緒論:寫(xiě)作既是個(gè)人情感的抒發(fā),也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇電路原理論文范文,希望它們能為您的寫(xiě)作提供參考和啟發(fā)。

引言
專(zhuān)用移動(dòng)通信平臺(tái)(EspecialMobilePlatform),簡(jiǎn)稱(chēng)EMP,是專(zhuān)門(mén)為特殊用戶設(shè)計(jì)的,EMP可以使這些用戶充分利用現(xiàn)有的蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)傳輸他們的業(yè)務(wù),從而節(jié)省了重新建網(wǎng)的費(fèi)用和時(shí)間。EMP要求體積小,重量輕,功耗小,供電靈活,適應(yīng)車(chē)載,具備“動(dòng)中通信”條件,能適應(yīng)部隊(duì)、武警、公安、交通等部門(mén)和行業(yè)的使用需求。在EMP中常同時(shí)需要5V,3.3V,15V,以及可調(diào)的多路小功率直流電源以滿足數(shù)據(jù),語(yǔ)音,傳真,短消息,全球定位等業(yè)務(wù)的需要。我們采用MAX1715設(shè)計(jì)了EMP的供電電路很好地滿足了用戶的需求。
1MAX1715的工作模式
MAX1715中的MAXIM專(zhuān)有技術(shù)——快速PWM脈寬控制,是為寬輸入輸出電壓比,負(fù)載快速變化時(shí)保持工作頻率和電感工作點(diǎn)不變而設(shè)計(jì)的。快速PWM脈寬控制克服了電流模式控制中,固定頻率控制帶來(lái)的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)差的問(wèn)題,并且克服了傳統(tǒng)的常開(kāi)通時(shí)間和常關(guān)閉時(shí)間的大范圍變頻PWM控制帶來(lái)的問(wèn)題。MAX1715還提供100ns常開(kāi)通時(shí)間,從而在負(fù)載響應(yīng)時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定的開(kāi)關(guān)頻率。
如圖1所示,快速PWM脈寬控制是一個(gè)偽固定頻率,具有電壓前饋控制的常開(kāi)通時(shí)間電流模式控制。它依靠輸出濾波電容的ESR做電流檢測(cè)電阻,輸出紋波電壓提供PWM坡度信號(hào)。控制算法比較簡(jiǎn)單:上面開(kāi)關(guān)的開(kāi)通時(shí)間只是由一個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路來(lái)決定,該單穩(wěn)態(tài)電路的工作期和輸入電壓成反比,而和輸出電壓成正比。另外一個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路設(shè)定最小的關(guān)斷時(shí)間(典型值是400ns)。如果誤差比較器輸出低,開(kāi)通時(shí)間單穩(wěn)態(tài)電路被觸發(fā)。
MAX1715的PWM控制器具有自動(dòng)的脈寬跳變模式和強(qiáng)制PWM模式兩種工作模式。
1.1自動(dòng)的脈寬跳變模式
對(duì)于跳變模式(脈寬跳變控制端SKIP置低,見(jiàn)圖2),輕載時(shí)MAX1715自動(dòng)由PWM控制跳變到PFM控制,這種跳變由一個(gè)比較器來(lái)決定,在電感電流過(guò)零時(shí),該比較器截?cái)嗔讼露碎_(kāi)關(guān)的開(kāi)通時(shí)間。這種控制方式使脈寬跳變到PFM運(yùn)行和脈寬不跳變的PWM運(yùn)行的轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)于連續(xù)和不連續(xù)的電感電流轉(zhuǎn)折點(diǎn)。這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)和蓄電池電壓的關(guān)系不大,對(duì)于7V到24V的蓄電池電壓,這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)基本保持不變。如果使用軟飽和電感,PWM到PFM的轉(zhuǎn)折點(diǎn)電流更小。
因?yàn)檩p載時(shí)脈寬跳變,開(kāi)關(guān)波形可能出現(xiàn)噪聲和不同步,但是效率高。要在PFM噪聲和效率間達(dá)到平衡就要改變電感值。通常,低電感值(假定線圈電阻保持恒定)在負(fù)載曲線中可以得到更寬的高效范圍;高電感值在重載時(shí)效率高(假設(shè)線圈電阻恒定)并且輸出紋波小。高電感值還意味著體積更大,和降低負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)(尤其是在低輸入電壓時(shí))。
圖1MAX1715的快速寬控制邏輯圖
直流輸出的準(zhǔn)確性由跟蹤誤差的水平來(lái)決定,電感電流連續(xù)時(shí)要比不連續(xù)時(shí)對(duì)紋波的調(diào)整性要高50%。電感電流不連續(xù)時(shí)如果有斜坡補(bǔ)償,則直流電壓的調(diào)整率還可以提高1.5%。
1.2強(qiáng)制PWM模式
在低噪聲的強(qiáng)制PWM模式時(shí),控制下端開(kāi)關(guān)開(kāi)通時(shí)間的過(guò)零比較器不工作。這使下端開(kāi)關(guān)的波形和上端開(kāi)關(guān)的波形互補(bǔ)。因?yàn)椋琍WM環(huán)要保持占空比為VOUT/VIN,所以,輕載時(shí)電感電流反向。強(qiáng)制PWM模式的好處是保持頻率為常數(shù),壞處是空載時(shí)電池電流有10mA到40mA,這由外部MOSFET決定。
強(qiáng)制PWM模式對(duì)提高負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng),減小音頻噪聲很有好處,還能提高動(dòng)態(tài)輸出電壓調(diào)整時(shí)所需的吸收電流能力,提高多路輸出時(shí)的調(diào)整能力。
2MAX1715的參數(shù)計(jì)算
我們?cè)O(shè)計(jì)的移動(dòng)通信平臺(tái)電路參數(shù)如下:
輸入電壓VIN=8~14.5V;
輸出電壓VOUT1=3.3V,VOUT2=5V;
蓄電池5×1.2V=6V,容量為2.8A·h;
紋波系數(shù)LIR=0.35;
負(fù)載電流3A;
開(kāi)關(guān)頻率第一路345kHz,第二路255kHz;
MOS管IRF7313,導(dǎo)通電阻RDS=0.032Ω,最大導(dǎo)通電阻RDS(MAX)=0.046Ω,VDSS=30V,CRSS=130pF。
在確定開(kāi)關(guān)頻率和電感工作點(diǎn)(紋波比率)前,先確定輸入電壓范圍和最大負(fù)載電流。尖峰負(fù)載電流會(huì)對(duì)元器件的瞬態(tài)應(yīng)力和濾波要求產(chǎn)生影響,并因此決定了輸出電容選擇,電感飽和率和限流電路的設(shè)計(jì)。連續(xù)負(fù)載電流決定了溫度應(yīng)力,并因此決定了輸入電容及MOSFET的選擇和其他要考慮熱效應(yīng)的器件的選擇。一般設(shè)計(jì)連續(xù)負(fù)載電流是尖峰負(fù)載電流的80%。
電感工作點(diǎn)也是效率和體積的折中,最小的最優(yōu)電感使電路工作在導(dǎo)通關(guān)鍵點(diǎn)的邊際(每個(gè)周期在最大負(fù)載電流時(shí),電感電流剛好過(guò)零)。MAX1715的脈寬跳變算法在每個(gè)關(guān)鍵導(dǎo)通點(diǎn)啟動(dòng)跳變模式。所以,電感的運(yùn)行點(diǎn)也決定了PFM/PWM模式轉(zhuǎn)換的負(fù)載電流。最優(yōu)的點(diǎn)是20%到50%電感電流間,所以,我們?nèi)IR為0.35。
2.1電感選擇
開(kāi)關(guān)頻率和電感運(yùn)行點(diǎn)〔紋波(%)即紋波系數(shù)LIR〕決定了電感值,電感的直流電阻要小,以減小電感的損耗。最好選擇鐵心電感,并且磁芯要足夠大,以保證在尖峰電感電流時(shí)不會(huì)飽和。低電感值使電感電流上升較快,在負(fù)載突變時(shí)補(bǔ)充輸出濾波電容上的電荷,瞬態(tài)響應(yīng)快。
第一種輸出的電感為L(zhǎng)1(對(duì)應(yīng)圖2中的L8),第二路輸出的電感為L(zhǎng)2(對(duì)應(yīng)圖2中的L9),當(dāng)VIN取10V時(shí)其計(jì)算值如下:
L1=VOUT1(VIN-VOUT1)/VIS×f×LIR×ILOAD(MAX)
=[3.3(10-3.3)]/[10×345×103×0.35(3/0.8)]
=4.88μH
取標(biāo)稱(chēng)值6.8μH;
L2=VOUT2(VIN-VOUT2)/[VIN×f×LIR×ILOAD(MAX)]=
=7.47μH
取標(biāo)稱(chēng)值6.8μH。
IPEAK=ILOAD(MAX)+(LIR/2)×ILOAD(MAX)=(3/0.8)+(0.35/2)×(3/0.8)
=4.41A
2.2確定限流
限流的下限電流值等于最小限流門(mén)限(范圍由50mV到200mV)除以下端MOSFET的最大通態(tài)電阻,這個(gè)最大通態(tài)電阻是考慮了每℃增加0.5%的值。
限流的方法有兩種:一種是將腳3ILIM接腳
21VCC(見(jiàn)圖2),對(duì)應(yīng)的限流門(mén)限是默認(rèn)值100mV;
另一種是由限流電路內(nèi)部5μA電流源和ILIM外接
電阻調(diào)限流門(mén)限(電阻范圍由100kΩ到400kΩ),
內(nèi)部實(shí)際的限流門(mén)限是ILIM端電壓的1/10。則
限流電阻RLIMIT為
RLIMIT=ILOAD(MAX)×RDS(MAX)×10/(5×10-6)
=(3/0.8)×0.046×107/5=345kΩ
取標(biāo)稱(chēng)值280kΩ。
圖2MAX1715的實(shí)驗(yàn)電路
2.3輸出電容選擇
輸出電容(對(duì)應(yīng)圖2中C35及C41)的選擇主要看ESR和耐壓值而不僅僅看電容值。輸出電容必須有足夠小的ESR,以滿足輸出紋波和負(fù)載動(dòng)態(tài)響應(yīng)的需要;同時(shí)又必須有足夠大的ESR以滿足穩(wěn)定性的需要。電容值也要足夠大以滿足滿載到空載轉(zhuǎn)換時(shí)吸收電感儲(chǔ)能的需要,否則,過(guò)電壓保護(hù)會(huì)觸發(fā)。
在有CPU的應(yīng)用場(chǎng)合,電容的尺寸取決于需要多大的ESR來(lái)防止負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)輸出電壓太低。如VDIP是瞬態(tài)輸出電壓,則ESRVDIP/ILOAD(MAX)。
在沒(méi)有CPU的應(yīng)用場(chǎng)合,電容的尺寸取決于需要多大的ESR來(lái)保持輸出電壓紋波的水平。如Vpp是電壓紋波,則
ESR≤Vp-p/(LIR×ILOAD(MAX))
輸出電容引起的不穩(wěn)定工作體現(xiàn)在兩個(gè)方面:雙跳動(dòng)和反饋電路不穩(wěn)定。雙跳動(dòng)是由于輸出噪聲或ESR電阻太小使輸出電壓信號(hào)沒(méi)有足夠的坡度。這“欺騙”了誤差放大器在400ns的最小死區(qū)后產(chǎn)生一個(gè)新的周期。電路不穩(wěn)定是指在電源或負(fù)載擾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生振蕩,這將觸發(fā)輸出過(guò)壓保護(hù)或使輸出電壓降到設(shè)定值以下。穩(wěn)定性由相對(duì)開(kāi)關(guān)頻率的ESR零點(diǎn)決定,電容的零點(diǎn)頻率必須低于開(kāi)關(guān)頻率f決定的穩(wěn)定點(diǎn)fESR。
fESR=f/π,fESR=1/(2×π×ESR×C)
我們選擇了ESR零點(diǎn)頻率低的鉭電容,其電容值為330μF。
2.4輸入電容選擇
輸入電容(對(duì)應(yīng)圖2中C39,C40)主要是要滿足抑制開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的紋波電流(IRMS)的需要。
采用陶瓷電容,鋁電容比較合適,因?yàn)椋鼈兊碾娮枘芤种崎_(kāi)通時(shí)的浪涌電流。我們選用了10μF的鋁電解電容和10nF的陶瓷電容。
2.5MOSFET選擇
注意最大輸入電壓時(shí)的導(dǎo)通損耗和開(kāi)關(guān)損耗之和不超過(guò)封裝熱限制。選擇下端的MOSFET也應(yīng)盡量具有小的導(dǎo)通電阻,雖然,下端MOSFET在最大輸入電壓時(shí)電阻上的功率損耗最大,但是,在Buck電路中下端的MOSFET是零電壓開(kāi)關(guān),所以,下端的MOSFET導(dǎo)通損耗不是問(wèn)題,還可以在下端開(kāi)關(guān)管上并一個(gè)肖特基二極管,以防止下端開(kāi)關(guān)管的體二極管在死區(qū)時(shí)間導(dǎo)通。
最壞導(dǎo)通損耗在占空比極限時(shí)產(chǎn)生。上端MOSFET在最小輸入電壓時(shí)的導(dǎo)通損耗最大,在最大輸入電壓時(shí)開(kāi)關(guān)損耗最大,即
導(dǎo)通損耗PRDS=(VOUT2/VIN(MIN)I2LOAD×RDS
=5/8×32×0.046=0.2588W
開(kāi)關(guān)損耗PS=VRSS×VIN(MAX)×f×ILOAD=
=(130×10-12×14.5×345×103×3)/1
=0.0283W
3實(shí)驗(yàn)結(jié)果
1. 事件描述
2010年2月16日,在CPR1000核電站首臺(tái)機(jī)組嶺澳核二期3號(hào)首次進(jìn)行機(jī)組熱態(tài)功能試驗(yàn)(3HFT)期間,高壓缸進(jìn)氣溫度測(cè)量元件( 3GME581YT /591YT)與汽缸的連接部位發(fā)生較大面積蒸汽泄漏,現(xiàn)場(chǎng)立刻采取了加強(qiáng)緊固的方式臨時(shí)處理,保證熱態(tài)功能試驗(yàn)的繼續(xù)進(jìn)行。在熱態(tài)功能試驗(yàn)結(jié)束之后,施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)泄漏的溫度測(cè)點(diǎn)進(jìn)行拆卸檢查,發(fā)現(xiàn)高壓缸本體及高壓主汽門(mén)的大部分熱控測(cè)量孔密封面存在較嚴(yán)重的加工不平整、管座與測(cè)量套管不同心等問(wèn)題,致使高溫壓蒸汽進(jìn)入后產(chǎn)生較大面積蒸汽泄漏。
2. 原因分析
通過(guò)圖紙核對(duì)和外方專(zhuān)家的技術(shù)確認(rèn),我們了解到,CPR10
00核電站首臺(tái)機(jī)組的高壓缸屬于我國(guó)首次引進(jìn)的核電百萬(wàn)千瓦級(jí)半速汽輪機(jī)組(原型機(jī)為法國(guó)阿爾斯通半速機(jī)),汽輪機(jī)的進(jìn)氣壓力約是6.8MP。高壓缸本體的熱控測(cè)量孔是圓錐形的孔,采用六面形墊片密封,六面形墊片的A /B密封面分別和錐形面和熱控測(cè)量接座密封面接觸,密封線較窄(約2毫米),六面形墊片的材質(zhì)為Q235材質(zhì),較一般的銅墊片硬,不易變形,且對(duì)加工面配合要求較高。(圖1)
在針對(duì)高壓缸熱控測(cè)量孔的生產(chǎn)過(guò)程的加工處理上,工廠直接參考了外方的設(shè)計(jì)圖紙,但忽視了圖紙上對(duì)加工精度和密封面的較高配合的要求。導(dǎo)致發(fā)貨到現(xiàn)場(chǎng)的熱控測(cè)量接座、六面形墊片、錐形密封面三者之間的配合效果不佳 。
施工現(xiàn)場(chǎng)在安裝前進(jìn)行了簡(jiǎn)單檢查,發(fā)現(xiàn)部分熱控測(cè)量孔的錐形密封面在工廠內(nèi)加工不平整、有劃痕及點(diǎn)坑,各密封面間的配合不佳。雖然聯(lián)系工廠進(jìn)行確認(rèn),但未得到各方足夠的重視,而工廠提供的相關(guān)的安裝程序文件中也沒(méi)有對(duì)安裝前后檢查做具體的要求。
在泄漏事件發(fā)生后,現(xiàn)場(chǎng)各方對(duì)錐形密封面進(jìn)行了藍(lán)油檢查,發(fā)現(xiàn)較多數(shù)量的接觸面存在斷續(xù),未接觸、加工不平整、劃痕及點(diǎn)坑等缺陷(圖2),這是是產(chǎn)生蒸汽泄漏的主要原因。
3. 采取措施
針對(duì)上述的原因,經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)各方討論,采取如下措施:
(1)采取緊急修復(fù)措施
生產(chǎn)廠家派出技術(shù)人員攜帶專(zhuān)用工具對(duì)現(xiàn)場(chǎng)嶺澳二期核電站3號(hào)機(jī)高壓缸及主汽閥門(mén)的熱控測(cè)量孔密封面進(jìn)行精研磨加工,保證密封面的平整性和有效接觸。
(2)完善安裝程序中對(duì)熱控測(cè)量孔安裝和檢查具體要求如下:
1) 安裝前對(duì)應(yīng)密封面進(jìn)行目視檢查,并使用藍(lán)油對(duì)密封面的平整性和墊片接觸有效性進(jìn)行核查。
2) 對(duì)目視和藍(lán)油檢查不合格的測(cè)量孔,使用專(zhuān)用工具進(jìn)行研磨處理,研磨直至藍(lán)油檢查合格;
3) 安裝時(shí)使用力矩扳手將螺紋擰緊,采用高溫螺紋密封脂(牌號(hào)GRN50),擰緊力矩值460NM。
通過(guò)以上的措施,對(duì)嶺澳二期3號(hào)高壓缸及主氣門(mén)熱控測(cè)量孔的蒸汽泄漏問(wèn)題進(jìn)行了修復(fù),修復(fù)之后,在嶺澳核電站3號(hào)機(jī)的汽輪機(jī)多次沖轉(zhuǎn)和商運(yùn)中都沒(méi)有再次出現(xiàn)類(lèi)似泄漏問(wèn)題,說(shuō)明這次泄漏處理方案是成功的。
4. 經(jīng)驗(yàn)反饋
CPR1000核電站首臺(tái)機(jī)組嶺澳二期核電站3號(hào)機(jī)作為國(guó)內(nèi)首臺(tái)核電半速汽輪機(jī)組,在消化和吸收國(guó)外成熟技術(shù)中的過(guò)程中,第一次使用錐形密封面和六面形墊片密封的形式,對(duì)制造和安裝過(guò)程有較高的工藝要求,通過(guò)在制造和安裝過(guò)程中對(duì)熱控測(cè)量點(diǎn)漏氣問(wèn)題的處理,我們得到如下經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和反饋:
測(cè)量電阻是初中物理教學(xué)的最重要的實(shí)驗(yàn)之一,也是考察學(xué)生能力的重要命題熱點(diǎn)之一。通過(guò)近幾年中考試題我們就會(huì)發(fā)現(xiàn),測(cè)量電阻方法多種多樣,其應(yīng)用的原理和計(jì)算方法也不盡相同,而電路圖的設(shè)計(jì)更是靈活多變,如果學(xué)生對(duì)該部分知識(shí)不加以總結(jié)、消化的話,就會(huì)在做題時(shí)容易出錯(cuò)、造成不必要的丟分現(xiàn)象,因此電阻的測(cè)量看似簡(jiǎn)單,實(shí)則在教學(xué)中常常是學(xué)生的弱點(diǎn),在各種考試中通過(guò)對(duì)電阻的測(cè)量的考察也可以反映出學(xué)生對(duì)電學(xué)基本知識(shí)掌握的情況,另外命題者還在不斷的推陳出新,用不同的形式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考察。下面我們就對(duì)初中測(cè)量電阻的幾種常用方法進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié),希望對(duì)同學(xué)們能有所幫助。
一、初中最基本的測(cè)電阻的方法
(1)伏安法測(cè)電阻
伏安法測(cè)電阻就是用一個(gè)電壓表和一個(gè)電流表來(lái)測(cè)待測(cè)電阻,因?yàn)殡妷罕硪步蟹乇砦锢碚撐模娏鞅硪步邪才啾恚虼耍秒妷罕砗碗娏鞅頊y(cè)電阻的方法就叫伏安法測(cè)電阻。它的具體方法是:用電流表測(cè)量出通過(guò)待測(cè)電阻Rx的電流I,用電壓表測(cè)出待測(cè)電阻Rx兩端的電壓U,則可以根據(jù)歐姆定律的變形公式R=U/I求出待測(cè)電阻的阻值RX。最簡(jiǎn)單的伏安法測(cè)電阻電路設(shè)計(jì)如圖1所示,
用圖1的方法雖然簡(jiǎn)單,也能測(cè)出電阻,但是由于只能測(cè)一次,因此實(shí)驗(yàn)誤差較大,為了使測(cè)量更準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)時(shí)我們可以把圖1進(jìn)行改進(jìn),在電路中加入滑動(dòng)變阻器,增加滑動(dòng)變阻器的目的是用滑動(dòng)變阻器來(lái)調(diào)節(jié)待測(cè)電阻兩端的電壓,這樣我們就可以進(jìn)行多次測(cè)量求出平均值以減小實(shí)驗(yàn)誤差,改進(jìn)后的電路設(shè)計(jì)如圖2所示雜志網(wǎng)。伏安法測(cè)電阻所遵循的測(cè)量原理是歐姆定律,在試驗(yàn)中,滑動(dòng)變阻器每改變一次位置,就要記一次對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),計(jì)算一次待測(cè)電阻Rx的值。多次測(cè)量取平均值,一般測(cè)三次。
(2)伏阻法測(cè)電阻
伏阻法測(cè)電阻是指用電壓表和已知電阻R0測(cè)未知電阻Rx的方法。其原理是歐姆定律和串聯(lián)電路中的電流關(guān)系,如圖3就是伏歐法測(cè)電阻的電路圖,在圖3中,先把電壓表并聯(lián)接在已知電阻R0的兩端,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U1;然后再把電壓表并聯(lián)接在未知電阻Rx的兩端,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U2。根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等以及歐姆定律的知識(shí)有:
I1=I2
即:U1/R0=U2/RX
所以:
另外,如果將單刀雙擲開(kāi)關(guān)引入試題,伏阻法測(cè)電阻的電路還有圖4、圖5的接法,和圖3比較,圖4、圖5的電路設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單物理論文,比如,我們可以采用如圖5的電路圖。當(dāng)開(kāi)關(guān)擲向1時(shí),電壓表測(cè)量的是R0兩端的電壓U0;當(dāng)開(kāi)關(guān)擲向2時(shí),電壓表測(cè)量的是RX兩端的電壓Ux。故有:。同學(xué)們可以試一試按圖4計(jì)算出Rx的值。
(3)安阻法測(cè)電阻
安阻法測(cè)電阻是指用電流表和已知電阻R0測(cè)未知電阻Rx的方法。其原理是歐姆定律和并聯(lián)電路中的電壓關(guān)系,如圖6是安阻法測(cè)電阻的電路圖,在圖6中,我們先把電流表跟已知電阻R0串聯(lián),測(cè)出通過(guò)R0的電流I1;然后再把電流表跟未知電阻Rx串聯(lián),測(cè)出通過(guò)Rx的電流I2。然后根據(jù)并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等以及歐姆定律的知識(shí)有:
U0=UX
即:I1R0=I2RX
所以:
顯然,如果按圖6的方法試驗(yàn),我們就需要采用兩次接線,可能有的同學(xué)怕多次拆連麻煩的話,那我們還可以將單刀雙擲開(kāi)關(guān)引入電路圖,這時(shí)我們可以采用如圖7的電路設(shè)計(jì)。當(dāng)開(kāi)關(guān)擲向1時(shí),電壓表測(cè)量的是R0兩端的電流I0;當(dāng)開(kāi)關(guān)擲向2時(shí),電壓表測(cè)量的是RX兩端的電流Ix雜志網(wǎng)。通過(guò)計(jì)算就有:。
以上三種測(cè)電阻的方法是最簡(jiǎn)單的測(cè)電阻方法,也是必須掌握的方法,大家會(huì)嗎,除此以外,還有常用的易于學(xué)生理解的測(cè)電阻的常用方法嗎?當(dāng)然還有:
二、特殊方法測(cè)電阻
(1)用電壓表和滑動(dòng)變阻器測(cè)量待測(cè)電阻的阻值
或者
用電壓表和滑動(dòng)變阻器測(cè)量待測(cè)電阻的阻值,我們也可以采取以下方法:
1.如圖8所示,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至b端時(shí),用電壓表測(cè)量出Rx兩端的電壓Ux,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至a端時(shí),用電壓表測(cè)量出電源的電壓U,根據(jù)串聯(lián)電路的電流關(guān)系以及分壓原理我們可以得到:。
2.如圖9所示,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至b端時(shí),用電壓表測(cè)量出電源的電壓U,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至a端時(shí)物理論文,用電壓表測(cè)量出Rx兩端的電壓Ux,根據(jù)串聯(lián)電路的電流關(guān)系以及分壓原理我們可以得到:
(2)用電流表和滑動(dòng)變阻器測(cè)量待測(cè)電阻的阻值
如圖10所示,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至b端時(shí),用電流表測(cè)量出Rx和R滑串聯(lián)時(shí)的電流I1,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至a端時(shí),用電流表測(cè)量出Rx單獨(dú)接入電路時(shí)的電流I2,因?yàn)殡娫措妷翰蛔儯梢缘玫剑海视校骸?/p>
(3)用等效法測(cè)量電阻
如圖11所示電路就是用等效法測(cè)量電阻的一種實(shí)驗(yàn)電路。其中Rx是待測(cè)電阻,R是電阻箱(其最大電阻值大于Rx)。其實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)單操作如下:
把開(kāi)關(guān)S閉向2,讀出電流表的數(shù)值I,再把S閉向1,調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的讀數(shù)仍為I不變,則讀出電阻箱的數(shù)值,即為待測(cè)電阻Rx的值。
一、專(zhuān)業(yè)項(xiàng)目論文的工作觀
技師技能考核或鑒定首先應(yīng)注重的是工作者專(zhuān)業(yè)素質(zhì)——崗位工作能力水平的評(píng)價(jià)。寫(xiě)作和提交論文是申報(bào)鑒定者應(yīng)對(duì)技能考核鑒定的準(zhǔn)備過(guò)程,同時(shí)是個(gè)人技能水平的展示過(guò)程。
技術(shù)工人的專(zhuān)業(yè)工作目的一般要求是:保證生產(chǎn)質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低物質(zhì)消耗——有效益價(jià)值核算或向好性預(yù)期。憑借論文關(guān)于專(zhuān)業(yè)工作項(xiàng)目立論確定、技術(shù)路線解析、工藝方法選擇、調(diào)試過(guò)程記錄等的描述,充分顯示工作者的能力水平——專(zhuān)業(yè)規(guī)范把握、主流技術(shù)運(yùn)用、工藝方法適當(dāng)、工序工步明晰。
技師論文應(yīng)該強(qiáng)調(diào)較高級(jí)工藝性?xún)?nèi)容,應(yīng)該是工作技藝和業(yè)績(jī)展示、以專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)范式表述的文章,并不一定要用某效益指標(biāo)來(lái)顯示工作價(jià)值。如工藝改進(jìn)型課題論文,突出的是專(zhuān)業(yè)技巧水平;又如新技術(shù)應(yīng)用型課題論文,突出的是對(duì)工程新技術(shù)或復(fù)雜工藝的理解和駕馭能力。
1.強(qiáng)調(diào)論文項(xiàng)目的工藝性?xún)r(jià)值。技能,應(yīng)理解為專(zhuān)業(yè)工作的技能工藝能力。也許是簡(jiǎn)稱(chēng),總易誤認(rèn)為技能偏指技術(shù)能力,而忽視工藝能力。技術(shù)一般是指工業(yè)過(guò)程的方法論,即一般是可行性確定后在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)前提下選材、加工手段、加工流程以盡可能的高效率獲得目標(biāo)產(chǎn)品的方法。而工藝,可以理解為加工的“藝術(shù)”,強(qiáng)調(diào)工作過(guò)程中獲得目標(biāo)產(chǎn)品的技巧性、保障性和完美性。技術(shù)工藝能力,可以理解為技術(shù)與工藝互滲而形成的知識(shí)型、技巧型、成熟型的生產(chǎn)力。
較高級(jí)的專(zhuān)業(yè)技能型人員的工作,應(yīng)能體現(xiàn)技術(shù)工藝引人入勝的技巧性,工作項(xiàng)目論文也理所當(dāng)然要求顯示出工藝性?xún)r(jià)值——論文應(yīng)顯示出寫(xiě)作者關(guān)于工作項(xiàng)目的基本技術(shù)理解能力和工藝質(zhì)量層次。基本技術(shù)能力包括專(zhuān)業(yè)理論的引用或引證,工藝質(zhì)量則涵括改進(jìn)能力、工作技巧、專(zhuān)業(yè)理論與實(shí)際的連接和補(bǔ)足能力、安全防護(hù)構(gòu)思能力、提高工作對(duì)象商品化的能力。工藝質(zhì)量直接決定了目標(biāo)產(chǎn)品的實(shí)用性、適用性和市場(chǎng)性。
2.注重專(zhuān)業(yè)性表述的標(biāo)準(zhǔn)化概念。技師的基本技術(shù)理論理解力是其工作的重要基礎(chǔ)之一,但其工作的方式、目標(biāo)往往約束了專(zhuān)業(yè)理論的擴(kuò)充速度和應(yīng)用空間。許多長(zhǎng)期在特殊電氣工程崗位工作、工藝經(jīng)驗(yàn)豐富的技藝型人員理論水平并不高,但他們的本職工作很出色,工作質(zhì)量的工藝價(jià)值突現(xiàn)。一般認(rèn)為長(zhǎng)期的專(zhuān)職工作經(jīng)驗(yàn)中積累著較高的專(zhuān)業(yè)工藝悟性。應(yīng)該看到,高專(zhuān)業(yè)工藝性主要表現(xiàn)為相對(duì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)規(guī)范有很強(qiáng)的理解力,對(duì)生產(chǎn)流程有很強(qiáng)的連接、補(bǔ)足、改進(jìn)的能力。正是高的專(zhuān)業(yè)悟性使得技藝型人員與技術(shù)設(shè)計(jì)人員的工作配合相得益彰。
3.把握過(guò)程分析的理論深度。一些技師工作項(xiàng)目論文中,用大量篇幅闡述理論的依據(jù)——數(shù)理公式推導(dǎo)過(guò)程或教科書(shū)式論說(shuō),然后繪出基本原理圖,最后給出相當(dāng)肯定的可行性結(jié)論。必須注意,這種論文往往是有缺陷的——項(xiàng)目的實(shí)施有效性沒(méi)有表達(dá)—作者的操作工藝技能水平得不到顯示。缺少相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)公式或者經(jīng)驗(yàn)系數(shù)(理論公式受客觀實(shí)際過(guò)程條件的約束),易使得項(xiàng)目實(shí)施性這一關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)受到鑒定評(píng)價(jià)者質(zhì)疑。這類(lèi)論文的缺陷在論文大辯的有限時(shí)間里難以彌補(bǔ)。
4.妥當(dāng)運(yùn)用“技術(shù)進(jìn)步手段”、“技術(shù)創(chuàng)新理念”、“精湛工藝過(guò)程”。機(jī)電工程崗位特征——專(zhuān)業(yè)智能成分較多,技巧思維保持,非連續(xù)性非周期性的操作。視下述工作能力為工藝能力;把握專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的運(yùn)用方法、流暢的專(zhuān)業(yè)語(yǔ)言(術(shù)語(yǔ),編程,工程圖,解析圖表等)表述、撰適用的工程文檔、規(guī)劃工作技巧和效率。
技術(shù)進(jìn)步:在產(chǎn)業(yè)規(guī)范約束下,采用現(xiàn)代的、主流的專(zhuān)業(yè)技術(shù)成果。
技術(shù)工藝創(chuàng)新:在產(chǎn)業(yè)規(guī)范約束下的工作能夠在去除隱患、操作便捷、安全可靠、形式優(yōu)化、節(jié)能提效、減污去噪、降低維護(hù)成本、智能化診斷運(yùn)行等某些方面有顯明的特色成果。
基本完備和適配的資料:是指可以作為施工提綱或設(shè)備的檔案基本資料。
二、電學(xué)原理在工程運(yùn)用中的本征性理解
機(jī)電技術(shù)中的電工技術(shù)是關(guān)于電能量分配和智能控制的技術(shù),應(yīng)用電工技術(shù)的基礎(chǔ)原理是歐姆定律和麥克斯韋電磁方程組。
1.本征性理解。客觀導(dǎo)電材料上的電量分析應(yīng)劃分為以電壓(電動(dòng)勢(shì)能信息)為主量的“信息變換及傳遞系統(tǒng)”和以電流為主量的“能量傳輸電路”。控制信息傳遞系統(tǒng)的第一要素是“保證信息的準(zhǔn)確”,控制系統(tǒng)傳遞信息不一定依賴(lài)固形材料(例如可通過(guò)空間電磁場(chǎng)感應(yīng)傳遞)。
使用電動(dòng)機(jī)為電能耗用終端的設(shè)備繼電器線路形式控制電路主要形成運(yùn)動(dòng)控制“邏輯、時(shí)間、順序”機(jī)制,自保、互鎖、延時(shí)、中繼等都是形成控制信息的電路。
采用集成運(yùn)放器為核心的信號(hào)電壓調(diào)節(jié)器主要解決比例(信號(hào)放大)、微分(信號(hào)即時(shí)變化率)、積分(信號(hào)的時(shí)間積累效應(yīng)),而整流、檢波、限幅、隔離、跟隨、調(diào)零、保護(hù)等都是附加電路。
電能量傳輸?shù)牡谝灰厥请娐烦蔀榛芈罚蕾?lài)有形的導(dǎo)電材料,再者就是能量規(guī)模(大小)和傳輸時(shí)間可控。因此,控制電路的關(guān)鍵功能是信息“變換(如電壓放大器)”和“調(diào)節(jié)”。
主電路的關(guān)鍵功能是能量的“被控”和“驅(qū)動(dòng)”,而反饋電路則是對(duì)于完成基本運(yùn)轉(zhuǎn)功能的、由基本控制器和驅(qū)動(dòng)器(主電路)組成的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)輸出量檢測(cè)并形成修正信號(hào)的“智能化”部件。
現(xiàn)時(shí)的機(jī)電“主流技術(shù)”指由集成PID運(yùn)算器件、邏輯運(yùn)算器件(CPU)及大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件為核心的控制器運(yùn)用技術(shù)、由可高頻全控大功率無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)元件為核心的驅(qū)動(dòng)器運(yùn)用技術(shù)及由新型傳感器為核心的傳感信號(hào)接收變換電路技術(shù)。
2.機(jī)電能量轉(zhuǎn)換技術(shù)離不開(kāi)磁材料技術(shù),也離不開(kāi)磁路分析技術(shù);傳統(tǒng)的磁路材料由于磁傳導(dǎo)敏感于溫度和介質(zhì)成分,其電氣特性檢定比較困難。但是近些年來(lái),新型合成磁性材料技術(shù)迅猛發(fā)展,其運(yùn)用空間(特別是在機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域)急速擴(kuò)展。
再者,材料科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)是工業(yè)技術(shù)發(fā)展的雙引擎,感知設(shè)備運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和形成系統(tǒng)信息的傳感器技術(shù)是智能系統(tǒng)的前端。
從對(duì)于控制方式本質(zhì)的理解判斷機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展方向:以一個(gè)四端電路(網(wǎng)絡(luò))為例,若以改變激勵(lì)能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)響應(yīng),則控制方式可分為:a.電流控制電流(控制機(jī)制參數(shù)體現(xiàn)為電流放大系數(shù)),b.電壓控制電流(控制機(jī)制參數(shù)體現(xiàn)為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)(跨導(dǎo))),c.電壓控制電壓(控制機(jī)制參數(shù)體現(xiàn)為電壓放大倍數(shù)),d.電流控制電壓(控制機(jī)制參數(shù)體現(xiàn)為轉(zhuǎn)移電阻(跨阻)),實(shí)現(xiàn)電能利用的機(jī)電設(shè)備的電路多以電流為被控量,所以上述a,b兩種控制方式是驅(qū)動(dòng)器電路,c是信息處理電路,d不是機(jī)電設(shè)備電路優(yōu)選形式(能量控制信號(hào))。
上述a、b方式分別代表著兩個(gè)時(shí)代的電能傳輸電路(主電路、驅(qū)動(dòng)器)形式。
a方式中,電流控制電流的中心技術(shù)是:實(shí)現(xiàn)小電流控制大電流、一路電流控制多路電流。代表性功能器件有三極管和繼電器。
三極管,響應(yīng)速度高,無(wú)動(dòng)作觸點(diǎn),但控制電路與被控電路有公共支路,控制量與被控量的高次諧波相互影響或制約,而且可承受功率在瓦特級(jí),一般不符合機(jī)電設(shè)備功率規(guī)模要求。
繼電器(接觸器),以電-磁-力形式驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)電流的小控大和一控多。但觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)間不準(zhǔn)、電弧現(xiàn)象、線圈斷電反電動(dòng)勢(shì)高并形成高頻干擾源、體積大等固有弱點(diǎn),長(zhǎng)期以來(lái)被視為“非理想器件”。
b方式是經(jīng)典控制技術(shù)體系中理想的控制方式——信息控制能量。
上世紀(jì)后半期,業(yè)界使用大功率半控型電子器件晶閘管加之PWM技術(shù)的移相觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)有缺陷的“信息控制能量”方式于機(jī)電設(shè)備能量控制——主要是直流電動(dòng)機(jī)的荷載調(diào)速。
上世紀(jì)末期大功率全控型電子器件IGBT(一種增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管器件)的商品化普及,機(jī)電設(shè)備用全控型的信息控制能量方式成為現(xiàn)實(shí),例如在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單價(jià)格低廉的交流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)寬范圍荷載的變頻調(diào)速。
3.電氣主流技術(shù)發(fā)展的瞻望。機(jī)電設(shè)備機(jī)械構(gòu)件的技術(shù)進(jìn)步程度受制于材料技術(shù)發(fā)展及其成果的商品化程度。通用機(jī)電電工技術(shù)范疇的技術(shù)開(kāi)發(fā)重點(diǎn)有:
電力電子技術(shù):利用電力電子器件實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模電能變換的技術(shù),是建立在電子學(xué)、電工原理和自動(dòng)控制三大學(xué)科上的新興學(xué)科成果。器件以半導(dǎo)體為基本材料,根據(jù)器件的特點(diǎn)和電能轉(zhuǎn)換的要求,開(kāi)發(fā)電能轉(zhuǎn)換電路,包括各種控制、觸發(fā)、保護(hù)、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及外圍電路。
電動(dòng)機(jī)技術(shù):強(qiáng)磁材料與低溫環(huán)境技術(shù)。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù):軟件型傳感系統(tǒng)分析與儀表。
機(jī)電液智能控制技術(shù):機(jī)械、液壓、電子融合控制技術(shù)使得機(jī)器的效率、性能、品質(zhì)、可靠性等大大提升,如大型工程機(jī)械設(shè)備、深海或隧道的巨力液壓控制系統(tǒng)。
微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù):常規(guī)電氣系統(tǒng)元器件微型化組件化甚至實(shí)現(xiàn)“疊層組件—集成化”,即把微型化的敏感元器件、微處理器、執(zhí)行器、各種機(jī)械構(gòu)件、電動(dòng)機(jī)、能源、光學(xué)系統(tǒng)等都集成于一個(gè)極小的幾何空間內(nèi),并且能像集成電路一樣大批量、廉價(jià)地生產(chǎn)。
電致流體相變技術(shù):電場(chǎng)作用下電流變液(ERF,electrorheologicalfluid)可在“固”—“液”兩相之間轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換過(guò)程可控而且可逆,轉(zhuǎn)換時(shí)間為ms級(jí),利用其電控力學(xué)行為,可以預(yù)期得到較之傳統(tǒng)力學(xué)元件更為理想的(機(jī)—電能量轉(zhuǎn)換控制的)響應(yīng)指標(biāo)。
磁致流體相變技術(shù):磁流變液是由高磁導(dǎo)率、低磁滯性的微小軟磁性顆粒和非導(dǎo)磁性液體混合而成的懸浮體。在零磁場(chǎng)條件下呈現(xiàn)出低黏度的牛頓流體特性;而在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下,則呈現(xiàn)出高黏度、低流動(dòng)性。磁流變液在磁場(chǎng)作用下的流變是瞬間的、可逆的,而且其流變后的剪切屈服強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度具有穩(wěn)定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
硅膠導(dǎo)電與絕緣的智能化控制技術(shù);作為可以在電磁場(chǎng)發(fā)揮“柔性”功能的新型器件必將影響機(jī)電設(shè)備電路構(gòu)造技術(shù)。導(dǎo)電硅膠是具備導(dǎo)電性能的硅膠制品,用于一些電子硅膠產(chǎn)品上發(fā)揮開(kāi)關(guān)接通的作用,現(xiàn)時(shí)應(yīng)用于一些電子設(shè)備、家用設(shè)備、辦公設(shè)備中,比如導(dǎo)電硅膠按鍵、電線連接管、影印機(jī)滾軸、電纜插頭、連接器襯墊等。
三、要強(qiáng)調(diào)通用電學(xué)知識(shí)與電工新技術(shù)運(yùn)用銜接的工藝能力
機(jī)電設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際電工委員會(huì)文件、超級(jí)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn))的意志和執(zhí)行能力。標(biāo)準(zhǔn)化是機(jī)電設(shè)備可靠性的保障。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)機(jī)床的控制方式、接地方式、抗干擾、容錯(cuò)、機(jī)械連鎖、危險(xiǎn)部件防護(hù)等,作了較完善規(guī)定,有效保障了機(jī)床的安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。經(jīng)驗(yàn)證明,符合標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)床,故障率較低,反之故障率則高,可靠的保護(hù)措施是防止器件和裝置損壞的重要方面。
當(dāng)前的國(guó)家職業(yè)技能鑒定技師和高級(jí)技師考評(píng)體系強(qiáng)調(diào)了標(biāo)準(zhǔn)化水平是素質(zhì)和技術(shù)能力的體現(xiàn)。如技術(shù)資料規(guī)范化編整能力、微機(jī)控制應(yīng)用程序解析能力、逆向工程能力(逆向于在確定材料條件下設(shè)計(jì)制造的路徑對(duì)產(chǎn)品拆解—解析技術(shù)工藝特征,提交改進(jìn)或改性方案,以期獲得結(jié)構(gòu)或功能更優(yōu)化的產(chǎn)品)、工程數(shù)學(xué)與物理運(yùn)動(dòng)現(xiàn)實(shí)的映射解釋能力。
四、提高論文的精致程度和新技術(shù)含量的著眼點(diǎn)
維修電工崗位工作的技術(shù)工藝核心領(lǐng)域(空間范圍,對(duì)象)。
維修電工崗位工作的主流技術(shù)、前端發(fā)展技術(shù)(如機(jī)器人,城市電動(dòng)載人設(shè)備(電梯,搜索救生設(shè)備,無(wú)人駕駛運(yùn)行設(shè)備,物流基地自動(dòng)化設(shè)備等),注意:在機(jī)電前端技術(shù)領(lǐng)域;與電路系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律模式相似的流體智能控制系統(tǒng)正在迅速地發(fā)生著微型化、精準(zhǔn)化、多種指標(biāo)信息傳遞同道化的技術(shù)水平提升。
機(jī)器的電氣系統(tǒng)運(yùn)用主流技術(shù)改造的工藝路線和工步流程。
一些控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的實(shí)用性(技術(shù)改造方案的功能指標(biāo)的得失)和適用性。
專(zhuān)業(yè)技術(shù)文獻(xiàn)資料的引用和“創(chuàng)新價(jià)值”的保障。
五、論文正文的編輯策略
通過(guò)這里的工作全過(guò)程的描述而展示個(gè)人的工作實(shí)力狀況,明喻達(dá)到專(zhuān)業(yè)技師水平。正文應(yīng)涵括以下內(nèi)容:
1.詳盡細(xì)致的立論表述:現(xiàn)實(shí)性、可行性、績(jī)效預(yù)期等。立論的過(guò)程是運(yùn)用專(zhuān)業(yè)范疇的概念、判斷和推理等邏輯思維形式,簡(jiǎn)述預(yù)期的項(xiàng)目工作的流程、效益目標(biāo)、專(zhuān)業(yè)技術(shù)層次特征和工藝精華綜合;證明自己的主張。立論應(yīng)具備論點(diǎn)、論據(jù)和論證三要素。
現(xiàn)實(shí)性:有重點(diǎn)而且簡(jiǎn)單的描述工作環(huán)境,儀器工具,基礎(chǔ)性技術(shù)資料等工作先期條件,適配一些示意性插圖、流程框圖、曲線圖、簡(jiǎn)表等。
可行性:有重點(diǎn)而且簡(jiǎn)單的描述工作團(tuán)隊(duì)情況,已經(jīng)具備的知識(shí)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn),主流技術(shù)采用的決定,需要增加的儀器工具,實(shí)施方案或技術(shù)工藝路線。
績(jī)效預(yù)期:有重點(diǎn)而且簡(jiǎn)單的、與現(xiàn)實(shí)性情況可比較的談?wù)f,重點(diǎn)是預(yù)期的技術(shù)或形式先進(jìn)性、工程安全性、設(shè)備的控制或運(yùn)行可靠性、節(jié)能減排等的定性談?wù)f。
2.主流技術(shù)采用、工藝方案、實(shí)施過(guò)程等的詳述。例如:可編程序控制器(PLC)技術(shù)基于用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)繼電器電路中的中繼、延時(shí)、順序、串并邏輯、傳感信息處理等的硬件功能而提升了機(jī)電設(shè)備控制的可靠性。又如:基于用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)全控型大功率電力電子器件編程控制而實(shí)現(xiàn)交流電源變頻控制,使得電動(dòng)機(jī)“寬范圍、恒功率或恒轉(zhuǎn)矩的調(diào)速”成為普適技術(shù)。
工藝方案:展示工作者專(zhuān)業(yè)軟實(shí)力的平臺(tái),以分類(lèi)的技術(shù)工藝設(shè)計(jì)資料及對(duì)其簡(jiǎn)單注解說(shuō)明文字為主項(xiàng)。資料文件要符合專(zhuān)業(yè)規(guī)范,要基本完備,要適配。例如:機(jī)床設(shè)備電氣系統(tǒng)檔案基本資料文件一般有電路原理圖、電器件位置示意圖、接線圖、元件明細(xì)表、電氣原理說(shuō)明或控制流程注解、維修或改造記錄等。
三項(xiàng)資料:工作對(duì)象技術(shù)改造之前的電路原理圖及工況表述、改進(jìn)工程技術(shù)路線設(shè)計(jì)(流程圖與功能框圖)和主要零部件明細(xì),是工藝方案論證的骨干依據(jù)。
對(duì)于要遵循物理規(guī)律,以推演、論證、解析為主要技術(shù)路線的項(xiàng)目論文,建議采用機(jī)電工程手冊(cè)為理論藍(lán)本,引用工程計(jì)算方法處理數(shù)據(jù)。
調(diào)試過(guò)程:調(diào)試工作的工序、工步羅列,調(diào)試過(guò)程狀況和數(shù)據(jù)的記錄。
3.結(jié)果與討論。這是全文的重心,應(yīng)精心篩選技術(shù)工藝成果,把那些必要而充分的數(shù)據(jù)、現(xiàn)象、樣品、認(rèn)識(shí)等選出來(lái),寫(xiě)進(jìn)去,作為分析的依據(jù)。在對(duì)結(jié)果做定性和定量分析時(shí),應(yīng)說(shuō)明數(shù)據(jù)的處理方法及誤差分析,說(shuō)明現(xiàn)象出現(xiàn)的條件及其可證性。
概括項(xiàng)目工作的總結(jié):所得結(jié)果與已有結(jié)果的比較;聯(lián)系實(shí)際結(jié)果,解說(shuō)它的工程意義、應(yīng)用價(jià)值和在實(shí)際中推廣應(yīng)用的可能性;在本項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中尚存在的問(wèn)題,對(duì)相關(guān)進(jìn)程記錄資料進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化編整的見(jiàn)解、意愿與建議。
參考文獻(xiàn):
作者簡(jiǎn)介:姚志壘(1981-),男,江蘇溧陽(yáng)人,鹽城工學(xué)院電氣工程學(xué)院,副教授。(江蘇 鹽城 224051)
基金項(xiàng)目:本文系鹽城工學(xué)院2013年度校級(jí)教改研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):32)的研究成果。
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)23-0052-02
“電力電子裝置及技術(shù)”是電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課。[1]該課程是在“電力電子技術(shù)”課程的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步介紹變流電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、功能指標(biāo),電力電子實(shí)用裝置的構(gòu)成、基本電量的計(jì)算方法和所有裝置需解決的共同技術(shù)問(wèn)題。[2-3]該課程涵蓋知識(shí)的內(nèi)容多、面廣、難度大、實(shí)用性強(qiáng),能培養(yǎng)學(xué)生將知識(shí)融會(huì)貫通,提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。因此,如何從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段以及考核方式等方面進(jìn)行改革值得探討。
一、教學(xué)內(nèi)容的改革
1.理論教學(xué)內(nèi)容的改革
該課程的課時(shí)數(shù)為40學(xué)時(shí)。由于它是一門(mén)應(yīng)用性課程,因此需要在書(shū)本內(nèi)容的基礎(chǔ)上,緊跟時(shí)代前沿,增加一些當(dāng)今熱門(mén)課題的內(nèi)容,如:電力電子裝置在新能源發(fā)電系統(tǒng)和節(jié)能環(huán)保中的應(yīng)用等,以便為學(xué)生找工作或讀研找課題提供參考。
選用楊蔭福等編寫(xiě)的《電力電子裝置及系統(tǒng)》作為本課程的教材。[3]由于該教材第1章中半導(dǎo)體電力電子開(kāi)關(guān)器件和第2章高頻開(kāi)關(guān)電源的內(nèi)容已分別在“電力電子技術(shù)”和“開(kāi)關(guān)電源及技術(shù)”課程中詳細(xì)講述,因此該課程不再贅述。
所選教學(xué)內(nèi)容具體如下:
(1)電力電子裝置及系統(tǒng)概述(2學(xué)時(shí)):電力電子裝置及系統(tǒng)的概念;電力電子裝置的主要類(lèi)型;電力電子裝置的應(yīng)用概況;電力電子裝置的發(fā)展前景。
(2)逆變器(4學(xué)時(shí)):逆變器概論;單相和三相恒頻恒壓正弦波逆變器;感應(yīng)加熱電源。
(3)不間斷電源UPS(6學(xué)時(shí)):UPS的功能及原理;UPS的組成和設(shè)計(jì)(包括蓄電池組、整流器和PFC電路、逆變器、切換電路、濾波電路、旁路控制電源和系統(tǒng)輔助電源、接地裝置、保護(hù)和報(bào)警系統(tǒng));UPS輸出電壓控制。
(4)晶閘管變流裝置(6學(xué)時(shí)):晶閘管交流變換器;交流凈化型穩(wěn)壓電源;晶閘管諧振型逆變器。
(5)電力系統(tǒng)用電力電子裝置(6學(xué)時(shí)):電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償;電力系統(tǒng)有源濾波裝置;電力系統(tǒng)諧波與無(wú)功功率綜合補(bǔ)償;遠(yuǎn)距離直流輸電。
(6)電力電子裝置的研制與試驗(yàn)(14學(xué)時(shí)):電力電子裝置研制流程;研究對(duì)象的方案論證;主電路設(shè)計(jì)(包括輸出濾波器、輸出變壓器、緩沖電路、直流濾波電路和主開(kāi)關(guān)器件設(shè)計(jì));控制系統(tǒng)及輔助電源設(shè)計(jì)(包括抗沖擊負(fù)荷電路、調(diào)壓環(huán)節(jié)、過(guò)溫保護(hù)、輔助電源和驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì));電磁兼容技術(shù)和措施;電路仿真;整機(jī)調(diào)試與電性能試驗(yàn);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和例行試驗(yàn)。
(7)電力電子裝置在當(dāng)今熱門(mén)課題中的應(yīng)用(2學(xué)時(shí)):選擇應(yīng)用于當(dāng)今熱門(mén)課題的某個(gè)電力電子裝置作為教學(xué)內(nèi)容,如:直直變換器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用、并網(wǎng)逆變器在新能源發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用等內(nèi)容。
2.開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
為了進(jìn)一步驗(yàn)證理論分析,提高學(xué)生的實(shí)踐能力,應(yīng)開(kāi)設(shè)一定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以充分利用江蘇省電氣與新能源實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的新能源實(shí)驗(yàn)室和電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)室,完成一些高頻電力電子裝置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,如:電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償、電力系統(tǒng)有源濾波、升壓變換器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用和并網(wǎng)逆變器在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
二、教學(xué)方法和手段的改革
1.興趣教學(xué),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性
緊貼社會(huì)的要求進(jìn)行學(xué)前教育,把社會(huì)的需求和學(xué)生學(xué)習(xí)的需求有機(jī)統(tǒng)一,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
學(xué)生從高中進(jìn)入大學(xué)后,學(xué)習(xí)的目標(biāo)改變了,如果說(shuō)學(xué)生在中小學(xué)時(shí)是以升學(xué)作為他們的目標(biāo),那么,進(jìn)入大學(xué)后他們的目標(biāo)已經(jīng)轉(zhuǎn)向了就業(yè)。因此,要使學(xué)生了解社會(huì)對(duì)人才知識(shí)結(jié)構(gòu)的需求及其變化,使學(xué)生意識(shí)到該課程作為大四的專(zhuān)業(yè)選修課對(duì)今后工作以及再深造的重要性,從而使他們一開(kāi)始就認(rèn)識(shí)到該課程必須學(xué),而且要學(xué)得非常好。
第一次上課,在講完電力電子裝置的應(yīng)用概況后,了解每個(gè)學(xué)生對(duì)電力電子裝置感興趣的應(yīng)用領(lǐng)域,布置學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索或圖書(shū)館查找其感興趣應(yīng)用領(lǐng)域的相關(guān)資料,并做成PPT,以備上該應(yīng)用領(lǐng)域課時(shí)做報(bào)告。此后,每次上課時(shí),先讓對(duì)該節(jié)課教學(xué)內(nèi)容感興趣的學(xué)生用PPT做報(bào)告(每個(gè)學(xué)生報(bào)告5分鐘,學(xué)生提問(wèn)2分鐘),講述相應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域的研究背景和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,然后由教師講解具體教學(xué)內(nèi)容。通過(guò)該興趣教學(xué)的方法,可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生做科技報(bào)告的能力,為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)選題和答辯奠定良好的基礎(chǔ)。
2.提高多媒體教學(xué)質(zhì)量
隨著現(xiàn)代化水平的不斷提高,上課基本都已采用多媒體進(jìn)行教學(xué)。但多媒體課件也不能是黑板板書(shū)的簡(jiǎn)單復(fù)制,最好配以一定的動(dòng)畫(huà)和聲音,以便吸引學(xué)生的注意力,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。如:在講解電路工作模態(tài)時(shí),采用“動(dòng)作路徑”的動(dòng)畫(huà)格式,讓學(xué)生清楚地看到電流在電路中的流通路徑,更深刻地理解所學(xué)知識(shí);學(xué)生在下半節(jié)課時(shí)往往會(huì)開(kāi)小差,注意力不集中,可通過(guò)在切換幻燈片時(shí)配以一定的聲音,吸引學(xué)生的注意力;在講解習(xí)題或舉例時(shí),先以某個(gè)習(xí)題為例進(jìn)行講解,解題步驟逐步顯示,而不是一下子顯示所有答案,保留了板書(shū)的優(yōu)點(diǎn),然后總結(jié)歸納解題方法,最后再以習(xí)題對(duì)所述方法進(jìn)行鞏固。
3.采用仿真輔助教學(xué)
用仿真的方法不僅可以初步驗(yàn)證電路原理和參數(shù)設(shè)計(jì)的正確性,還能仿真試驗(yàn)極限條件下的特殊情況,從而有效地減少電力電子裝置的設(shè)計(jì)費(fèi)用,縮短電力電子裝置的設(shè)計(jì)周期,優(yōu)化參數(shù)設(shè)計(jì),提高裝置的可靠性。常用的電力電子仿真軟件有:Saber、Pspice和Matlab中的Simulink等。以其中的Saber仿真軟件為例對(duì)所設(shè)計(jì)4kW、400Hz的中頻電源進(jìn)行仿真驗(yàn)證。學(xué)生可以通過(guò)仿真進(jìn)一步加深對(duì)理論知識(shí)的理解,此外,對(duì)較復(fù)雜或不易懂的電路可以通過(guò)仿真查看電路各點(diǎn)的波形反推電路工作過(guò)程,從而掌握電路的工作原理。
三、考核方式的改革
該課程采用小論文的考核方式。考核的總成績(jī)包括平時(shí)成績(jī)(20%)、平時(shí)PPT報(bào)告成績(jī)(30%)和小論文考核成績(jī)(50%)。其中,平時(shí)成績(jī)包括學(xué)生的出勤和平時(shí)作業(yè);平時(shí)PPT報(bào)告成績(jī)主要是檢查學(xué)生對(duì)電力電子裝置感興趣應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)的預(yù)習(xí)情況,考核學(xué)生運(yùn)用Powerpoint軟件制作PPT的能力、口頭表達(dá)能力和回答同學(xué)提問(wèn)時(shí)的應(yīng)變能力;小論文考核成績(jī)主要包括測(cè)試學(xué)生書(shū)寫(xiě)小論文的能力(包括中英文摘要、引言、正文、結(jié)論和參考文獻(xiàn))、利用word軟件書(shū)寫(xiě)小論文和排版的能力。小論文要求學(xué)生從電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域、電機(jī)調(diào)速用電力電子裝置、電力系統(tǒng)領(lǐng)域、汽車(chē)電子領(lǐng)域、綠色照明領(lǐng)域、新能源開(kāi)發(fā)領(lǐng)域和其他與電力電子裝置相關(guān)的領(lǐng)域中選擇1種領(lǐng)域撰寫(xiě)。此外,要求寫(xiě)相同領(lǐng)域小論文的學(xué)生相互商量各自研究方向,確保每個(gè)學(xué)生的小論文題目和內(nèi)容不雷同。通過(guò)上述小論文考核,杜絕了學(xué)生相互抄襲小論文的現(xiàn)象,學(xué)生在選題上發(fā)揮了主觀能動(dòng)性,選題范圍比較寬。學(xué)生在查閱資料完成小論文的過(guò)程中,了解了國(guó)內(nèi)外電力電子裝置相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,初步掌握了電力電子裝置主電路設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真及結(jié)果分析這一流程。
四、結(jié)束語(yǔ)
近年來(lái),我們緊跟時(shí)代前沿,及時(shí)更新“電力電子裝置及技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容,在實(shí)際教學(xué)中采用興趣教學(xué)、高質(zhì)量的多媒體教學(xué)和仿真輔助教學(xué)的教學(xué)方法,采用“一人一題”的小論文考核方式,對(duì)“電力電子裝置及技術(shù)”課程進(jìn)行了一系列改革,取得了良好的教學(xué)效果,得到了學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和學(xué)生的一致好評(píng)。
參考文獻(xiàn):
中圖分類(lèi)號(hào):G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2010)04-0920-02
Discussing about How to Teach the "Design of Application-Specific Integrated Circuit" Course
WU Yu-hua
(Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100070, China)
Abstract: "Design of Application-Specific Integrated Circuit" is an important specialty course. In this paper, we will discuss the teaching technique about this course of non-micro-electronics specialty. Combining the teaching practice, several teaching experiences about "Design of Application-Specific Integrated Circuit" course are summarized.
Key words: design of application-specific integrated circuit; innovate; teaching; discuss
《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》是電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)比較重要的專(zhuān)業(yè)課。為了培養(yǎng)寬口徑、基礎(chǔ)扎實(shí)的集成電路設(shè)計(jì)人才,滿足IC行業(yè)對(duì)人才的大量需求,無(wú)論是在微電子專(zhuān)業(yè),還是在相關(guān)的其他電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè),不少重點(diǎn)高等院校都已經(jīng)開(kāi)設(shè)了本門(mén)課程。在學(xué)生已經(jīng)掌握了模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和一定的晶體管原理知識(shí)的基礎(chǔ)上,通過(guò)學(xué)習(xí)《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》課,進(jìn)行ASIC設(shè)計(jì)理論的學(xué)習(xí)和實(shí)踐的強(qiáng)化,進(jìn)一步掌握集成電路和電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)知識(shí),提高集成電路設(shè)計(jì)能力,增長(zhǎng)集成電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn);通過(guò)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué),來(lái)加強(qiáng)電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、版圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)以及集成電路設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)的驗(yàn)證知識(shí)等,培養(yǎng)學(xué)生在集成電路設(shè)計(jì)方面的研究興趣,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和進(jìn)一步的深造打好基礎(chǔ)。
由于專(zhuān)業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)的需要,北京電子科技學(xué)院同樣開(kāi)設(shè)了《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》的專(zhuān)業(yè)選修課,授課對(duì)象是電子信息工程專(zhuān)業(yè)的本科生,由于非微電子的專(zhuān)業(yè)背景原因,他們并不具備足夠的半導(dǎo)體物理、晶體管原理等知識(shí),因此在本課程的教學(xué)過(guò)程中,必然要針對(duì)具體對(duì)象,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新教學(xué)思路,加強(qiáng)教學(xué)研究,找到一種適合于非微電子專(zhuān)業(yè)本科生的教學(xué)思想和教學(xué)方法。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐,學(xué)生對(duì)于課程組在這一課程中的創(chuàng)新、探索和具體的教學(xué)方法比較認(rèn)可。這里把我們?cè)凇秾?zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》課教學(xué)實(shí)踐中的初步探索做一些總結(jié),希望與大家分享。
1 結(jié)合實(shí)際合理設(shè)置授課內(nèi)容,以學(xué)生能夠接受為目標(biāo)
電子信息工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》課程之前,已經(jīng)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了《電路分析》、《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《EDA技術(shù)》等有關(guān)電子技術(shù)和電路系統(tǒng)的課程,對(duì)于電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)有了一定的理解,并進(jìn)行過(guò)比較系統(tǒng)的動(dòng)手實(shí)踐訓(xùn)練,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》課程打下了比較堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)和實(shí)踐基礎(chǔ)。但是由于專(zhuān)業(yè)背景的原因,該專(zhuān)業(yè)不太可能只是為了《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》課而專(zhuān)門(mén)開(kāi)設(shè)《半導(dǎo)體物理》、《晶體管原理》等這些在微電子專(zhuān)業(yè)才有的課程,因此,與微電子專(zhuān)業(yè)相比,電子信息工程專(zhuān)業(yè)的本科生欠缺有關(guān)晶體管原理和半導(dǎo)體工藝等方面的必要知識(shí)。在設(shè)置授課內(nèi)容時(shí),必然要考慮到這一點(diǎn),總的原則應(yīng)當(dāng)是以學(xué)生能夠接受、但又不應(yīng)該過(guò)于輕松接受為目標(biāo),而且要盡量避免與《EDA技術(shù)》等課程的知識(shí)重復(fù)。
根據(jù)我們的課程內(nèi)容設(shè)置原則,將《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》課的講授內(nèi)容分為以下幾章:第一章:ASIC設(shè)計(jì)概述;第二章:CMOS邏輯;第三章:ASIC庫(kù)設(shè)計(jì);第四章:ASIC的前端設(shè)計(jì);第五章:ASIC的后端設(shè)計(jì);第六章:可測(cè)性設(shè)計(jì)技術(shù);第七章:SOC設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)介。在各章的講授中,占用課時(shí)較多的分別是第二章、第三章和第五章。在講授時(shí)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力,使學(xué)生對(duì)專(zhuān)用集成電路的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試等一整套流程有一般性、整體性的了解,建立專(zhuān)用集成電路的基本概念和方法,了解IC領(lǐng)域的最新發(fā)展趨勢(shì),激發(fā)學(xué)生潛在的對(duì)集成電路前、后端設(shè)計(jì)的興趣。為了配合理論教學(xué),提升教學(xué)效果,還設(shè)置了合適的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。
2 注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,以培養(yǎng)動(dòng)手實(shí)踐能力為目標(biāo)
集成電路設(shè)計(jì)類(lèi)課程除了理論教學(xué)以外,實(shí)驗(yàn)教學(xué)尤為重要,因?yàn)檫@類(lèi)課程對(duì)學(xué)生的訓(xùn)練重點(diǎn)正是在于動(dòng)手實(shí)驗(yàn),提前接觸到未來(lái)在進(jìn)一步的研究和工作中可能會(huì)應(yīng)用到的一些軟件工具、設(shè)計(jì)流程以及設(shè)計(jì)技巧等,這樣才能促進(jìn)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合,真正幫助學(xué)生掌握ASIC設(shè)計(jì)技術(shù)。因此本課程要更加注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,著力培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力,進(jìn)而使學(xué)生能夠更加準(zhǔn)確、具體和形象地掌握在課堂上學(xué)到的理論知識(shí)。根據(jù)這一原則,經(jīng)過(guò)試用修訂,我們專(zhuān)門(mén)編印了《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》,根據(jù)大綱的變化,使用工具版本的提高,目前已經(jīng)編印了2007版和2009版的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),共設(shè)計(jì)了五個(gè)實(shí)驗(yàn),具體是:實(shí)驗(yàn)一:IC設(shè)計(jì)工具的使用;實(shí)驗(yàn)二:單元電路的前端設(shè)計(jì);實(shí)驗(yàn)三:標(biāo)準(zhǔn)單元的版圖繪制與驗(yàn)證;實(shí)驗(yàn)四:四位加法器和減法器ASIC的設(shè)計(jì);實(shí)驗(yàn)五:計(jì)數(shù)器ASIC的設(shè)計(jì)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí),其中實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)四和實(shí)驗(yàn)五為綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
選用一種合適的集成電路設(shè)計(jì)工具是順利進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的關(guān)鍵。我們選用了美國(guó)Tanner Research公司開(kāi)發(fā)的一種優(yōu)秀集成電路設(shè)計(jì)工具――Tanner Tools Pro,它雖然在功能上不如Cadence、Synopsys等大型工具強(qiáng)大,但它的最大優(yōu)點(diǎn)是成本低,可以在PC機(jī)上使用,而且圖形處理速度快,編輯功能強(qiáng),便于學(xué)習(xí),使用方便,特別適用于高校進(jìn)行相關(guān)的教學(xué)和科研工作。Tanner Pro工具在美國(guó)和臺(tái)灣的很多大學(xué)中早已被廣泛應(yīng)用,臺(tái)灣不少I(mǎi)C設(shè)計(jì)企業(yè)也在使用Tanner Pro工具。該工具較新版本為T(mén)anner Tools Pro 13.0,主要包含了S-EDIT(原理圖編輯)、L-EDIT(版圖編輯)、T-SPICE(電路仿真)、W-EDIT(波形觀察)和LVS(版圖與原理圖比對(duì))等幾個(gè)功能不同的子工具,滿足了集成電路設(shè)計(jì)從前端到后端、設(shè)計(jì)驗(yàn)證的一系列過(guò)程的需要,完全可以適用于《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》課程的實(shí)踐教學(xué)。通過(guò)我們?cè)谡n程實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的使用,發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)這個(gè)工具上手快、掌握熟,對(duì)于以后使用其他的IC設(shè)計(jì)工具也有一定的幫助,而且培養(yǎng)了他們將來(lái)涉足IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域的興趣和信心。圖1是學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中得到的一個(gè)版圖設(shè)計(jì)結(jié)果。
3 適當(dāng)講授最新技術(shù)進(jìn)展,以讓學(xué)生跟上行業(yè)發(fā)展腳步為目標(biāo)
我們都知道,集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)、制造工藝等的發(fā)展速度飛快,遵循著集成電路最小特征尺寸以每三年減小70%的速度下降、集成度每年翻一番和價(jià)格每?jī)赡晗陆狄话氲闹哪柖?集成電路的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)發(fā)展日新月異。因此,在《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》的教學(xué)過(guò)程中,必須要根據(jù)教學(xué)大綱的要求,在系統(tǒng)講授已經(jīng)設(shè)置好的教學(xué)內(nèi)容的前提下,結(jié)合具體授課內(nèi)容,適當(dāng)講授最新技術(shù)進(jìn)展,以期讓學(xué)生跟上集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的腳步,并不斷將這些新技術(shù)、新進(jìn)展、新方法、新工具、新工藝融入到授課內(nèi)容中,做到授課內(nèi)容常講常新。其實(shí)這除了讓學(xué)生可以接受到最新的知識(shí)和了解到該領(lǐng)域最新進(jìn)展之外,同時(shí)也是一個(gè)教學(xué)相長(zhǎng)的過(guò)程,對(duì)于教師的教學(xué)和相關(guān)科研也是一種無(wú)形的促進(jìn),可以督促教師不斷地跟蹤與IC設(shè)計(jì)、制造相關(guān)的最新研究成果,并進(jìn)行精心的組織,將這些成果有機(jī)融入到課程教學(xué)中,做到授課內(nèi)容的不斷更新,而且這樣也才能夠避免一份講稿多年重復(fù)使用,保證教師在教學(xué)中的激情,增強(qiáng)教學(xué)效果。
在這里僅僅舉一個(gè)具體例子。在一次講授到集成電路工藝的內(nèi)容時(shí),作者為同學(xué)們講授了不斷發(fā)展的集成電路工藝水平,以及所遇到的工藝發(fā)展瓶頸對(duì)于摩爾定律的挑戰(zhàn),還具體講到了Intel公司新推出的0.45nm工藝的CPU,它采用了大大不同于以往的工藝方法,這次工藝變革可以稱(chēng)得上是“拯救摩爾定律”的一大技術(shù)進(jìn)展。本次課后,不少同學(xué)紛紛通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)等來(lái)查閱這一最新工藝的具體情形,表現(xiàn)出了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
4 創(chuàng)新課程考查方式,以激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步的研究興趣為目標(biāo)
一門(mén)課程的考查方式如何,對(duì)于這門(mén)課程能不能按照教師的預(yù)想,達(dá)到既定的最終教學(xué)目的,有著比較重要的作用。傳統(tǒng)的一張?jiān)嚲砣ァ翱肌背鰧W(xué)生學(xué)習(xí)效果的方式雖然比較簡(jiǎn)單省事,但卻過(guò)于單調(diào),雖然從某種程度上能夠考查出學(xué)生對(duì)這門(mén)課程知識(shí)的掌握程度,但是對(duì)于激發(fā)學(xué)生在學(xué)完這門(mén)課程之后,對(duì)本學(xué)科、本領(lǐng)域進(jìn)行進(jìn)一步研究的興趣卻作用不大。由于自從接受學(xué)校教育以來(lái)經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次的考試,不少學(xué)生厭煩考試的情緒比較嚴(yán)重,恨不得考完后把教材、作業(yè)、筆記等都馬上丟棄,這是現(xiàn)實(shí)存在的、我們必須得承認(rèn)的事實(shí)。從某種意義上說(shuō),通過(guò)考試來(lái)考查學(xué)生的學(xué)習(xí),有時(shí)對(duì)最終教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)會(huì)起到一定的反作用。而且單純考試的方式也很難發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于這門(mén)課、這個(gè)領(lǐng)域、這個(gè)行業(yè)的獨(dú)特想法和創(chuàng)新思路。
作者在《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》教學(xué)過(guò)程中,結(jié)合課程的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),積極探索并實(shí)踐了采用提交論文和現(xiàn)場(chǎng)答辯相結(jié)合的課程考查方式,即在課程講授到二分之一左右時(shí),布置給學(xué)生論文題目,對(duì)于論文的范圍、參考文獻(xiàn)的篇數(shù)、論文的格式和字?jǐn)?shù)等做出明確而具體的規(guī)范,要求學(xué)生在最后一次課之前提交自己的論文,做好答辯ppt,并利用專(zhuān)門(mén)的時(shí)間集中進(jìn)行答辯,每位學(xué)生對(duì)自己準(zhǔn)備的論文,進(jìn)行5分鐘左右的講解,并接受教師和其他學(xué)生的提問(wèn)。通過(guò)創(chuàng)新課程考查方式,提交論文和現(xiàn)場(chǎng)答辯相結(jié)合,讓學(xué)生在準(zhǔn)備論文和答辯材料的過(guò)程中對(duì)專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容和工藝、方法等有了更加深刻的理解,并有了一個(gè)系統(tǒng)的知識(shí)梳理過(guò)程,現(xiàn)場(chǎng)答辯的方式也更能夠展現(xiàn)學(xué)生對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)的一些獨(dú)特的思路和創(chuàng)新性的理解,學(xué)生在經(jīng)歷這一過(guò)程時(shí),也促使自己積極思考,主動(dòng)研究,努力去探索和集成電路、微電子學(xué)有關(guān)的一些研究方法和最新進(jìn)展,激發(fā)自己在完成本門(mén)課程的學(xué)習(xí)后、甚至是大學(xué)畢業(yè)后進(jìn)行進(jìn)一步研究的興趣和信心;另外還在這個(gè)過(guò)程中提升了學(xué)生的論文寫(xiě)作能力、科學(xué)研究能力。
5 結(jié)束語(yǔ)
《專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)》課(或者其他名稱(chēng)的類(lèi)似課程)在不少設(shè)有微電子學(xué)專(zhuān)業(yè)的重點(diǎn)大學(xué)中開(kāi)設(shè)較為普遍,但在沒(méi)有微電子學(xué)專(zhuān)業(yè)的高校特別是非重點(diǎn)高校中開(kāi)設(shè)并不多,對(duì)于該課程教學(xué)實(shí)踐中的一些具體的方法研究和探討需要更加深入。作者在教學(xué)實(shí)踐中,緊密?chē)@本校、本專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),以授課對(duì)象為主體,遵循課程的教學(xué)規(guī)律和科學(xué)研究規(guī)律,選擇合適的授課內(nèi)容和教學(xué)方法,并且不斷地對(duì)此進(jìn)行探索和研究,收到了初步的教學(xué)效果。當(dāng)然,教學(xué)創(chuàng)新永無(wú)止境,教學(xué)方法的研究和探討不能止步,作為一名年輕教師,在今后的教學(xué)實(shí)踐中,作者將在加強(qiáng)學(xué)習(xí)以及與同行交流的前提下,進(jìn)一步拓寬和創(chuàng)新教學(xué)思路,探索和完善教學(xué)模式,研究和更新教學(xué)內(nèi)容,學(xué)習(xí)和探討教學(xué)技巧,敢于創(chuàng)新,善于創(chuàng)新,真正做到教好書(shū),育好人。
參考文獻(xiàn):
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物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)。物理實(shí)驗(yàn)為理性認(rèn)識(shí)提供了發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律所需的感性材料、檢驗(yàn)物理理論和假說(shuō)的正確依據(jù)、開(kāi)拓了物理學(xué)應(yīng)用的新領(lǐng)域。在新課標(biāo)高考中實(shí)驗(yàn)考查占有的比例逐年增加,與傳統(tǒng)考查相比有下列趨勢(shì):①?gòu)臋C(jī)械記憶實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向分析理解實(shí)驗(yàn)、理解物理實(shí)驗(yàn)原理轉(zhuǎn)變。②從既定的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向變化的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。既定的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)已經(jīng)從高考試題中逐漸退出,取而代之的是學(xué)生尚未接觸過(guò)的實(shí)驗(yàn),而與學(xué)生做過(guò)的實(shí)驗(yàn)有著聯(lián)系的實(shí)用性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。從考查內(nèi)容上看呈現(xiàn)如下特點(diǎn):①實(shí)驗(yàn)的基本原理和思想方法是考查的核心內(nèi)容。②實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理是實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié),也是高考的重要方面。③基本儀器的使用是高考的熱點(diǎn)。④實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作是考查的重點(diǎn)。⑤設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是考查的難點(diǎn)。面對(duì)這些方面,學(xué)生感到慌亂,沒(méi)有行之有效的復(fù)習(xí)方法cssci期刊目錄。結(jié)合實(shí)際我采取了利用歌訣復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn),收到了較好的效果。
在復(fù)習(xí)《驗(yàn)證牛頓第二定律》時(shí),利用了這樣的歌訣:控制變量法,驗(yàn)證牛二律;實(shí)驗(yàn)第一步,平衡摩擦力;合力等于盤(pán)碼重,必須滿足關(guān)系式(m?M); 驗(yàn)證aM成反比,注意選好坐標(biāo)系。這一歌訣的第一句“控制變量法”,說(shuō)明了本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)思想方法,即“控制變量法”;第二句“驗(yàn)證牛二律”,說(shuō)明了本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?ldquo;驗(yàn)證牛頓第二定律”;第三四兩句“實(shí)驗(yàn)第一步,平衡摩擦力”,強(qiáng)調(diào)了本實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)之一,即消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響;第五六兩句“合力等于盤(pán)碼重,必須滿足關(guān)系式(m?M)”,說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)中小盤(pán)及砝碼的總重力視為小車(chē)受到的拉力,必須滿足關(guān)系式(m?M);第七八兩句“驗(yàn)證aM成反比,注意選好坐標(biāo)系”,說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)中在處理數(shù)據(jù)時(shí),aM圖像是曲線,尋找關(guān)系不夠明顯,為了解決這一問(wèn)題,縱軸選a,橫軸選,這樣就可化曲為直,很直觀地發(fā)現(xiàn)a和M的反比關(guān)系。利用了這一歌訣,不僅本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃枷敕椒ā⒆⒁馐马?xiàng)、數(shù)據(jù)處理技巧等都進(jìn)行了復(fù)習(xí),而且提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,從而使學(xué)生在輕松的情況下掌握了本實(shí)驗(yàn)的知識(shí),提高了學(xué)習(xí)效率。
在復(fù)習(xí)《測(cè)定金屬的電阻率》時(shí),利用了這樣的歌訣:兩個(gè)定律把ρ測(cè),測(cè)U測(cè)I測(cè)直徑;測(cè)D(直徑)要用測(cè)微器,讀數(shù)規(guī)則要注意;L測(cè)量莫松動(dòng)初中物理論文,為減誤差A(yù)外接;通過(guò)電流要適宜,變阻器使用記心中。第一句“兩個(gè)定律把ρ測(cè)”,兩個(gè)定律說(shuō)明了本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理,即電阻定律和歐姆定律,把“ρ測(cè)”說(shuō)明了本實(shí)驗(yàn)的目的,即測(cè)定金屬的電阻率;第二句“測(cè)U測(cè)I測(cè)直徑”,說(shuō)明了本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量,即導(dǎo)體兩端的電壓、通過(guò)導(dǎo)體的電流以及導(dǎo)體的直徑;第三四兩句“測(cè)D(直徑)要用測(cè)微器,讀數(shù)規(guī)則莫忘記”,強(qiáng)調(diào)了本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的一個(gè)重要儀器―螺旋測(cè)微器以及螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則;第五句“L測(cè)量莫松動(dòng)” 強(qiáng)調(diào)測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)一要注意是接入電路中的有效長(zhǎng)度,二要注意測(cè)量時(shí)導(dǎo)體不能松動(dòng);第六句“為減誤差A(yù)外接”,伏安法測(cè)電阻,測(cè)量電路中電流表有外接法和內(nèi)接法,本實(shí)驗(yàn)中為了減小誤差測(cè)量電路中的電流表要用外接法;第七句“通過(guò)電流要適宜”,在用伏安法測(cè)量電阻時(shí),通過(guò)待測(cè)導(dǎo)線的電流不宜過(guò)大,通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高,造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中明顯增大;第八句“變阻器使用記心中”,變阻器接入電路中有分壓式和限流式,在本實(shí)驗(yàn)中,由于待測(cè)導(dǎo)線的電阻不大,變阻器接入電路時(shí)用限流式。利用了這一歌訣,使學(xué)生快速掌握實(shí)驗(yàn)原理、思想、注意事項(xiàng),提高了學(xué)習(xí)效率。
除了上述實(shí)驗(yàn)外,其它一些實(shí)驗(yàn)也可以采取這一方法復(fù)習(xí)。如《驗(yàn)證力的平行四邊形定則》歌訣:白紙釘在木板處,兩秤同拉有角度,讀數(shù)畫(huà)線選標(biāo)度,再用一秤拉同處,作出力的矢量圖。如《研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)》歌訣:測(cè)a要用計(jì)時(shí)器(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器),速度等于位移時(shí)間比,使用刻度尺量位移,打點(diǎn)周期0.02秒,交流電壓4—6伏,利用推論(?s=aT2)求加速度。
1引言
本論文主要證明在RC電路放電時(shí)電壓隨時(shí)間的變化關(guān)系實(shí)驗(yàn).
在RC電路中,當(dāng)電容兩端有電壓時(shí),關(guān)閉開(kāi)關(guān),電流通過(guò)電阻,此時(shí)電路中電壓隨時(shí)間的變化成何種規(guī)律。作者在一本教科書(shū)中發(fā)現(xiàn)前人已經(jīng)得出結(jié)論,電壓與時(shí)間的關(guān)系式是.作者通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量出5個(gè)時(shí)間點(diǎn)的電壓值與在相同時(shí)間點(diǎn)的理論值相比較,看兩者是否接近或相等。
2設(shè)計(jì)原理及方法:
2.1RC電路放電原理:
電路的過(guò)渡過(guò)程是指從一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種穩(wěn)定狀態(tài)所經(jīng)歷的變化過(guò)程,其變化十分短暫而且是單次變化過(guò)程。對(duì)時(shí)間常數(shù)τ較大的電路,可用慢掃描長(zhǎng)余輝示波器觀察光點(diǎn)移動(dòng)的軌跡。對(duì)時(shí)間常數(shù)τ較小的電路,必須使這種單次變化的過(guò)程重復(fù)出現(xiàn)。為此,我們利用NE555方波發(fā)生電路輸出的方波來(lái)模擬階躍激勵(lì)信號(hào),即令方波輸出的上升沿作為零狀態(tài)響應(yīng)的正階躍激勵(lì)信號(hào);方波下降沿作為零輸入響應(yīng)的負(fù)階躍激勵(lì)信號(hào),選擇方波的重復(fù)周期遠(yuǎn)大于電路的時(shí)間常數(shù)τ,就可以觀測(cè)電路的過(guò)渡過(guò)程.
在階躍信號(hào)下,RC-階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)分別按指數(shù)規(guī)律衰減和增長(zhǎng),其變化的快慢決定于電路的時(shí)間常數(shù)τ.
2.2時(shí)間常數(shù)τ的測(cè)定方法:
⑴根據(jù)-階微分方程的求解得知
(1)
方程⑴為電容放電過(guò)程方程,其中U是放電前電容兩端的電壓.
當(dāng)t=τ時(shí),U0=0.368U.此時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間就等于τ。其零輸入響應(yīng)的波形如圖1測(cè)試電路如圖2⑴所示.
⑵由零狀態(tài)響應(yīng)波形增長(zhǎng)到0.632U所對(duì)應(yīng)的時(shí)間就等于τ。其測(cè)試電路及波形如圖2⑵和圖3所示.
⑶微分電路和積分電路是RC一階電路中較典型的應(yīng)用電路,它對(duì)電路時(shí)間常數(shù)τ和輸入信號(hào)的周期T有著特定的要求.
RC串聯(lián)電路,如果滿足τ=RC<<T/2(T為方波脈沖中的重復(fù)周期),且由R端作為響應(yīng)輸出,這就成了一個(gè)微分電路.
(2)
由式(2)可知:電路的輸出信號(hào)電壓與輸入信號(hào)電壓的微分成正比,電路如圖4⑴.
將圖4⑴中的R與C位置調(diào)換一下,即由C端作為響應(yīng)輸出,且當(dāng)電路參數(shù)的選擇滿足τ=RC>>T/2條件時(shí),則稱(chēng)為積分電路.
(3)
由式(3)可知:電路的輸出電壓與輸入電壓的積分成正比,電路如圖4⑵.
2.3實(shí)驗(yàn)儀器與軟件介紹
聲卡是多媒體技術(shù)中最基本的組成部分,是實(shí)現(xiàn)聲波/數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換的一種硬件.在一塊聲卡上有晶振,AD/DA轉(zhuǎn)換芯片和數(shù)字處理芯片及其他輔助電路.因此,它可以作為數(shù)據(jù)采集卡使用,不過(guò)被采集號(hào)的頻率被限制在音頻范圍之內(nèi).設(shè)定了采集頻率,采樣位數(shù),緩沖區(qū)大小之后,再利用聲卡的DMA方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作。利用LabWindows/CVI環(huán)境下,借助硬件驅(qū)動(dòng)程序?qū)β暱ǖ牟杉l率,采樣位數(shù),緩沖區(qū)大小等分別進(jìn)行控制,根據(jù)用戶的需要調(diào)整波形顯示,進(jìn)行波形分析,從而構(gòu)成功能強(qiáng)大的虛擬存儲(chǔ)示波器.
CoolEdit軟件與外電路是通過(guò)聲卡的連接,當(dāng)外電路的開(kāi)關(guān)關(guān)閉再打開(kāi),在CoolEdit軟件的界面會(huì)顯示出電壓與時(shí)間的關(guān)系圖形.將圖形剪切下來(lái),與.mav的文件形式儲(chǔ)存起來(lái).
MATLAB是數(shù)學(xué)軟件,主要用于對(duì)圖象的研究,精確度較高.
2.4實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
(1)設(shè)置聲卡
①打開(kāi)聲音高級(jí)控制.
圖5
②選擇錄音屬性,打開(kāi)錄音音量控制面板,將輸入方式選成Line。
③關(guān)閉不必要的聲音特效,以免左右聲道互相干擾。
④如果無(wú)信號(hào)時(shí)背景噪聲較大,可以嘗試將一些選項(xiàng)靜音,特別是CD音頻。
⑤調(diào)整輸入和輸出的平衡,可借助示波器部分和信號(hào)發(fā)生器部分實(shí)現(xiàn)。
這時(shí)信號(hào)是從LineIn口輸入的.在輸出音頻信號(hào)時(shí),輸入口是沒(méi)有信號(hào)的.
如果使用其他聲卡,可參照以上步驟設(shè)置.注意使用萬(wàn)能聲卡驅(qū)動(dòng)程序或自帶驅(qū)動(dòng)程序,不要使用Windows帶的驅(qū)動(dòng)程序.如果仍無(wú)法正確工作,可換一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序試試.可能出現(xiàn)的情況:
a聲卡上沒(méi)有LineIn口,只有MIC口,在一些廉價(jià)主板集成的聲卡上會(huì)有這種情況,因?yàn)镸IC口通常是聲道,也就是示波器只能單蹤工作.
b打開(kāi)信號(hào)發(fā)生器,示波器上同時(shí)顯示波形,這是輸出反饋到輸入端造成的,可修改各項(xiàng)設(shè)置.
(2)在實(shí)驗(yàn)線路板上選取R=5kΩ,C=10μF組成如圖2所示的RC充放電電路.NE555信號(hào)發(fā)生器輸出的方波信號(hào)電壓U=1.5V,頻率f=1kHz,將自制電纜線Φ3.5立體聲插頭插入聲卡的LineIn,另一邊接到實(shí)驗(yàn)線路板上的激勵(lì)端口所在位置.
(3)在虛擬示波器上觀察激勵(lì)與響應(yīng)的變化規(guī)律,來(lái)測(cè)時(shí)間常數(shù)τ,通過(guò)調(diào)整虛擬示波器界面上的增益、時(shí)基和網(wǎng)格按鈕,可清晰地觀測(cè)RC的響應(yīng)曲線,并可計(jì)算出時(shí)間常數(shù)τ.對(duì)于R=5kΩ,C=10μF的RC響應(yīng)曲線如圖6所示.
圖6
(4)適當(dāng)?shù)馗淖冸娙莼螂娮柚?觀察波形變化情況,記錄觀察到的現(xiàn)象.
①選取R=10kΩ,C=10μF,觀察并繪制響應(yīng)的波形,繼續(xù)增大C之值,定性地觀察響應(yīng)的影響.
②選取R=15kΩ,C=20μF,組成如圖4(1)所示的微分電路,在同樣的方波激勵(lì)信號(hào)作用下,觀測(cè)并繪制激勵(lì)與響應(yīng)的波形.
3數(shù)據(jù)分析電壓時(shí)間
實(shí)驗(yàn)所測(cè)得電壓隨時(shí)間變化曲線如圖7
4實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
①通過(guò)計(jì)算在相同時(shí)間點(diǎn)電壓理論計(jì)算值與電壓實(shí)際測(cè)量的結(jié)果的比例進(jìn)行比較,我們可以發(fā)現(xiàn)相同時(shí)間的電壓比值幾乎相等,作者在通過(guò)改變R與C的值發(fā)現(xiàn)相似的結(jié)論,由此可以證實(shí)前人研究.
②本實(shí)驗(yàn)精確度較高,但難免有誤差的出現(xiàn),首先在截圖時(shí),很難從電壓最大值開(kāi)始截取;其次在用MATLAB對(duì)圖形進(jìn)行處理時(shí),很難在特定時(shí)間內(nèi)找到所對(duì)應(yīng)的電壓值點(diǎn),作者因此選取在此附近的點(diǎn),由此產(chǎn)生的誤差可達(dá)到萬(wàn)分之一.而且用聲卡測(cè)試儀器時(shí),難免有噪音的的影響.
③聲卡測(cè)試儀器的優(yōu)點(diǎn):可以將電路與計(jì)算機(jī)連接在一起,并截取錄音,傳送給計(jì)算機(jī)處理.
聲卡測(cè)試儀器的局限性:容易受外界環(huán)境及本身其他的功能影響.
5結(jié)束語(yǔ)
本實(shí)驗(yàn)室屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用實(shí)驗(yàn),難度較高。實(shí)驗(yàn)要求會(huì)使用CoolEditPro2.0,MATLAB6.1等軟件,熟悉聲卡的原理,計(jì)算機(jī)基本知識(shí)及物理原理等等.在此應(yīng)該特別感謝魯曉東老師,胡依杰同學(xué)及費(fèi)芬同學(xué)對(duì)我的幫助,他們幫助我找到很多關(guān)于這方面的資料.在此次實(shí)驗(yàn)中證實(shí)前人已經(jīng)得出的RC電路放電電壓變化規(guī)律,即電壓與時(shí)間的關(guān)系式結(jié)論.
1引言
本論文主要證明在RC電路放電時(shí)電壓隨時(shí)間的變化關(guān)系實(shí)驗(yàn).
在RC電路中,當(dāng)電容兩端有電壓時(shí),關(guān)閉開(kāi)關(guān),電流通過(guò)電阻,此時(shí)電路中電壓隨時(shí)間的變化成何種規(guī)律。作者在一本教科書(shū)中發(fā)現(xiàn)前人已經(jīng)得出結(jié)論,電壓與時(shí)間的關(guān)系式是.作者通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量出5個(gè)時(shí)間點(diǎn)的電壓值與在相同時(shí)間點(diǎn)的理論值相比較,看兩者是否接近或相等。
2 設(shè)計(jì)原理及方法:
2.1 RC電路放電原理:
電路的過(guò)渡過(guò)程是指從一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種穩(wěn)定狀態(tài)所經(jīng)歷的變化過(guò)程,其變化十分短暫而且是單次變化過(guò)程。對(duì)時(shí)間常數(shù)τ較大的電路,可用慢掃描長(zhǎng)余輝示波器觀察光點(diǎn)移動(dòng)的軌跡。對(duì)時(shí)間常數(shù)τ較小的電路,必須使這種單次變化的過(guò)程重復(fù)出現(xiàn)。為此,我們利用NE555方波發(fā)生電路輸出的方波來(lái)模擬階躍激勵(lì)信號(hào),即令方波輸出的上升沿作為零狀態(tài)響應(yīng)的正階躍激勵(lì)信號(hào);方波下降沿作為零輸入響應(yīng)的負(fù)階躍激勵(lì)信號(hào),選擇方波的重復(fù)周期遠(yuǎn)大于電路的時(shí)間常數(shù)τ,就可以觀測(cè)電路的過(guò)渡過(guò)程.
在階躍信號(hào)下,RC-階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)分別按指數(shù)規(guī)律衰減和增長(zhǎng),其變化的快慢決定于電路的時(shí)間常數(shù)τ.
2.2 時(shí)間常數(shù)τ的測(cè)定方法:
⑴ 根據(jù)-階微分方程的求解得知
(1)
方程⑴為電容放電過(guò)程方程,其中U是放電前電容兩端的電壓.
當(dāng)t=τ時(shí),U0=0.368U.此時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間就等于τ。其零輸入響應(yīng)的波形如圖1測(cè)試電路如圖2⑴所示.
⑵ 由零狀態(tài)響應(yīng)波形增長(zhǎng)到0.632U所對(duì)應(yīng)的時(shí)間就等于τ。其測(cè)試電路及波形如圖2⑵和圖3所示.
⑶ 微分電路和積分電路是RC一階電路中較典型的應(yīng)用電路,它對(duì)電路時(shí)間常數(shù)τ和輸入信號(hào)的周期T有著特定的要求.
RC串聯(lián)電路,如果滿足τ=RC
(2)
由式(2)可知:電路的輸出信號(hào)電壓與輸入信號(hào)電壓的微分成正比,電路如圖4⑴.
將圖4⑴中的R與C位置調(diào)換一下,即由C端作為響應(yīng)輸出,且當(dāng)電路參數(shù)的選擇滿足τ=RC>>T/2條件時(shí),則稱(chēng)為積分電路.
(3)
由式(3)可知:電路的輸出電壓與輸入電壓的積分成正比,電路如圖4⑵.
2.3 實(shí)驗(yàn)儀器與軟件介紹
聲卡是多媒體技術(shù)中最基本的組成部分,是實(shí)現(xiàn)聲波/數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換的一種硬件.在一塊聲卡上有晶振,AD/DA轉(zhuǎn)換芯片和數(shù)字處理芯片及其他輔助電路.因此,它可以作為數(shù)據(jù)采集卡使用,不過(guò)被采集號(hào)的頻率被限制在音頻范圍之內(nèi).設(shè)定了采集頻率,采樣位數(shù),緩沖區(qū)大小之后,再利用聲卡的DMA方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作。利用LabWindows/CVI環(huán)境下,借助硬件驅(qū)動(dòng)程序?qū)β暱ǖ牟杉l率,采樣位數(shù),緩沖區(qū)大小等分別進(jìn)行控制,根據(jù)用戶的需要調(diào)整波形顯示,進(jìn)行波形分析,從而構(gòu)成功能強(qiáng)大的虛擬存儲(chǔ)示波器.
Cool Edit軟件與外電路是通過(guò)聲卡的連接,當(dāng)外電路的開(kāi)關(guān)關(guān)閉再打開(kāi),在Cool Edit軟件的界面會(huì)顯示出電壓與時(shí)間的關(guān)系圖形.將圖形剪切下來(lái),與.mav的文件形式儲(chǔ)存起來(lái).
MATLAB是數(shù)學(xué)軟件,主要用于對(duì)圖象的研究,精確度較高.
2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
(1)設(shè)置聲卡
① 打開(kāi)聲音高級(jí)控制.
圖5
② 選擇錄音屬性,打開(kāi)錄音音量控制面板,將輸入方式選成Line。
③ 關(guān)閉不必要的聲音特效,以免左右聲道互相干擾。
④ 如果無(wú)信號(hào)時(shí)背景噪聲較大,可以嘗試將一些選項(xiàng)靜音,特別是CD音頻。
⑤ 調(diào)整輸入和輸出的平衡,可借助示波器部分和信號(hào)發(fā)生器部分實(shí)現(xiàn)。
這時(shí)信號(hào)是從Line In 口輸入的.在輸出音頻信號(hào)時(shí),輸入口是沒(méi)有信號(hào)的.
如果使用其他聲卡,可參照以上步驟設(shè)置.注意使用萬(wàn)能聲卡驅(qū)動(dòng)程序或自帶驅(qū)動(dòng)程序,不要使用Windows帶的驅(qū)動(dòng)程序.如果仍無(wú)法正確工作,可換一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序試試.可能出現(xiàn)的情況:
a 聲卡上沒(méi)有Line In口,只有MIC口,在一些廉價(jià)主板集成的聲卡上會(huì)有這種情況,因?yàn)镸IC口通常是聲道,也就是示波器只能單蹤工作.
b 打開(kāi)信號(hào)發(fā)生器,示波器上同時(shí)顯示波形,這是輸出反饋到輸入端造成的,可修改各項(xiàng)設(shè)置.
(2) 在實(shí)驗(yàn)線路板上選取R=5kΩ,C=10μF組成如圖2所示的RC充放電電路.NE555信號(hào)發(fā)生器輸出的方波信號(hào)電壓U=1.5V,頻率f=1kHz,將自制電纜線Φ3.5立體聲插頭插入聲卡的Line In,另一邊接到實(shí)驗(yàn)線路板上的激勵(lì)端口所在位置.
(3) 在虛擬示波器上觀察激勵(lì)與響應(yīng)的變化規(guī)律,來(lái)測(cè)時(shí)間常數(shù)τ,通過(guò)調(diào)整虛擬示波器界面上的增益、時(shí)基和網(wǎng)格按鈕,可清晰地觀測(cè)RC的響應(yīng)曲線,并可計(jì)算出時(shí)間常數(shù)τ.對(duì)于R=5kΩ,C=10μF的RC響應(yīng)曲線如圖6所示.
圖6
(4) 適當(dāng)?shù)馗淖冸娙莼螂娮柚担^察波形變化情況,記錄觀察到的現(xiàn)象.
①選取R=10kΩ,C=10μF,觀察并繪制響應(yīng)的波形,繼續(xù)增大C之值,定性地觀察響應(yīng)的影響.
②選取R=15kΩ,C=20μF,組成如圖4(1)所示的微分電路,在同樣的方波激勵(lì)信號(hào)作用下,觀測(cè)并繪制激勵(lì)與響應(yīng)的波形.
3 數(shù)據(jù)分析電壓時(shí)間
實(shí)驗(yàn)所測(cè)得電壓隨時(shí)間變化曲線如圖7
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
①通過(guò)計(jì)算在相同時(shí)間點(diǎn)電壓理論計(jì)算值與電壓實(shí)際測(cè)量的結(jié)果的比例進(jìn)行比較,我們可以發(fā)現(xiàn)相同時(shí)間的電壓比值幾乎相等,作者在通過(guò)改變R與C的值發(fā)現(xiàn)相似的結(jié)論,由此可以證實(shí)前人研究.
②本實(shí)驗(yàn)精確度較高,但難免有誤差的出現(xiàn),首先在截圖時(shí),很難從電壓最大值開(kāi)始截取;其次在用MATLAB對(duì)圖形進(jìn)行處理時(shí),很難在特定時(shí)間內(nèi)找到所對(duì)應(yīng)的電壓值點(diǎn),作者因此選取在此附近的點(diǎn),由此產(chǎn)生的誤差可達(dá)到萬(wàn)分之一.而且用聲卡測(cè)試儀器時(shí),難免有噪音的的影響.
③聲卡測(cè)試儀器的優(yōu)點(diǎn):可以將電路與計(jì)算機(jī)連接在一起,并截取錄音,傳送給計(jì)算機(jī)處理.
聲卡測(cè)試儀器的局限性:容易受外界環(huán)境及本身其他的功能影響.
5 結(jié)束語(yǔ)
本實(shí)驗(yàn)室屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用實(shí)驗(yàn),難度較高。實(shí)驗(yàn)要求會(huì)使用Cool Edit Pro 2.0,MATLAB6.1等軟件,熟悉聲卡的原理,計(jì)算機(jī)基本知識(shí)及物理原理等等.在此應(yīng)該特別感謝魯曉東老師,胡依杰同學(xué)及費(fèi)芬同學(xué)對(duì)我的幫助,他們幫助我找到很多關(guān)于這方面的資料.在此次實(shí)驗(yàn)中證實(shí)前人已經(jīng)得出的RC電路放電電壓變化規(guī)律,即電壓與時(shí)間的關(guān)系式結(jié)論.
2科技競(jìng)賽的組織實(shí)施
2.1科技競(jìng)賽項(xiàng)目及要求
首先關(guān)于舉辦大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)科技競(jìng)賽的通知。競(jìng)賽分為初賽、實(shí)驗(yàn)操作和答辯三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行,報(bào)名與參賽均以組為單位,每組兩人。初賽以筆試形式考查報(bào)名選手的基本知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能。實(shí)驗(yàn)操作考察學(xué)生的動(dòng)手能力和靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力,參照我校現(xiàn)有儀器和條件,提出競(jìng)賽項(xiàng)目及要求:(1)學(xué)生在校期間完成的物理思想清晰,物理知識(shí)點(diǎn)明確的實(shí)驗(yàn)制作或測(cè)試方法和手段。(2)學(xué)生在校期間完成的物理思想清晰、與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的科研論文和教學(xué)論文。教學(xué)論文包括物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法的改進(jìn)、現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理優(yōu)化等。(3)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有儀器進(jìn)行改進(jìn),使操作更加便捷、測(cè)量更加精確;對(duì)物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有儀器進(jìn)行重新組合,開(kāi)發(fā)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,完成新的實(shí)驗(yàn)功能;基于物理課現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,提出新的實(shí)驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)操作中要求兩名選手團(tuán)結(jié)協(xié)作,按照自己的設(shè)計(jì)方案在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成儀器調(diào)試、數(shù)據(jù)測(cè)量、提交報(bào)告。
2.2評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)
由任課教師對(duì)學(xué)生提交的論文進(jìn)行評(píng)定,要求論文的物理思想清晰,物理知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)確,論文結(jié)構(gòu)合理,語(yǔ)言描述流暢,符合科技論文的基本要求。
2.3評(píng)獎(jiǎng)辦法
由任課老師在每自然班篩選出三組同學(xué)進(jìn)入最終的競(jìng)賽,評(píng)獎(jiǎng)小組由所有任課教師和物理實(shí)驗(yàn)老師共同組成,最終采用答辯方式確定前三等獎(jiǎng),并頒發(fā)獲獎(jiǎng)證書(shū)及獎(jiǎng)金。其成績(jī)可按一定比例計(jì)入大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的總成績(jī)。很明顯,這種充分體現(xiàn)學(xué)生實(shí)踐能力的競(jìng)賽項(xiàng)目及評(píng)獎(jiǎng)活動(dòng),會(huì)充分激發(fā)教師和學(xué)生做好物理實(shí)驗(yàn)的積極性和“教好”與“學(xué)好”的熱情,可有效地將老師和學(xué)生結(jié)合成統(tǒng)一的整體。
2.4科技競(jìng)賽項(xiàng)目實(shí)例
競(jìng)賽項(xiàng)目:利用萬(wàn)用表檢測(cè)較為復(fù)雜的集成電路故障所需儀器:萬(wàn)用表;集成電路操作過(guò)程分析:首先要根據(jù)故障現(xiàn)象,判斷出故障的大體部位,然后通過(guò)測(cè)量,把故障的可能部位逐步縮小,最后找到故障所在。集成電路中總有一個(gè)接地腳與印制電路板上的“地”線是接通的,由于集成電路內(nèi)部都采用直接耦合,因此,集成塊的其他引腳與接地腳之間都存在著確定的直流電阻。可通過(guò)用萬(wàn)用表測(cè)量各引腳的內(nèi)部等效直流電阻來(lái)判斷其好壞,若各引腳的內(nèi)部等效電阻與標(biāo)準(zhǔn)值相符,說(shuō)明這塊集成塊是好的;反之若與標(biāo)準(zhǔn)值相差過(guò)大,說(shuō)明集成塊內(nèi)部損壞。當(dāng)然,由于集成塊內(nèi)部有大量的三極管、二極管等非線性元件,在測(cè)量中單測(cè)得一個(gè)阻值還不能判斷其好壞,必須互換表筆再測(cè)量一次,獲得正、反向兩個(gè)阻值。
只有當(dāng)內(nèi)部直流等效電阻正、反向阻值都符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí),才能斷定該集成塊完好。也可采用在路測(cè)量。先測(cè)量其引腳電壓,如果電壓異常,可斷開(kāi)引腳連線測(cè)接線端電壓,以判斷電壓變化是由元件引起,還是集成塊內(nèi)部引起。在路檢測(cè)集成電路內(nèi)部直流等效電阻時(shí)可以不必把集成塊從電路上拆下來(lái),只需將電壓或在路電阻異常的腳與電路斷開(kāi),同時(shí)將接地腳也與電路板斷開(kāi),其他腳維持原狀,測(cè)量出測(cè)試腳與接地腳之間的內(nèi)部直流等效電阻的正、反向陽(yáng)值便可判斷其好壞。效果與不足:學(xué)生通過(guò)競(jìng)賽對(duì)萬(wàn)用表的使用方法和注意事項(xiàng)有了更加深入的理解,通過(guò)對(duì)復(fù)雜的集成電路故障的分析檢測(cè),對(duì)各種儀器設(shè)備的電路故障分析檢測(cè)能力有了明顯的提升,懂得了學(xué)以致用的樂(lè)趣,對(duì)其他的物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也有了濃厚的興趣。不足之處是每個(gè)自然班只有三組同學(xué)參加競(jìng)賽,競(jìng)賽的影響面不夠?qū)拸V,今后要進(jìn)一步擴(kuò)大參賽同學(xué)的人數(shù)。
2教學(xué)方法改革
2.1以多媒體技術(shù)進(jìn)行輔助教學(xué),以形象代替抽象
近年來(lái),射頻電路應(yīng)用的頻率越來(lái)越高,為適應(yīng)現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展的需要,讓學(xué)生了解高頻電子通信技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。教學(xué)過(guò)程中,使用多媒體手段進(jìn)行輔助教學(xué),將教材中的圖形、文字、公式及推導(dǎo)過(guò)程形象的展示在課堂上,以取得更好的教學(xué)效果,同時(shí),對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)部分設(shè)計(jì)生動(dòng)的Flas演示,便于學(xué)生對(duì)內(nèi)容的理解和提高學(xué)習(xí)興趣。在課堂上使用ADS等軟件,對(duì)相關(guān)章節(jié)涉及的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示,直觀地反映電路的工作原理,讓學(xué)生更加形象地掌握電路的工作原理和工作過(guò)程,使學(xué)生對(duì)整個(gè)電路有更加深刻的認(rèn)識(shí)。以形象代替抽象,提高了傳統(tǒng)教學(xué)方法及手段難以達(dá)到的教學(xué)效果。
2.2通信電子電路課程設(shè)計(jì)
課程設(shè)計(jì)是繼理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)之后的又一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),它的任務(wù)是在學(xué)生掌握電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)與單元電路的設(shè)計(jì)能力之后,利用Multisim、ADS等EDA軟件讓學(xué)生綜合應(yīng)用通信電子電路知識(shí)進(jìn)行高頻通信系統(tǒng)電路的仿真設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)測(cè),提高綜合應(yīng)用知識(shí)的能力。在理論課程教學(xué)期中考試完成以后,引導(dǎo)學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,自主選題、自主設(shè)計(jì)來(lái)完成,設(shè)計(jì)過(guò)程中要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理和撰寫(xiě)總結(jié)報(bào)告等工作,不斷提高同學(xué)的自我學(xué)習(xí)能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和組織實(shí)施能力。具體做法是:(1)自主選題(3名學(xué)生自由組合為小組),利用Multisim、ADS等EDA軟件對(duì)選題進(jìn)行調(diào)研、分析和設(shè)計(jì),并利用軟件仿真得出較為合理的參數(shù)和結(jié)果;并用實(shí)驗(yàn)完成選題的設(shè)計(jì)要求,形成創(chuàng)新性作品。(2)學(xué)生根據(jù)選題任務(wù)書(shū)撰寫(xiě)論文。(3)教師根據(jù)創(chuàng)新性作品完成情況、論文評(píng)定給出成績(jī),成績(jī)計(jì)入學(xué)期總成績(jī)。(4)選拔部分能力較強(qiáng)的學(xué)生設(shè)計(jì)制作實(shí)際電路,為參加課外科技創(chuàng)新活動(dòng)做準(zhǔn)備。
3理論課程中軟件實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)建設(shè)
通信電子電路理論課程配有相應(yīng)的硬件實(shí)驗(yàn)課程,該課程傳統(tǒng)開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以單元電路的驗(yàn)證為主,且實(shí)驗(yàn)條件有限,學(xué)生的主觀能動(dòng)性沒(méi)有充分發(fā)揮。鑒于目前射頻電路的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,我們對(duì)課程進(jìn)行改革,加入軟件實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),讓學(xué)生利用ADS等軟件完成射頻通信電路的設(shè)計(jì)、仿真和測(cè)試,對(duì)一些新技術(shù)、新器件,及硬件實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,可以利用仿真軟件及時(shí)的跟蹤、了解、學(xué)習(xí)使用。提高其綜合應(yīng)用和動(dòng)手實(shí)踐的能力。如軟件實(shí)驗(yàn)之一“射頻寬帶放大器的設(shè)計(jì)與仿真”,我們進(jìn)行了直流分析、設(shè)計(jì)偏置電路、電路穩(wěn)定性設(shè)計(jì)、輸入匹配設(shè)計(jì)、匹配網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)和原理圖仿真等內(nèi)容。在2.45GHz處,增益為14dB,噪聲系數(shù)小于0.7dB,整個(gè)電路無(wú)條件穩(wěn)定,實(shí)現(xiàn)射頻寬帶放大器的設(shè)計(jì)。通過(guò)射頻寬帶放大器的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生對(duì)理論知識(shí)有了更深刻的認(rèn)識(shí),并鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,達(dá)到了預(yù)期的效果。
4促進(jìn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)
通過(guò)“通信電子電路”課程改革與實(shí)踐教改項(xiàng)目的實(shí)施,不斷吸引教師加入,形成教師團(tuán)隊(duì),建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、學(xué)術(shù)水平高、教學(xué)能力強(qiáng)的教師梯隊(duì)。在完成“通信電子電路”、“通信電子電路實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)、指導(dǎo)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,形成團(tuán)隊(duì)互動(dòng),優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享,提高指導(dǎo)教師的綜合實(shí)踐能力,提升競(jìng)賽成績(jī)。