導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)思路，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

北京工商大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院 付 揚(yáng)

【摘要】設(shè)計(jì)一種多路輸出的直流穩(wěn)壓電源。通過(guò)對(duì)220V電網(wǎng)電壓進(jìn)行降壓、整流、濾波，并以三端可調(diào)和固定輸出的集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，得到多路電壓輸出。設(shè)計(jì)中依據(jù)Multisim仿真，通過(guò)不斷調(diào)試修改電路參數(shù)，取得了理想的設(shè)計(jì)效果。該電源可以滿足多種工作電壓系統(tǒng)的需求，并在實(shí)際中得到很好地使用，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】Multisim仿真;穩(wěn)壓電源;多路輸出

1.引言

在電子電路和電子設(shè)備中常常需要各種不同電壓的直流電源，但有些電源只有某一固定電壓輸出，或有些電源體積偏大，給一些便攜式電子產(chǎn)品及小型的電子系統(tǒng)使用帶來(lái)不變，基于此本設(shè)計(jì)研究一種多輸出便于攜帶的直流穩(wěn)壓電源，它將電網(wǎng)交流電變?yōu)楦鞣N需要的直流穩(wěn)壓電源。

為保證設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，電路基于Multisim仿真進(jìn)行設(shè)計(jì)。Multisim是美國(guó)國(guó)家儀器公司推出的原理電路設(shè)計(jì)、電路功能測(cè)試的虛擬仿真軟件，它具有較為詳細(xì)的電路分析功能，可以設(shè)計(jì)、測(cè)試和演示各種電子電路。

2.設(shè)計(jì)任務(wù)及方案

設(shè)計(jì)多路輸出直流穩(wěn)壓電源，即輸出±（1.25V～20V）任意可調(diào)電壓;輸出±12V電壓;輸出±5V電壓。

設(shè)計(jì)的直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成，如圖1所示。其各部分主要完成的作用是：電源變壓器將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2;整流電路將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓u3;濾波電路將脈動(dòng)直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4;穩(wěn)壓電路清除電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化的影響，保持輸出電壓uo的穩(wěn)定。

圖1 直流穩(wěn)壓電源框圖

3.單元電路設(shè)計(jì)

3.1 變壓器降壓和整流電路

220V交流電首先要降壓，以得到合適的電壓值，其降壓和整流電路如圖2所示。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，需要降壓電路具有2路輸出，電源變壓器可選一次輸入220VAC，二次輸出2個(gè)繞組均為20V，其A點(diǎn)仿真波形如圖3所示，圖中兩條曲線分別為輸入交流電壓波形和降壓后的波形，A點(diǎn)相位與輸入相同，B點(diǎn)相位與輸入相反。

圖2 降壓和橋式全波整流電路

圖3 輸入波形和A點(diǎn)降壓波形

利用整流二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⒔祲汉箅p向變化的交流電變成單向脈動(dòng)的直流電，常用的整流電路有單相半波整流電路與單相橋式整流電路兩種，本設(shè)計(jì)采用單相橋式整流電路，其仿真結(jié)果如圖4所示，圖中上面曲線為C點(diǎn)整流波形，下面曲線為D點(diǎn)整流波形。

圖4 整流電路仿真波形

設(shè)變壓器副邊電壓為：

（1）

整流輸出電壓平均值Uo：

（2）

由于每個(gè)周期內(nèi)，D1、D4串聯(lián)與D2、D3串聯(lián)各輪流導(dǎo)通半周，所以每個(gè)二極管中流過(guò)的平均電流只有負(fù)載電流的一半，二極管截止時(shí)，每個(gè)二極管承受的最高反向電壓就是變壓器次級(jí)交流電壓u2的最大值。

3.2 濾波

整流輸出的直流電壓脈動(dòng)分量比較大，為減小脈動(dòng)，在整流電路之后加上濾波電路。本設(shè)計(jì)采用電容濾波，電容在高頻時(shí)容抗小，和負(fù)載并聯(lián)，從而達(dá)到減小紋波的目的，電容濾波電路如圖5所示。

圖5 整流濾波電路

若濾波電路負(fù)載開路，則輸出電壓為。接入負(fù)載后，其輸出電壓取決于時(shí)間常數(shù)RLC，RLC 越大，Uo越高，脈動(dòng)越小，同時(shí)負(fù)載電流的平均值越大，整流管導(dǎo)電時(shí)間越短，二極管 iD的峰值電流越大，當(dāng)時(shí)，工程上常取：

（3）

仿真波形如圖6所示，濾波后輸出電壓的脈動(dòng)程度大大減少，而且輸出電壓平均值U0提高了，上面曲線是C點(diǎn)波形，此時(shí)C為10μF電容，下面近乎直線是D點(diǎn)波形，C為4700μF電容濾波波形。

圖6 10μF和4700μF電容濾波波形

3.3 穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓電路采用三端集成穩(wěn)壓器，三端集成穩(wěn)壓器只有三個(gè)引腳，即輸入端、輸出端、公共端。輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器有正輸出（LM78××）和負(fù)輸出（LM79××）兩個(gè)系列，以上各型號(hào)中的××表示輸出固定電壓值，一般有5V、6V、8V、12V、15V、18V、20V、24V等8種。輸出電壓可調(diào)的三端集成穩(wěn)壓器有LM317、LM117（輸出正電壓），LM337、LM137（輸出負(fù)電壓），其最大輸入電壓40V，輸出電壓范圍為⒈25～37V。

4.整體電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

整體電路設(shè)計(jì)如圖7所示，輸出±可調(diào)電壓由LM317和LM337的E、F輸出，其通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器RW，輸出電壓可調(diào)，其輸出電壓計(jì)算公式：

（4）

LM7812和LM7912輸出G、H分別為±12V，LM7805和LM7905輸出M、N分別為±5V，其正電壓E、G、M點(diǎn)輸出仿真如圖8所示，負(fù)正電壓F、H、N點(diǎn)輸出仿真如圖9所示，由仿真可見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的設(shè)計(jì)。

圖7 多路輸出穩(wěn)壓電源電路

圖8 分別為E、G、M點(diǎn)輸出電壓

圖9 分別為F、H、N點(diǎn)輸出電壓

5.結(jié)論

基于multisim的實(shí)現(xiàn)了直流穩(wěn)壓電源的降壓、整流、濾波和穩(wěn)壓設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了多種穩(wěn)壓輸出，其設(shè)計(jì)調(diào)試方便，達(dá)到理想設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)已經(jīng)使用到我們電子技能實(shí)訓(xùn)的各種電子系統(tǒng)中，使用方便，效果很好。

參考文獻(xiàn)

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篇2

關(guān)鍵字： 直流電源； 低紋波； 雙電池； 通斷原則

中圖分類號(hào)： TN86?34； TP303+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2016）14?0150?04

Design and implementation of low?ripple dual battery DC regulated power supply

LI Jie， CHENG Weibin， FENG Du， MAN Rongjuan

（School of Electronic Engineering， Xi’an Shiyou University， Xi’an 710065， China）

Abstract： In order to realize the low?ripple output of the power supply， a low?ripple dual battery DC power supply was designed with the ripple control method， which can switch from the low power state to full power state automatically. The ripple characteristic test for the power supply was performed. The original signal is transmitted to the main control circuit through the voltage acquisition circuit， and then the main control circuit is used to control the charging and supplying power selection circuit according to the on?off principle of the relay switch and collected voltage signal. The power supply battery can realize +5V voltage output in one channel and adjustable voltage output in two channels through the linear voltage adjustment circuit. The low ripple DC voltage regulator output from charging state to supplying power state was implemented. A coaxial?cable testing device was adopted in power supply ripple test. The test data shows that the low ripple DC regulated power supply has good running condition and greater advantage in ripple control in combination with other DC power supply， and its output voltage is stable.

Keywords： DC power supply； low ripple； dual battery； on?off principle

0 引 言

提高參數(shù)測(cè)量精確度的重要方法是降低各類誤差，其中直流電源紋波是產(chǎn)生誤差的主要根源之一。二極管工頻整流后直流電源有較大的工頻紋波，需要較大容量濾波器件；開關(guān)電源采用高頻工作，濾波器件體積和容量降低[1]，但存在高頻紋波，雖然通過(guò)增加電路濾波器件可降低紋波，有時(shí)可達(dá)幾毫伏，但仍達(dá)不到高精度測(cè)量的要求[2]。

本身沒(méi)有紋波的直流電池供電是一種較好的選擇，可以得到高質(zhì)量的直流電源供應(yīng)，但單一電池的容量有限，需要充電。有些電源采用交流供電、電池備用的方式，可保證交流失電后一段時(shí)間內(nèi)的供電，交流供電時(shí)的紋波仍然存在。

為了克服了現(xiàn)有工頻整流穩(wěn)壓電源和開關(guān)電源紋波控制技術(shù)的不足，以及電池容量有限不能持續(xù)低紋波輸出的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種基于STC89C54的低紋波雙電池直流穩(wěn)壓電源。

1 硬件電路原理

系統(tǒng)的硬件主要包括控制主電路、電壓采集電路、充電選擇電路、供電選擇電路、線性電壓調(diào)整電路、可充電電池以及電源適配器，電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。

控制主電路包括單片機(jī)STC89C54、A/D轉(zhuǎn)換器PCF8591和LCD12864。PCF8591把模擬型的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，供單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理；單片機(jī)根據(jù)當(dāng)前電池的充、供、欠、滿4種狀態(tài)和繼電器通斷原則，實(shí)現(xiàn)對(duì)雙電池充電和供電的最優(yōu)控制；液晶顯示器顯示各個(gè)電池的充、供、欠、滿4種狀態(tài)，并且實(shí)時(shí)顯示各個(gè)電池當(dāng)前電壓以及充電電池的充電電流，為使用者提供便捷。

電壓采集電路由分壓電阻、運(yùn)算放大器和充電電流采樣電阻組成，電池端電壓首先通過(guò)分壓電阻分壓，再由運(yùn)算放大器調(diào)整到可采集的電壓范圍，最后傳輸?shù)絇CF8591進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，而充電電流采樣電阻的作用是把充電電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。

充電選擇電路和供電選擇電路分別是由兩個(gè)繼電器開關(guān)和兩個(gè)二極管組成[3]，控制主電路遵循通斷原則控制繼電器閉合與斷開，在保障持續(xù)供電的前提下，盡可能使穩(wěn)壓電源低紋波輸出。線性電壓調(diào)整電路采用線性穩(wěn)壓模塊、濾波電路和緩沖電路來(lái)穩(wěn)定輸出和降低開關(guān)調(diào)整產(chǎn)生的諧波，以此實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的低紋波輸出?？沙潆婋姵剡x擇12 V電池，并配備相應(yīng)的電源適配器。雙電池低紋波直流穩(wěn)壓電源供電原理圖如圖2所示。

2 硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 控制主電路設(shè)計(jì)

控制主電路是以自帶看門狗的單片機(jī)STC89C54為控制核心，A/D轉(zhuǎn)換器PCF8591輸出的數(shù)字信號(hào)和充供繼電器開關(guān)的通斷情況作為單片機(jī)的輸入信號(hào)，LCD12864為顯示輸出，單片機(jī)遵循以下幾個(gè)通斷原則控制雙電池的充供電：

（1） 該電池充電開關(guān)需要閉合時(shí)，必須同時(shí)滿足：

① 該電池處于未充滿狀態(tài)；

② 該電池的供電開關(guān)處于斷開狀態(tài)（即該電池不供電）；

③ 另一電池的充電開關(guān)處于斷開狀態(tài)（即兩個(gè)電池不同時(shí)充電）。

（2） 該電池充電開關(guān)需要斷開時(shí)，只需滿足其一即可：

① 該電池處于充滿狀態(tài)；

②該電池的供電開關(guān)即將閉合（即需要該電池供電）；

③另一電池的充電開關(guān)即將閉合（即兩個(gè)電池不同時(shí)充電）。

（3） 該電池供電開關(guān)需要閉合時(shí)，必須同時(shí)滿足：

① 該電池處于不欠電狀態(tài)；

② 該電池的充電開關(guān)處于斷開狀態(tài)（即該電池不充電）；

③ 另一電池的供電開關(guān)即將斷開（即兩個(gè)電池不同時(shí)供電，但為了保證后級(jí)供電，需要該電池供電開關(guān)閉合后，另一電池供電開關(guān)才能斷開）。

（4） 該電池供電開關(guān)需要斷開時(shí)，只需滿足其一即可：

① 該電池處于欠電狀態(tài)；

② 該電池的充電開關(guān)即將閉合（即該電池需要充電）；

③ 另一電池的供電開關(guān)已經(jīng)閉合（為保證后級(jí)供電，另一電池供電開關(guān)閉合后，該電池供電開關(guān)才能斷開）。

如圖2所示，以上四條通斷原則邏輯關(guān)系可總結(jié)為：

式中：B1Q，B1M分別代表B1電池欠電和B1電池滿電。

以通斷原則為根本控制思想，完成軟件程序的編寫和調(diào)試，是實(shí)現(xiàn)低紋波、穩(wěn)定、持續(xù)供電的核心思路。

2.2 電壓采集電路設(shè)計(jì)

由于電池充電時(shí)，采集到的電池端電壓是充電器的端電壓，不能只用電池端電壓值來(lái)判斷電池是否滿電，所以需要電池端電壓信號(hào)采集電路和充電電流信號(hào)采集電路配合使用[4?5]。

電池端電壓信號(hào)采集電路又可分為正極性電池電壓信號(hào)采集和負(fù)性電池電壓信號(hào)采集，由于所選擇的串行A/D轉(zhuǎn)換芯片PCF8591可識(shí)別0～5 V電壓信號(hào)[6]；故正極性電池電壓信號(hào)需通過(guò)一組分壓電阻分壓為0～5 V，再接電壓跟隨器即可采集成功；而負(fù)極性電池電壓信號(hào)由于負(fù)電壓的特殊性，需先通過(guò)分壓電阻分壓為反相運(yùn)算放大器可識(shí)別的電壓范圍內(nèi)，然后選擇合適的放大倍數(shù)，反向放大到合適的電壓區(qū)間[7]。負(fù)極性電池端電壓信號(hào)采集電路如圖3所示。

充電電流信號(hào)采集電路也可分為正極性充電電流信號(hào)采集和負(fù)性充電電流信號(hào)采集。采集到信號(hào)實(shí)際上是電壓信號(hào)，但是考慮到功耗問(wèn)題，所選用的采樣電阻十分小，故采集到的電壓信號(hào)十分微弱，所以分別需要通過(guò)同相比例放大器和反向比例放大器來(lái)放大采集到的微弱電壓信號(hào)，并且在放大器輸入端加入了RC濾波電路來(lái)抑制干擾。

這樣就使得所有電壓信號(hào)滿足PCF8591芯片的采集范圍，為后級(jí)控制主電路的信號(hào)輸出提供參考。正極性充電電流信號(hào)采集電路如圖3所示。

2.3 其他電路設(shè)計(jì)

除了控制主電路和電壓采集電路，該系統(tǒng)還包括充電選擇電路、供電選擇電路、線性電壓調(diào)整電路、可充電電池和電源適配器。

這幾部分電路中，充電選擇電路和供點(diǎn)選擇電路分別是由兩個(gè)5 V繼電器和兩個(gè)二極管組成，由單片機(jī)根據(jù)通斷原則依次輸出高低電平來(lái)控制各個(gè)繼電器的導(dǎo)通和斷開，二極管的單向?qū)ㄐ?，保證了充電電流或者供電電流的單向性；線性電壓調(diào)整電路通過(guò)三塊線性穩(wěn)壓模塊分別可實(shí)現(xiàn)一路5 V和兩路可調(diào)電壓輸出，穩(wěn)壓模塊前級(jí)輸入和后級(jí)輸出分別并聯(lián)0.1 μF普通電容和100 μF電解電容來(lái)對(duì)輸入/輸出電流濾波和緩沖，達(dá)到穩(wěn)定輸出和降低開關(guān)調(diào)整諧波的目的，以此實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的低紋波輸出。

線性穩(wěn)壓模塊的性能要求輸入電壓比輸出電壓高2～3 V，所以本設(shè)計(jì)選擇無(wú)紋波的12 V可充電電池為后級(jí)電路提供低紋波直流電壓，前級(jí)交流充電選擇與之匹配的電源適配器提供充電電流。

3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

低紋波雙電池穩(wěn)壓電源開始上電，程序初始化完成，接著將采集到的電壓信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換并顯示于LCD12864，然后控制主電路判斷雙電池是否均欠電，若均欠電，則充滿一個(gè)電池，再依次執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換子程序、電池狀態(tài)掃描子程序、供電子程序、充電子程序以及液晶顯示子程序；若至少一個(gè)電池不欠電，則直接執(zhí)行后級(jí)子程序。設(shè)計(jì)流程圖如圖4所示。

4 電源紋波測(cè)試分析

電源制作并調(diào)試完畢后，采用同軸電纜測(cè)試裝置來(lái)對(duì)電源進(jìn)行紋波測(cè)試，在被測(cè)電源的輸出端接RC電路后經(jīng)輸入同軸電纜后接示波器的AC輸入端，具體連接方法如圖5所示[8]。

示波器選用RIGOL公司的DS1204B，在示波器的設(shè)置方面，應(yīng)注意盡量使用示波器最靈敏的量程檔，打開AC耦合和帶寬限制功能，表筆選用同軸電纜，并設(shè)置衰減比為1倍[9?10]。

根據(jù)以上方法，分別對(duì)普通直流電源（興隆NS?3）、可編程直流電源（RIGOL DP832）和本設(shè)計(jì)的低紋波直流電源進(jìn)行紋波對(duì)比，三種電源輸出電壓均為5 V，測(cè)量結(jié)果如圖6所示。

由圖6可知，普通直流電源輸出紋波為5.36 mV，可編程直流電源輸出紋波為2.88 mV，低紋波直流電源輸出紋波為400 μV。

紋波對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果可知，同環(huán)境、同電流以及同負(fù)載情況下，本文設(shè)計(jì)的低紋波直流電源輸出紋波電壓低于500 μV，在輸出紋波方面優(yōu)于其他直流電源。

5 結(jié) 語(yǔ)

設(shè)計(jì)的低紋波直流電源可以準(zhǔn)確識(shí)別電池電壓和充電電流，并能遵循開關(guān)通斷原則實(shí)時(shí)控制繼電器，控制狀況良好。輸出紋波對(duì)比試驗(yàn)表明：本設(shè)計(jì)在紋波控制方面具有較大優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)高精度參數(shù)測(cè)量的有效途徑。

目前，該低紋波雙電池直流穩(wěn)壓電源已成功應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井測(cè)斜儀中，電源工作穩(wěn)定可靠，參數(shù)測(cè)量精確度明顯提高。

注：本文通訊作者為程為彬。

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關(guān)鍵詞 整流電路；橋式整流；電工電子；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2016）22-0092-02

Teaching Design of Single Phase Bridge Type Rectifier Circuit in Electric and Electronic Course//CHEN Yuanyuan

Abstract The single phase bridge type rectifier circuit is a kind of commonly used practical circuit in DC stabilized power supply. The

teaching process is designed to guide student to comprehend and

master circuit structure principle and work characteristics in the elec-

tric and electronic course. Many teaching way， such as multimedia courseware， software simulation and visual demonstration， are used to help student to consolidate knowledge. And the analysis and eli-mination of circuit possible faults are learned.

Key words rectifying circuit； bridge rectifier； electric and electro-nics； teaching design

1 前言

整流電路是直流穩(wěn)壓電源中不可缺少的組成電路。而單相橋式整流電路是單相整流電路中最常見(jiàn)的一類電路，在日常生活中得到廣泛的應(yīng)用。電工電子學(xué)課程中，在電子技術(shù)部分介紹了二極管之后就可以進(jìn)入單相橋式整流電路的學(xué)習(xí)。單相橋式整流電路是指應(yīng)用于單相電路中由4個(gè)二極管連接而成的一種橋式整流電路，它可以實(shí)現(xiàn)將交流電變?yōu)槊}動(dòng)的直流電的整流功能。對(duì)單相橋式整流電路的學(xué)習(xí)是電子技術(shù)部分非常重要的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。為了將抽象難懂的電路原理講清楚明白，課堂教學(xué)就需要進(jìn)行合理有效的教學(xué)設(shè)計(jì)。

首先應(yīng)明確教學(xué)的目的是要幫助學(xué)生掌握單相橋式整流電路的組成和特點(diǎn)，會(huì)分析單相橋式整流電路的工作原理，并能畫出相應(yīng)的輸出電壓、電流的波形，會(huì)分析計(jì)算單相橋式整流電路中輸出電壓、電流并了解晶體二極管的選擇要求。教學(xué)的重點(diǎn)是橋式整流電路的結(jié)構(gòu)和工作原理，難點(diǎn)則在于橋式整流電路的連接方式和工作波形分析。

2整體設(shè)計(jì)

教學(xué)安排上這部分內(nèi)容通常用1課時(shí)即45分鐘來(lái)完成。在目前高校的教學(xué)模式中，采用的教學(xué)方法主要是利用現(xiàn)有的多媒體教學(xué)設(shè)備，通過(guò)PPT課件的講解來(lái)組織課堂教學(xué)。教師可以通過(guò)課件講解、黑板板書、引導(dǎo)提問(wèn)、軟件演示和實(shí)物展示等多種教學(xué)手段來(lái)幫助學(xué)生理解掌握知識(shí)點(diǎn)。具體教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置：通過(guò)穩(wěn)壓電源的組成結(jié)構(gòu)引入整流電路的需求，引導(dǎo)學(xué)生思考整流電路的實(shí)現(xiàn)方法，進(jìn)而介紹單相半波整流電路工作原理、電路參數(shù)計(jì)算；提出半波整流電路的不足，通過(guò)疑問(wèn)如何改進(jìn)電路，引入單相橋式整

流；用多媒體課件展現(xiàn)橋式整流工作原理、電路電流電壓分析；小結(jié)單相橋式整流電路的工作過(guò)程，通過(guò)練習(xí)分析橋式整流電路二極管斷路故障；例題講解單相全波整流電路；板書比較3種整流電路的優(yōu)劣；最后給出學(xué)生搭的直流電源實(shí)物照片，激發(fā)學(xué)生興趣。

在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，在教師的講解下，引導(dǎo)學(xué)生去思考，啟發(fā)學(xué)生的思路，從而達(dá)到幫助學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)要點(diǎn)的教學(xué)目的[1]。

在引入環(huán)節(jié)，以日常常見(jiàn)的穩(wěn)壓電源的組成結(jié)構(gòu)入手，吸引學(xué)生興趣，啟發(fā)學(xué)生思考直流電源的組成部件。一個(gè)直流電壓源通常由交流變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成，其中整流電路的作用是將方向變化的交流電壓變成方向單一的脈動(dòng)直流電壓。電路的關(guān)鍵在于方向的變化，而影響方向的電路元件，學(xué)生通過(guò)思考，很容易想到二極管。

接下來(lái)很自然地介紹由二極管所構(gòu)成的單相半波整流電路。單相半波整流電路工作原理很好理解，就是利用二極管的單向?qū)щ娦?。二極管正向?qū)ㄊ沟谜胫艿碾妷耗軌騻鬟f過(guò)去，負(fù)載上得到正向電壓。而二極管反向截止使得負(fù)半周電壓時(shí)電路開路，負(fù)載電壓為零。分析完電路原理后，再對(duì)電路中各元件的電壓電流參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，了解所需二極管的基本要求。之后通過(guò)對(duì)電路輸出波形的分析，根據(jù)單相半波整流電路的不足，提出進(jìn)行單相全波整流的必要性。

隨后介紹單相橋式整流電路的結(jié)構(gòu)。對(duì)4個(gè)二極管的橋式連接基本結(jié)構(gòu)，學(xué)生很容易記住，但是接頭的連接方式比較容易混淆?？梢砸龑?dǎo)學(xué)生觀察二極管和電源及負(fù)載連接的二極管的個(gè)數(shù)和極性，教給學(xué)生“兩兩相連，源反阻同”這樣的口訣來(lái)記憶電路連接方式[2]。搞清楚電路結(jié)構(gòu)之后，運(yùn)用PPT動(dòng)畫演示向?qū)W生展示橋式整流電路的工作原理，理解橋臂上二極管兩個(gè)一組、兩兩分別導(dǎo)通變?nèi)ㄝ敵龅脑?，如圖1所示。計(jì)算電路中各元件的電壓電流參數(shù)，對(duì)單相橋式整流電路做個(gè)小結(jié)回顧。給出練習(xí)題，讓學(xué)生分析橋式整流電路中二極管出現(xiàn)短路或者斷路故障帶來(lái)的問(wèn)題。

作為補(bǔ)充，通過(guò)例題講解圖2所示單相全波整流電路，計(jì)算電路中各元件參數(shù)。最后通過(guò)板書比較3種整流電路的優(yōu)劣，如表1所示。綜合來(lái)看，單相橋式整流電路兼具性能好和對(duì)元器件要求低的特點(diǎn)，因此獲得最為廣泛的應(yīng)用。

最后布置課外作業(yè)，讓學(xué)生使用Multisim仿真軟件搭建橋式整流電路，進(jìn)而進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多路直流電源輸出。通過(guò)軟件自帶示波器觀測(cè)橋式整流電路輸出波形變化。系統(tǒng)仿真電路模型如圖3所示，鼓勵(lì)有能力的學(xué)生去實(shí)驗(yàn)室實(shí)際搭建實(shí)現(xiàn)直流電源電路。給出往屆學(xué)生作品實(shí)物（圖4），吸引學(xué)生興趣，也堅(jiān)定學(xué)生制作成功的信心。同時(shí)也是為后面濾波穩(wěn)壓電路的學(xué)習(xí)做好教學(xué)鋪墊。

3 結(jié)語(yǔ)

課堂教學(xué)是高校教學(xué)活動(dòng)中的核心和主要環(huán)節(jié)。單相橋式整流電路作為電工電子學(xué)課程中電子技術(shù)部分的一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)，教師多開動(dòng)腦筋，通過(guò)多媒體、軟件和實(shí)物多種教學(xué)手段來(lái)幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，對(duì)完成教學(xué)目標(biāo)是十分有益的。通過(guò)這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)創(chuàng)新探索，教師對(duì)整個(gè)電子技術(shù)課堂教學(xué)進(jìn)行反思，相信對(duì)教學(xué)水平的提高有所幫助。參考文獻(xiàn)

[1]嚴(yán)萍.單相橋式整流電路的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].時(shí)代教育，

2012（6）：18.

篇4

關(guān)鍵詞：聲控電路　電子元件測(cè)量　實(shí)習(xí)教學(xué)

中國(guó)分類號(hào)：G63　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　文章編號(hào)：1007-3973(2011)004-159-05

1　聲控電路示教板和實(shí)物圖

為了讓學(xué)生理解聲控電路的原理，學(xué)會(huì)聲控電路所用的電子元件的選用、檢測(cè)方法，掌握聲控電路的安裝、調(diào)試、制作方法，我設(shè)計(jì)制作了聲控電路示教板和聲控電路示教裝置。

2　聲控電路的原理

2.1聲控電路原理圖

2.2聲控電路的原理

(1)本電路由電容降壓橋式整流直流穩(wěn)壓電源、信號(hào)轉(zhuǎn)換放大電路、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、功放推動(dòng)電路等組成。

(2)由電容C1、電阻R1、二極管D1～D4、濾波電容C2、穩(wěn)壓管D5組成電容降壓橋式整流直流穩(wěn)壓電源，將220V交流電變?yōu)?2V直流電，供電路使用。由駐極體電容傳聲器MIC、三極管VTl和VT2、電阻R2、～R7、電容C3～C5組成信號(hào)轉(zhuǎn)換放大電路，R 2、C3將電路頻響限制在3kHz左右，使其對(duì)掌聲玲敏；由三極管VT3和VT4、電阻R8～R13、二極管D6和D7、電容C6和C7組成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路；由二極管D8、電阻R14和三極管VT5組成功放推動(dòng)電路。

當(dāng)拍手(擊掌)聲被駐極體電容傳聲器MIC轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)VTl、VT2放大后，這個(gè)放大脈沖信號(hào)又通過(guò)電容C6、C7耦合到晶體三極管VT3和VT4組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的計(jì)數(shù)輸入端(CP端)，使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。此時(shí)如晶體三極管VT4截止，其集電極電位升高，促使晶體二極管D3正向?qū)?，給晶體三極管VT5加了正向偏置，于是VT5飽和導(dǎo)通，則繼電器K得電吸合，常開觸點(diǎn)K閉合，接通交流接觸器J的線圈電源，再由交流接觸器J的常開觸頭去控制各種電器設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)聲控。本示教裝置控制220V的燈泡，使之發(fā)亮。

3　相關(guān)理論知識(shí)講解

3.1電容降壓

3.1.1電容降壓原理

當(dāng)一個(gè)正弦交流電源U(如220VAC 50HZ)施加在電容電路上時(shí)，電容器兩極板上的電荷，極板間的電場(chǎng)都是時(shí)間的函數(shù)。也就是說(shuō)：電容器上電壓電流的有效值和幅值同樣遵循歐姆定律。

即加在電容上的電壓幅值一定，頻率一定時(shí)，就會(huì)流過(guò)一個(gè)穩(wěn)定的正弦交流電流ic。容抗越小(電容值越大)，流過(guò)電容器的電流越大，在電容器上串聯(lián)一個(gè)合適的負(fù)載，就能得到一個(gè)降低的電壓源，可經(jīng)過(guò)整流，濾波，穩(wěn)壓輸出。

電容在電路中只是吞吐能量，而不消耗能量，所以電容降壓型電路的效率很高。

電容降壓電路由降壓電容，限流，整流濾波和穩(wěn)壓分流等電路組成。

(1)降壓電容：相當(dāng)于普通穩(wěn)壓電路中的降壓變壓器，直接接入交流電源回路中，幾乎承受全部的交流電源電壓，因此降壓電容應(yīng)選用無(wú)極性的金屬膜電容(METALLIZED POLY，ESTER FILM CAPACITOR)。

(2)限流電路：在合上電源的瞬間，有可能是電源電壓的正或負(fù)半周的峰一峰值，此時(shí)瞬間電流會(huì)很大，因此在回路中需串聯(lián)一個(gè)限流電阻，以保證電路的安全。

(3)整流濾波：有半波整流和全波整流，與普通的直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)要求相同。

(4)穩(wěn)壓分流：電壓降壓回路中，電流有效值I是穩(wěn)定的，不受負(fù)載電流大小變化的影響，因此在穩(wěn)壓電路中，要有分流回路，以響應(yīng)負(fù)載電流的大小變化。

3.1.2電容降壓半波整流電路

市電經(jīng)過(guò)cl降壓后到D2，D2完成半波整流，C2對(duì)整流后的脈動(dòng)直流濾波，D3穩(wěn)壓，輸出穩(wěn)定的直流電壓給負(fù)載。R1是電源關(guān)閉后C1的電荷泄放電阻。DI是為了在市電的負(fù)半周給C1提供充放電通路，因?yàn)橐ＷCCl在整個(gè)交流電周期內(nèi)都是工作的。

3.1.3電容降壓橋式整流電路

3.1.4電容降壓注意事項(xiàng)

電容降壓是一種低成本，不安全的應(yīng)用，沒(méi)有和220V隔離，電路應(yīng)該放在一般接觸不到的地方。

(1)不能應(yīng)用在大功率場(chǎng)合，不能用在負(fù)載變化或者不確定的場(chǎng)合；

(2)降壓電容一般要接在火線上(純交流電路除外)，電路的零，火線不能接反，這一點(diǎn)可以用三腳插頭來(lái)強(qiáng)制，或者標(biāo)注清楚：

(3)降壓電容必須是無(wú)極性電容，耐壓值要大于400V(常用金屬膜CBB)：

(4)主要根據(jù)負(fù)載的電流大小和交流電頻率來(lái)選擇電容；

(5)需要直流輸出，穩(wěn)壓管一定要有。

3.2駐極體話筒

3.2.1結(jié)構(gòu)與原理

話筒的基本結(jié)構(gòu)由一片單面涂有金屬的駐極體薄膜與一個(gè)上面有若干小孔的金屬電極(背稱為背電極)構(gòu)成。駐極體面與背電極相對(duì)，中間有一個(gè)極小的空氣隙。形成一個(gè)以空氣隙和駐極體作絕緣介質(zhì)，以背電極和駐極體上的金屬層。

作為兩個(gè)電極構(gòu)成一個(gè)平板電容器。電容的兩極之間有輸出電極。由于駐極體薄膜上分布有自由電荷。當(dāng)聲波引起駐極體薄膜振動(dòng)而產(chǎn)生位移時(shí)；改變了電容兩極版之間的距離，從而引起電容的容量發(fā)生變化，由手駐極體上的電荷數(shù)始終保持恒定，根據(jù)公式：Q=CU所以當(dāng)c變化時(shí)必然引起電容器兩端電壓u的變化，從而輸出電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)聲一電的變換。由于實(shí)際電容器的電容量很小，輸出的電信號(hào)極為微弱，輸出阻抗極高，可達(dá)數(shù)百兆歐以上。因此，它不能直接與放大電路相連接，必須連接阻抗變換器。通常用一個(gè)專用的場(chǎng)效應(yīng)管和一個(gè)二極管復(fù)合組成阻抗變換器。內(nèi)部電氣原理

這樣，駐極體話筒的輸出線便有三根。即源極s，一般用藍(lán)色塑線，漏極D，一般用紅色塑料線和連接金屬外殼的編織屏蔽線。

3.2.2駐極體話筒的輸出接點(diǎn)形式

(1)二接點(diǎn)形式

A、漏極輸出一將S與外殼地相接的輸出

B、源極輸出―將D與外殼地相接的輸出

(2)三點(diǎn)輸出一三個(gè)腳分別輸出

3.3雙穩(wěn)態(tài)電路

在電子電路中雙穩(wěn)態(tài)電路的特點(diǎn)是：它有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，在沒(méi)有外來(lái)觸發(fā)信號(hào)的作用下。電路始終處于原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)。由于它具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，故稱為雙穩(wěn)態(tài)電路。在外加輸入觸發(fā)信號(hào)作用下，雙穩(wěn)態(tài)電路從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。

4　相關(guān)工藝知識(shí)講解

4.1聲控電路所用材料一覽表

4.2元件選擇

VTl～VT2選用9014高增益三極管，其穿透電流要小，β>150，晶體三極管VT3～VT4選用9011，β≥100，要求VT3和VT4配對(duì)使用，其β值誤差不超過(guò)5％，VT5選用8050，B≥80，其它元件按電路圖選擇。

4.2.1三極管

(1)特性及參數(shù)

90系列三極管大多是以90字為開頭的，但也有以ST90、c或A90、S90、SS90、UTC90開頭的，它們的管腳排列如下：

(2)用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量測(cè)三極管的hFE值

根據(jù)被測(cè)管的類型(PNP或NPN)的不同，把量程開關(guān)轉(zhuǎn)~"PNP”或"NPN”處，再把被測(cè)管的三個(gè)腳插入相應(yīng)的e、b、c孔內(nèi)，此時(shí)，顯示屏將顯示出hFE值的大小。

4.2.2駐極體話筒的測(cè)量

(1)判別駐極體話筒的漏極D和源極S

將萬(wàn)用表?yè)苤罵xlkfl檔，黑表筆接任一極，紅表筆接另一極。再對(duì)調(diào)兩表筆，比較兩次測(cè)量結(jié)果，阻值較小時(shí)，黑表筆接的是源極，紅表筆接的是漏極

(2)話筒靈敏度簡(jiǎn)單測(cè)試。

將萬(wàn)用表?yè)苤罵xl00檔，兩表筆分別接話筒兩電極(注意不能錯(cuò)接到話筒的接地極)，待萬(wàn)用表顯示一定讀數(shù)后，用嘴對(duì)準(zhǔn)話筒輕輕吹氣(吹氣速度慢而均勻)，邊吹氣邊觀察表針的擺動(dòng)幅度。吹氣瞬間表針擺動(dòng)幅度越大，話筒靈敏度就越高，送話、錄音效果就越好。若擺動(dòng)幅度不大(微動(dòng))或根本不擺動(dòng)，說(shuō)明此話筒性能差，不宜應(yīng)用。

4.2.3電容器

(1)用萬(wàn)用表測(cè)量電容

判斷電源電容的好壞一般采用萬(wàn)用表的電阻檔進(jìn)行測(cè)量。具體方法為：將電容兩管腳短路進(jìn)行放電，用萬(wàn)用表的黑表筆接電解電容的正極。紅表筆接負(fù)極(對(duì)指針式萬(wàn)用表，用數(shù)字式萬(wàn)用表測(cè)量時(shí)表筆互調(diào))，正常時(shí)表針應(yīng)先向電阻小的方向擺動(dòng)，然后逐漸返回直至無(wú)窮大處。表針的擺動(dòng)幅度越大或返回的速度越慢，說(shuō)明電容的容量越大，反之則說(shuō)明電容的容量越小，如表針指在中間某處不再變化，說(shuō)明此電容漏電，如電阻指示值很小或?yàn)榱悖瑒t表明此電容已擊穿短路，因萬(wàn)用表使用的電池電壓一般很低，所以在測(cè)量低耐壓的電容時(shí)比較準(zhǔn)確。

(2)電解電容極性的判別

測(cè)量時(shí)，先假定某極為“+”極，讓其與萬(wàn)用表的黑表筆相接，另一電極與萬(wàn)用表的紅表筆相接，記下表針停止的刻度(表針靠左阻值大)，然后將電容器放電(既兩根引線碰一下)，兩只表筆對(duì)調(diào)，重新進(jìn)行測(cè)量。兩次測(cè)量中，表針最后停留的位置靠左(阻值大)的那次，黑表筆接的就是電解電容的正極。

(3)用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)電容器，可按以下方法進(jìn)行。

A、用電容檔直接檢測(cè)

某些數(shù)字萬(wàn)用表具有測(cè)量電容的功能，其量程分為2000p、20n、200n、2μ和20μ五檔。測(cè)量時(shí)可將已放電的電容兩引腳直接插入表板上的Cx插孔，選取適當(dāng)?shù)牧砍毯缶涂勺x取顯示數(shù)據(jù)。2000p檔，宜于測(cè)量小于2000pF的電容；20n檔，宜于測(cè)量2000pF至20nF之間的電容；200n檔，宜于測(cè)量20nF至200nF之間的電容：2μ檔，宜于測(cè)量200nF至2心之間的電容；20μ檔，宜于測(cè)量2μF至20μF之間的電容。經(jīng)驗(yàn)證明，有些型號(hào)的數(shù)字萬(wàn)用表(例如DT890B+)在測(cè)量50pF以下的小容量電容器時(shí)誤差較大，測(cè)量20pF以下電容幾乎沒(méi)有參考價(jià)值。此時(shí)可采用串聯(lián)法測(cè)量小值電容。方法是：先找一只220pF左右的電容，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)出其實(shí)際容量C1,然后把待測(cè)小電容與之并聯(lián)測(cè)出其總?cè)萘緾2，則兩者之差(C1-C2)即是待測(cè)小電容的容量。用此法測(cè)量I～20pF的小容量電容很準(zhǔn)確。

B、用蜂鳴器檔檢測(cè)

利用數(shù)字萬(wàn)用表的蜂鳴器檔，可以快速檢查電解電容器的質(zhì)量好壞。將數(shù)字萬(wàn)用表?yè)苤练澍Q器檔，用兩支表筆分別與被測(cè)電容器Cx的兩個(gè)引腳接觸，應(yīng)能聽到一陣短促的蜂鳴聲，隨即聲音停止，同時(shí)顯示溢出符號(hào)“1”。接著，再將兩支表筆對(duì)調(diào)測(cè)量一次，蜂鳴器應(yīng)再發(fā)聲，最終顯示溢出符號(hào)“1”，此種情況說(shuō)明被測(cè)電解電容基本正常。此時(shí)，可再撥至20MΩ或200MG高阻檔測(cè)量一下電容器的漏電阻，即可判斷其好壞。

4.2.4二極管和穩(wěn)壓管的區(qū)分

根據(jù)二者反向擊穿電壓在數(shù)值上的差異及穩(wěn)定性，可以區(qū)分標(biāo)記不清楚的穩(wěn)壓管和普通二極管。利用兆歐表提供合適的反向擊穿電壓，將被測(cè)管反向擊穿。選擇萬(wàn)用表的10VDC檔或50VDV檔測(cè)出反向擊穿電壓值，數(shù)值在40V以上的是二極管，低于40V的穩(wěn)壓管。

注意，這也有例外情況。例如2AP21的反向擊穿電壓低于15V，2AP8的反向擊穿電壓最小值為20V。此外，2DWl30～2DWl43型穩(wěn)壓管的Vz值為50～200V，2CW362～2CW378的Vz值是43～200V(以上均為標(biāo)稱值)。遇到這類情況也不難區(qū)分。同樣都按額定轉(zhuǎn)速搖兆歐表，由于二極管反向擊穿區(qū)域的動(dòng)態(tài)電阻較大，曲線不陡，因此電壓表指針的擺動(dòng)幅度就比較大。而穩(wěn)壓管的Rz很小，曲線很小，曲線很陡，表針擺動(dòng)很小。

利用萬(wàn)用表的電阻檔也可以區(qū)分穩(wěn)壓管與半導(dǎo)體二極管。具體方法是，首先用R×1k檔測(cè)量正、反向電阻，確定被測(cè)管的正、負(fù)極。然后將萬(wàn)用表?yè)苡赗xlok檔，如圖所示，黑表筆接負(fù)極，紅表筆接正極，由表內(nèi)9～15V疊層電池提供反向電壓。其中，電阻讀數(shù)較小的是穩(wěn)壓管，電阻為無(wú)窮大的二極管。此方法只能測(cè)量反向擊電壓比Rxlok檔電池電壓低的穩(wěn)壓管。

4.3點(diǎn)陣板的焊接方法

(1)先在紙上做好初步的布局，然后用鉛筆畫到洞洞板正面(元件面)，繼而也可以將走線也規(guī)劃出來(lái)，方便自己焊接。

(2)善于利用元器件的引腳，洞洞板的焊接需要大量的跨接、跳線等，不要急于剪斷元器件多余的引腳，有時(shí)候直接跨接到周圍待連接的元器件引腳上會(huì)事半功倍。另外，本著節(jié)約材料的目的，可以把剪斷的元器件引腳收集起來(lái)作為跳線用材料。

(3)掌握好電烙鐵的溫度和焊接時(shí)間，選擇恰當(dāng)?shù)睦予F頭和焊點(diǎn)的接觸位置，采用五步焊接的方法才可能得到良好的焊點(diǎn)。

4.4用數(shù)字萬(wàn)用表檢查線路的通、斷

量程開關(guān)撥至蜂鳴器檔，紅、黑表筆分別接“V.W”和“COM”。若被測(cè)線路電阻低于規(guī)定值(20士10W)，蜂鳴器可發(fā)出聲音，說(shuō)明電路是通的。反之，則不通。由于操作者不需讀出電阻值，僅憑聽覺(jué)即可作出判斷，所以利用蜂鳴器來(lái)檢查線路，既迅速又方便。

4.5評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

5　聲控電路的調(diào)試

按要求選出元件后在電子萬(wàn)能板上焊接好，經(jīng)仔細(xì)檢查即可進(jìn)行調(diào)試。

第一步：測(cè)量電容降壓橋式整流直流穩(wěn)壓電源，用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)量穩(wěn)壓管D5二端電壓為12V，電源電路正常。

由于本電路使用220V交流，因此在測(cè)量調(diào)試時(shí)必須注意安全，為了安全起見(jiàn)，以下步驟可以斷開電容降壓電源，在調(diào)試時(shí)用12V直流電源代替。

第二步：調(diào)試雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路。用萬(wàn)用表直流電壓檔，分別測(cè)量VT3和VT4管的集電極對(duì)地電壓，飽的時(shí)應(yīng)為0.3伏左右，截止時(shí)應(yīng)為7～9伏左右。然后用小起子快速碰觸CP端，這時(shí)電路應(yīng)翻轉(zhuǎn)。

第三步：調(diào)試信號(hào)轉(zhuǎn)換放大電路。斷開VT2的負(fù)載，用萬(wàn)用表直流電壓擋測(cè)量VT2的集電極電壓為12V，當(dāng)MIC接收到聲控信號(hào)，電壓很快下降到6V左右，并又回復(fù)到原來(lái)12V即為正常調(diào)整R3的阻值可以改變VTl、VT2的工作點(diǎn)，一般選在200～500KO范圍內(nèi)，阻值太大電路對(duì)掌聲反映遲鈍。調(diào)整R2、C3的阻值可以改變聲控的頻率。

第四步：末級(jí)調(diào)試時(shí)在VT5集電極串入100mA直流電流表，調(diào)節(jié)R14，使吸合電流達(dá)到繼電器的額定值。

6　聲控電路示教裝置在實(shí)習(xí)教學(xué)中的作用

(1)通過(guò)演示聲控電路，讓學(xué)生用掌聲來(lái)控制電燈，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，極大地提高了學(xué)生實(shí)習(xí)興趣。一旦學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)發(fā)生了濃厚興趣，就會(huì)充分發(fā)揮自己的積極性和主動(dòng)性，就能收到事半功倍的效果。

(2)通過(guò)講解聲控電路，學(xué)生掌握了聲控電路的組成和各部分的作用。本示教裝置由電容降壓橋式整流直流穩(wěn)壓電源電路、信號(hào)放大電路、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路等組成，而對(duì)這些單個(gè)電路學(xué)生都已安裝過(guò)了，將這樣簡(jiǎn)單電路巧妙地結(jié)合在一起組成聲控電路，學(xué)生的思路更清晰，學(xué)習(xí)興趣更能厚。

(3)通過(guò)安裝聲控電路，首先學(xué)生學(xué)會(huì)了電子元器件的符號(hào)、作用和識(shí)別方法，并能與實(shí)物一一對(duì)應(yīng)：其次學(xué)生掌握了電子元器件的檢測(cè)方法判斷方法，能選擇電子元件：第三學(xué)生學(xué)會(huì)了焊接電子元器件的方法和步驟，會(huì)使用電烙鐵焊接電子元器件；第四學(xué)生學(xué)會(huì)了電子線路的布局和安裝。

(4)通過(guò)調(diào)試聲控電路，學(xué)生學(xué)會(huì)了常見(jiàn)電子線路的測(cè)試方法及故障檢修方法和檢修步驟。在實(shí)習(xí)教學(xué)中可以提出以下問(wèn)題供學(xué)生選擇和實(shí)際安裝操作：電容降壓橋式整流電路如何改為電容降壓半波整流電路?電阻R3用電位器來(lái)代替如何調(diào)節(jié)聲音放大電路的工作點(diǎn)?改變R2或C3電路會(huì)有什么現(xiàn)象?雙穩(wěn)態(tài)電路二種穩(wěn)態(tài)如何測(cè)量?如何將電路改為有掌聲來(lái)繼電器得電延時(shí)一段時(shí)間又矢電?

篇5

【關(guān)鍵詞】項(xiàng)目教學(xué)法；中職；電子專業(yè)課；串聯(lián)型穩(wěn)壓電源

中等職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)是為社會(huì)提供大量的操作技能型技術(shù)人才，要實(shí)現(xiàn)以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，以技能為核心的目標(biāo)，除了要求學(xué)生具備一定的理論基礎(chǔ)，更重要的是要加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)操能力，所以在職校教學(xué)中應(yīng)通過(guò)項(xiàng)目教學(xué)結(jié)合項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)加強(qiáng)對(duì)相應(yīng)專業(yè)所涉及的實(shí)際工作中各崗位的實(shí)操技能傳授給學(xué)生，從而提高職校生工作后的適應(yīng)能力。本文就項(xiàng)目教學(xué)法在電子專業(yè)課的應(yīng)用的概念、必要性、實(shí)施過(guò)程及困難展開初淺的論述。

一、什么是項(xiàng)目教學(xué)法

項(xiàng)目教學(xué)法，是師生通過(guò)共同實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目工作而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。在教學(xué)活動(dòng)中結(jié)合實(shí)踐技能教學(xué)，教師將需要解決的問(wèn)題或需要完成的任務(wù)以項(xiàng)目的形式交給學(xué)生，在教師的指導(dǎo)下，以小組工作方式，由學(xué)生自己按照實(shí)際工作的完整程序，共同制定計(jì)劃、協(xié)作完成整個(gè)項(xiàng)目?；诮?gòu)優(yōu)先的項(xiàng)目教學(xué)法與傳統(tǒng)指導(dǎo)優(yōu)先教學(xué)法相比，有很大的區(qū)別，主要表現(xiàn)在改變了傳統(tǒng)的三個(gè)中心，由以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，由以課本為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐皂?xiàng)目實(shí)踐為中心，由以課堂為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫?shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)車間實(shí)訓(xùn)為中心。所以，在運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要遵循建構(gòu)優(yōu)先與指導(dǎo)優(yōu)先的融合，創(chuàng)設(shè)集理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)一體化的學(xué)習(xí)場(chǎng)所。

二、實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法的必要性

首先是中等職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)的要求。培養(yǎng)能迅速適應(yīng)一線生產(chǎn)具有較高操作技能水平的工人，必須構(gòu)建以情景教學(xué)為主的教學(xué)環(huán)境。傳統(tǒng)的三段式教學(xué)課程設(shè)置把基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)理論課、專業(yè)實(shí)踐課分別開設(shè)且遵循指導(dǎo)優(yōu)先的教學(xué)理念。老師不停的講，學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少，學(xué)理論時(shí)不知實(shí)物是什么，抽象難以理解，等實(shí)踐操作時(shí)理論早忘到哪去了，往往理論與實(shí)際聯(lián)系不上，效果可想而知。項(xiàng)目教學(xué)法遵循建構(gòu)優(yōu)先的指導(dǎo)原則，創(chuàng)建盡可能接近實(shí)際職業(yè)情景的學(xué)習(xí)環(huán)境，實(shí)踐為主，理論為輔，通過(guò)完整的項(xiàng)目教學(xué)實(shí)踐增強(qiáng)了同學(xué)們動(dòng)手能力，加深了知識(shí)理解和適應(yīng)能力，從而達(dá)到較好的教學(xué)效果。

其次是職校生學(xué)習(xí)能力的要求。當(dāng)前我國(guó)的現(xiàn)狀職校生都是普通中學(xué)淘汰下來(lái)的生源，他們往往不適應(yīng)傳統(tǒng)的教學(xué)，學(xué)習(xí)能力差，主動(dòng)性不足，興趣不足。而項(xiàng)目教學(xué)法與傳統(tǒng)教學(xué)法（比較表如表1所示）相比有諸多優(yōu)勢(shì)。

項(xiàng)目教學(xué)法注重學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)，倡導(dǎo)做中學(xué)，學(xué)中做，提高學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)興趣和積極性。

再其次是職校生智力結(jié)構(gòu)的要求。人類所具有的智力類型大致分為兩大類：一是抽象思維，二是形象思維，智力類型為抽象思維者可成為研究型、學(xué)術(shù)型、設(shè)計(jì)型的專家，智力類型為形象思維者可成為技術(shù)型、技能型、技藝型的專家?，F(xiàn)實(shí)說(shuō)明，職校生主要具有形象思維的特點(diǎn)，其課程開發(fā)應(yīng)以情景性原則為主，科學(xué)性為輔，而項(xiàng)目教學(xué)法正好符合這一要求。

三、項(xiàng)目教學(xué)法在中職電子專業(yè)課的運(yùn)用淺析

電子專業(yè)課中打破原有的先理論后實(shí)踐的教學(xué)模式，本人以電子技能與訓(xùn)練課和電子技術(shù)課為例，融合二者，以項(xiàng)目教學(xué)為平臺(tái)，施行先實(shí)踐后理論的教學(xué)方法，增強(qiáng)同學(xué)們的動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)興趣。本人把上述兩門課程大體整合選取以下幾個(gè)教學(xué)項(xiàng)目：（1）串聯(lián)型穩(wěn)壓電源裝配制作及原理；（2）單級(jí)小信號(hào)放大器裝配制作及原理；（3）LM324電平指示器裝配制作及原理；（4）低頻功放電路裝配制作及原理；（5）六管收音機(jī)裝配制作及原理；（6）電子PCB板制作方法實(shí)踐；（7）防盜報(bào)警器裝配制作及原理；（8）調(diào)光燈電路裝配制作及原理；（9）多數(shù)表決器裝配制作及原理；（10）多路控制開關(guān)電路裝配制作及原理；（11）搶答器裝配制作及原理；（12）數(shù)字循環(huán)顯示電路裝配制作及原理等項(xiàng)目。在教學(xué)過(guò)程中，先實(shí)踐完成項(xiàng)目制作，配以儀表儀器的使用與測(cè)量，再予以電路的識(shí)別與原理的講解，極大地調(diào)動(dòng)了同學(xué)門的學(xué)習(xí)熱情和主動(dòng)性。

1.項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)施設(shè)計(jì)步驟

（1）確定項(xiàng)目任務(wù)；（2）各工作小組擬訂活動(dòng)計(jì)劃與方案，教師審核計(jì)劃；（3）項(xiàng)目小組的活動(dòng)實(shí)施，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，教師指導(dǎo)；（4）項(xiàng)目答辯與師生總結(jié)評(píng)價(jià)。

2.項(xiàng)目教學(xué)法在電子專業(yè)課運(yùn)用的教學(xué)實(shí)施實(shí)例分析

項(xiàng)目：串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的原理及制作。

（1）教學(xué)項(xiàng)目任務(wù)確定分析

串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源是常見(jiàn)基本的電路，該電路主要有變壓、整流、濾波、基準(zhǔn)電壓、比較放大、電壓調(diào)整等部分組成，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制作，制作材料價(jià)格低廉，調(diào)試方便，廣泛運(yùn)用于各種電子產(chǎn)品中。教學(xué)中，緊扣串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源制作這一項(xiàng)目，堅(jiān)持以學(xué)生產(chǎn)品裝配為實(shí)踐訓(xùn)練主線，教師指導(dǎo)為輔，通過(guò)直接感性認(rèn)識(shí)增強(qiáng)學(xué)生對(duì)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路的基本原理及電路圖的理解和識(shí)讀，掌握元器件的符號(hào)、識(shí)別檢測(cè)、工作特點(diǎn)，熟練電子產(chǎn)品的裝配、檢測(cè)和調(diào)試這一基本工藝流程，并能結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決制作過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，真正做到現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，實(shí)理結(jié)合，從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

（2）確定工作小組，教師指導(dǎo)擬訂活動(dòng)計(jì)劃

可自由確定小組，教師根據(jù)不同層次學(xué)生的能力，好差搭配，盡量使各組的水平相當(dāng)。結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)和教學(xué)任務(wù)，把整個(gè)項(xiàng)目分成5個(gè)步驟：電烙鐵焊接訓(xùn)練、元器件識(shí)別與檢測(cè)、電路裝配與制作、電路檢測(cè)與故障排除、電路識(shí)別及原理分析。教學(xué)思路是通過(guò)實(shí)踐訓(xùn)練獲取感性知識(shí)，再提升到理性知識(shí)。

（3）實(shí)施項(xiàng)目，穿插講解，及時(shí)指導(dǎo)

學(xué)生實(shí)施項(xiàng)目，教師要進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，告訴學(xué)生實(shí)踐操作要領(lǐng)，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程的先后順序及注意事項(xiàng)。這樣可使學(xué)生盡快進(jìn)入學(xué)習(xí)的狀態(tài)，為項(xiàng)目制作做好充分的準(zhǔn)備。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生可能會(huì)遇到各種困難，比如，在元器件識(shí)別與檢測(cè)環(huán)節(jié)，有的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下很快就掌握了焊接技巧，找到所需的元件，甚至能熟練使用萬(wàn)用表檢測(cè)電路，而有的同學(xué)連電阻、二極管、三極管都識(shí)別不清，這時(shí)候通過(guò)互相討論、互相學(xué)習(xí)，使同學(xué)們盡快掌握電子焊接和元件測(cè)量技術(shù)。在電路測(cè)試與故障排除環(huán)節(jié)中，這是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，老師應(yīng)當(dāng)邊介紹電路原理，邊指導(dǎo)調(diào)試檢測(cè)，對(duì)照實(shí)際電路教他們找測(cè)試點(diǎn)和測(cè)試相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷故障點(diǎn)，并指導(dǎo)學(xué)生盡量自行解決問(wèn)題，使教師真正起咨詢者、指導(dǎo)者的作用。對(duì)新知識(shí)盡量要結(jié)合的實(shí)例穿插講解，對(duì)重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容要精練，可以通過(guò)電路實(shí)物展示和多媒體演示，讓全體學(xué)生理解串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理、電路作用、元器件布局。

（4）項(xiàng)目答辯與師生評(píng)價(jià)總結(jié)

項(xiàng)目教學(xué)任務(wù)完成后，每組對(duì)自己的作品在元器件的管腳成型、布局、焊接工藝、走線的正確性等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，并相互交換作品進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，教師則對(duì)整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)行總評(píng)，除了指出問(wèn)題，盡可能多表?yè)P(yáng)，提高興趣和信心。通過(guò)討論、互評(píng)、同學(xué)之間、師生之間的交流，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，進(jìn)一步鞏固了同學(xué)們的技能水平，加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，促使同學(xué)們?cè)陔娮与娐讽?xiàng)目制作過(guò)程中不斷進(jìn)步。

四、實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法的困難

1.師職力量的不足。項(xiàng)目教學(xué)法要求老師不僅具有扎實(shí)的理論知識(shí)，還要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而現(xiàn)實(shí)是許多教師只具有理論水平，實(shí)踐水平不足，因此雙師型教師的培養(yǎng)迫在眉睫，可通過(guò)下企業(yè)，校企結(jié)合等方法培養(yǎng)。

2.傳統(tǒng)教材無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代的教學(xué)方法。職校應(yīng)在資金和政策上鼓勵(lì)教師編寫符合本校實(shí)際的校本教材。

3.實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所、設(shè)備不足制約以實(shí)訓(xùn)為主的項(xiàng)目教學(xué)法的開展。國(guó)家應(yīng)加大實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)，整合教學(xué)資源，形成規(guī)?；虒W(xué)，提高利用率。

總之，項(xiàng)目教學(xué)法是符合當(dāng)今中等職業(yè)教育發(fā)展方向的，運(yùn)用該教法于電子專業(yè)課教學(xué)中能極大提升同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣和效率，相比于傳統(tǒng)教學(xué)以老師為主在項(xiàng)目教學(xué)中凸顯學(xué)生為主體的地位，通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)提高學(xué)生電子專業(yè)課操作技能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，因此項(xiàng)目教學(xué)法是符合教學(xué)規(guī)律的，這樣的教學(xué)就能吸引住學(xué)生，留住學(xué)生，提升了學(xué)生對(duì)電子專業(yè)課課程的學(xué)習(xí)興趣，突出地體現(xiàn)了現(xiàn)代職業(yè)教育以實(shí)踐能力為根本的教學(xué)目標(biāo)，極大地提高了課堂教學(xué)效率和教學(xué)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]陳振源.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社，2001，7.

[2]朱國(guó)興.電子技能與訓(xùn)練[M].高等教育出版社，2005，7.

篇6

關(guān)鍵詞:模擬電子技術(shù);教學(xué)改革;教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法

中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-0118(2012)09-0123-02

一、引言

高職教育是高等教育的重要組成部分,它有別于本科教育,更有別于中職教育。傳統(tǒng)的教學(xué)是以理論教學(xué)為主、實(shí)踐教學(xué)為輔;注重理論知識(shí)的傳授、淡化實(shí)踐能力的培養(yǎng),而高等職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)面向基層、面向生產(chǎn)第一線的高等技術(shù)應(yīng)用型人才,因此,高職院校的《模擬電子技術(shù)》的課程教學(xué)也應(yīng)具有高職教育特色、突出高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)。在該課程教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱的制定、教學(xué)內(nèi)容的選擇、實(shí)踐教學(xué)的安排等方面都應(yīng)區(qū)別于本科教育的系統(tǒng)性和學(xué)科性,以及中職教育的技能性培養(yǎng)。應(yīng)以高職教育理論為指導(dǎo),在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行了大膽的探索和實(shí)踐,以適應(yīng)高職教育的發(fā)展需要。

二、教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

(一)模塊化教學(xué)

下面以二極管為主線的單元電路構(gòu)成的一個(gè)教學(xué)模塊為例說(shuō)明其知識(shí)點(diǎn)構(gòu)成及教學(xué)思路:

1、半導(dǎo)體的基本知識(shí)及二極管的特性。

2、晶體二極管的結(jié)構(gòu)、特性曲線、功能、主要參數(shù)。借助Multisim軟件建立一個(gè)半波整流電路,利用虛擬示波器觀察波形,說(shuō)明二極管的單向?qū)щ娦浴?/p>

3、全波整流電路、橋式整流電路、濾波電路,由學(xué)生利用Multisim軟件模擬連接電路,再使用虛擬示波器觀察波形,分析試驗(yàn)結(jié)果,最后得出電路的工作原理。

4、集成穩(wěn)壓器W7800系列、W7900系列、LM317、LM337功能及用法。

5、二極管、電容、集成穩(wěn)壓器的識(shí)別及性能測(cè)試。

6、利用Multisim軟件設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源電路,并進(jìn)行調(diào)試。在此過(guò)程中可人為設(shè)置一些故障,如二極管接反等,培養(yǎng)學(xué)生排除故障的能力,以此提高學(xué)生對(duì)電子電路更深的理解。

7、直流穩(wěn)壓電源的制作一般思路和方法,進(jìn)而理解電子電路的設(shè)計(jì)的一般方法。

(二)高質(zhì)量教學(xué)課件

采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段是理論教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一。好課件不在于版面的美觀,也不在于課堂內(nèi)容的充實(shí),而是根據(jù)課程的需要,能夠引領(lǐng)教師有效的將知識(shí)傳授給學(xué)生,并且,學(xué)生能夠通過(guò)課件理解課堂內(nèi)容的前因后果的邏輯關(guān)系。針對(duì)課程的特點(diǎn),需要教師根據(jù)課堂內(nèi)容和順序安排設(shè)計(jì)課件。高質(zhì)量的教學(xué)課件是模擬電子電路教學(xué)改革的必要前提。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

(一)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革

1、理論驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)要求驗(yàn)證課堂理論教學(xué)內(nèi)容,通過(guò)實(shí)驗(yàn)鞏固對(duì)理論內(nèi)容的理解,大多數(shù)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)的原理比較簡(jiǎn)單,所以可以采用任務(wù)式教學(xué)方式,,教師只需給出實(shí)驗(yàn)的要求和實(shí)驗(yàn)的可行性電路,,至于實(shí)驗(yàn)的步驟,,具體的實(shí)驗(yàn)操作可由學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自己完成。實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)的時(shí)間和空間上可以對(duì)學(xué)生雙重開放。將實(shí)驗(yàn)時(shí)間交給學(xué)生,讓他們自行安排,在教學(xué)中體現(xiàn)學(xué)生為本位的思想,,迫使學(xué)生開動(dòng)腦筋,運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題,,有利于學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和獨(dú)立工作的能力。

2、對(duì)于實(shí)踐制作性的實(shí)驗(yàn)可以由學(xué)生在課外完成。做好這類的實(shí)驗(yàn)要求教師有豐富的電子制作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),廣泛收集與現(xiàn)實(shí)生活和教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系的電子小制作。教師在課外可以組成興趣小組,綜合運(yùn)用模擬電路學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí),設(shè)計(jì)制作一些學(xué)生感興趣的小制作。這樣,既提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和對(duì)模擬電路知識(shí)綜合運(yùn)用的能力,還可以讓學(xué)生學(xué)以致用,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)的積極性。

(二)充分發(fā)揮EDA技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用

將EDA技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué),可以彌補(bǔ)演示實(shí)驗(yàn)的不足,也可以克服實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和時(shí)空的限制。在教學(xué)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段,可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要,將實(shí)驗(yàn)任務(wù)布置給學(xué)生,在教師的指導(dǎo)下先進(jìn)行理論設(shè)計(jì),然后按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行仿真,完成仿真設(shè)計(jì)后,按照仿真電路裝配實(shí)際電路進(jìn)行調(diào)試。

通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn),學(xué)生學(xué)習(xí)了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的方法,為其今后設(shè)計(jì)電路奠定了良好的基礎(chǔ),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)起到積極和促進(jìn)作用。

四、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革

(一)改革教學(xué)模式,實(shí)施以學(xué)生為主體的多種教學(xué)方法

1、通過(guò)師生互動(dòng)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。課堂教學(xué)是一個(gè)動(dòng)態(tài)開放的系統(tǒng),教師講授效果好壞,不在于教師講了多少,而在于學(xué)生吸收和消化了多少。因此,教師應(yīng)運(yùn)用生動(dòng)形象的語(yǔ)言和比喻來(lái)增強(qiáng)課堂教學(xué)的形象性,吸引學(xué)生的注意力,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解,改變學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的局面;開展討論式教學(xué),教師先提出問(wèn)題,讓學(xué)生預(yù)習(xí),鼓勵(lì)學(xué)生大膽提出自己的看法,然后圍繞問(wèn)題展開課堂討論,形成師生互動(dòng)關(guān)系。再由教師根據(jù)學(xué)生的討論情況進(jìn)行歸納整理,對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容詳細(xì)講解;應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué),教師在現(xiàn)場(chǎng)將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來(lái),激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣,加深理解和記憶,從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

篇7

【關(guān)鍵詞】模擬電路；數(shù)字電路；探討

1）模擬電路，在現(xiàn)今這個(gè)時(shí)代，雖然數(shù)字電路發(fā)展的非?？欤鳛殡娮与娐返囊粋€(gè)分支，模擬電路仍然有它的實(shí)用性，那么，什么叫模擬電路，非專業(yè)人士不懂，模擬電路就是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸或處理的電路。所謂模擬信號(hào)，是指幅值隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)，比如，我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫恼{(diào)幅/調(diào)頻的接收機(jī)，晶體管小信號(hào)放大器，低頻功率放大器，負(fù)反饋放大器，MOS集成運(yùn)放，諧振放大器，直流穩(wěn)壓電源等。都是用模擬電路制作的，收音機(jī)、通過(guò)接收處理無(wú)線電廣播信號(hào)，包括混頻、放大、解調(diào)等環(huán)節(jié)，完成音樂(lè)和新聞報(bào)道。

2）那么什么是數(shù)字電路呢？數(shù)字電路是對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸或處理的電路、所謂數(shù)字信號(hào)，是指在時(shí)間上和取值上都是離散的不連續(xù)的信號(hào)，數(shù)字電路能夠?qū)斎氲臄?shù)字信號(hào)進(jìn)行各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。所謂邏輯運(yùn)算，就是按照人們?cè)O(shè)計(jì)好的規(guī)則，進(jìn)行邏輯推理和邏輯判斷。所以，數(shù)字電路不僅具有算術(shù)運(yùn)算的能力，而且還具備一定的“邏輯思維”能力。因此，人們才能夠制造出各種智能儀表，數(shù)控裝置和電子數(shù)字計(jì)算機(jī)等。利用數(shù)字電路羅輯功能，可以設(shè)計(jì)出各式各樣的數(shù)字控制裝置，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。

3）在實(shí)際工作中，一塊集成電路板，往往即有模擬電路，又有數(shù)字電路，只有把兩種電路結(jié)合在一起，才能完成一個(gè)具體的工作任務(wù)，例如，TC1153集成電路板就是由模擬和數(shù)字兩部分電路組成的CMOS專用集成電路，用于過(guò)載電路保護(hù)器上。

在電力供電系統(tǒng)，過(guò)流或短路時(shí)對(duì)任何電氣設(shè)備（線路）來(lái)說(shuō)都是危險(xiǎn)的，輕則損壞開關(guān)，重則波及變壓器及電網(wǎng)、系統(tǒng)，使控制單元完全毀壞。盡管傳統(tǒng)保險(xiǎn)管或繼電器保護(hù)、電路可以避免或減輕損失，但其毫秒級(jí)的動(dòng)作速度，對(duì)一些敏感的電子器件而言，還是太慢，電路往往損壞于跳閘的瞬間，于是快速保險(xiǎn)絲，各種電子快速保護(hù)器應(yīng)運(yùn)而生。

以前，各種斷路保護(hù)器多為常規(guī)電路組合，往往體積龐大，線路復(fù)雜，功率較少，可靠性差。而TC1153它的靜態(tài)電流僅為8.μA，工作電壓范圍寬（4.5―18）用它構(gòu)成的保護(hù)器具有以下特點(diǎn)：①可預(yù)設(shè)延遲跳閘時(shí)間（15μS到100ms以上）預(yù)設(shè)跳閘電流（1mA到20A以上）和預(yù)置跳閘后自動(dòng)恢復(fù)時(shí)間（1ms到10s以上）；②電路十分簡(jiǎn)潔，占用空間很??；③故障狀態(tài)的指示輸出和外控輸入，適于電腦電源管理；④具有帶PTC限溫器的過(guò)熱保護(hù)功能；⑤微功耗。

TC1153可以廣泛用于電源總線電路斷路器，過(guò)熱保護(hù)器，電源（電池）短路保護(hù)器，直流馬達(dá)“失速”保護(hù)器以及各種敏感電路系統(tǒng)的電源中斷裝置等場(chǎng)合。

因TC1153由模擬和數(shù)字電路兩部分組成，具有MOS管柵極電荷泵及控制單元，過(guò)流檢測(cè)及自動(dòng)復(fù)位電路，故障狀態(tài)指示和輸入控制單元，以及分別為模擬和數(shù)字電路部分提供隔離的穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓器等功能電路，當(dāng)串聯(lián)在負(fù)載上的檢測(cè)電阻Rsen兩端電壓高于100mv（即內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源的數(shù)字值）時(shí)，比較器輸出信號(hào)，最終通過(guò)引腳G端到外接N溝道MOSFET功率管，切斷負(fù)載與電源的通路，達(dá)到保護(hù)負(fù)載的目的。檢測(cè)電阻（Rsen）的數(shù)值，根據(jù)斷路器動(dòng)作電流（限流值用Ic表示）確定，即滿足RsenIc=100mv的條件。

以上所述是TC1153的過(guò)流檢測(cè)的簡(jiǎn)單工作原理，這是目前過(guò)流保護(hù)裝置最常用的基本思路。具體而言，TC1153可以實(shí)現(xiàn)的功能還有：利用外控輸入信號(hào)控制負(fù)載的通/斷、高電平有效，狀態(tài)端子是一個(gè)漏極開路輸出，使用時(shí)應(yīng)接一上拉接電阻，不用時(shí)該腳浮空即可。自動(dòng)復(fù)位定時(shí)電路作用是當(dāng)外部負(fù)載過(guò)流故障排除后自動(dòng)延時(shí)上電，恢復(fù)正常。延遲時(shí)間由外接的定時(shí)電容確定，值為0.033―3.3μF時(shí)，自動(dòng)復(fù)位的延遲時(shí)間為20ms―2S。當(dāng)然，如果過(guò)流故障不排除，電路是不會(huì)復(fù)位的，如不需此功能，則應(yīng)將該引腳接地。延遲跳閘功能是為一些有沖擊電流的負(fù)載而設(shè)的，例如大的濾波電路、燈泡、電機(jī)等會(huì)有瞬間的浪涌電流，如果沒(méi)有延遲功能，系統(tǒng)在工作時(shí)就會(huì)頻頻出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。因此，選擇該延時(shí)數(shù)值很重要，既要考慮不同負(fù)載的正常工作，也要顧及準(zhǔn)確及時(shí)判斷過(guò)流而保護(hù)負(fù)載。需要指出的是：TC1153的各信號(hào)端子（包括定時(shí)電容端）均有防靜電保護(hù)二極管，以確保在各種應(yīng)用環(huán)境下的正常穩(wěn)定使用。

用于不同負(fù)載時(shí)，TC1153典型應(yīng)用電路也不相同，如用于感性負(fù)載電路，接有繼電器、電磁鐵、步進(jìn)馬達(dá)等，對(duì)延遲跳閘時(shí)間沒(méi)有嚴(yán)格要求，IC內(nèi)部已經(jīng)10μS的延遲而不必外接阻容元件于Ds端。但電路要對(duì)MOS管進(jìn)行反壓保護(hù)，如在GSD端并接穩(wěn)壓管，在負(fù)載兩端并接續(xù)流二極管。

如用于容性負(fù)載電路，需要在GSD端外加阻容電路，用來(lái)減小MOS管開啟時(shí)的電壓上升速率，使負(fù)載電壓緩慢上升。

篇8

論文關(guān)鍵詞：課程改革；工作任務(wù)；課程項(xiàng)目；技術(shù)情境；教學(xué)導(dǎo)航

隨著我國(guó)科技和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，社會(huì)對(duì)人才的需求正在發(fā)生著深刻的變化，教育行業(yè)受到各方面的重視。在教育部和財(cái)政部實(shí)施的國(guó)家示范性院校建設(shè)政策鼓舞下，高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，以培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型、技藝型人才為目標(biāo)。這類人才主要是在不同行業(yè)、企業(yè)的工作和生產(chǎn)過(guò)程中負(fù)責(zé)管理、監(jiān)督、檢測(cè)、分析、技術(shù)服務(wù)等幾項(xiàng)工作。因此，高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院正進(jìn)行較大規(guī)模的專業(yè)建設(shè)和課程改革，要求高職專業(yè)的學(xué)生除了具備必要的基礎(chǔ)理論、專業(yè)技術(shù)知識(shí)外，還必須具有解決工作生產(chǎn)中實(shí)際問(wèn)題的能力，以適應(yīng)今后的工作。

“電子技術(shù)”分為模擬電子和數(shù)字電子兩大部分，在教學(xué)中從職業(yè)崗位工作任務(wù)分析著手以掌握知識(shí)和技能為根本、以工作方向?yàn)榕囵B(yǎng)目標(biāo)、以工作過(guò)程為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)把完整的工作過(guò)程及其操作要求作為課程內(nèi)容。當(dāng)工作過(guò)程導(dǎo)向課程運(yùn)用項(xiàng)目載體設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境時(shí)，這一工作過(guò)程實(shí)際上就成了完成具體項(xiàng)目的自始至終的步驟。通過(guò)課程分析和知識(shí)、能力、素質(zhì)分析，打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，構(gòu)建了“以工作任務(wù)為中心、以課程項(xiàng)目為主體的教學(xué)方法”。在教學(xué)中掌握課程技術(shù)原理及應(yīng)用方面知識(shí)體系的完整性是非常重要的，使學(xué)生在完整的工作過(guò)程中培養(yǎng)應(yīng)對(duì)復(fù)雜技術(shù)情境的能力。在教學(xué)中以典型電子電路制作的工作任務(wù)為中心，以多模塊應(yīng)用為切入點(diǎn)，引入對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生在具體應(yīng)用電路的制作過(guò)程中開發(fā)創(chuàng)新思維，完成相應(yīng)工作任務(wù)，并構(gòu)建相關(guān)的理論知識(shí)，發(fā)展職業(yè)能力。

一、模擬電子技術(shù)教學(xué)導(dǎo)航

模擬電子技術(shù)是研究對(duì)仿真信號(hào)進(jìn)行處理的模擬電路的學(xué)科。它以半導(dǎo)體二極管、半導(dǎo)體三極管和場(chǎng)效應(yīng)管為關(guān)鍵電子器件，包括功率放大電路、運(yùn)算放大電路、反饋放大電路、信號(hào)運(yùn)算與處理電路、信號(hào)產(chǎn)生電路、電源穩(wěn)壓電路等研究方向。

理論知識(shí)：基本半導(dǎo)體知識(shí)、放大電路、集成運(yùn)算放大電路、直流穩(wěn)壓電源。

技能訓(xùn)練：常用元件的識(shí)別與測(cè)量、放大電路性能分析、集成運(yùn)算放大電路基本應(yīng)用。

1.模塊1：半導(dǎo)體器件

（1）知識(shí)重點(diǎn)：半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)；半導(dǎo)體二極管外部特性；晶體三極管外部特性。（2）知識(shí)難點(diǎn)：半導(dǎo)體PN結(jié)。（3）教學(xué)方式：從半導(dǎo)體PN結(jié)入手，簡(jiǎn)單介紹半導(dǎo)體的基本結(jié)構(gòu)與工作原理。結(jié)合實(shí)踐教學(xué)，重點(diǎn)掌握半導(dǎo)體的外部特性。（4）技能要求：二極管與三極管的簡(jiǎn)易測(cè)試。

2.模塊2：放大電路

（1）知識(shí)重點(diǎn)：放大電路的基本組成；放大電路的分析；多級(jí)放大電路的極間耦合；負(fù)反饋對(duì)放大電路的性能的影響。（2）知識(shí)難點(diǎn)：放大電路的分析；放大電路的負(fù)反饋。（3）教學(xué)方式：從基本放大電路入手，介紹放大電路的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)分析、多級(jí)放大、電路反饋；結(jié)合實(shí)踐教學(xué)，重點(diǎn)掌握放大器的外部特性。（4）技能要求：放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整與動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試。

3.模塊3：集成運(yùn)算放大器

（1）知識(shí)重點(diǎn)：集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；基本運(yùn)算電路；集成運(yùn)放的線性應(yīng)用電路。（2）知識(shí)難點(diǎn)：集成運(yùn)放的線性應(yīng)用電路。（3）教學(xué)方式：從理論集成運(yùn)放條件入手，掌握各基本運(yùn)算電路和電壓比較器的功能；結(jié)合實(shí)踐教學(xué)，重點(diǎn)掌握集成運(yùn)放的外部特性。（4）技能要求：電路的調(diào)整與測(cè)試。

4.模塊4：直流穩(wěn)壓電源

（1）知識(shí)重點(diǎn)：整流與濾波電路；穩(wěn)壓電路；開關(guān)電源。（2）知識(shí)難點(diǎn)：開關(guān)電源。（3）教學(xué)方式：從二極管整流特性、電容器充放電入手，講解整流、濾波電路；穩(wěn)壓電源重點(diǎn)講授集成穩(wěn)壓電路和開關(guān)電源。（4）技能要求：電路的調(diào)整與測(cè)試。

二、數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)導(dǎo)航

數(shù)字電子技術(shù)主要研究各種邏輯門電路、集成器件的功能及其應(yīng)用，邏輯門電路組合和時(shí)序電路的分析和設(shè)計(jì)、集成芯片各腳功能。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)突飛猛進(jìn)地發(fā)展，用數(shù)字電路進(jìn)行信號(hào)處理的優(yōu)勢(shì)也更加突出。為了充分發(fā)揮和利用數(shù)字電路在信號(hào)處理上的強(qiáng)大功能，可以先將模擬信號(hào)按比例轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后送到數(shù)字電路進(jìn)行處理，最后再將處理結(jié)果根據(jù)需要轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬信號(hào)輸出。

理論知識(shí)：集成門電路與組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、波形產(chǎn)生與整形電路、中規(guī)模集成電路應(yīng)用。

技能訓(xùn)練：組合邏輯電路應(yīng)用、時(shí)序邏輯電路應(yīng)用、邏輯電路限定符號(hào)識(shí)圖。

1.模塊1：數(shù)字電路基礎(chǔ)

（1）知識(shí)重點(diǎn)：數(shù)字脈沖信號(hào)；二進(jìn)制與8421BCD碼；基本函數(shù)與邏輯運(yùn)算；邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)和變換。（2）知識(shí)難點(diǎn)：邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)和變換。（3）教學(xué)方式：從二進(jìn)制與邏輯函數(shù)基本規(guī)則入手，學(xué)習(xí)邏輯運(yùn)算規(guī)則、邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)與變換。（4）技能要求：邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)和變換。

2.模塊2：組合邏輯電路

（1）知識(shí)重點(diǎn)：基本邏輯符號(hào)及意義；門電路的邏輯功能和基本特性；組合邏輯電路的分析常用組合邏輯電路的邏輯功能。（2）知識(shí)難點(diǎn)：基本邏輯符號(hào)及意義；組合邏輯電路。（3）教學(xué)方式：從基本原理與邏輯符號(hào)讀解入手，重點(diǎn)介紹電路的邏輯功能與外部特性。（4）技能要求：基本邏輯符號(hào)讀圖；門電路和組合邏輯電路。

3.模塊3：觸發(fā)器

（1）知識(shí)重點(diǎn)：各類觸發(fā)器的邏輯功能；觸發(fā)器限定符號(hào)及其意義。（2）知識(shí)難點(diǎn)：觸發(fā)器之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。（3）教學(xué)方式：借助限定符號(hào)意義讀解，幫助理解各種觸發(fā)器的邏輯功能與控制方式；結(jié)合實(shí)踐教學(xué)，重點(diǎn)掌握電路的外特性。（4）技能要求：觸發(fā)器的邏輯功能測(cè)試。

4.模塊4：時(shí)序邏輯電路

（1）知識(shí)重點(diǎn)：時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)；時(shí)序邏輯電路的限定符號(hào)及其意義；寄存器；集成計(jì)數(shù)器應(yīng)用。（2）知識(shí)難點(diǎn)：集成計(jì)數(shù)器應(yīng)用；限定符號(hào)及其意義。（3）教學(xué)方式：從觸發(fā)器入手，由D觸發(fā)器構(gòu)成寄存器；由T和Tˊ觸發(fā)器分別構(gòu)成同步和異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。借助限定符號(hào)的意義來(lái)理解時(shí)序邏輯電路的邏輯功能。結(jié)合實(shí)踐教學(xué)，重點(diǎn)掌握電路的外特性。（4）技能要求：常用的相關(guān)集成電路的應(yīng)用。

5.模塊5：波形產(chǎn)生與整形電路

（1）知識(shí)重點(diǎn)：555定時(shí)器；多諧振蕩器與單穩(wěn)態(tài)電路；施密特觸發(fā)器；石英晶體振蕩器。（2）知識(shí)難點(diǎn)：555定時(shí)器；多諧振蕩器。（3）教學(xué)方式：以555定時(shí)器為重點(diǎn)，介紹多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)電路和施密特觸發(fā)器的功能。重點(diǎn)掌握電路的外特性。石英晶體振蕩器從阻抗頻率特性入手。（4）技能要求：常用的相關(guān)電路的應(yīng)用入手。

三、電路組裝、測(cè)量與調(diào)試教學(xué)導(dǎo)航

電子電路組裝、測(cè)量與調(diào)試在電子工程技術(shù)中占有重要的地位，任何一個(gè)電子產(chǎn)品都是由設(shè)計(jì)焊接組裝調(diào)試形成的，焊接是保證電子產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性最基本環(huán)節(jié)，調(diào)試是保證電子產(chǎn)品正常工作的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

理論知識(shí)：常用電子儀表、電路的裝配、調(diào)試與測(cè)量知識(shí)。

技能訓(xùn)練：常用電子測(cè)量?jī)x表的使用、常用電路元件與數(shù)字集成電路測(cè)量、電路的裝配與調(diào)試。

1.模塊1：常用電子儀器知識(shí)重點(diǎn)

（1）知識(shí)重點(diǎn)：雙蹤示波器；半導(dǎo)體管特性圖示儀；毫伏表；信號(hào)發(fā)生器；集成電路測(cè)試儀。（2）知識(shí)難點(diǎn)：雙蹤示波器；半導(dǎo)體管特性圖示儀。（3）教學(xué)方式：重點(diǎn)講授電子儀器的操作和使用方法。（4）技能要求：儀器的基本操作方法；半導(dǎo)體特性測(cè)量。

2.模塊2：電子元器件的識(shí)別與簡(jiǎn)易測(cè)量

（1）知識(shí)重點(diǎn)：電子無(wú)源元器件；電子有源元器件；表面安裝元器件。（2）知識(shí)難點(diǎn)：表面安裝元器件。（3）教學(xué)方式：重點(diǎn)講授各種電子元器件的識(shí)別與選用方法。（4）技能要求：元器件的識(shí)別與選用方法、常用數(shù)字集成電路測(cè)試。

3.模塊3：電路的裝配、調(diào)試與測(cè)量

（1）知識(shí)重點(diǎn)：裝配、焊接工藝；電路測(cè)試與測(cè)量。（2）知識(shí)難點(diǎn)：電路測(cè)試。（3）教學(xué)方式：介紹電路裝配工藝，分析電路測(cè)試與測(cè)量基本方法，結(jié)合實(shí)訓(xùn)進(jìn)行教學(xué)。（4）技能要求：電路裝配、測(cè)試與測(cè)量。

四、電子電路仿真教學(xué)導(dǎo)航

電路仿真技術(shù)是近十年來(lái)在電子技術(shù)研究領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。設(shè)計(jì)人員利用計(jì)算機(jī)及其軟件的強(qiáng)大功能，在電路模型上進(jìn)行電路的性能分析和模擬實(shí)驗(yàn)，從而得到準(zhǔn)確的結(jié)果，然后再付諸生產(chǎn)，極大地減少了實(shí)驗(yàn)周期和試制成本，提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，受到了電子生產(chǎn)廠家的一致歡迎?，F(xiàn)在，電子仿真技術(shù)已成為電子工業(yè)領(lǐng)域不可缺少的先進(jìn)技術(shù)，因此為了確保電路設(shè)計(jì)的成功，消除代價(jià)昂貴并且存在潛在危險(xiǎn)的設(shè)計(jì)缺陷，就必須在設(shè)計(jì)流程的每個(gè)階段進(jìn)行周密地計(jì)劃與評(píng)價(jià)。電路仿真給出了一個(gè)成本低、效率高的方法，能夠在進(jìn)入更為昂貴費(fèi)時(shí)的原型開發(fā)階段之前，找出問(wèn)題所在。

理論知識(shí)：EWB與Multisim平臺(tái)基本知識(shí)，Multisim在電子仿真實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。

技能訓(xùn)練：模擬電路電子仿真和數(shù)字電路電子仿真。

模塊：電子電路仿真。

（1）知識(shí)重點(diǎn)：Multisim平臺(tái)的使用；Multisim在電子仿真實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。（2）知識(shí)難點(diǎn)：Multisim軟件的使用。（3）教學(xué)方式：從電子實(shí)驗(yàn)實(shí)例入手，學(xué)習(xí)Multisim軟件的使用，在學(xué)會(huì)使用的基礎(chǔ)上，結(jié)合電子知識(shí)，完成電子實(shí)驗(yàn)的仿真。（4）技能要求：用Multisim進(jìn)行電子仿真的方法。

五、綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目——有源多媒體音箱的設(shè)計(jì)與制作

1.知識(shí)要求

掌握模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的綜合應(yīng)用思路；掌握電子產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)的基本思路。

2.技能要求

能進(jìn)行電子電路的綜合制作調(diào)試；能有條理地撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書；能對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)展示。

3.教學(xué)任務(wù)

通過(guò)有源多媒體音箱的設(shè)計(jì)、制作及測(cè)試，掌握電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程及注意事項(xiàng)，學(xué)會(huì)元器件的特性測(cè)試和電路組裝、測(cè)試，熟悉電子產(chǎn)品組裝的工藝要求及生產(chǎn)過(guò)程。

4.教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

（1）通過(guò)讓學(xué)生利用圖書館、上網(wǎng)等手段查閱相關(guān)資料，在教師指導(dǎo)下對(duì)有源多媒體音箱進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程及注意事項(xiàng)。

（2）在校內(nèi)生產(chǎn)線的工作崗位上，根據(jù)所設(shè)計(jì)電路選擇元器件，進(jìn)行元器件的性能、參數(shù)測(cè)試。規(guī)劃電路板，進(jìn)行元器件的布局和印制電路板的制作。完成各部分電路的焊接、組裝，對(duì)已經(jīng)組裝的電子產(chǎn)品進(jìn)行參數(shù)測(cè)試及調(diào)試，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（3）要求學(xué)生撰寫實(shí)踐報(bào)告及產(chǎn)品說(shuō)明書。

5.相關(guān)知識(shí)

（1）理論知識(shí)。元器件的識(shí)別、測(cè)試方法；印制電路板的制作，元器件的布局；焊接工藝、電路調(diào)試方法；產(chǎn)品說(shuō)明書的撰寫。

篇9

1 虛擬實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)需求分析 好的教學(xué)軟件需要好的教學(xué)設(shè)計(jì)，好的教學(xué)設(shè)計(jì)需要先進(jìn)的教學(xué)理念指導(dǎo)。目前教育界普遍認(rèn)為要取得好的教學(xué)效果，既要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，又要充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。教學(xué)軟件的設(shè)計(jì)中也要貫徹這種教育理念，既要提供充足的圖文、動(dòng)畫、視頻等演示資源來(lái)支持教的功能，又要有良好的界面導(dǎo)航及虛擬實(shí)訓(xùn)交互設(shè)計(jì)來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能動(dòng)性。中職《電子產(chǎn)品裝配實(shí)訓(xùn)》課程主要以項(xiàng)目教學(xué)為主，通過(guò)10個(gè)典型的電子產(chǎn)品裝配讓學(xué)生獲得電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握電子產(chǎn)品裝配的基本技能。因此，在虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件中應(yīng)具有4種功能：漫游功能，能夠多角度觀察虛擬實(shí)訓(xùn)器件及儀器設(shè)備，操作場(chǎng)景；演示功能，能夠演示電子產(chǎn)品裝配實(shí)訓(xùn)中的操作程序、操作方法及錯(cuò)誤操作結(jié)果；交互功能，能夠利用鍵盤、鼠標(biāo)對(duì)屏幕中的虛擬器件、儀器工具等進(jìn)行理想的自主操作，該功能是虛擬實(shí)訓(xùn)軟件的核心功能；考核功能，能夠進(jìn)行理論與虛擬實(shí)訓(xùn)操作的考核，驗(yàn)證學(xué)生學(xué)習(xí)水平，并給予反饋。

軟件系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì) 通過(guò)上面的需求分析，結(jié)合中職學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)，本文以直流穩(wěn)壓電源的虛擬組裝項(xiàng)目為例，對(duì)軟件功能模塊加以說(shuō)明。

實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)模塊，重點(diǎn)以文字說(shuō)明形式幫助學(xué)生熟悉實(shí)訓(xùn)目的，進(jìn)行實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)，使學(xué)生能夠了解實(shí)訓(xùn)過(guò)程及注意事項(xiàng)；知識(shí)鏈接模塊，重點(diǎn)以圖文、視頻動(dòng)畫的形式，對(duì)理論性較強(qiáng)的知識(shí)如元件器、電路圖的識(shí)讀等加以詳細(xì)說(shuō)明；裝配演示模塊，以二維、三維動(dòng)畫交互的形式，向?qū)W生演示相關(guān)操作，如元器件的檢測(cè)、安裝等，使學(xué)生熟悉操作程序，牢記錯(cuò)誤操作導(dǎo)致的嚴(yán)重后果；虛擬裝配模塊，通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤的組合，學(xué)生可以進(jìn)行多角度觀察，自主拾取器件、工具進(jìn)行虛擬實(shí)訓(xùn)，并給出相應(yīng)提示；實(shí)訓(xùn)考核模塊，分為理論考核與虛擬操作考核兩部分，理論考試采取隨機(jī)抽題方式，由后臺(tái)題庫(kù)支持，可自主更新，實(shí)操考核借鑒游戲過(guò)關(guān)記分的方法，根據(jù)操作的正確與否，扣除相應(yīng)的分值。

2 虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)本虛擬實(shí)訓(xùn)軟件模塊的劃分，主要進(jìn)行兩方面的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一是登錄和用戶管理系統(tǒng)，二是虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。

登錄及用戶管理 登錄及用戶管理的實(shí)現(xiàn)，主要應(yīng)用動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立一張具有用戶名、用戶密碼等字段的表，用于記錄相關(guān)信息。當(dāng)用戶從前臺(tái)網(wǎng)頁(yè)登錄時(shí)，將用戶名、密碼借助PHP動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)技術(shù)提交至后臺(tái)，驗(yàn)證用戶信息正確后再將學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)成績(jī)等信息返回前臺(tái)顯示。

虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1）基于Unity3D的虛擬教學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)流程。Unity3D是能夠比較方便的創(chuàng)建諸如3D游戲、建筑可視化等內(nèi)容綜合開發(fā)工具，包含了圖形、音頻等方面的引擎支持，并以C#或者一種類似JavaScript的語(yǔ)言為腳本語(yǔ)言，來(lái)實(shí)現(xiàn)交互設(shè)計(jì)。Unity3D開發(fā)虛擬實(shí)訓(xùn)主要分為4個(gè)步驟：首先，創(chuàng)建仿真模型；其次，利用3DS max優(yōu)化模型；再次，利用Unity3D對(duì)模型進(jìn)行交互設(shè)計(jì)；最后調(diào)試，完善并。

2）虛擬元器件模型的建立。在電子產(chǎn)品裝配虛擬實(shí)訓(xùn)中，主要涉及到電子元器件及印制電路板的模型創(chuàng)建。例如在直流穩(wěn)壓電源裝配實(shí)訓(xùn)中需要準(zhǔn)備的虛擬元器件有電阻、電容、二極管、三極管等，還要有一塊虛擬印制電路板。如果這些虛擬物件直接在3Ds MAX中創(chuàng)建相當(dāng)麻煩，Proteus軟件中預(yù)置了上千種元件的3d模型，我們可以利用其印制電路板設(shè)計(jì)模塊，方便的生成印制板電路和元器件的3D模型。然后再導(dǎo)入3Ds Max中進(jìn)行組合優(yōu)化，最終得到虛擬實(shí)訓(xùn)所需虛擬元器件模型，再以FBX文件的形式導(dǎo)出備用。

3）漫游功能的實(shí)現(xiàn)。在Unity3D中我們可以利用鼠標(biāo)、鍵盤事件對(duì)攝像機(jī)的視角進(jìn)行控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)元件和場(chǎng)景的漫游功能。例如，利用按住鼠標(biāo)右鍵拖動(dòng)實(shí)現(xiàn)視角的旋轉(zhuǎn)，具體方法如下。

首先，將Unity3D中預(yù)置的Camera Scripts

下的MouseOrbit.js導(dǎo)入到工程中；其次，將MouseOrbit.js附加到Main Camera上，然后在其Inspector面板中對(duì)MouseOrbit.js組件的Target參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中選擇印制電路板作為該參照物；最后，將鼠標(biāo)右鍵觸發(fā)事件添加到MouseOrbit.js代碼中去，實(shí)現(xiàn)按下鼠標(biāo)右鍵才觸發(fā)視角旋轉(zhuǎn)的功能。

4）裝配演示功能的實(shí)現(xiàn)。在本項(xiàng)目的裝配演示模塊中，我們主要實(shí)現(xiàn)元器件在印制電路板上的安裝與分解。單擊裝配演示界面上的分解按鈕時(shí)，各元器件從電路板上分解出來(lái)；單擊組裝演示按鈕，系統(tǒng)將自動(dòng)將各元器件按照一定的順序安裝在電路板相應(yīng)的位置，如圖1所示。該功能的實(shí)現(xiàn)利用附加在Main Camera上的裝配演示腳本來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體方法如下：

①在腳本中Awake（）函數(shù)里獲取所有元件的名稱及正確坐標(biāo)，并記錄在數(shù)組中。

②在腳本中OnGUI（）函數(shù)里利用Button控件創(chuàng)建分解與組裝演示按鈕。當(dāng)檢測(cè)到分解按鈕被按下時(shí)，將所有元器件的位置進(jìn)行偏移，完成元器件位置分解操作；當(dāng)檢測(cè)到裝配演示按鈕被按下時(shí)，首先根據(jù)數(shù)組中存的元器件名獲取元器件的當(dāng)前坐標(biāo)，若其與數(shù)組中所存的元件在電路板上的安裝位置不同，則利用Vector3.MoveTowards方法將當(dāng)前元器件移動(dòng)到數(shù)組中所存的該元件的安裝位置。移動(dòng)完成后，進(jìn)行下一個(gè)元件的安裝演示，如圖1所示。

5）虛擬裝配功能的實(shí)現(xiàn)。本軟件中單擊手動(dòng)組裝操作按鈕進(jìn)入虛擬裝配實(shí)訓(xùn)，這時(shí)可以通過(guò)鍵盤、鼠標(biāo)對(duì)屏幕中的虛擬元器件、儀器工具等進(jìn)行自主操作，組裝到正確位置時(shí)，元器件會(huì)吸附到電路板上。當(dāng)鼠標(biāo)指向待安裝的元器件時(shí)，會(huì)在電路板上正確的安裝位置顯示元器件虛影進(jìn)行提示。該功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)是鼠標(biāo)拖放和碰撞檢測(cè)。具體方法如下。

①準(zhǔn)備兩套虛擬元器件，一套是輔助安裝的元器件虛影。當(dāng)按下手動(dòng)組裝按鈕時(shí)，將電路板上的輔助安裝元器件的renderer.enabled屬性設(shè)置為false，并全部添加Box collider組件。然后分組顯示將要安裝的元器件。

②在Main Camera上附加Unity3D中預(yù)置的DragRigidbody.js腳本，為需要安裝的元件添加Rigidbody和Mesh collider組件。

③在將要安裝的元器件上附加手動(dòng)組裝腳本。編程思路是在Update（）中獲取當(dāng)前鼠標(biāo)拖動(dòng)的元器件，然后利用OnTrggerEnter進(jìn)行碰撞觸發(fā)檢測(cè)，若碰撞的是與之對(duì)應(yīng)輔助元器件則將其在安裝位置顯示出來(lái)。

3 作品

在Unity3D中經(jīng)過(guò)功能測(cè)試無(wú)誤后，開發(fā)的作品最后能成web網(wǎng)頁(yè)、可執(zhí)行EXE文件等多種形式。在本實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件中，為便于與其他教學(xué)資源整合，采用網(wǎng)頁(yè)的形式。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以直流穩(wěn)壓電源虛擬實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目為例，展示綜合運(yùn)用Proteus、3DS MAX、Unity3D開發(fā)電子產(chǎn)品虛擬實(shí)訓(xùn)軟件全過(guò)程。該虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件已經(jīng)在實(shí)際教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用，取得了初步的成效，經(jīng)過(guò)不同班級(jí)對(duì)比，使用該軟件可以明顯增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率，但虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)并不能完全替代實(shí)踐實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

參考文獻(xiàn)

[1]姬洪強(qiáng).《現(xiàn)代教育技術(shù)》虛擬實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].杭州：浙江師范大學(xué)，2009.

[2]石小法.電子技能與實(shí)訓(xùn)[M].北京：高等教育出版社，

2006.

篇10

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：電子負(fù)載；直流；工作模式

中圖分類號(hào)：TP601    文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：

    前言

    負(fù)載檢測(cè)是電源、通信、蓄電池、能源等領(lǐng)域的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的測(cè)試電源負(fù)載常將電阻、電感、電容等進(jìn)行串并聯(lián)組合來(lái)模擬實(shí)際負(fù)載情況，這種方法的缺點(diǎn)是負(fù)載形式單一，負(fù)載大小不能進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，且占用較大的安裝空間，電能損耗量大。直流電子負(fù)載利用功率場(chǎng)效應(yīng)管、絕緣柵雙極型晶體管( I G B T ) 等功率半導(dǎo)體電子元件吸收電能并將電能消耗掉，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載參數(shù)可調(diào)的功能，并具有很高的精度和穩(wěn)定性，在測(cè)試電源設(shè)備方面得到了廣泛的應(yīng)用。

    1. 系統(tǒng)組成和幾種工作模式的原理

    如下圖所示，系統(tǒng)以AVR ATmega64單片機(jī)微處理器作為控制核心，外圍配置有檢測(cè)電路、檢測(cè)顯示設(shè)備、鍵盤輸入控制設(shè)備、功率控制單元等組成。

 

    該系統(tǒng)的鍵盤控制輸入部分可以根據(jù)檢測(cè)需要設(shè)定參數(shù)，選擇是恒流、恒壓、恒阻或者是恒功率等工作模式。其中恒流模式是通過(guò)鍵盤編程設(shè)置電流值，使得流過(guò)電子負(fù)載的電流保持恒定不變，不隨電壓的變化而變化。系統(tǒng)工作于恒壓模式時(shí)，流入電子負(fù)載的電流依據(jù)所設(shè)定的負(fù)載電壓而定，此時(shí)負(fù)載電流將會(huì)增加，直到負(fù)載電壓等于設(shè)定值為止，在此之后，電子負(fù)載的電壓保持不變。恒阻模式，這種模式下，流入電子負(fù)載的電流依據(jù)鍵盤輸入的電阻值和電壓值大小來(lái)確定，此時(shí)的電子負(fù)載就相當(dāng)于一個(gè)固定電阻，流過(guò)電子負(fù)載的電流與輸入電壓成正比，比值為鍵盤設(shè)定的電阻值，保持不變。在恒功率模式下，流過(guò)電子負(fù)載的負(fù)載電流依據(jù)鍵盤所設(shè)定的負(fù)載功率的大小而定，此時(shí)負(fù)載電流與輸入電壓乘積等于負(fù)載功率的設(shè)定值，即負(fù)載功率保持設(shè)定值不變。

    2. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

    該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)采用的技術(shù)方案為“PIC單片機(jī)處理器控制核心+電力電子功率器件+通信監(jiān)控”。系統(tǒng)設(shè)計(jì)除了AVR ATmega64單片機(jī)控制模塊的設(shè)計(jì)外還有采樣電路的設(shè)計(jì)、顯示模塊的設(shè)計(jì)、鍵盤輸入電路的設(shè)計(jì)、電源電路的設(shè)計(jì)、保護(hù)電路的設(shè)計(jì)以及通信電路的設(shè)計(jì)，各模塊分別設(shè)計(jì)，然后連接組合，使得系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，易于檢查維修與升級(jí)。下面對(duì)幾個(gè)重要模塊的設(shè)計(jì)做一介紹：

    2.1  A/D采樣電路

    在系統(tǒng)的檢查和測(cè)量環(huán)節(jié)中，需要使負(fù)載準(zhǔn)確地工作在不同的模式下，這時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)就要對(duì)電源的輸出電壓和MOS管的電流進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣。采樣過(guò)程電路需要使得電子負(fù)載的輸入電壓與A/D采樣端的輸入電壓信號(hào)一致，這就需要先進(jìn)行分壓設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)首先將采樣電路進(jìn)行分壓，用采樣電阻將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，然后再進(jìn)行檔位切換，經(jīng)過(guò)積分運(yùn)算后用ATmega64自帶的具有10位精度的逐次逼近型A／D對(duì)采樣電壓信號(hào)進(jìn)行A/D采集。這樣的設(shè)計(jì)既可滿足采樣要求，又可以簡(jiǎn)化電路。

    2.2 鍵盤編程電路

    系統(tǒng)的鍵盤編程電路可以設(shè)計(jì)5個(gè)按鍵來(lái)供工作人員操作。這5個(gè)按鍵分別為“恒流模式”、“恒壓模式”、“恒阻模式”、“恒功率模式”、“OK”、“右移”、“+”、“—”。

    開機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)后首先按鍵從四種模式中選擇一種，然后點(diǎn)擊“OK”，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面，然后用“右移”鍵將光標(biāo)停留在需要設(shè)置的參數(shù)上面，再用“+”或“—”按鍵進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，設(shè)定完成后按下“OK”，系統(tǒng)就退出設(shè)定狀態(tài)，自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)。系統(tǒng)的鍵盤編程電路設(shè)計(jì)方便了工作人員對(duì)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制。

    2.3 顯示模塊

    本系統(tǒng)選用的顯示模塊為L(zhǎng)CD，型號(hào)為 NHDC12864MZ-NSW-BTW，這款LCD可以顯示漢字，字符和圖形，還可以實(shí)現(xiàn)屏幕的滾動(dòng)和翻頁(yè)，具有功耗低、體積小、易編程操作的優(yōu)點(diǎn)。在編程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先對(duì)顯示區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃，然后再進(jìn)行編程驅(qū)動(dòng)。本系統(tǒng)中采用分頁(yè)顯示的思路，將顯示界面分為三頁(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即模式界面、參數(shù)設(shè)置界面和測(cè)量結(jié)果顯示界面。這種設(shè)計(jì)方法不但輕松地實(shí)現(xiàn)了顯示功能，還具有可以與按鍵同步、調(diào)試簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

    2.4 通信模塊

    為了在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)可以在上位機(jī)上進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，需要將電子負(fù)載和電腦連接起來(lái)。該系統(tǒng)在信息傳遞時(shí)采用RS485串行通信方式，RS485為半雙工通信方式，具有可長(zhǎng)距離傳輸信號(hào)（可達(dá)1200m）、多站傳輸、抗噪聲干擾強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)選用美信公司的MAX485收發(fā)芯片，將芯片的R1OUT引腳和T1IN引腳與ATmega64的RXD引腳和TXD引腳相連，將傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)用于上位機(jī)電子負(fù)載工作曲線的繪制和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

    3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

    在系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，將采集回來(lái)的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)經(jīng)AVR ATmega64單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換接口進(jìn)入微處理器，再與預(yù)先設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較，最后按照鍵盤輸入的功率進(jìn)行控制，將參數(shù)顯示到LCD12864顯示模塊上，并將數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送到上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

    系統(tǒng)程序中設(shè)定了四個(gè)工作模式的數(shù)據(jù)采集函數(shù)集、LCD12864顯示函數(shù)集、串口發(fā)送數(shù)據(jù)函數(shù)集和中斷服務(wù)函數(shù)等，供主函數(shù)的調(diào)用。主程序開始執(zhí)行時(shí)先對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊、LCD顯示模塊、A/D采集模塊、通信模塊等各個(gè)模塊進(jìn)行初始化，然后再依據(jù)選擇順序執(zhí)行，以下為主程序的流程圖，可以清晰、有條理地理清系統(tǒng)運(yùn)行流程。

 

    4. 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

    系統(tǒng)的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)可采用功能強(qiáng)大又易于操作的VB語(yǔ)言，用MSComm控件設(shè)計(jì)了串口通信程序，采集由下位機(jī)ATmega64發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)用于實(shí)時(shí)監(jiān)控界面圖表的繪制，便于工作人員進(jìn)行調(diào)整。

 

    5. 結(jié)語(yǔ)

    本文系統(tǒng)以AVR ATmega64單片機(jī)為控制核心，給出了可以在恒流、恒壓、恒阻和恒功率四種工作模式下工作的多功能直流電子負(fù)載設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)直流電源和一些功率電子元器件的特性進(jìn)行測(cè)試，希望能為電子負(fù)載的設(shè)計(jì)人員提供參考。

參考文獻(xiàn)：