基于翻转课堂的电子线路开放式课程设计
摘要：本文以杭州电子科技大学生仪学院电子线路课程为例，介绍了基于翻转课堂的教学模式结合开放式课程的实践教学：首先，将电子线路实践类课程进行改革，设置分层教学的体系架构，通过翻转课堂的形式，将知识理论的内化放在课前，将课程组织的重点放在实验和实践环节，强化、加深学生对知识点的理解。经过三年的探索与实践，我们取得了较好的教学效果。
关键词：翻转课堂;教学模式改革;电子线路;实践课程
一、前言
电子线路实践教学是电子信息类工科专业课中重要的组成部分，是培养学生技术应用能力和操作动手能力的重要环节。为提高学生的实践创新能力，需要不断改革教学内容，改善教学方法，增加实验教学时间。与传统的电子线路实践教学相比较，开放式的综合设计实践教学得到了广泛认同，在培养学生综合素质方面取得了显著的效果。但综合设计性实践的授课时间长，课程学时量大，对实验室场地、实验室的使用时间、实验授课人员的需求倍增。翻转课堂的教学模式是把传统的学习过程翻转过来，将知识传授通过信息技术的辅助在课前完成;实践的过程，即知识内化在教师的指导和同伴的协助下在课堂上完成。因此，我们将翻转课堂的教学手段运用到开放式课程中，结合两者的优势，提出了一种基于翻转课堂教学模式的电子线路开放式课程设计。
二、电子线路实践课程的开放式教学模式设计
首先，对电子线路实践教学的课程进行分层设计，结合基础性验证实验、开放性综合实验、创新设计三种实践模式，使得不同难度的内容衔接交错，实现“基础”、“设计”与“创新”的有机统一。依据实验内容的难度和课时数将电子线路实践的教学内容分成三个层次：一是“基础验证”，内容相对基础，覆盖面宽泛，完成难度相对简单。其教学目标是使学生全面掌握常用器件、常用工具，为后续课程奠定基础。二是“设计实践”，给定设计目标和必要的电子器件，由学生自主设计完成一个内容相对综合、难度适中的设计任务。其教学目标是使学生通过查找资料、比较和验证，完善设计方案，完成理论报告和实物制作。三是“创新项目”，只提供设计目标、功能指标和性能指标，由学生个人或组队完成一件实物作品。其教学目标是使学生初步掌握电子产品的设计和开发。这三种难易程度不同的课程设计，不但可以完成基本的教学目标，还能充分发挥学生的主观能动性，让学有所长的学生得到更大程度的提升。
其次，创新电子线路实践课程的教学模式，建立开放的教学氛围、开放的教学过程，改革教学考核方式，从而突破实验场地不足、器件资源不充足等局限，充分发挥学生的主观能动性。传统的电子线路实践教学，要求实践的全过程集中在特定实践、特定地点和特定内容上。我们在“基础验证”的基础上提出了“设计实践”和“创新项目”这两种教学模式，模糊课内与课外的界限，拓展了实践过程中“教”与“学”的概念和内涵。实施新的教学模式的关键在于开放的实践过程，即不再将课程的全过程都集中在特定的时间、特定的地点和特定的内容上。
三、电子线路开放式课程的翻转课堂教学模式
翻转课堂的本质是一种整合化的主动学习工具，其组织形式包括项目驱动法、问题解决式学习、案例教学、在线观看视频、在线测试等教学元素。参照美国翻转课堂教学先驱Robert Talbert教授所总结的翻转课堂的实施模型，我们提出了更适用于电子线路开放式课程的翻转课堂教学模式。
翻转课堂教学模式在电子线路开放式课程中的应用，包括课前、课内和课后三个阶段。
(一)课前
教师根据教学目标制作教程材料，供学生自学，其形式包括教学视频、在线测试以及实物模型等。教师借助在线统计工具，评估学生对知识点的认知程度，有针对性地调整课堂活动。以基础验证部分的教学环节为例，其教学目标是向学生介绍常用工具、常用元器件的外形特征和选型。我们将每节课分解为2～3个知识点，为每个知识点录制5分钟左右的视频，学生观摩后在线答题，然后进入下一个知识点的学习，由此完成课前的知识传递。
(二)课内
知识的传递在课前完成，而知识的内化则是在教师的指导和同伴的协助下在课堂上完成。翻转课堂对教师最大的挑战在于如何使课堂上的学习活动促进学生更深层次的学习，加速知识的内化。我们设定的教学目标是让学生利用所学知识，通过查找资料、比较和验证，完成理论报告和实物制作。这一阶段，通过项目驱动、学习小组等，组织学生进行互学、互助、互评。由于前期的认知结构、先备知识、学习经验存在差异，学生间的交流与合作更易于查漏补缺。
(三)课后
通过课堂上的互动和讨论，学生明确了知识点的疏漏，利用教师提供的学习资源进行巩固和补救，整理和完善各组的项目成果，由教师进行总结性评价，从而完成翻转课堂的过程。
基于翻转课堂的开放式教学模式，不仅突破了实验场地不足、课时数不充足的局限，还能提高教学效率，充分发挥学生的主观能动性。不过要普遍应用这种新的教学模式也存在一些难题：教师需要花费更多精力制订明确可达的学习目标，设计清晰简练的学习路线，精心组织课堂活动调动学生的学习积极性;要求教师具备更高要求的职业技能，加大了教师的工作量，从而增加了教学难度。
四、翻转课堂的开放式实践教学案例
下文以“带记忆调光台灯电路制作”这一教学项目为例，介绍翻转课堂在开放式实践教学中的应用。
(一)教学目标
实施分层教学，允许学生根据个人情况选修不同程度的项目，分别设置学习目标如下：①基础验证部分。掌握带记忆调光台灯设计原理，熟练掌握焊接技术，可以通过测试、分析排除故障。②设计实践部分。掌握用Protel DXP软件绘制原理图的技术，独立完成带记忆调光台灯设计原理图绘制，掌握印制电路板制作过程，熟练掌握焊接技术，通过测试、分析等排除故障。③创新项目部分。根据项目提供的功能和性能指标，自主设计一种调光台灯，自主完成器件选型，绘制原理图，运用软件仿真，制作实物，进行焊接、调试，测试并分析故障原因。
作者：尹克 徐莹
摘要：《高频电子线路》是我校电子信息工程专业本科生的一门专业核心课程。本文针对该课程内容多、理论性和专业性强等特点，为了提高教学效果，在教学过程针对性地引入面向系统级的仿真设计，提高学生的学习兴趣和实践能力，改善教学质量。
关键词：高频电子线路;系统级仿真;教学改革
随着现代电子技术和通信业的迅速发展，通信系统(尤其是无线通信系统)已广泛应用于工农业生产和日常生活等多个领域中，因此当前社会上迫切需要相关专业理论知识扎实、实践能力强的专业性人才，而《高频电子线路》正是培养这类人才所必须的，《高频电子线路》也是我校电子信息工程专业本科生的一门专业核心课程。该课程的显著特点是教材中包含内容多、单元功能模块电路多、元器件分析较复杂，其中关于非线性电路的分析也涉及到大量的理论推导，理论性较强，学生在学习过程中普遍感觉内容比较枯燥，难以提高学习兴趣和积极性，从而造成对基础知识、理论的理解及掌握不够深刻。目前的高频电子线路实验大多是基于现有的实验箱或实验板，是单元电路的验证性试验，而且其中某些实验易受外界干扰，实际教学效果非常有限。针对该课程在理论和实验教学中所存在的问题，笔者经过近几年具体的教学实践，通过有针对性地引入面向系统级的仿真设计，使学生首先建立起无线通信系统级的概念，同时加深对每一级单元功能电路信号模型和理论基础的掌握，然后再具體从每个功能单元模块出发，对各部分的实际电路进行具体讲解和分析，最后通过系统级的电路仿真对课程所学知识进行综合运用。
一、高频电子线路实验的特点
高频电子线路课程中的实验主要包括以下两方面：1)利用已有实验箱或实验板的实际电路功能测试与分析实验，例如单/双调谐放大器、高频功率放大器、LC反馈式振荡器、振幅调制/解调等，但是这些实验都是按照相关的实验指导书“按部就班”地进行实验操作，大多是单元电路的验证性实验，其电路中的元器件参数很难调整，极大地限制了学生的创造能力，而且某些实验(例如混频、调幅与解调等)易受外界干扰，导致实际教学效果非常有限。2)基于电路仿真软件(例如Multisim，Pspice等)的功能单元电路仿真与分析，能够在一定程度上克服实际实验中存在的参数调整困难、电路形式固定、易受外界干扰等问题，但是目前大多的电路仿真分析只是停留在单独功能单元电路的仿真上，这就使学生缺乏对无线通信全链路级的认识和掌握。
二、面向系统级的仿真设计
针对上述问题，结合近几年的教学实践，通过有针对性地引入面向系统级的仿真设计，使学生牢固地建立起系统级通信系统的概念，加深对每一级功能电路信号模型的掌握，然后再从每一个功能单元模块出发，对各部分的实际电路进行具体讲解和分析，最后通过电路级全系统仿真对课程各章节所学的独立知识进行综合与运用。
1.基于Matlab Simulink的系统级仿真实验。Simulink是Matlab环境的重要组件，能够提供动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境，通过相对简单的操作可以构造出较复杂的系统。通过对通信系统的发射/接收通道在Simulink环境中进行建模，可以使学生建立牢固的通信尤其是无线通信设备系统级概念，加深对整个发射/接收链路和单元电路的数学模型掌握，从根本上彻底解决理论基础薄弱的问题，同时对于已建模的通信系统，也容易进行相关参数的调整，便于分析不同参数对整个链路中各信号时/频域特性的影响，另外，借助于Simulink中集成的虚拟测试仪器和Matlab自身强大的数据分析及绘图功能，能够对全链路中各关键点处的信号波形进行直观观测和深入分析。例如图1所示为AM调制无线通信系统的发射通道Simulink仿真结果，图1(a)为AM调制仿真链路的建模，包括了低频放大器、调制器、载波、功率放大器等模块，还有相应的虚拟示波器和相应的频谱分析仪，以便观察各信号的时域与频域波形。图1(b)和(c)从上向下分别为消息信号、载波和AM已调波的时域波形和相应的频谱，从中可以形象化地观测到输入输出各个信号的时域和频域特性。
2.基于Multisim的电路级系统仿真实验。基于Simulink的系统级仿真实验能够使学生从通信系统的发射和接收全链路出发，牢固地掌握高频电子线路课程所包含的基本理论及各功能单元模块的信号模型，在此基础上，再结合教材中各独立章节关于具体单元电路的详细介绍，以电路的具体形式实现上述每个单元模块的功能，这就要用到基于电子元器件的电路级仿真软件，例如Multisim，电路级的仿真分析不仅能从直观上观测电路的组成结构和各个关键点的电流电压波形，而且可以较容易地调节电路中各元器件的参数，观察到输出信号与电路中各关键元器件参数之间的直接关系，能够作为理论分析和推导的重要补充和充分验证，例如在改进型三端式电容反馈振荡器(克拉波振荡器)的讲授中，利用Multisim仿真软件设计相应的克拉波振荡器电路图，如图2所示。图3为克拉波振荡器输出的正弦振荡信号波形和相应的实时频率测量结果，通过比较图3(a)和(b)可以得出，通过改变电路中C4的电容量，振荡器的输出频率会有明显变化，可以和理论估算的结果相对比，以验证理论分析和相关参数工程估算的正确性。在讲解完各单元模块电路的基础上，就可以实现电路的系统级仿真，建议初始阶段以分立元件为主进行全链路的设计和分析，后续可以利用现有的集成IC芯片完成相应的高频电路设计。
三、结论
经过近几年高频电子线路课程的实践教学，逐渐发现了在该课程理论和实验教学中存在的一些问题，并通过有针对性地引入面向系统级的仿真设计，经过上述改进后的讲授获得了学生的普遍认可和广泛好评，学生的学习兴趣和积极性显著增加，对基本概念的掌握更加牢固，实际分析及解决问题的能力也有了一定提升，教学质量明显提高，后续将进一步结合现有的集成IC芯片，从系统级电路仿真实验向“高频电路设计-PCB设计-电路焊接、测试与分析”层面发展，以期进一步提高学生的实践和创新能力，培养出满足社会需求的卓越人才。
参考文献：
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作者：郭交，秦立峰，靳标
[摘 要] 随着科技和教育手段的进步，将信息技术应用于中职电子线路教学日益受到重视。在教学活动中，信息技术可以丰富教学素材，营造轻松氛围鼓励中职生大胆想象，更好地培养学生的创新能力。信息技术或丰富形象的画面、或悦耳动听的声音、或鲜艳生动的图像，大大激发了中职生的学习欲望，通过调动中职生的多种感官，使中职生保持良好的学习状态，有利于中职生专业素养的提高。
[关 键 词] 信息技术;中职电子线路;学习兴趣;应用策略
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一、引言
运用信息技术来制作教学微视频，不仅能够避免教学过程中书写板书浪费的時间、体力及财力，而且微视频能够呈现出生动的画面，明显提高教学效率及效果，这也是传统的教学方式所不及的地方。中职生的思维方式容易被微视频所带动，传统说教式教学不仅会局限中职生的思维想象，影响中职生的健康成长，而且时间长久后中职生便可能产生厌学情绪，对中职生的发展极为不利。而现今将信息技术运用于中职教育当中，能够以一种更加丰富多彩、生动活泼的形式来促使中职生健康快乐的成长。当然，倡导利用信息技术进行中职教育并不是要让信息技术取代传统的教学方式，而是希望将信息技术以合适的方式融入当前的中职电子线路教育当中，以提高学前教学的效率及效果。本文以微课视频教学为例，探讨了信息技术在中职电子线路教学中的作用。
(一)传统“面授”式教学的缺陷和不足
1.学生人均教学时间不足
本班授课教教师的“面对面、手把手”教学是传统的“面授”式教学。实际的情况是，往往是一位教师需要面对四十多位的学生进行教学，而真正将指导练习的时间平摊到每一位学生上，可能连几十秒都不到。
2.传统电子线路课堂教学模式效率低下
在传统教学过程中教师书写板书浪费了很多时间、体力及精力，而在微课当中能够呈现出比较生动的画面，明显提高教学效率，这也是传统的教学方式所不能达到的效果。
3.学生主体地位不明确，对课堂没有足够的积极性，不能全身心地投入课堂中去
另一方面，职业学校的学生的基础相对比较薄弱，也没有好的学习方法和学习习惯，学习的动力也不充足，导致会出现各种各样的问题。中职教育的学制只有三年，所以就要在这三年内学习完所有的专业知识，如《电子线路》这门课程，安排的课时很少，但是课程的内容却十分的繁杂，教师为了在规定的时间内完成这门课程的教学任务，把课程有关的知识全数教给学生，就不断地进行课改，但是成效不大，教学的任务必须完成，所以只能由教师主导整个课堂，在每节课上都安排好所有的内容，没有一点空闲时间，也没有时间深究学生有没有全部消化。学生自然就会分神，不会集中注意力去配合教师的教学，最后也只能说教师把课程都讲完了，至于有没有完成教学任务，也只有学生自己知道。
4.多媒体技术未发挥效能
现代化的教育手段并没有应用到中职学校的课堂上，多媒体技术的发展冲击了传统的教学模式，多媒体课件被应用到课堂的教学上之后，已经不再是教师单纯地讲，学生在下面听的时代了，而是学生参与到课堂中去，和课堂成为一个整体。传统呆板枯燥的教学模式已经无法适应现代化教学和新时代学生的需要了。但是就目前的效果来看，并没有达到预期的成效，究其原因是因为很多学校和教师并没有把多媒体课件的作用发挥到最大，仅仅是把它当作一个电子书本来应用，多媒体课件虽然在一定程度上减少了教师的教学压力，但是也增加了学生的负担，因为使用多媒体课件教学，教师的授课节奏会加快，一节课的知识量也会增加，很多内容学生来不及消化，也就达不到良好的教学效果。
5.课堂内外学习模式差异大
在信息化充斥的社会，学生的思维也在发生着变化，他们的学习方式已经不会局限在课堂了，除了从书本和课堂上获取知识之外，他们还会利用互联网来查找资料，相比书本，后者更加的简单高效，而且还配有音频视频教学，弥补了课堂教学的枯燥烦闷，同时，校外更加自由，学生完全可以根据自己的需要来获取想要的信息，这样一来，校内外具体的反差或使他们更加厌倦课堂的教学。
(二)“微课视频”比较“传统面授”的优势
1.观看随意
学生对重点内容可以反复的观看，做到哪里需要加强多看哪里，跟着微课逐步进行练习，提高我们的学习效率。
2.专业的讲解过程
由学习质量高的学生和中文专业的老师进行微课的全程拍摄，可以确保教学过程的质量和规范性。
3.真正的“一对一”教学
学生不仅可以在课堂中观看微课视频，同时还能回到家里观看复习，还能通过网络和教师交流请教，实现“一对一”教学。
二、微课设计与教学实践
(一)根据内容特点来设计微课
根据课堂学习的内容重点进行微课的设计，包括基本概念典型例题的讲解和分析，重难点的教学方法、练习手段、后期制作等环节，分层次的一一录制教学微视频，上传到观看平台。
1.微课制作与保存、上传
挑选有电子线路基础较高的学生录制微课教学视频，女生两人，男生一人(更贴近学生，激发其他学生的自信心和学习兴趣)。利用闲暇时间进行拍摄，然后对录像进行后期配音、画图、注解、剪辑、配字等制作，完成微课视频的创作。
2.关注不同群体
班里的学生肯定有能力不同的层次，我们的教学视频可以分成两块内容：“基础部分”和“延伸部分”。基础部分需要强制每位学生都要完成，延伸部分可以是学生在已经掌握“基础部分”的基础之上后进一步提升自己的知识面。
3.丰富微课视频类型
微课视频不仅有AVI、WMV格式的视频格式文件，还有“SWF”格式的“动作分解视频”，这种类型的视频可以由学生自由点击想要学习的内容，使学生更直观地学习知识。将制作完成的教学视频保存在学校配备的移动教学电脑中，同时通过优酷PC 端上传网络空间及校园资源平台。
(二)中职电子线路微课教学实践
传统的电子线路课堂教学模式，教师教学生学，不能很好地调动学生学习的积极性。通过微课能够顺利实现分层教学，以及培养学生的自主学习的能力。
1.分层教学
中职电子线路相比其他科目，主要是以实践操作为基础的学科。电子线路中的很多概念，基本原理等都是通过一系列的电子线路实验获得的。电子线路实验能够帮助学生更加深入地理解电子线路的基本知识点，这样才能够学以致用。每一个知识点的相关实验都需要学生清楚的理解和掌握，但是由于学生之间的个体差异，对知识点的掌握理解程度不同，如果教师采用平行教学，很难兼顾到每一个学生，采用微课教学就能够很好地解决这样一个问题。教师将知识点分散制作成视频，那么学生就可以根据自己的需要选择性的学习，体现了分层教学的思想。
2.播放微课视频，引导观察
微课设计时需要注意选择鲜明的主题，在教学过程当中激发学生的兴趣是非常重要的，微课教学也不例外。因此，在用微课作为辅助手段教学的过程当中，在学生学习完每个知识点以后，最好配以例題以检验教学效果，巩固所学知识点，最大限度地激发学生学习知识的欲望。除此以外，在教学过程当中，教师也可以根据学生的理解掌握情况，暂停或者快进播放微视频。同时进行师生互动对话，逐步引导学生主动思考，自主探索发现。例如，可以通过提问的方式：“刚刚在视频里同学们看到了什么?有什么不一样的地方?”这样一步步引导，让学生根据自己的看法发表意见，对视频中难以理解的地方，也可以及时请教教师。
3.利用微课提高实践操作能力
电子线路这门课程是一门理论和实践相结合的课程，需要熟练的使用各类电子元器件的数据手册，并且设计分析一些常用的电路图。学好这门课程的核心就是要掌握电路安装和调试操作的技能。有的学生对专业知识的掌握不够熟练，可能就会觉得这门课程十分枯燥，而传统的教学模式通常是以教师讲解理论知识为主，只有很少一部分的学生会理解实验的整个过程和要点知识，大多数学生只是简单地跟着教师的步骤来操作实验，并没有多大的积极性和自主性，慢慢地学生就会失去自主思考的能力和创新思维的能力。微课就是通过视频教学的方法把理论知识传授给学生，让他们熟练掌握理论知识之后再开始实践操作，学生可以在微课上看到电子视频实验的整个过程，对一些仪表部件也会有一个新的认识。对整个课程的难点，如晶体三极管的检测，教师就可以提前制作并整理好相关的微课，给学生演示判断的过程，详细地分解检测方法和技巧，为整个实验打下扎实的基础。
三、结论
我们使用的微课其实就是信息技术中的一部分缩影，微课可以将复杂的问题变得更简单，将枯燥无味的问题变得有趣，将静止不动的问题变得很动态，将抽象缥缈的问题变得更具体形象。在当下的教育中合理运用信息技术，不但能够减轻教师的负担，而且还可以刺激学生的学习兴趣，把教学质量更上一个台阶，促进中职生的全面协调发展。信息技术为学生的发展提供了新思路，开辟了新方向，有利于中职教育质量的不断提高及发展。通过微课的形式进行学习，提高了学生的学习效率和学习质量，所以说，微课是一个值得推荐、值得推广的一种学习形式。
参考文献：
[1]王立广.浅谈如何提升中职教育微视频课件制作有效性[J].课程教育研究：新教师教学，2014(14).
[2]孟艳丽.微视频技术在中职教育中的应用[J].教育教学论坛，2014(34)：271.
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[4]李姣姣.信息技术在中职绘画活动中的运用研究[J].考试周刊，2015(31)：194.
编辑 陈鲜艳
作者：孙君义
电子技术基础课程设计
§1 电子系统设计基础知识
电子系统通常由四部分组成，输入电路，变换、控制运算电路，输出电路和电源。
图1 电子系统框图
输入电路接收被测或被控对象的有关信息，经变换放大、运算，把结果送给输出电路，输出电路把送来的结果经输出电路处理后去驱动执行机构。电源是供给各部分必需的电压和电流。
l、电子系统设计步骤 (1)方案设计
根据设计任务书给定的技术指标和条件，设计出完整的电路。在这一阶段的主要任务是准备好实验文件，它包括：
A、画出主要单元电路、数据通路、输入、输出及重要控制信号的概貌框图。 B、画出构成电路的详细电路图。 C、简要说明系统的工作原理。 (2)方案试验
对所定的设计方案进行装调实验。对一个仅从理论上设计出来的电路往往是不成熟的，可能存在许多问题，必须通过装调试验。发现实验现象与设计要求不相符的地方，通过分析、试验，找出解决的方法，来不断改善原设计方案，甚至修改原方案。 (3)工艺设计
完成制作实验样机所必需的文件资料，包括整机结构设计和印刷电路板设计。 (4)样机制作和调试
在修改和完善方案设计、工艺设计的基础上，完成样机外壳和构架的加工、元器件的焊接和组装、整机调试和指标测试等工作。最终制作出符合指标要求的性能样机。 (5)总结鉴定
考核样机是否全面达到给定技术指标要求，能否长期可靠地工作。同时写出设计总结报告、只有通过鉴定后方可投入试生产。
由上述设计步骤可以看出，电子系统的设计最终是要制作出生产样机或定型产品。整个过程是较复杂的。由于学时数有限和设备条件的限制，我们只能选择方案设计、方案试验和写总结报告三个环节作为训练重点。
2、设计的基本方法
(1) 根据技术指标和系统功能要求，把复杂的电路系统分解成若干个独立的功能单元。每个单元可由若干个集成电路或分立元件来完成。分解的单元不宜太多，以免造成单元间连接错误。但也不能太少，造成一个单元太复杂，一旦出故障难以查找。 (2) 根据所划分单元的功能，选择合适的电路和器件来完成所需的功能，因此，要求设计者不仅应具备电路方面的知识，还要熟悉各类器件的性能和特点。
(3) 完成各单元电路间的相互连接。对逻辑电路，在时序上应协调一致。对模拟电路，相位关系应相符。相邻单元间，在电气性能上应匹配，以保证各部分均能正常工作。
由于集成电路的迅速发展，许多单元功能电路已由生产器件的厂家完成。因此，我们在设计时，搞清总体方案对各部分电路的要求之后，就可选择合适的集成电路。尽量少用分立元件。这样不仅可以减少器件的数量，还可提高电路的可靠性，降低成本。
一个电路系统设计的好坏，首先是看是否达到技术指标要求，能否长期可靠地工作。第二，是否经济实用，容易制作，使用、维修方便。故要设计一个比较理想实用的电路，设计者除必需具备扎实的理论基础知识、丰富的实践经验和很强的想象力外，还必需熟悉各种器件的功能和性能。
3、实验文件的标准格式
本课程着重训练学生在方案设计、方案试验和撰写总结报告三方面的能力，故在整个设计过程中要求学生完成三个文件，即方案设计报告、方案试验预习报告和课程设计总结报告。
对方案设计报告、必须按下述要求画出框图和电路图：
(1) 比较简单的框图，一般由几个方框组成。复杂些的电路，一般由十几个方框组成。通常所有的框图画在一张纸上。始当庞大的电路，可附加各单元电路的方框图。所画的框图不必太详细，但也不能过于含糊.关键是要反映出电路系统的主要单元电路、数据通路，输入和输出，以及控制点的设想。
(2)框图要清晰地表示出信息的流向。 (3)每个方框不必指出功能决中所包含的器件。 (4)所有连线必须清晰、整齐。 (5)所有器件符号均采用国际(或国家)标准符号。
方案试验报告包括：调试方法和步骤;指标测量内容和方法;所用仪器设备;记录测量结果的表格等。
课程设计总结报告，应包括如下内容：任务要求;方案特点;框图组成及其工作原理;单元电路的设计计算;总电路图;调试方法和步骤;实验结果(包括各点的数据、波形和指标测量值);结果分析;改进意见和心得体会等。
§2设计课题
1.题目：改通用示波器为简易逻辑分析仪
一、示波器工作原理
1.组成
通用示波器通常由显示器件(阴极射线管)、垂直放大器、触发器或同步电路、时基、水平放大器、门控放大器、电源等组成，其框图如下所示。
图9 示波器方框图
2.工作原理
被测信号经垂直放大器后加到示波器的垂直(Y轴)的偏转系统，使电子射线的垂直偏转距离正比于输入信号的瞬时值。在示波管的水平(X轴)偏转系统上加以随时间线性变化的信号;使电子射线在水平偏转正比于时间，那么再示波管的屏幕上就得到输入信号的时间波形。由于水平偏转系统所加线性变化的信号不可能无限增长， 荧光屏的尺寸也有限，故实际线性变化的信号(扫描信号)是一锯齿波，这样就能使输入信号的时间波形在荧光屏上反复出现。当锯齿波的重复周期等于输入信号周期(或输入信号周期的整数倍)时，每次重复出现的波形正好完全重合(同步)就可看到稳定的波形。 3.双踪示波器：
对于双踪示波器，则是由一个电子开关来控制Y轴偏移电压，使其在第一个扫描周用内接通第一路信号，在第二个扫描周期接通第二路信号(在两个扫描周期可以加入不同的偏移电压)，交替进行。这样在屏幕上就可同时看到两个波形。如上图所示。实际上示波器是分时工作。
4.示波器功能扩展
根据上述原理，若要示波器能够同时观察多个波形。只需在每个波形加入Y轴放大器(垂直放大器)的同时加一偏移电压，然后调节扫描周明便能得到稳定的多个波形。示波器观察多个波形功能扩展框图如下。
图11 示波器观察多个波形功能扩展框图
对逻辑电路只有“0”、“l”两个状态。在示波器上要显示出“0”、“l”逻辑字符，可根据显示李沙育图形的原理，将两个频率相同，并有一定相位差(60°～ 90°)的正弦波，分别加到Y轴和X轴输入端，示波器就可显示字符“0”;若只有Y轴加信号，X轴不加信号，就可显示字符“1”。若在Y轴和X轴加(或不加)信号的同时加上一定的偏移电压，就可把“0”、“1”字符显示在荧光屏的不同位置上。示波器显示逻辑字符功能扩展框图见图12。
图12 示波器显示逻辑字符功能扩展框图
根据上述原理就可将通用示波器改为简易数字逻辑分析仪。
二、技术指标(简易数字逻辑分析仪)
1.输入、输出信号与TTL集成电路电平相容 2.输人信号：输入信号最高频率≤l00KHZ A、可同时输入四个被测信号。 B、外时钟信号。
3、输出信号;
A、送至示波器Y轴输人端信号幅度;
“逻辑”状态≥0.2VP-P “波形”状态≥0.3VP-P
B、送至示波器X轴输入端或外触发输入端信号幅度：
至X轴输入端信号幅度≥0.1VP-P 至外触发输入端信号幅度≥3VP-P C、内时钟信号输出：约100KHZ. D、“8421”编码信号输出。
4、简易数字逻辑分析仪与示波器配合使用;
A、可显示≤16组由“0”、“1”字符组成的被测信号逻辑值 B、可显示四个被测信号的逻辑波形
5、电源电压：+5V
三、具体设计内容：
1、根据技术指标要求，设计计算
A、正弦波振荡器。 B、时钟脉冲振荡器;
2、设计整机电路，画出框图和总电路图
3、在实验板上接插电路，并进行单元电路和整机调试。
调试完成后，要写出详细总结报告，包括：调试步骤、调试结果、晶体管工作状态、原器件明细表、使用方法(例举组合逻辑电路动态测试和时序电路测试的使用方法)等。
四、器材和元件：
建议选用如下中、小规模集成电路和分立元件来完成方案设计。
1、六反相器
74LS04 74LS93 74LS153 3DG
6、3DK2
2、2-8进制计数器
4、晶体三极管
五、仪器和设备：
1、双踪示波器。
2、三用表。
3、直流稳压电源。
4、接插板。
六、参考文献;
l、模拟电子技术基础
2、数字电子技术基础
江晓安
主编 江晓安
主编
3、双4选l数据选择器
5、电阻器、电容器、电位器
七、简易数字逻辑分析仪参考电路
八、集成电路引脚，逻辑图及功能
CAD课程设计报告
院
系：
信息工程学院
专
业：
电子信息工程
2011年
6 月
20 目录
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电子线路CAD课程设计报告
一、课程设计目的
课程设计以电子线路CAD软件设计原理为基础，重点在硬件设计领域中实用的电子线路设计软件的应用。使学生掌握电子线路设计中使用CAD的方法。为后继课程和设计打下基础。通过电路设计，掌握硬件设计中原理图设计、功能仿真、器件布局、在线仿真等硬件设计的重要环节。
二、课程设计题目描述和要求 2.1 题目描述： 2.1.1振荡电路设计仿真
查找一些有关振荡电路的资料，对振荡电路进一步熟悉;然后在Proteus软件上画出其电路图;最后是对其进行功能仿真。 2.1.2 8051开发板
查找8051开发板的资料，大致了解一下有关内容;然后用Proteus软件绘制电路图，学会在一个板子上划分多个模块;最后对设计的电路进行仿真，最基本的是对二极管流水灯显示模块、蜂鸣器模块和串口通信模块的仿真，可以有自己的创新和改进。 2.2 要求：
1. 设计相关电路;
2. 熟悉Proteus软件，进行电路图的绘制; 3. 电路仿真; 4. 检验并调试; 5. 写出实验报告;
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电子线路CAD课程设计报告
6. 全双工串行口：8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。
7. 中断系统：8051具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。 8. 时钟电路：8051内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但8051单片机需外置振荡电容。 3.2 Proteus电路原理图设计 3.2.1 振荡电路原理图：
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2) 结果分析：V0的波形是通道A显示的图形，电容上的电压Vc的波形是通道B显示的图形;由图的波形周期为T=5.5*2ms=11ms，根据电路参数代入公式T=T1+T2= R1+R2 C1ln2=11.09ms.得出分析结果和理论计算符合。
3.3.2 8051开发板各模块的仿真 3.3.2.1二极管显示模块
1) 仿真如右图：
2) 结果分析：把liushuideng.hex加载到CPU中，然后运行，灯会一个接一个的亮，表明运行结果正常。
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3) 串口调试助手：
4) Virtual Terminal的显示数据：
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电子线路CAD课程设计报告
3) 结果分析：把minute.hex加载到CPU中，按下play键，再按一次button开关表示着启动秒表，观察现象，当到99时回到00.button键有三个功能：启动、暂停、复位。检验该电路工作正常。 3.4 设计和模拟过程中出现的问题及解决办法
在设计过程中，一开始是对这个Proteus软件不熟悉，查找元件有点困难，这个问题需要对软件很熟悉后才能解决，因此对练习就好了;画总线时也出现了一些问题，在点buses mode后画线时还按着鼠标左键，这样就没有办法画，解决办法是点一下起始点，松开鼠标再点终点就好了;其他的元件按照器件名找就好了。注意在对每一条wire线命名时一定要对照，它不是随意命名的。
在模拟过程中，首先把对应功能的hex文件加载到CPU中，然后运行。在运行二极管流水灯显示模块时第一次LED灯不会亮，经过检查发现我把二极管接反了，把二极管调过来后发现灯停在等D6处不走，但是把CPU模块和二极管流水灯显示模块单独拉出运行时却是正常的，经过分析得到结论是可能是在一个板子上绘制的模块过多，各个模块之间有一定的干扰，只要CPU模块中的连接二极管灯的部分正常就可以;在运行串口通信模块时，发现在串口调试助手里输入数据后，Virtual Terminal里不能显示，检查后发现Virtual Terminal里的波特率(Baud Rate)和串口调试助手里的不一样，两者的波特率改成一致的2400就运行正常了。
四、设计总结和心得体会
完成这次单片机课程设计，我学到了很多书本上学不到的知识。首先是在网
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总结
转眼间，一周多的课设经过大家的共同努力终于顺利完成了，原本对课程设计的盲目也已消失。本次课程设计是完成一个串联型石英晶体正弦波振荡器的设计，首先在Multisim软件环境下进行电路原理图的设计和绘制，然后对电路中的各个部分进行调整修改，按照设计的电路原理图完成准确的仿真，最后得到设计要求的输出波形。在这一周的时间里，我发现课程设计的真正目的并不是完成老师规定的实验任务，而是让我们清楚地认识了解并掌握课程设计的总体意义。此次通信电子线路课程设计对我们的总体电路的设计的要求更严格，需要通过翻阅复习学过的知识确立了实验总体设计方案，然后逐步细化进行各模块的设计;其次，在电路仿真的过程中总会出现一些问题，需要我们细心解决，所以这周下来，我对电路故障的排查能力有了很大的提高;再次，通过此次课程设计，我对设计所用到的Multisim软件有了更加深刻地了解，这对我们以后的工作和学习的帮助都很有用处。在课程设计的过程中，我遇到了很多问题，这也清晰地说明，所学的课本知识以及平时积累的通信、计算机基础知识是非常重要的。课程设计不仅是对知识的综合运用，同时也是我们的动手能力、同学之间的相互合作等方面的综合检验。
课设的过程是个自我探索、自我学习的过程，其中，我们不仅学到了专业的知识，也提升了自己的学习能力。
通过这次课设，我对通信电子线路的掌握比以前熟练了很多，尤其是石英晶体振荡器的有关知识。同时我也学会了严谨的治学态度。本次课设，就是一个把所学知识与生活实践完美结合的典范，课设让我们知道了所学的知识大有用武之地，从而更加激发我学习通信电子的热情。在这期间，我有艰辛的付出，当然也有丰收的喜悦。首先，学习能力和解决问题的信心都得到了提高。通过这次课程设计，我不仅对理论有了更深一步的认识，还培养了自学能力和解决问题的能力，更重要的是，培养了克服困难的勇气和信心。
这次课程设计中，我们即学会了使用Multisim软件，也掌握了一些有用的知识，这对我们以后的学习和生活非常的有帮助，也使得我们对自己的总体知识水平有了一个了解。懂得了知识的重要性。使我学会了如何运用所学的知识收集、归纳相关资料解决具体问题的方法，加强了我的动手能力、分析和解决问题的能力、以及增强综合运用知识的能力。同时对自己应用计算机的水平有了一个更深刻的了解，我在今后的学习和生活中，可以有针对性的学习和改善。
我们都知道，随着社会的发展，通信电子线路的概念已经深入到人们的生活和社会的各个方面。作为通信专业的学生，掌握通信电子线路的知识是必须的，所以，本次课程设计对于我们通信专业的学生来说是一次非常重要的锻炼。
在此，我对我的指导老师——石鲁珍老师表示衷心的感谢。感谢老师对我的细心指导，这一周时间里，蒋老师每天都陪着我们进行我们的课程设计，不辞辛苦。在此期间，我的同学们也给予了我很大的帮助，对他们的帮助，我也表示深深的感谢。 本次课程设计，让我感觉到作为一名通信人是一件很满足的事。
一、课程设计目的、要求
通过本课题设计与装配、调试，提高学生动手能力，巩固已学的理论知识，能使学生建立无线电发射机和接收机的整体概念，了解发射机整机和接收机整机各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算发射机的各个单元电路:主振级、激励级、输出级、调制级、输出匹配网络及音频放大级;初步掌握小型发射机和接收机的调整及测试方法。
二、设计任务
1.调幅波发射机设计
2.七管式调幅收音机组装
三、调幅波发射机主要技术指标要求 1 载波频率f0=1.2MHz～2.5MHz 2. 输出蜂包功率Pomax>0.25W
3. 调幅系数Ma=50%±5%
4. 包络失真系数r≤1%
5. 负载电阻RL=50Ω
6. 电源电压Ec=12V
此外，还要适当考虑发射机的效率，输出波形失真以及波段内输出功率的均匀度等。
四、七管式调幅收音机组装步骤 1. 熟悉调幅收音机电气原理图 2. 元器件准备 3. 组合件准备 4. 插件焊接 5. 大件安装 6. 开口检查与试听 7. 前框安装
五、课程设计要求
1. 每个同学要认真完成发射机的理论设计和接收机的原理分析，完成设计报告。 2. 完成发射机的仿真、调试工作，达到技术指标要求。 3. 完成接收机的组装、调试工作，达到技术指标要求。
六、课程设计报告书写要求
1. 根据课题，拟定设计方案，以及简述发射机电路工作原理。 2. 根据技术指标，完成发射机单元电路的设计计算，元器件合理选择，画出各单元电路图。
3. 对发射机调试过程中出现的问题应作分析，写出故障原因及如何排除。 4. 画出发射机电路图，列出元器件明细表。 5.画出接收机电路图，分析各部分工作原理。
6.对接收机调试过程中出现的问题应作分析，写出故障原因及如何排除。 7. 写出设计心得体会。
8. 要求字迹端正、画图工整。
七、考核
课程设计成绩评定为优、良、中、及格、不及格五级制。根据学生单元电路设计情况、电路的组装与调试情况、设计报告的完成质量，并结合学生的出勤情况和工作态度综合给出成绩。
八、主要参考资料
1. 《高频电路原理与应用》，等编，西安电子科技大学出版社，2001.8 2. 《高频电子线路实验指导书》，赵海涛 等编
1. 要求
每位同学根据教材附录的matlab源码独立完成以下仿真要求，并将仿真代码和仿真结果写成实验报告，由各班统一收齐并于5月31日前提交。
2. 仿真题目
(1) 线性频谱搬移电路仿真
根据线性频谱搬移原理，仿真普通调幅波。
基本要求：载波频率为8kHz，调制信号频率为400Hz，调幅度为0.3;画出调制信号、载波信号、已调信号波形，以及对应的频谱图。
扩展要求1：根据你的学号更改相应参数和代码完成仿真上述仿真;载波频率改为学号的后5位，调制信号改为学号后3位，调幅度设为最后1位/10。(学号中为0的全部替换为1，例如学号2010101014，则载波为11114Hz，调制信号频率为114，调幅度为0.4)。
扩展要求2：根据扩展要求1的条件，仿真设计相应滤波器，并获取DSB-SC和SSB的信号和频谱。
(2) 调频信号仿真
根据调频原理，仿真调频波。
基本要求：载波频率为30KHz，调制信号为1KHz，调频灵敏度kf23103，仿真调制信号，瞬时角频率，瞬时相位偏移的波形。 扩展要求：调制信号改为1KHz的方波，其它条件不变，完成上述仿真。
3. 说明
(1) 仿真的基本要求每位同学都要完成，并且记入实验基本成绩。
(2) 扩展要求可以选择完成，但需要进行相应的检查才能获得成绩。
(3) 适用范围：通信工程2010级
1、2班;微电子2010级
1、2班
2012年5月
2.6 逻辑函数与逻辑图
本次重点内容：
1、用与非门实现逻辑函数
2、用或非门实现函数。
3、工程最简与数学最简。
教学过程
1、用与非门实现函数
例：用与非门实现函数 YABBCU?A
。YABBCABBC74F04U?A74LS00U?A74LS00YABBCU?AS0074L。A
&1AB&BCBY&BC。用与非门实现函数的一般方法
⑴、将函数化为最简与或式。
。⑵、对最简与或式两次求非，变换为最简与非-与非式。
2、用或非门实现函数
Y(AB)(AC)(BC) Y(AB)(AC)(BC)
Y(AB)(AC)(BC)
用或非门实现函数的一般方法 ⑴、将函数的非函数化为最简与或式。
⑵、对最简与或式求非(用摩根定理)，求得函数的最简或与式. ⑶、对最简或与式两次求非，变换为最简或非-或非式。
3、用与-或-非门实现函数 用与-或-非门实现函数的一般方法 ⑴、将函数非函数化为最简与或式。
⑵、对最简与或式求非，得到其原函数的最简与-或-非式，即可用与-或-非门实现之。
4、本章小结
(1)几种常用的数制：二进制、八进制、十六进制和十进制以及相互间的转换 (2)码制部分：自然二进制码、格雷码、和常用的BCD码 (3)分析和设计逻辑电路的重要数学工具：逻辑代数(布尔代数) (4)逻辑问题的描述可用真值表、函数式、逻辑图、卡诺图和时序图
5、几个典型例题
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