时间:2023-05-29 18:01:04
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电子电路,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
电子电路隔离技术指的是,以隔离元器件为工具,对噪声干扰的相关路径进行有效切断,从而发挥抑制甚至消除噪声干扰的作用,赋予电子电路更为理想的电磁兼容性[1]。对于电子电路隔离而言,其主要涉及两大部分,一个是模拟电路的隔离,另一个是数字电路的隔离。下面将针对这两种隔离进行分别讨论。
2模拟电路的隔离
2.1变压器隔离与直流电压隔离
对于交流供电系统,建议选用电源变压器进行隔离,这样能够比较理想地抑制甚至消除谐波等噪声产生的干扰。常规变压器一、二次绕组彼此绝缘,可实现对一次侧噪声电压以及电流的有效阻止,避免给二次侧带来干扰,然而却无法发挥百分百的抗干扰效果。因为分布电容的客观存在,交流供电系统中的噪声会以其为媒介传输到二次侧。如果在绕组之间设置隔离变压器,便可实现对噪声的有效抑制,从而赋予装置更为理想的电磁兼容性[2]。当控制装置、电子装置子系统需要隔离时,二者各自对应的直流供电电源同样需要接受一定的隔离措施。以直流供电系统为对象进行隔离时,常见的方式有两种,一种是于交流侧设置隔离变压器,另一种是设置直流电压隔离器。随着科技水平的不断提升,已研制出专门用来削弱噪声的隔离变压器,其无论是绕组还是整体,均设置了若干层的屏蔽层。该类变压器不管是在结构上还是在铁芯材料选取上,又或者是在线圈位置上,均经过专门设计,能够有效阻断高频噪声漏磁通、绕组之间的交链,如此一来,差模噪声便难以侵入二次侧,所以,此类变压器不仅可以阻断共模噪声电压,同时还可以阻断差模噪声电压,表现出了较为优异的特性[3]。
2.2线性隔离放大器隔离
当模拟信号测控系统设置在共模噪声较大的空间中时,需要在输入、输出之间设置相应的隔离,从而解决噪声耦合问题。通过隔离能够让此类系统获得下述益处:保护模拟系统,削弱甚至规避其受到的干扰,特别是在电力系统中,接地干扰有可能侵入逻辑系统,使其无法正常工作;在高精度测量系统中,应避免数字系统产生的脉冲波动影响模拟系统,特别是前置放大部分,由于其信号十分微弱,即便是非常小的干扰信号都可能完全覆盖有用信号。对微电压(电流)模拟电路进行隔离时,通常要面对比较复杂的情况,不仅要考虑精度因素,同时还需要考虑成本因素。常规情形下,如果是较微弱的共模噪声,建议使用差动放大器或者V/I变换,一般能够获得比较理想的效果[4]。如果是较强的共模噪声,同时场所对测量精度有着较高的要求,则需要选用专门的、有效的隔离措施,即拥有较高精度水平的线性隔离放大器,如Burr-Brown公司设计的ISO106芯片,其诞生和应用大大简化了模拟电路的隔离工作。ISO106隔离噪声抑制比较为优异,交流可达到130dB,直流可达到160dB,非线性误差可控制在为7×10-6,其拥有比较理想的放大和隔离功能,因而广泛应用于高精度测量系统之中,其缺点是成本较大。
3数字电路的隔离
3.1光电耦合器隔离
对于光电耦合器隔离,其原理是以光电耦合器为工具实现对输入信号、内部电路之间的有机隔离,也可以是将内部输出信号、外部电路有机隔离开来。隔离处理之后的信号回路使用专属的独立电源,不仅如此,还分别接不同的“地”,这样哪怕是长途信号的传输也能够有效规避相关干扰。现阶段,该类器件的隔离电压普遍超过2.5kV,部分器件甚至达到了8kV。常用的光电耦合器如4N25,其额定的隔离电压高达5.3kV;6N137的额定隔离电压为3kV,而额定频率能够超过10MHz[5]。该种隔离方法拥有良好的性价比,但实际应用过程中应特别小心速度问题。
3.2脉冲变压器隔离
脉冲变压器的匝数相对偏少,同时一、二次绕组分别设置在铁氧体磁芯的两端,该类工艺使得其分布电容非常小,通常为数个皮法拉大小,所以可用来对脉冲信号进行隔离。对于脉冲变压器,其在输入或者输出脉冲信号的过程中,不涉及直流分量的传输,所以,大量应用于以微电子技术为基础的控制系统之中。脉冲变压器信号传递频率普遍集中在1kHz-1MHz之间,而某些产品的这一数值能够超过10MHz。脉冲变压器大多应用于以晶闸管为代表的一系列可控器件的控制隔离中。继电器属于一种比较常见数字式输出隔离元件,借助该隔离元件能够实现对低压直流、高压交流之间的有效隔离,从而让高压交流侧的干扰难以甚至完全无法侵入低压直流侧。继电器不仅简单实用,同时还具有成本较低的优点,因而在现代工业中得以广泛应用。
4结语
关键词:电子电路系统;电磁干扰;抗干扰;抑制方法;措施
中图分类号:TN710 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 10-0001-02
电子电路抗干扰技术的存在基础是电子电路系统干扰的危害性。电磁干扰对电子电路系统的危害性极大,拿电磁辐射干扰来说,轻微的辐射干扰会影响电子电路系统工作的稳定性,影响相关电子设备的工作;严重时则会导致电子电路系统无法正常运行,使系统中所配置的电子设备丧失工作能力,无法再进行工作,更无法提供服务。为此,需要我们采取有效的抑制方法和控制措施来对电子电路系统进行抗干扰,以保证电子电路系统的正常运行。
一、电子电路系统的干扰类型及其危害
(一)电子电路系统的干扰类型
电子电路系统运行中所存在的电磁干扰,如果按干扰传播途径来分类,一般可将其分为空间辐射干扰与传导干扰。其中,空间辐射干扰主要是指:干扰源以空间为干扰传播的主要途径,通过空间辐射来对电子电路进行干扰;传导干扰则需要借助电子电路中的各种导线或各个电路单元,将干扰源作用在导线上,并利用导线的连接方式,使干扰源沿着导线进行传输,从而给电子电路系统造成干扰。
(二)电子电路系统干扰的危害
1.空间辐射干扰的危害。对于电子电路中的电磁干扰来说,空间辐射传播干扰形式是一种最为常见的干扰形式,这种干扰形式通过空间来传播干扰源,最终达到干扰电子电路,并影响其系统运行的目的。空间辐射干扰还可进一步细分为近耦合干扰和远辐射干扰,前者近耦合干扰主要是指处于电子电路系统中的,某一电子设备内部各个电路之间所进行的相互干扰,;而后者远辐射干扰则是指电子电路系统中各个电子设备之间的相互干扰,或者各个电子电路系统之间的相互干扰。
在空间辐射干扰中,干扰源主要是指电磁能量,干扰途径就比较多,比如在某些特定条件下,控制电路、信号电路以及电源电路等,都可能变成辐射天线,成为一种空间辐射干扰途径,使干扰源通过空间向其流动和辐射,并对电路系统中产生并伴随电路导线一起流动的电磁感应、电容、电感等进行干扰。鉴于空间辐射干扰是电磁干扰分类中的一种,所以当干扰源辐射到电子电路系统中后,便会在一定程度上对电子电路系统的运行可靠性产生影响,轻者导致电子电路系统的工作出现不稳定现象,重者则有可能导致电子电路系统完全无法正常运行。
2.传导干扰的危害。传导干扰实际指的是一种在电子电路系统中,沿着导线进行传播的电磁干扰。电子电路系统所包含的内容比较多,电源、导线、相关的电子设备、辅助设备等等,当这些东西全部组织连接到一起,并可进行相关工作时,便可称为一个电子电路系统。在这个系统中,电源是其必不可少的供电基础设备,而导线或电源线,乃至各种相关的电子设备、辅助设备等,都是系统运行需要的必备零件。在电子电路系统运行所形成的电网中,各条网路或电路之间的干扰会沿着导线而传输到不同的电子设备中,然后再继续以导线为干扰源的运输载体,将干扰一级一级的传递下去,形成传导干扰。同空间辐射干扰一样,传导干扰对电子电路系统的干扰也有一定的危害,轻微时候会使相关电子设备产生低频率的自激振荡,严重时候则同样会导致电子电路系统无法进行正常的工作和运行。
二、基于电磁干扰危害而提出来的相应抑制方法
针对上述内容中提到的电磁干扰对电子电路系统的危害,现在对其作抑制方法或避免、改进措施作相关探讨。从电磁干扰的形成来看,电磁干扰必须同时具备了以下三个要素才可形成,这三个要素依次为:干扰源、干扰途径、电子设备的干扰敏感度。下面根据电磁干扰形成所需的三大基本要素来研究和探讨电磁干扰的抑制方法。
(一)从干扰源入手,抑制电源干扰
1.干扰源是电磁干扰形成中的一个重要,且首要的干扰要素,也是电磁干扰必备的一个干扰条件。通常来说,电子电路系统中的干扰源大多指电源,因此,抑制电源干扰便也是对干扰源进行有效控制的一种直接方式。实际生活中,抑制电源干扰的方法很多,如:当电子电路系统运行所形成的电网属于交流电网时,抑制其电网中国的电磁干扰一般可采取两种方法,一是关闭或屏蔽交流电网中的电源变压器,具体执行时可在电源变压器外面设置一个屏蔽层;二则是在电源变压器旁边安置,或者在电路中接入一个电磁滤波器,将电网中所存在的电磁干扰进行过滤,并消除。使用电磁滤波器可以起到非常好的抗电磁干扰效果,不仅能够消除电网中电磁干扰,还可以有效控制电子电路系统运行中的噪声,阻止其噪声进入电网,给电网造成污染。
关键词:电子电路;抗干扰;空间辐射干扰;传导干扰
在电子电路的实际工作环境中,必定存在一些自然因素或者人为因素致使电磁信号产生。这些产生电磁干扰的物体有交流电压、发电机、电动机、日光灯等。当这些物体产生的电磁信号抵达电子设备时,多多少少会对电路的正常运行产生影响。电磁干扰不仅会影响电子电路的可靠度,还会影响电子电路的稳定度,从而对电子电路的性能产生影响。当干扰达到一定程度时,电路不能正常运作。因此,在设计中要采取一些抗干扰措施。
1电子电路系统干扰的种类及其危害
1.1干扰的种类
通过分析干扰的传输途径可发现,在电子电路系统中,一般情况下电磁干扰不外乎这2类,即传导干扰和空间辐射干扰。前者经由电子电路中所有的电路单元及电路导线,通过导线产生干扰影响,干扰源沿导线传输之后对电子电路系统整体产生干扰;后者的干扰介质是电子电路的空间,在空间辐射作用下对电子电路系统产生干扰,从而影响电子电路系统的运行。
1.2干扰的危害及影响
1.2.1空间辐射干扰的危害及影响空间辐射的干扰来源是电磁能量。在空间的作用下,电子电路受到干扰,进而使系统的顺利运行受到影响。空间辐射干扰通常分为2种,分别为远辐射干扰和近耦合干扰。空间辐射的干扰途径较多,在某些情况下,电源电路和控制电路可成为辐射天线。一旦干扰源通过系统空间开始流动并产生辐射,电子电路系统就会在电路导线的流动下干扰到电磁感应。1.2.2传导干扰的危害及影响在传导干扰的作用下,干扰在各条导线上传播,最终对系统产生较大程度的干扰。在电子电路系统中,必不可少的设备是电源和导线。这些电子设备是电子电路正常运行不可或缺的元素,它们是系统正常供电的基础。电子电路系统中的设备往往串联在一起。只要某一部分有传导干扰存在,那么干扰源会随之扩散传输,对电子电路系统中的其他电子设备产生干扰。当传导干扰逐步扩散时,电子设备处于低频率工作状态,最终导致系统工作的终止。
2电子电路抗干扰控制措施
2.1抑制电源干扰源
在电磁干扰中,最基本的是干扰源,它是主要的干扰因素之一,也是电磁干扰的必备条件。通常情况下,在整个干扰源头中,电源是一个重要因素。因此,在控制干扰的过程中,电源干扰的控制是最直接的。在实践中,可以使用很多方法来对电源干扰进行抑制。在交流电网中,可使用的抑制电磁干扰的方法一般有2种:①关闭交流电网的电源变压器,或者屏蔽。有时,也可以在电源变压器外面安装屏蔽层。②在电路中增加电磁滤波器,将电磁干扰过滤掉,甚至消除电磁干扰。除此之外,控制电磁干扰能够防止噪声污染电网。
2.2抑制整流电源产生的纹波干扰
为了降低整流电源纹波干扰,先要对电源进行稳压处理。然而,有时即使电压稳定了,也存在电子电路系统不能正常运行的情况。造成这种情况的原因有很多,其中之一便是放大电路输入端与整流电源输出端的连接线长度超过了一定的限度。当连接线的长度超过20cm时,可以在电子电路系统中安装滤波电路。
2.3提升电路的抗干扰性能
在电子电路中进行抗干扰控制,主要目的是通过采用合理的方案来降低干扰产生的影响,从而确保电子电路的稳定运行。在此过程中,使用不同的元器件和布线方式都会对最终的抗干扰性能产生影响。提升电路抗干扰性能的基本措施有2种,分别为提升敏感元器件的抗干扰性能和在设计电路的过程中增加抑制干扰的器件。在一个良好的电子电路中,这些措施是必须要有的。
2.4其他一些相关的抗干扰措施
除了上述提到的几种抗干扰措施外,在实际中还会采取其他一些措施:①逻辑电路板中的电源线和地线要求恰当分布,布线的长度尽量短一些,以防布线回路的现象出现。②在印刷电路板布线时,一定要考虑逻辑输入信号对模拟信号的干扰,尽量使2种不同信号线的分布距离大一点。这样就可以在最大程度上降低干扰。③对于信号在输送线上反射所带来的干扰,有效的控制措施是缩短接线长度,在距离较长的传输线的输入端设置一个电阻以平衡阻抗。需要注意的是,在长传输线的始端不使用接门电路,以防信号磁变的发生,避免电路出现故障。
3结论
在电子电路领域,干扰的抑制是一项需要深入探究的课题。这其中很多内容需要在具体的实践工作中不断地积累经验,具体问题具体分析,并在实际中进行技术的创新。尤其是在恶劣的工作环境下,电子电路受到的干扰是很大的。这种干扰不仅会影响电子电路的性能,还会干扰电路的正常运行。因此,只有采取科学、合理的抗干扰措施,才能有效处理电路的屏蔽和接地问题,从而提高电路工作的稳定性和可靠性。
参考文献
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关键词:LabVIEW程序设计;电子电路模拟;仿真设计;
引言
LabVIEW是以虚拟器,即VI作为应用设计中的硬件资源,并提供数据分析的功能。其作为一种图像化的编程语言的开发环境,集成了电子电路模拟机仿真设计所需的全部工具,帮助开发者完成从设计到测试等一系列步骤,使得仿真系统能够快速便捷地采集、分析和可视化访问所有数据,并直观、真实的再现电子电路运行情景,模拟和仿真电子电路运行过程,加深学生对电子电路的理解、记忆和运用。本文就将LabVIEW引入电子电路模拟及仿真设计中,应用LabVIEW开发软件在图形界面、扩展功能、编程语言、虚拟仪器上的技术优势,明晰设计原理和步骤,并以负反馈放大电路为设计实例,推进模拟与仿真系统的设计与应用。
1电子电路模拟仿真中LabVIEW的设计原理
1.1LabVIEW的主要功能操作
LabVIEW是美国NI公司推出的图形化编程软件,也即实验室虚拟仪器工作平台,在开发程序中,一般将LabVIEW界定为虚拟仪器,也即VI,其扩展名默认.VI。LabVIEW是世界上首个采用图形化编程语言也即G语言、技术的面相仪器的32位编译程序开发系统,其支持数值型、文本型、字符串型、布尔型等多种数据类型,且改变了传统的文本语言编程形式,简化了程序开发、设计流程。LabVIEW软件以应用程序VI为核心,每个VI又由多个更底层的VI构成,底层VI为最基本的计算,具体可实现以下功能:一,可以通过I/O接口设备来采集、测量相关电子电路信号,并完成操作与界面设计功能;二,LabVIEW中集成了现代计算机计算,可运用计算机强大的软件功能来运算、分析与处理信号数据;三,可借助于计算机的显示功能来模拟仿真传统仪器的控制面板,将电子电路信号进行输出显示,及利用计算机硬件和数据采集卡来采集、监测信号数据,而后通过计算机的相关软件对其进行运算、分析、处理之后将其结果传递给显示界面,予以显示测试结果。LabVIEW中的VI由图表/连接器、框图程序和程序前面板构成,其中程序前面板主要是用来模拟仪表的前面板,结合实际要求设置数据来检测输出量,输出量在模拟电子电路中称之为显示,而输入量则可以看作是对系统的控制,无论是显示还是控制在程序前面板上均是以图标的形式呈现,或开关、或按钮、或图形等;框图程序:每一个程序都有相应配套的程序跟随,与程序前面板配套的则是框图程序,框图程序主要是通过LabVIEW编写程序,本质上是一种传统程序的源代码,其包含节点、端口、连线以及图框,端口是传统程序前面板中命令的下达,节点主要是保证系统功能的实现,图框确保程序控制命令的下达,连线是程序执行过程中的数据流,并指明了数据流的动态方向;图标/连接器端口可将一个VI在其它VI的方框图中作为子VI应用,为虚拟仪器向子仪器的数据传输提供条件。
1.2LabVIEW程序设计步骤
其一,创建前面板,前面板主要是仪器操作界面,实际工作开展中用户通过操作前面板实现对仪器的操作,所以创建前面板时需要考虑到仪器界面内容是什么,根据设计仪器的功能需要来设计器见面板。在前面板中加入数值输入空间、现实空间以及波形显示控件等,甚至可以结合用户实际需要自定义功能。其二,创建程序框图,程序框图主要就是创建仪器想要实现的功能,等同于仪器内部电路,结合程序框图特点,做好各部分连线,完成程序设计;程序框图对象包括接线端、子VI、函数、常量、结构和连线,创建前面板后,需要添加图形化函数代码来控制前面板对象,程序框图窗口中包含了图形化的源代码,其基本程序框图,如图1所示。其三,对前面板和程序框图设计完成后,进行调试,通过加亮执行、单步执行等方法,每次调试同相配套理论进行分析,直到确定调试结果同理论分析结果相一致。二基于LabVIEW的电子电路模拟及仿真系统设计鉴于LabVIEW软件的功能优势性,本文在结合电子电路模拟及仿真的应用需求,遵循相关设计原则和方法的基础上,设计了一种电子电路模拟及仿真系统,主要涉及演示实验模块和实操实验模量两大主模块,同时,因电子电路教学中,常包含晶体管单管放大电路、负反馈放大电路、RCL串联谐振电路、一阶动态电路、二阶动态电路、信号产生电路、基本运算电路等模拟及仿真。本文所设计的电子电路模拟及设计系统是以NIELVIS教学实验室虚拟仪器套件作为硬件平台,其是一种模块化平台,在单个小巧的组成结构中集成了12款最为常用的测量仪器,为系统搭建实验电路和调理电路;在电子电路模拟及仿真系统中,首先要检测拟实验对象的状态,如电子电路输入输出数值、电子电压信号的频率和幅值,RMQ震荡波形及单调衰减波形等,并将这类信号数值转换为符合实际数值的信号,以此作为模拟及仿真实验的根本出发点,应用LabVIEW图形变成软件为开发工具和其相应的DAQ数据采集卡,围绕信号的采集、分析和处理,设计出系统的主要模拟及仿真模块。基于LabVIEW的电子电路模拟机仿真系统主要由硬件系统和软件系统构成,其中,硬件系统主要负将电子电路实验中所测得的模拟信号,并运用信号店里电路的放大、隔离、滤波,使得输入的电子电路信号符合LabVIEW的DAQ数据采集设备预先设定的数值,将采集的模拟信号转换为数字信号经由计算机的数据总线传输给计算机系统,通过LabVIEW中的VI面板显示测试结果;软件系统主要由驱动程序和多种用户自定义的虚拟仪器构成,运用LabVIEW软件的多层次化结构,可以将创建的VI程序作为子程序调用,以此实现系统复杂程序的扩展,并借助计算机强大的计算能力、存储以及数据传输能力,得到电子电路实验参数,在其内存缓冲区来进行电子电路的实际操作。
2基于LabVIEW的电子电路模拟及仿真的应用实例
就LabVIEW本质特点来看,在实际教学中应用较为广泛,能够通过模拟仪器实验获得教学需要,为了进一步探究LabVIEW实际应用成效,本文在客观分析模拟电子电路的应用特点的基础上,以LabVIEW为开发集成环境,并采用数据采集卡,以负反馈放大电路的模拟及仿真设计为研究实例,进行了详细分析,其总体程序框图如图2所示。多功能信号发射器设计的目为模拟电子电路实验,而在传统的负反馈放大电子电路模拟及仿真设计中,主要是选择元器件,并借助示波器来测量信号的强度和频率,结合实际需要增加其他元件,这样的设计存在较大局限性,造成最终设计的电路结构更为复杂,一旦某一元件出现问题极易造成整体电路出现故障,而信号在传播过程中为模拟信号,输出信号不准确,甚至信号中掺杂着过冲、杂散等一系列问题,影响模拟电子电路实验效果。而较之传统电子电路实验方法来看,LabVIEW模拟电子电路实验方法优势较为突出,可在LabVIEW的控制模块中加入相关的开关和按键,实现系统控制的灵活性,且因控制模块自由度较高,在设置显示器时应选择3个为最佳,以此对3中不同类型的电路波形进行显示;同时,可增设频率选择、幅值选择、开关等控件设置,频率选择控件简化为数值输入控件,便利了电子电路频率和幅值数据信息的直接输入,并可通过计算机鼠标右键选择属性,在计算机外观选项中重新命名这些标签。在前面板中加装数字滤波器相关控件,以此多功能信号发生器与滤波器连接在一起,经过在虚拟面板上的操作,实现信号波形的输出、数字滤波器在时域上的功能分析。为验证LabVIEW软件在负反馈放大电路模拟及仿真设计中的应用失效,本文设计了电压串联负反馈电路,其主要由两级放大子电路构成,并通过一个电容相连,可在前面板中设置电路电阻阻值,输入信号频率、电压数值以及三极管放大倍数等参数,并加入其它的输出信号和工作点,在程序框图中反映出来;同时结合模拟电路知识与输出结果可知,仿真结果验证了负反馈电路对整个电路的影响,串联反馈增大输入电阻,并联反馈减小输入电阻,电压反馈稳定电压放大倍数,电流反馈稳定电流放大倍数。
3结论
综上所述,本文主要基于LabVIEW的电子电路模拟及仿真设计进行深入分析和探讨,LabVIEW软件是以VI虚拟仪器为应用程序的图形编程软件,以数字化的编程形式替代了传统文本式编程,使得电子电路模拟及仿真系统可视化、创建和编程设计更为简单、灵活,且支持多样化的操作形式,为系统各类模块设计提供更多选择。
参考文献
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关键词:CDIO;电子电路;实践教学
在新课改背景下,对于实践教学的重视程度日渐提高,尤其是对于动手实践操作能力要求较高的工程产品,如电子产品,更是要加强实践教学,才能培养更多的应用型创新人才。基于此,引入CDIO模式进行电子电路实践教学成为必然趋势。
一关于CDIO的思考
所谓的CDIO是流行于工程教育界的一种新型教学模式,旨在培养学生的主动实践动手能力,将整个工程实践项目融入教学过程中,加强工程实践课程之间的有机联系,进一步提高教学效果。CDIO主要包含了4个方面的内容,即conceive(构思)、design(设计)、implement(实现)、operate(运作),这也明确体现了CDIO教学模式的重点就是实践,通过不断的动手实践操作加深对相关理论知识的理解巩固,以理论联系实际的观念来培养更多创新型实践能力强的高素质工程技术人员[1]。电子电路是工科专业中的一门必须课程,其本身的动手实践性较强,从对电子产品原理、结构的了解,元器件的选择,以及原理图的绘制、分析、改进等各个环节,都离不开学生的动手实践操作。
二基于CDIO的电子电路实例分析
在这里主要选择荧光灯电子镇流器作为实例研究对象,基于CDIO模式展开实践教学,让电子电路理论知识与实践教学达到高度的结合统一,利用对荧光灯电子镇流器产品的实际解剖来达到一定的实践教学效果。具体实践操作流程如下图1所示。1.了解电子产品原理并选购适合的产品教师制定研究电子产品后,引导学生通过各种途径查阅相关资料,自行了解该电子产品的电路原理和基本构造等相关情况。通过了解发现荧光灯电子镇流器采用的主要技术为高频开关变换,它能有效的进行电流值的切换,其工作原理如下图2所示[2]。在对荧光灯电子镇流器的电路原理结构有一定了解后,就需要学生选购电子产品进行解剖,必须对市场上的产品进行一定的调研、分析、对比,并结合自身的实际情况选择最适合用于实践的电子产品。而关于电子产品的型号、规格、复杂程度都由学生自己决定,本文所用到的实例研究的荧光灯电子镇流器额定功率是30W。2.结合实物绘制电路图并分析电路原理在CDIO模式的引导下,选择了电子实物,就需要对其进行一定的分析研究。首先,就要求学生结合荧光灯电子镇流器实物,绘制其具体的电路图,这是最基础也是最关键的一个环节,对后续的研究分析具有重要影响。因此,要求学生必须细心、耐心,务必确保电子电路图的精准。本次用于研究的30W功率的荧光灯电子镇流器电路图如下图3所示:绘制出具体的电子电路图后,就需要结合相关理论知识对其进行详细分析,全面深入了解掌握电子电路的原理。从上图3中可以发现,主要涵盖了eMI滤波器、桥式整流器、PFC电路、DC-AC半桥逆变器和荧光灯输出电路几大部分[3]。其中,eMI滤波器主要是减弱电网电磁干扰,并防止电子整流器的电磁干扰侵入电网,图中L1、C1、F0共同构成了eMI滤波器。桥式整流器旨在将电源转换为直流电压,PFC电路包括了D5、D6、D7、C2、C3五部分,有效的延长了整流二极管的导通时间,将电流为零的死区时间控制在半周期的1/3范围内。而DC-AC半桥逆变器构成中有自振荡启动电路、功率晶体管、可饱和脉冲变压器、电感器及串联谐振电路。加电后,直流总线的电压通过电阻对电容充电,到达一定程度后就会冲破二极管,将电流注入Q1功率晶体管导通,这时形成的电流主要流向是:C4-上灯丝-C9-下灯丝-L2-T1b-Q1-R5-地,正在充电的是C9。当Q1导通后,启动电路无法对其产生作用,主要通过T1绕组间耦合形成的反馈来维持,在电流升高后,变压器将会达到饱和状态,Q1基极电位降低,而Q2则升高,在系列连锁反映后Q2也将处于饱和导通状态,Q1截止,在C9开始放电后就会改变原来的电流路径。而在T1磁芯饱和后,Q2就会进入截止状态,而Q1重新进入饱和,如此的循环往复产生的脉冲电流交替变化导致串联电路出现谐振,将其电压脉冲加在灯管两端就能点亮荧光灯。而在这个过程中,还设置了电流为0的死区时间,不仅避免了晶体间的损坏,也大大提高了续流效果。3.重新设计并测试电路,达到改良目的在对荧光灯电子镇流器电路原理进行一定的了解分析后,就需要针对其存在的不足提出整改意见,并重新设计新的电路图,最终进行测试,以达到整改目的,这是在CDIO模式下电子电路实践教学的重要环节。通过对电路原理的分析发现,可以改进的在于eMI的电磁传导干扰,打破原来的共模干扰与差模干扰单一的传导干扰方式,形成一种新的复合型滤波器,具体如图4所示[4]。这里有两个电容器,即X(C1、C2)和Y(C3、C4),其中X主要用于减弱差模信号干扰,而Y则是用来抑制共模干扰信号的。通过测试发现在两个电容器的共同配合下,降低了电磁干扰效果,对电子产品电路的正常运行起到了一定的保护作用。
三结语
综上所述,将CDIO用于电子电路实践教学过程中,能达到良好的教学效果,利于提高学生的动手实践操作能力,应当予以重视[5]。
作者:文辉 蒋艳英 单位:桂林电子科技大学
参考文献
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电子电路是无线电工程等专业重要的基础课程之一,是一门实践性很强的课程。本文结合教学经验,分析了该课程的教学背景与现状,并从高校的教学设施、教师自身素质及教学内容等方面详细阐述了该课程相关的教学策略。
【关键词】:
电子电路教学
一、课程教学背景分析
《电子电路》这门课程对于与信息工程、无线电工程专业以及其他电类专业都是非常重要的专业基础课。它涉及许多理论知识、电路中常用的基本功能部件以及实际电路,是一门实践性很强的课程。
课程教学现状
目前,国内很多高校都开设有工程专业,而电子电路作为该专业的基础课程之一,其教学虽然取得了一定成绩,但在某些程度上,仍然存在一定的问题。
学校教学实验设施
计算机机房
大部分高校的计算机机房仍是很多年前的设备,计算机配置相对落后,运行速度较慢,上机操作形同虚设。
电工实验室
电工实验仍然使用十几年前的仪器设备,与现代工业的发展及电路设计的要求脱节,实验质量在一定程度上受到很大影响。
教师教学方法
目前,很多高校使用的教材仍然是十多年前的旧版教材,虽然很多专业知识在理论上并无太大变化,但随着科技的进步,很多新型电子元器件与仪器产品已经应用到各个行业,如果仍以陈旧的教学课程来培养学生,显然达不到社会对人才的需求标准。
另外,本课程的实践环节也非常重要,但是由于我国高校大部分教师是应试模式教育中培养出来的,本身即缺乏一定的实践经验,所以在教学过程中,有意无意的避开实验教学环节,不能达到培养学生实践能力的目标,更不用说培养学生的思维能力、创新能力。
学生学习理念
由于课程本身比较抽象,而学校的教学设施相对落后,教师授课枯燥乏味,就会极大的影响学生的学习兴趣,尤其是遇到某些困难和问题时,就会出现厌学现象,仅仅在考前突击复习,应付考试,对很多理论概念掌握不够深刻,实际动手应用能力也很难达到要求。
综上所述,各种原因综合导致了很多学生毕业参加工作后,很难适应企业的对人才要求的标准,不能胜任工作需求,需要再次参加培训。所以对于高校教学人员来说,如何能够培养出思维灵活、动手能力强且有创新意识的新一代专业人才,是一项艰巨的任务。
教学策略分析
(一)改善教学设施
高校要合理增加对教学实验设施的投入,建设符合现代要求的实验室,增加教学实验环节,把理论培养与实践创新放到同等重要的地位。
(二)提高教师自身素质
教师要充分了解学科技术的前沿,将当前更多的新工艺(现代新产品设计流程)、新电子元件(目前广泛使用的新器件)、新仪器产品(现代电子仪器的使用)等内容融入课堂教学,提高学生的学习兴趣,变被动学习为主动学习,激发创新思维、提高动手能力。
(三)课程教学内容
1.要突出对学生能力培养。
能熟练使用焊接工具和常用仪器仪表;
能对典型电子电路进行分析,并进行简单电子产品功能分析、设计;
能进行电子电路原理图的绘制;
了解产品的成本核算方法,会进行电子产品成本估算;
熟练掌握基本的、规范的操作技能,能进行小型电子电路的制作;
能进行电子电路调试并熟练检查、排除故障;
能进行信息查询和资料整理;
能进行中间调试过程的记录并编写最终技术文档;
能以团队合作形式完成电子产品的开发;
会使用各种信息媒体对制作成果进行演示。
2.以典型电子产品为载体实施教学,增强学生的学习兴趣。如选择竞赛抢答器、LED数字显示器、运动小车、信号灯、数字钟、电子秤、电子锁、报警器、稳压电源等常见的、学生易于接受的电子产品作为设计分析的对象,使学生更容易进入电路分析的氛围中,同时有利于学生形成个性化的设计方案。
3.学习情境重点突出,能力培养有所侧重。学习情境的设置依托了数字电路和模拟电路各关键知识点,教学任务的安排不仅考虑到了本课程在专业课程体系中的位置,同时以电路分析、设计能力,电路接线、制板能力,技术指标分析编制能力为能力培养的主线,从浅入深、由易至难,循序渐进地培养学生全面技能。
4.在工作任务实施过程中,促进学生的自主创新意识,在工作任务确定的知识领域中引导学生进行自主性的电子产品单元电路设计、制作、调试。在引导学生自主创意设计的过程中,把握学生设计思路的难易程度、理论范围,充分体现学生的创新思想,丰富学生制作的多样性,提升学生设计制作的兴趣和积极性。同时,在多个工作任务的实施过程中,通过创新思考、理论分析与设计、电路制作调试、功能实现报告展示的学做练一体的教学模式,加强了学生的创新能力、制作技能、团队配合和个体表达能力;同时反复而不断提升的设计、制作、验证、报告过程,让学生的电子电路设计制作的基本技能得到了巩固。评价采用分阶段分重点评价的模式,重点评价学生的职业能力,兼顾重要的理论知识点。
5.在实验教学和实验室科学化管理中加强计算机的应用。引入包括多媒体演示、电子教案、计算机仿真技术、局域网教学在内的多种教学手段,将直接影响实验教学质量。
关键词:维修电工;电子电路;故障排除
1电路要求
根据电路原理图,在正确安装的前提下,对电路进行测试、调试和故障排除。了解基本门电路、施密特触发器、可预置数十进制加/减计数器和用PWM脉宽调制实现直流电压的无级调节的相关知识。
2考试形式
给定电路原理图一张,给定带2处故障点的印制电路板一块,根据故障现象,在电子线路图上分析故障可能产生的原因,确定故障发生的范围并排除,回答考评员提出的问题。
3技能要求
(1)读图、识图能力;(2)电路分析能力;(3)元器件检测技能;(4)调试、检测、维修技能。
4工具
(1)万用表;(2)电烙铁;(3)吸锡器;(4)双踪示波器;(5)双15V变压器;(6)螺丝刀等。
5电路
5.1通用控制电路
5.1.1电路组成通用控制器的主要部分由增、减控制单元,预置数控制单元,启动、停止控制单元,0.6s脉冲发生器,3s脉冲发生器,十进制加/减计数器,可预置十进制减法计数器,四-七BCD译码驱动器和七段共阴LED数码管组成。系统电源为+12V直流稳压电源,如图1所示。5.1.2参数检测(1)检测输入交流电压、电源变压器以及直流12V电压。(2)电路功能检查。(1)通电启动,观察数码管显示是否为“0”。(2)按下S4按钮,加预置数设置;按下S3按钮,减预置数设置。(3)按下S1按钮,在预置数不为“0”时,LED发光二极管亮,倒计数开始,当计数到“0”时,指示灯熄灭,数码管重新显示预置数。在倒计数未到“0”,按下S2按钮,倒计数停止,发光二极管熄灭,数码管显示停止时的数字。5.1.3故障分析及排故举例(1)电源回路故障。正常情况下经二极管整流,电容滤波,LM7812稳压后,在C2两端应是DC12V,若无此电压则电源回路有故障,可采用电压测量法分段测量,例如:测量发现LM7812的12端有DC18V,而23两脚间无DV12V电压,则可判断LM7812有问题,查看此器件看是否有短路或断路及接线是否正确。依此方法可以查出电源电路的故障。此电压将提供给置数电路及启动停止电路,要保证后面操作正常,必须保证有正确的电压输出。(2)加减置数回路故障。在电源回路正确的情况下,分别进行加减置数。若加减置数均不行,则可能原因有:电源未送到S3、S4上;IC5-A上无低电平输出;IC4-4的10脚无方波输出;若IC4-C的9脚为高电平而10脚无方波,则测IC4-C的8脚看有无三角波,若无则R9和C7组成的回路有断路;还有一种虚高现象,即接线端悬空始终为高电平,此种情况应在之前排除,一旦发生只有在断电的情况下用电压表测量检查。在检查置数回路故障时必须要知道电路的路线,拿加置数回路做例。按下S4,IC5-A的2脚为高电平,经过或非门IC5-A输出3脚为低电平,3脚的低电平送到IC5-B的输入端,则输出4脚为高电平,此高电平是施密特触发器IC4-C的开启电压,R9和C7为8脚提供了三角波,这样在输出10脚便有了方波,此方波送到IC4-B的5脚,6脚此时为高电平已经开启了施密特触发器,这样IC4-B的输出端4脚便是方波,送到IC3的UP端,就可按一定的频率进行加置数了。减置数的原理类似于加置数,在此就不作分析了。(3)启动、停止回路故障按下S1发光二极管亮,经IC6-A、IC6-B、IC4-D使得A点得到方波,此方波在经过IC6-C送到IC2的DOWN脚进行自动减置数,当减到0时,借位端BO为低电平,这样IC6-A的1脚为低电平,这样IC6-B的5脚为低电平,与门IC6-B的输出端4脚为低电平,此时发光二极管熄灭,倒计数停5止,此过程即为启动过程。停止回路是在预置数不为0的情况下,按下S2使得IC6-A的2脚接入低电平,这样与门的输出就为低电平就不能进行自动倒计数。若该回路有故障,按此路线查找就可以解决问题,前提是不存在虚高现象。
5.2脉宽调制电路
5.2.1电路组成脉宽调制电路,由方波-三角波发生器、PWM脉宽发生器、驱动部分、取样给定部分、直流电源5个部分构成。自激振荡在方波-三角波发生器输出三角波,送到PWM脉宽发生器中的电压比较器的反相输入端,电压比较器的同相输入端的信号由取样给定部分所提供的直流电压信号。给定信号与三角波的比较结果决定了输出电压,不同的给定电压信号,产生不同的调制波形,即不同占空比的矩形波,也将获得不同的平均直流电压,经基本放大电路的驱动,使发光二极管的电流不同,发出的亮光也不同。5.2.2电路检测(1)安装完成后对装配的正确性和规范性进行检查。(2)上电稳压电路是否输出正负12V。(3)调节电位器,观察发光二极管是否能明暗变化。(4)测量E点波形。(5)测量D点波形。(6)测量C点波形。(7)测量F点波形。5.2.3故障分析与维修(1)发光二极管不亮故障排除(调整电位器无效)。在不用仪表检查的情况下,用眼对电路检查的方法是给电路通电后调整电位器,看LED是否能从暗变亮或从亮变暗,不能的话就说明电路存在故障。调整电位器LED始终不亮,这个故障一般从电源开始检查。(2)发光二极管常亮不灭故障排除(调整电位器无效)。这个现象是说明电源部分基本正常,但是也要检查一下正负12V是否正常,如果-12V没有或很低,则也会产生这样的现象。在电源正常的情况下用示波器检查D点的三角波,没有的话就要检查波形单元的所有元件是否正常。电阻检查是否开路,电容是否短路,以及是否存在虚焊等,IC确认无误后,再用替换法判断LM324是否损坏。一般经过上面这些检查后,都能查到故障部位。在检查虚焊时要先用眼仔细观察各焊点,用镊子拉元件,能否拉出焊脚;还可以用万用表的通断检查来查两连接点是否开路。这单元是一个闭环系统,任何一个元件出现问题,就导致该单元无三角波输出,要细心地检查每一个元件。(3)调节电位器不能达到最亮和熄灭LED。上面讲了根据LED在通电后能否亮和暗来判断,是直观的故障,还有不能关闭LED或不能使LED达到最亮的,这些也是故障的现象。这可能是三角波的输出幅度不恰当或调整A点变化范围不太小产生的问题。①可以先用示波器观察D点的三角波幅度,一般在4VP-P左右,频率在50kHz上下,当输出幅度过大时,可能是电阻R7阻值发生了很大的变化,测量该电阻的阻值,正常为2.4K,太小就会造成三角波幅度过大,同时频率变低。②调制电路的B点电位的变化范围不正确,调整RW1测量A或B点的变化范围,是否在-1.86~-10.50V范围内,如果不是,则加查检查电阻R1、R2是否为图纸上的数值。③也有可能是电位器故障,测量电位器的固定端的阻值和滑动点对固定点能否从10~4.7K范围变化。
参考文献
[1]王兆晶.维修电工(高级)[M].北京:机械工业出版社,2015.
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[4]劳动和社会保障部教材编写委员会.无线电基础[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2003.
【关键词】调试 测试 精度和可靠性 故障分析与处理
在电子工业中,电子电路的安装与调试在电子工程技术中占有重要地位,它是把理论付诸于实践的进程,是把人们的主观设想转变为电路和电子设备的过程,是把设计转变为产品的过程。正是这一过程为电子技术在社会生活和生产实践应用中发挥巨大作用提供了现实性和可能性。当然,这一过程也是对理论设计做出检验、修改,使之更加完善的过程。所谓电子电路的调试,就是以达到电路设计指标为目的而进行的一系列的“测量判断调整再测量”反复进行的过程。电路测试和调整是电子设备的一个重要环节。通过调试发现和纠正设计方案的不足和安装的不合理,然后采取措施加以改进,使电子电路或电子装置达到预定的技术指标。
1 电子电路的调试
一般测试的步骤和方法如下:
1.1 不通电检查
(1)检查连线电路安装完毕后,不要急于通电,先认真检查接线是否正确,包括错线、少线、多线。多线一般是因接线时看错引脚,或者改接线时忘记去掉原来的旧线造成的,在实验中经常发生,而查线时又不易发现,调试时往往会给人造成错觉,以为问题是由元气件造成的。不论用什么方法查线,一定要在电路图上对查过的线做出标记,并且还要检查每个元件的引脚的使用端数是否与图纸相符。查找时最好用指针式万用表的“R×1”,或用数字万用表的“X档”。
(2)直观检查直观检查电源、地线、信号线、元件引脚之间有无短路;连线处有无接触不良;二极管、三极管、电解电容等引脚有无错接;集成电路是否插对等。
1.2 通电观察
把经过准确测量的电源电压加入电路,但信号源暂不接入,电源接通之后不要急于测量数据和观察结果,首先要观察有无异常现象,包括有无冒烟,是否闻到异常气味,手模元件是否发烫,电源是否有短路现象等。如果出现异常现象,应立即关断电源,待排除故障后方可重新通电。然后再测量各元件引脚的电源电压,而不是只测量各路总电源电压,以保证元器件正常工作。
1.3 分块调试调试包括测试和调整两个方面
测试是在安装后对电路的参数及工作状态进行测量,调整是指在测试的基础上对电路的参数进行修正,使之满足设计要求。为了使测试顺利进行,设计的电路图上应标出各点的电位值、相应的波形以及其它数据。测试方法有2种:第一种是采用边安装边调试的方法,也就是把复杂的电路按原理图上的功能分成块进行安装调试,在分块调试的基础上逐步扩大安装调试的范围,最后完成整机调试,这种方法称为分块调试。采用这种方法能及时发现问题,因此是常用的方法,对于新设计的电路更是如此。另一种方法是整个集成电路安装完毕,实行一次性调试。这种方法适用于简单电路或定型产品。本文仅介绍分块调试。分块调试是把电路按功能分成不同的部分,把每个部分看成一个模块。比较理想的调试程序是按信号的流向进行,这样可以把前面调试过的输出信号作为后一级的输入信号,为最后的联调创造条件。分块调试包括静态调试和动态调试。
1.4 整机联调
整机联调在分块调试的过程中,由于是逐步扩大调试范围,故实际上已完成了某些局部联调工作。下面只要作好各功能块之间接口电路的调试工作,再把全部电路接通,就可以实现整机联调。整机联调只需要观察动态结果,即把各种测量仪器及系统本身显示部分提供的信息与设计指标逐一比较,找出问题,然后进一步修改电路参数,直到完全符合设计要求为止。调试过程中不能单凭感觉和印象,要始终借助仪器观察。使用示波器时,最好把示波器的信号输入方式置于“DC”档,它是直流耦合方式,同时可以观察被测信号的交直流成分。被测信号的频率应处在示波器能够稳定显示的范围内,如果频率太低,观察不到稳定的波形时,应改变电路参数后测量。例如,观察只有几赫兹的低频信号时,通过改变电路参数,使频率提高到几百赫兹以上,能在示波器上观察到稳定的信号并可记录各点的波形形状及相互间的相位关系,测量完毕,再恢复到原来的参数继续测试其它指标。
2 系统的精度及其可靠性
测试系统精度是设计电路很重要的一个指标。测量电路的精度校准元件应该由高于测量电路精度的仪器进行测试后,才能作为校准元器件接入电路校准精度。例如,测量电路中,校准精度时所用的电容不能以标称值计算,而要经过高精度的电容表测量其准确值后,才能作为校准电容。对于正式产品,应该就以下几方面进行可靠性测试:抗干扰能力;电网电压及环境温度变化对装置的影响;长期运行实验的稳定性;抗机械振动的能力。
3 调试中应注意的事项
在调试过程中,自始至终都必须具有严谨细致的科学作风,不能存在侥幸心理,当出现故障时,不要手忙脚乱,要认真查找故障的原因,仔细分析作出判断,切忌一遇到故障,解决不了问题就要拆掉线路而重新安装,或者盲目的更换元器件。因为即使重新安装,线路的问题可能依然存在,何况在原理上,问题并不是重新安装就能够解决的。再则,重新安装而找不出原因,会使自己失去一次分析和解决问题的锻炼机会,要认真查找故障原因,仔细分析判断,根据原电路原理找出解决问题的办法。
在调试过程中,要注意安全,接线、拆线和仪器仪表的连接一定要在断电的情况下进行,注意仪器仪表电压电流的量程,彻底杜绝人身事故和仪器仪表损坏事故的发生。
综上所述,我们即可对于电子设备等进行调试,通过调试过程,使电路的各项性能指标达到要求,使系统能够正常的工作。
参考文献
[1]王慧玲.电子技术实验低频、高频、数字、集成[M].北京:机械工业出版社,2004.
[2]毕满清.电子技术实验与课程设计[M].北京:机械工业出版社,2001.
[3]王廷才,赵德申.电子技术实训[M].北京:高等教育出版社,2003.
[关键词] 电子电路 抗干扰
一、干扰信号
在测控装置电路中出现的无用的信号称为噪声,当噪声使电路无法正常工作时,噪声就称为干扰。衡量噪声对有用信号的影响常用信噪比(S/N)来表示,它是指信号通道中有用信号功率PS和噪声功率PN之比或有用信号电压US与噪声电压UN之比。信噪比常用对数形式来表示,单位为分贝(dB) 。干扰信号可分为两大类型:传导型和辐射型。
二、抗干扰措施
干扰的形成必须同时具备三个因素,即干扰源、干扰途径和对噪声敏感性较高的接收器。抗干扰从这三个方面入手。
1、消除或抑制干扰源
噪声干扰来自于干扰源,只有仔细地分析其种类和形式,才能提出有效的抗干扰措施。
(1)机械干扰
机械干扰是指机械的振动或冲击使检测装置中的元件发生振动、变形,使连接导线发生位移,使仪表指针发生抖动等。对于机械干扰主要采取减震措施来解决,例如采用减震弹簧或减震橡皮垫等。
(2)热干扰
设备和元器件在工作时产生的热量所引起的温度波动,以及环境温度的变化等使电路参数发生变化,或产生附加的热电势等,从而影响检测装置的正常工作。
对于热干扰,工程上常采取下列防护措施:在电路中采用温度补偿元件和采用差分放大电路、电桥电路等对称平衡结构来抗干扰,在测控环境中尽量在恒温室内进行,还可采用热屏蔽,即用导热性能良好的金属材料做成防护罩,将某些对温度变化敏感的元器件和电路中的关键元器件或组件,甚至整台装置包围起来,以使罩内温度场均匀和恒定,有效地防止热电势的产生。
(3)光干扰
在测控装置中广泛使用着各种半导体元器件,由于半导体材料在光照作用下会激发空穴――电子对,使半导体元器件产生电势或引起阻值的变化,从而影响测控装置的正常工作。
为了防止光干扰,将半导体元器件封装在不透光的壳体内,对于具有光敏作用的元器件,尤其应注意光的屏蔽问题。
(4)湿度干扰
环境湿度增大会使绝缘体的绝缘电阻下降,漏电流增大;使电介质的介电常数增大,造成电容器的电容量增大;使电感线圈的Q值(品质因数)下降;使金属材料生锈等,势必影响测控装置的正常工作。
为此在设计、制造和使用时应考虑潮湿的防护与隔离问题。例如,电气元件和印刷电路板的浸漆、环氧树脂封灌和硅橡胶封灌等。
(5)化学干扰
对化学物品,如酸、碱、盐及腐蚀气体等,一方面通过其化学腐蚀作用损坏装置的元器件;另一方面与金属导体形成化学电势。因此,良好的密封和注意清洁,对测控装置是非常重要的防护化学干扰的措施。
(6)固有噪声干扰
在电路中,电子元件本身产生的、具有随机性、宽频带的噪声称为固有噪声[1]。最重要的固有噪声源是电阻热噪声、半导体散粒噪声和接触噪声。
电阻热噪声:任何电阻即使不与电源相接,在它的两端也有一定的噪声电压产生,这个噪声电压是由于电阻中的电子无规则的热运动引起的。
散粒噪声:在半导体中,载流子的随机扩散以及电子――空穴对随机发生及复合形成的噪声称为散粒噪声。从整体看,散粒噪声使流过半导体的电流产生随机性的涨落,干扰测量结果。减小半导体器件的电流,减小电路的带宽,能减小散粒噪声的影响。
接触噪声:接触噪声是由元器件之间的不完全接触,从而形成电导率的起伏而引起的,它发生在两个导体连接的地方,如开关、继电器触点、电阻、晶体管内部的不良接触等。接触噪声是低频电路中的主要噪声,减小流过触点的直流电流可减小接触噪声的影响。
2、破坏干扰途径
干扰必须通过一定的干扰途径侵入测控装置才会对测量结果造成影响。干扰途径有“路”和“场”两种形式。凡干扰源通过电路的形式作用于扰对象的,都属于“路”的干扰,如通过漏电阻、电源及接地线的公共阻抗等引入的干扰。凡干扰源通过电场、磁场的形式作用于扰对象的,都属于“场”的干扰,如通过分布电容、分布互感等引入的干扰。
(1)抑制以“路”形式侵入的干扰
1)通过泄漏电阻的干扰
元件支架、探头、接线柱、印刷电路以及电容器绝缘不良,使噪声源得以通过这些漏电阻作用于有关电路而造成的干扰称为泄漏电阻的干扰。扰点的等效阻抗越高,由泄漏而产生的干扰影响越大。
要消除由泄漏电阻引起干扰的一种办法是使用接地保护环,所谓接地保护环是在印刷电路板上,制做一个接地的环状印刷电路,将高输人阻抗的元件电路及单元包围在环的里面,由泄漏电阻引起的泄漏电流直接通过接地保护环流人地线而不影响被保护电路。
2)通过共阻抗耦合的干扰
共阻抗耦合的干扰是指当两个或两个以上的电路共同享有或使用一段公共的线路,而这段线路又具有一定的阻抗时,这个阻抗成为这两个电路的共阻抗,第二个电路的电流流过这个共阻抗所产生的压降就成为第一个电路的干扰电压。
3)经电源配电回路引入的干扰
交流供电配电线路在工业现场的分布相当于一个吸收各种干扰的网络,而且十分方便地以电路传导的形式传遍各处,并经检测装置的电源线进入仪器内部造成干扰。最明显的是电压突跳和交流电源波形畸变使工频的高次谐波经电源线进入仪器的前级电路。
对于以“路”的形式侵入的干扰,可采取诸如提高绝缘性能的方法以抑制泄漏电流的干扰途径;采用隔离变压器、光电继电器等切断干扰途径;采用滤波、选频、屏蔽等技术手段将干扰信号引开;对数字信号可采用整形、限幅等信号处理方法切断干扰途径;改变接地形式以消除共阻抗耦合干扰途径等。
(2)抑制以“场”形式侵入的干扰
对于“场”的形式侵入的干扰,一般采取各种屏蔽措施,如静电屏蔽、磁屏蔽、电场屏蔽等,也可以兼用对付“路”的某种措施。
通常,电磁感应用两种,一种是静电感应,一种是磁感应。由于静电感应是通过静电电容(C)构成的,故一般也称作C耦合。而磁感应是通过磁场相互感应(M)构成的,故一般也称作M耦合。为控制这两种耦合,通常采用静电屏蔽和电磁屏蔽。
1)静电感应与静电屏蔽
所谓静电感应,即当两条线路位于地线之上时,若相对于地线对半导体l加U1的电压,则导体2也将产生与U1成比例的电压U2。也就是说,由于导体之间必然存在静电电容,若设电容为C10、C12和C20,则电压U1就被C12和C20分为两部分,该被分开的电压就为U2,控制电压U2的就是静电感应电压。对付静电感应干扰的办法是静电屏蔽。屏蔽线就是利用这一原理的线路。屏蔽线的首要目的是静电屏蔽,但也可有效地用于控制M耦合。根据上述说明,显然在采用屏蔽线实现静电屏蔽时,屏蔽必须接地才能收到好的效果。
2)电磁感应与电磁屏蔽
所谓电磁感应,即回路与回路之间(也可说是指线圈与线圈之间,但传感器回路很少使用线圈,故回路大多为配线方面的问题)的电磁耦合。对付电磁感应干扰的办法是电磁屏蔽。
3、削弱接收电路对噪声干扰的敏感性
高输入阻抗的电路比低输人阻抗的电路易受干扰,模拟电路比数字电路抗干扰能力差等,这些都说明,对于扰对象来说存在着对干扰的敏感性问题。
在电路中采用选频措施就是削弱电路对全频带噪声的敏感性;在电路中采用负反馈就是削弱电子装置内部噪声源影响的有力措施;其它如对信号传输线采用双绞线、对输入电路采用对称结构等措施,都是削弱电子装置对噪声的敏感性。
4、接地技术
(1)地线的种类
接地起源于强电技术,它的本意是接大地,主要着眼于安全。这种地线也称为“保安地线”(Safe wire)。
1)模拟信号地线它是模拟信号的零信号电位公共线,因为模拟信号有时较弱、易受干扰,所以对模拟信号地线的面积、走向、连接有较高的要求。
2)数字信号地线它是数字信号的零电子公共线。由于数字信号处于脉冲工作状态,动态脉冲电流在接地阻抗上产生的压降往往成为微弱模拟信号的干扰源,为了避免数字信号的干扰,所以它应与模拟信号地线分别设置为宜。
3)信号源地线传感器可看作是测量装置的信号源,通常传感器装设在生产设备现场,而测量装置设在离现场一定距离的控制室内,从测量装置的角度看,可以认为传感器的地线就是信号源地线。它必须与测量装置进行适当的连接才能提高整个检测系统的抗干扰能力。
(2)一点接地原则
对于上述四种地线一般应分别设置,在电位需要连通时,也必须仔细选择合适的点,在一个地方相连,才能消除各地线之间的干扰。
1)单级电路的一点接地原则
现举单级选择放大器为例来说明单级电路的一点接地原则。
2)多级电路的一点接地原则
3)检测系统的一点接地原则
(3)屏蔽浮置技术
若测量装置电路与大地之间没有任何导电性的直流联系就称为浮置,采用干电池的万用表就是浮置的特例。
采用三重静电屏蔽的目的,一是不使电网的交流干扰电压引入测量装置内,二是使大地电位差产生的干扰电流无法流经信号线。
必须指出的是,浮置屏蔽是一种十分复杂的技术,在设计、安装检测系统时,必须注意不使屏蔽线外皮与测量装置的外壳短路;应尽量减小各不同类型屏蔽之间的分布电容及漏电;尽量保证电路对地的对称性等等,否则“浮置”的结果有时反而会引起意想不到的严重干扰。
5、滤波技术
滤波器(Filter)是抑制交流差模干扰的有效手段之一。下面分别介绍检测技术中常用的几种滤波电路。
(1)RC滤波器
当信号源为热电偶、应变片等信号变化缓慢的传感器时,利用小体积、低成本的无源RC滤波器将会对差模干扰有较好的抑制效果。应该注意的是,RC滤波器是以牺牲系统带宽为代价来减小差模干扰的[2]。
(2)直流电源滤波器
直流电源往往为几个电路所共用,为了避免通过电源内阻造成几个电路间互相干扰,应在每个电路的直流电源上加只LC滤波器。由于电解电容采用卷制工艺而含有一定的电感,在高频时阻抗反而增大,所以需要在电解电容旁边并联一个0.01uF左右的磁介电容,用来滤除高频噪声。
6、光电耦合技术
目前,检测系统越来越多地采用光电耦合器来提高系统的抗共模干扰能力。光电耦合器是一种电一光一电耦合gS件,它的输入量是电流,输出量也是电流,可是两者之间从电气上看却是绝缘的。发光二极管一般采用砷化镓红外发光二极管,而光敏元件可以是光敏二极管、光敏三极管、达林顿管,甚至可以是光敏晶闸管、光敏集成电路等,发光二极管与光敏元件的轴线对准并保持一定的间隙。
这样就实现了以光为媒介的电信号的传输。光电耦合器有如下特点:
(1)输人、输出回路绝缘电阻高(大于10~oQ)、耐压超过lkV;
(2)因为光的传输是单向的,所以输出信号不会反馈影响输入端:
(3)输入输出回路完全是隔离的,能很好地解决不同电位,不同逻辑电路之间的隔离和传输的矛盾。
从上述几个特点可以看出,使用光电耦合器能比较彻底地切断大地电位差形成的环路电流。近年来,线性光电耦合6S的性能不断提高,误差可以小于千分之几。
使用光电耦合的另一种办法是先将前置放大器的输出电压进行A/D转换,然后通过光电耦合器用数字脉冲的形式,把代表模拟信号的数字信号耦合到诸如计算机之类的数字处理系统去作数据处理,从而将模拟电路与数据处理电路隔离开来,有效地切断共模干扰的环路。在这种方式中,必须配置多路光电耦合器(视A/D转换器的位数而定),由于光电耦合器是工作在数字脉冲状态,所以可以采用廉价的光电耦合器件。
参考文献:
作者:程思宁 单位:海口经济学院信息工程学院
教学仪器的数量和质量的限制。随着高等教育规模呈现跳跃式的扩大,原有教学仪器设备资源相对短缺,学校实验仪器的采购,往往受自身经费的限制,其数量和质量都不能满足需求。因此,实验教学受到很大的限制,从而影响了教育的整体质量,极大的阻碍了学生实践能力的提高,造成学生的综合素质下降。虚拟实验室的出现是对传统实验教学模式的一次变革,打破传统实验模式的局限性,提高实验教学质量,促使实验教学由实物教学向虚拟实验教学、向远程虚拟实验教学发展,是今后高校实验教学开放性的具体实现方式之一。
虚拟实验室的构建
网络交互型电子电路虚拟实验平台的是建立一种新型网络交互型实验教学模式,在该平台可以使学生在仿真环境下完成各种电路的搭建,虚拟仪器的测试,通过网络上传实验数据,学生可以通过网格与指导教师进行互动交流,指导教师可以通过网络对实验教学进行管理,针对学生设计不同程度的实验项目,对学生上交的实验报告进行批改。虚拟实验平台组成如图1所示。1仿真实验系统仿真实验系统主要包括电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、综合设计四大模块。这部分的主要研究内容:1.1制作相配套多媒体课件,主要介绍常用元器件的知识,集成电路的结构、特性及使用,仪器仪表的操作及仿真软件的使用等。1.2结合多媒体技术完成相应操作的视频信息,使学生通过自学就能对软件的使用一目了然。1.3设计完成包括教学大纲规定的所有实验。如电路中的基本定理、定律验证电路,RLC串联电路及谐振电路等;模拟电路中的二极管应用、三极管放大电路、功率放大电路、信号运算电路、信号产生电路、直流稳压电路等;数字电子技术中的组合逻辑电路、时序逻辑电路、A/D和D/A转换电路、555定时器应用等实验。1.4设计趣味性项目调动学生学习热情与兴趣。如电子仿声驱鼠器、多功能智力抢答器、红外遥控电子娃娃等等,使学生能够自己愿意去查找资料完成相应的设计,所需哪些器件及知识点,加深理论的理解。很多学生都是迫不及待完成实验,不必像等待传统实验室那样受开放时间和器件的限制。1.5根据不同专业、不同年级和不同能力学生的学习需求,建立分层次、模块化、开放式的实验体系。每个模块设计基础性实验、设计性实验、综合性实验和研究创新性实验,为学生提供自行设计实验的平台。2实验管理系统的实现目前,虚拟实验室的体系结构主要有两种:一个是C/S(Client/Server)结构,一个是B/S(Browser/Server)结构。C/S结构是大家熟知的客户机和服务器结构,它是软件系统体系结构,通过它可以充分利用两端硬件环境的优势,将任务合理分配到Client端和Server端来实现,C/S结构采用二层体系结构,主要应用于专用网络或高速局域网中,整体性强,但开发及维护较困难。B/S结构是浏览器和服务器结构,是对C/S的改进。在B/S结构下,用户工作界面是通过浏览器来实现,极少部分事务逻辑在前端实现,主要事务逻辑在服务器端实现,形成所谓三层结构。在客户端可以直接使用浏览器进行数据的输入和输出,适用于广域网,灵活方便,升级容易,而且软件重用性好;用户的数据及相应处理操作都集中于服务器,安全性较高。因此,管理系统采用浏览器和服务器B/S结构。实现以下功能:2.1学生端学生可从学生端登录查看学习课件及相关视频内容,自学常用器件、软件使用等基础知识,并提供相应的软件下载链接,方便学生下载安装;设置留言板功能,方便学生在实验过程及学习过程中遇见问题给指导教师留言;在交流讨论区,学生与教师之间,学生与学生之间可以自由的发表言论和观点,也可以资源共享,带动学生更多的学习热情。2.2教师端对学生进行注册管理,学生的信息主要包括姓名,学号,院系,班级,性别等。对实验课程进行相应的设置与管理,提供相应实验的预习资料,仅给出实验所需完成要求,充分发挥学生的自我能动性,并定期根据学生的反馈情况调整创新实验中的实验项目;对学生上交的实验报告进行评阅。2.3管理员管理员的主要工作是管理教师注册情况,以及对网络平台进行日常维护。
实验平台的应用
网络交互式虚拟实验平台可以使学生足不出户便可以做各种各样的实验,获得与真实实验一样的收获,从而丰富感性认识,加深对教学内容的理解;可以实现从辅助教学、自主实验到实验报告的网上提交与批阅的全程操作与管理,完成实验教学的基本内容,具有开放、安全、经济、更新快等优点,使实验教学方法和手段得到突破与创新。因此,本项目提出的网络交互式虚拟实验平台研究有着重要的实用价值和创新意义。1实验时间、地点的开放。学生可以自己选择时间和地点,只要在自己想学习的时候就可以登录到实验平台,强调学生学习的主动性和研究性。彻底打破了传统实验由老师设计、学生操作的模式,给了学生一个充分发挥自己能力和想象力的空间。学生对电子制作的兴趣更浓,自愿远离网络游戏来完成自己的作品。2实验资源的开放性和共享性。资源的可重复利用率提高,系统组建时间缩短,功能易于扩展和管理,使学生的实验操作机会得以增加,实验范围和科目得以扩大,高新技术在教育领域内的优势可以充分发挥出来。3虚拟实验室可以降低经费成本,提高教学科研效益。通过网络虚拟实验室,有效降低耐用品的消耗量,学生不必担心没有所需的实验器件或是仪器而不能对自己的想法进行验证,通过网络中的虚拟实验环境,同样能够“身临其境”的观察实验现象和获得测试数据。4虚拟实验室更新快捷,易于操作与维护。实验操作和信号的分析、处理、存储、分析和其它管理集中交由网络和本地计算机来处理。由于充分利用计算机技术,完善了数据的传输、交换等性能,使得实验系统变得更加灵活、简单。
结束语
在传统实验、实训已无法满足人们对实践技能需求的今天,寻找一条有效的途径来弥补传统实践手段的不足,是摆在我们面前亟待解决的课题。而在计算机软硬件迅猛发展的今天,虚拟实践环境以其先进的理念和得天独厚的优点,为实践教学提供了全新的教学手段,并正在成为传统实践教学的重要补充。虚拟实验是教师辅助理论教学的一种有效方法,也是提高学生实验效率和质量的一种重要手段。但我们不能过分强调虚拟实验的优点,更不能用虚拟实验取代实物实验。将虚拟实验与实物实验有机结合起来,实践与理论并重,以培养应用型和创新型人才。
一、明确电工基础与电子电路课程是相互联系、相互交叉,并不是毫不相干的
电工基础与电子电路这两门课虽说是作为两门独立的电子专业基础课程开设的,但它们二者在某些知识运用上是互有关联的。有的时候在处理电子电路课程中遇到的一些问题时,如果采用电工基础课程中学到的相关知识,不但会起到事半功倍的效果,而且不易出错。更重要的是,通过老师在课堂上巧妙地将两门课的知识相结合、相运用在一起,学生会恍然大悟,体会到原来学到的知识并不是无用的、用不上的,而是会帮助他们能更快、更好地学习理解新知识,这在一定程度上激发了学生学习的兴趣和动力。例如在讲解电子电路课程中有关晶体二极管知识时,有种题型是求解含有晶体二极管的电路中的某段电压值,若采用电工基础课程中的基尔霍夫第二定律,即列KVL方程,则会提高解题的正确率。该题的解题思想为:先假设二极管V断开,求该二极管两端的电压,根据二极管单向导电性原则(正向电压导通,反向电压截止,若两端电压大于零,则导通;若两端电压小于零则截止)判断出二极管在该电路中的状态后,再去求ABU。在这步过程中利用列KVL方程就会比较方便,不易出错。(U=U−=15UV−12V=3V>0()二极管左右导通;KVL:150.70ABU−+=;则14.3ABU=V)由此可以看出,只要掌握该题思想,无论怎么变化,都不会有任何问题。再如,在讲解电子电路课程中有关调谐放大器时,在解释调谐选频性能时,教师就可以结合电工基础课程中有关谐振电路的知识,通过分析LC并联谐振电路的电压谐振曲线图,说明调谐选频原理,从而将这两门课的相关知识很好地联系起来。
二、采用循序渐进的启发式教学手段,培养学生思考、动脑能力,提高积极性
所谓循序渐进是指按照一定的顺序、要求或步骤逐步深入或提高。学习要有一定的过程,依照一定的难度由浅入深,由简入繁,学生才会有一定的时间去适应知识,逐步吸收知识。为了提高课堂效率,笔者在讲授新知识时,大多会采用此方法,而且效果较好。在电子电路这门课中,由于该课程涉及大量的复杂电路,分析起来也比较繁琐,因此比较适合采用该方法:先根据要求分析最简单的电路,而后在分析该电路的基础上找出问题所在,启发学生提出改进措施,最后修改电路、难化电路,在使电路逐步趋于完善的过程中,完成全部课程的讲授。例如,电子电路课程中最重要、最典型的一个知识点——三极管组成的放大电路,最适用、最重要的应属分压式稳定静态工作点偏置电路。但如果直接讲述该电路,绝大多数学生会被复杂的电路图给“吓倒”,从而没有信心去学,最终导致学习的积极性下降。因此,笔者会从最简单的阻容耦合式共射基本放大器讲起,分析该电路各元器件的作用及原理,而后针对该电路的不足和缺陷——静态工作点不稳定,会影响输出信号的失真,从而启发学生提出改进措施(图2)。在这个过程中,我们可以适当地引用行为引导学中的“大脑风暴”法,集思广益,激发学生的思考、动脑活动,进而改进、完善电路,即采用分压式稳定工作点偏置电路,具体分析该电路的原理。在电工基础这门课中,如在学习基尔霍夫定律知识时,可以采用循序渐进的教学方法来完成。先分析最简单、最熟悉的电路,运用以前学过的欧姆定律、分流公式及分压公式就可以很快并无障碍地解出所求的各个量,然后逐渐改变该电路的结构,如变换电阻的连接方式、个数,虽然电路变复杂了,但仍可以用以前学过的知识解决,最后变换电源,增加电源的个数、变换电源之间的极性。这时,学生就会提出疑问:为什么用以前的知识解决不了呢?学生便很快对此感到好奇,急于想知道该如何解决,这在一定程度上激发了学生的兴趣,也活跃了课堂的气氛。通过老师前面有目的的引导和铺垫,基尔霍夫定律就会较深刻地留在学生的脑海里,也容易被学生接受和掌握。
三、抓住学科特点,突出教学重点,用言简意赅的概括性语句来教学
电子电路及电工基础这两门专业理论课,理解性较强、复杂性较大,学起来也有一定的难度。而对于技工院校的学生而言,由于学生本身基础薄弱,因此,如果一字一句地详细讲解,他们会觉得厌烦,也会因为一大堆的分析弄得大脑“混乱”,反而达不到效果。针对这种现状,笔者在教学过程中,尽量抛开不必要的细节,直接抓住核心内容,突出重点,用最简洁、最易懂的语言把关键内容概括出来,让学生能一目了然。例如在电子电路课程中,在讲授正弦波振荡器的自激振荡条件时,要求振荡器必须同时满足相位平衡条件及振幅平衡条件,即2(0,1,2AFΨ+Ψ=nπn=…,AF=1,学生一看这两个公式就不能理解具体意思。因此,笔者在讲解该知识点时,直接突出两点,即相位平衡条件就是要求振荡器中必须引入正反馈;而振幅平衡条件就是要求振荡器中的放大电路中的三极管工作在放大状态,这样学生就能较好地理解了。又如在电工基础课程中,分析RLC串、并联正弦交流电路会比较复杂,这时,只要把前面讲过的关于纯电阻、纯电容及纯电感正弦交流电路中的相关结论引用到RLC串、并联正弦交流电路中,只要抓住相关的概括性结论就可以了,不必大费周章地进行分析讨论。再如,在讲述电磁感应定律时,只要抓住两大点就可以了:一是法拉第电磁感应定律,确定感应电动势的大小;二是楞次定律,确定感应电动势的方向。这样,学生大脑就会比较清晰,容易记住。
四、通过实验,巩固知识点,锻炼操作技能,培养学生发现、分析、解决问题的能力
电子电工课程中的电路部分内容较枯燥,学生不易理解。同时,我们也知道这是一门与实践联系较紧密的课程。而技工院校培养的目标主要是技术操作人才。因此,通过实验,一方面能锻炼学生的动手能力,提高知识的吸收度;另一方面可以培养学生在操作过程中形成一种自我思考、自我分析及自我解决的能力。电子电路及电工基础这两门课程中涉及大量的实验电路,笔者在教学计划中会安排相应的课时给学生实验锻炼机会。电子电路中的单管低频小信号放大器是一个比较重要的内容。通过理论讲解,学生虽然知道该电路的功能是输入信号的电压放大,也知道该电路的静态工作点的设置是为了产生不失真放大作前提的,但是只单纯讲解,学生会觉得枯燥无味,也不能很好地掌握。通过自己搭接电路、调试仪器、观察波形、计算数据,学生可以很直观、很感性地从实验数据中得出结论,从而掌握要点。最重要的是,在实验过程中,学生会不断地发现问题:为什么我搭的电路不出波形?为什么我的输出波形会比输入波形幅值大、相位相反?为什么我的波形会失真?从而根据出现的问题自己去分析:会不会是电路接错了?会不会是某个元器件损坏了?会不会是示波器的设置出问题了?最后通过排查和老师的指点,自己解决了问题:原来是线路接错了,原来是示波器没调好,原来该电路是共射级放大器,输出和输入信号相位是反相的,原来是……这样无形中锻炼了学生的动手能力,锻炼了学生的思维能力,同时也让学生认识了相关的元器件、学会了使用相应的仪器设备。电工基础课程中学习叠加原理时,为了使学生更好地理解和掌握该内容,笔者采用了先实验后教学的方法。在做实验前,给学生提出两个问题:一是电源在电路中起什么作用?二是在复杂电路中,多个电源是起何作用的?启发学生带着问题去做实验。结果两节课下来,学生都较好地完成了学习任务。
五、改革实践性教学,适当地运用行为引导型教学,培养学生的创新意识和创新能力
“行为引导型”教学是一种以能力为本的教学法。它强调的是一种新的教学指导思想,即以培养学生活动能力、方法能力、个人和社会交往能力为中心的教学方法。教学的结果是让学生具备学习的能力,有利于提高学生的职业行为能力、培养学生相互合作的团队精神、调动学生的学习积极性。在该教学过程中还可以培养学生一定的创新意识和创新能力,同时也有利于促进教师的业务水平的提高,从而真正体现了“以学生为主体”的教学理念。例如,在实验教学过程中,一方面通过布置相关固定的实验要求,让学生自己去摸索;另一方面对实验内容做一些修改,增加一些设计性的步骤。这样,既充分调动了学生的积极性、主动性,也加强了学生自学能力、思维能力及创新能力的培养。以上几点是笔者在这一年的教学实践中获得的感受。同样,在教学过程中,好的教学方法还很多,如采用多媒体教学,图文并茂,生动活泼,激发兴趣,提高教学质量。不管怎样,提高教学质量、重视学生能力的培养和综合素质的提高,是当今社会赋予我们职业教育者的责任。如何更好地培养出新形势下社会所需的,用人单位所欢迎的高素质、高技能人才,将是我们继续研究、探索的课题。
作者:杨芳芳 单位:苏州技师学院
【关键词】 Proteus 仿真软件 电子电路设计
随着社会科技的不断发展,Proteus仿真软件在电子电路设计中的应用也得到了一定的发展。Proteus仿真软件是现代计算机应用技术发展中的重要成果之一,Proteus仿真软件具有模拟电路仿真、数字电路仿真以及电路等部分组成的仿真系统,其自身带有先进的虚拟器,其中包括示波器、逻辑分析仪以及信号发生器等等。为了更好的研究Proteus仿真软件在电子电路设计中应用,需要在Proteus仿真软件环境下,明确的分析各个阶段的电路设计,包括各个部位的元件,为进行深入的设计做好准备。
1 关于Proteus仿真软件的简要分析
Proteus仿真软件是LabeenterElectronics公司出品的一种集电路设计和仿真的工具软件,其软件自身系统包含ISIS、ARES软件部分,这两部分软件在实际的电路设计中分担着不同的职责。通常情况下,ARES软件部分是用来辅助PCB的设计工作,而ISIS软件部分则是在软件环境下用来进行电路原理以及仿真的设计工作。从目前的研究结果分析,Proteus以其丰富的资源,自身系统中带有的元器件库就有几十个,可以在正常的软件工作环境中,提供至少27000左右个仿真元器件,以便其自身系统可以顺利实现仿真电路以及其他电路的仿真设计。同时,其系统内的示波器、虚拟终端、仿真仪器等仪表资源,可以将电路设计中发生变化的信号,以图形的方式输出,这方面的突出功能,甚至强于示波器,再利用虚拟仪器的理想指标进行参照、研究,最终最大化的降低相关测量仪器对测量结果的误差,提高了仿真研究的水平,也因此逐渐引起科研人员的关注。
2 Proteus仿真软件进行仿真电路设计的相关分析
在实际的电子电路实验中,Proteus仿真软件进行仿真电路设计需要在Proteus编辑界面中,实现按照研究的思路,设计出完整的电子电路原理图,再通过一系列的仿真测算与计算,经过不断的修正程序发现的问题指数,力求在最短的时间内完成重要参数指标的设计与研究要求,最终敲定设计方案,利用程序的系统功能,输出自动生成的图像。不断的实验经验表明,我们可以利用如下的设计与操作流程,确保顺利完成Proteus仿真软件进行仿真电路设计的相关工作,具体环节如图1所示:
3 Proteus仿真软件进行仿真电路设计与调试
通常情况下,我们会利用Proteus ISIS编辑窗口,再一次对电子电路的原理图进行一次慎重的选择与修改。在实际的Proteus仿真软件设计的实验中,实验之前应选好信号源的放置位置与及虚拟仪器、测试点布置的情况。工作人员应及时的检查测量仪表的输入端是否与被测量点处于良好的连接状态以及信号源的接地情况,包括示波器是否与地线处于连接的状态。同时,明确测量结果是相对GND的波形,以便于后续的研究。在进行实验的过程中,观察实时工具中电压、电流的探针变化,在仿真执行时,时刻观察串联电路中电流探针的指数,并及时的在相应的操作执行菜单,通过网络的手段,选择适当的电压后,进行仿真的调试,进一步促进Proteus仿真软件应用的水平。
4 Proteus仿真软件应用的实用电路分析
在未来的实际工作中,我们应在发展 Proteus仿真软件的同时,更加注重通过科学的手段研究 Proteus仿真软件未来发展的趋势,Proteus仿真软件应用需要在传感器电路、正弦、方波电路的实用电路中,进行不断的实验与研究,才能够真正的落实到实际电子产品的生产环节中。因此,在进行Proteus仿真软件应用的实用电路分析的相关环节中,我们应重点传感器电路、正弦、方波电路的实用性以及适用性,以更好的满足Proteus仿真软件应用的具体流程。以便可以更好的开发其系统的强大功能,为更好的探究电子系统的发展打下坚实的基础。
5 总结
综上所述,现阶段 Proteus仿真软件的实际功能非常强大,在电子电路设计的工作环节中,为进一步研究电路的运行状态以及相关电路参数的调整,我们应进一步研究 Proteus仿真软件的操作规范,以其自身系统具备的功能,来完成对重要电路参数的调整。同时,可以有效的改善传统电子电路实验与检测工作,能够在有效的时间段里,高效的完成研究的目标,为进一步减少电子电路实验成本、提高电子电路实验的有效性以及不断的缩短实验周期等方面,都具有积极的现实意义。
参考文献
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