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中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)30-0070-02
21世紀(jì)被稱為信息時(shí)代,電子科學(xué)與技術(shù)在信息、能源、材料、航天、生命、環(huán)境、軍事和民用等科技領(lǐng)域?qū)@得更廣泛的應(yīng)用,必然導(dǎo)致電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。這種產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)反過來對(duì)本專業(yè)的鞏固、深化、提高和發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用,也對(duì)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。因此,本文從人才的社會(huì)需求出發(fā),結(jié)合我校實(shí)際情況,進(jìn)行了本科專業(yè)培養(yǎng)方案的改革探索,并詳細(xì)介紹了培養(yǎng)方案的制定情況。
一、人才的社會(huì)需求情況
目前,我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科畢業(yè)生主要面向長(zhǎng)三角地區(qū)龐大的微電子、光電子、光伏和新能源行業(yè),市場(chǎng)對(duì)專業(yè)人才的需求基本上是供不應(yīng)求的。但是也應(yīng)該注意到電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的分布不均,分類較細(xì),且發(fā)展變化較快。另外,電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有多樣性,既有勞動(dòng)密集型的大型企業(yè)、大公司,更多的是小公司和小企業(yè);既有國有企業(yè)和私營企業(yè),更有合資、獨(dú)資的外企。因此,社會(huì)需求與本專業(yè)畢業(yè)生的供需矛盾還會(huì)繼續(xù)存在。
二、專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和定位
本專業(yè)培養(yǎng)具備微電子、光電子領(lǐng)域的寬厚專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),熟練實(shí)驗(yàn)技能,能掌握電子材料、電子器件、微電子和光電子系統(tǒng)的新工藝、新技術(shù)研究開發(fā)和設(shè)計(jì)技能,有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力,能夠在該領(lǐng)域從事各種電子材料、元器件、光電材料及器件、集成電路的設(shè)計(jì)、制造和相應(yīng)的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的研究、開發(fā)和管理工作工程技術(shù)人才。并且結(jié)合我校“大工程觀”人才培養(yǎng)特色,依據(jù)“卓越工程師”教育理念下工程技術(shù)型人才培養(yǎng)的原則,培養(yǎng)適應(yīng)微電子和新興光電行業(yè)乃至區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求的工程技術(shù)型人才。
三、本科培養(yǎng)方案制定的思路
電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案參照工程教育認(rèn)證的要求,以及專業(yè)下設(shè)微電子、光電子材料與器件兩個(gè)本科培養(yǎng)方向的思路制定。注重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐工程能力,使畢業(yè)生能滿足長(zhǎng)三角地區(qū)微電子、光電子和新能源行業(yè)發(fā)展的需求。微電子方向的課程設(shè)置專注于電子材料與電子器件、集成電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面,光電子材料與器件方向則偏向于光電信息、光電材料與光電器件方面。
四、本科培養(yǎng)方案的改革探索
要實(shí)現(xiàn)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),適應(yīng)電子信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,并結(jié)合我校學(xué)科發(fā)展方向和特色,對(duì)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案進(jìn)行了研究,并對(duì)省內(nèi)外幾所高校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案進(jìn)行調(diào)研,最終形成了富有特色的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案,主要內(nèi)容如下:
1.培養(yǎng)方案的模塊化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科培養(yǎng)方案的整體框架時(shí),根據(jù)“加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)、培養(yǎng)能力”和培養(yǎng)工程技術(shù)型人才的辦學(xué)理念下,專業(yè)培養(yǎng)方案分人文與社會(huì)科學(xué)、專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課三個(gè)模塊,下設(shè)微電子和光電子材料與器件兩個(gè)專業(yè)方向。學(xué)生在前兩年學(xué)習(xí)相同的課程,到大三時(shí)根據(jù)自己的興趣選擇專業(yè)方向,選修各自方向的專業(yè)課。由于兩個(gè)方向的不同培養(yǎng)要求,因此在專業(yè)基礎(chǔ)選修課、專業(yè)必修課和專業(yè)選修課方面設(shè)置限選模塊,每個(gè)專業(yè)方向必須修滿相應(yīng)的學(xué)分才能畢業(yè)。
2.改革專業(yè)基礎(chǔ)課程。專業(yè)基礎(chǔ)課程是為專業(yè)課程奠定基礎(chǔ),因此,在保留了原有電子信息類專業(yè)通常所開設(shè)的電子類課程外,增加了與專業(yè)相關(guān)的課程,如EDA技術(shù)、通信原理、數(shù)字信號(hào)處理、物理光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)、激光原理與技術(shù)等課程,刪減了原先與物理類相關(guān)的一些課程,如物理學(xué)史、原子物理、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)等,并刪減了一些計(jì)算機(jī)軟件類課程,如C++程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用等。專業(yè)基礎(chǔ)選修課程分方向限選模塊,兩個(gè)專業(yè)方向?qū)?yīng)有不同的專業(yè)基礎(chǔ)選修課程。
3.優(yōu)化專業(yè)課程。專業(yè)課程是整個(gè)專業(yè)教育中的主干部分,微電子方向的課程設(shè)置緊緊圍繞半導(dǎo)體和集成電路設(shè)計(jì)方向,開設(shè)有集成電路設(shè)計(jì)、微電子工藝原理與技術(shù)、工藝與器件可靠性分析、半導(dǎo)體測(cè)試技術(shù)、現(xiàn)代電子材料及元器件、集成電路工藝與器件模擬等課程。光電子材料與器件方向圍繞光電材料和光纖通信方向,開設(shè)光電子材料與器件、光電檢測(cè)原理與技術(shù)、太陽能電池原理與技術(shù)、光纖傳感原理與技術(shù)、光纖通信技術(shù)等課程。另外專業(yè)課程里面還設(shè)置有專業(yè)實(shí)驗(yàn),通過加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手操作能力,增強(qiáng)學(xué)生的理論知識(shí)。
五、與省內(nèi)外專業(yè)人才培養(yǎng)的區(qū)別
具有電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的各大高校分布在不同的地區(qū),服務(wù)于不同的區(qū)域經(jīng)濟(jì),這就要求專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)具有區(qū)域化、差異化。我們分析了杭州電子科技大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、蘇州大學(xué)、南京理工大學(xué)和徐州工程學(xué)院這五所不同地區(qū)、不同層次高校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案。不僅使我們能學(xué)習(xí)到其他高校的先進(jìn)辦學(xué)理念、合理的課程設(shè)置體系,也可以發(fā)現(xiàn)與其他高校之間的差異。具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:
1.專業(yè)定位。各個(gè)學(xué)校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)依據(jù)自身的師資力量、辦學(xué)條件、區(qū)域經(jīng)濟(jì)要求確定專業(yè)的發(fā)展定位。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)依托1個(gè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、2個(gè)國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、3個(gè)省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,人才培養(yǎng)定位于能從事電子元器件、電子電路乃至電子集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)等方面工作的工程技術(shù)人才。浙江工業(yè)大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要培養(yǎng)光通信、電子電路系統(tǒng)、集成電路設(shè)計(jì)等方面的人才。蘇州大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)定位在培養(yǎng)能夠在電路與系統(tǒng)、集成電路與系統(tǒng)等領(lǐng)域從事各類系統(tǒng)級(jí)、板級(jí)和芯片級(jí)研發(fā)工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。南京理工大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要是突出光電技術(shù)和微電子與信息處理學(xué)科的交叉和融合,以光電成像探測(cè)理論與技術(shù)及微電子理論與技術(shù)為專業(yè)特色。徐州工程學(xué)院的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要定位在培養(yǎng)能從事光電子材料與器件開發(fā)的工程技術(shù)人才。而我校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)定位于服務(wù)長(zhǎng)三角地區(qū)半導(dǎo)體和新能源行業(yè),培養(yǎng)能從事集成電路設(shè)計(jì)與開發(fā)、光電子材料與器件的研發(fā)等工作的工程技術(shù)人才。
2.課程體系。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、開發(fā)電子元器件、電子電路系統(tǒng)、電子集成系統(tǒng)的能力,在課程設(shè)置上開設(shè)了通信電子電路、EDA技術(shù)、薄膜物理與技術(shù)、電子材料與電子器件、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐、集成電路設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)原理和應(yīng)用、現(xiàn)代DSP技術(shù)及應(yīng)用等專業(yè)課程。浙江工業(yè)大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、開發(fā)電子電路系統(tǒng)、集成電路系統(tǒng)的能力,開設(shè)了電路原理、模電數(shù)電、通信電子線路、集成電路設(shè)計(jì)、光纖通信原理、光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理等專業(yè)課程,以及電子線路CAD實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)、通信原理實(shí)驗(yàn)、通信電子線路大型實(shí)驗(yàn)、微電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、半導(dǎo)體器件仿真大型實(shí)驗(yàn)、集成電路設(shè)計(jì)大型實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類課程。蘇州大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)與開發(fā)電路與系統(tǒng)、集成電路與系統(tǒng),從事各類系統(tǒng)級(jí)、板級(jí)和芯片級(jí)研發(fā)工作的能力,開設(shè)了信號(hào)與系統(tǒng)、電磁場(chǎng)與電磁波、高頻電路設(shè)計(jì)與制作、電子線路CAD、CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)、VLSI設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等專業(yè)課程,以及電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、信號(hào)與電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、電子線路實(shí)驗(yàn)、電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類課程。南京理工大學(xué)培養(yǎng)學(xué)生從事光電子器件、光電系統(tǒng)和集成電路的設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用的能力,開設(shè)了信號(hào)與系統(tǒng)、光學(xué)、光電信號(hào)處理、光輻射測(cè)量、光電子器件、光電成像技術(shù)、超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)、光電子技術(shù)、顯示技術(shù)、光電檢測(cè)技術(shù)、數(shù)字圖像處理、半導(dǎo)體集成電路、集成電路測(cè)試技術(shù)、微電子技術(shù)、光電子線路、電視原理等專業(yè)課程。徐州工程學(xué)院的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)與開發(fā)光電子材料與器件的能力,開設(shè)有信號(hào)與系統(tǒng)、光電子學(xué)、光電子技術(shù)、激光原理與技術(shù)、光伏材料等專業(yè)課程,以及模擬電路課程設(shè)計(jì)、數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐性課程。我校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要培養(yǎng)學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)、光電子材料與器件的設(shè)計(jì)與制備能力,開設(shè)有半導(dǎo)體物理學(xué)、半導(dǎo)體器件原理、MEMS技術(shù)、微電子工藝原理與技術(shù)、薄膜材料及制備技術(shù)、工藝與器件可靠性分析、集成電路工藝與器件模擬、EDA技術(shù)、通信原理、數(shù)字信號(hào)處理、光電子材料與器件、光電檢測(cè)原理與技術(shù)、太陽能電池原理與技術(shù)、光纖通信技術(shù)等專業(yè)課程,以及近代物理實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類課程。
3.人才培養(yǎng)特色。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)特色是注重集成電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成方面能力的培養(yǎng)。浙江工業(yè)大學(xué)的人才培養(yǎng)注重光纖通信、集成電路設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。蘇州大學(xué)的人才培養(yǎng)注重電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。南京理工大學(xué)的人才培養(yǎng)注重光電技術(shù)和微電子與信息處理學(xué)科的交叉和融合,以光電成像探測(cè)理論與技術(shù)及微電子理論與技術(shù)為專業(yè)特色。徐州工程學(xué)院的人才培養(yǎng)注重光電材料與器件方面能力的培養(yǎng)。我校的人才培養(yǎng)注重電子材料與電子器件的設(shè)計(jì)與開發(fā)、集成電路設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
中圖分類號(hào):F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
l 引言
集成電路的飛速發(fā)展使電子科學(xué)技術(shù)的面貌日新月異。電子產(chǎn)品在50年代以前是以電子管為核心器件,60-70年代逐步由晶體管代替,80-90年代則是以集成電路為主,并由全模擬電路轉(zhuǎn)為兼有模擬、數(shù)字信號(hào)電路且以數(shù)字信號(hào)電路為主的信號(hào)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)科學(xué)的興起及其廣泛應(yīng)用深人到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)技術(shù)已成為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化必不可少的手段,沒有哪個(gè)行業(yè)有電子工業(yè)這么快速的驚人變化。為適應(yīng)科技高速發(fā)展的形勢(shì),適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要,必須轉(zhuǎn)變我們過去在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)休制下形成的教育思想,使教育真正面向社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì),面向世界,面向21世紀(jì)。
2 電子信息工程類大學(xué)本科生培養(yǎng)目標(biāo)及必備的知識(shí)結(jié)構(gòu)和基本素質(zhì)
2.1 專業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)
面對(duì)當(dāng)前這一新的形勢(shì),新的教學(xué)改革大潮,世界上一些發(fā)達(dá)國家普遍認(rèn)為大學(xué)生的工程教育不可能什么都學(xué),也不可能學(xué)得太專,工程教育只能是基礎(chǔ)性教育,培養(yǎng)通用的適應(yīng)能力強(qiáng)的人才。
國家教委結(jié)合我國實(shí)際情況,提出了高等教育要進(jìn)一步拓寬專業(yè)面,加強(qiáng)基礎(chǔ)教育,加強(qiáng)計(jì)算機(jī)教學(xué),加強(qiáng)實(shí)踐性環(huán)節(jié)教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)。我們認(rèn)為電子信息工程類核心技術(shù)基礎(chǔ)課程的設(shè)置可以分為3大模塊,即:①電路理論、電磁場(chǎng)理論、信號(hào)與系統(tǒng);②線性電子線路、非線性電子線路、數(shù)字邏輯電路;③計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程。所涉及的內(nèi)容是電工學(xué)、電子學(xué)技術(shù)中已經(jīng)成熟的并帶有普遍意義的基本理論、基本分析方法和基本技能。它提供了電子信息工程類專業(yè)人員所必備的知識(shí)結(jié)構(gòu)和基本素質(zhì),這些課程的內(nèi)容是今后學(xué)習(xí)專業(yè)課的基本知識(shí)。
2.2.1 電路、電磁場(chǎng)與電磁波、信號(hào)與系統(tǒng)模塊
① 電路分析、信號(hào)與系統(tǒng)課程是電工類各專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課,它是核心技術(shù)的基礎(chǔ)與核心。電路分析基本內(nèi)容是:電路與磁路、交流電路、動(dòng)態(tài)電路的分析等。參考學(xué)時(shí)為90-100學(xué)時(shí)。
信號(hào)與系統(tǒng)基本內(nèi)容是線性連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)、線性離散時(shí)間系統(tǒng)分析、線性系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析、隨機(jī)過程和信號(hào)處理等。參考學(xué)時(shí)為80-90學(xué)時(shí)。
② 電磁場(chǎng)與電磁波課程是核心技術(shù)課的組成部分,同時(shí)是一些新興邊緣學(xué)科的理論基礎(chǔ),基本內(nèi)容是:電磁場(chǎng)、電磁波、傳輸線和天線等。參考學(xué)時(shí)為80-100學(xué)時(shí)。
2.2.2 線性、非線性電子電路、數(shù)字邏樣電路模塊
線性、非線性電子電路、數(shù)字邏輯電路課程是電子信息工程教育中重要基礎(chǔ)課,是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的技術(shù)學(xué)科。線性、非線性電子電路課程的主要內(nèi)容是:半導(dǎo)體器件、放大器、信號(hào)波形變換、功率電路、頻率變換等。參考學(xué)時(shí)為150-160學(xué)時(shí)。
數(shù)字邏輯電路課程的基本內(nèi)容是:邏輯門電路、數(shù)字電子學(xué)理論基礎(chǔ)、組合邏輯與時(shí)序邏輯電路、大規(guī)模集成電路、模一數(shù)接口電路等。參考學(xué)時(shí)為70-80學(xué)時(shí)。
2.2.3 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程模塊
由于計(jì)算機(jī)科學(xué)的蓬勃發(fā)展及其廣泛應(yīng)用,計(jì)算機(jī)系列課程是電子信息工程技術(shù)教育中的核心課程。根據(jù)中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)“93大綱”的規(guī)定,它包括9個(gè)領(lǐng)域、3個(gè)進(jìn)程、12個(gè)基本概念,按照循序漸進(jìn)的原則,我們認(rèn)為包含以下基本內(nèi)容:計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)錄入技術(shù)、編程語言和基本算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計(jì)方法、計(jì)算機(jī)原理與體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)與軟件工程、人工智能、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等。
2.3 實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革在培養(yǎng)學(xué)生能力中的作用
實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要性不僅在于加強(qiáng)對(duì)理論的理解,而且在學(xué)生的工程能力訓(xùn)練和科研能力的培養(yǎng)方面有特別重要意義。實(shí)踐環(huán)節(jié)包括實(shí)驗(yàn)課、綜合專題實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等。
實(shí)驗(yàn)是實(shí)踐的主要環(huán)節(jié)之一,實(shí)驗(yàn)課是綜合理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用的聯(lián)合體,它為學(xué)生掌握知識(shí)和發(fā)展能力的統(tǒng)一提供了最佳條件,是全面培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力(如動(dòng)手能力、思維創(chuàng)造能力、自學(xué)能力、分析問題和解決問題的能力等)的基本環(huán)節(jié)。對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的基本技能、探索精神、堅(jiān)強(qiáng)毅力和求實(shí)作風(fēng)等方面都有積極作用。綜合專題實(shí)習(xí)的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力,建立正確的工程設(shè)計(jì)觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)和能力的綜合實(shí)踐和考查,是學(xué)生在校期間受到的工程師素養(yǎng)和科學(xué)方法訓(xùn)練的最重要的環(huán)節(jié),根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn),這一環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)而不是削弱。
3 改革實(shí)踐環(huán)節(jié)的方案
3.1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)突出能力培養(yǎng)使學(xué)生達(dá)到如下要求:
① 熟悉常用的元器件的性能及使用。
② 熟悉各種常用電子儀器的使用及各種測(cè)試方法。
③ 能設(shè)計(jì)、組裝和調(diào)試常用電子電路, 檢查和排除常見故障。
④ 具有一定的工程設(shè)計(jì)能力, 建立正確的工程觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)。
⑤ 能正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), 進(jìn)行誤差分析和撰寫科學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
⑥ 能應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理, 能利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品的輔助設(shè)計(jì)、分析等。
3.2 關(guān)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系的初步設(shè)想
3.2.1 體系結(jié)構(gòu)框圖
根據(jù)原來按技術(shù)基礎(chǔ)課分別開設(shè)實(shí)驗(yàn)課所存在的問題,為優(yōu)化能力結(jié)構(gòu),設(shè)想將電路分析、信號(hào)與系統(tǒng)、電子線路、數(shù)字電路等課程的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)部分合并開設(shè)一門“基礎(chǔ)電工實(shí)驗(yàn)”,內(nèi)容安排由易到難,由簡(jiǎn)單到綜合,覆蓋整個(gè)電子技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科的前兩個(gè)模塊。再開設(shè)一門課程設(shè)計(jì)性質(zhì)的綜合實(shí)驗(yàn)與綜合實(shí)習(xí),突出培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)能力。將計(jì)算機(jī)能力的訓(xùn)練貫穿整個(gè)大學(xué)學(xué)習(xí)過程中,并與有關(guān)學(xué)科的教學(xué)環(huán)節(jié)相結(jié)合。考慮到計(jì)算機(jī)學(xué)科能為其它學(xué)科提供非常先進(jìn)的工具,計(jì)算機(jī)學(xué)科的成果能為其它學(xué)科的發(fā)展創(chuàng)造前所未有的條件,因此在綜合實(shí)習(xí)階段和畢業(yè)設(shè)計(jì)階段要盡可能地運(yùn)用計(jì)算機(jī)學(xué)科的成果。
3.2.2 關(guān)于各實(shí)驗(yàn)?zāi)K的說明
(1) 課程設(shè)計(jì)性質(zhì)的電路綜合實(shí)驗(yàn)
電路綜合實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試一個(gè)電子電路或一個(gè)簡(jiǎn)單裝置,檢查并排除實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的故障。設(shè)計(jì)題目有:多級(jí)放大器、OTL功放、直流穩(wěn)壓電源、調(diào)制器、解調(diào)器、計(jì)數(shù)器、分頻器及數(shù)字鐘等。本實(shí)驗(yàn)安排在3年級(jí)分段進(jìn)行。參考學(xué)時(shí)為60-70學(xué)時(shí)。
(2) 綜合專題實(shí)習(xí)
綜合專題實(shí)習(xí)使學(xué)生得到工程設(shè)計(jì)中的方案論證、工程計(jì)算、安裝調(diào)試及撰寫論文等方面的基本訓(xùn)練。綜合專題實(shí)習(xí)應(yīng)是電子信息工程系統(tǒng)的一個(gè)分機(jī),或一個(gè)較小的設(shè)備,在技術(shù)上已較成熟,在設(shè)計(jì)與調(diào)試方面有典型性與先進(jìn)性。例如:電視機(jī)安裝與調(diào)試、音響系統(tǒng)安裝與調(diào)試、數(shù)字調(diào)諧器、各類報(bào)警系統(tǒng)、電子裁判系統(tǒng)、家用電器的電腦控制等。本實(shí)驗(yàn)可安排在第7學(xué)期進(jìn)行,可在校內(nèi)進(jìn)行,也可在工廠進(jìn)行,可與生產(chǎn)實(shí)習(xí)、勤工儉學(xué)結(jié)合起來,實(shí)習(xí)期約為3-4周。
(3) 計(jì)算機(jī)能力訓(xùn)練
計(jì)算機(jī)能力訓(xùn)練包括計(jì)算機(jī)操作訓(xùn)練、編程訓(xùn)練、計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)接口實(shí)驗(yàn)等。根據(jù)由淺入深的原則,全面貫徹中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)“93大綱”的要求,根據(jù)目前大多數(shù)高中畢業(yè)生的現(xiàn)狀,可在第一學(xué)期安排計(jì)算機(jī)操作訓(xùn)練,然后是計(jì)算機(jī)編程訓(xùn)練;在此基礎(chǔ)上可在數(shù)學(xué)、物理、電路與信號(hào)、電子線路等課程中應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助分析和設(shè)計(jì)。另一方面,在電子電路、數(shù)字邏輯電路課程的基礎(chǔ)上可以進(jìn)行計(jì)算機(jī)接口實(shí)驗(yàn),從而為利用計(jì)算機(jī)開發(fā)產(chǎn)品,進(jìn)行綜合專題實(shí)習(xí)作好準(zhǔn)備。
圍繞計(jì)算機(jī)學(xué)科的發(fā)展而進(jìn)行的綜合專題實(shí)習(xí)應(yīng)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用的典型系統(tǒng)選題,如數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、多路自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)通信系統(tǒng)、人工智能系統(tǒng)等。上機(jī)時(shí)數(shù)為150-200小時(shí)。
4 結(jié)束語
本文在東南大學(xué)教改的基礎(chǔ)上,根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況提出了實(shí)踐環(huán)節(jié)教改的實(shí)施方案它將國內(nèi)外教改指導(dǎo)思想的先進(jìn)性與國內(nèi)的實(shí)際情況的可行性結(jié)合起來,可以為絕大多數(shù)院校所接受。寫作本文目的也在于拋磚引玉,以求加快教改的步伐。
1.2學(xué)生缺乏自行設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。在具體的電子電路實(shí)驗(yàn)中,很多實(shí)驗(yàn)線路都是事先完成的,學(xué)生們很少會(huì)經(jīng)過自己的思考來找到實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題或者是對(duì)已有的線路進(jìn)行質(zhì)疑。可見,學(xué)生們自主實(shí)驗(yàn)的能力還不夠強(qiáng)。在以后的電子電路開發(fā)實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生們需要對(duì)電路的原理以及具體的實(shí)驗(yàn)方式等進(jìn)行改進(jìn)和完善。深入地掌握實(shí)驗(yàn)技能,培養(yǎng)自身的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
1.3對(duì)實(shí)驗(yàn)資源的利用率明顯不夠。為了提升實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)性和高效性,對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行高度培養(yǎng),各大院校都對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行了完善。但是在具體的實(shí)驗(yàn)中,很多教師不去應(yīng)用這些先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)器具,仍然采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式。在實(shí)驗(yàn)的過程中,學(xué)生們?nèi)匀槐憩F(xiàn)得很被動(dòng)。對(duì)一些先進(jìn)儀器的使用方式還不夠了解。
1.4實(shí)驗(yàn)室的開放程度不高。很多學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室并不是隨意開放的,有些只有是學(xué)校的學(xué)生和研究人員才可以進(jìn)入。從實(shí)驗(yàn)的過程中可以看出,很多實(shí)驗(yàn)都是局限在教學(xué)計(jì)劃當(dāng)中。可見這種現(xiàn)象的長(zhǎng)期存在嚴(yán)重地影響到實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性。在電子電路實(shí)驗(yàn)中,教師應(yīng)該充分地發(fā)揮自身的引導(dǎo)作用,提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
2研究?jī)?nèi)容
2.1打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的管理模式。很多院校的實(shí)驗(yàn)室,并沒有充分地應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室的整體功能。事實(shí)上,實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該變成打造學(xué)生技能的重要平臺(tái),同時(shí)還應(yīng)該積極地培養(yǎng)學(xué)生自身的積極主動(dòng)性。在打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室管理局限的過程中,研究人員應(yīng)該從課題方面入手,做到從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,再到創(chuàng)新。實(shí)驗(yàn)室的管理模式應(yīng)該符合學(xué)生們的發(fā)展和學(xué)習(xí)特點(diǎn)。加強(qiáng)學(xué)生們之間的交流。
2.2基礎(chǔ)項(xiàng)目研究。電子電路實(shí)驗(yàn)本身就是一種實(shí)踐性相對(duì)較強(qiáng),對(duì)學(xué)生們的專業(yè)知識(shí)以及操作能力提出較高要求的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生們應(yīng)該掌握各類電子元器件的工作原理,同時(shí)對(duì)測(cè)量方式以及各類電路的模型等進(jìn)行明確。根據(jù)學(xué)生們自身的興趣和特長(zhǎng)來嘗試創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。提升項(xiàng)目研究的科學(xué)性。
2.3創(chuàng)新性項(xiàng)目研究。一般情況下,創(chuàng)新性項(xiàng)目研究又被人們稱為創(chuàng)新型教學(xué)。主要是對(duì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性進(jìn)行研究和分析,將教學(xué)內(nèi)容和實(shí)際的教學(xué)方式相結(jié)合。現(xiàn)如今,創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是每個(gè)學(xué)生和教師遇到的一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。在進(jìn)行的過程中需要根據(jù)電子專業(yè)的特點(diǎn)來完善教學(xué)的實(shí)踐活動(dòng)。其中比較典型的就是對(duì)PNP以及NPN三極管電流的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),需要涉及到光控傳感器,設(shè)計(jì)成可控性的演示電路,然后設(shè)計(jì)成COMS集成電路特性,提升電路的仿真實(shí)驗(yàn)性。對(duì)創(chuàng)新性項(xiàng)目進(jìn)行研究,不僅可以提升學(xué)生們的創(chuàng)新能力,還可以為實(shí)驗(yàn)學(xué)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
3課題研究的創(chuàng)新點(diǎn)
3.1理念創(chuàng)新。打破以往教學(xué)模式,創(chuàng)新地提出以學(xué)生為主體,教師輔導(dǎo)為輔的教學(xué)模式。充分利用學(xué)院現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源,挖掘?qū)W生自主學(xué)習(xí)的潛力,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。旨在通過少數(shù)帶動(dòng)多數(shù),從而帶動(dòng)整個(gè)學(xué)院的創(chuàng)新氛圍。
3.2管理創(chuàng)新。以“學(xué)生助理”為主體的管理模式是實(shí)驗(yàn)室管理的一大特點(diǎn)。學(xué)生助理分為日常管理助理、材料管理助理和儀器管理及教材整理助理。每年的學(xué)生助理從學(xué)生班級(jí)中選拔優(yōu)秀學(xué)員,成立“課題小組”,培養(yǎng)學(xué)習(xí)骨干,作為教師指導(dǎo)教學(xué)的學(xué)生助理。通過培養(yǎng)學(xué)習(xí)助理,相互探討協(xié)作,成為一支具有團(tuán)結(jié)創(chuàng)新特色的學(xué)生創(chuàng)新人才隊(duì)伍。
3.3“活動(dòng)內(nèi)容”創(chuàng)新。“小組人員”主要是利用課余時(shí)間進(jìn)行活動(dòng),活動(dòng)地點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)室,每周活動(dòng)次數(shù)由課題教師統(tǒng)一組織和安排。活動(dòng)內(nèi)容主要有三項(xiàng):①課題設(shè)計(jì)制作:在課題老師指導(dǎo)下,自主開發(fā)一些課題設(shè)計(jì),組織學(xué)生進(jìn)行有關(guān)光電傳感器及其應(yīng)用技術(shù)、電工和電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù),研究各種物理量和電參量的測(cè)量及信號(hào)處理方法、掌握數(shù)字電路及模擬電路在生產(chǎn)技術(shù)中的應(yīng)用,探索計(jì)算機(jī)和單片機(jī)通信技術(shù)在測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用等;②調(diào)查了解各組所遇到的技術(shù)問題、材料問題和儀器工具問題。然后助理們?cè)谝黄鹩懻摚岢鼋鉀Q問題的方案;③正確掌握實(shí)驗(yàn)儀器的使用,負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備,設(shè)備維護(hù)和維修工作。
4典型實(shí)驗(yàn)研究
長(zhǎng)期以來,高等職業(yè)教育的教學(xué)模式及教材特點(diǎn)一直深受普通高等教育同類領(lǐng)域的影響,特別是教材編寫的針對(duì)性不強(qiáng),總試圖覆蓋更多層次的用戶,即便是近幾年各類高職高專規(guī)劃類教材相繼出現(xiàn),但相當(dāng)多的教材仍然是在傳統(tǒng)框架的基礎(chǔ)下適當(dāng)精簡(jiǎn)內(nèi)容而成。在2008年廣西高職高專課程改革與教材建設(shè)研討會(huì)上,許多專家就提出了用行為引導(dǎo)型教學(xué)法,推動(dòng)高職高專課程體系改革和教材建設(shè),以適應(yīng)當(dāng)前的高等職業(yè)教育的改革需要,就是以職業(yè)活動(dòng)為導(dǎo)向,以提高人的職業(yè)能力為核心,手腦并用,行知結(jié)合,適應(yīng)能力本位的教育。本人在這次教改活動(dòng)中擔(dān)任了《高頻電子線路》教材的編寫,體會(huì)較為深刻。
一、原有教材存在的問題
在擔(dān)任《高頻電子線路》課程的教學(xué)過程中,我發(fā)現(xiàn)原有的《高頻電子線路》教材存在以下幾個(gè)方面的問題:
1、雖然是近幾年的高職高專規(guī)劃類教材,但還是有本科教材的“影子”存在,理論上還是追求理論的完整和系統(tǒng)性,數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程內(nèi)容太多,而結(jié)果的分析太少,結(jié)論性的分析不夠。
2、實(shí)踐的內(nèi)容太少,理論的內(nèi)容占絕大多數(shù),對(duì)實(shí)際應(yīng)用電路的分析不夠,特別是對(duì)當(dāng)前的先進(jìn)技術(shù)、電路及元器件沒有什么介紹和分析。跟不上高頻電子技術(shù)發(fā)展的需要。
3、與《模擬電子技術(shù)》有重復(fù)的內(nèi)容,如:“正弦波振蕩器”。
鑒于上述原因,學(xué)生在學(xué)習(xí)《高頻電子線路》這門課程時(shí),感到枯糙難學(xué),教師難教。
二、新教材編寫的思路和實(shí)踐
本人在編寫《高頻電子線路》這門教材時(shí),力求突破傳統(tǒng)的教材模式,嘗試用新的結(jié)構(gòu)體系、新的教學(xué)方案、新的表現(xiàn)形式、新的闡述方法來體現(xiàn)行為引導(dǎo)型教學(xué)法,推動(dòng)高職高專課程體系改革和教材建設(shè),構(gòu)筑以實(shí)際應(yīng)用為重點(diǎn)、以掌握項(xiàng)目實(shí)施過程為目的的新教材體系。作為該教材的編寫者,本文試就該教材的編寫思路與創(chuàng)新實(shí)踐作如下介紹。
1.以職業(yè)崗位需求為依據(jù),推動(dòng)教材模式的創(chuàng)新
筆者認(rèn)為:目前高等職業(yè)教育教材建設(shè)的目標(biāo)已不再是解決有無教材的問題,而在于編寫出有創(chuàng)意、有特色的新教材,特別是要推出以能力為中心的新模式教材,根本改變“重知識(shí)傳授、輕技能培養(yǎng)”的傳統(tǒng)教材模式,真正體現(xiàn)職業(yè)教育就業(yè)導(dǎo)向的理念,在教材的編寫前期做好行業(yè)崗位需求分析是必不可少的重要工作。為此,筆者深入到相關(guān)的十多家現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)的人力資源部門、生產(chǎn)技術(shù)部門、企業(yè)培訓(xùn)中心及相關(guān)的行業(yè)部門開展調(diào)查,并參考和借鑒了企業(yè)內(nèi)部的員工培訓(xùn)技術(shù)資料、技術(shù)規(guī)范和相關(guān)的行業(yè)職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn),注意將工作崗位急需的或使用頻率高的知識(shí)、技能作為重要材料選人新教材之中。根據(jù)對(duì)崗位需求的調(diào)查和分析,各個(gè)內(nèi)容都定出明確的能力目標(biāo)。《高頻電子線路》新教材的編寫充分考慮了理論與實(shí)踐的結(jié)合,注重工程應(yīng)用能力和解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng),在教材中設(shè)置了“應(yīng)用電路的安裝、檢測(cè)和調(diào)試”板快,力求在實(shí)踐性、實(shí)用性和針對(duì)性方面突現(xiàn)特色。
2.以現(xiàn)代職教理念為平臺(tái),倡導(dǎo)教學(xué)方案的創(chuàng)新
現(xiàn)代職業(yè)教育的理念認(rèn)為,應(yīng)從教學(xué)的角度對(duì)職業(yè)的實(shí)際工作內(nèi)容進(jìn)行加工和處理。因此,《高頻電子線路》教材的設(shè)計(jì)不再以教會(huì)學(xué)生知識(shí)為唯一目標(biāo),而以幫助、指導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工作之中為主要目的,圍繞技術(shù)應(yīng)用能力這條主線來設(shè)計(jì)教材的結(jié)構(gòu)體系和教學(xué)內(nèi)容。例如,新編的《高頻電子線路》教材則十分注意知識(shí)與工程應(yīng)用的密切聯(lián)系,首先,在教材內(nèi)容的編排上打破了傳統(tǒng)的章節(jié)排序,而是以課題的形式出現(xiàn),在每一個(gè)課題中,從夠用的理論知識(shí),到元器件、實(shí)用電路的安裝、檢測(cè)、調(diào)試等都包括在內(nèi),學(xué)生每學(xué)完一個(gè)課題的內(nèi)容,都能夠既學(xué)了理論知識(shí),又完成了實(shí)際電路的安裝,檢測(cè)與調(diào)試,大大地鍛煉學(xué)生的實(shí)踐技能,學(xué)生每學(xué)完了一個(gè)課題就系統(tǒng)地學(xué)完了一個(gè)完整的實(shí)際電路。高頻電子線路是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,編者將培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力作為課改的重點(diǎn)。在課程方案的設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了一些嘗試:一是 改變以往驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的教學(xué)模式,加強(qiáng)了制作和調(diào)試電路等工程應(yīng)用的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容;二是由測(cè)量數(shù)據(jù)和指標(biāo)為主的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向完成工作任務(wù)及解決實(shí)際問題為主的技能訓(xùn)練;三是精心設(shè)計(jì)每一個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目的任務(wù),將關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)融合在完成任務(wù)的工作中,倡導(dǎo)項(xiàng)目教學(xué)法。
3.以行業(yè)技術(shù)應(yīng)用為依據(jù)。注重教學(xué)內(nèi)容的適時(shí)性
當(dāng)今電子技術(shù)的發(fā)展非常迅猛,高頻電子線路課程要跟上時(shí)代的發(fā)展。其關(guān)鍵在于要適應(yīng)當(dāng)今高頻電子技術(shù)應(yīng)用的基本特點(diǎn)。在知識(shí)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)轉(zhuǎn)化”。(1)從分立元件電路為主轉(zhuǎn)到以集成電路為主。目前,電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)大都是以集成電路為核心,分立元件的數(shù)量大大降低,且集成規(guī)模不斷擴(kuò)大.只有加強(qiáng)集成電路方面知識(shí)的學(xué)習(xí)。才能保證本課程的教學(xué)適應(yīng)技術(shù)創(chuàng)新的基本要求。《高頻電子線路》新編教材在介紹元器件時(shí),簡(jiǎn)化了分立元件功能電路介紹,突出了集成電路的應(yīng)用。(2)從以器件內(nèi)部分析為主轉(zhuǎn)向以器件外部特性和應(yīng)用為主。隨著新器件的不斷涌現(xiàn)、集成元件規(guī)模的不斷擴(kuò)大及功能逐步完善。芯片內(nèi)部集成的元件愈來愈多,電路愈來愈復(fù)雜,因此精簡(jiǎn)集成芯片內(nèi)部電路分析,突出集成電路外部特性和功能應(yīng)用,是符合職業(yè)院校的教學(xué)實(shí)際的。
4.以符合學(xué)生的學(xué)習(xí)心理為原則.注重教材表現(xiàn)形式的新穎性
《高頻電子線路》新教材的開發(fā)力求以興趣為引導(dǎo)。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和
積極性。教材中的主要電子元件和主要單元電路配有實(shí)物圖,增加了電路的直觀性,有利于變抽象的原理電路為具體的應(yīng)用電路。教材的表現(xiàn)形式直觀生動(dòng)、圖文并茂,排版生動(dòng)新穎,有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生的閱讀興趣。
5.以符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律為基礎(chǔ)。體現(xiàn)高職教材的層次性
《高頻電子線路》新教材的編寫充分考慮了高等職業(yè)院校學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和教學(xué)實(shí)際。盡可能地降低了理論深度和難度。簡(jiǎn)約明了地介紹了高頻電子線路的基本概念、基本原理和應(yīng)用知識(shí).避免了繁雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和理論分析.有利于高等職業(yè)院校學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握。每個(gè)課題有自我測(cè)評(píng)題和參考答案,有利于學(xué)生溫習(xí)和鞏固所學(xué)的知識(shí)和技能。及時(shí)補(bǔ)缺補(bǔ)漏,這也有利于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的責(zé)任感和主動(dòng)性。以確保每個(gè)課題的能力目標(biāo)達(dá)到基本要求。
三、 教材特點(diǎn)
課程內(nèi)容的選取和排序應(yīng)從相應(yīng)職業(yè)崗位典型工作任務(wù)分析入手,根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)和后繼課程的需要而定。與高頻電子技術(shù)相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用型人員的工作對(duì)象是電子設(shè)備或機(jī)電一體化產(chǎn)品。典型的工作任務(wù)是電子設(shè)備的認(rèn)知、安裝、調(diào)試、檢測(cè)和維修維護(hù)。其工作過程涉及到電路的識(shí)圖分析,元器件的拆裝、檢測(cè)、選用以及基本電路的改進(jìn)等。據(jù)此,作為一種基于工作過程導(dǎo)向的課程設(shè)計(jì),本課程的教材有如下特點(diǎn):
1、以常用的高頻電子電路或電路系統(tǒng)的認(rèn)知、安裝、調(diào)試和檢測(cè)為主線,選取教材內(nèi)容并進(jìn)行排序,設(shè)置學(xué)習(xí)性工作任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生“做中學(xué)”、“學(xué)中做”。本教材把高頻電子技術(shù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與理論內(nèi)容有機(jī)地融合為一體,體現(xiàn)了學(xué)習(xí)性,工作任務(wù)的完整性,學(xué)習(xí)過程與工作過程的一致性。這樣的編排便于引導(dǎo)學(xué)生“做中學(xué)” 、“學(xué)中做”,使學(xué)生在手腦并用的學(xué)習(xí)中得到思維方法和工作方法的訓(xùn)練,提高學(xué)生的自學(xué)能力和實(shí)踐能力。
2、引導(dǎo)學(xué)生以基本電子器件及其應(yīng)用電路作為主要學(xué)習(xí)對(duì)象,在完成學(xué)習(xí)性工作任務(wù)的過程中理解基本概念,掌握基本方法,提高學(xué)習(xí)能力。以電子器件及其典型應(yīng)用電路的認(rèn)知為中心安排模塊化、項(xiàng)目化的學(xué)習(xí)內(nèi)容。一方面,通過引導(dǎo)學(xué)生查找相關(guān)資料,對(duì)具體的電子器件進(jìn)行識(shí)別和性能測(cè)試,來理解各種性能指標(biāo)的含義,獲取實(shí)用知識(shí)。另一方面通過對(duì)基本高頻電路或典型應(yīng)用高頻電路進(jìn)行安裝、調(diào)試和檢測(cè),配合必要的理論分析,引導(dǎo)學(xué)生掌握高頻電子技術(shù)的基本概念和高頻電子電路的基本分析方法。這種以實(shí)際應(yīng)用電路的定性分析為主的課程設(shè)計(jì),降低了學(xué)習(xí)難度,減輕了學(xué)生在理論方面的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),突出了學(xué)習(xí)重點(diǎn)。
3、完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)是深入學(xué)習(xí)高頻電子技術(shù)的基礎(chǔ)。本教材圍繞基本電子器件及其典型應(yīng)用電路,以少而精的原則建立完整的具有開放性的知識(shí)結(jié)構(gòu)。
四、教學(xué)大綱
為了便于對(duì)新編教材有具體的了解,將編寫大綱列在下面,以供參考。
前言
緒論
1、信息技術(shù) 2、無線通信系統(tǒng)
課題一 高頻小信號(hào)放大器
任務(wù)描述:
學(xué)習(xí)目標(biāo):
1.1 諧振回路 1.2 小信號(hào)諧振放大器 1.3 集中選頻放大器 1.4 諧振放大器的制作、調(diào)試和檢測(cè)
本章小結(jié)
習(xí)題
課題二 高頻功率放大器
任務(wù)描述:
學(xué)習(xí)目標(biāo):
2.1高頻功率放大器的工作原理及特性分析 2.2諧振功率放大器電路(應(yīng)包括丁類諧振功率放大器和丙類倍頻器) 2.3寬帶高頻功率放大器 2.4高頻功率放大器的制作、調(diào)試和檢測(cè)
本章小結(jié)
習(xí)題
課題三 幅度調(diào)制與解調(diào)電路
任務(wù)描述:
學(xué)習(xí)目標(biāo):
3.1概述 3.2幅度調(diào)制電路 3.3幅度解調(diào)電路 3.4混頻器幅度調(diào)制和解調(diào)電路的制作、調(diào)試及檢測(cè)
本章小結(jié)
習(xí)題
課題四 角度調(diào)制與解調(diào)電路
任務(wù)描述:
學(xué)習(xí)目標(biāo):
4.1概述 4.2角度調(diào)制 4.3調(diào)頻電路 4.4調(diào)頻波的解調(diào)
4.5角度調(diào)制與解調(diào)電路的制作、調(diào)試和檢測(cè)
本章小結(jié)
習(xí)題
課題五 反饋控制電路
5.1自動(dòng)增益控制電路 5.2自動(dòng)頻率控制電路 5.3瑣相環(huán)路(pll)
5.4反饋控制電路的制作、調(diào)試和檢測(cè)
本章小結(jié)
習(xí)題
課題六 高頻電子電路在通信技術(shù)方面的應(yīng)用
制作一 6.2制作二 6.3制作三
0 引言
自動(dòng)化通信設(shè)備在運(yùn)行過程中,會(huì)出現(xiàn)各種不同的故障,影響系統(tǒng)的運(yùn)行,有時(shí)甚至還會(huì)起到破壞性的后果。我們要及時(shí)準(zhǔn)確地查明故障所在,并且排除它,就必須對(duì)通信設(shè)備的故障分類和檢修有所了解。
1 故障的分類
1.1 按故障性質(zhì)分為軟故障和硬故障
軟故障是指由于軟件系統(tǒng)錯(cuò)誤而引發(fā)的故障。常見的軟故障有程序錯(cuò)誤、病毒破壞、操作失誤,以及設(shè)置錯(cuò)誤和盲目操作等。
硬故障是指設(shè)備硬件的物理損壞:一是人為和環(huán)境原因,如環(huán)境惡劣、供電不良、靜電破壞或違反操作規(guī)程等原因造成;二是電器構(gòu)件原因,如元器件、接觸插件、印刷電路等損壞造成。
1.2 按故障影響范圍和程度分為全局性、相關(guān)性、局部性、獨(dú)立性故障
全局性故障是指影響到整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的故障;相關(guān)性故障是指某一故障與其它故障之間有著因果或關(guān)聯(lián)關(guān)系;局部性故障是指故障只影響了系統(tǒng)的某一些項(xiàng)或幾項(xiàng)功能;獨(dú)立性故障特指某一元器件發(fā)生的故障。如電源熔絲熔斷,使設(shè)備不能啟動(dòng)屬全局性故障,而造成原因可能是相關(guān)的某一部件短路,即故障的相關(guān)性。局部性、獨(dú)立性故障一般是統(tǒng)一的。
1.3 按故障發(fā)生的時(shí)間、周期分為固定性故障和暫時(shí)性故障
固定性故障指故障現(xiàn)象穩(wěn)定,可重復(fù)出現(xiàn),其原因主要是由于開路、短路、機(jī)械部件損壞或某一元器件失效引起;暫時(shí)性故障是指故障的持續(xù)時(shí)間短、工作狀態(tài)不穩(wěn)定、時(shí)好時(shí)壞的現(xiàn)象,其造成原因可能是元器件性能下降或接觸不良等引起的。
2 檢修過程的先后順序
2.1 先分析思考,后著手檢修
引發(fā)故障的原因可能是多方面的,而故障的現(xiàn)象,發(fā)生的時(shí)間也可能是不確定的。發(fā)現(xiàn)一個(gè)故障,首先應(yīng)分析其可能產(chǎn)生的原因,并列出有關(guān)范圍,尋找相關(guān)范圍的技術(shù)資料作為理論引導(dǎo)。“現(xiàn)在就做”可能并不適合于設(shè)備的檢修,即按部就班,循而有序是很重要的。
2.2 先外后內(nèi)
任何時(shí)候冒然打開機(jī)箱都是不對(duì)的。只有在排除外部設(shè)備、連線故障等原因之后再著手進(jìn)行內(nèi)部的檢修,才能避免不必要的拆卸。
2.3 先機(jī)械部分,后電子部分
應(yīng)當(dāng)先檢查機(jī)械元器件的完好性,再檢查電子電路結(jié)構(gòu)以及機(jī)電一體的結(jié)合部分。
2.4 先靜后動(dòng)
即先在斷電情況下檢修,然后再接電。這里有一個(gè)原則性問題,即安全。
3 檢修方法
3.1 直接觀察法
直接觀察有不接電和接電兩種情況。首先應(yīng)該進(jìn)行不接電觀察,利用人的感覺器官(眼、耳、手、鼻)檢查有關(guān)插件是否松動(dòng)、接觸不良、虛焊脫焊、斷線、短路、元件銹蝕、變焦、變色,電源短路、過流、過壓和熔絲熔斷等現(xiàn)象。經(jīng)仔細(xì)觀察機(jī)內(nèi)外各元器件無誤后,接電觀察,看機(jī)內(nèi)有無冒煙、打火、異常聲響現(xiàn)象,如有趕緊關(guān)機(jī),還可輕輕敲擊機(jī)箱、構(gòu)件,看有無接觸不良,同時(shí)可用手觸摸懷疑的元器件,看是否有過熱現(xiàn)象并根據(jù)元器件過熱程度以及溫度做出相應(yīng)的判斷。
3.2 測(cè)量法
這種方法比較簡(jiǎn)單直接,針對(duì)故障的現(xiàn)象,一般能判斷出故障所在,借助一些測(cè)量工具,能進(jìn)一步確定故障的原因,幫助分析和解決故障。
常見的測(cè)量檢查方法有電壓檢查法、電阻檢查法和電流檢查法。電壓檢查法是通過測(cè)量元器件工作電壓并與正常值進(jìn)行比較來判斷故障;電阻檢查法是測(cè)量元器件對(duì)地或自身電阻值來判斷故障的一種方法,它對(duì)檢修開路、短路故障和確定故障元件有實(shí)效;電流檢查法是將電流表串入電路中測(cè)量工作電流,這種方法檢修起來很不方便,亦較少使用。
3.3 插拔法
通過將插件“插入”或“拔出”來尋找故障的方法。此方法雖然簡(jiǎn)單,卻是一種常用的有效方法,能迅速找到故障的原因。具體步驟是:
3.3.1 先將故障設(shè)備和所有連接設(shè)備的連線打開,再合上故障設(shè)備電源開關(guān),若故障消失,查連接設(shè)備及連接線是否有短路現(xiàn)象(如碰線、短接、插針相碰等),若有,則排除;若無,則查故障設(shè)備本身。
3.3.2 將故障設(shè)備所有插件板拔出,若故障現(xiàn)象消失,則故障在某插件板上。若故障現(xiàn)象仍出現(xiàn),則應(yīng)仔細(xì)檢查設(shè)備電源有無故障。
3.3.3 仔細(xì)檢查每塊插件板,觀察是否有相碰和短路,若有則排除;若無再一塊塊地插上,開機(jī)、關(guān)機(jī)測(cè)試,這樣很快就能發(fā)現(xiàn)哪塊插件板上有故障。
3.3.4 找出故障插件板,再根據(jù)故障現(xiàn)象和性質(zhì)判斷是哪一個(gè)集成塊或電子元器件損壞。
3.4 試探法
試探法是用正常的插件板或好的組件(大規(guī)模的集成電路)替換有故障疑點(diǎn)的插件板或組件來試探故障的一種方法。這種方法在調(diào)試和檢修中經(jīng)常使用,尤其是一時(shí)還搞不清故障在哪兒時(shí),采用此方法更方便、直接。但如果故障很嚴(yán)重,有燒機(jī)現(xiàn)象,而又不能明確對(duì)象時(shí),可不用此法,因?yàn)榘l(fā)生故障的插件板可能是具有破壞性的,隨意替換可能會(huì)導(dǎo)致替換上的新插件板再損壞。
3.5 其它檢修方法
3.5.1 隔離法,也稱分段法,即將各部件分隔開來進(jìn)行局部的檢查,以確定故障的位置。
3.5.2 比較法,是用正確的特性與錯(cuò)誤的特征相比較來尋找故障的原因。
3.5.3 升溫法,就是人為地將環(huán)境溫度或局部部件溫度升高(用電吹風(fēng)可使局部部件的環(huán)境溫度升高,注意不可將溫度升得太高,以致將正常工作的器件燒壞),加速一些高溫參數(shù)比較差的元器件“死亡”,來幫助尋找故障的一種方法。有時(shí)設(shè)備工作較長(zhǎng)時(shí)間或環(huán)境溫度升高后會(huì)出現(xiàn)故障,而關(guān)機(jī)檢查時(shí)卻是正常的,再工作一段時(shí)間又出現(xiàn)故障,這時(shí)可用“升溫法”來檢查。
3.6 綜合法
綜合法是指把以上方法統(tǒng)一考慮起來處理故障。這樣對(duì)處理一些比較復(fù)雜的故障,能及時(shí)、準(zhǔn)確地找出故障原因并且排除它。
4 結(jié)束語
判定故障一定要有良好的技術(shù)知識(shí)作為基礎(chǔ),這樣才能準(zhǔn)確、及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。另外,查找故障時(shí),盡量拓寬自己的思路,把各方面能造成故障的因素都想到,仔細(xì)地分析和進(jìn)行排除。
參考文獻(xiàn):
[1]樂光新.數(shù)據(jù)通信原理.北京:人民郵電出版社,1988.
[2]汪一鳴等.計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)教程.北京:電子工業(yè)出版社,2000.
0 引言
自動(dòng)化通信設(shè)備在運(yùn)行過程中,會(huì)出現(xiàn)各種不同的故障,影響系統(tǒng)的運(yùn)行,有時(shí)甚至還會(huì)起到破壞性的后果。我們要及時(shí)準(zhǔn)確地查明故障所在,并且排除它,就必須對(duì)通信設(shè)備的故障分類和檢修有所了解。
1 故障的分類
1.1 按故障性質(zhì)分為軟故障和硬故障
軟故障是指由于軟件系統(tǒng)錯(cuò)誤而引發(fā)的故障。常見的軟故障有程序錯(cuò)誤、病毒破壞、操作失誤,以及設(shè)置錯(cuò)誤和盲目操作等。
硬故障是指設(shè)備硬件的物理損壞:一是人為和環(huán)境原因,如環(huán)境惡劣、供電不良、靜電破壞或違反操作規(guī)程等原因造成;二是電器構(gòu)件原因,如元器件、接觸插件、印刷電路等損壞造成。
1.2 按故障影響范圍和程度分為全局性、相關(guān)性、局部性、獨(dú)立性故障
全局性故障是指影響到整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的故障;相關(guān)性故障是指某一故障與其它故障之間有著因果或關(guān)聯(lián)關(guān)系;局部性故障是指故障只影響了系統(tǒng)的某一些項(xiàng)或幾項(xiàng)功能;獨(dú)立性故障特指某一元器件發(fā)生的故障。如電源熔絲熔斷,使設(shè)備不能啟動(dòng)屬全局性故障,而造成原因可能是相關(guān)的某一部件短路,即故障的相關(guān)性。局部性、獨(dú)立性故障一般是統(tǒng)一的。
1.3 按故障發(fā)生的時(shí)間、周期分為固定性故障和暫時(shí)性故障
固定性故障指故障現(xiàn)象穩(wěn)定,可重復(fù)出現(xiàn),其原因主要是由于開路、短路、機(jī)械部件損壞或某一元器件失效引起;暫時(shí)性故障是指故障的持續(xù)時(shí)間短、工作狀態(tài)不穩(wěn)定、時(shí)好時(shí)壞的現(xiàn)象,其造成原因可能是元器件性能下降或接觸不良等引起的。
2 檢修過程的先后順序
2.1 先分析思考,后著手檢修
引發(fā)故障的原因可能是多方面的,而故障的現(xiàn)象,發(fā)生的時(shí)間也可能是不確定的。發(fā)現(xiàn)一個(gè)故障,首先應(yīng)分析其可能產(chǎn)生的原因,并列出有關(guān)范圍,尋找相關(guān)范圍的技術(shù)資料作為理論引導(dǎo)。“現(xiàn)在就做”可能并不適合于設(shè)備的檢修,即按部就班,循而有序是很重要的。
2.2 先外后內(nèi)
任何時(shí)候冒然打開機(jī)箱都是不對(duì)的。只有在排除外部設(shè)備、連線故障等原因之后再著手進(jìn)行內(nèi)部的檢修,才能避免不必要的拆卸。
2.3 先機(jī)械部分,后電子部分
應(yīng)當(dāng)先檢查機(jī)械元器件的完好性,再檢查電子電路結(jié)構(gòu)以及機(jī)電一體的結(jié)合部分。
2.4 先靜后動(dòng)
即先在斷電情況下檢修,然后再接電。這里有一個(gè)原則性問題,即安全。
3 檢修方法
3.1 直接觀察法
直接觀察有不接電和接電兩種情況。首先應(yīng)該進(jìn)行不接電觀察,利用人的感覺器官(眼、耳、手、鼻)檢查有關(guān)插件是否松動(dòng)、接觸不良、虛焊脫焊、斷線、短路、元件銹蝕、變焦、變色,電源短路、過流、過壓和熔絲熔斷等現(xiàn)象。經(jīng)仔細(xì)觀察機(jī)內(nèi)外各元器件無誤后,接電觀察,看機(jī)內(nèi)有無冒煙、打火、異常聲響現(xiàn)象,如有趕緊關(guān)機(jī),還可輕輕敲擊機(jī)箱、構(gòu)件,看有無接觸不良,同時(shí)可用手觸摸懷疑的元器件,看是否有過熱現(xiàn)象并根據(jù)元器件過熱程度以及溫度做出相應(yīng)的判斷。
3.2 測(cè)量法
這種方法比較簡(jiǎn)單直接,針對(duì)故障的現(xiàn)象,一般能判斷出故障所在,借助一些測(cè)量工具,能進(jìn)一步確定故障的原因,幫助分析和解決故障。
常見的測(cè)量檢查方法有電壓檢查法、電阻檢查法和電流檢查法。電壓檢查法是通過測(cè)量元器件工作電壓并與正常值進(jìn)行比較來判斷故障;電阻檢查法是測(cè)量元器件對(duì)地或自身電阻值來判斷故障的一種方法,它對(duì)檢修開路、短路故障和確定故障元件有實(shí)效;電流檢查法是將電流表串入電路中測(cè)量工作電流,這種方法檢修起來很不方便,亦較少使用。
3.3 插拔法
通過將插件“插入”或“拔出”來尋找故障的方法。此方法雖然簡(jiǎn)單,卻是一種常用的有效方法,能迅速找到故障的原因。具體步驟是:
3.3.1 先將故障設(shè)備和所有連接設(shè)備的連線打開,再合上故障設(shè)備電源開關(guān),若故障消失,查連接設(shè)備及連接線是否有短路現(xiàn)象(如碰線、短接、插針相碰等),若有,則排除;若無,則查故障設(shè)備本身。
3.3.2 將故障設(shè)備所有插件板拔出,若故障現(xiàn)象消失,則故障在某插件板上。若故障現(xiàn)象仍出現(xiàn),則應(yīng)仔細(xì)檢查設(shè)備電源有無故障。
3.3.3 仔細(xì)檢查每塊插件板,觀察是否有相碰和短路,若有則排除;若無再一塊塊地插上,開機(jī)、關(guān)機(jī)測(cè)試,這樣很快就能發(fā)現(xiàn)哪塊插件板上有故障。
3.3.4 找出故障插件板,再根據(jù)故障現(xiàn)象和性質(zhì)判斷是哪一個(gè)集成塊或電子元器件損壞。
3.4 試探法
試探法是用正常的插件板或好的組件(大規(guī)模的集成電路)替換有故障疑點(diǎn)的插件板或組件來試探故障的一種方法。這種方法在調(diào)試和檢修中經(jīng)常使用,尤其是一時(shí)還搞不清故障在哪兒時(shí),采用此方法更方便、直接。但如果故障很嚴(yán)重,有燒機(jī)現(xiàn)象,而又不能明確對(duì)象時(shí),可不用此法,因?yàn)榘l(fā)生故障的插件板可能是具有破壞性的,隨意替換可能會(huì)導(dǎo)致替換上的新插件板再損壞。
3.5 其它檢修方法
3.5.1 隔離法,也稱分段法,即將各部件分隔開來進(jìn)行局部的檢查,以確定故障的位置。
3.5.2 比較法,是用正確的特性與錯(cuò)誤的特征相比較來尋找故障的原因。
3.5.3 升溫法,就是人為地將環(huán)境溫度或局部部件溫度升高(用電吹風(fēng)可使局部部件的環(huán)境溫度升高,注意不可將溫度升得太高,以致將正常工作的器件燒壞),加速一些高溫參數(shù)比較差的元器件“死亡”,來幫助尋找故障的一種方法。有時(shí)設(shè)備工作較長(zhǎng)時(shí)間或環(huán)境溫度升高后會(huì)出現(xiàn)故障,而關(guān)機(jī)檢查時(shí)卻是正常的,再工作一段時(shí)間又出現(xiàn)故障,這時(shí)可用“升溫法”來檢查。
3.6 綜合法
綜合法是指把以上方法統(tǒng)一考慮起來處理故障。這樣對(duì)處理一些比較復(fù)雜的故障,能及時(shí)、準(zhǔn)確地找出故障原因并且排除它。
4 結(jié)束語
判定故障一定要有良好的技術(shù)知識(shí)作為基礎(chǔ),這樣才能準(zhǔn)確、及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。另外,查找故障時(shí),盡量拓寬自己的思路,把各方面能造成故障的因素都想到,仔細(xì)地分析和進(jìn)行排除。
參考文獻(xiàn):
[1]樂光新.數(shù)據(jù)通信原理.北京:人民郵電出版社,1988.
汪一鳴等.計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)教程.北京:電子工業(yè)出版社,2000.
0 引言
隨著我國電力工業(yè)和電力系統(tǒng)的快速發(fā)展,對(duì)發(fā)電廠、變電站的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求越來越高。另外,因電子、計(jì)算機(jī)和通信系統(tǒng)的快速發(fā)展,也使得發(fā)電廠、變電站監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化水平不斷提高。微機(jī)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置也成為了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和可靠供電的重要保障。
1 繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀
上世紀(jì)60年代到80年代是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時(shí)代。其中天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動(dòng)化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù),運(yùn)行于葛洲壩500kV線路上,結(jié)束了500kV線路保護(hù)完全依靠從國外進(jìn)口的時(shí)代。在20世紀(jì)70年代中,基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列,逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位,這是集成電路保護(hù)時(shí)代。免費(fèi)論文,維護(hù)。我國從20世紀(jì)70年代末即已開始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究,1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過鑒定,并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用,揭開了我國繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁,為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。從90年代開始我國繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代。不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色,為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全且工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究,在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。
2繼電保護(hù)的維護(hù)管理
2.1 微機(jī)保護(hù)裝置要采取電磁干擾防護(hù)措施
變電站改造中,電磁型保護(hù)更換成微機(jī)型保護(hù)時(shí),必須采取防電磁干擾的技術(shù)措施,即嚴(yán)格執(zhí)行微機(jī)保護(hù)裝置的安裝條件,安裝帶有屏蔽層的電纜,而且兩端的屏蔽層必須接地。防止由于線路較長(zhǎng),一端接地時(shí),另一端會(huì)由于電磁干擾產(chǎn)生電壓、電流,造成微機(jī)保護(hù)的拒動(dòng)或誤動(dòng)。為減少保護(hù)裝置故障和錯(cuò)誤出現(xiàn)的幾率,微機(jī)保護(hù)裝置必須優(yōu)化設(shè)計(jì)、合理制造工藝以及元、器件的高質(zhì)量。同時(shí)還要采用屏蔽和隔離等技術(shù)來保證裝置的可靠性,從而提高抗干擾的能力。
2.2 微機(jī)保護(hù)裝置的接地要嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行
微機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)部是電子電路,容易受到強(qiáng)電場(chǎng)、強(qiáng)磁場(chǎng)的十?dāng)_,外殼的接地屏蔽有利于改善微機(jī)保護(hù)裝置的運(yùn)行環(huán)境;微機(jī)保護(hù)提高可靠性,應(yīng)以抑制干擾源、阻塞耦合通道、提高敏感回路抗干擾能力入手,并運(yùn)用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及容錯(cuò)設(shè)計(jì)來保證微機(jī)保護(hù)裝置的可靠性;容錯(cuò)即容忍錯(cuò)誤,即使出現(xiàn)局部錯(cuò)誤也不會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng)。免費(fèi)論文,維護(hù)。容錯(cuò)設(shè)計(jì)則是利用冗余的設(shè)備在線運(yùn)行,以保證保護(hù)裝置的不間斷運(yùn)行。采用容錯(cuò)技術(shù)設(shè)計(jì)是為了換取常規(guī)設(shè)計(jì)所不能得到的高可靠性,確保微機(jī)保護(hù)裝置的可靠運(yùn)行。
2.3 防誤措施
微機(jī)保護(hù)的一些定值設(shè)定以及重要參數(shù)修改在硬件設(shè)計(jì)上設(shè)置操作鎖,操作時(shí)必須正確輸入操作員的密碼和監(jiān)護(hù)人的密碼時(shí),方可進(jìn)行正常操作,并將操作人和監(jiān)護(hù)人的姓名等信息予以記錄和保存。
2.4 繼電保護(hù)裝置的日常維護(hù)
(1)當(dāng)班運(yùn)行人員定時(shí)對(duì)繼電保護(hù)裝里進(jìn)行巡視和檢查,對(duì)運(yùn)行情況要做好運(yùn)行記錄。
(2)建立崗位責(zé)任制,做到人人有崗,每崗有人。
(3)做好繼電保護(hù)裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進(jìn)行,防止誤碰運(yùn)行設(shè)備,注憊與帶電設(shè)備保持安全距離,避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。
(4)對(duì)微機(jī)保護(hù)的電流、電壓采樣值每周記錄一次。
(5)每月對(duì)微機(jī)保護(hù)的打印機(jī)進(jìn)行檢查并打印。免費(fèi)論文,維護(hù)。
3 繼電保護(hù)故障處理要點(diǎn)
繼電保護(hù)工作是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作。如果只想學(xué)會(huì)對(duì)設(shè)備的調(diào)試并不難,只要經(jīng)過一段時(shí)間的培訓(xùn),按照調(diào)試大綱依次進(jìn)行就可實(shí)現(xiàn)。而一旦出現(xiàn)異常現(xiàn)象,想處理它并非易事。它要求工作人員有扎實(shí)的理論基礎(chǔ),更要有解決處理故障的有效方法。一個(gè)合適的方法,在工作中能幫你少走彎路,提高效率。可以說繼電保護(hù)技術(shù)性很大程度上體現(xiàn)在故障處理的能力上。因此,如何用最快最有效的方法去處理故障,體現(xiàn)技術(shù)水平,成為廣大繼電保護(hù)工作者所共同要探討的課題。下面是常用的幾種故障處理方法。
3.1 直觀法
處理一些無法用儀器逐點(diǎn)測(cè)試,或某一插件故障一時(shí)無備品更換,而又想將故障排除的情況。比如10KV開關(guān)柜分或拒合故障處理。在操作命令下發(fā)后,觀察到合閘接觸器或跳閘線圈能動(dòng)作,說明電氣回路正常,故障存在機(jī)構(gòu)內(nèi)部。到現(xiàn)場(chǎng)如直接觀察到繼電器內(nèi)部明顯發(fā)黃,或哪個(gè)元器件發(fā)出濃烈的焦味等便可快速確認(rèn)故障所在,更換損壞的元件即可。
3.2 掉換法
用好的或認(rèn)為正常的相同元件代替懷疑的或認(rèn)為有故障的元件,來判斷它的好壞,可快速地縮小查找故障范圍。免費(fèi)論文,維護(hù)。這是處理綜合自動(dòng)化保護(hù)裝置內(nèi)部故障最常用方法。當(dāng)一些微機(jī)保護(hù)故障,或一些內(nèi)部回路復(fù)雜的單元繼電器,可用附近備用或暫時(shí)處于檢修的插件、繼電器取代它。如故障消失,說明故障在換下來的元件內(nèi),否則還得繼續(xù)在其它地方查故障。
如一條110 kV旁路L FP-941A微機(jī)保護(hù)運(yùn)行指示燈忽閃忽滅,并不打印任何故障報(bào)告,很難判斷為何故障。正好附近有備用間隔,取各插件相應(yīng)對(duì)換,查出故障在CPU插件上。用此項(xiàng)方法,要特別注意插件內(nèi)的跳線、程序及定值芯片是否一樣,確認(rèn)無誤方可掉換,并根據(jù)情況模擬傳動(dòng)。
3.3 逐項(xiàng)拆除法
將并聯(lián)在一起的二次回路順序脫開,然后再依次放回,一旦故障出現(xiàn),就表明故障存在哪路。再在這一路內(nèi)用同樣方法查找更小的分支路,直至找到故障點(diǎn)。此法主要用于查直流接地,交流電源熔絲放不上等故障。如直流接地故障。先通過拉路法,根據(jù)負(fù)荷的重要性,分別短時(shí)拉開直流屏所供直流負(fù)荷各回路,切斷時(shí)間不得超過3秒,當(dāng)切除某一回路故障消失,則說明故障就在該回路之內(nèi),再進(jìn)一步運(yùn)用拉路法,確定故障所在支路。再將接地支路的電源端端子分別拆開,直至查到故障點(diǎn)。如電壓互感器二次熔絲熔斷,回路存在短路故障,或二次交流電壓互串等,可從電壓互感器二次短路相的總引出處將端子分離,此時(shí)故障消除。免費(fèi)論文,維護(hù)。然后逐個(gè)恢復(fù),直至故障出現(xiàn),再分支路依次排查。如整套裝置的保護(hù)熔絲熔斷或電源空氣開關(guān)合不上,則可通過各塊插件的拔插排查,并結(jié)合觀察熔絲熔斷情況變化來縮小故障范圍。免費(fèi)論文,維護(hù)。
4 結(jié)語
繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)安全正常運(yùn)行的重要保障,目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,繼電保護(hù)技術(shù)日益呈現(xiàn)出向微機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展的趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn):
[1]羅鈺玲.電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)[M].北京:人民郵電出版社.
【中圖分類號(hào)】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【論文編號(hào)】1009―8097(2010)07―0147―04
一 前言
數(shù)字電子技術(shù)是計(jì)算機(jī)及通信類專業(yè)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,其中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問題的能力,因此,生動(dòng)形象的課堂教學(xué)和全面的實(shí)驗(yàn)體系對(duì)教學(xué)效果和知識(shí)的應(yīng)用能力有著非常重要的作用。然而,由于實(shí)驗(yàn)儀器的的老舊,數(shù)量有限,使得實(shí)驗(yàn)的開出率以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的擴(kuò)展都受到限制。為順應(yīng)現(xiàn)代教育的發(fā)展,實(shí)施的現(xiàn)代化遠(yuǎn)程開放教育,將計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字電路教學(xué)中。其中理論教學(xué)結(jié)合多種教學(xué)方法和現(xiàn)代化的教育技術(shù),將基礎(chǔ)知識(shí)和理論形象地表現(xiàn)出來,有助于學(xué)生理解。課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)都利用計(jì)算機(jī)虛擬仿真軟件將所學(xué)理論聯(lián)系實(shí)際,并加以應(yīng)用,在此研究基礎(chǔ)上提出了基于虛擬仿真技術(shù)的所有電子技術(shù)課程教學(xué)的新模式。
二 計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù),簡(jiǎn)稱VR,涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等多個(gè)領(lǐng)域。它由計(jì)算機(jī)硬件、軟件以及各種傳感器構(gòu)成的三維信息的人工環(huán)境――虛擬環(huán)境,可以逼真地模擬現(xiàn)實(shí)世界(甚至是不存在的)的事物和環(huán)境,人投入到這種環(huán)境中,立即有“親臨其境”的感覺,并可親自操作,與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互[1]。
計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù),是在多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等信息科技迅猛發(fā)展的基礎(chǔ)上,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合,是一種更高級(jí)的仿真技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)以構(gòu)建全系統(tǒng)統(tǒng)一的完整的虛擬環(huán)境為典型特征,并通過虛擬環(huán)境集成與控制為數(shù)眾多的實(shí)體。實(shí)體可以是模擬器,也可以是其他的虛擬仿真系統(tǒng),更多的是計(jì)算機(jī)。實(shí)體在虛擬仿真軟件所提供構(gòu)建的環(huán)境中相互作用,以表現(xiàn)客觀世界的真實(shí)特征。虛擬仿真技術(shù)的這種集成化、虛擬化與網(wǎng)絡(luò)化的特征,可以滿足現(xiàn)代教育的發(fā)展需求[1]。
三 課程教學(xué)的若干問題及改革研究
對(duì)于理論教學(xué)環(huán)節(jié),首先是教學(xué)內(nèi)容陳舊。當(dāng)前大中專院校所用的教材內(nèi)容都是十幾年前的,即便是近幾年出版的教材,也只是內(nèi)容的深淺不同,體系結(jié)構(gòu)基本相同。比如教材中主要說明的74LS系列的芯片在目前實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)被淘汰,真正是學(xué)的沒用,用的沒學(xué)。現(xiàn)在的學(xué)生在學(xué)習(xí)中,非常關(guān)注所學(xué)知識(shí)的實(shí)用性,如果不能學(xué)以致用,就影響到學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。因而在課程教學(xué)中要及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容,講解傳統(tǒng)芯片的同時(shí)多介紹一些現(xiàn)在普遍使用的芯片,當(dāng)然也要根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)程度,最大可能激發(fā)學(xué)生的興趣[3]。
其次是教學(xué)方法。常用的教學(xué)方法無非就是這幾種:講授法、討論法、談話法、閱讀指導(dǎo)法。根據(jù)課程的特點(diǎn)和教學(xué)要求,不能一成不變的套用傳統(tǒng)的教學(xué)方法。這些方法對(duì)有些課程很有效,但是對(duì)計(jì)算機(jī)課程不一定全部適合,因此需要探索適合本課程需求的新的教學(xué)方法。筆者在教學(xué)中通常有如下幾種方法:講授法,這是傳統(tǒng)的教學(xué)方法,教師口述基本事實(shí)、原理和推理過程。部分定理,原理及產(chǎn)品采用講授法。例舉法,就是以典型例題說明某個(gè)定理或元件的應(yīng)用,這是本課程用的最多的一種方法。在數(shù)字電路課程中有很多芯片的實(shí)際應(yīng)用,有些是針對(duì)某部分內(nèi)容的很典型的例子,這些例子對(duì)于學(xué)生理解和掌握此部分知識(shí)非常有用。任務(wù)驅(qū)動(dòng)法,就是教師布置一些運(yùn)用某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的題目,要求學(xué)生在課堂上有限的時(shí)間里做出來,并檢查完成情況。這樣學(xué)生對(duì)該節(jié)課所學(xué)知識(shí)從理論到應(yīng)用有了一個(gè)全方位的認(rèn)識(shí),而且對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)掌握得都比較透徹,這是近年來比較流行的一種教學(xué)方法,也是計(jì)算機(jī)專業(yè)課程特有的一種教學(xué)方法,對(duì)提升教學(xué)效果有顯著作用。
再次是教學(xué)手段,不是單純的使用多媒體課件,而是結(jié)合計(jì)算機(jī)專業(yè)特點(diǎn)引入現(xiàn)代化教育技術(shù)和手段,很多典型例題用計(jì)算機(jī)仿真軟件在課堂驗(yàn)證,讓學(xué)生直觀形象地了解電路的工作情況,從而掌握電路或芯片的應(yīng)用。
對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),首先是實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)陋。很多高校數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括我校仍然使用老式實(shí)驗(yàn)箱,即由固定數(shù)字電路芯片搭建的實(shí)驗(yàn),學(xué)生只能按實(shí)驗(yàn)教材設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)按步驟做固定的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都是以芯片講解為主,目的是對(duì)芯片功能進(jìn)行驗(yàn)證。因此學(xué)生把實(shí)驗(yàn)課當(dāng)完成任務(wù),實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)沒有促進(jìn)教學(xué),相反影響了教學(xué)效果。很多新的芯片不能認(rèn)識(shí)和實(shí)踐,使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與實(shí)際應(yīng)用的要求嚴(yán)重脫節(jié)。其次在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備老化,個(gè)別元件被損壞或接觸不良,導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)中,出現(xiàn)一些問題,電路連接完全正確,但是就是得不到正確結(jié)果,結(jié)果費(fèi)了很多時(shí)間去排除故障,這樣做實(shí)驗(yàn)當(dāng)然激發(fā)不了學(xué)生的興趣,相反還會(huì)阻礙他們進(jìn)一步探索。再次,由于實(shí)驗(yàn)條件的限制,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目只能停留在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)層次,學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和綜合應(yīng)用能力都得不到提高,利用電子電路的計(jì)算機(jī)虛擬仿真軟件multisilm10就可以解決這個(gè)問題,利用這個(gè)軟件可以自行設(shè)計(jì)集成電路,綜合應(yīng)用各種芯片,完成所有的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)[4]。在教學(xué)實(shí)施中,根據(jù)學(xué)生情況分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。
四 計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)在課程教學(xué)中的應(yīng)用
1 課堂教學(xué)中的應(yīng)用
在課堂講到門電路的工作原理或集成電路的應(yīng)用時(shí),可以現(xiàn)場(chǎng)用計(jì)算機(jī)仿真軟件演示電路的工作過程,使學(xué)生更好地理解門電路的工作原理和芯片的工作情況。從而掌握電路的應(yīng)用。這樣,教學(xué)過程是由原理到應(yīng)用,由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,由抽象到現(xiàn)實(shí),循序漸進(jìn)地完成理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。數(shù)字電路的基本單元是門電路,那么理解其工作原理非常重要,但是此部分對(duì)于大部分同學(xué)來說都是難點(diǎn),如何突破這個(gè)難點(diǎn)呢?利用軟件建立仿真電路,真實(shí)地展現(xiàn)輸出電壓隨輸入電壓的變化情況,就會(huì)獲得很好的效果。下面是利用仿真軟件說明TTL與非門工作原理的課堂實(shí)例:
(1) Vi=0V,輸入接低電平。那么Q1導(dǎo)通,Vb1=0.8V,Ib5
(2) Vi=3.6V,輸入高電平。那么Q1的發(fā)射極電流從發(fā)射極(0.852mA)流入,從集電極流出,Q1的發(fā)射極和集電極倒置狀態(tài)。Vb1=2.443V,Vb5=0.843V,Vbc1+Vbe2=2.443-0.843=1.6V,導(dǎo)致Q2、Q5導(dǎo)通。由于Vc2=0.886V,Q4、Q5截止。輸出Vo=0.018V。其電路仿真如圖2:
2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用
大學(xué)生需要有獨(dú)立的設(shè)計(jì)能力和對(duì)電子器件的綜合應(yīng)用能力,這就決定了本課程的實(shí)驗(yàn)體系應(yīng)該是三個(gè)層次,在簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上必須開設(shè)有創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。然而實(shí)驗(yàn)室有限的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱只能做幾個(gè)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),無法滿足設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)備要求。但是,利用電子電路的計(jì)算機(jī)仿真軟件就可以擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)室,提供所需要的一切電子元件和芯片,搭建任意難度,任意復(fù)雜的電路,并驗(yàn)證其正確性。同時(shí)利用仿真軟件的可配置性,配合適當(dāng)?shù)碾娐房勺龀龆喾N不同的應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)課程中,提前給出了三種實(shí)驗(yàn)的一些題目和內(nèi)容,要求驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)必須都完成,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可選做一至兩個(gè),綜合性實(shí)驗(yàn)選做一個(gè)。下面簡(jiǎn)要說明學(xué)生利用仿真軟件選做的數(shù)字電子鐘邏輯電路的設(shè)計(jì)實(shí)例。
要求用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)一臺(tái)能顯示日、時(shí)、分秒的數(shù)字電子鐘,選用器材主要有:安裝有仿真軟件的計(jì)算機(jī)若干臺(tái),集成電路(CD4060、74LS74、74LS161、74LS248),晶振、電阻、電容若干,數(shù)碼顯示管,三極管、開關(guān)若干。
提示設(shè)計(jì)方案,包括數(shù)字電子鐘的電路框圖和四個(gè)主要模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),學(xué)生依據(jù)電路框圖和提示信息設(shè)計(jì)邏輯電路圖,并將其在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中用仿真電路實(shí)現(xiàn)。下面給出數(shù)字電子鐘的電路框圖。
篇幅所限,參考電路就不給出,但是通過這個(gè)實(shí)例可以看出虛擬仿真技術(shù)在課程實(shí)驗(yàn)中的重要作用。不但節(jié)省很多設(shè)備購置費(fèi)用,不受地點(diǎn)和環(huán)境的限制,而且和真實(shí)實(shí)驗(yàn)具有相同的效果。既然如此,為什么不廣泛應(yīng)用呢?
五 總結(jié)
論文對(duì)數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)提出很多問題,在實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐中對(duì)這些問題進(jìn)行了探索,將計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)引入教學(xué)中,采用現(xiàn)代化教育手段進(jìn)行課程改革。課堂教學(xué)提出了很多適合本課程并行之有效的教學(xué)方法,重要電路工作情況的計(jì)算機(jī)仿真演示,部分例題的計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證,增強(qiáng)其直觀性和真實(shí)性,加強(qiáng)學(xué)生的理解。實(shí)驗(yàn)教學(xué)也利用計(jì)算機(jī)仿真軟件,采用虛擬實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式,擴(kuò)充建立了虛擬實(shí)驗(yàn)室,擴(kuò)展了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,在無需花費(fèi)很大代價(jià)的情況下,滿足了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的條件,從而完成三個(gè)層次實(shí)驗(yàn)體系的建設(shè)。在本文的研究基礎(chǔ)上,可將虛擬仿真技術(shù)推廣應(yīng)用到所有電子技術(shù)課程教學(xué)中,引發(fā)電子技術(shù)課程改革的新局面。
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電子實(shí)驗(yàn)室是進(jìn)行電子實(shí)驗(yàn)的辦公場(chǎng)所,實(shí)驗(yàn)室中既有各種精密的電子電路,也有高壓工作的儀器設(shè)備,正確良好的接地是辦公人員生命財(cái)產(chǎn)安全的重要保障,也是實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠的前提。實(shí)踐證明,在正確接地技術(shù)的指導(dǎo)下,系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性明顯提高。
一、電子實(shí)驗(yàn)室中接地的分類
“接地”一個(gè)含義是為電路或系統(tǒng)提供一個(gè)零電位參考點(diǎn),另一個(gè)含義是為電路或系統(tǒng)與大地之間建立低阻抗通路。按接地的目的可分為安全接地、工作接地和電磁兼容接地。
安全接地就是通過接地線把電子設(shè)備與大地連接起來,使它們之間形成一個(gè)回路,這樣可以把電子設(shè)備上存在的一些雷電流、漏電電流、靜電等釋放出去,防止雷擊、防止靜電損害、預(yù)防火災(zāi),避免人身遭受電擊、設(shè)備和線路遭受損壞、保障系統(tǒng)正常運(yùn)行。安全接地又分為保護(hù)接地和防雷接地。
1.保護(hù)接地是當(dāng)前我國低壓電力網(wǎng)中一種行之有效的安全保護(hù)措施。保護(hù)接地又分為接地保護(hù)和接零保護(hù)。接地保護(hù)的基本原理是限制漏電設(shè)備對(duì)地的泄露電流,使其不超過某一安全范圍,一旦超過某一整定值保護(hù)器就能自動(dòng)切斷電源;接零保護(hù)的原理是借助接零線路,使設(shè)備在絕緣損壞后碰殼形成單相金屬性短路時(shí),利用短路電流促使線路上的保護(hù)裝置迅速動(dòng)作,避免金屬外殼帶電。
2.防雷接地是為了泄放因?yàn)槔讚舳a(chǎn)生的瞬間過壓,保護(hù)設(shè)備及人員免受雷擊傷害,一般通過建筑內(nèi)部的鋼筋結(jié)構(gòu)將雷電引入地下。
工作接地是將電路連到系統(tǒng)中的共同參考點(diǎn)上,為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位,提高電路的穩(wěn)定性。工作接地因?yàn)檫B接方式的不同分為單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、混合接地和浮地。
1.單點(diǎn)接地是將所有電路的地線接到公共地線的同一點(diǎn)。單點(diǎn)接地相對(duì)簡(jiǎn)單,沒有地環(huán)路,但是地線往往過長(zhǎng),需要大量導(dǎo)體,成本較高,而且隨著頻率升高接地阻抗將增大,致使接地不理想。通常在工作頻率低(
2.多點(diǎn)接地指電子設(shè)備的各電路系統(tǒng)地線分別接至最近的低阻抗地線上,使接地線最短。工作在高頻時(shí),主要的阻抗是感性的,而不是電阻,電阻相比與電感可以忽略,通過多點(diǎn)接地,可以有效的減小接地電感。由于接地引線的感抗和地線長(zhǎng)度成正比,要求地線的長(zhǎng)度盡量短,盡量找最接近的低阻值接地面接地。多點(diǎn)接地的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu),能有效降低接地阻抗及減少地線間的雜散電感和分布電容造成電路間的相互耦合。缺點(diǎn)是對(duì)接地點(diǎn)的要求較高,要求盡量減少接地引線的雜散電感和分布電容,強(qiáng)調(diào)良好的連接。工作頻率高(>30MHz)時(shí)采用多點(diǎn)接地方式。
3.混合接地結(jié)合了單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地的特性,將設(shè)備低頻部分單點(diǎn)接地,高頻部分采用就近多點(diǎn)接地。工作頻率介于1~30MHz的電路采用混合接地,當(dāng)接地線的長(zhǎng)度小于工作信號(hào)波長(zhǎng)的1/20時(shí),采用單點(diǎn)接地,否則采用多點(diǎn)接地。
4.浮地式即電路的地與大地?zé)o導(dǎo)體連接。優(yōu)點(diǎn)是該電路不受大地電性能的影響,缺點(diǎn)是該電路易受寄生電容的影響,使該電路的地電位變動(dòng)和增加了對(duì)模擬電路的感應(yīng)干擾;由于該電路的地與大地?zé)o導(dǎo)體連接,易產(chǎn)生靜電積累而導(dǎo)致靜電放電,可能造成靜電擊穿或強(qiáng)烈的干擾。因此,浮地的效果不僅取決于浮地的絕緣電阻的大小,而且取決于浮地的寄生電容的大小和信號(hào)的頻率。
為了提高電路的抗干擾能力,設(shè)計(jì)人員會(huì)采取屏蔽、濾波、消除靜電等電磁兼容措施,相應(yīng)的就有電磁兼容接地。屏蔽接地是消除電磁場(chǎng)影響的有效措施,對(duì)產(chǎn)生磁場(chǎng)的設(shè)備設(shè)置屏蔽裝置,并將屏蔽體接地,不僅可以降低屏蔽體以外的電磁場(chǎng)強(qiáng)度,達(dá)到減輕或消除電磁場(chǎng)對(duì)人體危害的目的,還可以保護(hù)屏蔽體內(nèi)的設(shè)備免受外界電磁場(chǎng)的干擾影響。濾波接地為濾波旁路信號(hào)提供回流路徑,減少對(duì)主電路的影響。為了防止摩擦產(chǎn)生的靜電,實(shí)驗(yàn)室中還需要對(duì)相關(guān)的防靜電設(shè)施進(jìn)行接地處理,以消除靜電影響。
二、地線的選取
地線有電流通量容限的要求,電流通量容限的最大最小值可以參考設(shè)備所要耐受的意外泄放電流的數(shù)值,但由于泄放電流往往很大,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以按泄放電流的0.15倍選取。另外,地線的高頻感抗往往被忽略,實(shí)際上,任何一根導(dǎo)線都是一個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò),存在相應(yīng)的相應(yīng)帶寬,對(duì)于不同的頻率,所表現(xiàn)出來的阻抗特性是不一樣的,一般來說,頻率越高,阻抗越大。高頻信號(hào)傳輸存在趨膚效應(yīng):所傳輸?shù)男盘?hào)頻率越高,信號(hào)越是沿著導(dǎo)體的表面?zhèn)鬏敗R虼耍梢越朴媒拥貙?dǎo)線的直流電阻和截面總周長(zhǎng)和導(dǎo)線的最大電流通量來評(píng)價(jià)接地線的好壞。
電子實(shí)驗(yàn)室中接地設(shè)備及方式的選擇正確與否,直接關(guān)系到設(shè)備及實(shí)驗(yàn)人員的人身安全,嚴(yán)重影響電子測(cè)量的精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此,電子實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)各自的實(shí)際情況,合理的選擇接地方式和接地設(shè)備。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]顧海洲,馬雙武.PCB電磁兼容技術(shù)-設(shè)計(jì)實(shí)踐.北京.清華大學(xué)出版社,2004
各種電器設(shè)備要正常工作,常常需要各種小波形信號(hào)的支持。電器設(shè)備中常用的信號(hào)有正弦波、矩形波、三角波和鋸齒波等。在電器設(shè)備中,這些信號(hào)是由波形產(chǎn)生和變換電路來提供的。波形產(chǎn)生電路是一種不需外加激勵(lì)信號(hào)就能將直流能源轉(zhuǎn)化成具有一定頻率、一定幅度和一定波形的交流能量輸出電路,又稱振蕩器或波形發(fā)生器。通過與波形變換電路相結(jié)合,它能產(chǎn)生正弦波、矩形波、三角波和階梯波等各種波形,能滿足現(xiàn)代測(cè)量通信、自動(dòng)控制和熱加工、音視頻設(shè)備及數(shù)字系統(tǒng)等對(duì)各種信號(hào)源的需求。
RC正弦波振蕩電路因其選頻網(wǎng)絡(luò)由R、C元件組成而得名。根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和連接方式的不同,又可分為文氏電橋振蕩器、移相式振蕩器和雙T式振蕩器。RC振蕩電路的工作頻率較低,一般為1HZ~1MHZ,常采用外穩(wěn)幅電路,用于低頻電子設(shè)備中。RC文氏電橋振蕩器具有電路簡(jiǎn)單、易起振和振蕩頻率易調(diào)節(jié)等特點(diǎn),為大多數(shù)低頻振蕩電路所采用。本文設(shè)計(jì)一個(gè)振蕩頻率f0=1000HZ的文氏電橋正弦振蕩器,輸出電壓U0=4V(峰值),波形失真系數(shù) 。通過設(shè)計(jì)電路及選取各元件參數(shù)Kf=0.1%-0.2%,輸出電壓均符號(hào)指標(biāo)要求。
1、主電路選擇
根據(jù)輸出指標(biāo)的要求,本設(shè)計(jì)選擇二極管外穩(wěn)幅的文氏電橋電路。該電路利用二極管的非線性自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)反饋的強(qiáng)弱來控制電壓的恒定。其中,二極管VD1、VD2組成外穩(wěn)幅電路,振蕩過程中VD1、VD2將交替導(dǎo)通和截止,總有一個(gè)處于正向?qū)顟B(tài)的二極管與R3并聯(lián),由于二極管正向電阻 隨 增大而下降,因此負(fù)反饋隨振幅上升而增加,直到滿足振幅平衡條件為止。二極管穩(wěn)幅電路簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)。
圖1 二極管外穩(wěn)幅的文氏電橋振蕩器
該電路的放大倍數(shù)為
Au=1+RFR4
式中,RF為等效電阻;RF=r∥R3+RP ; 為二極管VD1、VD2導(dǎo)通時(shí)的動(dòng)態(tài)電阻。振蕩電路剛起振時(shí),輸出電壓U0幅度較小,rd較大,Au較大,有利于起振。隨著振蕩的進(jìn)行,輸出電壓U0幅度逐漸增大,導(dǎo)致二極管動(dòng)態(tài)電阻 逐漸減小, 逐漸下降,輸出電壓U0幅度趨于穩(wěn)定,最終電路達(dá)到穩(wěn)定振蕩狀態(tài)。
2、 電路參數(shù)選擇
2.1 選擇R、C
為了使RC選頻網(wǎng)絡(luò)的特性不受集成運(yùn)算放大器的輸入輸出電阻的影響,在選擇R時(shí),應(yīng)滿足以下條件
r1>R>>r0
式中,r1是集成運(yùn)算放大器同相輸入電阻; r0是集成運(yùn)算放大器的輸出電阻。查閱集成運(yùn)放手冊(cè),可以初選R2=R1=15KΩ ,則根據(jù)式f0=12πRC,可計(jì)算出電容值為
C=12πf0R=12×3.14×103×15×103
據(jù)此,可選取標(biāo)稱值為C=0.01μF的電容。將C=0.01μF代入式f0=12πRC計(jì)算電阻 R的準(zhǔn)確值R=15.9KΩ,取標(biāo)稱值R=16KΩ的電阻即可。
2.2 選擇 、
電阻R4和RF可根據(jù) 文氏電橋振蕩電路的振幅起振條件:RF>2R3來確定,本設(shè)計(jì)取RF=2.1R4,這樣即能保證起振,又不會(huì)引起嚴(yán)重的波形失真。同時(shí),為了減小運(yùn)算放大器輸入失調(diào)及其漂移的影響,根據(jù)平衡電阻概念,應(yīng)使電阻R4和RF盡量滿足R2=R=R4∥RF的條件。聯(lián)解RF2.1R4和R=R4∥RF可得
R3.12.1R=3.12.1×16KΩ=23.6KΩ
可選取標(biāo)稱值為R4=24KΩ的電阻,則RF的取值為
RF=2.1KΩ=2.1×24KΩ=50.4KΩ
2.3 二極管VD1、VD2的選擇
穩(wěn)幅二極管的選擇應(yīng)特別注意兩點(diǎn):一是為了保證電路的對(duì)稱性,兩個(gè)穩(wěn)幅二極管的特性參數(shù)必須匹配;二是為了提高電路的溫度穩(wěn)定性,應(yīng)采用硅管。由于二極管VD1、VD2導(dǎo)通時(shí)的動(dòng)態(tài)電阻rd的值與Rf有關(guān),二極管VD1、VD2的選擇還要通過實(shí)驗(yàn)調(diào)整來確定。
2.4 選擇RF和Rf
實(shí)驗(yàn)表明,二極管動(dòng)態(tài)電阻rd與并聯(lián)電阻阻值相當(dāng)時(shí),穩(wěn)幅特性和改善波形失真都有較好的效果。通常Rf選幾千歐姆,Rf選定后,Rp的值便可以初步確定。因?yàn)镽F=r∥Rf+Rp
設(shè)rd≈Rf ,則RP=RF-rd∥RF-0.5Rf,取Rf=6.8KΩ,則Rp=50.4KΩ-3.4KΩ=47KΩ,選WXWX-3型47KΩ多圈微調(diào)電位器。
注意:Rp和Rf的最佳值,仍然要通過實(shí)驗(yàn)調(diào)整來確定。
2.5 選擇集成運(yùn)算放大器
選擇集成運(yùn)算放大器時(shí),除希望輸入電阻較高和輸出電阻較低外,最主要的是要選擇其增益寬積((G•BW)能滿足下面的關(guān)系式,即Aod•BW>3f0
在實(shí)際電路中,可選擇運(yùn)放μA471,它的上限截止頻率(即-3dB帶寬)fH,10HZ開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod=2×105 ,可以滿足設(shè)計(jì)需要。
3、結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來,社會(huì)對(duì)大學(xué)生提出了許多新的要求。大學(xué)生應(yīng)該具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)、較強(qiáng)的實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)業(yè)精神和協(xié)調(diào)能力、強(qiáng)烈的責(zé)任感和服務(wù)意識(shí)等。
當(dāng)今世界,電子產(chǎn)品不斷更新發(fā)展,并且向智能化方向發(fā)展,日益突出單片機(jī)和FPGA等可編程器件在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)和創(chuàng)新中的重要性。新產(chǎn)品的更新?lián)Q代促使用人單位對(duì)電子信息專業(yè)的學(xué)生有更高的要求:第一,要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),例如學(xué)習(xí)和掌握“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“高頻電子技術(shù)”、“單片機(jī)原理”和“微機(jī)原理”等主要課程;第二,動(dòng)手能力要強(qiáng);第三,要能緊跟電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,要有較強(qiáng)的適應(yīng)工作的能力,使用先進(jìn)應(yīng)用軟件的能力,例如會(huì)利用諸如Protel、MaxplusII、Multisim、Matlab等工具軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和仿真調(diào)試。用人單位對(duì)畢業(yè)生的要求除了能夠掌握一定的基礎(chǔ)理論和工具之外,還要求畢業(yè)生具有基于單片機(jī)系統(tǒng)的電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。
電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽正是對(duì)人才全面培養(yǎng)、更新教育理念、改革教學(xué)方法和內(nèi)容等起到了促進(jìn)作用,具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的選題引進(jìn)了新的理論與技術(shù),是跨學(xué)科的、系統(tǒng)的和綜合的。為了有效指導(dǎo)學(xué)生參加各類電子競(jìng)賽,特對(duì)綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的教學(xué)模式、課程內(nèi)容、教學(xué)方法及考評(píng)進(jìn)行改革。
一、綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的性質(zhì)
電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是指基于單片機(jī)控制的完整應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì),包括系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)及系統(tǒng)調(diào)試等多方面的知識(shí)。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程體系是以“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程為核心,由“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“傳感器技術(shù)”、“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”、“可編程邏輯器件及應(yīng)用”、“C語言程序設(shè)計(jì)”等相關(guān)課程組成。它是一門綜合性較強(qiáng)的專業(yè)課程,通過本課程的理論學(xué)習(xí)和動(dòng)手實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)綜合運(yùn)用能力、系統(tǒng)分析能力和電子產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新能力。
學(xué)生經(jīng)過前期基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí),通過隨課的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),對(duì)于電子信息領(lǐng)域的相關(guān)理論知識(shí)有了了解和掌握,在老師的指導(dǎo)下基本能夠進(jìn)行單元電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試,通過課程設(shè)計(jì)也能完成本課程簡(jiǎn)單的綜合性實(shí)驗(yàn)。但一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多數(shù)是教材內(nèi)容原理的演示和再現(xiàn),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法都是老師指定,學(xué)生基本沒有進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)和實(shí)訓(xùn),綜合實(shí)踐能力有待提高,學(xué)生沒有發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性,積極性不高,不利于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)。
鑒于上述情況,對(duì)綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論內(nèi)容和實(shí)踐方法進(jìn)行改革創(chuàng)新。
二、綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論課內(nèi)容
根據(jù)本課程的實(shí)際情況和學(xué)生所具備基礎(chǔ)知識(shí),安排如下幾個(gè)環(huán)節(jié):模擬電路單元設(shè)計(jì),數(shù)字系統(tǒng)單元的設(shè)計(jì),微處理器單元電路的設(shè)計(jì)以及電子系統(tǒng)抗干擾技術(shù)等環(huán)節(jié)。
結(jié)合全國電子大賽,模擬單元電路主要講述運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)以及正確使用、有源濾波器的設(shè)計(jì)方法、外圍電子元器件(電子、電容)的計(jì)算和選擇;直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法以及參數(shù)元器件的選擇;各種信號(hào)產(chǎn)生的方法,重點(diǎn)講述數(shù)字頻率合成DDS的原理和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。以上這些單元內(nèi)容的安排是結(jié)合歷年來全國電子設(shè)計(jì)大賽有關(guān)模擬電路環(huán)節(jié)而選擇的,通過這些內(nèi)容的講解有利于提高學(xué)生模擬電子技術(shù)的設(shè)計(jì)方法。
數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)單元主要講解數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,突出現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)——EDA設(shè)計(jì)方法;可編程邏輯器件的特點(diǎn)及選擇;數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例,比如AD、DA控制器的實(shí)現(xiàn)、交通燈控制器的實(shí)現(xiàn)、電子密碼鎖的設(shè)計(jì)等。通過大量實(shí)例的講解使學(xué)生能初步掌握用大規(guī)模可編程邏輯實(shí)現(xiàn)中等難度的數(shù)字邏輯系統(tǒng)。
微處理器單元主要講述目前流行的各種處理器,例如51內(nèi)核單片機(jī)、MSP430單片機(jī)、AVR單片機(jī)、PIC單片機(jī)等型號(hào),介紹它們的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍、怎樣根據(jù)項(xiàng)目需求來選擇合適的微處理器;根據(jù)學(xué)生目前對(duì)微處理器的掌握和學(xué)習(xí)情況,重點(diǎn)講述基于單片機(jī)串行通信的設(shè)計(jì),包括幾種流行的串行通信協(xié)議:SPI協(xié)議、IIC協(xié)議、UART協(xié)議以及one—wire協(xié)議,分析它們的特點(diǎn),在不具有SPI總線、IIC總線的微處理器中怎樣通過IO口模擬它們的總線協(xié)議;以具有這些總線協(xié)議的集成電路芯片的利用提高學(xué)生的C語言編程能力。
在微處理器單元里,另外的重點(diǎn)內(nèi)容多基于單片機(jī)的并行通信設(shè)計(jì),包括常用的人機(jī)接口電路(鍵盤、LCD、LED顯示),這是在大多數(shù)的電子系統(tǒng)設(shè)備中都具有的,學(xué)生有必要掌握它們的設(shè)計(jì)方法以及編程技術(shù)。
電子系統(tǒng)抗干擾技術(shù)也是綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中非常重要的內(nèi)容。當(dāng)系統(tǒng)處在比較惡劣的環(huán)境下,抗干擾設(shè)計(jì)的好與壞直接決定了系統(tǒng)能否正常工作。微處理器雖然本身的抗干擾能力較強(qiáng),但是用微處理器構(gòu)造的控制系統(tǒng)仍存在著抗干擾的問題。為防止外界對(duì)系統(tǒng)的干擾,并確保電子系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行,必須采取相應(yīng)的抗干擾措施。電子系統(tǒng)的干擾主要來自于供電系統(tǒng)、過程通道及空間電磁波。電子應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)應(yīng)針對(duì)不同的干擾源采取必要的抗干擾措施。具體方法有硬件抗干擾技術(shù)和軟件抗干擾技術(shù)。
在這一章節(jié)里主要講解電磁兼容設(shè)計(jì)、器件選型、降熱散熱計(jì)算、電路板和電子系統(tǒng)可靠性測(cè)試等綜合知識(shí)。通過對(duì)本小節(jié)的學(xué)習(xí),使學(xué)生應(yīng)達(dá)到以下目標(biāo):熟悉系統(tǒng)的各種干擾來源及形式;學(xué)會(huì)供電系統(tǒng)及過程通道的抗干擾措施;能說出在印制電路板設(shè)計(jì)中體現(xiàn)的抗干擾措施;學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)軟件陷阱及看門狗電路,從而為綜合電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。
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三、精心設(shè)計(jì)安排實(shí)驗(yàn)
這門課實(shí)踐性很強(qiáng),除了教師講述的理論內(nèi)容和方法外,安排大量的實(shí)驗(yàn)以及鼓勵(lì)學(xué)生去參加科技創(chuàng)新和各種電子設(shè)計(jì)的比賽,提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力,從而提高他們的實(shí)際動(dòng)手能力。根據(jù)課程的內(nèi)容合理安排一些設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)題目。安排的實(shí)驗(yàn)不同于在學(xué)習(xí)相應(yīng)的基礎(chǔ)時(shí)所做的實(shí)驗(yàn),要體現(xiàn)獨(dú)立思考的能力。
教師布置實(shí)驗(yàn)題目、講述方法,學(xué)生以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為中心,整合理論知識(shí),查閱相關(guān)資料,具體的實(shí)驗(yàn)方案和電路要學(xué)生自己去網(wǎng)上或圖書館查閱資料獨(dú)立完成。在做實(shí)驗(yàn)前,電路圖以及程序代碼要在課下完成,實(shí)驗(yàn)室只是調(diào)試電路和程序以及老師考核實(shí)驗(yàn)成績(jī)。這樣做可以更好地將理論與實(shí)踐結(jié)合到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中去,使學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐能力和分析解決問題的能力上有一定的提升;也可以鍛煉學(xué)生學(xué)會(huì)搜集資料、整理資料,提高他們獨(dú)立自主的學(xué)習(xí)能力。同時(shí),教師在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中也在不斷地提升自己,積累經(jīng)驗(yàn)。
結(jié)合電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,安排各章節(jié)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:模擬電路單元主要是運(yùn)算放大器和二階有源濾波器的設(shè)計(jì);重點(diǎn)是直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì);數(shù)字系統(tǒng)單元設(shè)計(jì)安排了數(shù)字頻率計(jì)、交通燈控制器,重點(diǎn)是DDS數(shù)字頻率的合成實(shí)驗(yàn)。微處理器單元安排了基于單片機(jī)SPI總線時(shí)鐘顯示器和基于單片機(jī)并行通信的LCD顯示系統(tǒng)。鑒于目前的實(shí)驗(yàn)條件,這些實(shí)驗(yàn)主要是通過仿真軟件來完成。模擬單元電路里,利用Multisim電子電路仿真軟件來完成運(yùn)算放大器和有源濾波器以及直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì);在數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,利用MAX+PLUS II軟件完成DDS數(shù)字頻率合成的實(shí)驗(yàn);微處理器單元,利用PROTEUS軟件完成單片機(jī)的并行和串行通信實(shí)驗(yàn)。這樣在不需要任何實(shí)驗(yàn)儀器和元器件的情況下,為學(xué)生提供了一個(gè)展示才華的平臺(tái),充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。
四、綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的考核標(biāo)準(zhǔn)
目前我國教育領(lǐng)域使用的最普遍的考核方式仍是閉卷考試。閉卷考試對(duì)于考核學(xué)生的知識(shí)掌握情況是非常重要的,但對(duì)于綜合電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)這門技術(shù)性實(shí)踐性和綜合性非常強(qiáng)的課程,不適合采用閉卷考試對(duì)學(xué)生能力進(jìn)行考查。