电路原理论文大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇电路原理论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

篇（1）

引言

专用移动通信平台（EspecialMobilePlatform），简称EMP，是专门为特殊用户设计的，EMP可以使这些用户充分利用现有的蜂窝移动通信网的网络资源来传输他们的业务，从而节省了重新建网的费用和时间。EMP要求体积小，重量轻，功耗小，供电灵活，适应车载，具备“动中通信”条件，能适应部队、武警、公安、交通等部门和行业的使用需求。在EMP中常同时需要5V，3.3V，15V，以及可调的多路小功率直流电源以满足数据，语音，传真，短消息，全球定位等业务的需要。我们采用MAX1715设计了EMP的供电电路很好地满足了用户的需求。

1MAX1715的工作模式

MAX1715中的MAXIM专有技术——快速PWM脉宽控制，是为宽输入输出电压比，负载快速变化时保持工作频率和电感工作点不变而设计的。快速PWM脉宽控制克服了电流模式控制中，固定频率控制带来的负载瞬态响应差的问题，并且克服了传统的常开通时间和常关闭时间的大范围变频PWM控制带来的问题。MAX1715还提供100ns常开通时间，从而在负载响应时保持相对稳定的开关频率。

如图1所示，快速PWM脉宽控制是一个伪固定频率，具有电压前馈控制的常开通时间电流模式控制。它依靠输出滤波电容的ESR做电流检测电阻，输出纹波电压提供PWM坡度信号。控制算法比较简单：上面开关的开通时间只是由一个单稳态电路来决定，该单稳态电路的工作期和输入电压成反比，而和输出电压成正比。另外一个单稳态电路设定最小的关断时间（典型值是400ns）。如果误差比较器输出低，开通时间单稳态电路被触发。

MAX1715的PWM控制器具有自动的脉宽跳变模式和强制PWM模式两种工作模式。

1.1自动的脉宽跳变模式

对于跳变模式（脉宽跳变控制端SKIP置低，见图2），轻载时MAX1715自动由PWM控制跳变到PFM控制，这种跳变由一个比较器来决定，在电感电流过零时，该比较器截断了下端开关的开通时间。这种控制方式使脉宽跳变到PFM运行和脉宽不跳变的PWM运行的转折点对应于连续和不连续的电感电流转折点。这个转折点和蓄电池电压的关系不大，对于7V到24V的蓄电池电压，这个转折点基本保持不变。如果使用软饱和电感，PWM到PFM的转折点电流更小。

因为轻载时脉宽跳变，开关波形可能出现噪声和不同步，但是效率高。要在PFM噪声和效率间达到平衡就要改变电感值。通常，低电感值（假定线圈电阻保持恒定）在负载曲线中可以得到更宽的高效范围；高电感值在重载时效率高（假设线圈电阻恒定）并且输出纹波小。高电感值还意味着体积更大，和降低负载瞬态响应（尤其是在低输入电压时）。

图1MAX1715的快速宽控制逻辑图

直流输出的准确性由跟踪误差的水平来决定，电感电流连续时要比不连续时对纹波的调整性要高50％。电感电流不连续时如果有斜坡补偿，则直流电压的调整率还可以提高1.5％。

1.2强制PWM模式

在低噪声的强制PWM模式时，控制下端开关开通时间的过零比较器不工作。这使下端开关的波形和上端开关的波形互补。因为，PWM环要保持占空比为VOUT/VIN，所以，轻载时电感电流反向。强制PWM模式的好处是保持频率为常数，坏处是空载时电池电流有10mA到40mA，这由外部MOSFET决定。

强制PWM模式对提高负载瞬态响应，减小音频噪声很有好处，还能提高动态输出电压调整时所需的吸收电流能力，提高多路输出时的调整能力。

2MAX1715的参数计算

我们设计的移动通信平台电路参数如下：

输入电压VIN=8～14.5V；

输出电压VOUT1=3.3V，VOUT2=5V；

蓄电池5×1.2V=6V，容量为2.8A·h；

纹波系数LIR=0.35；

负载电流3A；

开关频率第一路345kHz，第二路255kHz；

MOS管IRF7313，导通电阻RDS=0.032Ω，最大导通电阻RDS(MAX)=0.046Ω，VDSS=30V，CRSS=130pF。

在确定开关频率和电感工作点（纹波比率）前，先确定输入电压范围和最大负载电流。尖峰负载电流会对元器件的瞬态应力和滤波要求产生影响，并因此决定了输出电容选择，电感饱和率和限流电路的设计。连续负载电流决定了温度应力，并因此决定了输入电容及MOSFET的选择和其他要考虑热效应的器件的选择。一般设计连续负载电流是尖峰负载电流的80％。

电感工作点也是效率和体积的折中，最小的最优电感使电路工作在导通关键点的边际（每个周期在最大负载电流时，电感电流刚好过零）。MAX1715的脉宽跳变算法在每个关键导通点启动跳变模式。所以，电感的运行点也决定了PFM/PWM模式转换的负载电流。最优的点是20％到50％电感电流间，所以，我们取LIR为0.35。

2.1电感选择

开关频率和电感运行点〔纹波(％)即纹波系数LIR〕决定了电感值，电感的直流电阻要小，以减小电感的损耗。最好选择铁心电感，并且磁芯要足够大，以保证在尖峰电感电流时不会饱和。低电感值使电感电流上升较快，在负载突变时补充输出滤波电容上的电荷，瞬态响应快。

第一种输出的电感为L1（对应图2中的L8），第二路输出的电感为L2（对应图2中的L9），当VIN取10V时其计算值如下：

L1=VOUT1(VIN-VOUT1)/VIS×f×LIR×ILOAD(MAX)

=[3.3(10-3.3)]/[10×345×103×0.35(3/0.8)]

=4.88μH

取标称值6.8μH；

L2=VOUT2(VIN-VOUT2)/[VIN×f×LIR×ILOAD(MAX)]=

=7.47μH

取标称值6.8μH。

IPEAK=ILOAD(MAX)＋(LIR/2)×ILOAD(MAX)=（3/0.8）＋(0.35/2)×（3/0.8）

=4.41A

2.2确定限流

限流的下限电流值等于最小限流门限（范围由50mV到200mV）除以下端MOSFET的最大通态电阻,这个最大通态电阻是考虑了每℃增加0.5％的值。

限流的方法有两种：一种是将脚3ILIM接脚

21VCC（见图2），对应的限流门限是默认值100mV；

另一种是由限流电路内部5μA电流源和ILIM外接

电阻调限流门限（电阻范围由100kΩ到400kΩ），

内部实际的限流门限是ILIM端电压的1/10。则

限流电阻RLIMIT为

RLIMIT=ILOAD(MAX)×RDS(MAX)×10/(5×10－6)

=(3/0.8)×0.046×107/5=345kΩ

取标称值280kΩ。

图2MAX1715的实验电路

2.3输出电容选择

输出电容（对应图2中C35及C41）的选择主要看ESR和耐压值而不仅仅看电容值。输出电容必须有足够小的ESR，以满足输出纹波和负载动态响应的需要；同时又必须有足够大的ESR以满足稳定性的需要。电容值也要足够大以满足满载到空载转换时吸收电感储能的需要，否则，过电压保护会触发。

在有CPU的应用场合，电容的尺寸取决于需要多大的ESR来防止负载瞬态响应时输出电压太低。如VDIP是瞬态输出电压，则ESRVDIP/ILOAD(MAX)。

在没有CPU的应用场合，电容的尺寸取决于需要多大的ESR来保持输出电压纹波的水平。如Vpp是电压纹波，则

ESR≤Vp-p/(LIR×ILOAD(MAX))

输出电容引起的不稳定工作体现在两个方面：双跳动和反馈电路不稳定。双跳动是由于输出噪声或ESR电阻太小使输出电压信号没有足够的坡度。这“欺骗”了误差放大器在400ns的最小死区后产生一个新的周期。电路不稳定是指在电源或负载扰动时产生振荡，这将触发输出过压保护或使输出电压降到设定值以下。稳定性由相对开关频率的ESR零点决定，电容的零点频率必须低于开关频率f决定的稳定点fESR。

fESR=f/π，fESR=1/（2×π×ESR×C)

我们选择了ESR零点频率低的钽电容，其电容值为330μF。

2.4输入电容选择

输入电容（对应图2中C39，C40）主要是要满足抑制开关产生的纹波电流（IRMS）的需要。

采用陶瓷电容，铝电容比较合适，因为，它们的电阻能抑制开通时的浪涌电流。我们选用了10μF的铝电解电容和10nF的陶瓷电容。

2.5MOSFET选择

注意最大输入电压时的导通损耗和开关损耗之和不超过封装热限制。选择下端的MOSFET也应尽量具有小的导通电阻，虽然，下端MOSFET在最大输入电压时电阻上的功率损耗最大，但是，在Buck电路中下端的MOSFET是零电压开关，所以，下端的MOSFET导通损耗不是问题，还可以在下端开关管上并一个肖特基二极管，以防止下端开关管的体二极管在死区时间导通。

最坏导通损耗在占空比极限时产生。上端MOSFET在最小输入电压时的导通损耗最大，在最大输入电压时开关损耗最大，即

导通损耗PRDS=(VOUT2/VIN(MIN)I2LOAD×RDS

=5/8×32×0.046=0.2588W

开关损耗PS=VRSS×VIN(MAX)×f×ILOAD=

=(130×10-12×14.5×345×103×3)/1

=0.0283W

3实验结果

篇（2）

1. 事件描述

2010年2月16日，在CPR1000核电站首台机组岭澳核二期3号首次进行机组热态功能试验（3HFT）期间，高压缸进气温度测量元件（ 3GME581YT /591YT）与汽缸的连接部位发生较大面积蒸汽泄漏，现场立刻采取了加强紧固的方式临时处理，保证热态功能试验的继续进行。在热态功能试验结束之后，施工现场对泄漏的温度测点进行拆卸检查，发现高压缸本体及高压主汽门的大部分热控测量孔密封面存在较严重的加工不平整、管座与测量套管不同心等问题，致使高温压蒸汽进入后产生较大面积蒸汽泄漏。

2. 原因分析

通过图纸核对和外方专家的技术确认，我们了解到，CPR10

00核电站首台机组的高压缸属于我国首次引进的核电百万千瓦级半速汽轮机组（原型机为法国阿尔斯通半速机），汽轮机的进气压力约是6.8MP。高压缸本体的热控测量孔是圆锥形的孔，采用六面形垫片密封，六面形垫片的A /B密封面分别和锥形面和热控测量接座密封面接触，密封线较窄（约2毫米），六面形垫片的材质为Q235材质，较一般的铜垫片硬，不易变形，且对加工面配合要求较高。（图1）

在针对高压缸热控测量孔的生产过程的加工处理上，工厂直接参考了外方的设计图纸，但忽视了图纸上对加工精度和密封面的较高配合的要求。导致发货到现场的热控测量接座、六面形垫片、锥形密封面三者之间的配合效果不佳 。

施工现场在安装前进行了简单检查，发现部分热控测量孔的锥形密封面在工厂内加工不平整、有划痕及点坑，各密封面间的配合不佳。虽然联系工厂进行确认，但未得到各方足够的重视，而工厂提供的相关的安装程序文件中也没有对安装前后检查做具体的要求。

在泄漏事件发生后，现场各方对锥形密封面进行了蓝油检查，发现较多数量的接触面存在断续，未接触、加工不平整、划痕及点坑等缺陷（图2），这是是产生蒸汽泄漏的主要原因。

3. 采取措施

针对上述的原因，经过现场各方讨论，采取如下措施：

（1）采取紧急修复措施

生产厂家派出技术人员携带专用工具对现场岭澳二期核电站3号机高压缸及主汽阀门的热控测量孔密封面进行精研磨加工，保证密封面的平整性和有效接触。

（2）完善安装程序中对热控测量孔安装和检查具体要求如下：

1） 安装前对应密封面进行目视检查，并使用蓝油对密封面的平整性和垫片接触有效性进行核查。

2） 对目视和蓝油检查不合格的测量孔，使用专用工具进行研磨处理，研磨直至蓝油检查合格；

3） 安装时使用力矩扳手将螺纹拧紧，采用高温螺纹密封脂（牌号GRN50），拧紧力矩值460NM。

通过以上的措施，对岭澳二期3号高压缸及主气门热控测量孔的蒸汽泄漏问题进行了修复，修复之后，在岭澳核电站3号机的汽轮机多次冲转和商运中都没有再次出现类似泄漏问题，说明这次泄漏处理方案是成功的。

4. 经验反馈

CPR1000核电站首台机组岭澳二期核电站3号机作为国内首台核电半速汽轮机组，在消化和吸收国外成熟技术中的过程中，第一次使用锥形密封面和六面形垫片密封的形式，对制造和安装过程有较高的工艺要求，通过在制造和安装过程中对热控测量点漏气问题的处理，我们得到如下经验总结和反馈：

篇（3）

 

测量电阻是初中物理教学的最重要的实验之一，也是考察学生能力的重要命题热点之一。通过近几年中考试题我们就会发现，测量电阻方法多种多样，其应用的原理和计算方法也不尽相同，而电路图的设计更是灵活多变，如果学生对该部分知识不加以总结、消化的话，就会在做题时容易出错、造成不必要的丢分现象，因此电阻的测量看似简单，实则在教学中常常是学生的弱点，在各种考试中通过对电阻的测量的考察也可以反映出学生对电学基本知识掌握的情况，另外命题者还在不断的推陈出新，用不同的形式对学生进行考察。下面我们就对初中测量电阻的几种常用方法进行一个简单的总结，希望对同学们能有所帮助。

一、初中最基本的测电阻的方法

（1）伏安法测电阻

伏安法测电阻就是用一个电压表和一个电流表来测待测电阻，因为电压表也叫伏特表物理论文，电流表也叫安培表，因此，用电压表和电流表测电阻的方法就叫伏安法测电阻。它的具体方法是：用电流表测量出通过待测电阻Rx的电流I，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压U，则可以根据欧姆定律的变形公式R=U/I求出待测电阻的阻值RX。最简单的伏安法测电阻电路设计如图1所示，

用图1的方法虽然简单，也能测出电阻，但是由于只能测一次，因此实验误差较大，为了使测量更准确，实验时我们可以把图1进行改进，在电路中加入滑动变阻器，增加滑动变阻器的目的是用滑动变阻器来调节待测电阻两端的电压，这样我们就可以进行多次测量求出平均值以减小实验误差，改进后的电路设计如图2所示杂志网。伏安法测电阻所遵循的测量原理是欧姆定律，在试验中，滑动变阻器每改变一次位置，就要记一次对应的电压表和电流表的示数，计算一次待测电阻Rx的值。多次测量取平均值，一般测三次。

（2）伏阻法测电阻

伏阻法测电阻是指用电压表和已知电阻R0测未知电阻Rx的方法。其原理是欧姆定律和串联电路中的电流关系，如图3就是伏欧法测电阻的电路图，在图3中，先把电压表并联接在已知电阻R0的两端，记下此时电压表的示数U1；然后再把电压表并联接在未知电阻Rx的两端，记下此时电压表的示数U2。根据串联电路中电流处处相等以及欧姆定律的知识有：

I1=I2

即：U1/R0=U2/RX

所以：

另外，如果将单刀双掷开关引入试题，伏阻法测电阻的电路还有图4、图5的接法，和图3比较，图4、图5的电路设计操作简单物理论文，比如，我们可以采用如图5的电路图。当开关掷向1时，电压表测量的是R0两端的电压U0；当开关掷向2时，电压表测量的是RX两端的电压Ux。故有：。同学们可以试一试按图4计算出Rx的值。

（3）安阻法测电阻

安阻法测电阻是指用电流表和已知电阻R0测未知电阻Rx的方法。其原理是欧姆定律和并联电路中的电压关系，如图6是安阻法测电阻的电路图，在图6中，我们先把电流表跟已知电阻R0串联，测出通过R0的电流I1；然后再把电流表跟未知电阻Rx串联，测出通过Rx的电流I2。然后根据并联电路中各支路两端的电压相等以及欧姆定律的知识有：

U0=UX

即：I1R0=I2RX

所以：

显然，如果按图6的方法试验，我们就需要采用两次接线，可能有的同学怕多次拆连麻烦的话，那我们还可以将单刀双掷开关引入电路图，这时我们可以采用如图7的电路设计。当开关掷向1时，电压表测量的是R0两端的电流I0；当开关掷向2时，电压表测量的是RX两端的电流Ix杂志网。通过计算就有：。

以上三种测电阻的方法是最简单的测电阻方法，也是必须掌握的方法，大家会吗，除此以外，还有常用的易于学生理解的测电阻的常用方法吗？当然还有：

二、特殊方法测电阻

（1）用电压表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值

或者

用电压表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值，我们也可以采取以下方法：

1.如图8所示，当滑动变阻器的滑片滑至b端时，用电压表测量出Rx两端的电压Ux，当滑动变阻器的滑片滑至a端时，用电压表测量出电源的电压U，根据串联电路的电流关系以及分压原理我们可以得到：。

2.如图9所示，当滑动变阻器的滑片滑至b端时，用电压表测量出电源的电压U，当滑动变阻器的滑片滑至a端时物理论文，用电压表测量出Rx两端的电压Ux，根据串联电路的电流关系以及分压原理我们可以得到：

（2）用电流表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值

如图10所示，当滑动变阻器的滑片滑至b端时，用电流表测量出Rx和R滑串联时的电流I1，当滑动变阻器的滑片滑至a端时，用电流表测量出Rx单独接入电路时的电流I2，因为电源电压不变，可以得到：，故有：。

（3）用等效法测量电阻

如图11所示电路就是用等效法测量电阻的一种实验电路。其中Rx是待测电阻，R是电阻箱（其最大电阻值大于Rx）。其实验步骤简单操作如下：

把开关S闭向2，读出电流表的数值I，再把S闭向1，调节电阻箱，使电流表的读数仍为I不变，则读出电阻箱的数值，即为待测电阻Rx的值。

篇（4）

一、专业项目论文的工作观

技师技能考核或鉴定首先应注重的是工作者专业素质——岗位工作能力水平的评价。写作和提交论文是申报鉴定者应对技能考核鉴定的准备过程，同时是个人技能水平的展示过程。

技术工人的专业工作目的一般要求是：保证生产质量、提高生产率、降低物质消耗——有效益价值核算或向好性预期。凭借论文关于专业工作项目立论确定、技术路线解析、工艺方法选择、调试过程记录等的描述，充分显示工作者的能力水平——专业规范把握、主流技术运用、工艺方法适当、工序工步明晰。

技师论文应该强调较高级工艺性内容，应该是工作技艺和业绩展示、以专业文献范式表述的文章，并不一定要用某效益指标来显示工作价值。如工艺改进型课题论文，突出的是专业技巧水平；又如新技术应用型课题论文，突出的是对工程新技术或复杂工艺的理解和驾驭能力。

1.强调论文项目的工艺性价值。技能，应理解为专业工作的技能工艺能力。也许是简称，总易误认为技能偏指技术能力，而忽视工艺能力。技术一般是指工业过程的方法论，即一般是可行性确定后在标准化设计前提下选材、加工手段、加工流程以尽可能的高效率获得目标产品的方法。而工艺，可以理解为加工的“艺术”，强调工作过程中获得目标产品的技巧性、保障性和完美性。技术工艺能力，可以理解为技术与工艺互渗而形成的知识型、技巧型、成熟型的生产力。

较高级的专业技能型人员的工作，应能体现技术工艺引人入胜的技巧性，工作项目论文也理所当然要求显示出工艺性价值——论文应显示出写作者关于工作项目的基本技术理解能力和工艺质量层次。基本技术能力包括专业理论的引用或引证，工艺质量则涵括改进能力、工作技巧、专业理论与实际的连接和补足能力、安全防护构思能力、提高工作对象商品化的能力。工艺质量直接决定了目标产品的实用性、适用性和市场性。

2.注重专业性表述的标准化概念。技师的基本技术理论理解力是其工作的重要基础之一，但其工作的方式、目标往往约束了专业理论的扩充速度和应用空间。许多长期在特殊电气工程岗位工作、工艺经验丰富的技艺型人员理论水平并不高，但他们的本职工作很出色，工作质量的工艺价值突现。一般认为长期的专职工作经验中积累着较高的专业工艺悟性。应该看到，高专业工艺性主要表现为相对行业标准、生产规范有很强的理解力，对生产流程有很强的连接、补足、改进的能力。正是高的专业悟性使得技艺型人员与技术设计人员的工作配合相得益彰。

3.把握过程分析的理论深度。一些技师工作项目论文中，用大量篇幅阐述理论的依据——数理公式推导过程或教科书式论说，然后绘出基本原理图，最后给出相当肯定的可行性结论。必须注意，这种论文往往是有缺陷的——项目的实施有效性没有表达—作者的操作工艺技能水平得不到显示。缺少相关工程经验公式或者经验系数（理论公式受客观实际过程条件的约束），易使得项目实施性这一关键工艺环节受到鉴定评价者质疑。这类论文的缺陷在论文大辩的有限时间里难以弥补。

4.妥当运用“技术进步手段”、“技术创新理念”、“精湛工艺过程”。机电工程岗位特征——专业智能成分较多，技巧思维保持，非连续性非周期性的操作。视下述工作能力为工艺能力；把握专业标准和规范的运用方法、流畅的专业语言（术语，编程，工程图，解析图表等）表述、撰适用的工程文档、规划工作技巧和效率。

技术进步：在产业规范约束下，采用现代的、主流的专业技术成果。

技术工艺创新：在产业规范约束下的工作能够在去除隐患、操作便捷、安全可靠、形式优化、节能提效、减污去噪、降低维护成本、智能化诊断运行等某些方面有显明的特色成果。

基本完备和适配的资料：是指可以作为施工提纲或设备的档案基本资料。

二、电学原理在工程运用中的本征性理解

机电技术中的电工技术是关于电能量分配和智能控制的技术，应用电工技术的基础原理是欧姆定律和麦克斯韦电磁方程组。

1.本征性理解。客观导电材料上的电量分析应划分为以电压（电动势能信息）为主量的“信息变换及传递系统”和以电流为主量的“能量传输电路”。控制信息传递系统的第一要素是“保证信息的准确”，控制系统传递信息不一定依赖固形材料（例如可通过空间电磁场感应传递）。

使用电动机为电能耗用终端的设备继电器线路形式控制电路主要形成运动控制“逻辑、时间、顺序”机制，自保、互锁、延时、中继等都是形成控制信息的电路。

采用集成运放器为核心的信号电压调节器主要解决比例（信号放大）、微分（信号即时变化率）、积分（信号的时间积累效应），而整流、检波、限幅、隔离、跟随、调零、保护等都是附加电路。

电能量传输的第一要素是电路成为回路，依赖有形的导电材料，再者就是能量规模（大小）和传输时间可控。因此，控制电路的关键功能是信息“变换（如电压放大器）”和“调节”。

主电路的关键功能是能量的“被控”和“驱动”，而反馈电路则是对于完成基本运转功能的、由基本控制器和驱动器（主电路）组成的开环系统输出量检测并形成修正信号的“智能化”部件。

现时的机电“主流技术”指由集成PID运算器件、逻辑运算器件（CPU）及大容量数据存储器件为核心的控制器运用技术、由可高频全控大功率无触点开关元件为核心的驱动器运用技术及由新型传感器为核心的传感信号接收变换电路技术。

2.机电能量转换技术离不开磁材料技术，也离不开磁路分析技术；传统的磁路材料由于磁传导敏感于温度和介质成分，其电气特性检定比较困难。但是近些年来，新型合成磁性材料技术迅猛发展，其运用空间（特别是在机电技术领域）急速扩展。

再者，材料科学技术和信息技术是工业技术发展的双引擎，感知设备运动状态和形成系统信息的传感器技术是智能系统的前端。

从对于控制方式本质的理解判断机电控制技术的发展方向：以一个四端电路（网络）为例，若以改变激励能够实现相应响应，则控制方式可分为：a.电流控制电流（控制机制参数体现为电流放大系数），b.电压控制电流（控制机制参数体现为转移电导（跨导）），c.电压控制电压（控制机制参数体现为电压放大倍数），d.电流控制电压（控制机制参数体现为转移电阻（跨阻）），实现电能利用的机电设备的电路多以电流为被控量，所以上述a，b两种控制方式是驱动器电路，c是信息处理电路，d不是机电设备电路优选形式（能量控制信号）。

上述a、b方式分别代表着两个时代的电能传输电路（主电路、驱动器）形式。

a方式中，电流控制电流的中心技术是：实现小电流控制大电流、一路电流控制多路电流。代表性功能器件有三极管和继电器。

三极管，响应速度高，无动作触点，但控制电路与被控电路有公共支路，控制量与被控量的高次谐波相互影响或制约，而且可承受功率在瓦特级，一般不符合机电设备功率规模要求。

继电器（接触器），以电-磁-力形式驱动开关触点动作，实现电流的小控大和一控多。但触点动作时间不准、电弧现象、线圈断电反电动势高并形成高频干扰源、体积大等固有弱点，长期以来被视为“非理想器件”。

b方式是经典控制技术体系中理想的控制方式——信息控制能量。

上世纪后半期，业界使用大功率半控型电子器件晶闸管加之PWM技术的移相触发器实现有缺陷的“信息控制能量”方式于机电设备能量控制——主要是直流电动机的荷载调速。

上世纪末期大功率全控型电子器件IGBT（一种增强型绝缘栅场效应管器件）的商品化普及，机电设备用全控型的信息控制能量方式成为现实，例如在结构简单价格低廉的交流电动机实现宽范围荷载的变频调速。

3.电气主流技术发展的瞻望。机电设备机械构件的技术进步程度受制于材料技术发展及其成果的商品化程度。通用机电电工技术范畴的技术开发重点有：

电力电子技术：利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术，是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科成果。器件以半导体为基本材料，根据器件的特点和电能转换的要求，开发电能转换电路，包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及外围电路。

电动机技术：强磁材料与低温环境技术。

虚拟现实技术：软件型传感系统分析与仪表。

机电液智能控制技术：机械、液压、电子融合控制技术使得机器的效率、性能、品质、可靠性等大大提升，如大型工程机械设备、深海或隧道的巨力液压控制系统。

微机电系统技术：常规电气系统元器件微型化组件化甚至实现“叠层组件—集成化”，即把微型化的敏感元器件、微处理器、执行器、各种机械构件、电动机、能源、光学系统等都集成于一个极小的几何空间内，并且能像集成电路一样大批量、廉价地生产。

电致流体相变技术：电场作用下电流变液（ERF，electrorheologicalfluid）可在“固”—“液”两相之间转换，转换过程可控而且可逆，转换时间为ms级，利用其电控力学行为，可以预期得到较之传统力学元件更为理想的（机—电能量转换控制的）响应指标。

磁致流体相变技术：磁流变液是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体。在零磁场条件下呈现出低黏度的牛顿流体特性；而在强磁场作用下，则呈现出高黏度、低流动性。磁流变液在磁场作用下的流变是瞬间的、可逆的，而且其流变后的剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系。

硅胶导电与绝缘的智能化控制技术；作为可以在电磁场发挥“柔性”功能的新型器件必将影响机电设备电路构造技术。导电硅胶是具备导电性能的硅胶制品，用于一些电子硅胶产品上发挥开关接通的作用，现时应用于一些电子设备、家用设备、办公设备中，比如导电硅胶按键、电线连接管、影印机滚轴、电缆插头、连接器衬垫等。

三、要强调通用电学知识与电工新技术运用衔接的工艺能力

机电设备技术标准（国家标准、国际电工委员会文件、超级公司企业标准）的意志和执行能力。标准化是机电设备可靠性的保障。国家标准中对机床的控制方式、接地方式、抗干扰、容错、机械连锁、危险部件防护等，作了较完善规定，有效保障了机床的安全可靠运转。经验证明，符合标准的机床，故障率较低，反之故障率则高，可靠的保护措施是防止器件和装置损坏的重要方面。

当前的国家职业技能鉴定技师和高级技师考评体系强调了标准化水平是素质和技术能力的体现。如技术资料规范化编整能力、微机控制应用程序解析能力、逆向工程能力（逆向于在确定材料条件下设计制造的路径对产品拆解—解析技术工艺特征，提交改进或改性方案，以期获得结构或功能更优化的产品）、工程数学与物理运动现实的映射解释能力。

四、提高论文的精致程度和新技术含量的着眼点

维修电工岗位工作的技术工艺核心领域（空间范围，对象）。

维修电工岗位工作的主流技术、前端发展技术（如机器人，城市电动载人设备（电梯，搜索救生设备，无人驾驶运行设备，物流基地自动化设备等），注意：在机电前端技术领域；与电路系统运行规律模式相似的流体智能控制系统正在迅速地发生着微型化、精准化、多种指标信息传递同道化的技术水平提升。

机器的电气系统运用主流技术改造的工艺路线和工步流程。

一些控制系统设计方案的实用性（技术改造方案的功能指标的得失）和适用性。

专业技术文献资料的引用和“创新价值”的保障。

五、论文正文的编辑策略

通过这里的工作全过程的描述而展示个人的工作实力状况，明喻达到专业技师水平。正文应涵括以下内容：

1.详尽细致的立论表述：现实性、可行性、绩效预期等。立论的过程是运用专业范畴的概念、判断和推理等逻辑思维形式，简述预期的项目工作的流程、效益目标、专业技术层次特征和工艺精华综合；证明自己的主张。立论应具备论点、论据和论证三要素。

现实性：有重点而且简单的描述工作环境，仪器工具，基础性技术资料等工作先期条件，适配一些示意性插图、流程框图、曲线图、简表等。

可行性：有重点而且简单的描述工作团队情况，已经具备的知识基础和经验，主流技术采用的决定，需要增加的仪器工具，实施方案或技术工艺路线。

绩效预期：有重点而且简单的、与现实性情况可比较的谈说，重点是预期的技术或形式先进性、工程安全性、设备的控制或运行可靠性、节能减排等的定性谈说。

2.主流技术采用、工艺方案、实施过程等的详述。例如：可编程序控制器（PLC）技术基于用计算机软件实现继电器电路中的中继、延时、顺序、串并逻辑、传感信息处理等的硬件功能而提升了机电设备控制的可靠性。又如：基于用计算机软件对全控型大功率电力电子器件编程控制而实现交流电源变频控制，使得电动机“宽范围、恒功率或恒转矩的调速”成为普适技术。

工艺方案：展示工作者专业软实力的平台，以分类的技术工艺设计资料及对其简单注解说明文字为主项。资料文件要符合专业规范，要基本完备，要适配。例如：机床设备电气系统档案基本资料文件一般有电路原理图、电器件位置示意图、接线图、元件明细表、电气原理说明或控制流程注解、维修或改造记录等。

三项资料：工作对象技术改造之前的电路原理图及工况表述、改进工程技术路线设计（流程图与功能框图）和主要零部件明细，是工艺方案论证的骨干依据。

对于要遵循物理规律，以推演、论证、解析为主要技术路线的项目论文，建议采用机电工程手册为理论蓝本，引用工程计算方法处理数据。

调试过程：调试工作的工序、工步罗列，调试过程状况和数据的记录。

3.结果与讨论。这是全文的重心，应精心筛选技术工艺成果，把那些必要而充分的数据、现象、样品、认识等选出来，写进去，作为分析的依据。在对结果做定性和定量分析时，应说明数据的处理方法及误差分析，说明现象出现的条件及其可证性。

概括项目工作的总结：所得结果与已有结果的比较；联系实际结果，解说它的工程意义、应用价值和在实际中推广应用的可能性；在本项目实施过程中尚存在的问题，对相关进程记录资料进一步标准化编整的见解、意愿与建议。

参考文献： 

篇（5）

作者简介：姚志垒（1981-），男，江苏溧阳人，盐城工学院电气工程学院，副教授。（江苏 盐城 224051）

基金项目：本文系盐城工学院2013年度校级教改研究项目（项目编号：32）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）23-0052-02

“电力电子装置及技术”是电类专业的一门专业选修课。[1]该课程是在“电力电子技术”课程的基础上，进一步介绍变流电路的结构、工作原理、功能指标，电力电子实用装置的构成、基本电量的计算方法和所有装置需解决的共同技术问题。[2-3]该课程涵盖知识的内容多、面广、难度大、实用性强，能培养学生将知识融会贯通，提高学生综合应用知识解决实际问题的能力。因此，如何从教学内容、教学方法和手段以及考核方式等方面进行改革值得探讨。

一、教学内容的改革

1.理论教学内容的改革

该课程的课时数为40学时。由于它是一门应用性课程，因此需要在书本内容的基础上，紧跟时代前沿，增加一些当今热门课题的内容，如：电力电子装置在新能源发电系统和节能环保中的应用等，以便为学生找工作或读研找课题提供参考。

选用杨荫福等编写的《电力电子装置及系统》作为本课程的教材。[3]由于该教材第1章中半导体电力电子开关器件和第2章高频开关电源的内容已分别在“电力电子技术”和“开关电源及技术”课程中详细讲述，因此该课程不再赘述。

所选教学内容具体如下：

（1）电力电子装置及系统概述（2学时）：电力电子装置及系统的概念；电力电子装置的主要类型；电力电子装置的应用概况；电力电子装置的发展前景。

（2）逆变器（4学时）：逆变器概论；单相和三相恒频恒压正弦波逆变器；感应加热电源。

（3）不间断电源UPS（6学时）：UPS的功能及原理；UPS的组成和设计（包括蓄电池组、整流器和PFC电路、逆变器、切换电路、滤波电路、旁路控制电源和系统辅助电源、接地装置、保护和报警系统）；UPS输出电压控制。

（4）晶闸管变流装置（6学时）：晶闸管交流变换器；交流净化型稳压电源；晶闸管谐振型逆变器。

（5）电力系统用电力电子装置（6学时）：电力系统无功补偿；电力系统有源滤波装置；电力系统谐波与无功功率综合补偿；远距离直流输电。

（6）电力电子装置的研制与试验（14学时）：电力电子装置研制流程；研究对象的方案论证；主电路设计（包括输出滤波器、输出变压器、缓冲电路、直流滤波电路和主开关器件设计）；控制系统及辅助电源设计（包括抗冲击负荷电路、调压环节、过温保护、辅助电源和驱动电路的设计）；电磁兼容技术和措施；电路仿真；整机调试与电性能试验；结构设计和例行试验。

（7）电力电子装置在当今热门课题中的应用（2学时）：选择应用于当今热门课题的某个电力电子装置作为教学内容，如：直直变换器在光伏发电系统中的应用、并网逆变器在新能源发电系统中的应用等内容。

2.开设实验教学内容

为了进一步验证理论分析，提高学生的实践能力，应开设一定的实验教学内容。该课程的实验教学可以充分利用江苏省电气与新能源实验教学示范中心的新能源实验室和电力系统无功补偿实验室，完成一些高频电力电子装置实验项目，如：电力系统无功补偿、电力系统有源滤波、升压变换器在光伏发电系统中的应用和并网逆变器在风力发电系统中的应用等实验项目。

二、教学方法和手段的改革

1.兴趣教学，激发学生学习积极性

紧贴社会的要求进行学前教育，把社会的需求和学生学习的需求有机统一，从而激发学生的学习积极性。

学生从高中进入大学后，学习的目标改变了，如果说学生在中小学时是以升学作为他们的目标，那么，进入大学后他们的目标已经转向了就业。因此，要使学生了解社会对人才知识结构的需求及其变化，使学生意识到该课程作为大四的专业选修课对今后工作以及再深造的重要性，从而使他们一开始就认识到该课程必须学，而且要学得非常好。

第一次上课，在讲完电力电子装置的应用概况后，了解每个学生对电力电子装置感兴趣的应用领域，布置学生通过网络搜索或图书馆查找其感兴趣应用领域的相关资料，并做成PPT，以备上该应用领域课时做报告。此后，每次上课时，先让对该节课教学内容感兴趣的学生用PPT做报告（每个学生报告5分钟，学生提问2分钟），讲述相应应用领域的研究背景和国内外研究现状，然后由教师讲解具体教学内容。通过该兴趣教学的方法，可以激发学生的学习积极性，培养学生做科技报告的能力，为学生毕业设计选题和答辩奠定良好的基础。

2.提高多媒体教学质量

随着现代化水平的不断提高，上课基本都已采用多媒体进行教学。但多媒体课件也不能是黑板板书的简单复制，最好配以一定的动画和声音，以便吸引学生的注意力，调动学生学习的积极性。如：在讲解电路工作模态时，采用“动作路径”的动画格式，让学生清楚地看到电流在电路中的流通路径，更深刻地理解所学知识；学生在下半节课时往往会开小差，注意力不集中，可通过在切换幻灯片时配以一定的声音，吸引学生的注意力；在讲解习题或举例时，先以某个习题为例进行讲解，解题步骤逐步显示，而不是一下子显示所有答案，保留了板书的优点，然后总结归纳解题方法，最后再以习题对所述方法进行巩固。

3.采用仿真辅助教学

用仿真的方法不仅可以初步验证电路原理和参数设计的正确性，还能仿真试验极限条件下的特殊情况，从而有效地减少电力电子装置的设计费用，缩短电力电子装置的设计周期，优化参数设计，提高装置的可靠性。常用的电力电子仿真软件有：Saber、Pspice和Matlab中的Simulink等。以其中的Saber仿真软件为例对所设计4kW、400Hz的中频电源进行仿真验证。学生可以通过仿真进一步加深对理论知识的理解，此外，对较复杂或不易懂的电路可以通过仿真查看电路各点的波形反推电路工作过程，从而掌握电路的工作原理。

三、考核方式的改革

该课程采用小论文的考核方式。考核的总成绩包括平时成绩（20%）、平时PPT报告成绩（30%）和小论文考核成绩（50%）。其中，平时成绩包括学生的出勤和平时作业；平时PPT报告成绩主要是检查学生对电力电子装置感兴趣应用领域相关知识的预习情况，考核学生运用Powerpoint软件制作PPT的能力、口头表达能力和回答同学提问时的应变能力；小论文考核成绩主要包括测试学生书写小论文的能力（包括中英文摘要、引言、正文、结论和参考文献）、利用word软件书写小论文和排版的能力。小论文要求学生从电源设计领域、电机调速用电力电子装置、电力系统领域、汽车电子领域、绿色照明领域、新能源开发领域和其他与电力电子装置相关的领域中选择1种领域撰写。此外，要求写相同领域小论文的学生相互商量各自研究方向，确保每个学生的小论文题目和内容不雷同。通过上述小论文考核，杜绝了学生相互抄袭小论文的现象，学生在选题上发挥了主观能动性，选题范围比较宽。学生在查阅资料完成小论文的过程中，了解了国内外电力电子装置相关领域的国内外研究现状，初步掌握了电力电子装置主电路设计、控制系统设计、仿真及结果分析这一流程。

四、结束语

近年来，我们紧跟时代前沿，及时更新“电力电子装置及技术”课程的教学内容，在实际教学中采用兴趣教学、高质量的多媒体教学和仿真辅助教学的教学方法，采用“一人一题”的小论文考核方式，对“电力电子装置及技术”课程进行了一系列改革，取得了良好的教学效果，得到了学院领导和学生的一致好评。

参考文献：

篇（6）

中图分类号:G424文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)04-0920-02

Discussing about How to Teach the "Design of Application-Specific Integrated Circuit" Course

WU Yu-hua

(Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100070, China)

Abstract: "Design of Application-Specific Integrated Circuit" is an important specialty course. In this paper, we will discuss the teaching technique about this course of non-micro-electronics specialty. Combining the teaching practice, several teaching experiences about "Design of Application-Specific Integrated Circuit" course are summarized.

Key words: design of application-specific integrated circuit; innovate; teaching; discuss

《专用集成电路设计》是电气信息类专业开设的一门比较重要的专业课。为了培养宽口径、基础扎实的集成电路设计人才,满足IC行业对人才的大量需求,无论是在微电子专业,还是在相关的其他电气信息类专业,不少重点高等院校都已经开设了本门课程。在学生已经掌握了模拟电子技术、数字电子技术和一定的晶体管原理知识的基础上,通过学习《专用集成电路设计》课,进行ASIC设计理论的学习和实践的强化,进一步掌握集成电路和电路系统的设计知识,提高集成电路设计能力,增长集成电路设计经验;通过理论教学和实践教学,来加强电气信息类专业学生的电路设计基础、版图设计基础以及集成电路设计各环节的验证知识等,培养学生在集成电路设计方面的研究兴趣,为后续课程的学习和进一步的深造打好基础。

由于专业建设和人才培养的需要,北京电子科技学院同样开设了《专用集成电路设计》的专业选修课,授课对象是电子信息工程专业的本科生,由于非微电子的专业背景原因,他们并不具备足够的半导体物理、晶体管原理等知识,因此在本课程的教学过程中,必然要针对具体对象,调整教学内容,创新教学思路,加强教学研究,找到一种适合于非微电子专业本科生的教学思想和教学方法。通过教学实践,学生对于课程组在这一课程中的创新、探索和具体的教学方法比较认可。这里把我们在《专用集成电路设计》课教学实践中的初步探索做一些总结,希望与大家分享。

1 结合实际合理设置授课内容,以学生能够接受为目标

电子信息工程专业的学生在学习《专用集成电路设计》课程之前,已经系统地学习了《电路分析》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《EDA技术》等有关电子技术和电路系统的课程,对于电路系统的设计已经有了一定的理解,并进行过比较系统的动手实践训练,为进一步学习《专用集成电路设计》课程打下了比较坚实的知识基础和实践基础。但是由于专业背景的原因,该专业不太可能只是为了《专用集成电路设计》课而专门开设《半导体物理》、《晶体管原理》等这些在微电子专业才有的课程,因此,与微电子专业相比,电子信息工程专业的本科生欠缺有关晶体管原理和半导体工艺等方面的必要知识。在设置授课内容时,必然要考虑到这一点,总的原则应当是以学生能够接受、但又不应该过于轻松接受为目标,而且要尽量避免与《EDA技术》等课程的知识重复。

根据我们的课程内容设置原则,将《专用集成电路设计》课的讲授内容分为以下几章:第一章:ASIC设计概述;第二章:CMOS逻辑;第三章:ASIC库设计;第四章:ASIC的前端设计;第五章:ASIC的后端设计;第六章:可测性设计技术;第七章:SOC设计技术简介。在各章的讲授中,占用课时较多的分别是第二章、第三章和第五章。在讲授时强调培养学生的系统设计能力,使学生对专用集成电路的设计、制造、测试等一整套流程有一般性、整体性的了解,建立专用集成电路的基本概念和方法,了解IC领域的最新发展趋势,激发学生潜在的对集成电路前、后端设计的兴趣。为了配合理论教学,提升教学效果,还设置了合适的实验教学内容。

2 注重实验教学效果,以培养动手实践能力为目标

集成电路设计类课程除了理论教学以外,实验教学尤为重要,因为这类课程对学生的训练重点正是在于动手实验,提前接触到未来在进一步的研究和工作中可能会应用到的一些软件工具、设计流程以及设计技巧等,这样才能促进学生理论与实践相结合,真正帮助学生掌握ASIC设计技术。因此本课程要更加注重实验教学效果,着力培养学生的动手实践能力,进而使学生能够更加准确、具体和形象地掌握在课堂上学到的理论知识。根据这一原则,经过试用修订,我们专门编印了《专用集成电路设计实验指导书》,根据大纲的变化,使用工具版本的提高,目前已经编印了2007版和2009版的实验指导书,共设计了五个实验,具体是:实验一:IC设计工具的使用;实验二:单元电路的前端设计;实验三:标准单元的版图绘制与验证;实验四:四位加法器和减法器ASIC的设计;实验五:计数器ASIC的设计。每个实验3学时,其中实验二、实验四和实验五为综合性、设计性实验。

选用一种合适的集成电路设计工具是顺利进行实践教学的关键。我们选用了美国Tanner Research公司开发的一种优秀集成电路设计工具――Tanner Tools Pro,它虽然在功能上不如Cadence、Synopsys等大型工具强大,但它的最大优点是成本低,可以在PC机上使用,而且图形处理速度快,编辑功能强,便于学习,使用方便,特别适用于高校进行相关的教学和科研工作。Tanner Pro工具在美国和台湾的很多大学中早已被广泛应用,台湾不少IC设计企业也在使用Tanner Pro工具。该工具较新版本为Tanner Tools Pro 13.0,主要包含了S-EDIT(原理图编辑)、L-EDIT(版图编辑)、T-SPICE(电路仿真)、W-EDIT(波形观察)和LVS(版图与原理图比对)等几个功能不同的子工具,满足了集成电路设计从前端到后端、设计验证的一系列过程的需要,完全可以适用于《专用集成电路设计》课程的实践教学。通过我们在课程实验、毕业设计等实践教学环节的使用,发现学生对这个工具上手快、掌握熟,对于以后使用其他的IC设计工具也有一定的帮助,而且培养了他们将来涉足IC设计领域的兴趣和信心。图1是学生在实践教学中得到的一个版图设计结果。

3 适当讲授最新技术进展,以让学生跟上行业发展脚步为目标

我们都知道,集成电路设计技术、制造工艺等的发展速度飞快,遵循着集成电路最小特征尺寸以每三年减小70%的速度下降、集成度每年翻一番和价格每两年下降一半的著名的摩尔定律,集成电路的设计和制造技术发展日新月异。因此,在《专用集成电路设计》的教学过程中,必须要根据教学大纲的要求,在系统讲授已经设置好的教学内容的前提下,结合具体授课内容,适当讲授最新技术进展,以期让学生跟上集成电路设计行业发展的脚步,并不断将这些新技术、新进展、新方法、新工具、新工艺融入到授课内容中,做到授课内容常讲常新。其实这除了让学生可以接受到最新的知识和了解到该领域最新进展之外,同时也是一个教学相长的过程,对于教师的教学和相关科研也是一种无形的促进,可以督促教师不断地跟踪与IC设计、制造相关的最新研究成果,并进行精心的组织,将这些成果有机融入到课程教学中,做到授课内容的不断更新,而且这样也才能够避免一份讲稿多年重复使用,保证教师在教学中的激情,增强教学效果。

在这里仅仅举一个具体例子。在一次讲授到集成电路工艺的内容时,作者为同学们讲授了不断发展的集成电路工艺水平,以及所遇到的工艺发展瓶颈对于摩尔定律的挑战,还具体讲到了Intel公司新推出的0.45nm工艺的CPU,它采用了大大不同于以往的工艺方法,这次工艺变革可以称得上是“拯救摩尔定律”的一大技术进展。本次课后,不少同学纷纷通过互联网等来查阅这一最新工艺的具体情形,表现出了浓厚的学习兴趣。

4 创新课程考查方式,以激发学生进一步的研究兴趣为目标

一门课程的考查方式如何,对于这门课程能不能按照教师的预想,达到既定的最终教学目的,有着比较重要的作用。传统的一张试卷去“考”出学生学习效果的方式虽然比较简单省事,但却过于单调,虽然从某种程度上能够考查出学生对这门课程知识的掌握程度,但是对于激发学生在学完这门课程之后,对本学科、本领域进行进一步研究的兴趣却作用不大。由于自从接受学校教育以来经历了无数次的考试,不少学生厌烦考试的情绪比较严重,恨不得考完后把教材、作业、笔记等都马上丢弃,这是现实存在的、我们必须得承认的事实。从某种意义上说,通过考试来考查学生的学习,有时对最终教学目标的实现会起到一定的反作用。而且单纯考试的方式也很难发现学生对于这门课、这个领域、这个行业的独特想法和创新思路。

作者在《专用集成电路设计》教学过程中,结合课程的专业特点,积极探索并实践了采用提交论文和现场答辩相结合的课程考查方式,即在课程讲授到二分之一左右时,布置给学生论文题目,对于论文的范围、参考文献的篇数、论文的格式和字数等做出明确而具体的规范,要求学生在最后一次课之前提交自己的论文,做好答辩ppt,并利用专门的时间集中进行答辩,每位学生对自己准备的论文,进行5分钟左右的讲解,并接受教师和其他学生的提问。通过创新课程考查方式,提交论文和现场答辩相结合,让学生在准备论文和答辩材料的过程中对专用集成电路设计的有关内容和工艺、方法等有了更加深刻的理解,并有了一个系统的知识梳理过程,现场答辩的方式也更能够展现学生对于集成电路设计的一些独特的思路和创新性的理解,学生在经历这一过程时,也促使自己积极思考,主动研究,努力去探索和集成电路、微电子学有关的一些研究方法和最新进展,激发自己在完成本门课程的学习后、甚至是大学毕业后进行进一步研究的兴趣和信心;另外还在这个过程中提升了学生的论文写作能力、科学研究能力。

5 结束语

《专用集成电路设计》课(或者其他名称的类似课程)在不少设有微电子学专业的重点大学中开设较为普遍,但在没有微电子学专业的高校特别是非重点高校中开设并不多,对于该课程教学实践中的一些具体的方法研究和探讨需要更加深入。作者在教学实践中,紧密围绕本校、本专业的培养目标,以授课对象为主体,遵循课程的教学规律和科学研究规律,选择合适的授课内容和教学方法,并且不断地对此进行探索和研究,收到了初步的教学效果。当然,教学创新永无止境,教学方法的研究和探讨不能止步,作为一名年轻教师,在今后的教学实践中,作者将在加强学习以及与同行交流的前提下,进一步拓宽和创新教学思路,探索和完善教学模式,研究和更新教学内容,学习和探讨教学技巧,敢于创新,善于创新,真正做到教好书,育好人。

参考文献:

[1] Michael John Sebastian Smith.专用集成电路[M].虞惠华,等,译.北京:电子工业出版社,2004.

[2] 路而红.专用集成电路设计与电子设计自动化[M].北京:清华大学出版社,2004.

篇（7）

 

物理学是一门实验科学。物理实验为理性认识提供了发现物理规律所需的感性材料、检验物理理论和假说的正确依据、开拓了物理学应用的新领域。在新课标高考中实验考查占有的比例逐年增加，与传统考查相比有下列趋势：①从机械记忆实验转向分析理解实验、理解物理实验原理转变。②从既定的学生分组实验转向变化的创新实验。既定的学生分组实验已经从高考试题中逐渐退出，取而代之的是学生尚未接触过的实验，而与学生做过的实验有着联系的实用性、创新性实验。从考查内容上看呈现如下特点：①实验的基本原理和思想方法是考查的核心内容。②实验数据处理是实验的重要环节，也是高考的重要方面。③基本仪器的使用是高考的热点。④实验的实际操作是考查的重点。⑤设计性实验是考查的难点。面对这些方面，学生感到慌乱，没有行之有效的复习方法cssci期刊目录。结合实际我采取了利用歌诀复习物理实验，收到了较好的效果。

在复习《验证牛顿第二定律》时，利用了这样的歌诀：控制变量法，验证牛二律；实验第一步，平衡摩擦力；合力等于盘码重，必须满足关系式（m?M）; 验证a­M成反比，注意选好坐标系。这一歌诀的第一句“控制变量法”，说明了本实验的实验思想方法，即“控制变量法”；第二句“验证牛二律”，说明了本实验的实验目的，即“验证牛顿第二定律”；第三四两句“实验第一步，平衡摩擦力”，强调了本实验的注意事项之一，即消除摩擦力对实验结果的影响；第五六两句“合力等于盘码重，必须满足关系式（m?M）”，说明本实验中小盘及砝码的总重力视为小车受到的拉力，必须满足关系式（m?M）；第七八两句“验证a­M成反比，注意选好坐标系”，说明本实验中在处理数据时，a­M图像是曲线，寻找关系不够明显，为了解决这一问题，纵轴选a，横轴选，这样就可化曲为直，很直观地发现a和M的反比关系。利用了这一歌诀，不仅本实验的实验目的思想方法、注意事项、数据处理技巧等都进行了复习，而且提高了学生学习兴趣，从而使学生在轻松的情况下掌握了本实验的知识，提高了学习效率。

在复习《测定金属的电阻率》时，利用了这样的歌诀：两个定律把ρ测，测U测I测直径；测D（直径）要用测微器，读数规则要注意；L测量莫松动初中物理论文，为减误差A外接；通过电流要适宜，变阻器使用记心中。第一句“两个定律把ρ测”，两个定律说明了本实验的实验原理，即电阻定律和欧姆定律，把“ρ测”说明了本实验的目的，即测定金属的电阻率；第二句“测U测I测直径”，说明了本实验需要测量的物理量，即导体两端的电压、通过导体的电流以及导体的直径；第三四两句“测D（直径）要用测微器，读数规则莫忘记”，强调了本实验应用的一个重要仪器―螺旋测微器以及螺旋测微器的读数规则；第五句“L测量莫松动” 强调测量长度时一要注意是接入电路中的有效长度，二要注意测量时导体不能松动；第六句“为减误差A外接”，伏安法测电阻，测量电路中电流表有外接法和内接法，本实验中为了减小误差测量电路中的电流表要用外接法；第七句“通过电流要适宜”，在用伏安法测量电阻时，通过待测导线的电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中明显增大；第八句“变阻器使用记心中”，变阻器接入电路中有分压式和限流式，在本实验中，由于待测导线的电阻不大，变阻器接入电路时用限流式。利用了这一歌诀，使学生快速掌握实验原理、思想、注意事项，提高了学习效率。

除了上述实验外，其它一些实验也可以采取这一方法复习。如《验证力的平行四边形定则》歌诀：白纸钉在木板处，两秤同拉有角度，读数画线选标度，再用一秤拉同处，作出力的矢量图。如《研究匀变速直线运动》歌诀：测a要用计时器（打点计时器），速度等于位移时间比，使用刻度尺量位移，打点周期0.02秒，交流电压4—6伏，利用推论（?s=aT2）求加速度。

篇（8）

1引言

本论文主要证明在RC电路放电时电压随时间的变化关系实验.

在RC电路中，当电容两端有电压时，关闭开关，电流通过电阻，此时电路中电压随时间的变化成何种规律。作者在一本教科书中发现前人已经得出结论，电压与时间的关系式是.作者通过实验测量出5个时间点的电压值与在相同时间点的理论值相比较，看两者是否接近或相等。

2设计原理及方法：

2.1RC电路放电原理：

电路的过渡过程是指从一种稳定状态转到另一种稳定状态所经历的变化过程，其变化十分短暂而且是单次变化过程。对时间常数τ较大的电路，可用慢扫描长余辉示波器观察光点移动的轨迹。对时间常数τ较小的电路，必须使这种单次变化的过程重复出现。为此，我们利用NE555方波发生电路输出的方波来模拟阶跃激励信号，即令方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；方波下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号，选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ，就可以观测电路的过渡过程.

在阶跃信号下，RC-阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ.

2.2时间常数τ的测定方法：

⑴根据-阶微分方程的求解得知

（1）

方程⑴为电容放电过程方程，其中U是放电前电容两端的电压.

当t=τ时，U0＝0.368U.此时所对应的时间就等于τ。其零输入响应的波形如图1测试电路如图2⑴所示.

⑵由零状态响应波形增长到0.632U所对应的时间就等于τ。其测试电路及波形如图2⑵和图3所示.

⑶微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的应用电路，它对电路时间常数τ和输入信号的周期T有着特定的要求.

RC串联电路，如果满足τ＝RC<<T/2（T为方波脉冲中的重复周期），且由R端作为响应输出，这就成了一个微分电路.

（2）

由式（2）可知：电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比，电路如图4⑴.

将图4⑴中的R与C位置调换一下，即由C端作为响应输出，且当电路参数的选择满足τ＝RC>>T/2条件时，则称为积分电路.

（3）

由式(3)可知：电路的输出电压与输入电压的积分成正比，电路如图4⑵.

2.3实验仪器与软件介绍

声卡是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波／数字信号相互转换的一种硬件.在一块声卡上有晶振，AD/DA转换芯片和数字处理芯片及其他辅助电路.因此，它可以作为数据采集卡使用，不过被采集号的频率被限制在音频范围之内.设定了采集频率，采样位数，缓冲区大小之后，再利用声卡的DMA方式进行数据采集工作。利用LabWindows/CVI环境下，借助硬件驱动程序对声卡的采集频率，采样位数，缓冲区大小等分别进行控制，根据用户的需要调整波形显示，进行波形分析，从而构成功能强大的虚拟存储示波器.

CoolEdit软件与外电路是通过声卡的连接,当外电路的开关关闭再打开,在CoolEdit软件的界面会显示出电压与时间的关系图形.将图形剪切下来,与.mav的文件形式储存起来.

MATLAB是数学软件,主要用于对图象的研究,精确度较高.

2.4实验设计方法

（1）设置声卡

①打开声音高级控制.

图5

②选择录音属性，打开录音音量控制面板，将输入方式选成Line。

③关闭不必要的声音特效，以免左右声道互相干扰。

④如果无信号时背景噪声较大，可以尝试将一些选项静音，特别是CD音频。

⑤调整输入和输出的平衡，可借助示波器部分和信号发生器部分实现。

这时信号是从LineIn口输入的.在输出音频信号时,输入口是没有信号的.

如果使用其他声卡,可参照以上步骤设置.注意使用万能声卡驱动程序或自带驱动程序,不要使用Windows带的驱动程序.如果仍无法正确工作,可换一个驱动程序试试.可能出现的情况:

a声卡上没有LineIn口,只有MIC口,在一些廉价主板集成的声卡上会有这种情况,因为MIC口通常是声道,也就是示波器只能单踪工作.

b打开信号发生器,示波器上同时显示波形,这是输出反馈到输入端造成的,可修改各项设置.

(2)在实验线路板上选取R=5kΩ,C=10μF组成如图2所示的RC充放电电路.NE555信号发生器输出的方波信号电压U=1.5V,频率f=1kHz,将自制电缆线Φ3.5立体声插头插入声卡的LineIn,另一边接到实验线路板上的激励端口所在位置.

(3)在虚拟示波器上观察激励与响应的变化规律,来测时间常数τ,通过调整虚拟示波器界面上的增益、时基和网格按钮,可清晰地观测RC的响应曲线,并可计算出时间常数τ.对于R=5kΩ,C=10μF的RC响应曲线如图6所示.

图6

(4)适当地改变电容或电阻值,观察波形变化情况,记录观察到的现象.

①选取R=10kΩ,C=10μF,观察并绘制响应的波形,继续增大C之值,定性地观察响应的影响.

②选取R=15kΩ,C=20μF,组成如图4(1)所示的微分电路,在同样的方波激励信号作用下,观测并绘制激励与响应的波形.

3数据分析电压时间

实验所测得电压随时间变化曲线如图7

4实验结果分析

①通过计算在相同时间点电压理论计算值与电压实际测量的结果的比例进行比较,我们可以发现相同时间的电压比值几乎相等,作者在通过改变R与C的值发现相似的结论,由此可以证实前人研究.

②本实验精确度较高,但难免有误差的出现,首先在截图时,很难从电压最大值开始截取;其次在用MATLAB对图形进行处理时,很难在特定时间内找到所对应的电压值点,作者因此选取在此附近的点,由此产生的误差可达到万分之一.而且用声卡测试仪器时,难免有噪音的的影响.

③声卡测试仪器的优点:可以将电路与计算机连接在一起,并截取录音,传送给计算机处理.

声卡测试仪器的局限性:容易受外界环境及本身其他的功能影响.

5结束语

本实验室属于计算机应用实验，难度较高。实验要求会使用CoolEditPro2.0，MATLAB6.1等软件,熟悉声卡的原理，计算机基本知识及物理原理等等.在此应该特别感谢鲁晓东老师,胡依杰同学及费芬同学对我的帮助,他们帮助我找到很多关于这方面的资料.在此次实验中证实前人已经得出的RC电路放电电压变化规律，即电压与时间的关系式结论.

篇（9）

1引言

本论文主要证明在RC电路放电时电压随时间的变化关系实验.

在RC电路中，当电容两端有电压时，关闭开关，电流通过电阻，此时电路中电压随时间的变化成何种规律。作者在一本教科书中发现前人已经得出结论，电压与时间的关系式是.作者通过实验测量出5个时间点的电压值与在相同时间点的理论值相比较，看两者是否接近或相等。

2 设计原理及方法：

2.1 RC电路放电原理：

电路的过渡过程是指从一种稳定状态转到另一种稳定状态所经历的变化过程，其变化十分短暂而且是单次变化过程。对时间常数τ较大的电路，可用慢扫描长余辉示波器观察光点移动的轨迹。对时间常数τ较小的电路，必须使这种单次变化的过程重复出现。为此，我们利用NE555方波发生电路输出的方波来模拟阶跃激励信号，即令方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；方波下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号，选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ，就可以观测电路的过渡过程.

在阶跃信号下，RC-阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ.

2.2 时间常数τ的测定方法：

⑴ 根据-阶微分方程的求解得知

（1）

方程⑴为电容放电过程方程，其中U是放电前电容两端的电压.

当t=τ时，U0＝0.368U.此时所对应的时间就等于τ。其零输入响应的波形如图1测试电路如图2⑴所示.

⑵ 由零状态响应波形增长到0.632U所对应的时间就等于τ。其测试电路及波形如图2⑵和图3所示.

⑶ 微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的应用电路，它对电路时间常数τ和输入信号的周期T有着特定的要求.

RC串联电路，如果满足τ＝RC

（2）

由式（2）可知：电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比，电路如图4⑴.

将图4⑴中的R与C位置调换一下，即由C端作为响应输出，且当电路参数的选择满足τ＝RC>>T/2条件时，则称为积分电路.

（3）

由式(3)可知：电路的输出电压与输入电压的积分成正比，电路如图4⑵.

2.3 实验仪器与软件介绍

声卡是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波／数字信号相互转换的一种硬件.在一块声卡上有晶振，AD/DA转换芯片和数字处理芯片及其他辅助电路.因此，它可以作为数据采集卡使用，不过被采集号的频率被限制在音频范围之内.设定了采集频率，采样位数，缓冲区大小之后，再利用声卡的DMA方式进行数据采集工作。利用LabWindows/CVI环境下，借助硬件驱动程序对声卡的采集频率，采样位数，缓冲区大小等分别进行控制，根据用户的需要调整波形显示，进行波形分析，从而构成功能强大的虚拟存储示波器.

Cool Edit软件与外电路是通过声卡的连接，当外电路的开关关闭再打开，在Cool Edit软件的界面会显示出电压与时间的关系图形.将图形剪切下来，与.mav的文件形式储存起来.

MATLAB是数学软件，主要用于对图象的研究，精确度较高.

2.4 实验设计方法

（1）设置声卡

① 打开声音高级控制.

图5

② 选择录音属性，打开录音音量控制面板，将输入方式选成Line。

③ 关闭不必要的声音特效，以免左右声道互相干扰。

④ 如果无信号时背景噪声较大，可以尝试将一些选项静音，特别是CD音频。

⑤ 调整输入和输出的平衡，可借助示波器部分和信号发生器部分实现。

这时信号是从Line In 口输入的.在输出音频信号时，输入口是没有信号的.

如果使用其他声卡，可参照以上步骤设置.注意使用万能声卡驱动程序或自带驱动程序，不要使用Windows带的驱动程序.如果仍无法正确工作，可换一个驱动程序试试.可能出现的情况:

a 声卡上没有Line In口，只有MIC口，在一些廉价主板集成的声卡上会有这种情况，因为MIC口通常是声道，也就是示波器只能单踪工作.

b 打开信号发生器，示波器上同时显示波形，这是输出反馈到输入端造成的，可修改各项设置.

(2) 在实验线路板上选取R=5kΩ，C=10μF组成如图2所示的RC充放电电路.NE555信号发生器输出的方波信号电压U=1.5V，频率f=1kHz，将自制电缆线Φ3.5立体声插头插入声卡的Line In，另一边接到实验线路板上的激励端口所在位置.

(3) 在虚拟示波器上观察激励与响应的变化规律，来测时间常数τ，通过调整虚拟示波器界面上的增益、时基和网格按钮，可清晰地观测RC的响应曲线，并可计算出时间常数τ.对于R=5kΩ，C=10μF的RC响应曲线如图6所示.

图6

(4) 适当地改变电容或电阻值，观察波形变化情况，记录观察到的现象.

①选取R=10kΩ，C=10μF，观察并绘制响应的波形，继续增大C之值，定性地观察响应的影响.

②选取R=15kΩ，C=20μF，组成如图4(1)所示的微分电路，在同样的方波激励信号作用下，观测并绘制激励与响应的波形.

3 数据分析电压时间

实验所测得电压随时间变化曲线如图7

4 实验结果分析

①通过计算在相同时间点电压理论计算值与电压实际测量的结果的比例进行比较，我们可以发现相同时间的电压比值几乎相等，作者在通过改变R与C的值发现相似的结论，由此可以证实前人研究.

②本实验精确度较高，但难免有误差的出现，首先在截图时，很难从电压最大值开始截取;其次在用MATLAB对图形进行处理时，很难在特定时间内找到所对应的电压值点，作者因此选取在此附近的点，由此产生的误差可达到万分之一.而且用声卡测试仪器时，难免有噪音的的影响.

③声卡测试仪器的优点:可以将电路与计算机连接在一起，并截取录音，传送给计算机处理.

声卡测试仪器的局限性:容易受外界环境及本身其他的功能影响.

5 结束语

本实验室属于计算机应用实验，难度较高。实验要求会使用Cool Edit Pro 2.0，MATLAB6.1等软件，熟悉声卡的原理，计算机基本知识及物理原理等等.在此应该特别感谢鲁晓东老师，胡依杰同学及费芬同学对我的帮助，他们帮助我找到很多关于这方面的资料.在此次实验中证实前人已经得出的RC电路放电电压变化规律，即电压与时间的关系式结论.

篇（10）

2科技竞赛的组织实施

2．1科技竞赛项目及要求

首先关于举办大学生物理实验科技竞赛的通知。竞赛分为初赛、实验操作和答辩三个环节进行，报名与参赛均以组为单位，每组两人。初赛以笔试形式考查报名选手的基本知识和基本实验技能。实验操作考察学生的动手能力和灵活运用所学知识设计实验的能力，参照我校现有仪器和条件，提出竞赛项目及要求：（1）学生在校期间完成的物理思想清晰，物理知识点明确的实验制作或测试方法和手段。（2）学生在校期间完成的物理思想清晰、与实验相关的科研论文和教学论文。教学论文包括物理实验内容和方法的改进、现代测量技术在物理实验中的应用以及实验数据处理优化等。（3）对物理实验现有仪器进行改进，使操作更加便捷、测量更加精确；对物理实验现有仪器进行重新组合，开发新的实验项目，完成新的实验功能；基于物理课现有实验项目，提出新的实验方法。实验操作中要求两名选手团结协作，按照自己的设计方案在规定时间内完成仪器调试、数据测量、提交报告。

2．2评判标准

由任课教师对学生提交的论文进行评定，要求论文的物理思想清晰，物理知识点准确，论文结构合理，语言描述流畅，符合科技论文的基本要求。

2．3评奖办法

由任课老师在每自然班筛选出三组同学进入最终的竞赛，评奖小组由所有任课教师和物理实验老师共同组成，最终采用答辩方式确定前三等奖，并颁发获奖证书及奖金。其成绩可按一定比例计入大学物理实验课程的总成绩。很明显，这种充分体现学生实践能力的竞赛项目及评奖活动，会充分激发教师和学生做好物理实验的积极性和“教好”与“学好”的热情，可有效地将老师和学生结合成统一的整体。

2．4科技竞赛项目实例

竞赛项目：利用万用表检测较为复杂的集成电路故障所需仪器：万用表；集成电路操作过程分析：首先要根据故障现象，判断出故障的大体部位，然后通过测量，把故障的可能部位逐步缩小，最后找到故障所在。集成电路中总有一个接地脚与印制电路板上的“地”线是接通的，由于集成电路内部都采用直接耦合，因此，集成块的其他引脚与接地脚之间都存在着确定的直流电阻。可通过用万用表测量各引脚的内部等效直流电阻来判断其好坏，若各引脚的内部等效电阻与标准值相符，说明这块集成块是好的；反之若与标准值相差过大，说明集成块内部损坏。当然，由于集成块内部有大量的三极管、二极管等非线性元件，在测量中单测得一个阻值还不能判断其好坏，必须互换表笔再测量一次，获得正、反向两个阻值。

只有当内部直流等效电阻正、反向阻值都符合标准时，才能断定该集成块完好。也可采用在路测量。先测量其引脚电压，如果电压异常，可断开引脚连线测接线端电压，以判断电压变化是由元件引起，还是集成块内部引起。在路检测集成电路内部直流等效电阻时可以不必把集成块从电路上拆下来，只需将电压或在路电阻异常的脚与电路断开，同时将接地脚也与电路板断开，其他脚维持原状，测量出测试脚与接地脚之间的内部直流等效电阻的正、反向阳值便可判断其好坏。效果与不足：学生通过竞赛对万用表的使用方法和注意事项有了更加深入的理解，通过对复杂的集成电路故障的分析检测，对各种仪器设备的电路故障分析检测能力有了明显的提升，懂得了学以致用的乐趣，对其他的物理实验项目也有了浓厚的兴趣。不足之处是每个自然班只有三组同学参加竞赛，竞赛的影响面不够宽广，今后要进一步扩大参赛同学的人数。

篇（11）

2教学方法改革

2.1以多媒体技术进行辅助教学，以形象代替抽象

近年来，射频电路应用的频率越来越高，为适应现代通信技术发展的需要，让学生了解高频电子通信技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。教学过程中，使用多媒体手段进行辅助教学，将教材中的图形、文字、公式及推导过程形象的展示在课堂上，以取得更好的教学效果，同时，对重点、难点部分设计生动的Flas演示，便于学生对内容的理解和提高学习兴趣。在课堂上使用ADS等软件，对相关章节涉及的实验进行现场演示，直观地反映电路的工作原理，让学生更加形象地掌握电路的工作原理和工作过程，使学生对整个电路有更加深刻的认识。以形象代替抽象，提高了传统教学方法及手段难以达到的教学效果。

2.2通信电子电路课程设计

课程设计是继理论教学和实验教学之后的又一个重要的实践性教学环节，它的任务是在学生掌握电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后，利用Multisim、ADS等EDA软件让学生综合应用通信电子电路知识进行高频通信系统电路的仿真设计、安装和调测，提高综合应用知识的能力。在理论课程教学期中考试完成以后，引导学生在教师的指导下，自主选题、自主设计来完成，设计过程中要进行数据分析处理和撰写总结报告等工作，不断提高同学的自我学习能力、团结协作能力和组织实施能力。具体做法是：（1）自主选题（3名学生自由组合为小组），利用Multisim、ADS等EDA软件对选题进行调研、分析和设计，并利用软件仿真得出较为合理的参数和结果；并用实验完成选题的设计要求，形成创新性作品。（2）学生根据选题任务书撰写论文。（3）教师根据创新性作品完成情况、论文评定给出成绩，成绩计入学期总成绩。（4）选拔部分能力较强的学生设计制作实际电路，为参加课外科技创新活动做准备。

3理论课程中软件实验环节建设

通信电子电路理论课程配有相应的硬件实验课程，该课程传统开设的实验内容以单元电路的验证为主，且实验条件有限，学生的主观能动性没有充分发挥。鉴于目前射频电路的应用越来越广泛，我们对课程进行改革，加入软件实验环节，让学生利用ADS等软件完成射频通信电路的设计、仿真和测试，对一些新技术、新器件，及硬件实验无法进行的实验内容，可以利用仿真软件及时的跟踪、了解、学习使用。提高其综合应用和动手实践的能力。如软件实验之一“射频宽带放大器的设计与仿真”，我们进行了直流分析、设计偏置电路、电路稳定性设计、输入匹配设计、匹配网络的实现和原理图仿真等内容。在2.45GHz处，增益为14dB，噪声系数小于0.7dB，整个电路无条件稳定，实现射频宽带放大器的设计。通过射频宽带放大器的实验，使学生对理论知识有了更深刻的认识，并锻炼学生的实践动手能力，达到了预期的效果。

4促进教学团队的建设

通过“通信电子电路”课程改革与实践教改项目的实施，不断吸引教师加入，形成教师团队，建设一支结构合理、学术水平高、教学能力强的教师梯队。在完成“通信电子电路”、“通信电子电路实验”课程的教学、指导电子设计竞赛，形成团队互动，优势互补、资源共享，提高指导教师的综合实践能力，提升竞赛成绩。