期刊在线咨询服务,发表咨询:400-888-9411 订阅咨询:400-888-1571股权代码(211862)

期刊咨询 杂志订阅 购物车(0)

通信电子电路论文模板(10篇)

时间:2023-01-07 15:26:53

通信电子电路论文

通信电子电路论文例1

(1)所使用的通信电子线路教材的知识内容繁多,教材内容理论性强,数学公式和公式推导较多,绝大部分电路为非线性电路,要用非线性电路的分析方法来分析,强调掌握基本原理,忽视“感性材料”和“应用材料”的重要作用,较少考虑学生职业技能与应用能力的培养,妨碍了学生对相关知识基本原理的掌握.

(2)本课程工程性、应用性强,而且理论课安排与实践不在同一个学期,实验与课程设计仅36学时,在很大程度上影响学习效果.

(3)通信电子线路学习内容主要是分立元件电路,与社会需求的集成电路不一致.

2改革方案

2.1教学内容改革

目前有关通信电子线路的教材大部分以介绍分立元件电路为主,我们现选用的是刘彩霞等编著的《高频电子线路》也不例外,分立元件电路学习更利于学生了解各电路的组成原理,而且分立元件价格便宜,实现成本低,有利于学生自主进行电路设计.但目前所售电子产品的结构主要以集成电路为主,大大减少分立元件使用,随着集成规模不断扩大,电路设计新技术、新器件不断出现,为了达到学校应用型人才培养目标,满足社会需求,在理论教学过程中,考虑适当淡化分立元件电路分析、设计内容,加强集成电路外部特性、功能应用的分析.例如:学习调幅、调角、锁相电路时,可介绍一些芯片在这些电路的应用实例.课程学习以学生熟悉的无线话筒、收音机作为模拟通信系统的例子为主线,先介绍整个课程各章节涉及的模块在系统中的功能,让学生对系统有一个总体的概念,不至于“只见树木不见森林”.各部分电路的授课侧重点在电路各部分的作用、电路特点,推导过程仅做大概介绍,推导结果的实际意义可以做深入分析,讲述电路工作原理跟实际电路要紧密结合,比如,学习反馈型振荡器原理,可以结合广泛应用、简单可行的电容反馈三点式振荡电路作分析,从这个切入点“举一反三”,可以更好理解电路的原理;善于利用图、表进行分析,比如,通过选频特性曲线来理解放大电路的中心频率、通频带、选择性等指标参数的意义.课堂适当利用仿真软件,通过调整电路一些元件的参数,观察元件参数变化对输出波形的影响,从直观上看到电路各元件的作用.例如,讲述调幅信号概念、分析调幅信号时,利用仿真软件可以看到调幅电路输出的调幅波,并改变调制输入信号等参数观察波形的变化,便于学生对比学习,激发学习兴趣.

2.2教学方法的研究

以理论与实践紧密结合为出发点,根据学生实际情况,探索集多媒体和板书教学、互动式教学、网络教学于一体的立体教学方式.

(1)多媒体和板书教学相结合.多媒体教学手段能将难懂的内容直观化,突出要点,有助于抽象的概念的理解和方法的掌握;多媒体方法图文声像并茂,能充分调动激发学生的学习兴趣,吸引学生注意力,有助于提高教学效果.通过多媒体仿真实验演示,让学生更好地理解课程教学难点,培养学生的探索、创造能力,如讲述频率调制时,将调制前后的波形用多媒体展示进行对比,学生就十分容易理解频率调制的概念.该课程有大量的电路图、波形图,利用多媒体还可以节省画电路图的时间,提高课堂教学效率,避免了传统板书画图耗时,容易出错的弊病.这门课程中公式推导很多,若只是利用多媒体展示,学生一下难以理解相关内容,因而对课程的重点、难点通过板书教学效果更好,教师边写边提问让学生对某个问题进行思考,通过问题驱动学生去学习、讨论,从而解决问题.

(2)课堂授课的多样化.在教学过程中,充分注重实践的引导作用,需要时从实验室找一些元器件、电路板等实物带到课堂上让大家传看,让学生可以切实感受到单元电路的功能,每个元件的作用,大大提高学习兴趣.也可考虑把教学课堂搬到实验室进行,边演示边讲述理论知识,使学生有直观感性认识,这样能很好地帮助学生理解理论知识,激发学习积极性.

(3)网络平台作为辅助学习方式.网络化教学提供了培训教师与学生之间实时或非实时的、多种方式的互动平台.利用这个平台学生根据存在的问题选择相应的内容进行学习,学生能在合适的时间轻松愉快的环境中更好地进行学习,极大地调动学生的学习积极性,教师可以利用平台为学生构建含有丰富教学资源的学习环境,对学生学习行为的跟踪,与学生互动,为教学提供很大的方便.

2.3实践教学

以大实验观为指导思想,多方位利用现有教学资源,建立集类型多样化实验项目、课程设计、毕业设计、课外创新活动以及教师科研于一体的实践教学体系,有效解决了课内学时不足带来的瓶颈问题.

(1)实验项目:实验跟理论课安排在同一学期,便于学生边学习边实验,有利于学生加深通信电子线路基本单元电路的理解,掌握通信电路参数的测量方法.另外,理论课教师要参加实验教学,这样有助于提高教师理论与实践结合的能力.

(2)课程设计:课程设计旨在培养学生的设计应用能力、分析解决问题的能力.课程设计过程中,老师只从设计方法上做指导,具体设计由学生根据老师的要求到网上或图书馆自行查找资料,独立完成无线发射接收系统的电路设计及其PCB板的设计,使学生的实践技能和应用能力得到较大的提高.

(3)课外创新实践:为了鼓励学生积极参与科学研究、技术开发、学科竞赛及各类社会实践活动,提高学生综合运用知识能力、系统设计与工程实践能力,培养创新意识和团队协作精神,在学生中搭建创新实践的平台.创新实践以学生课外自学为主,教师辅导为辅,学生可根据兴趣自行选题,或由教师给出相关参考方向,设计并制作一个具有某种功能的通信电子系统.同时,积极鼓励学生参加部级、省级、校级等各种电子信息类大赛活动,参加创新创业训练计划活动,让学生参与教师的科研项目.项目组成员最好有层次搭配,让高年级学生带领低年级的学生一起完成实践项目.通过实践训练,部分学生会具备一定的通信电路分析设计和解决问题能力,对通信方向产生强烈的兴趣.通过做项目的少数同学激发班里其他同学参与项目的热情,在同学中形成爱学习、爱动手的良好氛围.

通信电子电路论文例2

高等职业教育是高等教育由精英教育向大众教育转变而形成的一种新的教育类型,与本科教育不同的是,高等职业教育更加突出专业重点,主动适应社会的实际需求,应用性、针对性和适应性是高等职业教育的区别于本科教育的主要特点。在高等职业教育中,《高频电子线路》是应用电子技术、通信工程等相关电子专业的一门重要的专业基础课程,该课程以模拟通信系统的组成原理为引导,侧重介绍了无线通信系统主要单元的基本工作原理和基本分析方法,是一门理论性和实践性都很强的课程。《高频电子线路》具有内容抽象、理论性强、专业术语较多、名词概念较多、与实践密切相关等特点,历年来,学生普遍反映内容宽泛、理论空洞、难于掌握。如何让学生更好地了解并掌握高频电子线路的知识,培养学生对高频电子线路的分析、设计、应用能力,是该课程教学改革急需解决的问题。

一、教学理念的改革

高职教育在教学理念上应“以学生为中心,以实际应用为导向”。“以学生为中心”这一概念源于19世纪美国教育学家杜威所提出的“以儿童为中心”的理念。他反对在教学中以教师为中心,反对在课堂教学中采用由上而下的灌输式、填鸭式教学,提出了“以儿童为中心”组织教学,充分发挥儿童的学习主动性。在《高频电子线路》教学中,也应针对学生高中基础知识薄弱,理论功底不好,理论分析和公式的推导能力不如本科学生的特点,在教学理念上采用“以学生为中心,以实际应用为导向”,为《高频电子线路》课程教学打下良好基础。

(一)了解学生的个人因素

每个学生都是独立的个体,他们有着不同的家庭背景、教育背景,这些对学生的学习活动会产生不小的影响。因此,上课前,任课教师应深入到学生当中,充分了解学生的情况是一项必不可少的工作。例如,本教学班学生的文理科比例、高考情况、高中阶段学习情况等。

(二)了解学生相关基础课程学习情况

《高频电子线路》是在学生已经完成《高等数学》、《电路基础》、《模拟电子线路》课程的学习前提下,而开设的一门是专业基础课。该课程与《电路基础》、《模拟电子线路》知识有很大的关连,《电路基础》、《模拟电子线路》是该课程的前导课程。在教学前教师应对学生学习《电路基础》、《模拟电子线路》情况了一个充分的了解,以便在以后的教学中做到心中有数。

(三)了解当前无线通信技术的最新进展

《高频电子线路》是与实际结合较紧密的一门课程,其中的调制与解调、小信号谐振放大、功率放大等概念充分运用在当前的移动通信、无线互联网等领域,教师应收集相关信息,在教学中相关知识讲解时,把当今无线通信技术的最新进展和运用情况介绍给学生,让学生对课程的应用有更深入的认识。

二、教学内容的改革

《高频电子线路》课程教学以单元电路的工作原理和性能分析为重点,内容广泛、涉及的电路多、分析计算较复杂,学生由于从未接触过相关专业的实际工作,对高频电子线路的应用知之甚少,于是导致对高频单元电路的工作原理与性能理解不够深刻,只能是死记硬背,加上高等职业学院的学生理论基础薄弱,空洞的理论分析与计算对学生的学习兴趣和勇气打击不轻。为此,笔者提出要针对高等职业学院的学生,改革《高频电子线路》课程的教学内容,从补充基础知识入手,引入数学模型,“授之以鱼”,不如“授之以渔”。

(一)适当补充必要的基础知识

现在的大多数高等职业教育的《高频电子线路》教材,起点均是在学生已经学完了《电路基础》、《模拟电子线路》两门课程,均未涉及《电路基础》、《模拟电子线路》的相关知识,但是由于高等职业教育的特殊性,《电路基础》、《模拟电子线路》受课时限制,在《高频电子线路》所需要的基础知识的讲解上还不够清晰和深入。对此,教师在授课过程中,应适时地插入《高频电子线路》所需要的《电路基础》、《模拟电子线路》的补充讲解。

例如《高频电子线路》课程大量应用到了谐振电路的相关知识,而学生在《电路基础》课程中由于课时限制,对谐振电路只作为了解内容,简单地作了了解,在《高频电子线路》教学中就明显感到所学知识不够用。这就要求教师在教学中及时地对课程所涉及的基础知识加以补充和深入。

(二)引入《模拟电子线路》中的数学模型知识,为单元电路分析提供分析工具

应将《模拟电子线路》中的数学模型知识引入到《高频电子线路》教学中,建立了数学模型,理论分析才能够深入,学生理解起来更容易。

例如在《高频电子线路》的高频小信号放大器的讲授中,直接给出了其交流等效电路如图1,经过多年教学实践发现,大多数学生对此都感到不解。

图1 高频小信号放大器电路及交流通路图

对此,教师在教学中应结合《模拟电子线路》课程中对放大的直流与交流分析,由浅入深,先直流后交流,把高频小信号放大器的工作原理讲清楚,讲透彻。具体来说,就是先讲《模拟电子线路》中对放大电路分析方法,让学生对晶体管h参数等效模型方面的知识进一步加深认识和理解,然后再过渡到《高频电子线路》的高频小信号放大器的交流等效电路的分析,通过两者的对比分析,找出其共同点和不同点,这样会使学生更容易理解和掌握。

图2 模拟电子线路中的共射放大器电路及交流等效电路

三、教学手段的改革

丰富的教学手段对教学的辅助作用是不言而喻的,《高频电子线路》理论性强,概念多,内容繁杂,学生在学习过程中容易感到抽象、枯燥。教师在教学中应尽可能地采用课堂演示实验、多媒体教学等多样的教学手段,活跃课堂气氛,激发学生学习兴趣。

(一)教学中应尽可能采用多媒体教学手段

利用多媒体教学手段,可以使《高频电子线路》中的抽象、枯燥的内容变得生动形象。例如《高频电子线路》中的信号调制解调过程,就可以利用软件做成多媒体动画,让信号的调制解调的演变过程更加形象化,从而加深学生对信号调制解调过程的理解和认识。

(二)把课堂搬到实验室

《高频电子线路》的理论教学中,还可以在理论分析基础上,做课堂演示实验,用实验数据去证实理论分析的结果,把看不见、摸不着、晦涩难懂的理论变成看得着的波形、读得出的数据、明显的声、光效果。

例如在高频功率放大器的电路原理分析教学中,教师可以把课堂搬到实验室,通过对具体高频功率放大器的实验,用波形、数据来对理论分析进一步地验证,这样可以收到事半功倍的效果。

四、结语

《高频电子线路》是一门理论性和实践性都很强的课程,通过对高职学生的多年教学,笔者提出了自己的一些看法,希望对该课程教学改革的提供有益借鉴。

参考文献:

[1]林春方.高频电子线路[M].北京:电子工业出版社,2010.

[2]李国平,武海艳.谈谈高频电子线路教学[J].科技信息,2006(10).

[3]申功迈、钮文良.高频电子线路[M]西安.西安电子科技大学出版社,2005.

通信电子电路论文例3

[中图分类号]G642

[文献标识码]A

[文章编号]2095-3712(2014)28-0059-03

[基金项目]本文系广西高等教育教学改革工程项目(2013JGZ128)的研究成果。

[作者简介]陈冬梅(1976―),女,湖北荆门人,硕士,桂林电子科技大学信息与通信学院副教授,研究方向:无线通信,通信网络。

通信电子电路是通信工程、电子信息工程、电子科学与技术等专业中的一门重要的专业基础课,也是一门理论性、工程性和实践性很强的专业基础课。它主要研究模拟通信系统中一些基本单元电路的组成、工作原理及功能、基本分析方法和工程计算方法,强调电路结构和单元电路的模型化。[1]通过学习这门课程,学生可以初步具备通信系统的设计和安装技能,并能使用电子仪器进行调整和测试,为以后专业课的学习打下基础。本文根据多年的教学实践,分析该课程教学现状,探索教学改革。

一、课程教学现状

(一)教学内容多,课时少

根据学校的教学改革要求,通信电子电路课程的课时被压缩,造成教学内容多与教学课时少的矛盾。[2]同时,先修课程所接触的电路基本上都是线性电路,而本课程涉及的电路是非线性电路,因此教师教得费力,学生学得吃力。

(二)与先修课程、后续课程联系密切

通信电子电路的先修课程有高等数学、大学物理、电路分析基础、模拟电子技术、信号与系统等,后续课程有通信原理、现代移动通信系统等,因此它是一门承前启后的课程。[3]

(三)理论教学与实践教学的脱节

理论教学中介绍的电路多是分立元件电路且没考虑实际电路的高频效应,学生在课堂上很少接触实际的电子产品及电路,实践教学多以验证实验为主,缺少创新性和自主性。[4]

(四)理论教学和集成电路学科发展差距大

理论教学仍以较为经典的分立元件电路的内容为主,这与集成电路学科发展的差距较大,造成学生所学与所用脱节,学而无用的现状,也就是说,学生在学习本门课程之后难以设计出实用的高频、射频电路,甚至连相关的文献资料也看不懂。

二、教学改革的探索

针对上述教学现状,本文对通信电子电路课程教学改革进行了如下探索:

(一)修改教学大纲,精简教学内容

随着通信技术和集成电路技术的飞速发展,电路的集成度越来越高,通信电子电路的课程教学大纲和教学内容要顺应时代潮流不断更新,删除、缩减一些陈旧的教学内容,比如丙类倍频器、二极管调幅电路等,增加一些新技术的介绍和典型的集成电路模块,比如锁相环倍频器、集成模拟乘法器调幅电路等。除此之外,相似内容避免重复讲,比如幅度调制、乘积型同步检波、混频器等电路的核心器件都是相乘器,只需要详细介绍首先接触到的幅度调制电路选用什么样的相乘器来实现以及相乘器工作原理,后两种电路中的相乘器介绍即可忽略。

(二)改进教学方法,实现本课程的承前启后

由于通信电子电路课程是一门承前启后的专业基础课,所以理论教学过程中要采用适当的教学法。

1.移植教学法引导学生“承前”

案例一:LC选频回路。

教学过程中,采用如下步骤进行:

(1)LC选频回路是线性元件电感、电容、电阻等组成的电路,因此它是一个线性系统。

(2)接着,让学生回忆信号与系统课程中线性系统的常用分析方法,即频域分析法,将信号与系统中的频域分析法移植到LC选频回路的分析中,从系统传输函数的幅频特性和相频特性两个方面来分析LC选频回路的选频效果。

案例二:正弦波振荡电路。

移植教学法可以不断提出问题让学生思考。教学过程中,采用如下步骤进行:

(1)设问:正弦波振荡电路是线性电路还是非线性电路?(是典型的非线性电路)这种非线性系统采用什么分析方法――图解法、幂级数分析法等?由于正弦波振荡电路在起振初期的信号是小信号,所以可以将正弦波振荡电路看作是一个近似的线性电路,采用模拟电子技术课程中微变等效电路分析方法来分析其振荡条件的满足。

(2)在微变等效电路分析的基础上推导振荡条件、振荡频率等。教学过程采用这种移植教学法给学生不断设问,引导学生思考问题,这样学生很容易接受陌生的教学内容,也能学会分析问题、解决问题的方法,也会明白学以致用的道理。

2.对比教学法引导学生“承前启后”

下面分别通过案例一说明如何采用对比教学法“承前”,通过案例二说明如何采用对比教学法“启后”。

案例一:高频小信号调谐放大器。

模拟电子技术中介绍过低频放大器,通信电子电路介绍高频小信号调谐放大器,如图1所示。这两者的共同点是都属于电压放大器,可以采用对比教学法分析高频小信号调谐放大器的性能,过程如下:

图1 高频小信号调谐放大器

(1)对比电路结构的不同。教学过程中可通过设问来比较两者的电路结构的不同。不同点之一:低频放大器的输入信号形式通常采用阻容耦合方式,高频放大器采用变压器耦合方式。不同点之二:低频放大器的负载是电阻,高频放大器负载是LC选频回路。

(2)分析步骤的异同点。分析步骤的异同点如表1所示。高频小信号放大器的分析部需要低频放大器的步骤一。因为低频放大器的微变等效电路采用H参数,H参数与放大器的静态工作点参数有关,而高频小信号放大器的微变等效电路采用Y参数,Y参数与放大器的静态工作点参数无关,所以忽略此步骤。接下来的步骤二是类似的,但是这部分学生往往对电容电感的处理感到棘手,教学中常用黑板板书列出电容电感元件处理方法的不同,如表2所示。步骤三是类似的,只不过分别采用H参数,Y参数微变等效电路。步骤四也是类似的,性能指标的计算有所不同而已。若采用这种对比教学法的话,学生能轻而易举地掌握高频小信号放大器的分析方法。

案例二:幅度调制、频率调制和相位调制。

本课程中介绍的三种调制方式都属于模拟调制方式,虽然模拟调制系统在现今通信中不大常用,但是模拟调制是后续课通信原理中模拟调制、数字调制的分析基础。两门课程都会介绍模拟调制,但是侧重点和分析内容不同,因此可以采用对比教学法来“启后”。比如,通信电子电路着重介绍调制信号是单频信号情况下的三种模拟调制原理及电路形成,而通信原理着重介绍调制信号是带限信号情况下的三种模拟调制原理及相应的模拟调制系统的性能分析,系统性能分将会有助于课程设计和毕业设计中如何选择一个合适的调制方式来实现通信。

(三)加强实践教学,以赛促学

实践教学是理论教学的重要辅助部分,也是提高教学质量的重要手段之一。对于通信电子电路课程来说实践教学尤为重要。

首先要合理安排实验内容,减少验证性实验,多让学生的动手设计部分电路或改进部分实验电路,这样既能加强对理论知识的理解,又能锻炼学生的动手能力。

其次要加强课程设计,丰富课程设计内容。针对学生的个人特点,课程设计可以设定为软件仿真类、硬件设计类课程设计,硬件设计类的课程设计也不一定要学生设计一个全新的通信系统,可以试着用学过的理论知识来改进现有电路以实现一个新的功能。

最后还要以赛促学,调动学生学习本门课程的积极性。教学过程中可以将全国电子设计大赛和广西电子设计大赛与本课程教学内容密切结合,课堂上适当介绍本学科的发展前沿,推动本课程的课程教学、教学改革等,激发学生的学习兴趣。我校的科协和创新基地等为学生提供了动手的平台,学生参加各类电子类大赛成绩斐然,很好地激发了学生的学习热情。[5]

(四)充分运用多媒体和仿真软件

在信息时代的大环境下,多媒体教学已成为一种趋势。多媒体教学融入文本、电路图、框图、动画等元素,使抽象的内容形象化、生动化,学生容易理解和接受。比如在讲解高频小信号调谐放大器时,通过多媒体动画演示,引导学生思考下一个要分析的问题是什么。

另外,将仿真软件Multisim引入到课堂教学,相当于将实验室搬到课堂中,利用强大的虚拟仪器仪表功能对讲授的单元电路进行仿真实验,这样可以加深学生对电路功能的理解,使教学内容更加直观。

三、结束语

本文针对通信电子电路的教学现状,对教学方法进行了探索,通过具体的教学案例重点介绍了如何实施移植教学法和对比教学法。总之,在教学过程中,只有不断进行教学方法的改进才能取得好的教学效果,激发学生的学习兴趣,培养学生的动手能力。

参考文献:

[1] 王卫东,陈冬梅,胡煜.高频电子电路[M].第3版.北京:电子工业出版社,2014.

[2] 陈冬梅,周胜源.Multisim 8软件在通信电子电路课程教学中的应用[J].桂林电子科技大学学报,2009(4):317-320.

通信电子电路论文例4

 

1.引言

随着电子技术和计算机技术的发展,电子产品已与计算机紧密相连,电子产品的智能化日益完善,电路的集成度越来越高,而产品的更新周期越来越短。电子设计自动化技术,使得电子线路的设计人员能在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。EDA是在计算机辅助设计(CAD)技术的基础上发展起来的计算机设计软件系统。与早期的CAD软件相比EDA软件的自动化程度更高、功能更完善,而且操作界面友善,有良好的数据开放性和互换性。

EWB仿真软件是常用的EDA软件之一。它是 Electronics Work Bench的简称,中文名称为“电子工程师仿真工作室”,是一种虚拟的电子工作平台。其仿真功能十分强大,能接近100%地仿真出实际电路的结果,它就像实验室桌面那样,提供示波器、信号发生器、扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换器、万用表等实验室必备仪器、仪表等。EWB软件具有以下特点:(1)采用直观的图形界面创建电路。,EWB仿真软件。。它在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台,绘制电路图需要的元器件和电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取。(2)软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似,可以实时显示测量结果。(3)带有丰富的电路元件库,提供多种电路分析方法。器件库没有的元器件还可以由外部模块导入,因此元器件选择范围很广,参数还可以十分方便的修改,不用像实际操作那样,因多次把原件焊下而损坏元器件和电路板,从而使电路调试变得方便快捷。,EWB仿真软件。。(4)可同其它流行的电路分析、设计和制版软件交换数据。(5)EWB是一个优秀的电子技术训练工具,利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验,可以仿真电路的实时运行情况,有助于使用者熟悉常用的电子仪器测量方法。

随着EDA技术的发展,利用电脑辅助设计进行电路模拟与分析,并进行输入与输出信号响应的验证,可有效地节省产品开发的时间与成本。本文采用电子设计平台EWB9.0,设计了可实现24小时制的功能可扩展的电子时钟。

2. 设计方案

24小时制的功能可扩展的电子时钟主要由时钟模块、显示模块、基准信号模块和功能扩展模块几部分组成。,EWB仿真软件。。其结构示意图如图1所示。首先通过基准信号模块产生标准的秒信号,然后通过六十进制计数器实现秒信号和分信号,通过二十四进制计数器实现时信号,而每种计数器又都是利用74ls160芯片的异步清零端实现。最后通过译码显示电路加以显示。在此基础上可以适当增加一些模块如调时、闹钟等,使得该时钟电路的功能进一步完善,

图1 电子钟表的设计框图

3. 时钟电路设计和仿真

(1)时间基准电路

时间基准电路主要用于实现电子时钟的秒输入信号,其频率为1HZ,其主要原理是首先石英晶体振荡器产生震荡信号,然后通过分频最终产生标准的秒信号,供时钟模块中的计数器使用。其原理如图2所示

(2)时钟+显示模块

时钟模块包括时信号、分信号和秒信号的实现,可以通过六十进制计数器实现秒信号和分信号,通过二十四进制计数器实现时信号。分信号和秒信号的实现如图3所示,分信号和秒信号的十位信号是利用异步十进制计数器74ls290芯片的异步清零端(R01和R02)实现六进制,个位信号利用异步十进制计数器74ls290芯片直接输出产生;时信号是利用十进制计数器74ls160芯片的异步清零(CLR)功能实现二十四进制;最后将秒信号、分信号和时信号连接到一起,就组成了一个基本的电子时钟电路。如图4所示。

图3 电子时钟表分、秒计数器模块

图4 电子时钟电路

(3)功能扩展模块

以上电路的实现了一个基本的数字电子时钟,但是其功能比较单一,只实现了电子时钟的显示,为了使该电路的功能更加完善,可以增加调时、闹钟、整点报时等模块来增加该电子时钟的功能。,EWB仿真软件。。

4.结束语

使用EWB软件,可方便地在计算机上进行电路设计、仿真,其电路结构及设计观念可以很容易地被修正;也可方便地更换所需要的元件。,EWB仿真软件。。通过模拟可快速地反映出所设计电路的性能。,EWB仿真软件。。本文给出利用仿真软件EWB进行数字电子时钟设计的实例,该电子时钟的设计无需编程语言,利用了基本的集成芯片及电路元件,具有设计简单、使用方便、性能可靠、成本低的特点,实现了电子手表的计时功能,在此基础上增加一些简单的模块,即可实现一个功能完善的电子手表,具有很强的实用性。

参考文献

[1]康华光.电子技术基础数字部分(第四版).北京:中国高等教育,2000。

[2]薛鹏骞等.电子与通信电路计算机仿真一EWB虚拟实验室[M].北京:煤炭工业。

[3]时述有,张昕,毕娟.EWB在电工电子实验教学中的应用[J].丹东纺专学2004(4)。

通信电子电路论文例5

引言

高频电子技术课程具有很强的理论性和实践性,在该课程的教学中,运用计算机仿真技术能有效地解决学生在学习过程中的困难,并提高了教学效果。电子类专业的学生在学习模拟电子技术基础时已经学会运用应用软件Proteus [1],为了使学生在已经熟悉的计算机软件环境中来学习新的高频电子电路知识,在高频电子技术教学中使用软件Proteus进行仿真教学,学生更容易接受并上手操作实验。下面本文以普通调制信号的调制为例阐述了Proteus仿真在高频电子技术教学中的应用。

1 Proteus仿真软件简介

软件是英国Labcenter electronics公司的一套功能强大的EDA工具软件,它是一个集模拟电路、数字电路、模/数混合电路以及多种微控制器系统为一体的系统设计和仿真平台。该仿真软件上有国际通用的虚拟仪器如各种电压表、电流表、示波器、 指示器 、分析仪等,也提供了各种丰富的电子元器件库。使用Proteus仿真软件可以搭建一个全开放性的仿真实验和课件制作平台, 相当于一个实验设备、元器件完备的综合性电子技术实验室,并可用常规的调试方法如测量各点电压、电流、波形等来调试和测量电路。

2 基于Proteus的高频电子电路仿真

2.1普通调幅AM信号及其调制电路

调幅是使载波的振幅随信号波的振幅变化而变化﹝频率不变﹞的调制方式[2]。教材中往往从数学表达式和推导中介绍调幅信号的波形并得出的模型。由于该部分内容理论性较强,对于高职的学生来说,不能引起他们的学习兴趣。再加上他们的数学基础相对薄弱,这种授课方法使得大部分学生不能理解课堂所讲授的内容,从而不能达到较好的教学效果。如果让学生先认识AM的动态信号,再构造AM信号调制的电路,并让学生参与电路的设计和调试运行电路,从而能达到较好的教学效果。

2.1.1普通调幅AM信号

运用proteus中的虚拟信号发生器就可以得到AM调幅信号。具体操作是:AM端接入低频信号(假设频率f为1khz),虚拟示波器接到信号器的(+)输出端,运行电路时调节信号发生器的频率为高频信号(其频率远大于低频),示波器就可以观察到调幅信号的波形。

2.1.2 普通调幅信号调制电路举例

如图1所示,由虚拟的理想模拟乘法器构成AM振幅调制电路[3]。该电路中,s1 为调制信号(设f=1khz),s2为载波信号(设fc=100khz),调制信号接上一个直流偏置电压UE。仿真结果如图2所示。同时利用PROTEUS仿真软件中频率分析功能[4]得到AM波的频谱,如图3所示。可见,AM信号的频谱是由载频分量和上、下两个边频组成,乘法器在电路调制中起到了搬移调制信号频率的作用。

Proteus 软件的元件库中也提供有实际的集成模拟芯片(如AD633、AD734)。其中AD734是一个高精度、高速的10 MHz四象限乘法/除法器,可以作为调制器、解调器、宽带增益控制器、直流均方根转换器等使用,用途非常广泛。根据AD734的内部结构及其特性[5,6],以AD734为乘法器核心构成AM信号调制仿真电路如图4所示。并布置学生课后查阅资料和练习仿真。

通过以上较简单的电路仿真学习,使得学生掌握了普通波AM信号的特性和乘法器器件在振幅调制电路中的作用。为下一步学习该课程中的双边带DSB调幅电路和混频器[3,7]等知识打下基础。

3 结束语

实践证明,在高频电子技术教学中,通过引入仿真演示[7]和仿真实验,不仅能帮助学生加深对所学理论知识的理解,而且通过改变电路的信号或元件的参数观察实验现象,有效地调动了学生的学习积极性和主动性,教学效果得到了明显的改善。在教学过程中,再结合硬件实验教学、课程设计等教学方法,使得学生的实践及综合能力得到提高。

参考文献:

[1]张文涛.PROTEUS仿真软件应用[M].武汉:华中科技大学出版社,2010.

[2]谢俊荣,丁向荣.高频电子技术 [M].北京: 中国劳动社会保障出版社,2007.

[3]臧晨晓,陶吉利,刘小英,王卓远.基于Proteus 的高频电子线路实践教学改革 [A];Advances in Artificial Intelligence (Volume 4)——Proceedings of 2011 International Conference on Management Science and Engineering (MSE 2011)[C].2011

[4]张红. PROTEUS仿真软件中频率分析功能在电路实验中的应用[A].武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C].2010

[5]龙侃;彭玉涛;蒋熔;罗超.AD734 模拟乘法器的原理与应用[J].价值工程,2011(18).

[6]颜芳,黄扬帆,刘晓. Muhisiml0在高频电子线路教学中的应用[J].实验科学与技术, 2010(8).

[7]周围,韩建,全星慧.仿真演示在高频电子线路中的应用[J].现代电子技术,2011(7).

通信电子电路论文例6

在数字电子电路这门课程学习的过程中,理论知识的学习固然重要,但是相应的实验技能也是必备的。在学好理论知识的基础上,可以从实验方面出发,更透彻的学习这门课程。在实验的过程中,传统的实验就是通过导线把各种实际的实验器材连接在一起,主要在实验的过程中,通过实验的结果,更好的理解实验原理,从而有助于理论知识的学习。随着科学技术的不断发展,有了EDA这项技术。EDA技术就以计算机为载体,承载着各种模拟的软件,然后通过在相应软件的操作界面上进行软件的连接以及操作,这样大大方便了学生的实验,而且还能从一定程度上节省实验器材的经费,总之,这样的做法有很多的好处。本文将重点讨论关于数字电子电路设计之中EDA技术的应用探究。

1关于数字电子电路设计之中EDA技术的应用探究

1.1数字电子电路的概述

在我国职业教育体系中,与电子技术相关的专业中都设置到相关的专业基础课程,比如说模拟电子技术、数字电子技术基础等课程,其中数学电子基础这门课程还是比较重要的。在数字电子技术这门课程中,主要讲述一些逻辑关系,以及以逻辑关系为基础的各种门电路,除此之外就是各种组合而成的逻辑电路,其中包括TTL逻辑门电路,CMOS逻辑门电路等等,这些逻辑电路都是与生活息息相关的。在平时的生活中也会用到很多,比如说家里的开关,现在很多家中都会安装两个开关,当进门的时候在门口开灯,睡觉时在卧室关灯,这个就是是使用了最简单的逻辑电路。逻辑电路的使用方便了人们的生活。

1.2数字电子电路与EDA技术

数字电子电路技术这门课程在学习的过程中,除了要学好基础的理论知识,更重要的是在学好理论知识的基础上,要提高动手实验的能力,因为现在社会需要的是实践性的人才,正如在教育大会中指出,要平衡教育人才的培养,并且要重视实践性人才的培养。要培养实践性的人才,首先要做的就是对他们基础的动手能力进行培养,要如何培养才是要思考的问题。那就是从实验做起,实验技术随着科学的不断发展也在不断进步,如今已经有了比较成熟的EDA实验技术,这项技术就是让学生在虚拟的软件中模仿实物进行一定的实验训练。在数字电子技术中使用EDA这一项技术大大方便了教学,而且同时也能有效的提高学生对理论知识的理解。

1.3数字电子技术未来发展前景

目前我国的电子技术方面还是有一定的欠缺的,而且我国的市场这么大,所以要努力发展属于我国自己的电子信息技术。而且电子信息技术是一个非常核心的力量,只有掌握了这样的核心力量,才能让我国的电子技术发展的更好。通过电子信息技术,可以成为击垮一个国家的秘密武器,所以努力发展自己国家的核心技术力量,并且还要不断的更新,这样才能在未来的世界中变得强大。所以,电子信息技术的发展趋势良好,而且发展空间也足够大。

2数字电子电路设计之中EDA技术应用的作用

2.1有助于更好的学习理论知识

在数字电子电路这门课程的学习过程中,都是一些枯燥无味的理论知识,这样容易造成学生在学习过程中的疲劳,而且会造成课堂效率大大降低的不良影响。数字电子技术是一门纯粹的理论知识,而且都是一些我们不熟悉的电路方面的内容,所以在单单的讲解理论知识的时候,学生们不容易想象到他的具体的实物,这样就对学习造成了很大的困扰。但是通过借助EDA技术在数字电子信息技术的学习过程中,会对学生的学习有很大的帮助。在学习了抽象的理论知识之后,通过在EDA技术上进行模拟,这样就比较容易理解理论知识。这样的做法对学习理论知识都很大的帮助,不仅能提高学生的学习效率,而且还能培养实践性的人才。

2.2通过学习EDA技术,不断创新

在数字电子信息技术的学习过程中,通过借助EDA技术,可以培养学生的动手能力。在实验的时候,学生一般都是通过对课本上已有的知识进行模拟,学习。但是实验就是创造的过程,有很多伟大的发明就是在实验的过程中发现的。在学生进行实验的过程中,不断对实验结果进行调试的过程中,有可能就会发现新的成果。所以可以通过借助EDA技术在数字电子信息技术中,让学生在不断实验的过程中,碰撞出科学的火花,不断的创新,壮大我国的电子科学技术。所以说要大量的运用EDA技术在数字电子电路的学习中,这样可能某个时刻就会对我国的科学作出贡献。

2.3更好的适应于未来的社会

现阶段我国的科学技术不断发展,日新月异,尽管如此我国的科学技术与世界还有一段差距,所以说还是要不断发展科学技术,尤其是电子科学技术,因为现在的社会已经是非常现代化的电子信息社会了,未来的社会更是电子信息的社会,任何事情都离不开电子技术。所以在目前这个阶段要大力发展电子信息技术并且掌握基本的电子信息技术的使用方法,这样才能在将来的社会中立足。所以在目前的学习中不断使用实用性的EDA软件的过程也是在不断适应现代社会的过程。

3结束语

本文中,通过讲述数字电子电路,数字电子电路与EDA技术以及数字电子技术在未来的发展前景这三点来阐述了关于数字电子电路设计之中EDA技术的应用探究。数字电路是一门贴近生活的比较基础的课程理论,它的成果运用于人们的生活中大大方便了人们的生活。相信通过使用EDA技术在数字电子电路设计之中,一定会使数字电子技术发展的更好,同时也会促进EDA技术不断成熟。

参考文献

[1]关于数字电子电路设计之中EDA技术的应用探究;陈惠娟;《电子制作》;2015年23期

通信电子电路论文例7

中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)06-0131-02

串行序列检测在通信领域应用广泛,因此,教材中对这种电路的设计进行介绍是有必要的。但是目前大多数的数字电子技术教材介绍的串行序列检测电路都存在一定的问题,作者在2003年全国高校电子经验交流会上就指出了问题并提出了多种修订方案[1],该文也引起了一些老师对该问题的注意[2]。但当时论文中给出的修订方案与时序逻辑电路状态图描述不一致。同时,作者最近在图书馆查阅了最新出版的数字电子技术教材,其中的串行序列检测电路设计仍然是采用以往教材中的设计方法,都没有进行功能验证,问题依然存在。因此本文有必要进一步讨论这一问题。另外,串行序列检测电路设计作为数字电子技术的一个经典实例,欠缺一定的基础知识,比如串行通信的概念、异步串行通信帧格式概念、串行通信的检测和同步问题等。作者在教学中,首先让学生查找资料熟悉上述基本概念,然后设计串行序列检测电路,掌握上述基本概念后,个别同学自己就会发现以往教材中设计存在的问题。这种教学方式执行多年,效果很好。

一、传统串行序列检测电路仿真

大多数数字电子技术教材都是设计了110或111的串行序列检测电路,多数教材中得到的111序列检测电路(要求检测到连续的3个1时输出Z=1)如图1(a)所示,利用MaxplusⅡ仿真的结果如图1(b)所示。图1(b)中箭头表示在CP的上沿检测串行输入X,检测到第一个有效的1时进入01,检测到第二个有效的1时进入11状态,此时输出Z在检测到连续两个1时输出变量Z就1,显然与设计命题要求不符。其他序列的检测也有类似情况,即不是在有效的检测时刻输出1。

二、改进的串行序列电路设计方法

参考文献[3]中提出了这一问题的解决方案,分别给出了Mealy型和Moore型状态图,这样可以得到正确的设计电路。但这种方法的状态图与传统时序逻辑电路状态图不一致。传统状态图是反映时序逻辑电路状态转换规律及相应输入、输出取值关系的一种图形,在状态转换图中以圆圈及圈内的字母或数字表示电路的各个状态,以箭头表示状态转换的方向,相应输入/输出标注在转换箭头上,图2给出了传统的两状态变量的部分状态图。本文根据串行序列检测的特点,即输出是由检测状态S确定的,当检测到有效序列,无论下一个串行输入X为0还是为1,都输出1。则可以将状态图表示为如图3所示的传统形式,进行可重叠序列检测,图4是医电93班吴鹏同学按照改进方法设计的111序列检测电路及仿真结果,由图4(b)可见,只要检测到有效数据串就输出1,结论完全正确。

三、实例安排顺序和教学方式的改变

这一实例所有教材都是安排在基于触发器的时序电路设计部分,因此限制了学生的思路。最近几个学期在时序逻辑电路分析、设计、寄存器等所有知识介绍完之后,让学生开始查串行通信资料、做序列检测电路设计、仿真验证电路功能,并做PPT在课堂上介绍。多数学生对串行通信概念、帧格式、波特率、帧同步等问题都介绍的比较清楚,个别同学对序列检测电路还设计了几种方案,其中包括了参考文献[1]中提到的用移位寄存器、输出与检测时刻同步等方法,拓展了学生的思路,部分学生对设计的电路进行了仿真和分析。这种方式激发了学生学习数字电子技术的热情,对数字电子技术设计产生了浓厚的兴趣。因此,建议各教材在补充相关基础知识的同时,将这一实例放在时序逻辑电路一章的最后,由学生根据自己所学知识进行设计。

通过以上分析可见,即使再多教材使用了再久的实例,也需要进行实践检验;建议教材中基于触发器的时序电路设计步骤中,应该增加“电路功能验证”一步,如果有这一步,就可以避免之前教材所设计电路存在的问题。

参考文献:

[1]宁改娣,杨栓科.串行序列检测同步时序电路设计探讨[C].全国高校电子经验交流会论文集,2003.

[2]陈文楷等.讨论式教学方法如何引入课堂[C].全国高等学校电子技术教学研究会年会,2005.

通信电子电路论文例8

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.198

0 引言

近年来,交通拥挤已成为困扰世界各大城市的主要社会问题之一。交通拥挤不仅使道路通行能力降低、行车速度下降、交通延误增大、燃油消耗量增加,同时还造成了巨大的经济损失和严重的环境污染。交通拥挤使城市车辆运行速度降低,出行时间延长,这直接增加了汽油消耗等物资成本和出行时间成本,从而降低了社会经济运行效率,带来严重的经济损失。拥挤很大程度上是由于路网交通流量分配不均造成的,挖掘现有的交通道路通行潜力将是很好解决目前拥堵问题的重要途径。交通道路的通行能力包括路段通行能力和交叉口通行能力。而交叉口作为间断交通流设施,使其成为整个交通系统中的短板,其通行能力直接影响道路通行能力的大小,因此对交叉通流特性进行研究对提高道路通行能力具有十分重要的意义。

目前,国内外对于交叉通流特性的研究已有诸多成果[1-7],主要包括车辆跟驰模型(Car Following Models)、元胞自动机交通流模型(Cellular Automation Models)、流体力学与运动波理论(Boltzman-like theory)和车辆排队理论(queueing models)。车辆跟驰模型将车辆看做离散的质点,进行交通流刻画;元胞自动机模型⒔煌流进行时间(步长)和空间(元胞)离散化,用离散化的方法,提高交通流刻画的精度;流体力学模型将交通流看成是一个连续的整体,掩盖了车辆质点的特性,有利于交通流整体特性的刻画;车辆排队理论将概率的概念引入交通流特性刻画中,能够更好地模拟随机因素对交通流特性的影响。文献[8]基于现有优化速度模型和广义力模型构建模拟系统对信号交叉口的停车跟驰行为进行仿真,提出考虑信号灯作用的跟驰模型;文献[9]以右转机动车和直行自行车为对象研究了交叉口混合交通流元胞自动机模型;文献[10] 以非机动车集群通行和压缩特性为基础,基于流体力学中的气流分析理论建立了非机动车压缩交通波模型;文献[11] 以相邻信号交叉口的最大排队长度为研究对象分析了时空协调指数对相邻信号交叉口最大排队长度的影响规律;上述文献虽然深化了交通流的研究内容,但仍然是基于传统理论展开的研究。

本文从城市路网与电路网络的相似性出发,研究基于电路暂态理论的城市道路交叉通流模型,然后利用上海市城市道路交叉口的实测数据对模型的适用性进行验证。

1 将电路暂态理论应用于城市道路建模的可行性分析

1.1 电路产生暂态的原因

对于包含至少一个储能元件的电路而言,当电路的结构或元件参数发生改变时(例如,电路中电源或无源元件的断开或接入,信号的突然注入等),可能使电路改变原来的工作状态,而转变到另一个工作状态。但这种转变需要一定的时间,不可能瞬间完成,这样就产生了暂态过程。从能量的角度来看,暂态过程的前后,储能元件的能量分别为和且,能量变化量为,功率,如果在一瞬间电路中的能量有的变化,即,那么将趋向无穷大,但是在物理上任何装置都不可能有无穷大的功率,因此能量的变化不可能在一瞬间完成,即能量不能突变,这才是电路产生暂态的根本原因。同样的,对于有一定车辆聚集的城市路网而言 ,想在一瞬间完成车辆的转移也是不可能的,必须经过一定的过渡时间,即路网也存在暂态过程。因此,从能量变换角度而言,将电路暂态理论应用于城市道路建模是可行的。

1.2 电路网络与城市路网的物质组成

在一定范围内, 电路网络与城市路网都由流动的物质构成,只是观察到的体量大小不同。在电路网络中电荷是最小的物质构成,电荷的流动形成了电流;在城市路网中,车辆是最小的物质构成,车辆的流动形成了交通流。此外,电流是沿着导体进行流动车流在道路范围内行驶。所以从研究对象的最小单元与研究的范围基本相似。

在导线中移动的是电子,为了方便,习惯上以正电荷的移动方向为电流方向。电流是一个较通常情况下电作用表现形式,更为细微的理解则是电子流。物理学家霍尔证实导线中导电的是带负电的自由电子而非正电荷,当自由电子受电压时,即可产生电子移动,形成电子流,即电流,如图所示。可以看出,图中的负电子的主要移动方向是同一个方向,这如同交通流中的单向行驶的道路车流的移动。

1.3 电流与交通流的产生原因

对于一段两端不存在电势差的导体,其中存在很多可移动的自由电子。虽然这些电子并不束缚于任何特定原子,但都束缚于金属的晶格内。甚至于在没有外电场作用下,因为热能(thermal energy) ,这些电子仍旧会随机地移动。但是,在导体内,平均净电流是零。挑选导线内部任意截面,在任意时间间隔内,从截面一边移到另一边的电子数目,等于反方向移过截面的数目。即,导体中没有电流产生。当导体两端有电势差时,自由电荷在电场力的作用下做有规则的定向运动就形成了电流。同样的,在城市路网中,由于道路的使用者大都怀有出行的欲望购物、工作、娱乐等目的,从而形成到达出行目的地的一种趋势,形成移动势差,这种势差就是人群的流动的主要原因,形成人群流动。由于出行工具的选择,形成车流等,也就是造成交通流动存在的根本原因。

此外,文献[12]论证了电阻与路阻的相似性以及驶离交叉口的交通流具有脉冲特性,综合前文的分析,证明将电路暂态理论应用于城市路网建模是可行的。将城市路网元素进行电路化抽象,结果见表1。

2 基于电路暂态理论的十字路通流模型

2.1 建立模型

在上一章论证了将电路暂态理论应用于城市路网建模的可行性,接下来将建立具体的模型 。如图1(a)所示是一个基本的十字交叉口,包含两股相交的车流,假设车流方向分别由A到B 和由C到D;信号灯为两相位控制,则其电路模型如图1(b)所示。

在图1(b)中,开关为联动开关,如图所示,开关K1与触点1连接,开关K2与触点2连接,此时表示从A到B方向为绿灯,车辆处于放行状态,电容C1放电;从C到D方向为红灯,车辆在停车线前排队,电容C2充电。信号转换后,即A到B方向为红灯,C到D方向为绿灯,此时电路中的联动开关重新连接,使开关K1与触点2连接,开关K2与触点1连接,电容C1充电,电容C2放电。这样的设计就能够满叉口车流随着控制信号的变化而启动和停止的过程。

2.2 模型解析

A到B方向与C到D方向的启动和停止过程相同,仅在时间上有一定的错位,现选择 其中的一个方向来进行解析,单方向的交叉口模型如图2所示。

3 算例分析

3.1 数据采集及数据处理

课题组于2016年9月的某个工作日对上海市杨浦区周家嘴路与隆昌路交叉口进行了调查。为了消除高峰时段的拥堵对结果产生不良影响,选择在平峰时段进行调查,调查时间为9:30至11:30。调查内容包括交叉口的信号配时和交通流释放情况,用录制视频的方法对现场数据进行采集。数据采集表如表2所示。

由于不同车型占据的道路空间各不相同,故需要对其进行折算,按照小客车为标准,各车型折算系数如表3所示。

在调查期间周家嘴路隆昌路的信号配时如图3所示。

3.2 模型拟合

从图8可以看出,流量在最初的几秒迅速增加,在12s时到达峰值,而后缓慢减小,在周期末逐渐减小为零。这和城市道路交叉口的流量特性十分吻合,直观的说明了本模型的适用性。

4 结论

从电路暂态产生的原因、电路网络与城市路网的物质组成以及电流与交通流的产生原因三个方面分析了将电路暂态理论应用于城市路网的可行性,并据此建立了城市道路交叉口的理论模型。利用电路暂态理论对模型进行解析,结合课题组在周家嘴路隆昌路路口采集的数据,完成模型参数的标定并进行了拟合优度检验。结果表明,基于电路暂态理论的城市道路交叉口模型能够准确的反映出交通流的特性,且具有较高的适用性,该研究拓展了交通流研究的广度。

参考文献:

[1]Greenberg,H. An analysis of traffic flow[J]. Operation Research,1959(07):78-85.

[2]Chandler R E ,Herman R ,Montrol E W. Traffic dynamics: studies in car-following[J].Operations Research, 1958, 1(02):165-184.

[3]K Nagel,M scheckenberg.A Cellular Automaton Model for Freeway Traffic[J]. J.Phys.I France, 1992(02):2221-2229.

[4]Lighthill MJ, Whitham GB.On Kinematic Waves.II.A Theory of Traffic Flow on Long Crowded Roads[J]. Proceedings of the Royal Society of London,1995,229A(1178):317-345.

[5]王殿海,祁宏生,李志慧.信控制下的路段行程时间[J].吉林大学学报(工学版),2010(03):655-660.

[6]杨远舟,毛保华,张建鹏,高利平,陈绍宽.基于元胞自动机模型的快速公交信号优先仿真研究[J].中国公路学报,2010(05):90-95+106

[7]齐驰,侯忠生,贾琰.基于排队长度均衡的交叉口信号配时优化策略[J].控制与决策,2012(08):1191-1194+1200.

[8]于少伟,史忠科.信号交叉口集聚车辆跟驰模型[J].中国公路学报,2014(11):93-100.

[9]张兴强,汪滢,胡庆华.交叉口混合交通流元胞自动机模型及仿真研究[J].物理学报,2014(01):90-97.

[10]陈峻,王紫.考虑路边停车带影响的非机动车压缩交通波模型[J].哈尔滨工业大学学报,2013(06):114-118.

[11]王进,白玉,杨晓光.关联信号交叉口排队长度计算模型[J]. 同济大学学报(自然科学版),2012(11):1634-1640.

[12]王殿海,赵志宏.模拟电路系统研究网络交通流特性的思想与方法[J].系统工程理论与实践,2002(09):107-111+144.

[13]电路.邱关源[M].北京:高等教育出版社,2006.

通信电子电路论文例9

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)30-0194-02

两院院士王越教授曾说过:“人类是否可以有统一的教育模式?不可能,原因在于,教育效果的发挥是在‘未来’的时空中,而‘未来’是无法详细预测和提前采取行动措施的。教育,尤其是高等教育,只能不断讨论和不断永无止境地改革发展。”为了提高电信专业学生素质教育,培养专业性人才,做好电子信息工程人才储备目标,培养出的学生可以与市场直接接轨是目前各高校电子信息工程专业面临的最现实的问题。专业培养方案是人才培养目标、基本规格以及培养过程和模式的总体设计,是保证专业教学质量的纲领性教学文件[1]。因此,针对国内电子信息类人才需求情况的分析,在借鉴和总结国内外电信专业课程设置的基础上,结合自身的特点及加强与工程背景紧密结合的思想,开展专业培养方案的修订,研究适合电子信息工程专业与不断发展的就业市场紧密接轨的课程体系具有重要意义。

一、国内外高校电信专业课程设置分析

1.国外高校。电子信息工程专业,国外大都划分在电工类,也有归在计算机科学类当中。以美国麻省理工学院为例,其电信专业基础课的设置可以分为电路、电子线路、信号与系统及电磁场4大类。(1)电路类。电路类的体系结构以苏联和欧美体系最具代表性。其中,苏联体系注重理论基础,重视分析方法,授课内容强调其系统性和完整性。而欧美体系注重课程的实验教学及其工程应用性。国外的电路类课程教学体系多,教学内容涵盖面广,教学安排具有层次性,强调实验教学和学生的自我动手能力,以工程应用为背景。同时,注重电路的工程应用背景、注重计算机技术在电路中的应用、注重电路问题的电磁场基础。(2)电子线路类。美国麻省理工学院开设了“电路和电子学”、“微电子器件与电路”、“模拟电路”等课程及相关实验。英国剑桥大学通过本科前两年的基础理论知识学习,在之后的专业课程设计中,更强调实践类课程的比例,开设了“电气和纳米材料”、“先进远程通信”、“电子传感器和检测”、“微电子机械系统设计”、“图像处理和图像编码”等课程及相关实验。(3)信号与系统类。国外信号系统类课程的建设在注重数字技术发展对体系的影响的同时,注意协调理论与实践的关系并及时跟踪未来技术及其可能对课程产生的影响。(4)电磁场类。欧美大学的电磁学类课程的教学主要分为三步走:基础课程教学阶段、核心课程教学阶段和扩展课程教学阶段。基础课程教学阶段主要讲授电磁现象最基本的物理规律和特性;核心课程教学阶段主要讲授电磁场与电磁波的基本特性;扩展课程注重的是与工程实践的接口。

2.国内高校。国内有442所高校设有电子信息工程专业,其中辽宁省有29所。主要开设电路分析理论、信号与系统、模拟电子线路基础、数字电路及系统设计、通信电路、计算机语言程序设计、微机原理与系统设计、数字信号处理、信息论与编码、电磁场理论、随机信号分析、通信原理、自动控制原理等专业主干课13门。

二、我国电子信息类人才需求情况分析

近年来,国内市场电子类发展方向主要有信息服务,电子元器件及集成电路,视听产业数字化转型,新型显示和数字电子及“三网融合”,第三代、第四代移动通信产业及计算机提升和下一代互联网应用。2014年1月,国内就业市场对电子信息工程类方向的职位需求占总需求人数5.7%左右,到2014年7月,电子信息工程类方向的职位需求增长到总需求人数的1/5。可以看出,电子信息类人才,在国内市场的需求量非常大,且呈现逐月递增的趋势。

三、培养目标的确定

1.基本定位。电子信息工程专业是一个将电子类和信息类紧密结合的宽口径工程专业。学生主要学习信息的获取、变换、传输、存储、处理、显示和利用等技术,接受电子与信息工程实践的基本训练。培养信息技术及其设备、系统与网络的软硬件开发及管理能力的高层次应用型人才。基于该基本定位,在制定大连大学信息工程专业培养方案时,注重理论与实践相结合,分别建设了理论类与技术实践类两大课程群,在强化理论类课程的同时,依托工程背景,突出实践应用,形成理论和实践并重、分析和综合并重的专业特色,具体做法是:厚基础――加大主要专业基础课学时,确保学生的专业基础知识牢固扎实,为今后继续深造打下良好基础;宽口径――加开“随机信号处理”、“现代通信技术”、“数据通信”、“DSP技术及应用”和“EDA技术及应用”、“卫星通信”等任选课,以拓宽学生的知识结构,扩大学生的知识面;重应用――增加实验比例,特别是增大综合性/设计性实验比例,同时将电子系统设计、创新项目等与课堂教学有机结合。

2.培养目标。培养具备电子技术和信息系统的基础知识,掌握信号与信息处理、传输、交换及控制技术,具有良好的外语能力,能从事各类电子设备和信息系统的研制、生产与应用和开发能力,可在信息产业及国民经济各部门就业的德、智、体、美全面发展的技术应用型工程技术人才。

四、课程体系构建

根据培养大纲制定的厚基础、宽口径、重工程实践和应用的能从事各类电子设备和信息系统的研制、生产与应用和开发能力的技术应用型工程技术人才的要求,确立了理论类和技术类两条专业课程主线。

1.理论类课程群建设。专业性和综合性是当今科学技术发展的主要趋势,为了适应这个发展,我们高等教育的教学体系也应该朝着专业化和综合化的方向开展改革,也就是在保证理论教学效果的基础上,将理论知识与实践知识相互渗透、相互交叉是现阶段高等教育工科类专业的发展方向。结合我们的自身特点及优势,制定了大连大学电子信息工程本科专业理论教学体系结构和实践类教学体系结构。理论类课程体系除公共基础课外,在专业课程设置上将课程分为基础课、专业必修课、专业选修课三大模块,信息与系统和信息与通信两大课程群。信号与系统课程群包括:电路原理(含实验)、信号与系统(含实验)、自动控制原理、数字信号处理(含实验)和信号检测与处理;信息与通信课程群包括:信息论与编码、通信原理(含实验)、通信电子线路(含实验)及电磁场与电磁波。

2.技术类与实践类课程群建设。确定了理论体系结构之后,我们又开展了技术与实践教学体系论证,以专业培养目标为基础,以市场需求为指向,形成了具有一定特色的与理论体系结构紧密结合的实践教学体系结构,完成了计算机四年不断线计划,建立了以课程实验、课程设计、认识实习、生产实习、创新实践、毕业设计等为主要内容的五大技术与实践类课程群建设。高级语言程序设计课程群包括:高级语言课程设计和高级语言编程课程设计;电子技术课程群包括:模拟电子技术(含实验)、数字电子技术(含实验)、电子技术课程设计、电子工艺实习;EDA技术及应用课程群包括:EDA技术及应用(含实验)和EDA技术课程设计;微机与单片机课程群包括:微机原理与接口(含实验)、单片机原理与应用(含实验)、电子系统课程设计、印制电路板设计;创新实践课程群包括:工程项目实践、大学生创新创业计划、大学生机器人擂台赛、大学生电子设计大赛等。

五、培养方案的特点

经过多次调研、分析、修改完善及研讨,并经有关专家审核,最后形成大连大学电子信息工程专业2014年的培养方案。其特点如下:

1.提出课程群建设的思想,完善课程体系结构。整个培养方案共分为两大类(理论类、技术类与实践类)、7小类(信息与系统、信息与通信、高级语言程序设计、电子技术、EDA技术及应用、微机与单片机、创新实践)课程群。课程群思想的提出使得电信专业的课程体系结构变得十分清晰,相关课程之间的衔接关系一目了然,便于师生理解和执行。

2.增加实践环节提高学生工程实践能力。为了进一步加强学生与就业市场的直接接轨,必须对现有电信专业的技术实践类课程进行改革。在实践能力的培养方面,注重以工程背景为实践类课程设置的核心思想,力求建立完整的专业实践教学课程体系。加强电子技术、计算机软硬件及应用、电子系统综合设计、EDA技术、DSP技术、嵌入式技术等相关课程建设,采取稳扎稳打、稳步推进的原则。

3.计算机四年学习不断线。为了加强学生的计算机应用水平,以适应不断发展的就业市场的需求,在课程设置中还注意设计了四年计算机学习连续化,实现计算机四年不断线学习[2]。

大连大学电子信息工程专业2014整个培养方案的修订贯彻人才战略的培养目标,注重知识、能力、素质协调发展,并获批辽宁省“工程人才培养模式改革试点专业”。增加实践教学环节的同时加强理论教学拓展,保持综合性、专业性的专业教学优势。坚持本科教育与工程教育接轨的教育思想,建设校企联合培养新模式,编写注重工程应用的教材,加强双师型教师的引进和培养。实现分类施教、差异培养的人才培养目标。学生在学习过程中,对就业市场的适应能力更强,系统观念、整体观念和分析能力都得到较好的培养,并且对自身的认识和发展方向更加明确,形成了独特的专业优势。

通信电子电路论文例10

中图分类号:TN707 文献标识码:B 文章编号:1004-373X(2009)04-014-02

Analysis of Differential Amplifier Circuit Simulation Based on Multisim

XIONG Xujun

(Lanzhou City College,Lanzhou,730070,China)

Abstract:Features ofMultisim8 software and differential amplifier for the simulation analysis are introduced,research on how to enlarge differential mode signal and restrain common mode signal.The simulation results calculated in line with the theoretical analysis,in the classroom teaching of electronic technology to simulate more image,flexible and closer to actual projects,to help students understand theory,a better grasp of the knowledge acquired by the purpose It has great significance to enhance students practical ability and analysis of issues and problem-solving abilitie.

Keywords:Multisim;differential amplifier;simulation analysis;differential mode signal;common mode signal

差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用,有效地稳定静态工作点,以放大差模信号抑制共模信号为显著特征,广泛应用于直接耦合电路和测量电路的输入级。但是差分放大电路结构复杂、分析繁琐,特别是其对差模输入和共模输入信号有不同的分析方法,难以理解,因而一直是模拟电子技术中的难点[1,2]。Multisim 作为著名的电路设计与仿真软件,它不需要真实电路环境的介入,具有仿真速度快、精度高、准确、形象等优点。因此,Multisim被许多高校引入到电子电路实验的辅助教学中,形成虚拟实验和虚拟实验室。通过对实际电子电路的仿真分析,对于缩短设计周期、节省设计费用、提高设计质量具有重要意义。

1Multisim8软件的特点

Multisim是加拿大IIT (Interactive Image Technologies)公司在EWB (Electronics Workbench)基础上推出的电子电路仿真设计软件,Multisim现有版本为Multisim2001,Multisim7和较新版本Multisim8。它具有这样一些特点:

(1) 系统高度集成,界面直观,操作方便。将电路原理图的创建、电路的仿真分析和分析结果的输出都集成在一起。采用直观的图形界面创建电路:在计算机屏幕上模仿真实验室的工作台,绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取。操作方法简单易学。

(2) 支持模拟电路、数字电路以及模拟/数字混合电路的设计仿真。既可以分别对模拟电子系统和数字电子系统进行仿真,也可以对数字电路和模拟电路混合在一起的电子系统进行仿真分析。

(3) 电路分析手段完备,除了可以用多种常用测试仪表(如示波器、数字万用表、波特图仪等)对电路进行测试以外,还提供多种电路分析方法,包括静态工作点分析、瞬态分析、傅里叶分析等。

(4)提供多种输入/输出接口,可以输入由PSpice等其他电路仿真软件所创建的Spice网表文件,并自动形成相应的电路原理图,也可以把Multisim环境下创建的电路原理图文件输出给Protel等常见的印刷电路软件PCB进行印刷电路设计[3,4]。

2 差分放大电路仿真分析

运行Multisim 8,在绘图编辑器中选择信号源、直流电源、三极管、电阻,创建双端输入双端输出差分放大电路(双入双出差分放大电路)如图 1所示,标出电路中的结点编号。

该次仿真中,采用虚拟直流电压源和虚拟晶体管,差分输入信号采用一对峰值为5 mV、频率为1 kHz的虚拟正弦波信号源。设置虚拟晶体管的模型参数BF=150,RB=300 Ω[5]。

图1 双入双出差分放大电路

2.1 差模放大性能仿真分析

2.1.1 直流分析

直流分析实际上就是确定静态工作点。选择Simulate菜单中的Analysis命令,然后选择DC Operating Point子命令,分析结果如图2所示。

用静态工作点分析方法得UBEQ1=UBEQ2=0.69 V,UCEQ1=UCEQ2=V3-V28.94 V,与题中理论计算结果完全相同。

2.1.2 差模放大倍数分析

加差模信号ui1,ui2,分别接入电路的左右输入端,电阻R1作为输出负载,则电路的接法属于双入双出。将四通道示波器XSC1的3个通道分别接在信号源ui1和负载R1两端,如图1所示[6,7]。运行并双击示波器图标XSC1,调整各通道显示比例,得差分放大电路的输入/输出波形如图3所示。

用示波器观察和测量输入电压和输出电压值,差模信号单边电压V1-3.597 mV(5 mV/Div),单边输出交流幅值约为170.124 mV(500 mV/Div),所以双入双出差分放大电路的差模放大倍数Au-170.124/3.597=-47,与单管共射的放大倍数相同,即差分放大电路对差模信号具有很强的放大能力。

仿真结果与题中理论计算结果相同。

2.2 共模抑制特性仿真分析

2.2.1 共模放大倍数分析

在图1中,将信号源ui2的方向反过来,即加上共模信号,运行并双击示波器图标XSC1,调整A,B通道显示比例,可得如图4所示波形[4]。

由图4波形可知,在峰-峰14 mV(有效值为5 mV)的共模信号作用下,输出的峰值极小,峰-峰值为13 mV,因此单边共模放大倍数小于1。且uc1和uc2大小相等,极性相同。所以,在参数对称且双端输出时,共模放大倍数等于0,说明差分放大电路对共模信号具有很强的抑制能力。显然,仿真结果与理论分析结果一致。

图2 差分放大电路静态工作点

图3 双入双出差分放大电路输入输出波形

图4 差分放大电路共模信号输入输出波形

2.2.2 共模抑制比分析

选择Simulate菜单中的Analysis命令,然后选择Transient Analysis子命令,选择结点3,4作为输出,单击Simulate按钮;选择Simulate菜单中的后处理器Postprocessor子命令,在Expression列表框中编辑“V($4)-V($3)”,然后打开Graph选项卡,可画出差分放大电路共模输入双端输出波形,见图5。可见,波形属于噪声信号,且幅值极小,可忽略不计。因此,差分放大电路双端输出时,其共模抑制比KCMR趋于无穷大。

如果再将图1所示的电路中发射极电阻R2改为恒流源,重复前面步骤,再分析共模特性,可得出结论:具有恒流源的差分放大电路的共模抑制比KCMR更高[6,8]。

3 结 语

应用Multisim8软件对差分放大电路进行仿真分析,结果表明仿真与理论分析和计算结果一致,应用Multisim进行虚拟电子技术实验可以十分方便快捷地获取实验数据,突破了在传统实验中硬件设备条件的限制,大大提高了实验的深度和广度。利用仿真可以使枯燥的电路变得有趣,复杂的波形变得形象生动,并且不受场地(可以在教室、宿舍),不受时间(课内、课外)的限制,通过教师演示和学生动手设计、调试,不但可以使学生更好地掌握所学的知识,同时提高了学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力[9,10]。

图5 差分放大电路共模输入双端输出波形

参 考 文 献

[1]侯勇严,郭文强.PSpice在差分放大电路分析中的应用研究[J].微计算机信息,2006,22(9):303-305.

[2]康华光,陈大钦.电子技术基础(模拟部分)[M].北京:高等教育出版社,1999.

[3]叶建波.用Multisim8软件实现电子电路的仿真[J].电子工程师,2005,31(7):18-20.

[4]郑步生,吴渭.Multisim2001电路设计及仿真入门与应用[M] .北京:电子工业出版社,2002.

[5]华成英.模拟电子技术基本教程[M].北京:清华大学出版社,2006.

[6]从宏寿,程卫群,李绍铭.Multisim8仿真与应用实例开发[M].北京:清华大学出版社,2007.

[7]王传新.电子技术基础实验[M].北京:高等教育出版社,2006.

[8]路而红.虚拟电子实验室[M].北京:人民邮电出版社,2001.

[9]毛哲,张双德.电路计算机设计仿真与测试[M].武汉:华中科技大学出版社,2003.