摘要：鑒于高中電子控制技術(shù)教學(xué)缺少合適的硬件平臺，在此討論了用AltiumDesigner制作電子線路輔助教學(xué)，并以2016年浙江省高考通用技術(shù)選考試題為例，介紹了AltiumDesigner的使用和操作，為廣大一線教師提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：AltiumDesigner；焊接；電路；通用技術(shù)

電子控制技術(shù)是高中通用技術(shù)學(xué)科的重要組成部分，該部分以理論知識為基礎(chǔ)，要求學(xué)生能夠應(yīng)用所學(xué)知識設(shè)計制作電子電路，因此該部分內(nèi)容需要設(shè)置較多的實(shí)驗(yàn)，以讓學(xué)生在動手實(shí)踐的過程中逐漸掌握電路知識，培養(yǎng)動手能力。然而由于通用技術(shù)目前仍缺少適合高中學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)以及課堂教學(xué)的硬件平臺，實(shí)驗(yàn)往往難以開展。一些學(xué)校會用面包板、洞洞板等作為載體，但面包板、洞洞板只適合涉及少量元器件的電路，元器件數(shù)量一多，導(dǎo)線連接就會非常復(fù)雜、容易出錯，即使有學(xué)生千辛萬苦將線路連接正確，也會因?yàn)橐_接觸不良、連焊、虛焊等問題導(dǎo)致電路無法正常工作。這些問題極容易打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，況且大多數(shù)高中學(xué)生的動手能力是十分有限的，因此嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。AltiumDesigner(簡稱AD軟件)是一款應(yīng)用十分廣泛的電路設(shè)計制作軟件[1]，它可以將電路設(shè)計原理圖轉(zhuǎn)化成PCB圖，再將制作完成的PCB圖交予電路板印制工廠或者網(wǎng)店，就可以獲得對應(yīng)的PCB電路板，這樣就解決了復(fù)雜電路布線問題導(dǎo)致的電路故障難題，實(shí)驗(yàn)時只需確保各個元器件焊接正確完整即可驗(yàn)證電路。從學(xué)生學(xué)習(xí)角度出發(fā)，用AD軟件制作PCB電路板用于電子控制技術(shù)教學(xué)，不僅可以適當(dāng)降低實(shí)驗(yàn)難度，專注于提高學(xué)生電路設(shè)計能力、動手操作能力，還能拓展學(xué)生的知識面；從教師教學(xué)角度出發(fā)，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，提高課堂教學(xué)的效率。

一、AD軟件介紹

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，電子線路的設(shè)計變得異常復(fù)雜，用計算機(jī)輔助設(shè)計電子線路是必然趨勢，許多大學(xué)甚至還開設(shè)了電子線路設(shè)計軟件應(yīng)用的課程[2]。AD軟件作為一款主流電子線路設(shè)計軟件，擁有非常強(qiáng)大的電子電路設(shè)計功能。它在Protel的基礎(chǔ)上優(yōu)化了界面交互設(shè)計，拓展了多項功能。AD軟件功能較多，包括原理圖庫設(shè)計功能、印刷電路板設(shè)計功能、嵌入式開發(fā)功能、3DPCB設(shè)計功能、封裝庫設(shè)計功能。

二、用AD軟件制作

學(xué)習(xí)電子技術(shù)知識快速入門的途徑

我認(rèn)為只有立足于以學(xué)習(xí)者為主體，根據(jù)學(xué)習(xí)者的興趣、能力，將所學(xué)的單一電路與生活中的電子小產(chǎn)品電路原理相結(jié)合，因地制宜、開發(fā)出學(xué)習(xí)者感興趣的廉價易制的電子小制作項目，并完善相應(yīng)的電路原理知識資料。然后在具體的學(xué)習(xí)過程中，一邊學(xué)習(xí)電路原理知識，一邊進(jìn)行自制電子小制作來練習(xí)綜合實(shí)踐技能，這樣通過制作不但驗(yàn)證了理論知識的科學(xué)性，還領(lǐng)會到了理論知識對實(shí)踐的指導(dǎo)性。隨著學(xué)習(xí)項目的逐步增多，將不斷制作的各種電子小制作合理的整合到一起，設(shè)計成一個學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)箱，并將相應(yīng)的模塊電路進(jìn)行延伸，能夠很好的激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)員對電子技術(shù)知識綜合應(yīng)用與自主開發(fā)的能力。這樣一來，學(xué)員在制作過程中不光學(xué)習(xí)了必要的電子技術(shù)理論知識，還掌握了必要的操作技能，為學(xué)員的后續(xù)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

1.萬用表的使用由于萬用表是一種可以測量多種電量，具有多種量程的便攜式儀表，是電學(xué)研究的必備工具。所以在這一項目的學(xué)習(xí)過程中，要立足于強(qiáng)化實(shí)際操作能力的培養(yǎng)，通過結(jié)合具體的實(shí)訓(xùn)操作，提高學(xué)習(xí)的效果。具體可分解成常見電阻器的識讀、用萬用表測電阻、測交、直流電壓和直流電流、電橋的制作與測試等這幾項任務(wù)，穿插學(xué)一些電學(xué)量的基本概念和電路的基本原理知識。逐步將實(shí)際操作技能有機(jī)的與理論知識相結(jié)合。最后通過制作電橋這一任務(wù)，綜合性的將前面所學(xué)的測電阻、測電壓和測電流等相關(guān)理論和技能知識融合應(yīng)用，達(dá)到理論、技能、實(shí)踐和拓展等全面的提高，逐步對萬用表的使用知識和相應(yīng)測試技能進(jìn)行綜合掌握。

2.電烙鐵的使用電子設(shè)備中使用大量的種類繁多的電子元器件，每個電子元器件都要牢固的焊接在電路板上，就必須保證每個焊點(diǎn)的質(zhì)量。故而手工焊接技能是電子裝配和電子維修必備的技能，練好手工焊接技術(shù)是保證電子制作成功的必要條件。這對于一個從事電子技術(shù)工作的人員來說，一定要必須認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)的焊接理論知識，掌握焊接要領(lǐng)，并能熟練地進(jìn)行焊接操作。

3.裝配可調(diào)穩(wěn)壓電源模塊（1）電路原理圖（2）所涵蓋的知識可以認(rèn)識電阻器、電容器、電位器、二極管、變壓器等電子元器件并進(jìn)行測試?？梢越佑|到交流電路、變壓器的工作原理、整流電路的工作原理、濾波電路的工作原理以及穩(wěn)壓電路的工作原理等。同時還認(rèn)識了集成穩(wěn)壓器的管腳功能，并根據(jù)電路進(jìn)行組裝，在調(diào)試過程中學(xué)習(xí)用萬用表進(jìn)行檢測電路。（3）功能說明電源部分是實(shí)驗(yàn)箱各模塊電路總功率的提供者，為了能夠滿足各模塊不同的電源電壓需求，所以該電源輸出是1.5V～12V連續(xù)可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源；能夠保證專用數(shù)字電路5V直流穩(wěn)壓電源的實(shí)驗(yàn)要求，還能滿足差動式功率放大器雙12V直流固定電源的需要，也能輸出交流雙12V電源。在制作過程中能進(jìn)一步綜合訓(xùn)練用萬用表測電阻、測交、直流電壓、電流等技能，同時也能認(rèn)識安全用電了解安全電壓的規(guī)定，熟悉安全接地的方法等實(shí)用的安全用電操作規(guī)程知識。

4.裝配音頻單管放大器模塊（1）電路原理圖（2）所涵蓋的知識能夠接觸到電阻器、電容器、電容駐極體話筒、三極管等電子元器件，同時也可以接觸到共發(fā)射極基本放大電路及相關(guān)電路的工作原理。在裝配過程可以進(jìn)一步掌握電阻器、電容器、三極管等基本電子元器件的識別與測試，特別是掌握電容駐極體話筒的測試，體驗(yàn)單管放大電路放大作用。（3）功能說明這一模塊通過電容駐極體話筒將聲音變化轉(zhuǎn)變成電信號的變化，在電路中體現(xiàn)出電位變化，從而可以感受到怎樣將我們最熟悉的聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾娦盘?，也進(jìn)一步練習(xí)萬用表檢測電路。而且這個電路可與后面的光控延時電路組成生活中常見的聲光控延時開關(guān)，也可與LM386基本放大電路組成有趣的耳聾助聽器電路，還可與脈沖分配器電路組成聲控閃燈等多種電路，具有較大的拓展空間。

【摘要】電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)課程培養(yǎng)的是學(xué)生動手設(shè)計的能力，傳統(tǒng)教學(xué)忽視了課程中的設(shè)計環(huán)節(jié)，造成了課程中焊接電路板占據(jù)大部分的課時，培養(yǎng)的學(xué)生缺乏設(shè)計能力。針對這些問題，文章提出了電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)課程改革，主要從電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)中電路焊接、電路設(shè)計、電路調(diào)試三部分進(jìn)行淺談，并通過學(xué)生的課程成績評價改革的效果。結(jié)果表明課程改革提高了學(xué)生學(xué)習(xí)電子知識的興趣，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。

【關(guān)鍵詞】電子技術(shù)；課程改革；電路設(shè)計

電子技術(shù)課程設(shè)計是為提高電子工程及相關(guān)專業(yè)本科學(xué)生理論應(yīng)用能力和實(shí)踐能力而開設(shè)的重要課程之一[1]，電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)是電子類專業(yè)基礎(chǔ)課[2]，是基于學(xué)習(xí)了電路分析、模擬電路、數(shù)字電路等課程的前提下開展的一門實(shí)訓(xùn)課[3]，課程主要是學(xué)生利用已學(xué)的理論知識設(shè)計具有一定功能的系統(tǒng)，著重于學(xué)生動手設(shè)計能力的培養(yǎng)。本文以廣西民族師范學(xué)院電子信息工程專業(yè)中電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)為例，該課程改革前主要是通過購買具有一定功能的印刷板套件，然后學(xué)生通過套件的電路焊接文件、電子器件進(jìn)行焊接調(diào)試，最終教師通過學(xué)生焊接板子的質(zhì)量、美觀度、功能是否完全等情況進(jìn)行考評，這樣造成了學(xué)生對系統(tǒng)中電路的原理不求甚解，只求按照電路焊接文件焊接出結(jié)果為目標(biāo)，雖然很大部分學(xué)生都能按照原理圖焊接、調(diào)試成功，但是經(jīng)調(diào)查，很大部分學(xué)生都覺得這樣的實(shí)訓(xùn)課沒有學(xué)到什么有用的知識，只會焊接電路板。為什么會造成這樣的結(jié)果呢？第一是課程的考評環(huán)節(jié)太過簡單；第二是課程教學(xué)中缺乏對電子技術(shù)的自主設(shè)計環(huán)節(jié)；第三是實(shí)訓(xùn)過程中焊接、調(diào)試遇到問題太少，造成這樣的問題就是給學(xué)生發(fā)放的印刷板本來就是經(jīng)過廠家調(diào)試好的電路板了，只要按照原理圖焊接，一般情況不會出錯?；谶@三個方面，有必要對廣西民族師范學(xué)院電子信息工程專業(yè)中電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)進(jìn)行改革。

1電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計改革

電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)訓(xùn)課程主要從三個方面來提高學(xué)生的動手能力，第一是電路的焊接技術(shù)；第二個是電路系統(tǒng)的設(shè)計能力；第三個是電路系統(tǒng)的調(diào)試能力。廣西民族師范學(xué)院電子信息工程專業(yè)改革前只重視電路的焊接技術(shù)，忽視了后面兩種能力的培養(yǎng)，造成學(xué)生厭學(xué)，對電子技術(shù)課程技術(shù)實(shí)訓(xùn)課缺乏興趣。以下是文章對著這三方面進(jìn)行改革的看法。

1.1課程設(shè)計中電路焊接技術(shù)教學(xué)的改革

1電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計中應(yīng)用

近年來，我國電子技術(shù)獲得突飛猛進(jìn)發(fā)展，新型元器件和集成電路得以廣泛應(yīng)用，電集成化與復(fù)雜化顯然已成為新時期電路設(shè)計的發(fā)展趨勢。為更好滿足當(dāng)代電路設(shè)計需求，利用電子線路CAD技術(shù)取代傳統(tǒng)的手工操作很有必要。在電子線路CAD技術(shù)的輔助下，電路設(shè)計的精密度將獲得可靠保障。電子線路CAD技術(shù)的應(yīng)用，其實(shí)是電路設(shè)計者在電路設(shè)計理論上具有可行性的基礎(chǔ)上，通過計算機(jī)繪圖、設(shè)計軟件等工具，完成實(shí)際的設(shè)計工具。在電子線路CAD技術(shù)的幫助下，電路設(shè)計工作的效率與質(zhì)量均將得以顯著提升。目前，電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計中的應(yīng)用主要包括以下內(nèi)容：

1.1電路圖的設(shè)計。作為電子設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計結(jié)構(gòu)完善、功能全面的電路圖很有必要，這是確保電子設(shè)計最終產(chǎn)物能夠正常使用的根本保障。在電子設(shè)計者進(jìn)行電路原理圖的設(shè)計工作時，完全可以借助Protel工具，實(shí)現(xiàn)原理圖的輸入。Protel蘊(yùn)藏著資源豐富的電子器件庫，在Protel的輔助下，設(shè)計者在繪圖期間能夠結(jié)合設(shè)計需求，靈活使用各類電子器件，大大簡化了設(shè)計的工作量，同時提高了電路原理圖的精密度。譬如，使用者繪制完成元器件后，可以根據(jù)自己的想象，將其放在任何一個位置，僅需通過拖動就能實(shí)現(xiàn)，無需進(jìn)行其他調(diào)整參數(shù)等操作。

1.2模擬數(shù)據(jù)。電子線路CAD技術(shù)還能起到模擬數(shù)據(jù)的作用，以便設(shè)計者根據(jù)模擬電路運(yùn)行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)電路設(shè)計有無異常。同時，可結(jié)合模擬數(shù)據(jù)，對電路進(jìn)行更深層次的分析。Protel軟件本身自帶多種模擬功能，設(shè)計者可通過模擬功能的運(yùn)用，對電子設(shè)計在通電情況下的溫度、瞬態(tài)、靈敏度等情況有一個初步的了解，以確保該電路的功能是否達(dá)到預(yù)期效果。另外，還可利用數(shù)據(jù)模擬，了解電路各環(huán)節(jié)的運(yùn)行情況，以便設(shè)計者及時察覺線路異常，并盡快采取措施進(jìn)行調(diào)整。

1.3設(shè)計PCB板。利用Protel軟件，將電路設(shè)計圖進(jìn)行布線，最終形成的電路板即為PCB板。PCB板的設(shè)計，離不開電路原理圖的導(dǎo)入，而電路原理圖的導(dǎo)入工作，勢必需要借助Protel軟件的數(shù)據(jù)模擬功能。同時，為確保PCB板的設(shè)計達(dá)到理想效果，電路原理圖與PCB板中的各類元器件的電氣特點(diǎn)務(wù)必要保持一致。只有這樣，設(shè)計者才能借助Prote軟件的布線功能完成布線工作，并在后期，通過人工調(diào)整的方式，進(jìn)一步改善布線工作的效果，使電路布線更加精確、整潔。

2運(yùn)用電子線路CAD技術(shù)提高電子設(shè)計課程教學(xué)質(zhì)量的有效建議

1EDA技術(shù)的基本概念

EDA是電子設(shè)計自動化(ElectronicDesignAutomation)的縮寫,是從CAD(計算機(jī)輔助設(shè)計)、CAM(計算機(jī)輔助制造)、CAT(計算機(jī)輔助測試)和CAE(計算機(jī)輔助工程)的概念發(fā)展而來的。EDA技術(shù)是以計算機(jī)為工具,集數(shù)據(jù)庫、圖形學(xué)、圖論與拓?fù)溥壿?、計算?shù)學(xué)、優(yōu)化理論等多學(xué)科最新理論于一體,是計算機(jī)信息技術(shù)、微電子技術(shù)、電路理論、信息分析與信號處理的結(jié)晶。

2EDA技術(shù)的發(fā)展過程

EDA技術(shù)的發(fā)展過程反映了近代電子產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)的一段歷史進(jìn)程,大致分為3個時期。

1)初級階段:早期階段即是CAD(ComputerAssistDesign)階段,大致在20世紀(jì)70年代,當(dāng)時中小規(guī)模集成電路已經(jīng)出現(xiàn),傳統(tǒng)的手工制圖設(shè)計印刷電路板和集成電路的方法效率低、花費(fèi)大、制造周期長。

人們開始借助于計算機(jī)完成印制電路板一PCB設(shè)計,將產(chǎn)品設(shè)計過程中高重復(fù)性的繁雜勞動如布圖布線工作用二維平面圖形編輯與分析的CAD工具代替,主要功能是交互圖形編輯,設(shè)計規(guī)則檢查,解決晶體管級版圖設(shè)計、PCB布局布線、門級電路模擬和測試。

1電力電子技術(shù)課堂教學(xué)難點(diǎn)舉例

西安交通大學(xué)王兆安和王進(jìn)軍教授主編的，由機(jī)械工業(yè)出版社出版的電力電子技術(shù)（第5版）第八章8.3.4節(jié)中的零轉(zhuǎn)換PWM電路為軟開關(guān)技術(shù)中的教學(xué)難點(diǎn)[3]，教材中僅僅對其工作原理做了簡單闡述，但是相對于其復(fù)雜的工作電路和工作波形，課堂上不但教師難以用最簡單的講解使學(xué)生明白，而且學(xué)生幾乎沒有什么興趣去學(xué)習(xí)，更談不上很好地掌握并與實(shí)際相結(jié)合。筆者經(jīng)過多年的課堂教學(xué)，以教材為主，結(jié)合參考書和相關(guān)的文獻(xiàn)資料，對教材上這部分知識進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母脑欤谡n堂上將其工作原理的文字部分通過圖解或者表格的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生理解其基本工作原理，然后將計算機(jī)仿真軟件引入到課堂教學(xué)中，通過課堂理論知識的具體應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而突破教學(xué)難點(diǎn)。下面將完全的課堂教學(xué)演算呈現(xiàn)出來。

1.1升壓型零電壓轉(zhuǎn)換PWM電路的工作原理教材193頁8.3.4節(jié)中對零電壓轉(zhuǎn)換PWM電路常用的軟開關(guān)電路—升壓型零電壓轉(zhuǎn)換PWM電路的工作原理做了簡單的敘述，相對于其實(shí)際的電路的復(fù)雜性，簡單的幾句話不足以使學(xué)生理解并掌握其工作原理?，F(xiàn)在筆者將升壓型零電壓轉(zhuǎn)換PWM電路分為兩個教學(xué)過程，第一個是工作原理的詳細(xì)介紹；第二個是課堂知識的具體應(yīng)用。零電壓轉(zhuǎn)換PWM電路如圖1所示[3]，相對于傳統(tǒng)的升壓型變換電路—Boost變換電路[4]（在教材第五章直流-直流變流電路的第123頁有詳細(xì)介紹），升壓型零電壓轉(zhuǎn)換電路在Boost變換電路的基礎(chǔ)上增加了一個輔助網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)由輔助開關(guān)QZVT、諧振電感Lr、諧振電容Cr及二極管D2和D3組成。電路工作時，輔助開關(guān)QZVT先于主開關(guān)QMAIN開通，使ZVT諧振網(wǎng)絡(luò)工作，電容Cr上電壓(即主開關(guān)QMAIN兩端電壓)下降到零，創(chuàng)造主開QMAIN零電壓開通條件。下面結(jié)合其工作波形圖詳細(xì)介紹其工作原理。

設(shè)輸入電感足夠大，可以用恒流源IIN代替，而輸出濾波電容足夠大，輸出端可用恒壓源V0代替。設(shè)T<T0時，QMAIN和QZVT均關(guān)斷，D1導(dǎo)通，一個工作周期可分為七個工作模式[3]，其中每個工作模式可以等效一個電路。圖2為BoostZVT-PWM變換器工作波形圖。下面是一個周期內(nèi)Boost型ZVT-PWM變換器各個階段的運(yùn)行模式分析，一周期內(nèi)7個運(yùn)行模式的等效電路如圖3所示。

（1）T0～T1Lr電流線形上升階段。t=T0，輔助開關(guān)Tr1開通，諧振電感電流iLr線形上升，t=T1時達(dá)Is，二極管D的電流ID則由Is線形下降，t=T1時降到零電流下關(guān)斷，等效電路如圖3（a）所示。

（2）T1～T2諧振階段。LrCr諧振，電流iLr諧振上升，而電壓Vds由V0諧振下降。T=T2時，Vds=0，Tr的反并聯(lián)二極管導(dǎo)通。等效電路如圖3（b）所示。

摘要：科學(xué)技術(shù)水平的提高，使諸多電力電子設(shè)備被應(yīng)用于各個領(lǐng)域當(dāng)中，極大推動了各個領(lǐng)域的發(fā)展。由于電力電子電路的設(shè)計非常復(fù)雜，設(shè)計周期往往較長，對電力電子電路的參數(shù)修改較為麻煩等缺陷，致使電力電子電路的設(shè)計產(chǎn)品在精度與可靠性方面受到很大影響。對電力電子電路的I波形與V波形進(jìn)行波形分析，能夠?yàn)殡娏﹄娮与娐返膬?yōu)化設(shè)計提供科學(xué)的指導(dǎo)，但由于其I波形與V波形較為復(fù)雜，這使波形分析面臨著很大的困難。因此必須采取相應(yīng)的措施來予以改進(jìn)，而Multisim技術(shù)的出現(xiàn)為電力電子電路的優(yōu)化設(shè)計提供了全新的方向。為此，本文便基于Multisim技術(shù)對電力電子電路的相關(guān)優(yōu)化設(shè)計方法進(jìn)行深入的研究與探討。

關(guān)鍵詞：Multisim技術(shù)；電力電子電路；優(yōu)化設(shè)計

在電力電子電路設(shè)計中，波形分析法是一種非常重要的分析方法，利用波形分析法能夠使人們對電路的工作原理及設(shè)計方法進(jìn)行深入理解，并能夠?yàn)殡娏﹄娮与娐返脑O(shè)計提供科學(xué)的依據(jù)。波形分析法需要對電力電子電路中的相關(guān)部件在電壓與電流經(jīng)過時所產(chǎn)生的波形進(jìn)行準(zhǔn)確畫出，設(shè)計人員能夠根據(jù)波形圖來對電力電子電路中的相關(guān)部件的電壓、電流承受上限及各項參數(shù)進(jìn)行計算，以此明確這些元器件的電壓定額與電流定額。因此，波形分析法的關(guān)鍵在于是否能夠?qū)﹄妷弘娏鞑ㄐ芜M(jìn)行準(zhǔn)確畫出。不過，在某種特殊情況下，特別是電路處于臨界狀態(tài)時，波形分析法難以對波形進(jìn)行準(zhǔn)確畫出，而這就需要利用試驗(yàn)的方式來對電壓波形進(jìn)行確定，但在試驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)環(huán)境與成本的影響會給波形的測定帶來很大困難，這不利于電力電子電路的優(yōu)化設(shè)計。而計算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展使眾多功能強(qiáng)大的應(yīng)用軟件有了用武之地，特別是Multisim軟件的應(yīng)用，對電力電子電路的優(yōu)化設(shè)計有著極為明顯的優(yōu)勢。

1Multisim技術(shù)概述

Multisim技術(shù)是以計算機(jī)為載體而研發(fā)的一種虛擬軟件技術(shù)，它能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)的電力電子電路設(shè)計過程中存在的缺陷，極大程度的提高了電力電子電路設(shè)計的科學(xué)性與可靠性。采用Multisim軟件能夠?qū)﹄娏﹄娮与娐返墓δ苓M(jìn)行仿真模擬，并為電力電子電路的設(shè)計提供了良好的集成化設(shè)計環(huán)境，使電力電子電路的設(shè)計、仿真分析、功能測試等相關(guān)工作得以順利開展。在Multisim軟件中包含多達(dá)數(shù)千個器件模型與虛擬元器件，并且包含了大量的虛擬電子設(shè)備，對這些電子設(shè)備的操作與設(shè)計就仿佛是在真實(shí)環(huán)境中進(jìn)行設(shè)計一樣，進(jìn)而為設(shè)計人員提供了非常全面的分析工具，除此之外，它還能夠?qū)υO(shè)計好的電力電子電路電路進(jìn)行仿真設(shè)計分析，從而有效突破了實(shí)驗(yàn)室的客觀局限性。

2基于Multisim技術(shù)的電力電子電路的優(yōu)化設(shè)計思路

一、“電路原理”教改現(xiàn)狀及成因分析

1.一成不變的教學(xué)內(nèi)容

經(jīng)筆者發(fā)現(xiàn)，上世紀(jì)“電路原理”這門課程已經(jīng)成為電氣專業(yè)的基礎(chǔ)課程，然而近半個世紀(jì)過去了，電子、計算機(jī)、電氣、通信等領(lǐng)域迅猛發(fā)展，并且在理論創(chuàng)新以及技術(shù)方面不斷革新，與之相適應(yīng)的各類電子元器件和功能電路也隨之改變，而經(jīng)典理論體系為教學(xué)主體內(nèi)容的“電路”課程在近二十年中的變化卻很小。比如現(xiàn)在市面上用的很多電子器件都是場效應(yīng)管，但是課程在這部分的重點(diǎn)仍然是三極管和二極管的講解。這種一直沒有更新的教學(xué)內(nèi)容既不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，更不利于服務(wù)社會。

2.教學(xué)方式單一化

在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，通常采用“填鴨式”課堂教學(xué)，老師講學(xué)生聽，老師問學(xué)生答，學(xué)生的思維只跟著老師走，思路根本沒有打開。尤其是現(xiàn)在計算機(jī)的普及，也為了應(yīng)對學(xué)時壓縮教學(xué)內(nèi)容反而擴(kuò)張的窘?jīng)r，電路課程的課堂教學(xué)已經(jīng)全部使用多媒體教學(xué)。多媒體課件的使用，一方面有效地提高了教學(xué)效率，而另一方面，單位學(xué)時內(nèi)學(xué)生需要接受的信息量更大了。加上“電路原理”課程本身知識較多、內(nèi)容抽象、理論枯燥，這必然導(dǎo)致課堂氛圍沉悶，學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)上容易疲倦，不利于學(xué)生主動參與。另外，現(xiàn)在的教師除了有教學(xué)任務(wù)外，科研工作量的壓力也隨之增加，并且這些科研任務(wù)在經(jīng)濟(jì)和榮譽(yù)上都有利可圖，這樣一來，教師花在上課的精力勢必將大大減少，而是把上課當(dāng)成一種任務(wù)，完成教學(xué)工作量。這些因素都會導(dǎo)致教師對教學(xué)方式方法不重視，師生關(guān)系也不和諧。

二、創(chuàng)新型電路課程的幾點(diǎn)建議

摘要:維修電工分布于各行各業(yè),是一種通用性技術(shù),要求從業(yè)人員有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),高級維修電工涉及多門學(xué)科,模擬電子、數(shù)字電子、變頻器、PLC、電力電子、機(jī)床電氣、自動控制系統(tǒng)等,是理論與技能的結(jié)合,理論要求扎實(shí),技能要求熟練,從考核訓(xùn)練角度分析,從4個方面出發(fā),分為項目一:電路改裝與調(diào)試;項目二:設(shè)備排故;項目三:電子電路調(diào)試與維修;項目四:電力電子線路裝調(diào)與維修。對于高級維修電工鑒定培訓(xùn),目前國內(nèi)尚無統(tǒng)一培訓(xùn)模式,針對筆者所在地區(qū),簡述該區(qū)域高級維修電工教學(xué)方法的探索。

關(guān)鍵詞:維修電工;分塊法;通俗化

在高級維修電工培訓(xùn)過程中,結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn),同時在教學(xué)中不斷總結(jié),在方法上不斷探索,從高級維修電工的幾個項目上總結(jié)教學(xué)方法,可得知總的教學(xué)方法主要以圍繞分塊式講述、分塊式聯(lián)系,將一整體分解成若干塊,再有序地統(tǒng)一起來,讓復(fù)雜的東西看起來分散,但分散的合起來又是統(tǒng)一的整體,讓復(fù)雜的東西簡單化,讓學(xué)生學(xué)起來更容易接受和理解,總體而言,復(fù)雜的就是簡單的疊加。下面,主要從高級維修電工的幾個項目分別探討。

1項目一學(xué)習(xí):電路改裝與調(diào)試

該項目涉及PLC改裝電路及變頻器改裝電路,但從PLC這塊來講,首先,在理論學(xué)習(xí)上,將PLC理論學(xué)習(xí)通俗化,將其比喻為一個“人”,作為一個人,眼睛、耳朵、味覺等都是用來接收外界信息的,也就可以比喻成PLC的輸入部分,那么手、腳、行為行動等用來執(zhí)行大腦發(fā)出的命令,也就可以比喻成PLC的輸出部分,那么每個人的思想(大腦所想的想法),就是PLC中我們所要編寫的程序。這樣,我們通過某個事例,某個人的行為簡單地來比喻PLC,這樣,就不難理解PLC的工作原理。其次,從PLC實(shí)操方面來講,在明白了PLC的工作原理之后,從設(shè)計方面,我們可以將PLC的設(shè)計展開為3個方面來學(xué)習(xí)分析,我們可以看成三塊:硬件、軟件和調(diào)試。在進(jìn)行PLC設(shè)計時,我們可以先從硬件角度考慮。第一,硬件中PLC的選擇,用什么輸出方式的PLC;開關(guān)按鈕的選擇,是帶復(fù)位的,還是不帶復(fù)位的;這些硬件的選擇,對后續(xù)PLC軟件的編寫會有影響,從而由這些選擇或已給定的硬件,繪制I/O接線圖,同時畫出I/O分配表。在硬件上,確保沒有錯誤發(fā)生;第二,根據(jù)改裝電路的控制要求,將被改裝電路控制要求分析透徹,將其轉(zhuǎn)化為程序,并將其正確地寫出來,然后將程序?qū)懭隤LC中；第三,做最后一塊——調(diào)試,看看在編寫程序的執(zhí)行下,硬件是否按照控制要求正確執(zhí)行,有時候硬件設(shè)計是對的,程序也是對的,但是二者沒有銜接起來,也會出現(xiàn)錯誤。在學(xué)習(xí)此塊內(nèi)容時,重點(diǎn)做好每一塊內(nèi)容,并保證基本無誤,此項目的學(xué)習(xí)就是對它進(jìn)行肢解,化繁為簡。

2項目二學(xué)習(xí):設(shè)備排故

摘要：CDIO是一種有效提高學(xué)生實(shí)踐能力的教學(xué)模式，將其運(yùn)用在電子電路實(shí)踐教學(xué)中再適合不過。論文從CDIO模式的概念意義著手，以熒光燈電子鎮(zhèn)流器為研究對象，具體闡述了在CDIO指導(dǎo)下開展的實(shí)踐教學(xué)具體過程中，大大提高了教學(xué)效果，具有一定的實(shí)踐應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：CDIO；電子電路；實(shí)踐教學(xué)

在新課改背景下，對于實(shí)踐教學(xué)的重視程度日漸提高，尤其是對于動手實(shí)踐操作能力要求較高的工程產(chǎn)品，如電子產(chǎn)品，更是要加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，才能培養(yǎng)更多的應(yīng)用型創(chuàng)新人才。基于此，引入CDIO模式進(jìn)行電子電路實(shí)踐教學(xué)成為必然趨勢。

一關(guān)于CDIO的思考

所謂的CDIO是流行于工程教育界的一種新型教學(xué)模式，旨在培養(yǎng)學(xué)生的主動實(shí)踐動手能力，將整個工程實(shí)踐項目融入教學(xué)過程中，加強(qiáng)工程實(shí)踐課程之間的有機(jī)聯(lián)系，進(jìn)一步提高教學(xué)效果。CDIO主要包含了4個方面的內(nèi)容，即conceive（構(gòu)思）、design（設(shè)計）、implement（實(shí)現(xiàn)）、operate（運(yùn)作），這也明確體現(xiàn)了CDIO教學(xué)模式的重點(diǎn)就是實(shí)踐，通過不斷的動手實(shí)踐操作加深對相關(guān)理論知識的理解鞏固，以理論聯(lián)系實(shí)際的觀念來培養(yǎng)更多創(chuàng)新型實(shí)踐能力強(qiáng)的高素質(zhì)工程技術(shù)人員[1]。電子電路是工科專業(yè)中的一門必須課程，其本身的動手實(shí)踐性較強(qiáng)，從對電子產(chǎn)品原理、結(jié)構(gòu)的了解，元器件的選擇，以及原理圖的繪制、分析、改進(jìn)等各個環(huán)節(jié)，都離不開學(xué)生的動手實(shí)踐操作。

二基于CDIO的電子電路實(shí)例分析