提高。
2.2理論與實踐教學相互補充與加強
“電子電路”課程體系中課程的共同特點是兼有理論和實驗兩個環(huán)節(jié)，二者相輔相成，相互補充。為保證內(nèi)容進度上的協(xié)調(diào)，增強實驗促進理論知識理解和工程實踐動手能力提高的效果，從課程體系建設(shè)角度出發(fā)，制定了統(tǒng)一的教學大綱。為了幫助學生更快地將實際電子電路與理論教學建立直接的聯(lián)系和對比，更好地掌握教學內(nèi)容，強化知識點，提高學生的動手能力和工程應用的素養(yǎng)，實驗環(huán)節(jié)按照理論教學的重點、難點設(shè)置實驗內(nèi)容，為了加強理論與實驗知識傳授的標準化，減少雙方知識的重疊，對實驗環(huán)節(jié)的時間和任務(wù)以及任務(wù)量做合理的調(diào)整和安排。
2.3層次型實驗體系建設(shè)
從培養(yǎng)工程系創(chuàng)新型人才的角度出發(fā)，基于“電子電路”課程體系建設(shè)的思想，建立“以人為本，激勵創(chuàng)新，目標驅(qū)動，融合貫通”的實驗教學體系。將實驗內(nèi)容分為驗證性、綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性四個層次，并在第三學期末和第四學期末增加“電工電子工藝實習”“電子技術(shù)課程設(shè)計”實踐環(huán)節(jié)。基礎(chǔ)驗證性、綜合性實驗重點培養(yǎng)學生的基本實驗技能和方法，學會正確記錄數(shù)據(jù)，科學分析處理數(shù)據(jù)，規(guī)范撰寫實驗報告；設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗要求學生根據(jù)具體的應用問題，從實際工程應用角度完成設(shè)計、仿真、安裝調(diào)試的全部過程，以提高學生的實驗興趣，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力和工程創(chuàng)新意識。
3教學方法和手段的改革
3.1轉(zhuǎn)變教學觀念和授課方式
從過去的以教師為中心，課堂為中心、傳授知識為目的的傳統(tǒng)教育觀念，轉(zhuǎn)變成以學生為中心，學生學到和如何利用知識的新觀念，引導學生主動學習。在教學過程中增加主動學習和動手實踐，強調(diào)分析問題和解決問題的能力。采用多媒體結(jié)合板書授課的同時引入演示實驗，用投影儀展示實驗的實物和實驗的波形、結(jié)論，激發(fā)學生的學習興趣，增加對知識的理解。
3.2開放課堂教學，培養(yǎng)仿真設(shè)計能力
課堂教學與工程教育新模式“構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運作”進行有機結(jié)合，精心設(shè)計課堂引導問題，在課堂教學中與學生實時互動。“電路分析基礎(chǔ)”從基本電路階段就開始引入EWB仿真軟件，結(jié)合電路對EWB的功能和使用加以介紹；“模擬電子技術(shù)”講授模擬電子基礎(chǔ)知識的同時引入Multisim等仿真軟件的使用介紹；“數(shù)字電子技術(shù)”課程講授的同時引入VHDL語言，利用ALTERA公司的QUARTUS軟件綜合訓練學生進行數(shù)字電子技術(shù)綜合設(shè)計。
3.3加強實驗教學，培養(yǎng)歸納總結(jié)能力
實驗教學中通過驗證性、綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性四個層次實驗項目的設(shè)置豐富實驗內(nèi)容，通過“電工電子工藝實習”和“電子技術(shù)綜合課程設(shè)計”強化了學生對知識體系的理解應用，把“電路分析基礎(chǔ)”“、模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”相關(guān)聯(lián)的知識點有機結(jié)合起來。培養(yǎng)學生以工程問題為背景來分析計算具體的電子電路。實驗指導中教師的指導形式采用自然分層分流，因材施教的方案，營造人人可以成才、人人都能成才的育人環(huán)境。分流分層，因材施教思想的核心是根據(jù)具體實驗項目類型指導形式明確化，驗證性、綜合性對全體學生開設(shè)，采用集體輔導和講解的形式進行，所有學生必須掌握基礎(chǔ)知識、常用工具和基本分析技能。對學有余力的學生開放創(chuàng)新實驗室，通過專題講座的形式開出設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗，重點講解與實驗項目相關(guān)的設(shè)計方法和調(diào)試手段，鼓勵學生自主提出不同的設(shè)計方案。從而實現(xiàn)分流分層培養(yǎng)，達到因材施教，個性化培養(yǎng)的目的。實驗考核與測試科學規(guī)范化，根據(jù)實驗項目類型不同安排多次階段考核與交流答辯，幫助學生鞏固實驗內(nèi)容，提高工程實踐水平。重視學生實驗報告的撰寫，每個實驗項目均要求學生按照正式論文格式撰寫實驗報告，必須重點處理實驗測試數(shù)據(jù)，嚴謹分析得出實驗結(jié)論。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞：模擬電路；數(shù)字電路；唯物辯證法；學習方法
中圖分類號：G642.46 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）04-0192-02
工科院校學生，無論是電專業(yè)的還是非電專業(yè)的本科生、?？粕家獙W習模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)，簡稱模電和數(shù)電。因為這兩門課程對電專業(yè)的學生來說是他們學習后續(xù)課程的專業(yè)基礎(chǔ)課；對于非電專業(yè)的學生，是他們接觸電的知識的一門必修課。也是培養(yǎng)他們縝密的思維、具有良好的工程意識、樹立全局的觀念處理問題的一個很好的訓練機會。然而大部分的同學在學習這兩門課程，尤其是模擬電路課程，都感到異常的頭疼。他們把模電稱為“磨電”――折磨人的電路。更有甚者，干脆把模電稱為“魔電”――變幻莫測，模棱兩可，琢磨不定，難以駕馭，簡直就是“魔鬼”。同學們到了期末，如果考試科目太多，顧此失彼，首先放棄的就是模電。那么，模電到底是怎樣的一門課程呢？它有什么樣的特點？為什么會讓同學們?nèi)绱祟^疼？我們在學習模電時應注意哪些問題才能駕輕就熟呢？
一、模電的課程特點
1.什么是模電。模電是“模擬電子技術(shù)”的簡稱，它是電子技術(shù)的一個分支。電子技術(shù)是研究如何應用電子元器件組成特定的電路完成特定的功能的一門專業(yè)技術(shù)。它包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)，習慣上稱為模擬電路和數(shù)字電路，簡稱“模電”和“數(shù)電”。模擬電路研究的是連續(xù)信號的加工和處理，包括信號的放大、濾波、變換和運算等。數(shù)字電路主要是對離散信號的處理。
2.模電的特點與現(xiàn)狀。模擬電路研究的是連續(xù)變化的信號。事物的發(fā)展變化是一個連續(xù)的漸變的過程，是由多個因素決定的，并且各個因素之間是密切關(guān)聯(lián)的。于是模電給同學們的感覺就是模棱兩可，不確定性，琢磨不定，難以把握。事物的發(fā)展總是從一個階段變化到另一個階段。數(shù)字研究的是從起點到終點的因果關(guān)系――邏輯關(guān)系，具有確定性。而模擬電路則要研究從起點到終點的整個變化過程，難度顯然要大于數(shù)字電路。從這個意義上說，數(shù)電是簡化了（抽去中間過程）的模電；模電涵蓋了數(shù)電。所以同學更偏愛于數(shù)字電路。根據(jù)多年的教學經(jīng)驗，同學“懼怕”模電的原因主要有三點：①電路原理的基礎(chǔ)不扎實，對電路的感覺不夠；②模電的學習中要求用全面的、關(guān)聯(lián)的、變化的眼光去看待事物，前續(xù)課程這方面的訓練遠遠不夠；③對模電中出現(xiàn)的半導體元件，如二極管、穩(wěn)壓管、三極管、場效應管、運算放大器等感到很陌生，尤其過去沒有接觸過非線性元件，感覺很不適應。
3.模擬與數(shù)字的關(guān)系。其實模擬電路與數(shù)字電路并非完全割裂的，它們是相互對立、相互統(tǒng)一、相互依存、相互轉(zhuǎn)化的。因為事物的發(fā)展都會有一個由量變到質(zhì)變的過程，數(shù)量上累積到一定程度就會發(fā)生質(zhì)的飛躍。例如，把一個正弦波送到一個電壓放大器進行線性放大，在輸出端得到的是一個成比例的正弦波。如果加大輸入信號的幅值，或加大放大器的電壓放大倍數(shù)，則輸出的正弦波將出現(xiàn)上、下削頂，變?yōu)樘菪尾āＨ绻粩嗉哟蠓糯蟊稊?shù)，則輸出波形將變?yōu)榉讲ā＿@時就把一個連續(xù)變化的正弦波變成了一個離散的方波信號，完成了模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。
4.模擬與數(shù)字的優(yōu)劣。在普通人眼中，似乎存在這樣一種共識：數(shù)字的東西總比模擬的好。其實這是一種認識上的誤區(qū)。模擬技術(shù)可以控制信號連續(xù)變化；數(shù)字技術(shù)只能做到按階梯變化。也就是說模擬技術(shù)可以控制得更精細，數(shù)字技術(shù)可以保證有更好的重復性，兩者各有優(yōu)缺點。比如，用遙控器調(diào)節(jié)電視機的音量，有時侯（尤其是夜深人靜時）會發(fā)現(xiàn)調(diào)到數(shù)字9，聲音小了點；調(diào)到數(shù)字10，聲音又大了點，最好是調(diào)到9.5，可是數(shù)字調(diào)節(jié)做不到。而采用模擬方式則可以在9～10之間任意調(diào)節(jié)。反之，在電視機或收音機調(diào)臺時，數(shù)字技術(shù)比模擬技術(shù)更有優(yōu)越性。用模擬的方式找臺，需要來回搜索幾次，再選擇一個最佳點。采用數(shù)字的方法，其實也要來回搜索，只不過它能把最佳位置――諧振點，記錄和儲存起來，并給它一個編號，下次只要輸入該編號，即可選擇該電臺節(jié)目，無須再重新調(diào)整，因為上次已經(jīng)存儲好了，使得電臺的調(diào)節(jié)很方便。那么，模擬技術(shù)和數(shù)字技術(shù)孰優(yōu)孰劣呢？根據(jù)上述介紹可以看出，模擬和數(shù)字沒有優(yōu)劣之分。因為事物的變化都是連續(xù)的，即便是數(shù)字化后，最后還是要回到模擬信號，因為世界本身就是模擬的，數(shù)字化不過是一種手段，使我們能夠更好地進行操控，本質(zhì)的東西還是模擬技術(shù)。
二、模電的學習方法
針對模擬電路的特點和同學們的學習狀況，結(jié)合多年的教學經(jīng)驗，我們提出以下一些學習方法，希望對同學們學習模擬電子技術(shù)能起到拋磚引玉的作用。
1.掌握器件外特性。初學模擬電路會遇到很多未曾接觸過的半導體器件，這些器件都有一個共同的特點――非線性。其實，正是它們的非線性構(gòu)成了這些器件的特殊作用。二極管正是因為有單向?qū)щ娦圆拍芡瓿烧骱烷_關(guān)的作用；穩(wěn)壓管正是利用了反向擊穿特性才能實現(xiàn)穩(wěn)壓功能；三極管利用線性區(qū)可以完成電流放大的作用；利用非線性區(qū)可以作為開關(guān)來使用。場效應管的特點是高輸入阻抗，屬于電壓控制器件。在學習這些新器件時，不管其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有多么復雜，只要注意掌握器件功能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、特性曲線、典型應用這些基本要素，就能達到事半功倍之效。
2.不能就事論事。例如，在分析共射連接單管放大電路的電壓放大倍數(shù)時，電壓放大倍數(shù)的表達式為：AU=-β（RC/rbe）。AU的大小與三極管的電流放大倍數(shù)β、集電極電阻RC成正比，與輸入電阻ri（≈rbe）成反比。要想提高AU好像加大β即可。可事實上，單方面加大β并不能提高AU。因為rbe=rhb+（1+β）26/IE，加大β的同時，rbe也隨之增加，AU并不增加。而且β加大后，穿透電流ICEO=（1+β）ICBO也加大，對放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性不利。
3.不能看表面現(xiàn)象。仍以電壓放大倍數(shù)為例，AU=-β（RC/ri）。表面上看減小輸入電阻ri可以提高電壓放大倍數(shù)AU，可事實上卻適得其反。因為放大電路的輸入端要接信號源，而信號源都會有內(nèi)阻RS，RS要和輸入電阻ri分壓形成輸入電壓ui，即ui=USri/（RS+ri），US為信號源的電壓。ri越小，分得的輸入電壓ui反而越小。再說，作為電壓放大電路的輸入電阻ri應該盡量大些，才能減前級輸出的負擔。而且作為儀器放大器使用時，其輸入電阻ri越大，相當于電壓表的內(nèi)阻越大，測量越準確。
4.要全面地看問題。單管電壓放大倍數(shù)AU=-β（RC/ri），AU與β、RC、ri（≈rbe）均有關(guān)系。要想提高AU，表面上看可以有3個辦法：提高β，減小ri，增大RC。如前所述，提高β，rbe也增加，AU并不增加。減小ri，增加了前級的負擔，ui反而下降，得不償失。增加RC，好像可以提高AU。但是在靜態(tài)集電極電流IC不變的條件下，增加RC，將使集電極電位UC下降，輸出的動態(tài)范圍減小，甚至使三極管進入飽和狀態(tài)。提高電源電壓VCC可以使三極管退出飽和，但VCC變化后，靜態(tài)工作點發(fā)生了變化。電壓放大倍數(shù)AU需要重新計算。所以，電壓放大倍數(shù)AU是由多個因素決定的，而且各個因素之間有著相互的關(guān)聯(lián)，相互影響，要學會全面的分析問題。
通過多個實際例題的分析，使同學們了解了模擬電路課程的特點與授課現(xiàn)狀，認識了模擬電路和數(shù)字電路的相互關(guān)系，學會了用唯物辯證法的思想指導自然科學的學習。在學習模擬電路的過程中要善于抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，突出重點，帶動一般，使復雜問題得以簡化，收到了很好的效果，深受同學們的歡迎。
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摘要：為解決《電子技術(shù)》課程內(nèi)容抽象學習枯燥的問題，提出以“機器人循跡小車”為主體的項目教學法，將《電子技術(shù)》教學內(nèi)容貫穿其中，有效激發(fā)了學生的學習興趣，提高了學生的學習效率。項目教學嵌入國際流行的CDIO工程教育理念，且融合學科交叉、素質(zhì)教育等，形成了一套適合大多數(shù)理工科院校學生的EIPC-CDIO新的工程教育理念，為電子技術(shù)教學質(zhì)量的提升奠定了基礎(chǔ)。
P鍵詞：電子技術(shù)；機器人小車；CDIO；項目教學法
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）52-0188-02
一、引言
《電子技術(shù)》課程是理工科類專業(yè)最重要的基礎(chǔ)課程之一，是通信工程、電子信息工程、計算機等專業(yè)的必修課。該課程不僅要求有較高的理論基礎(chǔ)，而且還需要較強的實踐動手能力。其內(nèi)容抽象、知識點多、實踐性強的特點，被眾多教師和學生列為難教、難學的課程之一。學生的動手能力得不到應有的提高，這與傳統(tǒng)教學模式存在的問題有直接關(guān)系。因此，電子技術(shù)課程教學改革勢在必行。
二、教學改革的總體思路
本文基于CDIO（Conceive Design Implement Operate）國際先進教育理念，根據(jù)理工科學生的實際情況，研究出一套合適的EIPC-CDIO（Ethics Integrity Professionalism Cooperation）工程教育理念教學改革方案。將《電子技術(shù)》教學內(nèi)容按章節(jié)生成幾個子項目，各個子項目之間相互關(guān)聯(lián)，且融合交叉學科內(nèi)容，教師開篇教學以項目問題的形式引出，教師帶著問題去引導學生學習相關(guān)章節(jié)知識，當子項目完成時，電子技術(shù)各章節(jié)知識點也隨即完成。教師再將各個子項目融合在一起，適當加入當今流行的課外知識，并使其有機關(guān)聯(lián)，形成一個綜合項目，以任務(wù)的形式安排給學生。學生接到綜合項目后，仔細分析發(fā)現(xiàn)與各個子項目關(guān)聯(lián)很大，自然會思考如何根據(jù)之前所學子項目知識來設(shè)計綜合項目。學生在整個學習過程中，始終帶著問題去學習，注意力更加集中，有目的地去查找問題和解決問題，通過查找資料、設(shè)計電路、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，有效提高了實踐創(chuàng)新能力。
三、教學項目設(shè)計
1.子項目設(shè)計。《電子技術(shù)》包括模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)兩部分內(nèi)容。首先將各個章節(jié)知識點歸類，聯(lián)系緊密的章節(jié)可合二為一，考慮到模擬電路主要解決的問題為信號整形、放大、處理，數(shù)字電路解決的問題為組合邏輯電路與時序邏輯電路，因此電子技術(shù)內(nèi)容可融合為控制領(lǐng)域類的項目。為了在教學中能更大程度的激發(fā)學生學習興趣，結(jié)合歷年全國大學生電子競賽代表性題型，將綜合項目定為機器人循跡小車較為合適，一方面其難度適中，容易入手，另一方面學生也有興趣研究循跡小車。因此《電子技術(shù)》全篇教學將以機器人循跡小車的項目設(shè)計來展開，如圖1所示。
將機器人循跡小車拆解為多個子項目：循跡模塊子項目、控制模塊子項目、驅(qū)動模塊子項目、電源模塊子項目等。其中循跡模塊與電源模塊可映射到模擬電路的基本放大電路、集成運算放大器、直流穩(wěn)壓電源等章節(jié)中，驅(qū)動模塊、控制模塊子項目內(nèi)容可映射到數(shù)字電路的組合邏輯電路、時序邏輯電路中，因此機器人循跡小車整個項目已拆解并映射到《電子技術(shù)》各相關(guān)章節(jié)中。
2.教師教學過程設(shè)計。教師教學項目設(shè)計按以下步驟進行：①思考如何將《電子技術(shù)》按章節(jié)歸類分解，這是一個構(gòu)思（Conceive）過程；②對各個章節(jié)進行子項目設(shè)計，子項目要求與課堂教學實例接近，也可與教師科研實際相結(jié)合，這是一個設(shè)計（Design）過程；③各個子項目設(shè)計完成后，教師應該考慮如何教學生去實現(xiàn)這些子項目，學生帶著問題去尋找答案，這是一個實現(xiàn)（Implement）的過程；④學生學會了如何設(shè)計這些子項目，可通過軟件仿真、硬件搭建的方式去實現(xiàn)它，這是一個運作（Operate）的過程。教師項目設(shè)計包括構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運作四個部分，與國際上先進的CDIO理念（構(gòu)思Conceive 設(shè)計Design 實現(xiàn)Implement 運作Operate）四個部分一致，因此本教學設(shè)計思路具有較高的可行性。
3.學科融合與交叉設(shè)計。在教學過程中，設(shè)計、運作步驟可安排學生分組進行。實際教學中，為了豐富教學內(nèi)容，應融入其他相關(guān)學科知識，比如高等數(shù)學、EDA、傳感器等。這實際是對國際先進CDIO理念的補充和拓展，融合學科交叉、素質(zhì)教育、道德誠信（Ethics Integrity Professionalism Cooperation）在內(nèi)，形成一套新的適合我校學生的教學模式：EIPC-CDIO教學模式。
四、結(jié)論與思考
選擇“機器人循跡小車”作為教學項目，可有效激發(fā)學生興趣，提升教學效果。項目教學基于CDIO國際先進理念，保證了教學改革的可行性，實現(xiàn)了做中學、學中做的理念。結(jié)合學生實情，融合了學科交叉、素質(zhì)教育、道德誠信等，形成了一套新的EIPC-CDIO項目教學法，該教學改革方案具有一定的普遍性，適合絕大多數(shù)理工科專業(yè)教師教學參考。
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關(guān)鍵詞： 差動放大電路； 輸出波形測試； Multisim； 實驗仿真
中圖分類號： TN722?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）12?0132?03
0 引 言
差動放大電路利用電路結(jié)構(gòu)與元器件參數(shù)完全對稱性的特點，能有效地抑制零點漂移，理論上只對有用的差模輸入信號放大，極大地提高了直接耦合放大電路抵抗環(huán)境噪聲干擾的能力，因此作為直接耦合多級放大電路的輸入級，廣泛應用于模擬集成運放中。然而，作為模擬電子線路的重要單元內(nèi)容，差動放大電路一直是大學生學習《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程的一個難點，表現(xiàn)為電路形式多樣、理論分析復雜、以及實驗測試困難。在電路形式上，根據(jù)輸入/輸出方式的不同，差放電路一般分為雙入雙出、雙入單出、單入雙出、單入單出四種典型電路。正如大多數(shù)教材的編寫，將單端輸入看作雙端輸入的一個特例（其中一端輸入信號恰好為零），可將差放電路僅僅根據(jù)輸出模式的不同簡單劃分為雙（單）入雙出、雙（單）入單出兩種。在具體的理論分析中，同基本放大電路一樣也分為靜態(tài)工作點測試與動態(tài)特性分析兩步，分別采用直流通路與交流通路分析，而動態(tài)特性分析中針對共模信號和差模信號的具體分析方法又有不同。
由于差動放大電路的輸入信號通常是微弱信號，在輸出端與負載（或下級電路）之間采取了直接耦合模式，沒有電容等隔直措施，因此負載上獲得的電壓信號是差放電路輸出的全部電壓，既包含放大后的差模小信號，也包含相對較大的直流成分。對于雙端輸出模式，兩個三極管集電極輸出的直流電壓互相抵消，但在單端輸出模式下，如何在輸出端從整體電壓信號中測試比例很小的有用差模信號，目前主流教材中均沒有明確介紹，查閱參考文獻，也沒有對單端輸出模式下怎樣具體測試輸出差模與共模信號的相關(guān)報道[1?8]。為此，本文以Multisim軟件仿真實驗形式[9]，對《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》的這部分內(nèi)容進行了補充分析。
1 雙端輸出差放電路動態(tài)參數(shù)測試
1.1 差模信號測試
電路如圖1所示。
采用雙通道示波器測試，A通道接兩個三極管的基極B1和B2雙端輸入端口，B通道接集電極C1和C2雙端輸出端口，測試波形如圖2所示。
由圖2可知，輸出波形與輸入反相，利用示波器T1時刻測試結(jié)果計算有：
[Ad=通道B代表的差模出Uod通道A代表的差模入2Uid=-0.673 10.008 5≈-79]
1.2 共模信號測試
將兩個輸入信號源電壓有效值都改為13 mV共模輸入，示波器A通道接基極B1與地單端輸入端口，B通道接集電極C1與C2雙端輸出端口，測試波形如圖3所示。
由圖3可知，輸入為標準正弦波，而輸出為弱噪聲信號，利用示波器T1時刻測試結(jié)果計算：
[Ac=通道B代表的共模出Uoc通道A代表的共模入Uic=959×10-1218×10-3≈0]
由上述測試分析可知，在雙端輸出時，由于電路左右結(jié)構(gòu)參數(shù)完全對稱，C1和C2兩點之間僅僅輸出差模信號，對共模信號與電路的直流偏置信號幾乎完全抑制。
2 單端輸出差放電路動態(tài)參數(shù)測試
2.1 差模信號測試
將電路改為C1點對地單端輸出，左右兩端輸入電壓的有效值分別為16 mV和10 mV，示波器通道A接基極B1與B2雙端輸入端口，B通道接C1與地單端輸出端口，測試差模輸出波形如圖4所示。
將電路改為C2點對地單端輸出，輸入信號不變，示波器通道A仍然接B1與B2雙端輸入端口，B通道接C2與地單端輸出端口，測試差模輸出波形如下：
由圖4、圖5可知，C1（C2）點對地輸出波形與輸入反（同）相，且都包含有很大的直流分量，導致輸出波形整體上移很多，這是因為單端輸出時沒有隔直措施，輸出信號中既包含放大的交流分量，也包含很大的直流偏置分量。國內(nèi)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》主流教材中，對此部分內(nèi)容的介紹均采用了基本放大電路中類似的方法，首先分析三極管集電極的靜態(tài)直流偏置電壓，然后利用交流通路分析動態(tài)指標（包括差模與共模輸出信號），進而計算差模與共模電壓放大倍數(shù)。而在單端輸出下如何合理測試差模與共模輸出電壓，所有教材中都沒有具體介紹，在各個大學的《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》公共視頻或PPT多媒體教學中也沒有發(fā)現(xiàn)有明確講解，導致在實驗課堂上學生測試到圖4和圖5波形時產(chǎn)生疑惑。
為此把左、右兩輸入端直接接地，然后單獨測試單端輸出的集電極靜態(tài)工作點電壓。C1點對地靜態(tài)工作點電壓測試如圖6所示。
由圖可見，無交流信號輸入時，C1點對地輸出的靜態(tài)工作點電壓為1.432 V，對C2點測試同樣得到1.432 V。
分別利用圖4、圖5的T1時刻測試結(jié)果，并結(jié)合圖7，計算差模電壓放大倍數(shù)：
2.2 共模信號測試
將兩個輸入信號源電壓有效值都改為13 mV輸入，A通道接B1點對地端口，B通道接C1點對地端口，測試C1點對地單端輸出的共模信號如圖8所示。
由圖8并結(jié)合圖7，射極耦合的差動放大電路單端輸出（C1對地）時，共模放大倍數(shù)為：
[Ac1=Uoc1Uic=1.427-1.43218×10-3≈-0.3]
同樣方法可測算得到[Ac2≈0.3]。
對于射極耦合差動放大電路，雙端輸出時，共模輸出與直流輸出（本質(zhì)上直流信號也為共模信號）幾乎為零；而單端輸出時有比較小的共模信號與很大的直流信號。
3 結(jié) 語
本文利用Multisim軟件，以仿真實驗的形式，介紹了《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程中差動放大電路動態(tài)輸出波形的具體測試方法。由于差放電路采用了直接耦合，輸出端與負載（或下級電路）之間沒有隔直措施，單端輸出時既包含放大的交流信號，也包含很大的直流成分，因此在輸出波形測試中首先需要在輸入端對地短接的情況下測試輸出的直流成分，然后分別在輸入端加載差模輸入與共模輸入信號，最后在總的輸出波形中減去直流分量，得到差模輸出與共模輸出信號，進而計算得到電路的差模與共模放大倍數(shù)。
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