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【關(guān)鍵詞】數(shù)字電路抗干擾常用措施
一、數(shù)字電路抗干擾設(shè)計(jì)常用措施分析
(1)抑制干擾源。抑制干擾源就是盡可能減小干擾源的du/dt,di/dt,這是抗干擾設(shè)計(jì)中最優(yōu)先考慮和最重要的原則,主要通過(guò)在干擾源兩端并聯(lián)電容來(lái)實(shí)現(xiàn)。減小干擾源的di/dt,則是在干擾源回路串聯(lián)電感或電阻以及增加續(xù)流二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。抑制干擾源的常用措施為;第一,繼電器線圈增加續(xù)流二極管,消除斷開線圈時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)干擾。只加續(xù)流二極管會(huì)使繼電器的斷開時(shí)間滯后,增加穩(wěn)壓二極管后繼電器在單位時(shí)間內(nèi)可動(dòng)作更多的次數(shù);第二,在繼電器接點(diǎn)兩端并接火花抑制電路,減小電火花影響;第三,給電機(jī)加濾波電路,注意電容、電感引線要盡量短;第四,電路板上每個(gè)IC要并接一個(gè)0.01uF~0.1uF高頻電容,以減小IC對(duì)電源的影響。注意高頻電容的布線,連線應(yīng)靠近電源端并盡量粗短,否則,等于增大了電容的等效串聯(lián)電阻,會(huì)影響濾波效果;第五,布線時(shí)避免90度折線,減少高頻噪聲發(fā)射;第六,可控硅兩端并接RC抑制電路,減小可控硅產(chǎn)生的噪聲。
(2)切斷干擾傳播路徑。干擾的傳播路徑基本分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩類。傳導(dǎo)干擾是指通過(guò)導(dǎo)線傳播到敏感器件的干擾。高頻干擾噪聲和有用信號(hào)的頻帶不同,可以通過(guò)在導(dǎo)線上增加濾波器的方法切斷高頻干擾噪聲的傳播,有時(shí)也可加隔離光耦來(lái)解決。電源噪聲的危害最大,要特別注意處理。輻射干擾是指通過(guò)空間輻射傳播到敏感器件的干擾。一般是增加干擾源與敏感器件的距離,用地線把它們隔離和在敏感器件上加蔽罩。切斷干擾傳播路徑的常用措施為:第一,充分考慮電源對(duì)單片機(jī)的影響。許多單片機(jī)對(duì)電源噪聲很敏感,要給單片機(jī)電源加濾波電路或穩(wěn)壓器,以減小電源噪聲對(duì)單片機(jī)的干擾。比如,可以利用磁珠和電容組成π形濾波電路。當(dāng)要求不高時(shí),也可用100歐姆電阻代替磁珠;第二,若單片機(jī)的I/O口用來(lái)控制電機(jī)等噪聲器件,則在I/O口與噪聲源之間應(yīng)加隔離;第三,注意晶振的布線。晶振與單片機(jī)引腳盡量靠近,用地線把時(shí)鐘區(qū)隔離起來(lái),晶振外殼接地并固定;第四,電路板合理分區(qū),如強(qiáng)、弱信號(hào),數(shù)字、模擬信號(hào)。盡可能把干擾源(如電機(jī),繼電器)與敏感元件(如單片機(jī))遠(yuǎn)離;第五,用地線把數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)隔離,數(shù)字地與模擬地要分離。A/D、D/A芯片布線也以此為原則,一般廠家分配A/D、D/A芯片引腳排列時(shí)已考慮此要求;第六,單片機(jī)和大功率器件的地線要單獨(dú)接地,以減小相互干擾。大功率器件盡可能放在電路板邊緣;第七,在單片機(jī)I/O口、電源線及電路板連接線等關(guān)鍵處應(yīng)使用抗干擾元件,如磁珠、磁環(huán)、電源濾波器及屏蔽罩,能顯著提高電路的抗干擾性能。
(3)提高敏感器件的抗干擾性能。其常用措施為:第一,布線時(shí),盡量減少回路環(huán)的面積,以降低感應(yīng)噪聲;第二,布線時(shí),電源線和地線要盡量粗。除了減小壓降外,更重要的是降低耦合噪聲;第三,對(duì)于單片機(jī)閑置的I/O口,不要懸空,要接地或接電源。其它IC的閑置端在不改變系統(tǒng)邏輯的情況下接地或接電源;第四,對(duì)單片機(jī)使用電源監(jiān)控及看門狗電路,如IMP809,IMP706等,可大幅度提高整個(gè)電路的抗干擾性能;第五,在速度能滿足要求的前提下,盡量降低單片機(jī)的晶振和選用低速數(shù)字電路;第六,器件盡量直接焊在電路板上,少用IC插座。
二、數(shù)字電路抗干擾設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)
(1)軟件方面。第一,將不用的代碼空間全清成“0”,等效于NOP,或在跳轉(zhuǎn)指令前加幾個(gè)NOP,目的是可在程序跑飛時(shí)歸位;第二,在無(wú)硬件“看門狗”時(shí),可采用軟件模擬“看門狗”,以監(jiān)測(cè)程序的運(yùn)行;第三,涉及處理外部器件參數(shù)調(diào)整或設(shè)置時(shí),為防止外部器件因受干擾而出錯(cuò),可定時(shí)將參數(shù)重新發(fā)送一遍,使外部器件盡快恢復(fù)正確;第四,通訊中的抗干擾可加數(shù)據(jù)校驗(yàn)位,采用3取2或5取3策略;第五在有通訊線時(shí),將Data線、CLK線、INH線常態(tài)置以高位,其抗干擾效果要比置低位好。
(2)軟件方面。第一,地線、電源線的布線要盡可能的寬,且成網(wǎng)格狀;第二,線路要去偶;第三,數(shù)字地、模擬地要分開;第四,每個(gè)數(shù)字元件在地與電源之間都要加104電容;第五,為防I/O口的串?dāng)_,可將I/O口隔離,可用二極管隔離、門電路隔離、光偶隔離及電磁隔離等方法。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】Multisim仿真軟件;電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué); 電路分析; 電路設(shè)計(jì)
1前言
隨著我國(guó)電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的不斷發(fā)展,推動(dòng)了電子電路分析與設(shè)計(jì)的變革,越來(lái)越多電子設(shè)計(jì)自動(dòng)軟件投入使用。Multisim仿真軟件的應(yīng)用,為高校電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了全新平臺(tái),克服了以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的弊端或不足,克服了主觀與客觀不利因素,同時(shí)仿真軟件在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用,也突破了時(shí)間與地點(diǎn)的限制,學(xué)生可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)使用軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。另外,學(xué)生還可以根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)要求,融入個(gè)人的思路和觀點(diǎn),調(diào)整元件參數(shù),進(jìn)而獲得更直觀、更真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),樹立學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的主體地位,提高學(xué)生探究能力與思維能力。因此,Multisim仿真軟件在電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用,具有重要價(jià)值。
2 Multisim仿真軟件應(yīng)用概述
Multisim仿真軟件主要應(yīng)用于電路設(shè)計(jì)、測(cè)試與分析的仿真模擬中,其中涉及到電路模擬、電路自動(dòng)控制原理、微機(jī)接口電路等若干方面。首先,在該仿真軟件中,含有較為豐富的元件庫(kù),可滿足于不同條件、不同要求的數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn),與真實(shí)儀器的使用相似性較高;其次,在仿真軟件中內(nèi)置若干RF組件模型、元器件等,便于學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求自行編程或者設(shè)計(jì)元器件;再次,Multisim軟件的電子分析方法趨向多元化,包括參數(shù)掃描分析、傅里葉分析、瞬態(tài)分析等,還可滿足直流電壓表、直流電流表、信號(hào)發(fā)生器、瓦特表、數(shù)字萬(wàn)用表、失真分析儀等真實(shí)儀器的操作功能需求,應(yīng)用范圍十分廣泛。
3 Multisim仿真軟件在電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用
電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用Multisim軟件,其可操作性較強(qiáng),不需要教師或者學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)控制語(yǔ)言、計(jì)算機(jī)輸入及輸出指令等專業(yè)的知識(shí)基礎(chǔ),也不涉及到電子電路圖的程序編寫,既簡(jiǎn)單易操作,也與真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境相接近。只需要將事先設(shè)計(jì)好的虛擬儀器、虛擬電子元件等放置到Multisim軟件的電路設(shè)計(jì)窗口即可操作,利用節(jié)點(diǎn)將虛擬元器件和儀器儀表的測(cè)量接口相連接,就能通過(guò)虛擬儀器儀表獲得波形、參數(shù)等重要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。具體操作步驟,分析如下:
使用Multisim仿真軟件,包括四大步驟:①創(chuàng)建與實(shí)驗(yàn)要求相符的電路圖;②選擇合適的仿真分析方法;③啟動(dòng)Multisim仿真軟件;④處理經(jīng)過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)。
首先,將Multisim仿真軟件打開之后,創(chuàng)建一個(gè)符合實(shí)驗(yàn)要求的仿真電路圖;其次,在軟件界面左邊的“元件工具欄”中選擇需要使用的元器件,在軟件界面右邊的“儀表工具欄”中選擇需要使用的儀表;在“放置欄”中選擇恰當(dāng)?shù)倪B接點(diǎn),確定連接位置,利用導(dǎo)線將第二步選擇的元器件、儀器儀表等與連接點(diǎn)連接;再次,對(duì)元器件及儀器儀表的位置進(jìn)行調(diào)整,啟動(dòng)仿真軟件,獲得仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最后,針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)的要求,可以選擇直流工作點(diǎn)或交流工作點(diǎn)為主要分析方法:①直流工作點(diǎn)分析。在軟件的任務(wù)欄中,分別選擇“SimulateanalyseDC Operation Point”,此時(shí)工作窗口彈出,在窗口選擇需要設(shè)置的輸出直流仿真量,選定后點(diǎn)擊“Simulate”,則獲得仿真結(jié)果;②交流工作點(diǎn)分析。在軟件的任務(wù)欄中,分別選擇“SimulatanalyseAC Analysis”,打開工作窗口,選擇需要設(shè)置的輸出交流仿真量,選定后點(diǎn)擊“Simulate”,則獲得電路的交流仿真結(jié)果。
利用Multisim仿真軟件,將電子電路實(shí)驗(yàn)中涉及的虛擬儀器、儀表、數(shù)據(jù)等直觀地展現(xiàn)出來(lái),學(xué)生能夠快速、直觀、完整地觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程,有利于對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握和理解。
總之,通過(guò)在電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用Multisim仿真軟件,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的參與和學(xué)習(xí)興趣高漲,極大增強(qiáng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性,課堂學(xué)習(xí)氛圍濃厚。因此,通過(guò)Multisim軟件,節(jié)省了仿真實(shí)驗(yàn)的時(shí)間、降低了成本、提高了教學(xué)質(zhì)量,同時(shí)學(xué)生的綜合分析能力、思維發(fā)散能力、創(chuàng)新思維能力都有所提升,有利于實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:“教、學(xué)、做”一體化;項(xiàng)目重構(gòu);教學(xué)改革
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)46-0213-04
一、引言
電子專業(yè)課程內(nèi)容通常比較抽象,理論性強(qiáng),專業(yè)術(shù)語(yǔ)、名詞概念多,與學(xué)生過(guò)去所學(xué)的知識(shí)聯(lián)系不大,學(xué)生不但理解領(lǐng)會(huì)課程內(nèi)容有一定困難,應(yīng)用于實(shí)踐時(shí)更是舉步維艱,顯然不能滿足技能型人才培養(yǎng)的要求,因此,改進(jìn)電子專業(yè)課程的教育教學(xué)方法成為師生們?cè)诮虒W(xué)中不斷探索的課題。
筆者在教學(xué)實(shí)踐中探索以項(xiàng)目為載體來(lái)重構(gòu)課程內(nèi)容體系,通過(guò)建構(gòu)主義的指導(dǎo)思想建立起應(yīng)用于電子課堂和實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)理論和方法,采用“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)模式展開教學(xué),希望通過(guò)這種新型的教學(xué)方式可以對(duì)電子專業(yè)課程教學(xué)帶來(lái)新的力量和成果,讓學(xué)生對(duì)電子學(xué)產(chǎn)生更加濃厚的興趣。
二、構(gòu)建基于“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)模式課程體系
要構(gòu)建基于“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)模式課程體系,首先,必須加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),只有加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué),才能將實(shí)踐教學(xué)從附屬于理論教學(xué)的地位獨(dú)立出來(lái),以“做”來(lái)引領(lǐng)“教”和“學(xué)”,在“做中學(xué)”、“做中教”,形成“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)模式。然后,沿著實(shí)踐教學(xué)主線,將所需要的理論知識(shí)進(jìn)行梳理,以必須、夠用為原則選擇內(nèi)容以及內(nèi)容的講解形式,重構(gòu)每門課程的內(nèi)容。
我院電子專業(yè)課程體系主要由以下課程構(gòu)成:
第一學(xué)期,開設(shè)了《電子元器件識(shí)別與檢測(cè)》和《電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)》等專業(yè)課程;第二學(xué)期,開設(shè)了《模擬電子電路分析與調(diào)試》、《收音機(jī)安裝與調(diào)試》等專業(yè)課程;第三學(xué)期,開設(shè)了《數(shù)字電子電路分析與調(diào)試》、《電子線路板設(shè)計(jì)與制作》、《電子綜合實(shí)訓(xùn)》等專業(yè)課程;第四學(xué)期,開設(shè)了《單片機(jī)技術(shù)與實(shí)踐》、《EDA技術(shù)與實(shí)踐》等專業(yè)課程;第五學(xué)期開設(shè)了《電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作》、《單片機(jī)技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)》等專業(yè)課程;第六學(xué)期,企業(yè)頂崗實(shí)訓(xùn)。
在以上課程體系的構(gòu)建中,有些課程是理實(shí)一體化課程,這類課程有《模擬電子電路分析與調(diào)試》、《數(shù)字電子電路分析與調(diào)試》、《電子線路板設(shè)計(jì)與制作》和《單片機(jī)技術(shù)與實(shí)踐》等;有些實(shí)踐從專業(yè)理論課程中單獨(dú)剝離出來(lái),開設(shè)成一門專門的實(shí)踐課程,這類課程有《電子元器件識(shí)別與檢測(cè)》;有些課程采用整周實(shí)訓(xùn)來(lái)完成一個(gè)綜合項(xiàng)目的教學(xué)模式進(jìn)行,這些整周實(shí)訓(xùn)的課程大都有一個(gè)特點(diǎn),是對(duì)某門專業(yè)課程的綜合應(yīng)用,如電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)、單片機(jī)技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)等;有些整周實(shí)訓(xùn)課程嘗試脫離某門專業(yè)課程,將多門課程有機(jī)綜合在一起,這類課程有《電子綜合實(shí)訓(xùn)》、《收音機(jī)安裝與調(diào)試》等。
三、基于“教、學(xué)、做”一體化電子專業(yè)課程內(nèi)容重構(gòu)
根據(jù)教學(xué)的組織原則及課程的特點(diǎn),各課程組織的形式會(huì)有所不同,要求完成的任務(wù)目標(biāo)也有所不同,下面選取三門課程分析在教學(xué)中如何依據(jù)“教、學(xué)、做”一體化來(lái)重構(gòu)課程內(nèi)容:
(一)《模擬電子電路分析與調(diào)試》課程通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐項(xiàng)目,將理論知識(shí)嵌入到項(xiàng)目中重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容
模擬電子技術(shù)是電子專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,由于專業(yè)性很強(qiáng),很多學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí),就被這門課程難住了,從而覺(jué)得電子專業(yè)很難,放棄對(duì)電子專業(yè)的學(xué)習(xí)。多年來(lái),我一直在思考如何上好這門課程,如何讓學(xué)生從這門課程起步,激起學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)的興趣,踏入電子技術(shù)的神奇領(lǐng)域。
我們?cè)谏蠈W(xué)期模擬電子技術(shù)一體化教學(xué)中使用項(xiàng)目教學(xué)法開展教學(xué),其實(shí)踐過(guò)程是:
首先,我們確立了采用哪些項(xiàng)目來(lái)把這門課程的知識(shí)點(diǎn)貫穿起來(lái),通過(guò)這些項(xiàng)目的實(shí)踐來(lái)帶動(dòng)相關(guān)理論知識(shí)的學(xué)習(xí),并用理論知識(shí)指導(dǎo)項(xiàng)目的分析,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的功能。我們最后選擇以下項(xiàng)目來(lái)重構(gòu)模擬電子電路分析與調(diào)試這門課程內(nèi)容。
項(xiàng)目一:集成穩(wěn)壓直流電源的制作。這個(gè)項(xiàng)目中包含的知識(shí)點(diǎn)有二極管的識(shí)別與檢測(cè)、二極管構(gòu)成的整流電路分析與調(diào)試、電容濾波電路分析與調(diào)試、穩(wěn)壓電路分析與調(diào)試等知識(shí)點(diǎn)。
項(xiàng)目二:?jiǎn)喂芤纛l放大電路制作。這個(gè)項(xiàng)目中包含的知識(shí)點(diǎn)有三極管的識(shí)別與檢測(cè)、單管放大電路的組成、工作原理分析與調(diào)試等知識(shí)點(diǎn)。
項(xiàng)目三:多級(jí)負(fù)反饋放大電路的制作。這個(gè)項(xiàng)目包含的知識(shí)有多級(jí)放大電路組成、工作原理分析、反饋的判斷、引入負(fù)反饋后對(duì)電路影響等知識(shí)點(diǎn)。
項(xiàng)目四:集成音頻放大電路的制作。這個(gè)項(xiàng)目中包含的知識(shí)點(diǎn)主要是認(rèn)識(shí)集成運(yùn)算放大電路,已經(jīng)分析集成運(yùn)放構(gòu)成的典型電路等知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。
項(xiàng)目五:低頻功率放大電路的制作。這個(gè)項(xiàng)目中包含的知識(shí)點(diǎn)主要是功率放大電路的組成特點(diǎn)、工作原理分析和調(diào)試電路等知識(shí)點(diǎn)。
項(xiàng)目六:正弦波振蕩電路的制作。這個(gè)項(xiàng)目中包含的知識(shí)點(diǎn)主要是電路起振的條件,會(huì)分析判斷電路能否滿足電路振蕩的平衡條件,熟悉典型振蕩電路的組成結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等知識(shí)點(diǎn)。
項(xiàng)目七:調(diào)光臺(tái)燈的制作。這個(gè)項(xiàng)目中包含的知識(shí)點(diǎn)主要有晶閘管的識(shí)別與正確使用,單向可控整流電路的組成、工作原理已經(jīng)電路調(diào)試等知識(shí)點(diǎn)。
然后,我們確定了這些項(xiàng)目實(shí)施的教學(xué)方法:實(shí)踐―理論―實(shí)踐的方法。
第一環(huán)節(jié)――實(shí)踐:在簡(jiǎn)單講解這個(gè)項(xiàng)目工作過(guò)程的基礎(chǔ)上,發(fā)給學(xué)生元件讓學(xué)生根據(jù)提供的項(xiàng)目原理圖焊接電路,要完成這步實(shí)踐,學(xué)生要能對(duì)元件進(jìn)行識(shí)別與檢測(cè),通過(guò)這一步的實(shí)踐讓學(xué)生掌握元件的識(shí)別與檢測(cè),并學(xué)會(huì)看懂原理圖元件之間的連接,能根據(jù)原理圖正確焊接電路,同時(shí)為第二個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)施打下基礎(chǔ),學(xué)生通過(guò)焊接電路必然對(duì)將要講解的項(xiàng)目電路非常熟悉。在這個(gè)環(huán)節(jié)同時(shí)讓學(xué)生測(cè)試關(guān)鍵點(diǎn)的數(shù)據(jù)或波形,不管測(cè)試成功與否,學(xué)生這時(shí)候都有很強(qiáng)的要了解這個(gè)電路是如何工作的學(xué)習(xí)需求和興趣,這時(shí)候要求學(xué)生全部停下這一步實(shí)踐,進(jìn)入到第二個(gè)環(huán)節(jié)――理論。
第二環(huán)節(jié)――理論:圍繞著這個(gè)項(xiàng)目涉及到的知識(shí)點(diǎn),教師開始講解相關(guān)的理論知識(shí),然后應(yīng)用這些理論知識(shí)分析學(xué)生剛才焊接的項(xiàng)目電路,理論分析并計(jì)算關(guān)鍵點(diǎn)的電壓,理論分析關(guān)鍵點(diǎn)的波形,并教會(huì)學(xué)生判斷故障,檢測(cè)電路,如果某一點(diǎn)的沒(méi)有測(cè)到理論分析應(yīng)該得到的電壓或波形,如何來(lái)檢測(cè)電路,排除故障,直到得到正確的結(jié)果。接下來(lái),就進(jìn)入到下一環(huán)節(jié)――再實(shí)踐環(huán)節(jié)。
第三環(huán)節(jié)――再實(shí)踐:通過(guò)第二環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí),學(xué)生基本明白了這個(gè)電路是怎樣工作的,接下來(lái),學(xué)生進(jìn)入到再實(shí)踐環(huán)節(jié),在這個(gè)環(huán)節(jié)要求學(xué)生對(duì)焊接的電路進(jìn)行測(cè)試,記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)波形,并判斷測(cè)試結(jié)果的正確與否,在這個(gè)環(huán)節(jié),學(xué)生要學(xué)會(huì)并完成電路檢測(cè)、故障的排除,學(xué)會(huì)正確使用儀器儀表,這個(gè)過(guò)程的完成在第二環(huán)節(jié)理論指導(dǎo)的基礎(chǔ)上進(jìn)行,通過(guò)這一環(huán)節(jié)實(shí)踐對(duì)理論知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用進(jìn)一步的掌握,并加深對(duì)理論知識(shí)的理解。
(二)《電子元器件識(shí)別與檢測(cè)》成功剝離成一門專業(yè)實(shí)踐課程
電子元器件是電子技術(shù)中的基本元素。任何一種電子裝置,都由各種電子元器件合理、和諧、巧妙地組合而成。傳統(tǒng)的電子專業(yè)教學(xué)計(jì)劃內(nèi)一般不會(huì)含有單獨(dú)的電子元器件識(shí)別與檢測(cè)課程,通常只是在講授《電路基礎(chǔ)》、《模擬電子技術(shù)》和《數(shù)字電子技術(shù)》等課程時(shí),介紹部分課本講授需要接觸到的元器件,這就導(dǎo)致了對(duì)整個(gè)電子元器件的介紹系統(tǒng)性不強(qiáng),再加上《電路基礎(chǔ)》、《模擬電子技術(shù)》和《數(shù)字電子技術(shù)》等課程自身的學(xué)習(xí)難度就非常高,導(dǎo)致了學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力非常大,通常很難掌握好。因此,在教學(xué)中,將電子元件識(shí)別與檢測(cè)技能單獨(dú)剝離出來(lái)形成了《電子元件識(shí)別與檢測(cè)》課程。該課程以培養(yǎng)學(xué)生了解常用電子元器件的識(shí)別、檢測(cè)及使用等電子技能的基本功為起點(diǎn),整個(gè)教學(xué)過(guò)程均安排在實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地,按照項(xiàng)目式教學(xué)的方法開展教學(xué)。
《電子元器件識(shí)別與檢測(cè)》課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)如下:
項(xiàng)目一:電阻、電容的認(rèn)知與檢測(cè)。認(rèn)識(shí)電阻的分類,電阻器的標(biāo)稱系列,阻值的標(biāo)注法。認(rèn)識(shí)電位器外形及工作原理介紹。常用電容器的性能,容量標(biāo)稱法,規(guī)格與標(biāo)注方法。掌握電解電容的簡(jiǎn)易檢測(cè)法。
項(xiàng)目二:半導(dǎo)體二極管、三極管及可控硅的認(rèn)知與檢測(cè)。認(rèn)識(shí)二極管的分類,型號(hào)命名方法,基本用途。用萬(wàn)用表簡(jiǎn)易檢測(cè)二極管性能方法。認(rèn)知三極管的分類,命名方法(國(guó)內(nèi)及國(guó)外),三極管的選用條件,更換替代原則,三極管引腳的識(shí)別與測(cè)試技能。單向可控硅的檢測(cè)及引腳判定。
項(xiàng)目三:變壓器及繼電器的認(rèn)知與檢測(cè)。熟悉變壓器的基本應(yīng)用。掌握變壓器的一般檢測(cè)方法。了解繼電器的一般結(jié)構(gòu)。
項(xiàng)目四:發(fā)光二極管、光敏元件及光電耦合器的認(rèn)知與檢測(cè)。了解提高光放大器靈敏度的方法,光電耦合器的一般檢測(cè)方法。
項(xiàng)目五:集成電路及音樂(lè)芯片認(rèn)知與檢測(cè)。掌握集成電路的分類,國(guó)內(nèi)外集成電路的命名,封裝外形與引腳順序識(shí)別。熟悉用萬(wàn)用表檢測(cè)F007。使用MOS集成電路一般常識(shí)。
項(xiàng)目六:揚(yáng)聲器、傳聲器及開關(guān)接插件的認(rèn)知與檢測(cè)。揚(yáng)聲器的分類,主要技術(shù)參數(shù),電動(dòng)式揚(yáng)聲器的工作原理,喇叭與壓電陶瓷片的檢測(cè)。話筒的種類,結(jié)構(gòu)與工作原理,動(dòng)圈式與駐極體話筒的檢測(cè)。
項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,從實(shí)踐入手,對(duì)于每種元器件,從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介開始,由淺入深地介紹它的外形、符號(hào)、命名方法、工作特性、主要應(yīng)用、使用注意事項(xiàng)、好壞判斷等。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生很快就對(duì)所需元器件有了全面的了解和掌握,通過(guò)動(dòng)手提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并為其學(xué)習(xí)后續(xù)課程和今后在專業(yè)中應(yīng)用電子技術(shù)打下了良好的基礎(chǔ),同時(shí)還極大地減輕了后續(xù)課程的學(xué)習(xí)難度。
(三)《電子綜合實(shí)訓(xùn)》成功將多門專業(yè)課程整合在一起
《電子綜合實(shí)訓(xùn)》整周實(shí)訓(xùn)課程以工作任務(wù)為線索,以實(shí)際電子產(chǎn)品――函數(shù)信號(hào)發(fā)生器為載體,以任務(wù)實(shí)施為導(dǎo)向,通過(guò)以制作一個(gè)具體的、具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)品為目的的工作任務(wù)展開構(gòu)建項(xiàng)目式的學(xué)習(xí)任務(wù),將整個(gè)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的工作任務(wù)分成以下七個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù):
任務(wù)一:函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的電路設(shè)計(jì);任務(wù)二:函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的電路仿真;任務(wù)三:函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的PCB設(shè)計(jì);任務(wù)四:函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的PCB制作;任務(wù)五:函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的元器件識(shí)別與測(cè)量;任務(wù)六:函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的安裝與調(diào)試;任務(wù)七:編寫函數(shù)信號(hào)發(fā)生器技術(shù)文件。
每個(gè)任務(wù)按照任務(wù)目標(biāo)任務(wù)要求相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施任務(wù)總結(jié)的思路安排,充分體現(xiàn)“在學(xué)中做,在做中學(xué)”的教學(xué)思路。項(xiàng)目的工作任務(wù)與現(xiàn)實(shí)工作緊密相關(guān),為學(xué)生模擬了一個(gè)更貼近實(shí)際工作的學(xué)習(xí)環(huán)境。
該課程將《電子元器件識(shí)別與檢測(cè)》、《數(shù)字電子技術(shù)與實(shí)踐》、《模擬電子技術(shù)與實(shí)踐》、《電子線路板設(shè)計(jì)與制作》、《電子電路仿真技術(shù)》、《電子產(chǎn)品制造與工藝》等專業(yè)課程有機(jī)的整合到了一起,使學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)掌握了電子產(chǎn)品電路設(shè)計(jì)、電路仿真、PCB設(shè)計(jì)與制作、電路板的安裝與調(diào)試及簡(jiǎn)單故障的排除。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)提高了學(xué)生對(duì)電子專業(yè)的直接認(rèn)識(shí),讓學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)制作實(shí)際電子產(chǎn)品感受到了成就感,極大地提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生的綜合素質(zhì)和職業(yè)能力得到了顯著提高,為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)以及職業(yè)生涯的發(fā)展奠定了很好的基礎(chǔ)。
四、結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明,這種在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的影響下,通過(guò)選取一個(gè)個(gè)典型“項(xiàng)目”為載體重構(gòu)課程內(nèi)容的方式,是一種比較有效的教學(xué)內(nèi)容組織方式,它突破了傳統(tǒng)的灌輸學(xué)生理論知識(shí)的教學(xué)模式,采用“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)模式,通過(guò)項(xiàng)目為載體,用任務(wù)驅(qū)動(dòng)來(lái)引領(lǐng)學(xué)生在實(shí)際工作任務(wù)的牽引下,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)課程內(nèi)容的內(nèi)在的求知欲望,達(dá)到學(xué)以致用的目的,同時(shí)能將所學(xué)的知識(shí)與它的實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)。學(xué)生通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的掌握,大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。
參考文獻(xiàn):
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電子電路是無(wú)線電工程等專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程之一,是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。本文結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn),分析了該課程的教學(xué)背景與現(xiàn)狀,并從高校的教學(xué)設(shè)施、教師自身素質(zhì)及教學(xué)內(nèi)容等方面詳細(xì)闡述了該課程相關(guān)的教學(xué)策略。
【關(guān)鍵詞】:
電子電路教學(xué)
一、課程教學(xué)背景分析
《電子電路》這門課程對(duì)于與信息工程、無(wú)線電工程專業(yè)以及其他電類專業(yè)都是非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。它涉及許多理論知識(shí)、電路中常用的基本功能部件以及實(shí)際電路,是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。
課程教學(xué)現(xiàn)狀
目前,國(guó)內(nèi)很多高校都開設(shè)有工程專業(yè),而電子電路作為該專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一,其教學(xué)雖然取得了一定成績(jī),但在某些程度上,仍然存在一定的問(wèn)題。
學(xué)校教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施
計(jì)算機(jī)機(jī)房
大部分高校的計(jì)算機(jī)機(jī)房仍是很多年前的設(shè)備,計(jì)算機(jī)配置相對(duì)落后,運(yùn)行速度較慢,上機(jī)操作形同虛設(shè)。
電工實(shí)驗(yàn)室
電工實(shí)驗(yàn)仍然使用十幾年前的儀器設(shè)備,與現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展及電路設(shè)計(jì)的要求脫節(jié),實(shí)驗(yàn)質(zhì)量在一定程度上受到很大影響。
教師教學(xué)方法
目前,很多高校使用的教材仍然是十多年前的舊版教材,雖然很多專業(yè)知識(shí)在理論上并無(wú)太大變化,但隨著科技的進(jìn)步,很多新型電子元器件與儀器產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用到各個(gè)行業(yè),如果仍以陳舊的教學(xué)課程來(lái)培養(yǎng)學(xué)生,顯然達(dá)不到社會(huì)對(duì)人才的需求標(biāo)準(zhǔn)。
另外,本課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)也非常重要,但是由于我國(guó)高校大部分教師是應(yīng)試模式教育中培養(yǎng)出來(lái)的,本身即缺乏一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),所以在教學(xué)過(guò)程中,有意無(wú)意的避開實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),不能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的目標(biāo),更不用說(shuō)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力。
學(xué)生學(xué)習(xí)理念
由于課程本身比較抽象,而學(xué)校的教學(xué)設(shè)施相對(duì)落后,教師授課枯燥乏味,就會(huì)極大的影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,尤其是遇到某些困難和問(wèn)題時(shí),就會(huì)出現(xiàn)厭學(xué)現(xiàn)象,僅僅在考前突擊復(fù)習(xí),應(yīng)付考試,對(duì)很多理論概念掌握不夠深刻,實(shí)際動(dòng)手應(yīng)用能力也很難達(dá)到要求。
綜上所述,各種原因綜合導(dǎo)致了很多學(xué)生畢業(yè)參加工作后,很難適應(yīng)企業(yè)的對(duì)人才要求的標(biāo)準(zhǔn),不能勝任工作需求,需要再次參加培訓(xùn)。所以對(duì)于高校教學(xué)人員來(lái)說(shuō),如何能夠培養(yǎng)出思維靈活、動(dòng)手能力強(qiáng)且有創(chuàng)新意識(shí)的新一代專業(yè)人才,是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。
教學(xué)策略分析
(一)改善教學(xué)設(shè)施
高校要合理增加對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施的投入,建設(shè)符合現(xiàn)代要求的實(shí)驗(yàn)室,增加教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),把理論培養(yǎng)與實(shí)踐創(chuàng)新放到同等重要的地位。
(二)提高教師自身素質(zhì)
教師要充分了解學(xué)科技術(shù)的前沿,將當(dāng)前更多的新工藝(現(xiàn)代新產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程)、新電子元件(目前廣泛使用的新器件)、新儀器產(chǎn)品(現(xiàn)代電子儀器的使用)等內(nèi)容融入課堂教學(xué),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí),激發(fā)創(chuàng)新思維、提高動(dòng)手能力。
(三)課程教學(xué)內(nèi)容
1.要突出對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)。
能熟練使用焊接工具和常用儀器儀表;
能對(duì)典型電子電路進(jìn)行分析,并進(jìn)行簡(jiǎn)單電子產(chǎn)品功能分析、設(shè)計(jì);
能進(jìn)行電子電路原理圖的繪制;
了解產(chǎn)品的成本核算方法,會(huì)進(jìn)行電子產(chǎn)品成本估算;
熟練掌握基本的、規(guī)范的操作技能,能進(jìn)行小型電子電路的制作;
能進(jìn)行電子電路調(diào)試并熟練檢查、排除故障;
能進(jìn)行信息查詢和資料整理;
能進(jìn)行中間調(diào)試過(guò)程的記錄并編寫最終技術(shù)文檔;
能以團(tuán)隊(duì)合作形式完成電子產(chǎn)品的開發(fā);
會(huì)使用各種信息媒體對(duì)制作成果進(jìn)行演示。
2.以典型電子產(chǎn)品為載體實(shí)施教學(xué),增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如選擇競(jìng)賽搶答器、LED數(shù)字顯示器、運(yùn)動(dòng)小車、信號(hào)燈、數(shù)字鐘、電子秤、電子鎖、報(bào)警器、穩(wěn)壓電源等常見(jiàn)的、學(xué)生易于接受的電子產(chǎn)品作為設(shè)計(jì)分析的對(duì)象,使學(xué)生更容易進(jìn)入電路分析的氛圍中,同時(shí)有利于學(xué)生形成個(gè)性化的設(shè)計(jì)方案。
3.學(xué)習(xí)情境重點(diǎn)突出,能力培養(yǎng)有所側(cè)重。學(xué)習(xí)情境的設(shè)置依托了數(shù)字電路和模擬電路各關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn),教學(xué)任務(wù)的安排不僅考慮到了本課程在專業(yè)課程體系中的位置,同時(shí)以電路分析、設(shè)計(jì)能力,電路接線、制板能力,技術(shù)指標(biāo)分析編制能力為能力培養(yǎng)的主線,從淺入深、由易至難,循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生全面技能。
4.在工作任務(wù)實(shí)施過(guò)程中,促進(jìn)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識(shí),在工作任務(wù)確定的知識(shí)領(lǐng)域中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主性的電子產(chǎn)品單元電路設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試。在引導(dǎo)學(xué)生自主創(chuàng)意設(shè)計(jì)的過(guò)程中,把握學(xué)生設(shè)計(jì)思路的難易程度、理論范圍,充分體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新思想,豐富學(xué)生制作的多樣性,提升學(xué)生設(shè)計(jì)制作的興趣和積極性。同時(shí),在多個(gè)工作任務(wù)的實(shí)施過(guò)程中,通過(guò)創(chuàng)新思考、理論分析與設(shè)計(jì)、電路制作調(diào)試、功能實(shí)現(xiàn)報(bào)告展示的學(xué)做練一體的教學(xué)模式,加強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、制作技能、團(tuán)隊(duì)配合和個(gè)體表達(dá)能力;同時(shí)反復(fù)而不斷提升的設(shè)計(jì)、制作、驗(yàn)證、報(bào)告過(guò)程,讓學(xué)生的電子電路設(shè)計(jì)制作的基本技能得到了鞏固。評(píng)價(jià)采用分階段分重點(diǎn)評(píng)價(jià)的模式,重點(diǎn)評(píng)價(jià)學(xué)生的職業(yè)能力,兼顧重要的理論知識(shí)點(diǎn)。
5.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室科學(xué)化管理中加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。引入包括多媒體演示、電子教案、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、局域網(wǎng)教學(xué)在內(nèi)的多種教學(xué)手段,將直接影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:電路維修教學(xué);Mulitisim 10軟件;故障仿真
中圖分類號(hào):TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2014)25-5924-02
應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中,電路維修是難度較大的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目,如何開展維修教學(xué)一直是實(shí)踐性教學(xué)需要解決的難題。筆者通過(guò)對(duì)Multisim10仿真軟件的學(xué)習(xí)與研究,利用Multisim 10軟件中的故障設(shè)置功能,簡(jiǎn)單方便地設(shè)置、模擬電子電路故障,學(xué)生通過(guò)虛擬仿真方式維修電路,進(jìn)而進(jìn)入實(shí)際維修過(guò)程,能夠快速掌握電路維修知識(shí)與技能。
1 掌握電子電路維修技術(shù)的重要性
維修是指設(shè)備技術(shù)狀態(tài)劣化或發(fā)生故障后,為恢復(fù)其功能而進(jìn)行的技術(shù)活動(dòng),是理論知識(shí)與實(shí)踐技能高度結(jié)合的工作,通過(guò)檢測(cè)、代換、試誤等技術(shù)手段,分析判斷故障產(chǎn)生的原因并替換損壞的元件,從而解決問(wèn)題的過(guò)程。 通過(guò)電子電路維修過(guò)程,學(xué)生能夠?qū)W習(xí)掌握相關(guān)電路的理論知識(shí)與實(shí)踐技能:
1) 掌握各種電子元器件的測(cè)量與檢測(cè)技術(shù),熟悉常用電子測(cè)量?jī)x器的使用。
2) 加深對(duì)模擬電子電路、數(shù)字電路理論的理解。
3) 掌握電路分析能力、維修方法,提高維修的技能水平。
4) 培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,鍛煉克服困難的品質(zhì),為未來(lái)的發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。
2 電子電路維修實(shí)踐的困難
2.1 電路故障復(fù)雜多樣
電路故障產(chǎn)生原因多種多樣,一種元器件的損壞會(huì)出現(xiàn)不同的故障現(xiàn)象,同一故障現(xiàn)象也可能由不同元件引起。探究未知的問(wèn)題對(duì)于職業(yè)院校的學(xué)生來(lái)講是個(gè)不小的挑戰(zhàn)。
2.2 在實(shí)物電路中模擬電路故障比較困難。
要學(xué)習(xí)維修技術(shù),必須在電路中設(shè)置的故障,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)習(xí)的知識(shí)和技能,使用儀器,通過(guò)儀器測(cè)量檢測(cè),判斷故障產(chǎn)生的原因。教師要為眾多學(xué)生的實(shí)訓(xùn)電路設(shè)置故障,工作強(qiáng)度大,教學(xué)中設(shè)置的故障應(yīng)明確、安全、隱蔽,對(duì)于教師能力要求也比較高,在實(shí)踐教學(xué)中較難實(shí)現(xiàn)。
2.3 教學(xué)成本高效率低
為了培養(yǎng)學(xué)生的維修能力,教師必須為每個(gè)學(xué)生準(zhǔn)備相應(yīng)的電路產(chǎn)品,而且需要設(shè)置多種各種不同的故障。由于學(xué)生沒(méi)有任何維修經(jīng)驗(yàn),必然的會(huì)犯不少錯(cuò)誤,維修過(guò)程中會(huì)造成電路板、元器件損壞報(bào)廢,影響以后維修實(shí)踐教學(xué)開展。
3 應(yīng)用multisim 10電子仿真軟件破解維修教學(xué)難題
Multisim 10是美國(guó)國(guó)家儀器有限公司推出電子仿真軟件,具有強(qiáng)大的SPICE仿真和原理圖捕獲、電路分析、仿真儀器測(cè)試等功能。通過(guò)應(yīng)用該仿真軟件模擬維修過(guò)程,學(xué)生學(xué)習(xí)電路維修的方法、步驟,培養(yǎng)理論分析能力、儀表的應(yīng)用能力。在經(jīng)過(guò)軟件仿真訓(xùn)練后,再用實(shí)物電路維修訓(xùn)練,能夠較好的解決維修教學(xué)中的難題。
下面通過(guò)串聯(lián)穩(wěn)壓電源電路展示軟件仿真維修的過(guò)程。
3.1 繪制電路原理圖
通仿真軟件繪制串聯(lián)穩(wěn)壓電源電路如圖,在電路中安裝虛擬萬(wàn)用表用于電路工作室讀數(shù)。串聯(lián)穩(wěn)壓電路由整流、濾波、調(diào)整、取樣等單元電路組成。
3.2 電路仿真
按下電路仿真按鈕
通過(guò)測(cè)量的數(shù)據(jù),學(xué)生可以了解到實(shí)際電路正常情況下的電壓及其變化規(guī)律。
3.3 故障設(shè)置
軟件可以設(shè)定元件的四種狀態(tài),三種故障模式,“Open”表示元件相關(guān)電極之間開路,“Short”表示元件相關(guān)電極之間短路,“Leakage”表示元件相關(guān)電極之間漏電(有電阻),“None”表示元件正常無(wú)故障。故障設(shè)置步驟:雙擊需要設(shè)置故障的元件,本電路選擇Q3,打開故障設(shè)置界面。在工具欄中選擇“Fault”,元件出現(xiàn)四種狀態(tài)選項(xiàng)。
3.3.1 設(shè)置短路性故障
選擇“Short”同時(shí)鉤選B、E電極,表示三極管Q3的B、E極兩極短路,設(shè)置完畢退出故障設(shè)置狀態(tài)。按下仿真按鈕,出現(xiàn)故障現(xiàn)象,電位器為50%時(shí)電路輸出為14.06V,而且輸出電壓在電位器RP變化時(shí)不變化。附表中記錄了四只虛擬萬(wàn)用表的電壓值。
數(shù)據(jù)分析:通過(guò)表2的數(shù)據(jù)分析,輸出電壓基本不隨RP變化而變化,一直為14V,基準(zhǔn)電壓基本不變化,比較表1中電路正常工作時(shí)的電壓數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)Q3的B、E極電壓VBE=0,不正常,正常應(yīng)該為0.6V左右,說(shuō)明三極管Q3的B、E極短路。電路故障是由于Q3的B、E極短路引起的,Q3不工作,使得Q3對(duì)調(diào)整管Q1的基極沒(méi)有分流作用,Q1飽和導(dǎo)通,輸入端電壓通過(guò)Q1的C、E極直接加到輸出端,使得輸出端電壓升高而且一直不變化。將Q3的B、E極設(shè)置正常后電路恢復(fù)正常。
3.3.2 設(shè)置開路性故障
選擇“Open”同時(shí)選擇B、E電極,表示三極管Q3的B、E極兩極開路,設(shè)置完畢退出故障設(shè)置狀態(tài)。按下仿真按鈕,出現(xiàn)故障現(xiàn)象,電位器50%時(shí)電路輸出為14.09V,而且輸出電壓不隨電位器RP變化而變化。附表中記錄四只虛擬萬(wàn)用表的電壓值。
數(shù)據(jù)分析:通過(guò)表2的數(shù)據(jù)分析,輸出電壓基本不隨RP變化而變化,一直為14V,基準(zhǔn)電壓基本不變化,比較表1電路正常工作時(shí)的電壓數(shù)據(jù),取樣管Q3的B極電壓從低到高變化,基準(zhǔn)電壓基本不變化, Q3的B、E極電壓VBE不能保持放大狀態(tài)的0.6V電壓,而且VBE之間的電壓值大于0.7V,不正常,表明三極管Q3的B、E兩極之間開路。Q3不工作,使得Q3對(duì)調(diào)整管Q1的基極沒(méi)有分流作用,Q1飽和導(dǎo)通,輸入端電壓通過(guò)Q1的C、E極直接加到輸出端,使得輸出端電壓升高而且一直不變化。將Q3的B、E極設(shè)置正常后電路恢復(fù)正常。
4 結(jié)論
我們看到同一元件的不同類型的故障,雖然故障現(xiàn)象一致,但是卻有著不同的工作機(jī)理,特別是關(guān)鍵點(diǎn)電壓有諸多不同。通過(guò)這兩例簡(jiǎn)單故障的仿真維修過(guò)程,學(xué)生能夠更好地了解電路工作原理,提高維修能力。
5 結(jié)束語(yǔ)
Multisim10 軟件功能強(qiáng)大,除了電路設(shè)計(jì),還有故障仿真功能。在維修實(shí)踐教學(xué)中通過(guò)故障模擬仿真,結(jié)合虛擬儀表測(cè)量的數(shù)據(jù),運(yùn)用所學(xué)電子電路的理論知識(shí),比較直觀地分析判斷故障產(chǎn)生原因,通過(guò)掌握故障電路電壓變化的規(guī)律,能夠解決實(shí)際維修問(wèn)題。當(dāng)然,在維修實(shí)踐教學(xué)中不能一味依賴仿真教學(xué),輕視實(shí)操訓(xùn)練。實(shí)踐證明,仿真與實(shí)操訓(xùn)練課時(shí)比例為7:3時(shí),實(shí)踐成本下降、教學(xué)效果明顯。虛擬仿真維修教學(xué)作為應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)電路維修教學(xué)手段值得在職業(yè)院校推廣。
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