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模拟电子技术课程的实践

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  摘 要:为培养具有创新思维和创新能力的应用型人才,为使模拟电子技术课程能够理论与实际有机结合起来,更突出其实践性,在教学改革中增加课程设计这一教学环节。通过集成运放的课程设计,拟在培养学生分析问题、解决问题和团队协作的综合能力,同时提高学生的创新意识和实际动手能力。
  关键词:模电 实践性 集成运放 课程设计
  模拟电子技术基础(以下简称模电)是电子信息类专业重要的基础课程之一。本课程不仅具有较强的理论性,还具有很强的工程性和实践性。近年来,为培养具有创新思维和创新能力的应用型人才,为提高学生的设计能力和实际动手能力,在教学改革中更加强调本课程的实践性和应用性[1]。
  一、模电课程的实践性
  由于模电课程具有理论性较强,且教学内容繁杂、概念抽象的特点,学生学起来枯燥乏味,没有浓厚的兴趣。最让学生困惑的是学完模电课程后,不知道所学知识拿来干什么,如何应用。基于这种现象,为使学生能够学以致用,提高学习兴趣,获得较好的教学效果,在模电的教学改革中增加课程设计这一教学环节,将理论与实际有机结合起来。通过课程设计,不仅培养学生分析问题、解决问题和实际动手的能力,更重要的是使学生深切体会到如何将所学的理论知识应用到实际中去,真正感受到学习模电知识的意义。经过一段时间的实践,取得了良好的教学效果。
  二、课程设计的实施
  1.设计题目
  要求使用通用集成运放芯片LM324,按如下功能框图设计出实际电路,以实现下述电路功能:
  使用低频信号源产生,的正弦波信号,加至加法电路的一个输入端,加法电路的另一输入端加入由学生自己设计的峰-峰值为2V、周期0.5ms的三角波信号UO1,要求加法电路的输出电压。经滤波电路滤除的高频分量,得到信号频率为的信号,要求为峰-峰值为8V的正弦信号,用示波器观察应无明显失真。信号再经比较电路后,在其2 KΩ 负载上得到峰-峰值为2V 的输出电压。
  要求设计出该电路,用multisim仿真软件进行仿真,并搭建出实际电路,调试并测试出uo1、uo2、uo3、uo4的输出波形[2]。
  2.设计题目的特点
  本课程设计的目的在于考查学生对模电的理论知识和集成运放实际应用的掌握情况。应用集成运放进行三角波产生电路、加法电路、滤波电路以及比较电路的设计。这一设计内容涉及了整个模电的知识体系,并把各知识模块有机地结合起来,具有较强的综合性。学生通过课程设计,对模电课程不仅具有一个较为完整的系统概念,同时对学习模电的意义也有了进一步的了解[3]。
  三、课程设计实践体会
  对于集成运放,课程设计之前学生只有一点肤浅的理论知识,对其应用和参数的选择完全没有概念。而通过课程设计,尤其是通过具体的集成运放芯片LM324,让学生学会利用互联网从查阅资料开始,对相关资料进行调研,拟定出设计方案,进行电路参数的选择和设计,完成相应的仿真、安装、调试和测试的整个设计过程。使学生对完成一个电路设计的整个过程有了更深刻的了解。
  而对三角波产生电路、滤波电路以及比较电路的设计,由于学生进行课程设计时,理论课并未讲授到这些部分的内容,学生必须通过MOOC平台或教材自学以掌握相关的知识进行电路设计,这样促使学生养成自学的习慣,同时提高了学生的自学能力和分析问题的能力[4]。
  值得一提的是,在整个设计过程中,学生除了对模电理论知识有了更进一步了解外,还学会了利用理论计算公式和器件手册对元器件参数进行设计。在这个过程中学生体会到按理论公式计算得出的理论值与实际测试结果有着较大的差异,使学生深刻理解理论与实际的差别。这就要求学生以理论去指导实践,通过一次次的电路调试,不断摸索、不断分析、不断改进,尝试如何去解决整个设计过程中遇到的各种问题,最后达到满意的设计效果。通过本次课程设计的实践,不仅培养了学生分析问题、解决问题和团队协作的综合能力,还提高了学生的创新能力和实际动手能力。
  结语
  通过本次课程设计,学生对模电有了新的认识,同时对电子电路的专业知识得到了很大提高,加深了理论与实际的联系,使学生学到了许多书本上学不到的东西,学生深感受益匪浅。
  参考文献
  [1]康华光,电子技术基础模拟部分第六版[M].北京:高等教育出版社,2013.
  [2]杨素行,模拟电子技术基础简明教程[M].北京:高等教育出版社,2006.
  [3]杨明欣,模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2012.
  [4]刘婕,陈彬兵,贾绍芝.模拟电子技术基础课程教学改革浅析[J].课程教育研究,2018,09(39):32-33.
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