電子技術綜合訓練指導書

1、電子技術綜合訓練1.1目的與要求電子技術綜合訓練是在學生學習完電子技術課程之后，針對課程的要求對學生進行綜合訓練的一個實踐教學環(huán)節(jié)。其主要目的是培養(yǎng)學生綜合運用理論知識，聯(lián)系實際要求獨立設計，并進行安裝調(diào)試的實際工作能力。通過本教學環(huán)節(jié)，學生應達到如下基本要求：（1） 綜合運用電子技術課程設計中所學到的理論知識，結合電子技術綜合訓練任務要求適當自學某些新知識，獨立完成一個課題的理論設計。（2） 會運用EDA工具（如multisim,Proteus），對所作出的的理論設計進行模擬仿真測試，進一步完善理論設計。（3） 通過查閱手冊和文獻資料，熟悉常用電子器件的類型和特性，并掌握合理選用元器件的原則

2、。（4） 掌握電子電路的安裝、測量與調(diào)試的基本技能，熟習電子儀器的正確使用方法，能獨立分析實驗中出現(xiàn)的正?；虿徽，F(xiàn)象（或數(shù)據(jù)），獨立解決調(diào)試中出現(xiàn)的正常或不正?，F(xiàn)象（或數(shù)據(jù)），獨立解決調(diào)試中所遇到的問題。（5） 學會撰寫課程設計報告。（6） 培養(yǎng)實事求是、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和嚴肅認真的工作作風。1.2教學過程1.2.1教學階段安排電子技術綜合訓練的教學流程如圖1所示。理論設計運用EDA工具進行模擬仿真測試，進一步完善理論設計實際電路的安裝與調(diào)試撰寫綜合訓練報告答辯（圖1）1.2.2各教學階段基本要求1.理論設計電子系統(tǒng)的設計方法有三種：自頂向下（TopDown）、自底向上（Bottom Up）、

3、自頂向下與自底向上結合。自頂向下方法按照“系統(tǒng)-子系統(tǒng)-功能模塊-單元電路-元器件-布線圖”的過程來設計一個系統(tǒng)。自底向上的方法則按照相反的過程來進行設計。在現(xiàn)代電子系統(tǒng)設計中，一般采用自頂向下的設計方法，因為這種設計方法，使設計者的設計思路具有大局觀，從實際系統(tǒng)功能出發(fā)，概念清洗易懂。實際上，由于電子技術的發(fā)展，尤其是IP技術的發(fā)展，有很多通用功能模塊可以選用，也就是說，采用自頂向下的設計方法，有時只需涉及到功能模塊，再附加適當?shù)脑骷⒓右院侠淼牟季€即可。應該說這是一種自頂向下與自底向上相結合的方法。但在以IP核為基礎VLSI片上系統(tǒng)的設計中，自底向上的方法得到重視和應用。但在學校的實驗室

4、中，往往受到客觀條件的限制，也就是說，一般只能根據(jù)實驗室給出的元器件或某些功能模塊來進行選擇。另外，為了使學生能牢固掌握基礎知識和基本技能，一般的課程設計都要求學生設計到元器件級。 在理論設計階段，要求學生按照課程設計任務要求，在教師的指導下，運用模擬電路課程中學過的理論知識，適當自學某些新知識，獨立完成包括下列內(nèi)容的理論設計。 （1） 總體設計方案的比較、選擇與確定 對于一個課程設計課題，可能有各種不同的設計方案可以實現(xiàn)。所以，首先要根據(jù)課程設計的任務和要求，進行仔細分析和研究，找到問題的關鍵，確定設計原理；接著還應廣開思路，利用所學的理論知識，并查閱有關資料，提出盡可能多的設計方案來進行比

5、較；最終，根據(jù)原理正確、易于實現(xiàn)、且實驗室有條件實現(xiàn)的原則確定設計方案，畫出總體設計功能框圖。（2） 功能塊的設計根據(jù)功能設計和技術指標要求，確定每個功能塊應選擇的單元電路，并注意功能塊之間耦合方式的合理選擇。（3） 單元電路的設計 對各功能塊選擇的單元電路，分別進行設計、計算出滿足功能及技術指標要求的電路，包括元器件選擇和電路靜態(tài)、動態(tài)參數(shù)的計算等，并要求對單元電路之間的適配進行設計與核算，主要是考慮阻抗匹配，以便提高輸出功率、效率以及信噪比等。元器件的選擇很關鍵。在條件允許的情況下，應盡量選擇通用性強的、新型的、調(diào)試容易的、性價比及集成度高的元器件。例如，設計一個模擬信號發(fā)生器，其主要電路

6、的元器件可以有三種選擇：晶體管；運算放大器；專用集成電路。顯然，選擇第種最理想 ，但實驗室可能沒有，那只好退而求其次，選擇第種。此外，近年來一些公司生產(chǎn)的可編程控制器件更為模擬電路的設計開辟了廣闊的空間。（4） 最后畫出總體電路原理圖，必要時畫出總體布線圖。 2.運用EDA工具進行模擬仿真測試并進一步完善理論設計如果按設計好的總體電路原理圖直接進行安裝調(diào)試，一般很難做到一次成功，可能要進行反復實驗、調(diào)試，頗為費時費力，甚至由于工作場地、實驗儀器或元器件品種數(shù)量的限制，無法及時完成實驗。所以運用EDA工具進行模擬仿真測試，是確定設計的正確性和進一步修改完善設計的最好途徑。目前流行的電子線路仿真軟

7、件有multisim,Proteus等。例如multisim界面直觀，操作方便，學習和使用都很方便。multisim的元器件庫有數(shù)千種電路元器件 （及其參數(shù)）共選用，它的儀器庫中有7種模擬電子儀表，將所設計的電路原理圖在multisim界面下創(chuàng)建并用其儀器庫中的模擬儀表進行仿真測試，若發(fā)現(xiàn)問題，可立即修改參數(shù)，重新調(diào)試直至得到滿意的設計。如果需要，軟件可將設計結果直接輸出至常見的印制線路板排版軟件形成PCB圖。 3.實際電路的安裝與調(diào)試 根據(jù)設計好的總體電路原理圖，經(jīng)指導教師審查通過后，就可向實驗室領取所需元器件、材料等，進行電路組裝和調(diào)試。安裝調(diào)試的步驟如下：（1） 檢查所領取的元器件及材料

8、等，確定無損壞、型號及參數(shù)正確。（2） 根據(jù)所領取的實驗裝置（如實驗板或面包板），初步設計總體電路的安裝布局，一般采取和設計電路圖盡可能一致，從左至右從輸入到輸出的原則，電源從上引入，參考地在下方。 （3） 先按各單元電路分別進行安裝并調(diào)試，在調(diào)試過程中要仔細觀察所出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，判斷是否正常，若不正常要及時查找故障原因，并及時記錄測試結果，例如，測試波形、數(shù)據(jù)等。各部分都測試成功后再連起來進行總調(diào)。 （4） 測試時一定要遵守安全操作規(guī)程，安裝或更換元器件時要關斷電源，發(fā)現(xiàn)打火、冒煙、有異味等不正?，F(xiàn)象也要及時關斷電源，然后再查找原因。此外，使用電子儀器要注意其安全操作事項，電源和信號源一定不

9、要造成短路，使用萬用表、晶體管毫伏表和示波器時要注意選用合適的檔位，以免損壞儀器。 （5） 調(diào)試成功并請指導教師驗收，確定合格后方可拆電路。將所領取的元器件、材料、實驗裝置及使用的儀表按要求整理好后歸還實驗室。4.答辯 教師可就方案的可改進性、EDA的應用、安裝、調(diào)試及測試結果與數(shù)據(jù)分析等方面的問題要求學生進行答辯，以便進一步了解學生在設計中掌握所學理論知識和實踐能力的全面情況，提高學生的總體素質。5.撰寫報告 電子技術綜合訓練報告是對設計全過程的系統(tǒng)總結，也是培養(yǎng)綜合科研素質的一個重要環(huán)節(jié)。課程設計報告的主要內(nèi)容如下：（1） 課程名稱。（2） 設計任務、技術指標和要求。；（3） 設計方案選擇和論證。；（4） 總體電路的功能框圖及其說明。；（5） 功能塊及單元電路的設計、計算與說明。（6） 總體電路原理圖（必要時提供布線圖）及說明。（7） 所用的全部元器件型號參數(shù)等。（8） 調(diào)試方法與所用的儀器；調(diào)試中出現(xiàn)的問題或故障分析及解決措施；測試的結果及原始數(shù)據(jù)的記錄與分析。（9） 收獲、體會及改進想法等。6.成績評定綜合訓練成績主要根據(jù)以下幾方面來評定:（1） 設計方案的正確性、先進性與創(chuàng)新性。