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        模擬電子技術(shù)實驗仿真教學(xué)研究

        2018-10-20 09:36:26秦永華廖英杰
        炎黃地理 2018年9期
        關(guān)鍵詞:理論實驗課程

        秦永華 廖英杰

        “本科評估”建設(shè)中九江學(xué)院定位于教學(xué)型學(xué)校,培養(yǎng)應(yīng)用型人才、服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)。因此,在“寬基礎(chǔ)”教育、專業(yè)教育上要保證基本理論和基本分析方法的教授,同時突出應(yīng)用特點。保證基礎(chǔ)正是強(qiáng)化實踐、提高技能,提高專業(yè)素質(zhì)。在電子專業(yè)當(dāng)中“模擬電子技術(shù)實驗”作為專業(yè)基礎(chǔ)課程,它是幫助學(xué)生理解模擬電子技術(shù)基本理論的重要手段,培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題,加強(qiáng)實踐能力的重要環(huán)節(jié)。

        1.模擬電子技術(shù)實驗現(xiàn)狀

        “模擬電子技術(shù)課程實驗”的內(nèi)容主要是常用放大電路。有元器件性能研究、基本放大電路、反饋電路、集成運(yùn)算放大器、直流電源等。對應(yīng)每個理論部分都設(shè)有實驗。目前實驗采用的設(shè)備是模擬電子技術(shù)實驗箱。在使用過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)有很多問題。比如說使用時間比較長實驗器件老化,實驗電位計接觸不良,電源部分、三極管等也被燒掉、損壞比較多,這些問題使得實驗板有很多不能正常使用。那么如果是學(xué)生遇到這樣的情況,他們做實驗的時候沒有辦法得到結(jié)果,就很失望。學(xué)生做實驗,特別是課程初期的幾個實驗,相對不夠熟悉,遇到出錯例如接線的不規(guī)則,但是找不出原因,只能重新搭建電路,不停的拆搭花費了很多時間,實驗效率很低。以上問題的頻繁出現(xiàn)嚴(yán)重影響到學(xué)生做實驗的心情以及進(jìn)度。

        實驗操作課程本身存在不足:首先實驗的內(nèi)容基本是驗證性,驗證理論講解內(nèi)容、基本知識,相對缺少設(shè)計內(nèi)容。第二實驗儀器采用實驗板,學(xué)生連接少量導(dǎo)線、只需撥動開關(guān),就能完成操作,接上儀器就能完成對電路的測試而沒有完整的接線過程,也就不了解整個電路的布局,對認(rèn)識電路的構(gòu)成有欠缺,學(xué)生對于電路的應(yīng)用及所起的的作用了解不夠。在驗證實驗當(dāng)中應(yīng)加入設(shè)計內(nèi)容,加強(qiáng)對電路基本原理、基本結(jié)構(gòu)理解以及技能操作水平。再有,實驗所需的時間比較長,相對效率較低。加上儀器本身的缺陷,使得實驗的效果不太理想。因此我們需要改進(jìn)一下狀況。

        如何提高實驗效率和使用結(jié)果?需要采取另外的方式來激發(fā)學(xué)生做實驗的熱情。逐步引導(dǎo)幫助學(xué)生對模擬實驗有更好的操作。

        2.仿真軟件介紹

        基于以上原因,我們引入仿真軟件實行仿真實驗。將理論、實驗和計算機(jī)相結(jié)合,采用仿真方式從而改善教學(xué)效果。

        Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件(該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司)。Proteus電子電路仿真軟件,從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真,一鍵切換到PCB設(shè)計,真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺。

        3.仿真實驗

        向同學(xué)們介紹Proteus軟件,激發(fā)同學(xué)們興趣好學(xué)心,大家很快了解了仿真軟件,利用計算機(jī)獲得仿真實驗結(jié)果,做出了好作品,大大增強(qiáng)了實驗效果,也提高了同學(xué)們的綜合能力。

        以基本放大電路中單管共射放大電路為例,說明仿真實驗的形式和效果。

        (1)制作放大電路仿真實驗

        用Proteus軟件繪制電路。這是一個分壓式穩(wěn)定靜態(tài)工作點電路,不僅完成實驗電路的原理組成,而且確定了相關(guān)參數(shù),對電路有了更加深刻的認(rèn)識和更加深入的定量研究。共射放大電路的靜態(tài)參數(shù)結(jié)果顯示在標(biāo)識分析點,觀測參數(shù)與理論計算相呼應(yīng),實現(xiàn)了理論與實踐的統(tǒng)一,達(dá)到更好的實驗效果。

        (2)放大電路動態(tài)分析仿真實驗

        放大電路的動態(tài)放大行為用示波器表現(xiàn),當(dāng)輸入信號改變時,觀測輸出信號同步變化,從而完成對放大電路的直接觀察。

        (3)關(guān)鍵參數(shù)仿真研究

        旁路電容的影響在模擬電路理論分析中是重點,通過仿真實驗比較旁路電容連接和斷開時電路運(yùn)行結(jié)果,可清晰分辨旁路電容對放大電路的影響,從而對實際操作實驗有引導(dǎo)和支撐作用。

        4.仿真實驗總結(jié)

        用軟件進(jìn)行仿真實驗。能夠彌補(bǔ)硬件實驗不足。實驗原理、實驗參數(shù)、實驗結(jié)果以及關(guān)鍵點通過計算機(jī)仿真手段展現(xiàn)出來,學(xué)生能夠快捷而方便地學(xué)習(xí)到的理論知識和操作技能,這樣大大提高學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情和積極性,變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí),發(fā)揮了仿真實驗的積極作用。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 趙新穎,王麗紅.Multisim在模擬電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用. 湖南郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2014,4:32-36

        [2] 程春雨,吳振宇.適合層次化教學(xué)模擬電子技術(shù)實驗平臺的研制.實驗室科學(xué).2014,10:34-36

        [3] 段薀.模擬電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計教學(xué)實踐.電子制作,2014,10:171-173

        [4] 徐鈴.基于工作過程及能力本位的應(yīng)用電子專業(yè)課程體系改革. 中國電力教育,2009, 146(10):119-120

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