導語：如何才能寫好一篇模擬電路設(shè)計方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】tow-thomas電路；模擬濾波器；設(shè)計

一、模擬濾波器

濾波器是一個頻率選擇的器件，它的功能是讓指定頻段的信號通過，而對其他部件產(chǎn)生衰減作用。模擬濾波器處理的是模擬信號。理想的濾波器是只讓指定信號通過，而其他信號無法通過的，其幅頻響應(yīng)曲線（如圖一）。而實際上的濾波器是無法做到這一點的，它只能保證頻率響應(yīng)曲線在一定的范圍之內(nèi)（如圖二）。因此在數(shù)學上就有多種方法來實現(xiàn)同一濾波器的指標要求，例如巴特沃斯、切比雪夫一型、切比雪夫二型、橢圓濾波器、貝塞爾濾波器等。每一種類型都有其各自的特點（表1）。

二、Tow-Thomas電路形式

四、確定電路參數(shù)值

當由低通原型獲得實際所需濾波器傳輸函數(shù)之后，對應(yīng)上文所述tow-thomas電路與傳輸函數(shù)的對應(yīng)情況，即可獲得電路元件值。

如果采用的是其他形式的電路，則需另外研究其電路形式所對應(yīng)的傳輸函數(shù)，再與所需傳輸函數(shù)相對應(yīng)。

五、模擬濾波器設(shè)計實例

六、實物制作結(jié)果

實物制作時，采用OP37運算放大器代替所設(shè)計運放，來驗證濾波器功能。實際測試中發(fā)現(xiàn)信號源的傳輸線對測試結(jié)果有很大影響。以下是某一種情況下的測試結(jié)果：

1.中心頻率大約100KHz，低截止頻率88KHZ，高截止頻117KHZ。

2.實物與仿真結(jié)果有一定偏差，但濾波的趨勢還是能體現(xiàn)出來的。

參考文獻

[1]宋壽鵬.數(shù)字濾波器設(shè)計及工程應(yīng)用[M].江蘇大學出版社，2009.

[2]林春芳.一種雙二次型有源帶通濾波器的設(shè)計與研制[D].2010.

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一般情況下，半導體集成電路常用直流電壓，電網(wǎng)中的電壓通常是交流電壓，若要將電網(wǎng)中交流電的電壓換成直流電壓，則需要借由電壓變壓器進行降壓，再經(jīng)由整流電路實現(xiàn)交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的目的。但是，整流過后的直流電壓內(nèi)還存在著交流電壓的成分，應(yīng)采用濾波電路濾除夾雜的交流電壓，得到平滑純正的直流電壓。通過利用Protel98軟件進行模擬仿真和分析發(fā)現(xiàn)，沒有接連濾波電路之前，整流電路所輸出電壓的波形呈現(xiàn)為直流電壓。而將濾波電容器加在電路中以后，不僅可以降低整流輸出脈動直流電壓，并使電容器的容量得以改變，還能夠改變電路開關(guān)電源的波紋。如果需要較小的電路開關(guān)電源波紋，受負載電流大小的影響，應(yīng)該將電容量調(diào)大。由于電流大的時候，放電的速度比較快，最電容量的要求就會增大。而當電路交流成分減少時，也會使電容器的容量減少，因此容量改變以后所輸出的計算結(jié)果也會不同于容量改變前的計算結(jié)果。通過采用示波器進行測試后發(fā)現(xiàn)，利用Protel98軟件模擬仿真后輸出來圖形同實際電路測試輸出的波形相同。由此可見，若要改變電子電路中的某個元件，只需要利用Protel98軟件修改參數(shù)就可以實現(xiàn)，從而達到模擬仿真應(yīng)實現(xiàn)的目標。Protel98軟件成為修改和優(yōu)化設(shè)計電子電路的有效輔助工具，也是電子電路設(shè)計模擬仿真的重要手段。利用Protel98軟件模擬仿真電路設(shè)計的具體步驟包括以下幾個方面：第一，根據(jù)電子電路設(shè)計的主要目標和所需規(guī)模繪制準確的電路原理圖。在繪制原理圖時，應(yīng)選用比較簡單和普及的電路，從而有效實現(xiàn)模擬仿真的目的。第二，繪制完電路原理圖之后，借由Protel98軟件設(shè)置元件的參數(shù)，通過鼠標選中元件并雙擊元件的性質(zhì)項目后，就可以修改元件的參數(shù)。修改結(jié)果可以利用電子電氣法進行測試和檢查，從而找出出現(xiàn)錯誤的地方，再通過有效的分析和科學的修改，就可以完善電路設(shè)計。第三，再用Protel98軟件模擬繪制出的電路原理圖，并對電路功能進行仿真和驗證，從而判斷所設(shè)計的電路是否具有可行性。

2基本邏輯門電路的模擬實驗

Protel98軟件的仿真器由實用的數(shù)模與模擬混合而組成，利用網(wǎng)表文件將電路的所有元素結(jié)合起來，使數(shù)字仿真與模擬間的壁壘被有機的打破，再利用波形記錄分析系統(tǒng)將數(shù)字波形的結(jié)果同模擬結(jié)果一起顯示出來，組合成一個各種門電路。在進行模擬實驗時，應(yīng)首先輸入繪制出來的電路圖，并編輯激勵信號波形和跟蹤誤差信號的波形，再從電子元件的數(shù)據(jù)庫里找出相關(guān)的數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)進行電路模擬，并計算出波形模擬的結(jié)果。而從繪制的波形圖中可以發(fā)現(xiàn)，當輸入信號的電平組合表現(xiàn)為高—高、高—低、低—低和低—高時，基本邏輯門電路輸出的信號和輸入的信號之間具有可行的邏輯性關(guān)系。由此可見，利用Protel98軟件對數(shù)字電路進行模擬仿真，不僅能擴大模擬電路設(shè)計規(guī)模，而且對其進行定時的精確度也非常高，通過采取輸入不同激勵信號波形的方式，可以準確修改基本邏輯門電路數(shù)據(jù)庫的特性。不但如此，Protel98軟件進行電路模擬仿真，其良好界面對于分析電路設(shè)計和修改電路設(shè)計具有重要的意義。

3結(jié)束語

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關(guān)鍵詞：電路設(shè)計；proteus；應(yīng)用

中圖分類號：TN702 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）03-0248-01

二十一世紀的今天，社會科技進步較快，proteus仿真軟件在電路設(shè)計中的應(yīng)用也越來越廣泛。該仿真軟件是計算機技術(shù)發(fā)展的重要成果之一，可以對模擬電路，數(shù)字電路和電路進行仿真操作，軟件自身具備先進的虛擬器，包括示波器，邏輯分析儀，信號發(fā)生器等，為了更全面的了解和更深刻的分析proteus在電子電路設(shè)計中的應(yīng)用，就要在軟件開啟的仿真條件下，對整體電路和包含的各個零部件進行逐一研究，為之后的電路設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)思路。

1 Proteus仿真軟件簡述

Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總為廣州風標電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及器件。它是目前比較好的仿真單片機及器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。該軟件包含ISIS和ARES兩個軟件部分，這兩個部分在大環(huán)境下扮演著兩個不同的重要角色，都有著舉足輕重的作用。在日常工作中，ARES部分是用來當PCB設(shè)計工作的助手，進行有效輔佐，而ISIS則是主要負責在仿真開啟的環(huán)境下對電路原理和模擬電路的設(shè)計工作。

2 Proteus仿真軟件進行仿真電路設(shè)計的過程分析

在電子電路實訓過程中，proteus仿真軟件在進行仿真電路設(shè)計時，要在軟件編輯界面，按照需要模擬的實際電路思路，設(shè)計出一套最符合實際情況的電子電路圖，再通過許多相關(guān)數(shù)據(jù)計算，盡可能在最短的時間內(nèi)完成對電路的初步設(shè)計和對數(shù)據(jù)的測量與計算整理，最后完成整體的模擬電路設(shè)計，然后利用軟件的電路生成功能，輸出最后的電路設(shè)計圖。為了確保電路設(shè)計的順利進行，仿真電路設(shè)計過程可以這樣：先確定核實設(shè)計項目，然后運行proteus軟件，繪制初步的電路原理圖，然后根據(jù)原理確定需要的元件種類和數(shù)量，啟動仿真系統(tǒng)，用虛擬儀器檢測然后讀出數(shù)據(jù)，分析結(jié)果，如不符合要求，對元件或者電路作適當修改然后再次檢測，當符合要求時，要對電路進行完善，確定無誤后敲定最終設(shè)計方案，然后系統(tǒng)自動生成電路圖。

3 Proteus仿真軟件的仿真電路設(shè)計與調(diào)試

在進行電路工作前，相關(guān)人員要檢查虛擬測量儀器與被測量點的兩個終端是否處于正常連接狀態(tài)，還要確定信號源良好的接地情況，其中還要注意示波器與地線的連接狀況。測量結(jié)束后要確保測量結(jié)果是GND的相反波形，有利于后續(xù)對電路的研究。實驗過程中，要時刻注意電壓表，電流表的指針位置，而在仿真電路時，要注意串聯(lián)電路中電流指針的指數(shù)，如有任何問題，要及時地在相應(yīng)的執(zhí)行操作界面，通過網(wǎng)絡(luò)，對電壓作出適當調(diào)整，然后繼續(xù)進行仿真電路的研究試驗，推動proteus仿真軟件在電子電路設(shè)計應(yīng)用中的發(fā)展。

4 Proteus仿真軟件的實用電路分析

在今后的與電路設(shè)計有關(guān)的工作當中，我們不光要充分發(fā)揮并發(fā)展proteus仿真軟件，還要通過合理的方法來判斷研究proteus仿真軟件在未來電路研究中的發(fā)展趨勢，然后進行相應(yīng)改進。而proteus軟件還需要通過傳感器電路，正弦電路等實用電路中不斷的進行試驗和探索，最后才能把此項技術(shù)落實到實際電子科技產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)當中去。所以，我們再使用該軟件進行電路設(shè)計和分析時，要把重點放到傳感器電路和正弦電路等電路的實用性上，結(jié)合實際情況探究，才能更好地讓軟件適用于各種實用電路的應(yīng)用。還能開發(fā)出仿真系統(tǒng)的其他用法和功能，促使電子行業(yè)發(fā)展，為以后的研究工作打下堅實的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段proteus仿真軟件的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，而其使用功能也十分便利和強大，在進行電子電路設(shè)計時，為了能夠更深刻研究電路的工作情況，更準確地對電路中存在的不足之處進行調(diào)整，我們要進一步對軟件進行挖掘研究，明確操作規(guī)范，開發(fā)出更實用的功能以便使用。還能改善傳統(tǒng)的電子電路設(shè)計工作，并z測出其中的缺陷，為降低電路實驗成本，更有效地完成實驗和縮短實驗時間等方面，都有積極的推進意義。

參考文祥

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1.電子技術(shù)課程設(shè)計的重點與要求

本課程的重點是電路設(shè)計，內(nèi)容側(cè)重綜合應(yīng)用所學知識，設(shè)計制作較為復(fù)雜的功能電路或小型電子系統(tǒng)。一般給出實驗任務(wù)和設(shè)計要求，通過電路方案設(shè)計、電路設(shè)計、電路安裝調(diào)試和指標測試、撰寫實驗報告等過程，培養(yǎng)學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力，提高電路設(shè)計水平和實驗技能。在實踐中著重培養(yǎng)學生系統(tǒng)設(shè)計的綜合分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐的能力。電子技術(shù)課程設(shè)計一般要求學生根據(jù)題目要求，通過查閱資料、調(diào)查研究等，獨立完成方案設(shè)計、元器件選擇、電路設(shè)計、仿真分析、電路的安裝調(diào)試及指標測試，并獨立寫出嚴謹?shù)?、文理通順的實驗報告?/p>

具體地說，學生通過課程設(shè)計教學實踐，應(yīng)達到以下基本要求：建立電子系統(tǒng)的概念，綜合運用電子技術(shù)課程中所學習到的理論知識完成一個電子系統(tǒng)的設(shè)計；掌握電子系統(tǒng)設(shè)計的基本方法，了解電子系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)；進一步熟悉常用電子器件的類型和特性，掌握合理選用器件的原則；掌握查閱有關(guān)資料和使用器件手冊的基本方法；掌握用電子設(shè)計自動化軟件設(shè)計與仿真電路系統(tǒng)的基本方法；進一步熟悉電子儀器的正確使用方法；學會撰寫課程設(shè)計總結(jié)報告；培養(yǎng)嚴肅認真的工作作風和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

2.電子技術(shù)課程設(shè)計的教學過程

電子技術(shù)課程設(shè)計是在教師指導下，學生獨立完成課題，達到對學生理論與實踐相結(jié)合的綜合性訓練，要求本課程設(shè)計涵蓋模擬電路知識和數(shù)字電路知識，因此課程設(shè)計的選題要求包含數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)。教學環(huán)節(jié)可以分為以下四個部分。

2.1課堂講授。

課程設(shè)計開始前，需要確定指導老師。由指導老師通過兩學時的教學，明確課程設(shè)計的要求，主要內(nèi)容包括課程介紹、教學安排、成績評定方法等。在課堂教學環(huán)節(jié)中，指導老師介紹課題的基本情況與要求，要求學生從多個課題中選擇一個。

2.2設(shè)計與調(diào)試環(huán)節(jié)。

2.2.1前期準備、方案及電路設(shè)計。

前期準備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設(shè)計、電路仿真等。在確定方案時要求學生認真閱讀教材，根據(jù)技術(shù)指標，進行方案分析、論證和計算，獨立完成設(shè)計。設(shè)計工作內(nèi)容如下：題目分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、具體電路設(shè)計。學生根據(jù)所選課題的任務(wù)、要求和條件進行總體方案的設(shè)計，通過論證與選擇，確定總體方案。此后是對方案中單元電路進行選擇和設(shè)計計算，稱為預(yù)設(shè)計階段，包括元器件的選用和電路參數(shù)的計算。最后畫出總體電路圖（原理圖和布線圖），此階段約占課程設(shè)計總學時的30％。

2.2.2在實驗室進行電路安裝、調(diào)試，指標測試等。

在安裝與調(diào)試這個階段，要求學生運用所學的知識進行安裝和調(diào)試，達到任務(wù)書的各項技術(shù)指標。預(yù)設(shè)計經(jīng)指導教師審查通過后，學生即可購買所需元器件等材料，并在實驗箱上或試驗板上組裝電路。運用測試儀表調(diào)試電路、排除電路故障、調(diào)整元器件、修改電路（并制作相應(yīng)電路板），使之達到設(shè)計指標要求。此階段往往是課程設(shè)計的重點與難點，所需時間約占總學時的50％。

2.3撰寫總結(jié)報告，總結(jié)交流與討論。

撰寫課程設(shè)計的總結(jié)報告是對學生寫科學論文和科研總結(jié)報告能力的訓練。學生寫報告，不僅要對設(shè)計、組裝、調(diào)試的內(nèi)容進行全面總結(jié)，而且要把實踐內(nèi)容上升到理論高度?？偨Y(jié)報告應(yīng)包括以下方面：系統(tǒng)任務(wù)與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設(shè)計、參數(shù)計算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外，還應(yīng)對以下幾部分進行說明：設(shè)計進程記錄，設(shè)計方案說明、比較，實際電路圖，功能與指標測試結(jié)果，存在的問題及改進意見，等等?？偨Y(jié)報告具體內(nèi)容如下：課題名稱、內(nèi)容摘要、設(shè)計內(nèi)容及要求、比較和選擇設(shè)計的系統(tǒng)方案、畫出系統(tǒng)框圖、單元電路設(shè)計、參數(shù)計算和器件選擇。畫出完整的電路圖，并說明電路的工作原理。組裝調(diào)試的內(nèi)容，包括使用的主要儀器和儀表；調(diào)試電路的方法和技巧；測試的數(shù)據(jù)和波形并與計算結(jié)果比較分析；調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法?？偨Y(jié)設(shè)計電路的特點和方案的優(yōu)缺點，指出課題的核心及實用價值，列出系統(tǒng)需要的元器件清單，列出參考文獻，收獲、體會，并對本次設(shè)計提出建議。

2.4成績評定。

課程的實踐性不僅體現(xiàn)實際操作能力，而且體現(xiàn)獨立完成設(shè)計和分析的能力。因此，課程設(shè)計的考核分為以下部分：設(shè)計方案的正確性與合理性。設(shè)計成品：觀察實驗現(xiàn)象，是否達到技術(shù)要求。（安裝工藝水平、調(diào)試中分析解決問題的能力）實驗報告：實驗報告應(yīng)具有設(shè)計題目、技術(shù)指標、實現(xiàn)方案、測試數(shù)據(jù)、出現(xiàn)的問題與解決方法、收獲體會等。課程設(shè)計答辯：考查學生實際掌握的能力和表達能力，設(shè)計過程中的學習態(tài)度、工作作風和科學精神及創(chuàng)新精神，等等。

3.電子技術(shù)課程設(shè)計的步驟

在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”理論課程教學中，通常只介紹單元電路的設(shè)計。然而，一個實用的電子電路通常是由若干個單元電路組成的。通常將規(guī)模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此，一個電子系統(tǒng)的設(shè)計不僅包括單元電路的設(shè)計，還包括總體電路的系統(tǒng)設(shè)計（總體電路由哪些單元電路構(gòu)成，以及單元電路之間如何連接，等等）。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，各種通用和專用的模擬和數(shù)字集成電路大量涌現(xiàn)，電子系統(tǒng)的設(shè)計除了單元電路的設(shè)計外，還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統(tǒng)設(shè)計越來越重要，不過從教學訓練角度出發(fā)，課程設(shè)計仍應(yīng)保留一定的單元電路內(nèi)容。電子系統(tǒng)分為模擬型、數(shù)字型及兩者兼而有之的混合型三種。雖然模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計的方法有所不同（尤其單元電路的設(shè)計），但總體電路的設(shè)計步驟是基本相同的。電子電路的一般設(shè)計方法與步驟包括：總體方案的設(shè)計與方案論證、單元電路的設(shè)計、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關(guān)鍵電路試驗、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。

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【關(guān)鍵詞】教學方法 項目驅(qū)動 一體化 表決器 組合邏輯電路

【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）06-0241-01

引言

數(shù)字電子技術(shù)課程是電子、通信、自動化等理工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程。該課程知識點多，邏輯性強，且理論與實踐結(jié)合密切，掌握基本理論和實踐技能可為后續(xù)課程打下基礎(chǔ)。學校在培養(yǎng)學生時應(yīng)以市場為導向，以創(chuàng)新為動力，培養(yǎng)具有自學能力、創(chuàng)新意識、實踐能力及團體協(xié)作能力的技能應(yīng)用型人才。數(shù)字電子技術(shù)主要分為組合邏輯電路和時序邏輯電路，在教學方法上，采用了項目驅(qū)動，任務(wù)導向的一體化教學，起到了較好的學習效果，下文以組合邏輯電路中三變量多數(shù)表決器為例闡述。

1.項目驅(qū)動一體化教學

數(shù)字電子技術(shù)課程教學方法很多，可以采用傳統(tǒng)的板書講授法、多媒體講解演示法、圖示法、螺旋上升式和支架式教學法、支架式問題啟發(fā)式教學法、比較法、項目導向-任務(wù)驅(qū)動教學法等[1]，各種教學方法各有利弊。在授課過程中應(yīng)選擇合適的教學工具，根據(jù)教學目的和內(nèi)容特點將各種方式有效組合利用，以便使學生真正成為學習的主導與主體，激發(fā)他們更好的學習這門課程。

項目驅(qū)動一體化教學就是：即依附一個應(yīng)用項目，設(shè)定具體任務(wù)，幾人一組讓同學分工合作進行理論設(shè)計[2]，實現(xiàn)理論教學區(qū)，模擬操作區(qū)，崗位訓練區(qū)，實現(xiàn)教學場地“空間一體化”。項目驅(qū)動一體化教學體系框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.應(yīng)用實施步驟

（1）布置項目：表決器在選舉及投票時用的非常多，是比較貼近實際的一個產(chǎn)品。該項目要求利用所學的組合邏輯電路知識[3]，設(shè)計一個至少3變量的多數(shù)表決器，表決時無棄權(quán)情況。學生4人為一個小組，分工協(xié)作，共同完成理論到實踐設(shè)計。

圖1. 項目驅(qū)動一體化教學體系框架結(jié)構(gòu)圖

（2）理論教學區(qū)――電路理論設(shè)計：組合邏輯電路設(shè)計步驟：邏輯抽象，函數(shù)表達式，選擇器件，電路連線。由項目要求可知，輸入有3個，設(shè)為ABC，輸出1個設(shè)為Y，可依此列出真值表，寫出函數(shù)表達式如下：

選擇器件，電路連線：

方案一：采用小規(guī)模集成門電路設(shè)計（門電路），從電路器件數(shù)目少，種類少的角度考慮，選用與非門設(shè)計電路圖如圖3（a）所示。

方案二：采用中規(guī)模集成芯片設(shè)計（譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器）。用3-8譯碼器74HC138及雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74HC153根據(jù)函數(shù)構(gòu)建實現(xiàn)，連線如圖2（b）（c）所示。

（a）門電路 （b） 74HC138 （c）74HC153

圖2. 三變量表決器電路設(shè)計圖

（3）模擬操作區(qū)――軟件模擬仿真：選用元器件及儀表與實物較接近的Multisim10，該軟件的元件庫提供了數(shù)千種電路元器件及其理想值，另外儀器庫中的數(shù)字萬用表，邏輯分析儀，函數(shù)信號發(fā)生器等多種電工電子儀表可供選用[4]。讓學生根據(jù)所采用的器件進行Multisim模擬仿真，采用門電路進行的軟件模擬如圖3所示，當代表三變量的開關(guān)ABC有2個以上接高電平時，與G4與非門相接的燈就會點亮，表示方案通過。

圖3. 采用門電路構(gòu)成的3變量表決器

（4）崗位訓練區(qū)――版圖繪制及DIY、元件焊接調(diào)試[5]：采用Protel99SE進行PCB版圖的設(shè)計；接下來進行PCB制板，看是否達到設(shè)計要求的效果。學生此部分若未學過Protel可先暫不操作。

（5）各組答辯、評價：根據(jù)各組理論設(shè)計、軟件模擬、實物制作情況，給予合理的評價，總結(jié)各組的優(yōu)缺點，看是否符合起初設(shè)計規(guī)定的要求，鼓勵學生設(shè)計中的創(chuàng)新之處，讓學生感到自學的快樂。

3.總結(jié)

項目驅(qū)動一體化教學法使學生通過一個與現(xiàn)實緊密的項目操作，完成理論教學區(qū)，模擬操作區(qū)，崗位訓練區(qū)，實現(xiàn)教學場地“空間一體化”教學，使學生在學習數(shù)字電子技術(shù)的課程中，可以做到突出應(yīng)用主線，注重學用結(jié)合，更好的培養(yǎng)學生創(chuàng)新、團體協(xié)作能力，為其以后提供更為廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻：

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[3]劉海燕 賈燕茹，《組合邏輯電路設(shè)計》的課堂教學設(shè)計與實踐[J].鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學院學報，2010（2）：61-63

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電子技術(shù)是一門實踐性很強的課程，其中電子電路設(shè)計是一個重要的實踐環(huán)節(jié)，掌握單元電路的設(shè)計方法是每個電子工程師必備的能力。具體介紹了單元電子電路設(shè)計步驟及幾種重要單元電路的設(shè)計方法。

電子技術(shù)是一門實踐性很強的課程，加強技能的訓練及培養(yǎng)，是提高工程人員的素質(zhì)和能力的必要手段。在電子信息類教學中，電子電路設(shè)計是一個重要的實踐環(huán)節(jié)，著重讓學員從理論學習過渡到實際的應(yīng)用，為以后從事技術(shù)工作打下堅實的基礎(chǔ)。

設(shè)計電子電路系統(tǒng)時，首先必須明確系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)，根據(jù)任務(wù)進行方案選擇，然后對方案中的各個部分進行單元的設(shè)計，參數(shù)計算和器件選擇，最后將各個部分連接在一起，畫出一個符合設(shè)計要求的完整的系統(tǒng)電路圖。因此，掌握單元電路的設(shè)計方法和實際設(shè)計電路的能力，是電子工程師必備的能力。

一、電子技術(shù)及單元電路概念

所謂電子技術(shù)是根據(jù)電子學的原理，運用電子器件設(shè)計和制造某種特定功能的電路以解決實際問題的一門學科。包括信息電子技術(shù)和電路電子技術(shù)兩大分支。信息電子技術(shù)包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)。電子技術(shù)是對電子信號進行處理的技術(shù)，處理的方式有信號的發(fā)生、放大、濾波、轉(zhuǎn)換。

電子電路是由兩部分組成，即電子元件和電子器件。電子原件是指電子設(shè)備中的電阻器、電容器、變壓器和開關(guān)等，而電子器件通常由電子管、離子管、晶體管等構(gòu)成。電子電路按組成方式可分為分立電路和集成電路。單元電路是整個電子電路系統(tǒng)的一部分，常用的單元電路有放大電路，整流電路，震蕩電路，檢波電路，數(shù)字電路。總體來說是與門，非門，或門及其組合的計數(shù)電路，觸發(fā)器，加減運算器等。單元電路的設(shè)計訓練是為了能提高整體電子電路的設(shè)計水平。

二、單元電路的設(shè)計步驟

1.明確任務(wù)

單元電路設(shè)計前都需明確本單元電路的任務(wù)，詳細擬定出單元電路的性能指標，這是單元電路設(shè)計最基本的條件。通過計算電壓放大的倍數(shù)、輸入及輸出電阻的大小，并且根據(jù)電路設(shè)計的簡單明了、成本低、體積小、可靠性高等特點進行單元電路的設(shè)計。

2.參數(shù)計算

參數(shù)計算是為了保證單元電路的功能指標達到所需的要求，參數(shù)計算需要電子技術(shù)知識，對這方面的理論要求很高。例如，放大器電路中我們通常需要計算各電阻值以及他們的放大倍數(shù)；振蕩器中我們通常需要計算電阻電容以及震蕩頻率。進行參數(shù)計算時，同一個電路可能得出不止一組數(shù)據(jù)，我們要注意選擇數(shù)據(jù)的方法，選擇的這組數(shù)據(jù)需要完成電路設(shè)計的要求，并且在實踐中能真正可行。

3.畫出電路圖

為詳細表述單元電路與整機電路的連接關(guān)系，設(shè)計時需要繪制完整的電路圖。通過單元電路之間的相互配合和前后之間的關(guān)系使得設(shè)計者盡量簡化電路結(jié)構(gòu)。例如對于單元電路之間的級聯(lián)設(shè)計，在各單元電路確定以后，還要認真仔細地考慮它們之間的級聯(lián)問題，從而到達減少浪費，從而降低工作量。注意各部分輸入信號、輸出信號和控制信號的關(guān)系，模擬輸入、輸出，使得輸入、輸出、電源、通道間全隔離，將

轉(zhuǎn)貼于

直流電流、電壓信號分成多路相同或不同的電流、電壓信號，實現(xiàn)不同設(shè)備同時采集控制。

（1）注意電路圖的可讀性

繪圖時盡量把主電路圖畫在一張紙上，比較獨立和次要部分畫在令一張紙上，圖的端口和兩端做好標記，標出各圖紙之間信號的引入及引出。

（2）注意信號的流向及圖形符號

一般從輸入端和信號源畫起，又左至右或者由上至下按信號的流向依次畫出單元電路。圖中應(yīng)加適當?shù)臉俗?，并且圖形符號要標準，

（3）注意連接線畫法

各元件之間的連接線應(yīng)為直線，并且盡量減少交叉。通常情況下連接線應(yīng)水平或垂直布置，無特殊情況不畫斜線，互相連接的交叉用原點表示。

三、幾種典型單元電路的設(shè)計方法

單元電路的設(shè)計是否合理，能夠關(guān)系到整個電子電路的設(shè)計是否能夠正常運行。因此，各個單元設(shè)計的工程師紛紛致力于單元電路的設(shè)計。

1.對于線性集成運放組成的穩(wěn)壓電源的設(shè)計

穩(wěn)壓電源設(shè)計的一般思路是讓輸入電壓先通過電壓變壓器，再通過整流網(wǎng)絡(luò)，然后經(jīng)過濾波網(wǎng)絡(luò)最后經(jīng)過穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)。在單元電路中，對于串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路大體上可分為調(diào)整部分、取樣部分、比較放大電路、基準電壓電路等。經(jīng)過這樣設(shè)計的線路，具有過流及短路保護功能，當負載電流到達限額是能起到保護電路的功能工作。其具體設(shè)計方法為：對于整流出來的直流電是很少用來直接帶動負載，還必須濾波后降低其紋波系數(shù)，但這種電路不能起到穩(wěn)壓的作用。所以穩(wěn)壓電源都應(yīng)滿足一定的技術(shù)指標。

2.單元電路之間的級聯(lián)設(shè)計

各單元電路確定以后，還要認真仔細地考慮它們之間的級聯(lián)問題。如電器特性的相互匹配、信號耦合方式、時序配合以及相互干擾等問題。

對于電氣性能相互匹配的問題有些涉及到的是模擬單元電路之間的匹配，有的涉及到的是數(shù)字單元電路之間的匹配，有的則需要兩者兼顧。從提高放大倍數(shù)和負載能力考慮，希望后一級的輸入電阻要大，前一級的輸入電子要小，但從改善頻率響應(yīng)角度考慮，則剛好相反。

信號耦合方式有直接耦合、間接耦合、阻容耦合、變壓器耦合和光耦合。直接耦合方式最簡單，但是在靜態(tài)情況下，存在兩個單元電路的相互影響，因此在電路分析時應(yīng)加以考慮。

時序配合的問題比較復(fù)雜，先對系統(tǒng)中各個單元電路的信號關(guān)系進行詳細的分析，來確定系統(tǒng)的時序，以確保系統(tǒng)正常工作下的信號時序。最后設(shè)計出實現(xiàn)該時序的方法。

3.對于運算放大器電路的設(shè)計

運算放大器是具有很高放大倍數(shù)的電路單元，在實際電路中通常結(jié)合反饋網(wǎng)絡(luò)共同組成某種功能模塊。運放是一個從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實現(xiàn)，也可以實現(xiàn)在半導體芯片當中。運算放大器的設(shè)計中，其基本參數(shù)應(yīng)當選擇單、雙電源供電，電源電流。而且應(yīng)當輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流、輸入電阻。并且轉(zhuǎn)換速率、建立時間。設(shè)計中應(yīng)當正確認識、對待各種參數(shù)，不盲目片面追求指標的先進。其中值得引起重視的是：依據(jù)推薦參數(shù)在規(guī)定的消振引腳之間接入適當?shù)碾娙菹?，這是為了消除運放的高頻自激，同時為了減小消振困難這一情況，應(yīng)盡量避免兩級以上放大級級連。

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一、課例簡介

（一）課例名稱

基本RS觸發(fā)器

（二）課例內(nèi)容

基本RS觸發(fā)器的概念及其應(yīng)用。觸發(fā)器是構(gòu)成時序邏輯電路的基本單元，而基本RS觸發(fā)器又是各種類型觸發(fā)器的基本形式，因此它對整個章節(jié)的學習具有重要的意義。

二、學生特征

學生為電子技術(shù)專業(yè)一年級學生，通過前期課程《電工基礎(chǔ)》、《模擬電子技術(shù)》和本課程前一階段的學習，已具備了一定的電路的分析、設(shè)計及制作的能力。已在本課程學習了“與”、“或”、“非”及其復(fù)合邏輯的邏輯符號、邏輯表達式及邏輯運算規(guī)則，具備了學習本課的基本知識，對將觸發(fā)器用于實際電路的設(shè)計與制作有強烈的認知愿望，因此對本節(jié)課的學習很感興趣，但又覺得難度大。

三、教學設(shè)計

（一）教學目標分析

1．知識與技能目標。讓學生了解觸發(fā)器的概念及其應(yīng)用；學會分析基本RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理，掌握觸發(fā)器在實際電路設(shè)計中的應(yīng)用。

2．方法和能力目標。讓學生初步掌握分析電路的方法，進一步培養(yǎng)學生的電路設(shè)計與制作的能力和分析、解決問題的能力；培養(yǎng)學生獲取數(shù)字電子技術(shù)的能力，交流表達的能力和自主學習的內(nèi)在發(fā)展能力 。

3．情感與態(tài)度目標。通過讓學生積極參與探究，投入到課堂教學雙邊活動中，培養(yǎng)學生的合作意識；通過讓學生體驗成功，享受發(fā)現(xiàn)的樂趣，培養(yǎng)學生學習數(shù)字電子技術(shù)的自信心。

（二）教學重點和難點

1.重點：基本RS觸發(fā)器工作原理及在實際電路設(shè)計中的應(yīng)用。

2.難點：如何根據(jù)基本RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)分析其工作原理。

（三）教學目標實現(xiàn)策略

1．通過課件中的實物圖片、動畫、模擬仿真等手段將學生帶進形象的教學情境之中，突出教學內(nèi)容中的重點、難點，激發(fā)學生學習興趣，提高教學效率。

2．采用問題解決的教學策略，以引導式的問題循序漸進地教學，提高學生分析問題、解決問題的能力。

3．采用教師引導、啟發(fā)。首先教師提出問題、然后學生討論、發(fā)言、同學點評、教師點評；培養(yǎng)學生的認知能力、問題解決與處理能力及交流溝通能力，使學生在雙向互動的教學活動中掌握知識。

（四）教學過程

結(jié)構(gòu)如下圖所示：

（五）學習評價

采用過程性評價和形成性評價相結(jié)合的方法進行學習評價，注重利用學生學習質(zhì)量反饋結(jié)果改進教學。

1．過程性評價。（1）通過課堂教學中與學生的互動情況反饋。（2）學生討論及上臺演示的表現(xiàn)。（3）通過學生完成“在線測試”情況了解教學效果。

2．形成性評價。通過查閱網(wǎng)絡(luò)課程的“電路設(shè)計與制作指導”欄目，完成“由觸發(fā)器構(gòu)成的改進型搶答器”電路的設(shè)計與制作。要求學生能正確選擇和測試所使用的元件，電路設(shè)計正確、布線合理、制作美觀，電路通過檢測能實現(xiàn)相應(yīng)的功能。

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關(guān)鍵詞：CAN總線；參數(shù)測試；LabWindows/CVI

中圖分類號:V351.36 文獻標識碼：A

1 概述

當前隨著中國經(jīng)濟的長足發(fā)展，各行各業(yè)的設(shè)備的自動化也對其運行參數(shù)的監(jiān)測提出了緊迫的要求。而很多情況下測試采用手持式設(shè)備現(xiàn)場對其進行監(jiān)測，對電壓、電流測量時，是通過簡單的電壓表、電流表去測量；對負載力的測量通過手動加砝碼的方法測量；位移的測量是通過固定的鋼板尺去測量；用秒表去測量時間；在整個的檢測過程中都是人手工的記錄數(shù)據(jù)。此種測試方式效率低下，且誤差大。這就對能夠適應(yīng)各種模擬量、數(shù)字量輸入的測試系統(tǒng)的設(shè)計提出了要求?；诖?，本文極少一套基于CAN總線的多參數(shù)自動測試系統(tǒng)的設(shè)計思路。

該檢測系統(tǒng)可進行多參數(shù)測量的一套檢測系統(tǒng)，可以對設(shè)備的各項性能參數(shù)進行測量和報表的輸出，并對測量的數(shù)據(jù)進行分析和處理。具體設(shè)計中屏蔽、隔離等抗干擾技術(shù)和軟件濾波的方法的運用確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2 系統(tǒng)框架設(shè)計

本系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計思想，主要包括模擬量采集模塊、數(shù)字量模塊、通信接口模塊和顯示模塊。硬件部分以單片機C8051F040為測量控制核心，該芯片功能強大，集成了CAN控制器和大量的模擬、數(shù)字功能模塊，簡化了電路設(shè)計；各模塊采用相同微處理器提高了系統(tǒng)的一致性、簡化了系統(tǒng)設(shè)計[2]；軟件部分采用了可靠的通信機制，解決了系統(tǒng)對控制功能的高可靠性要求；編寫了模擬量采集程序、數(shù)字量采集程序、通信程序等；使用MCGS組態(tài)軟件對整個系統(tǒng)進行組態(tài)；鑒于監(jiān)控系統(tǒng)中的干擾因素較多，在硬件和軟件方面采取了多項抗干擾措施。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計

3.1 模擬量采集電路設(shè)計

對模擬量信號的采集主要包含應(yīng)力、位移、溫度、濕度等方面的測量，對應(yīng)的均有相應(yīng)的信號處理鏈路。限于篇幅，本文介紹應(yīng)力測量的模塊。應(yīng)力測量采用電阻應(yīng)變式測力傳感器。在構(gòu)造應(yīng)力裝置的擠壓使應(yīng)變式傳感器產(chǎn)生彈性變形,其上電阻應(yīng)變片也隨之產(chǎn)生變形,輸出變化微弱的電壓信號。在共橋電壓為12V和滿量程內(nèi)，傳感器輸出0～16mv微小電壓，經(jīng)硬件放大電路前置放大后，得到0～2.45V范圍內(nèi)的電壓信號，送單片機進行A/D轉(zhuǎn)化。電路如圖2所示。

應(yīng)力的測量采用了OP07的差動放大電路，如圖2所示：其中R32/R24=R34/R25，為了避免溫度度對應(yīng)力信號測量的影響，前級電路中對應(yīng)力信號放大10倍后送入單片機A/D轉(zhuǎn)換管腳AI5，在單片機內(nèi)部用可編程增益放大器PGA進行二級放大，放大倍數(shù)范圍為1～128，可以根據(jù)需要選擇。另外，為了測量兩個方向的作用力，將基準電壓抬高了0.05V，同時利用調(diào)零電路，可以非常簡便的調(diào)節(jié)力傳感器的零點。根據(jù)差動放大電路的工作原理得待測電壓 與傳感器輸入電壓的關(guān)系為：

其中

可見B為常數(shù)，所以待測電壓與輸入電壓之差成線性比例關(guān)系。

3.2 CAN總線通信電路設(shè)計

CAN總線通信電路設(shè)計充分考慮了通信實時性和安全性的因素，CAN總線收發(fā)器和控制器間采用了10M高速光耦來進行隔離。另外，此板卡主控MCU自身配合CAN總線控制器芯片82C250的設(shè)計，使系統(tǒng)底層通信可靠[3]。CAN總線通信電路如圖3所示。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

上位機監(jiān)控端以當前流行的虛擬儀器Lab Windows/CVI虛擬儀器為開發(fā)平臺，利用其圖形化的軟面板、豐富的數(shù)字信號處理庫和高級函數(shù)分析庫資源，借助計算機的強大功能，實現(xiàn)與板卡之間的控制信息和采集信息之間的數(shù)據(jù)交換。該系統(tǒng)具有報表、曲線、圖形等屏幕顯示、模擬盤顯示、打印和繪圖、數(shù)據(jù)存儲調(diào)用、控制等多種功能，圖4為此多參數(shù)測試系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)查詢分析界面。

結(jié)束語

本測試系統(tǒng)可以實現(xiàn)對數(shù)字量及模擬量的同時采集，通過不同的模塊設(shè)計，使其本身配合相應(yīng)的傳感器可以應(yīng)用在絕大多數(shù)環(huán)境中，且模擬量采集采用24位ADC采集器配合精密前置調(diào)理電路設(shè)計，可以達到千分位的精度。下位機通過CAN總線與計算機通信，不受板卡間的互相干擾；具有很高的性價比及推廣價值。

參考文獻

[1]郁有文等，傳感器原理及工程應(yīng)用[M].西安電子科技大學出版社．

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關(guān)鍵詞:車載倒車影像;低成本;高性能;抗干擾電路

引言

汽車電子行業(yè)正處于大刀闊斧的改革創(chuàng)新時代,“互聯(lián)網(wǎng)+冶及“機器視覺冶的浪潮不斷改變?nèi)藗兊纳?影響著汽車電子的發(fā)展。汽車音響娛樂系統(tǒng)是汽車電子中的重要部分,近些年發(fā)展迅猛,視頻技術(shù)也在汽車音響娛樂系統(tǒng)上有了越來越多的應(yīng)用。隨著視頻顯示技術(shù)的不斷提高,車載視頻產(chǎn)品已經(jīng)開始迅猛的充斥著整個汽車電子市場。我們熟知的倒車影像已經(jīng)不再是中高端以上轎車的專利,在一些小型車和微客上也已經(jīng)配置倒車影像系統(tǒng),倒車影像技術(shù)的應(yīng)用也越來越趨于普遍化。這也讓更多商用用途的消費者體驗到科技配置給倒車入車位帶來的方便。隨著產(chǎn)品的普及,越來越多的終端用戶對顯示的質(zhì)量要求也越來越高。同時各大汽車制造車廠對汽車零部件成本控制要求也越來越嚴格,傳統(tǒng)的倒車視頻設(shè)計方案越來越多的不能滿足終端用戶及汽車制造廠的要求。所以低成本,高質(zhì)量的倒車影像設(shè)計方案也顯得尤為重要,采用廉價的模擬視頻信號無疑是最佳的控制成本的選擇,但在模擬視頻的無損耗傳輸過程中,同時還要考慮更好地應(yīng)對整車環(huán)境中錯綜復(fù)雜的電磁干擾環(huán)境,確保模擬視頻信號的顯示質(zhì)量。因此必須在了解整車電磁干擾環(huán)境的情況下,改進傳統(tǒng)的電路設(shè)計方案,并通過模擬整車環(huán)境的各種電磁干擾實驗,確保倒車影像能夠抵抗整車的電磁干擾和眾多電子設(shè)備的互擾,從而更好地提高當前倒車影像的視頻顯示質(zhì)量。

1硬件設(shè)計

1.1當前常規(guī)設(shè)計前常用的倒車影像系統(tǒng)傳輸電路設(shè)計方案有以下幾種:(1)顯示模塊和倒車攝像頭通過平衡電路方式來傳輸視頻信號。如果兩個導體及其所連接的電路相對于地線或其他電路參考點具有相同的阻抗,則這個電路稱為平衡電路。任何電路在高頻時要做到完全平衡是很困難的,因為實際的電路中會有很多雜散參數(shù),這些參數(shù)對電路阻抗的影響較大。由于這些雜散參數(shù)的不確定性,電路的阻抗也是不確定的,很難保證兩個導體的阻抗完全相同。因此,對傳輸電纜的要求很高,大大提高了倒車影像系統(tǒng)的成本。隨著商用攝像頭用途的越來越廣泛,非平衡CVBS視頻信號輸出的攝像頭已經(jīng)成為市場主流。整車廠也越來越多地采用非平衡CVBS視頻信號輸出的攝像頭了;(2)顯示模塊和倒車攝像頭通過非平衡電路方式來傳輸視頻信號(如圖1)。非平衡傳輸方式對電纜的要求大大降低。但是由于信號線CVBS-分別連接到顯示模塊GND2和攝像頭GND3,形成了一個很大的地環(huán)路。兩個接地點(GND2和GND3)電位的不同(由顯示模塊工作電流I1導致,現(xiàn)在顯示模塊的功能越來越多,有時I1甚至會超過10A)以及環(huán)境中交變的電磁場都會在環(huán)路上形成電流I2。導致顯示模塊和攝像頭參考地之間形成電位差V1。如果V1包含模擬視頻信號頻率帶寬內(nèi)的成分,則會對視頻信號形成干擾并且無法濾除,直接影響顯示效果,用戶體驗差。一般的解決方案是在攝像頭端增加共模扼流圈,通過增加地環(huán)路的阻抗來減小地環(huán)路電流,從而減小了地環(huán)路電流的影響,也可以認為一部分電壓降在了共模扼流圈上,減小了對電路的影響。共模扼流圈的電感量越大,這個共模扼流圈的效果越好,扼流圈的尺寸也越大。攝像頭本身尺寸較小,共模扼流圈也受到限制,電感量沒有辦法做到很大。在極端情況下,用戶就會感受到畫面的抖動,嚴重影響了使用感受。

1.2改善電路設(shè)計

本電路設(shè)計目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處,提供一種新型的車載模擬視頻信號抗干擾電路,有效地提高了模擬視頻信號的抗干擾能力,從而提供一種高效、低成本模擬視頻信號抗干擾電路的設(shè)計方案。顯示模塊接口電路為差分電路,CVBS-不再連接到GND2,切斷了地環(huán)路,環(huán)路電流無法產(chǎn)生。另外將攝像頭的GND3直接連接到顯示模塊GND2,保證了不會由于顯示模塊工作電流較大,顯示模塊和整車地電位不一致而影響到顯示效果。并且攝像頭本身電流很小(及I3很小),保證了攝像頭和顯示模塊電位差V2足夠小。但是如果干擾的頻率較高時,這種單點接地的方法效果不明顯,因為雖然不存在明顯的地環(huán)路,但是由于雜散電容的原因會有隱含的地環(huán)路。因此本設(shè)計在OPA電路之后增加了一個低通濾波電路,來濾除這些較高頻率的干擾信號。如圖2所示,攝像頭輸出的模擬視頻信號線連接到顯示模塊的差分接口電路上,地環(huán)路消失。攝像頭電源地直接連接到顯示模塊,保證兩模塊之間參考地電位差足夠小,不會受到其它模塊的影響,不再影響顯示效果。模擬視頻信號經(jīng)過OPA電路之后,通過低通濾波器濾除模擬視頻信號上因為隱含地環(huán)路而存在的高頻干擾。從而提高了模擬視頻信號的抗干擾能力。以下結(jié)合圖3對電路設(shè)計進行進一步的說明:如圖3所示,R1、R2、R3根據(jù)AD轉(zhuǎn)換器對輸入信號幅度的要求進行分壓,并且一起組成了模擬視頻信號的終端匹配電阻。R9、C5、C6組成了運放供電電源上的濾波電路。C2、C3、C9為電路的隔直電容,阻隔電路上的直流成分。R4、R5、R6、R7、R8、C1、C7、IC1組成運放電路,將輸入的模擬視頻信號的參考地CVBS-轉(zhuǎn)變?yōu)轱@示模塊參考地GND2。R10、L1、C8構(gòu)成低通濾波器,濾除視頻模擬信號中的高頻干擾成分。通過運放電路,CVBS-信號不需要連接到GND2,切斷了地環(huán)路;增加低通濾波器濾除模擬信號中的高頻干擾信號。提高了模擬視頻信號的抗干擾能力。1郾3搖電路設(shè)計驗證及結(jié)果對電路進行了電磁干擾及整車環(huán)境變化的性能驗證。淤在電磁干擾試驗中,進行了大電流注入干擾實驗,輸入了200mA的干擾電流,在整個實驗過程中,倒車影像性能沒有任何墮落,滿足各項性能指標要求。同時進行了電源,地平面波動實驗,注入50mS的電源,地變化波動周期,通過500個循環(huán)的注入實驗,各項性能指標都符合要求。于整車環(huán)境變化模式實驗,在整車上進行了發(fā)動機啟停循環(huán),電動雨刮頻率變化,電動車窗,電動后視鏡工作等實驗,均沒有發(fā)現(xiàn)倒車影像收到任何干擾,滿足整車要求。綜上,對于電路進行了電磁抗干擾和整車環(huán)境模擬實驗,通過各項實驗,電路設(shè)計性能可靠穩(wěn)定,沒有發(fā)現(xiàn)任何倒車影像顯示質(zhì)量問題。

2結(jié)束語

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【Key words】Analog integrated circuit design；Teaching method；Simulation；Bandgap reference

0 引言

模擬集成電路設(shè)計常常被稱為一種“藝術(shù)”，因為設(shè)計時要在各種指標、規(guī)范中間尋求適當?shù)恼壑?，這需要經(jīng)驗和創(chuàng)造力。但它更是一種“科學”，因為需要一定的設(shè)計方法和深入研究來指導這樣的折中和創(chuàng)造。

這種“藝術(shù)”和“科學”的結(jié)合使教與學都充滿了挑戰(zhàn)。一方面，學生由于缺乏對模擬IC設(shè)計整體上的認識而覺得公式推導言之無味；另一方面，由于其藝術(shù)性，很難總結(jié)出具有普遍適應(yīng)性的設(shè)計步驟，使學生感到迷茫困惑。

怎樣達到更好的教學效果？理論與實踐需要更緊密的結(jié)合！具體說來，筆者主張以“實例項目”為支撐的三個層次的學習。類似的教學思路可以借鑒到各個工程學科的學習、工程師的培養(yǎng)中去。

1 三層次的工程學習

第一階段，理論課學習和基本仿真實踐相結(jié)合。二者應(yīng)該同步進行！在理論課中講授了一個基本的電路模塊之后，應(yīng)及時針對該模塊的常見特性動手實驗（用Hspice等工具仿真），以實驗結(jié)果來解釋、應(yīng)對書上的常用公式和結(jié)論！這時的實驗以演示性實驗、誘導性實驗為主，目的是基本方法和重點結(jié)論的掌握。不把軟件本身的使用作為孤立的學習內(nèi)容，而是講練結(jié)合，讓仿真工具成為重要的學習工具。

第二階段，在學習了理論知識和仿真工具的基礎(chǔ)上，成立學習興趣小組，完成接近實際情況、但是經(jīng)過一定簡化的工程項目，“實例項目”。這時的目標是把項目的全貌展現(xiàn)給學生，讓學生學習到做項目的思路、方法和態(tài)度，激發(fā)對工程的興趣。可以模擬以下工作環(huán)節(jié)：性能指標的討論、確定；所用工藝的熟悉和選擇；電路拓撲結(jié)構(gòu)的分析和選擇；電路各項指標的仿真；仿真報告的撰寫；項目分析和總結(jié)。在整個過程中有兩點值得強調(diào)：一是團隊交流與合作。比如對于討論、確定某項指標，學生先查找資料，提煉出自己的邏輯和結(jié)論，再“教”給其他團隊成員。教別人是最好的學習！這對學生表達能力、學習能力會有很好幫助。二是數(shù)據(jù)的記錄和報告的撰寫。這是對學生的技術(shù)文檔編輯能力（包括文檔編輯軟件、繪圖軟件的應(yīng)用能力），分析總結(jié)能力的良好鍛煉。這些基本能力的培養(yǎng)不僅使學生在模擬集成電路設(shè)計這一工程方向上受益，也提高了學生總體的工程人才素質(zhì)，為更廣闊的發(fā)展道路打下基礎(chǔ)。

“實例項目”應(yīng)該給出適度的引導和參照。因為學生是初學者，學習是從模仿開始的！讓學生做能力以外的事情而不給予引導，不僅會事倍功半，挫傷學習動力，也不符合科學的、講究效率的工程精神。當然引導是適度的，不能包攬。

第三階段，選取對于這個工作方向有濃烈興趣的優(yōu)秀學生，嘗試做一些具有實用性、創(chuàng)新性的項目。具備相關(guān)條件的情況下，可以和企業(yè)合作，做出實際的產(chǎn)品，讓學生的勞動與智慧能夠真正開花結(jié)果。

以上總述了以實例項目為支撐的工程學習的三個階段，可在思路上為廣大工程相關(guān)的老師同學們提供參考。各個階段具體的的設(shè)計與實施，需要不同細分行業(yè)的老師同學根據(jù)自己的特點來進行。在本文的續(xù)篇“模擬集成電路設(shè)計教學探討（二）”中，會以模擬集成電路設(shè)計中低壓帶隙基準源為例，闡述一個具體的“實例項目”（即上文中的第二階段）。歡迎廣大讀者閱讀交流。