电路原理范文

时间:2023-03-22 12:26:21

电路原理

电路原理范文第1篇

即从信号源(麦克风、输入式传感器等)和被控元件(电机、显示器件或者扬声器等)两头同时画起,最终将电路板上的全部元件绘制完毕。(5)可以利用网络、图书资源,找到相类似的电路原理图,然后根据实际电路板进行更改图纸,这种方法对绘图而言相对更简单些。应当说明,实际运用时很难依靠一种方法来“反绘”原理图,一般采用多种方法的综合才能快速正确的完成绘画工作。现以图一所示“楼道声光控开关”灯泡不亮故障为例进行说明,该电路板是以集成电路CD4081为核心构成的。首先画出电源电路,从网络上查找到该集成电路的资料:CD4081是一个包含4个与门的CMOS电路,其中第14引脚和第7引脚分别是5伏电源的正极与负极,反向思维可查找出电源的整流二极管与滤波电容,元件如图一所示,对应的铜箔如图二所示,画出的原理图如图三所示。其次以信号输入端开始反绘,即从驻极体话筒开始画起,当然也可以从光敏电阻画起,顺藤摸瓜,依次画电阻,电容,三极管、集成电路,再画晶闸管,细加整理后如图四所示。当您“反绘”电路板时,也不一定采用与作者一样的步骤,可以“两边挤”的方法,即画好电源后,可从话筒和晶闸管两边同时开始,一直将所有电路画完为止。根据“反绘”出的原理图分析工作原理可知:当5V供电为零时、麦克损坏时、Q1击穿时、CD4081烧坏时或Q2断路均会造成灯泡不亮故障。经检查为三极管Q2击穿,声音无法到达集成电路,从而导致灯泡不会发光,更换三极管后工作正常。

2局部“反绘”

在实际维修过程中,维修人员面对更多的是庞大而复杂的电路板,此时,没有相应的原理图维修工作变得更为困难“,反绘”原理图要画出全部电路板吗?不!绘制全部原理图是不可能的,也是完全没有必要的。维修者更多关心的是有故障部分的电路,此时只要根据故障现象、电器工作原理、电路板上元器件的外形大致判断故障部位,只需将“可疑”部位仔细“反绘”出原理图之后,再加以分析排除故障即可。绘制时可找到供电电路,而后采用如下方法:(1)以三极管为核心绘出原理图。(2)以集成电路为核心进行绘制。电路实物中,集成电路是非常“显眼”的元器件,很容易看到和辨别型号。这为画图提供了方便。(3)以电路板上“特殊元器件”为中心进行绘制,比如:电视机的高频头、高压包、行激励变压器、电源管、行管等;VCD的激光头接插件、各种电机、开关;冰箱的压缩机、温控器等等,这些特殊的元件为快速绘图提供了突破口。(4)以信号流向进行绘制。比如视频信号、伴音信号、控制信号。(5)根据局部电路板上的字符进行绘制。比如电视机电路板上标有RFAGC、V-SIZE、ACK、ABL、AGC;VCD电路板上所标注的APC、RF等字符。这些字符具有特定的意义,从而理解了该部分电路的功能,加快了绘图的步伐。由于三极管、集成电路的在电路中更为普遍以及其重要性,故单独列为两项,其实二者都可以作为“特殊元件”放在第三项中。现以一昆仑B3110型黑白电视机出现图像上下压缩故障的绘图为例。由电视原理知道:该故障发生在场扫描电路,从经验上可知场扫描电路一般是个集成电路,而且常固定在散热片上,这样从这个思路出发很快找到该电视机电路板上的μPC1031H2为场扫描集成电路,该部分电路板的底层如图五所示。图五

绘图时以集成电路μPC1031H2为中心,从其1脚开始,先画出与1脚相连的所有元件,由图五可以看出:1脚与7C9的负极、7C8的负极和7C7的一脚相接;2脚接12V电源(由于电路板太大摄图时被截掉),接下去画出与3脚相接的元件,依次画下去,如图六所示。为说明问题,图六只画了1、2、3、5、6、8脚外的元件。这样将局部电路画出来之后,分析该部分电路的工作原理,测量一些电阻值、电压点或支路电流,为维修工作提供依据。从而找到相应故障元件并加以排除。当然运用局部“反绘”时,也可以根据具体故障元件画得再少些,比如上例关于场扫描电路故障,根据工作原理可知,该故障与μPC1031H2的第四、六脚关系最大,这时其它引脚电路可以不画出。本文来自于《电子科技》杂志。电子科技杂志简介详见

3“反绘”原理图的知识储备

当然,要想快速准确的“反绘”出相应的原理图,除综合运用上述方法外,维修者本人还需具备下列基础知识:(1)知道PCB板的基本知识,比如焊盘、焊孔、顶层和底层等概念。(2)了解电路板上元器件标注符号的习惯做法。对同一功能单元电路中的元器件,往往采用同一数字作为序号开头,例如:一彩电电路板上的高压包为T602,,如果看到某个序号为VD601的二极管就知道它是行扫描电路的一个元件。(3)一块PCB板上功能相同的元器件常常集中布局,这为“反绘”原理图提供了方便。(4)要想正确绘制原理图必须识别元器件,必要时还要测量在路元器件的极性、引脚。(5)一般是先画草图,再加以整理成一个有利于读图、分析图、有规则的电路原理图。(6)整板画图方法与部分画图方法可以互相借鉴。(7)注意保护他人知识产权,画出的整体电路图不能用于商业,否则可能给自己找来不必要的麻烦。当然画电路图时,如果找到类似产品的电路图做参考,会起事半功倍的作用,另外“反绘”人员的经验也相当重要。总之,熟练掌握由电路板“反绘”原理图,是维修人员必学的一项基本技能,在电器维修工作中占据着十分重要的位置。

电路原理范文第2篇

1原理简介

1.1主备用变频器切换接线原理主备用变频器间的切换主要是利用继电器间的切换来实现电源和控制线路的切换。通过制作一块电源切换板来控制KM1A、KM2A、KM1B、KM2B、KM3等交流接触器之间的切换,来时实现380VAC电源通过主备变频器到合成器风机的切换。通过制作一块控制线路切换板来实现从CCU接口板J11来的控制信号到主备变频器的切换。

1.2主备用变频器电源切换原理图1为主备用变频器电源切换继电器板的控制线路图,220VAC作为交流接触器的线包电压,通过控制交流接触器的常闭、常开接点的吸合来控制380VAC风机电源到主备用变频器倒换。

1.3主备用变频器控制线路的切换原理主备用变频器控制线路的切换是通过控制线路切换板来实现的,他也是用到了继电器的吸合原理来实现的。a.当变频器切换开关S1在主用位置时,使控制线路切换板的K10、K20、K30、K40的线包不得电,控制信号就从就从J11通过这四个继电器到J11A然后送到主用的变频器。b.当变频器切换开关S1在备用位置时,+24VDC就从主备用变频器电源切换板的TB1(见图1)送到J2-3使控制线路切换板K10、K20、K40的线包得电动作,这样这三个线包就倒到备用的一路,控制信号就从J11通过K10、K20、K30、K40到J11B然后送到备用的变频器。c.当变频器切换开关S2在旁路位置时,+24VDC就从主备用变频器电源切换板的TB1(见图1)送到J2-3使控制线路切换板的K30线包得电动作,模拟出变频器正常的状态信号送回J11。这样当变频器故障的时候发射机就认为变频器正常而继续工作。

2主要元器件选择

2.1电源切换板的交流接触器采用施耐德公司的型号为LC1D18M7C的交流继电器,其功耗小、寿命长、安全可靠。

2.2控制线路切换板的继电器为欧姆龙公司24VDC的微型继电器,其特点是抗电磁干扰性能强,可实现高密度安装。

3线路连接和安装

3.1主备用变频器电源切换板的线路连接和安装由于哈里斯在整机设计上比较紧凑,在现有的合成器柜上无法安装体积较大的主备用变频器电源切换板和备用变频器。所以只能利用低压配电柜上面的空间,把电源切换板和备用变频器安装在低压配电柜的上面。把切换开关安装在低压配电柜的外侧面板上。

3.2主备用变频器控制线路的切换板的线路连接和安装控制线路切换板是根据原理图制作的15cm×11cm的PCB板。考虑到平时维护和检修的需要将控制线路的切换板安装在合成器A1柜的侧面板上。变频器控制信号线从合成器CCU接口板的J11接出至切换板的J11,从切换板的J11A和J11B接出分别到主用和备用的变频器。继电器的24VDC线包电压从电源切换板TB1引出至控制线路切换板J1和J2两个端子。从这两块切换板和备用变频器的安装位置来看对合成器机柜内的整体布局没有影响,周围由足够的空间,安装、拆卸与检修都十分方便。

4结束语

在安全播出应急的情况下,变频器主备切换电路能使备件充分有效地发挥作用,大大缩短了停播时间,真正做到了有备无患。这种既实用,又高效快捷的技术改造方案,保障了安全播音工作的顺利进行。

电路原理范文第3篇

CCD电路工作原理

一般 CCD的工作电源为+9V、+16V、-8V三种,有的CCD只需+16V和-8V,工作原理如图1所示。

本图是根据松下NV-M9000EN的摄录机电路制作,应用于其它机种和型号的CCD供电电路也大同小异,有一定的参考价值。该电路由脉冲调宽的方式来控制输出电压,VR1003的动片是调整反馈端,输出的电压由它反馈给IC1001的22脚,当输出直流有变化时,经由VR1003的动片反馈给IC1001的22脚,经误差放大后送往IC内的电压控制电路和另一路三角波形比较,输出直流电压的变化转换成脉宽的变化,经放大缓冲电路后由IC1001的15脚输出去控制Q1004,从而稳定直流输出,见图2所示。如因某种原因使输出直流9V变低,则IC1001的22脚直流电压也会变低,在IC1001内部和三角形波形比较后的输出脉冲宽度变大,最后使Q1004导通时间变长,输出的直流电压升高,从而使输出直流电压稳定。

CCD电路故障分析与排除

该电路的常见故障是开机三个电压无输出,如损坏Q1004和T1001,最多见就是T1001的1-2脚开路。测1脚是否有12V即可判断。确认开路后最好同时取下Q1004检查是否完好。否则的话,如果Q1004的c-e短路,装上新的T1001后,通电即会烧毁。在装上新的或修复的T1001前还需检查三组电路的负载是否正常,附表为NV-9000EN各测试点的参考值,如不正常仍需排除其它故障。

就NV9000EN而言,Q1004的型号为2SD1624,如损坏又无同型号的晶体管,找类似参数和大小的管子代替即可。而T1001的型号为ELL04T032R,业余是很难找到的。有必要的话可以重绕该变压器,如上所述初级1-2脚最容易开路,恰好初级在最外层,重绕初级很方便。如果次级开路或短路则需整个重绕。重绕参数见图3。

在实际的变压器中,四个绕组是独立的,由里到外5-6、3-4、4-5、1-2。重绕时小心撬去磁性封盖,自行确定好各脚的编号,或按原来的编号找同样大小的漆包线(或略大),按顺时针方向(从上往下看)和图3的匝数,从56、34、45、12分别绕好四个绕组,上好锡,装上磁性封盖即告完成。

电路原理范文第4篇

保护电路工作原理

该机的保护电路见图1所示,其保护电路与开关机电路、取样误差放大电路并联,稳压环路的取样误差放大电路、开关机控制电路、保护电路均通过光耦N902对开关电源初级的厚膜电路STR-S6709的稳压控制端脚进行控制:开机时,由稳压环路的三端取样误差放大电路控制,N902处于线性放大状态,注入STR-S6709的7脚的电流较小,且随开关电源输出电压的高低变化,达到稳压的目的,开关电源输出额定电压;待机和保护时,都会使光耦N902的电流增加进入饱和导通状态,注入STR-S6709的7脚电流增加,使开关电源输出电压下降到额定标称值的三分之一左右。

关机控制电路由V903、V904和CPU的34脚组成。关机时,微处理器的34脚输出低电平,致使V904截止,集电极电压升高,V903导通,通过VD913使光耦N902电流增加,控制开关电源输出电压降下来;V903导通的同时,还使PNP管V902基极获低电平而导通,将其发射极电压加到12V电源,以补充副电源电压降低的不足,同时开关电源初级的V901由截止变为导通,补充STR-S6709的9脚电源,维持电源的振荡。开机时,微处理器的34脚输出高电平,致使V904饱和导通,集电极电压降低,V903截止,对光耦不产生影响,由取样电路对光耦N902进行控制,开关电源输出正常标称电压。

1.可控硅保护电路

V905和可控硅V906组成保护执行电路,V906的控制极G是保护触发脚,与保护取样电路相连接。当保护取样电路送来高电平时,可控硅的G极获高电平而触发,可控硅导通,为V905的基极提供正向电压,致使V905饱和导通,通过VD913使光耦N902电流增加,控制开关电源输出电压降下来;V901、V902也与关机时一样由截止变为导通,维持电源的振荡和微处理器的副电源。

2.行输出级过流保护电路

可控硅V906的控制极接有2路检测电路,一路是由V621和R614∥R615组成的行输出级过流保护取样电路,正常时行输出级电流在1A以下,在R614∥R615上的电压降很小,V621 截止;当行输出级因负载短路、绕组短路、初级元件短路、场输出级短路等原因,电流增加到设计的保护值时, 过大的行电流流过R614∥R615产生的电压降增加,足以使V621导通,其导通电流通过R923、R922分压加到可控硅V906的控制极,使V906触发导通,进入保护状态。

3.显像管束电流过大保护电路

由VD611和R635∥R636、R633∥R634组成的显像管束电流过大保护检测电路,正常时,显像管束电流在1.3mA左右, 在R635∥R636上的电压降较小,A点的电压为0V左右,VD611截止;当显像管因亮度失控、极间短路、高压升高、加速极电压升高等原因,造成束电流过大,超过1.6mA时, 在R635∥R636上的电压降较大,A点的电压降为-16V左右,超过VD611的稳压值,VD611击穿导通,致使V604导通,V602B导通,将12V电压通过V602B、VD620和R923、R922分压加到可控硅V906的控制极,使V906触发导通,进入保护状态。

检修方法和步骤

由于保护时与待机时的故障现象相同, 电源指示灯亮, 开关电源输出电压下降到额定标称值的三分之一左右。

检修时首先确定是否进入保护状态,如果进入保护状态,区分是被检测的电路故障引起保护电路动作,还是保护电路本身元件变质损坏造成误保护。可采取图2所示的检修流程图的方法和步骤进行检修:

1.确定是否进入保护状态

当发生电源指示灯亮,不能遥控开机时, 如果开关电源输出电压下降到额定标称值的三分之一左右,既可能是微处理器开关机电路发生故障,也可能是进入保护状态。区分的方法是,测量待机执行元件V903和保护执行元件V905 的基极电压,哪个元件的基极电压为正向电压0.7V,则是该电路引起的故障。如果V905的基极电压为0.7V,V906的控制极电压也为0.7V,即是进入保护状态。

2.确定是哪路保护检测电路进入保护状态

逐个断开V906控制极的保护检测输入端的R651或VD620,切断检测电路与可控硅的连接,观察是否能退出保护状态,如果断开哪路保护输入电路后,退出保护状态,则是该保护电路动作,故障在该保护电路的被检测电路或该保护电路本身。在解除保护前,应首先确定开关电源输出电压正常,必要时先接假负载对电源电路进行测量和维修,再确定行输出、场输出电路无明显短路漏电故障,然后再解除保护。如果全部断开R651、VD620保护连接电路后,仍保护,则是V906、V905保护触发和执行电路故障。

3.确定是保护电路本身故障还是被检测电路故障引起的保护

解除保护的方法是先将V905的基极或V906的控制极对地短接;然后再将V905的基极或V906的控制极与前面电路的连接元件R920或R941断开。直接观察故障现象,如果光栅、图像、伴音不正常,则是被检测电路故障,根据故障现象判断故障范围,对相应的电路进行检修;如果解除保护后,图像、光栅、伴音均正常,则是保护电路本身故障,应对保护电路进行检修。

检修实例

[例1]故障现象 开机后三无,指示灯亮。

分析与检修 测量开关电源+B电压为50V,属待机或保护状态,但测量微处理器34脚开关机控制端电压却为高电平,是开机指令,测量待机执行元件V903的基极电压为0,说明不是进入待机状态;测量保护执行元件V905的基极和保护触发可控硅V906的控制极电压为0.7V高电平,是保护电路启动所致。电阻测量行输出级元件,无明显短路故障;断开行输出电路,在+B电源上接假负载后,将可控硅V906的控制极与地短接解除保护后,开机测量开关电源+B电压为正常值。去掉假负载,接上行输出电路,屏幕上出现一条水平亮线,并有冒烟和烧焦的气味。根据故障现象对场输出电路进行检查,发现为场输出级供电的限流电阻R659烧焦,测量场输出电路LA7846N,其7脚对地电阻为0。由于场输出电路短路,造成行输出级电流过大,引起行过流保护。更换场输出电路和R659后,恢复保护电路,通电能进入开机状态,可控硅V906不再保护,声光图再现,故障排除。

[例2]故障现象 开机后三无,指示灯亮。

分析与检修 测量开关电源+B电压为50V,属待机或保护状态,测量V903的基极电压为0,说明不是进入待机状态;测量保护执行元件V905的基极和可控硅V906的控制极电压为0.7V高电平,是保护电路启动所致。电阻测量行输出级元件,无明显短路,接假负载+B电压正常后,分别断开可控硅V906控制极的保护检测输入元件,当断开过流保护检测电路输入元件R651时,通电开机,声光图均正常,判断是过流保护电路本身故障引起误保护。对过流保护电路进行检查,发现R614和R615均有烧焦的痕迹,阻值也由0.47Ω增大到2.2~3.5Ω。由于R614和R615的阻值增大,正常的行输出电流在R614∥R615上的电压降增加,致使V621导通,造成误保护。更换R614、R615,恢复保护电路后,故障排除。

[例3]故障现象 正常收看时,经常发生停机故障。

分析与检修 停机时,测量开关电源输出的+B电压为50V左右,判断是进入待机或保护状态。测量开关机控制电路的V903基极电压为0,说明不是进入待机状态;测量保护执行元件V905的基极和可控硅V906的控制极电压为0.7V高电平,是保护电路启动所致。由于大多数时间能正常收看,图像和光栅未见异常,说明整机无明显的短路故障,决定断开保护观察故障现象。分别断开可控硅V906控制极的保护检测输入元件,当断开束电流过流保护检测电路输入元件VD620时,再开机,声光图正常,且不再出现保护现象,测量行电流也在正常范围内,估计是束电流过流保护电路元件参数改变造成误保护。检查束电流过流保护电路元件,发现VD611稳压管漏电,其稳压值由正常时的16V降低到11~13V,且不稳定,造成束电流提前保护。更换VD611后,恢复保护电路,故障不再出现。

[例4]故障现象 开机后三无,指示灯亮。

分析与检修 测量开关电源+B电压为50V,属待机或保护状态,测量V903的基极电压为0,说明不是进入待机状态;测量保护执行元件V905的基极和可控硅V906的控制极电压为0.7V高电平,是保护电路启动所致。电阻测量行输出级和场输出级元件,无明显短路现象,接假负载测量开关电源的+B电压正常,将可控硅V906控制极的保护检测输入元件R941断开,解除保护后,通电试机,开关电源发出吱吱叫声,且光栅暗淡,无图无声,此时测量开关电源输出的+B电压也下降到80V左右,测量行输出级电流高达1.3A。拔掉偏转线圈和显像管插座后,故障不变,电阻测量行输出级二次电源整流滤波电路也未见短路漏电现象,判断是行输出变压器短路,造成行输出电流过大,引起保护。更换行输出变压器后,光栅恢复正常,伴音和图像出现,+B电压和行电流也恢复正常。恢复保护电路后,不再进入保护状态,故障排除。

[例5]故障现象 收看中经常自动关机,关机时机内有“嗡嗡”的叫声。

电路原理范文第5篇

关键词:PWMSG3524控制器

引言

开关电源一般都采用脉冲宽度调制(PWM)技术,其特点是频率高,效率高,功率密度高,可靠性高。然而,由于其开关器件工作在高频通断状态,高频的快速瞬变过程本身就是一电磁骚扰(EMD)源,它产生的EMI信号有很宽的频率范围,又有一定的幅度。若把这种电源直接用于数字设备,则设备产生的EMI信号会变得更加强烈和复杂。

本文从开关电源的工作原理出发,探讨抑制传导干扰的EMI滤波器的设计以及对辐射EMI的抑制。

1开关电源产生EMI的机理

数字设备中的逻辑关系是用脉冲信号来表示的。为便于分析,把这种脉冲信号适当简化,用图1所示的脉冲串表示。根据傅里叶级数展开的方法,可用式(1)计算出信号所有各次谐波的电平。

式中:An为脉冲中第n次谐波的电平;

Vo为脉冲的电平;

T为脉冲串的周期;

tw为脉冲宽度;

tr为脉冲的上升时间和下降时间。

开关电源具有各式各样的电路形式,但它们的核心部分都是一个高电压、大电流的受控脉冲信号源。假定某PWM开关电源脉冲信号的主要参数为:Vo=500V,T=2×10-5s,tw=10-5s,tr=0.4×10-6s,则其谐波电平如图2所示。

图2中开关电源内脉冲信号产生的谐波电平,对于其他电子设备来说即是EMI信号,这些谐波电平可以从对电源线的传导干扰(频率范围为0.15~30MHz)和电场辐射干扰(频率范围为30~1000MHz)的测量中反映出来。

在图2中,基波电平约160dBμV,500MHz约30dBμV,所以,要把开关电源的EMI电平都控制在标准规定的限值内,是有一定难度的。

2开关电源EMI滤波器的电路设计

当开关电源的谐波电平在低频段(频率范围0.15~30MHz)表现在电源线上时,称之为传导干扰。要抑制传导干扰相对比较容易,只要使用适当的EMI滤波器,就能将其在电源线上的EMI信号电平抑制在相关标准规定的限值内。

要使EMI滤波器对EMI信号有最佳的衰减性能,则滤波器阻抗应与电源阻抗失配,失配越厉害,实现的衰减越理想,得到的插入损耗特性就越好。也就是说,如果噪音源内阻是低阻抗的,则与之对接的EMI滤波器的输入阻抗应该是高阻抗(如电感量很大的串联电感);如果噪音源内阻是高阻抗的,则EMI滤波器的输入阻抗应该是低阻抗(如容量很大的并联电容)。这个原则也是设计抑制开关电源EMI滤波器必须遵循的。

几乎所有设备的传导干扰都包含共模噪音和差模噪音,开关电源也不例外。共模干扰是由于载流导体与大地之间的电位差产生的,其特点是两条线上的杂讯电压是同电位同向的;而差模干扰则是由于载流导体之间的电位差产生的,其特点是两条线上的杂讯电压是同电位反向的。通常,线路上干扰电压的这两种分量是同时存在的。由于线路阻抗的不平衡,两种分量在传输中会互相转变,情况十分复杂。典型的EMI滤波器包含了共模杂讯和差模杂讯两部分的抑制电路,如图3所示。

图中:差模抑制电容Cx1,Cx20.1~0.47μF;

差模抑制电感L1,L2100~130μH;

共模抑制电容Cy1,Cy2<10000pF;

共模抑制电感L15~25mH。

设计时,必须使共模滤波电路和差模滤波电路的谐振频率明显低于开关电源的工作频率,一般要低于10kHz,即

在实际使用中,由于设备所产生的共模和差模的成分不一样,可适当增加或减少滤波元件。具体电路的调整一般要经过EMI试验后才能有满意的结果,安装滤波电路时一定要保证接地良好,并且输入端和输出端要良好隔离,否则,起不到滤波的效果。

开关电源所产生的干扰以共模干扰为主,在设计滤波电路时可尝试去掉差模电感,再增加一级共模滤波电感。常采用如图4所示的滤波电路,可使开关电源的传导干扰下降了近30dB,比CISOR22标准的限值低了近6dB以上。

还有一个设计原则是不要过于追求滤波效果而造成成本过高,只要达到EMC标准的限值要求并有一定的余量(一般可控制在6dB左右)即可。

3辐射EMI的抑制措施

如前所述,开关电源是一个很强的骚扰源,它来源于开关器件的高频通断和输出整流二极管反向恢复。很强的电磁骚扰信号通过空间辐射和电源线的传导而干扰邻近的敏感设备。除了功率开关管和高频整流二极管外,产生辐射干扰的主要元器件还有脉冲变压器及滤波电感等。

虽然,功率开关管的快速通断给开关电源带来了更高的效益,但是,也带来了更强的高频辐射。要降低辐射干扰,可应用电压缓冲电路,如在开关管两端并联RCD缓冲电路,或电流缓冲电路,如在开关管的集电极上串联20~80μH的电感。电感在功率开关管导通时能避免集电极电流突然增大,同时也可以减少整流电路中冲击电流的影响。

功率开关管的集电极是一个强干扰源,开关管的散热片应接到开关管的发射极上,以确保集电极与散热片之间由于分布电容而产生的电流流入主电路中。为减少散热片和机壳的分布电容,散热片应尽量远离机壳,如有条件的话,可采用有屏蔽措施的开关管散热片。

整流二极管应采用恢复电荷小,且反向恢复时间短的,如肖特基管,最好是选用反向恢复呈软特性的。另外在肖特基管两端套磁珠和并联RC吸收网络均可减少干扰,电阻、电容的取值可为几Ω和数千pF,电容引线应尽可能短,以减少引线电感。实际使用中一般采用具有软恢复特性的整流二极管,并在二极管两端并接小电容来消除电路的寄生振荡。

负载电流越大,续流结束时流经整流二极管的电流也越大,二极管反向恢复的时间也越长,则尖峰电流的影响也越大。采用多个整流二极管并联来分担负载电流,可以降低短路尖峰电流的影响。

开关电源必须屏蔽,采用模块式全密封结构,建议用1mm以上厚度的镀锌钢板,屏蔽层必须良好接地。在高频脉冲变压器初、次级之间加一屏蔽层并接地,可以抑制干扰的电场耦合。将高频脉冲变压器、输出滤波电感等磁性元件加上屏蔽罩,可以将磁力线限制在磁阻小的屏蔽体内。

根据以上设计思路,对辐射干扰超过标准限值20dB左右的某开关电源,采用了一些在实验室容易实现的措施,进行了如下的改进:

——在所有整流二极管两端并470pF电容;

——在开关管G极的输入端并50pF电容,与原有的39Ω电阻形成一RC低通滤波器;

——在各输出滤波电容(电解电容)上并一0.01μF电容;

——在整流二极管管脚上套一小磁珠;

——改善屏蔽体的接地。

经过上述改进后,该电源就可以通过辐射干扰测试的限值要求。

4结语

电路原理范文第6篇

关键词:电路原理;课程教学;多元化

作者简介:李欣(1986-),男,山西吕梁人,三峡大学电气与新能源学院,助教;郭攀锋(1984-),女,河南禹州人,三峡大学电气与新能源学院,助教。(湖北 宜昌 443000)

基金项目:本文系三峡大学人才科研启动基金项目(项目编号:KJ2012B048)的研究成果。

中图分类号:642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)26-0043-02

“电路原理”作为电气工程类专业的主干课程,在为后续课程提供基础知识的同时,也着力培养低年级学生对电气学科的专业兴趣、正确的思维模式和解决实际问题的能力。在越来越多的高校采用“宽口径”专业培养模式的大背景下,“电路原理”课程的地位也进一步提升。与之相对应,对“电路原理”课程教学的思考与探索也成为当前的教改热点之一。

一、“电路原理”教改现状及成因分析

1.“电路原理”课程的特点

电路原理有很多区别于其他课程的特点,了解这些特点有助于深入探讨问题的本质,利用好这些特点往往能够事半功倍。结合实际教学,“电路原理”课程主要的特点有:

首先,电路原理的概念多、原理杂、知识性强。区别于工科类的其他基础课程,电路原理更像一门理学的专业课,工程领域的逻辑思维与近似简化基本没有涉及,取而代之的是严谨的概念原理、定理定义和严格的数学推导。这是“电路原理”区别于其他专业基础课的一个显著的特点。

其次,电路原理的应用面广泛。作为一门电学基础课,教学生如何正确合理地应用是教学的根本目的。对于电气工程专业的学生而言,电路课程之后的很多课程都要用到电路的基本结论,电路的每一个知识点都会在后续的课程中有所体现和应用,电路中所应用的思维方法也会在其他专业课中多次使用,例如电力系统的纵联保护就是基尔霍夫电流定律KCL在实际继电保护应用中的具体体现。因此,让学生学会经典的电路思维模式是“电路原理”课程教学的重要意义之一。

最后,电路课程针对的都是理想化的器件,很多结论性的知识点不符合实际电路器件的情况。例如课本中对电压源的描述是内阻为零,而在现实中任何一个电源的内阻均不可能为零,且内阻是电源的一个极其重要的参数,它决定了电源的诸多性质。对于这样的概念教师难讲解,学生也不容易理解。它正是“电路原理”课程教学双方共同的难点,也是“电路原理”教学改革的深水区。[1]

2.古板的教学思维

在传统的“电路原理”教学环节,教师的教学重点是基本概念和基本原理,在课堂上力求将每一个基本元件、定理讲清楚讲完整。在这样的教学思维下就产生了传统的教学模式:教师整堂课都在直白地讲解枯燥而繁琐易错的概念、定理、公式,学生上课昏昏欲睡,下课看答案做习题。很多学生学习电路的最终收获就是如何列方程、解方程,而对于为何要列方程,学习电路原理的本质是要解决哪些问题等等这些问题一无所知,更别期望其能够解决现实中的电路问题。

出现上述现象的根本原因在于教师的教学思维古板。电路的基本理论及对应的分析方法其实是在由理想元件所构建的经典电路上展开的,而对于许多理想元件(如电流源、电容、电感)学生很难对其有直接而感性的认识,这使得讲授内容与学生原有的认知领域完全脱节。这种脱节使学生对“电路原理”课程疑问多,感觉难学;而这种脱节由于不是教学重点而被教师忽略,这正是造成教学两端都劳而无获的根本原因。

显而易见,传统教学思维的上课满堂板书理论,下课作业习题答案的教学模式早已不适合当前的“电路原理”教学。如何能让学生更好地掌握基本理想元件,培养学生解决实际电路问题的能力要从改变教师的教学思维入手,这也是电路教学改革的核心和基本问题。

3.一成不变的教学内容

经笔者发现,上世纪“电路原理”这门课程已经成为电气专业的基础课程,然而近半个世纪过去了,电子、计算机、电气、通信等领域迅猛发展,并且在理论创新以及技术方面不断革新,与之相适应的各类电子元器件和功能电路也随之改变,而经典理论体系为教学主体内容的“电路”课程在近二十年中的变化却很小。比如现在市面上用的很多电子器件都是场效应管,但是课程在这部分的重点仍然是三极管和二极管的讲解。这种一直没有更新的教学内容既不利于激发学生的学习积极性,也不利于培养学生的工程意识,更不利于服务社会。

4.教学方式单一化

在传统教学过程中,通常采用“填鸭式”课堂教学,老师讲学生听,老师问学生答,学生的思维只跟着老师走,思路根本没有打开。尤其是现在计算机的普及,也为了应对学时压缩教学内容反而扩张的窘况,电路课程的课堂教学已经全部使用多媒体教学。多媒体课件的使用,一方面有效地提高了教学效率,而另一方面,单位学时内学生需要接受的信息量更大了。加上“电路原理”课程本身知识较多、内容抽象、理论枯燥,这必然导致课堂氛围沉闷,学生在课堂学习上容易疲倦,不利于学生主动参与。

另外,现在的教师除了有教学任务外,科研工作量的压力也随之增加,并且这些科研任务在经济和荣誉上都有利可图,这样一来,教师花在上课的精力势必将大大减少,而是把上课当成一种任务,完成教学工作量。这些因素都会导致教师对教学方式方法不重视,师生关系也不和谐。

二、创新型电路课程的几点建议

通过笔者对“电路原理”教学过程的实践经验,加上和相关资深教师的探讨,笔者从教学思维方式、电路课程内容以及实践过程中的仿真软件的运用等方面对“电路原理”课程教改提出几点建议,便于与同行间的交流。

1.去糟粕,留精华,转变教学思维模式

其一,笔者认为可以从“电路原理”课程特点出发,一开始就给学生建立电路理论知识体系的框架,将其作为一个体系去学习,以一条主线、几种定律为基础贯穿整个课堂教学当中。“电路原理”中的基本理论、基本概念和基本方法等都是作为“电路原理”教学的知识体系框架。主线还包括电路分析的基本量,电压、电流以及功能等,这是任何电路分析的本质。了解了“电路原理”课程的框架,对这门学科的学习就是“有准备之仗”。

其二,突出重点,转变“眉毛胡子一把抓”的思维模式。比如,在学习暂态电路分析的时候,当学习完RC暂态电路、三要素法之后,对于RL暂态电路可以让学生自学,一方面可以加强学生对所学知识的掌握,另一方面更能锻炼学生的学习力。笔者认为的学习力就是学生接受新知识的能力。

其三,课程教学要以学生原有的知识体系为基础,以实际电路的建模和解决实际问题为重点。工科的学生所学的专业基础知识都是为了后续的学习打基础,更是为了以后实践中的应用。所以教师在教学中要转变思维,不能仅仅是针对课程定理、定义等内容进行教学,还可以结合学生所学或者所能接受的方式进行授课。

另外,从原有“电路原理”内容出发,对于一些重要的电子元件,例如后续所学的模拟电路和数字电路等课程中涉及电子领域常用的场效应管(MOSFET),以及电力电子技术所用的IGBT等,教师除了书本上的基本知识以外,在教学中还可结合基本元件或者与之相关的常见基本电路,如整流电路、集成电路等层层深入讲解。

2.使用仿真软件,实现多元化课堂

“电路原理”课程作为电气基础专业课,关键目的是让学生在后续的课程中的应用,所以,电路课程教学当中,可以安排几个相关基本实验操作,学生可以直观了解电路元件、电路原理以及电路定律等等内容,了解课程理论与实践的相关性和区别。但是,几个实验往往达不到目的。这样就可以在电路教学当中使用仿真软件,比如可以充分利用EWB器件和仿真功能,仿真出动态的实验图来代表实际的电路实验,既可以增加课程的气氛,又能激发学生的兴趣。

另外,“电路原理”课程教学除了采用多媒体和板书相结合的方式,还可以使用仿真软件来制成CAI、FLASH等课件。这样不但可以在教学过程中结合讲授的理论内容进行实时的仿真演示,使得教学更加深刻生动,也增加课程的趣味性,这样一来就可以改变“一言堂”的教学旧貌,缩短老师和学生的距离,吸引学生的注意力,提高课堂效率。

3.情感教育在“电路原理”教学中的应用

在课堂上引入情感教育,其实就是一种和学生沟通的新形式。由于许多高校实行大班或者合班上大课的形式,一个学期结束后,教师很难叫出班内大部分学生的名字。以笔者带的班级为例,“电路原理”选课人数将近200人,通常无暇投入过多时间与学生进行交流。其实和学生沟通不仅仅只在课堂,还可以利用QQ、飞信、MSN等网络方式和学生进行交流和沟通。通过笔者的教学发现,如果一个教师能认得班上所有学生,他们上课的积极性和主动性会明显不一样,而这正是情感教育的一种表现形式。笔者认为在课程教学中引入情感教育不只有这一种形式,[2]还有如下方法:

把批评教育变为充分表扬,多一些鼓励,增加正能量。对理论性强,比较抽象的知识点讲解时,如果学生不太理解应鼓励他们不用担心,因为知识本身比较抽象,尤其是对于基础差的学生更应该多鼓励。也许老师的一句话,学生就会豁然开朗,会更有自信去学习。对于课堂上回答问题错误的同学,更是要鼓励为主,充分肯定学生的回答。[3]

另外,教师在授课过程中应该穿插幽默生动的语言,尽可能地拉近与学生之间的距离。因为电路理论课程教学内容比较抽象,理论性强,平铺直叙的语言势必会让学生昏昏欲睡,所以适当穿插点幽默的话语,或者搞笑的小故事,或者让学生有感触的话语,都会让学生精神万分,提高学习效率。

三、结束语

本文通过对目前“电路原理”课程内容特点以及教学现状的研究和分析,分析了当前“电路原理”课程教学存在的问题,针对这些现状笔者提出了几点建议,例如课程教学思维方式的转变、教学方式的灵活化、仿真软件引入课堂以及情感教育在“电路原理”课程当中的应用等等。

参考文献:

[1]王敬时,周晶,黄勋,等.浅谈“电路”教学改革[J].中国电力教育,2012,(35).

[2]曹砚辉.当前高校师生关系存在的问题及解决对策[J].教育探索,2012,(3).

电路原理范文第7篇

[关键词] 教学改革;教学方法;电路原理

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634(2011)06-0080-03

电路原理课程是自动化、电子信息工程等电类专业的一门重要的专业基础课。它的任务是通过本课程的学习,掌握电路的基本理论、电路分析的基本方法和进行实验的初步技能,并为后续的课程准备必要的电路知识。“电路原理”课程具有内容多、理论性强、计算繁杂、习题量大的特点。学好电路理论课程还需要有较好的数学和物理基础。所以同学们普遍反映电路理论课程比较难学。

重庆理工大学采用的电路教材是邱光源为原著,罗先觉修订的“电路(第5版)”[1]。按照教学大纲要求教学学时一般要110学时左右,但随着新的知识和学科不断地出现和形成,“电路原理”课程的教学学时已经压缩为72学时。另外,“电路原理”课程提前到大学一年级下期开设。学时的压缩和教学时间的提前无疑使教学的难度大大增加。如何在有限学时内使学生掌握电路的基本知识、基本分析方法和基本实验技能是主讲老师必须思考的问题。经过多年的努力,课题组老师主要从教学内容、教学手段、教学质量评价方法与评价体系、实践环节等几个方面进行改革实践,在“电路原理”这门课程的教学上取得了一定成绩。

1 教学内容模块化明确教学重点与难点

教学内容模块化可以帮助学生在学习时有一条清晰的学习主线,清楚学习的重点和难点。电路原理教学内容大致分为5大模块:(1)电阻电路模块:包括直流电路为主的电路基本概念和基本分析方法;(2)动态电路模块:包括一阶电路的时域分析,线性动态电路的复频域分析;(3)正弦交流稳态电路模块:包括三相电路,含有耦合电感的电路;(4)正弦稳态电路的扩展部分:包括非正弦周期电流电路分析,电路的频率响应;(5)二端口网络和其他内容作为扩展单元模块。

课程内容的重点大致可划分为三个方面:(1)各种电路元件的基本特性,包括电阻、电容、电感、独立源、受控源、耦合电感、理想变压器等;(2)电路的基本定理,包括基尔霍夫定律、叠加定理、戴维宁定理、替代定理、最大功率传递定理、互易定理等;(3)电路的基本分析方法,包括回路法、节点法、相量法、三要素法、各种等效变换、网络函数等。

课程的难点有:电路的参考方向,相量法,含受控电源的分析,阶跃响应和冲激响应,线性动态电路的复频域分析等。

2 多种教学手段及方法的应用激发学生的 学习兴趣

2.1 计算机仿真技术与多媒体教学相结合的教学 方法

“电路原理”课程的理论教学有较多的理论阐述和数学推导,往往使学生陷入被动的学习境地。电子电路计算机仿真技术对电路课程教学理念的更新和教学手段的改革提供了条件。通过EWB软件在课堂上的仿真实验演示,将实验仿真结果与理论分析加以对比,可以加深学生对这些电路现象的理解,这不但能激发学生的学习热情,还能把理论与实际联系起来[2]。

另外,多媒体教学是适应压缩学时、丰富信息要求的有效手段。它可以有效地弥补传统教学方式中的信息量不足、内容陈旧、手段落后的缺陷。在课件的设计上,尽可能发挥多媒体的视觉、听觉优势,通过文字、图形的动态和静态的配合、色彩的和谐搭配以及突出概念的特征,使枯燥的内容变得生动、活泼,吸引学生的注意力,进而激发学生的学习兴趣[2]。

2.2 网络教学综合平台的开设,为学生自主学习 创造了条件

网络教学平台是教师和学生之间在网络环境下进行的互动教学平台,可以方便教师和学生在课堂以外的空间进行交流探讨。在网络教学平台里,学生可以下载教学课件、教学内容、教学计划、教学要求等。学生可以根据自己的实际情况和兴趣,随时随地确定学习内容、时间和进度,使教学达到因材施教的目的。在网络教学平台里,课程论坛,常见问题答疑,在线测试等栏目的开设,使学生的学习不再受时间和空间的限制,也为学生获取丰富的教学资源,实行个性化学习提供了自由的空间。

2.3 注重课堂讨论,激发学生的学习兴趣

学生是受教育者,同时又是学习的主人,在教学中如果能够充分发挥学生的学习主动性,激发他们的学习兴趣 ,变被动学习为主动学习,可以提高教学质量。在课堂上可以针对学生不易理解、容易出错的问题开展课堂讨论,甚至还可以挑选部分内容让学生在课堂上讲解,充当“老师”的角色,老师充当“学生” 的角色。当学生讲解完毕时,根据学生所讲的内容提出一些问题,然后让大家进行交流和提问。这样可以巩固所学知识,同时也增加了学生的学习兴趣。

2.4 利用对偶关系增强知识的记忆,促进知识的 融汇贯通

电路原理这门课程的特点:理论性强,分析方法多,概念多。譬如电路中的基本物理量如电压和电流,节点电压与网孔电流;电路元件以及电路元件的VAR;电路的连接形式及约束关系等之间都有一种特定的对偶关系。在授课过程中如果能够帮助学生建立起对偶的概念,利用对偶原理增强知识的记忆,可以促进知识的融汇贯通。根据电路理论的对偶性,可以选择重点讲解一种定理或分析方法,对偶提出另一种定理或分析方法。譬如重点讲解戴维宁定理,对偶提出诺顿定理;在一阶电路中,重点讲解 RC 电路,对偶提出 RL 电路。这样可以缩短讲课时间,也提高了教学效果。

2.5 加强对学生的自学指导,培养学生的自学能力

除了课堂教学以外,老师可以根据学生已具备的知识适当安排自学内容,并对学生进行自学方法的指导,培养学生的自学能力。如非正弦周期电流电路,表面上看是新内容,如果应用数学知识将周期函数展开成傅立叶级数,得到一系列谐波之和的不同正弦量。再应用学过的电路基础知识如叠加定理和正弦稳态电路的分析方法就可解决。经过老师的这番引导后,看似复杂的知识就可以迎刃而解。

3 教学质量评价方法改革确保评价的真实 性与公平性

考试是检验和评估教学质量的主要手段,传统的教学效果评价方法考核内容、形式单一化。为了保证学生成绩的真实性、公平性,必须改革传统的教学效果评价方法。首先应加强平时成绩的考核力度,在平时成绩的评定上,不单纯看学生的作业完成情况,还应增设随堂小测试、课堂问答环节。这样老师能够及时、准确地了解学生对知识掌握的情况,并针对测验结果中存在的问题进行有针对性地教学[3]。同时对平时学习不认真的同学也起到了督促与警醒作用。其次为了保证学生期末考试成绩的客观性与真实性,应坚持统一命题,统一评分标准,流水作业的阅卷方式。出考题的老师负责考试题目的保密性,这样杜绝了部分老师原则性不强,给学生划考试范围,甚至帮助猜题的现象。同时对老师平时的教学态度也起了督促作用。

4 实践教学体系改革培养学生的创新能力

近几年来,重庆理工大学电路实验室从实验室的面积、规模、实验仪器设备的配备方面都得到了全面的改善与提高。并且建立了一支结构合理、素质优良、爱岗敬业的教师队伍,为建立培养创新能力的实践教学体系提供了硬件保障。

4.1 分层实验教学

重庆理工大学的实践教学采用独立设课的方式,根据不同层次学生的需要设置实验课程,安排好实验内容并配备相应的教材,并针对不同的实验教学内容,采取不同的实验指导形式实现分层实验教学[4]。本课题组新编写了实验教材《电路基础实验》,将实验内容分为了三个层次:基础实验、设计性综合性实验、创新型实验。基础实验以传统的验证性实验为主,按一人一组开设,以培养学生的实际操作能力和独立分析问题、解决问题的能力。以设计性、综合性实验为主的综合实验,按 2人一组开设,可以培养学生分析和综合的能力,使学生在掌握解决工程问题的技能的同时,还能锻炼学生的团结协作精神。第三层次实验为创新型实验,学生在完成教学大纲规定的实验项目后,可结合实际应用给学生提出多项课题,2个学生自由组合成一组,学生按照规范规定的试验方法,自己设计电路,实验室提供仪器设备。

4.2 开放性实验室的建设

为了满足不同层次的学生独立进行学习和研究的需要,实验室在时间、空间和内容上对学生进行开放,实现开放性实验教学。实验室为学生提供具备先进性、设计性、开放性的实验设备和实验选题等技术支持服务。实验内容与要求可以提前由老师提供,学生也可以根据自己的专业、能力、兴趣爱好等自拟实验内容,自由选择做实验的时间。

教学内容模块化使学生学习上有了一个清晰的学习主线并明确了重点和难点。多种教学手段与方法的合理应用有效地调动了学生学习该门课程的积极性与主动性;从课堂教学到网络教学平台的自主学习,拓展了教学空间,为实行个性化学习提供了自由的空间;新的教学评价方法与教学体系的形成,有利于及时反馈教学效果,同时还注意了评价的真实性与客观性。以培养学生创新能力为目的的实践教学体系改革激发了学生的创新能力,学生的科研能力和综合素质有了很大的提高。总之,“电路原理”课程通过以上几个方面的改革与实践,教学效果有了明显提高。

参考文献

[1]邱关源,罗先觉.电路(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2]肖冬萍,李新.仿真实验在“电路原理”理论教学中的应用[J].电气电子教学学报,2009,31(2):97-98.

[3]姚志垒.民办本科“电路”课程的教学改革[J].电气电子教学学报,2009,31(10):16-17.

电路原理范文第8篇

关键词:电路原理;精品课程;电路仿真软件

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)52-0057-02

电路原理是工科学生在大学中所接触到的第一门专业基础课,对整个专业学习起到的是承前启后的作用,其重要性不言而喻。但由于其理论性和实践性相结合的特点,学生大多会觉得电路原理学习的内容繁冗而缺乏学习的兴趣。对电路这样一门比较成熟的课程来说如何能讲出新意,如何能做到吸引学生的同时帮助学生建立起良好的学习习惯和专业兴趣,并为后续课程打下坚实的基础,就成了每一位讲授电路原理教师的主要任务之一。

一、建设精品课程

建设电路原理精品课程,必须从师资队伍建设、教材建设、教学内容和方法改革、实验改革这些方面着手,不断地学习进步和反思,从而提高电路原理课程的教学效果。同时通过立体化教学资源建设和应用、教学方法改革和现代教育技术应用、理论与实践的结合、创新意识和实践能力的培养等手段,向着一流水平而努力,达到精品共享。结合地区学校的实际情况,除了建设一支具有战斗力的高档次教学辅导队伍之外,非常重要的一个需要改进的方面就是要对当前的教学方法方式和内容,不断地改进和提高,做好以下几点。

1.坚持教学内容体系的改革,做好电路与其他主干课程的关系分析,处理好知识交叉部分,同时及时地把新的科技成果引入电路课程,增强电路课程的时效性,并且可以邀请部分教授或知名学者为学生进行相关讲座,以提高学生对于课程和整个工科课程学习的兴趣,帮助学生了解电路原理课程的重要性,使学生对于整个工科教育体系有整体的认识和理解,让学生自己产生学习的意愿和对未来职业专业技能的规划。

2.开发和提供多种教学形式,在日常教学中多运用现代教育技术的新成果,大力发展网络课堂。例如采用较新颖的任务型教学或任务型学习,即“一种以任务为核心单位计划、组织学科教学的途径”[1]。要求学生以一个学习任务为中心,发挥主观能动性主动地了解任务相关的知识,并把自己已有的知识和新学习到的知识融合成一个知识体系,然后用这个新的知识体系去完成相应的学习任务和相应的评价,从而使得学生达到一个新的学习高度,不断重复地阶梯式前进。

3.树立教师们对于精品课程建设的正确认识,调动其积极性,提高团队配合和合作的能力,横向比较各个院校电路课程教学的优缺点,组织定期的教学讨论会,提高各位教师的教学理念和教学水平。摒除电路原理课程教师对教学一成不变的思想,通过“走出去,引进来”等多种形式,了解当前国内外对于电路原理课程教学的先进理念,建立适合当前学校定位和学生需求的精品电路原理课程教学体系。多听取学生对于教学的意见和建议,不断提升电路原理课程教学团队的水平和能力,做到教师的自我提升和课程教学的提升相辅相成。

4.大力开展教材建设,发展适合自己学校现状和需求的教材体系,集合各类精品教材的优点,并结合国外高校教材的特点,开展双语教学。目前电路原理课程的教材较为固定,知识点设定变化不大,对于学生的学习需求关注较少。鉴于目前电路原理教材种类繁多,应当组织教师编制符合自己学校定位和本科教学培养方案的精品教材,并广泛地听取学生和专业课教师的宝贵意见,真正让电路原理课程成为一门承前启后的重要课程,对学生的后续学习和专业课教师的后续教学起到积极的作用。发挥电路原理课程对工科大学生专业教育“领进门”的引导作用,培养学生初步的工科思维和良好的学习、科研习惯。

5.改进电路实验的内容和方法,提高学生动手能力,在已有开放性试验的基础上大力推进开放性实验等新的实验理念的运用。对于电路原理这样一门专业基础课来说,实验应当在其中起到更加重要的作用。相对于当前比较传统的电路实验方式,更加新颖的实验设计和更加合理的实验教学方式需要进一步加以改进和实践。当前电路原理实验大多按照教材,由实验教师进行电路原理和连线方法的讲解,然后学生进行简单的重复得到预设好的结果。这样的实验教学方式起点较低,相对来说对于课堂教学仅仅起到了辅助作用,与实际应用联系不够紧密,难以激发学生的学习热情。而且实验在整个电路原理教学的过程中所占学时较少,不能很好地起到对课堂知识的巩固和促进作用。在未来的电路原理教学中,应当进一步加大对于电路原理实验的重视程度,通过设计合理灵活的实验,激发学生学习的热情,真正起到对学生的动手能力、创新能力和团队协作能力的锻炼。

二、在教学中融合电路仿真软件教学

电路原理是工科学生其后续课程,包括模拟电子技术、数字电子技术、电路设计以及毕业设计等的基础。通过在教学中较早地融入电路仿真软件的应用,可以提高学生学习的兴趣和动手能力,并有助于学生将电路相关课程联系起来,尽早地建立起工程设计的思维和知识体系。通过采用之前提到的任务型教学,在学生完成课堂理论知识的学习之后,为学生提供各种相对独立的小项目,把学生分成若干个小组,让他们独立地完成对小项目问题的调研、方案设计和最终实施,并完成相应的报告和实际演示,教师在这个过程中起到指导方向和答疑解惑的作用。通过项目的引导,帮助学生培养对工科后续学科体系的兴趣,让学生获得自己发现问题解决问题的能力。通过这样的方式,帮助学生提升自己的团队合作能力,更加形象地掌握电路原理基本理论知识,并在学习过程中获得较大的成就感。最后可以通过对电路设计仿真软件的学习,帮助学生系统掌握工科电路相关各后续学科的重要知识点,培养其实际电路设计的能力,为学生之后的课程设计、毕业设计,以及走出校园之后的工作打下坚实的基础。这样的兴趣和技能培养可以贯穿学生整个大学学习过程,并可以为学生主动参与各类电子设计竞赛提供知识基础,其中一些突出学生的作品还可以实际制作印刷电路板,为学校的科研工作提供一定的帮助,并且可以为低年级学生提供较好的学习榜样,树立良好健康向上的学习风气。

三、电路原理课程学习过程的反馈与评价

教学过程中非常重要的一部分就是对课程学习的反馈和评价,作为教师必须积极地面对和处理学生的反馈,引导学生提出对于课程建设的意见和建议,不断修正教学的方式方法,因材施教。要深入学生中了解学生对于课程基本知识点的掌握程度,解决学生对于每堂课的疑惑和不解。对于学生完成的课程相关的小项目多使用正面的评价,积极引导,保护学生的学习积极性,并客观地提供意见。对于电路原理课程教学的改革和实践是一个漫长的过程,努力建设精品课程,并且在教学中融合基于任务型教学的电路仿真软件应用,能够科学有效地激发学生对电路原理课程的学习兴趣,其整体应用还需要不断地在实践的基础上一步步地加以完善。

参考文献:

[1]魏永红.外语任务型教学研究[D].上海:华东师范大学,2003.

[2]刘春燕.任务型课程设计的理论基础[J].江西师范大学学报(哲学社会科学版),2005(2).

电路原理范文第9篇

本次设计任务是设计一个针对非接触式传感器电路部分的自动测试系统。因此,需要了解该电路的基本知识,即电路原理。

【关键词】非接触式 扭矩 传感器 电路原理

1 电路原理图分析

本次设计任务是设计一个针对非接触式传感器电路部分的自动测试系统。因此,需要了解该电路的基本知识。其中涉及到模拟电路、信号与系统等学科的知识。本文中将对电路的各个模块进行工作原理的阐述和数学模型的分析。

电路图如图1.1所示。

该电路主要有三个模块构成,分别是振荡电路模块、信号电路调试模块、减法器电路模块。在该振荡电路中,留有TP5,TP7,TP6,TP4,TP3,TP2六个测试接口。通过在正常工作状态下对这五个引脚输出信号的测量与判断可以得到电路是否正常工作。在本次设计中,为了检测震荡电路是否符合条件,需要对TP2的输出信号进行测试,采用示波器卡对振荡器的输出波形进行采集并分析,得到频率ftp2,波形电压峰-峰值Vpp,波形电压最大值Vmax,波形电压最小值Vmin,并判断它们是否符合要求。若TP2为符合条件的波形。则可判断该振荡电路模块可正常工作。

2 信号调理电路模块

信号调理模块有header2X2部分和两个由LM2903组成的减法电路模块组成。

Header2X2中为两个电感和两个电阻组成的桥,其中。1,3端口所接为可变电感,TP10的输出波形发生变化,2,4端口所接为固定电感,TP9输出波形为固定波形。由LM2903组成的电路为求电感桥电路输出波形的最小值的电路。

电路结构图如图2.1所示。

该信号调理电路共有TP9~TP21 共12个测试端口。在测试时采用AD转换卡测量两个由LM2903构成的信号调理电路的输出VTP18和VTP19的电压,并判断它们是否符合要求。同时采用示波卡测量测量TP13和TP16的波形,并提取波形的各项特征参数(如均值、峰峰值、波形因数等),并判断它们是否符合要求。

3 减法电路模块

减法电路的作用是将信号调试电路输出的两路波形信号,即通过电感桥后波形的最小电压值做相减。该模块电路主要由两个放大电路模块组成。采用的运放芯片为INA2331。

减法电路模块如图3.1所示。

该减法电路模块共有TP22~TP29共8个测试点。在实际测试中需要通过AD模块测量两个仪表放大电路的输出电压VTP28、VTP29和调零电压VTP23、VTP22,并根据之前测量得到的VTP18和VTP19判断两个仪表放大电路是否正常工作。对于VTP28 、VTP29的要求为他们的差应该在一定误差内。

参考文献

[1]包寿红,罗嗣周.非接触式扭矩传感器在EPS中的应用.[J].2010 06:25.

[2]蔡丽.传感器与检测技术应用[M].北京:冶金工业出版社,2013.

[3] Msahiko Kurishige, K.et.al. A New Electric Current Control Strategy forEPS Motors[J],SAE Paper, 2001.01,0484.

[4]Chanhun Park. Development of an Intelligent Safe Robot with Joint Torque Sensors[J].Proceedings of 2010 International Conference on Circuit and Signal Processing & 2010 Second IITA International Joint Conference on Artificial Intelligenc.2010-12-25.

作者单位

电路原理范文第10篇

关键词 电路原理;仿真软件;多媒体技术

中图分类号:G642.0 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2015)16-0126-02

电路原理课程是电子信息类专业的专业基础课,也是非电工专业如计算机、机械、数控等专业的非常重要的技术基础课程。课程的主要任务是为学生继续学习专业知识和从事工程技术工作打好电子电路方面的理论基础。在越来越多的高校采用“宽口径”专业培养的大背景下,电路原理课程的地位也进一步提升[1],是许多高校招收硕士研究生的必考专业课之一。因此,电路课程的教学非常重要。但是由于电路原理偏向于理论知识,和实际应用的联系不是太明显,课堂教学很难调动学生的学习兴趣。因此,对电路课程课堂教学的思考和探索成为当前的教改热点之一[2-3]。

1 电路原理现状及成因分析

课程特点 该课程和其他工科类专业基础课相比,严谨的概念定义、原理定理及严格的数学推导,使得这门课更像一门理学的专业课,工程领域的逻辑思维和近似估算的特点基本没有涉及。该课程的应用面非常广,所学内容在今后的许多专业课上都要用到,但是学生没有这个概念,学习时针对性和目的性不强,学完后不知该如何应用。最主要的是,电路中所学元件都是在理想化的基础上分析的,很多结论不完全符合实际电路器件的情况。在实验环节,很多学生感到迷茫,不知理论知识怎样和实际问题相联系。

比如在课堂教学中,课程第一章是“直流电源”,由于简单易懂,学生还可以接受一些知识;但随着教学的深入,到了“交流电路的分析”,由于用到的数学知识如向量、极坐标、正弦波等较多,学生普遍感到困难,学习兴趣逐渐丧失,为了应付考试而被动学习,主动学习便是一句空话,教学目的最终很难达到。

教学思维僵化 传统的教学思维重视基本概念、基本原理的理解和掌握,教师的教学思维基本固定。一方面,教师根据前面所教学生的易错点百般强调重点和难点,但学生没有亲身体会,听得云里雾里,昏昏欲睡,教师和学生的状态严重脱节。很多学生学完这门课后的最终印象就是列方程、解方程,至于为什么,一无所知。把电路的学习和数学几乎等同起来,即使求出的电流值是几十安培也不会思考是否合理。这些问题是由于教师的教学思维模式造成的,教师没有从学生的情况出发组织教学,而是仅凭自己的理解和感觉去讲解,导致授课效果较差。

传统的“满堂灌”形式虽然早就被教育工作者所摒弃,但实际的教学思维却很难从“满堂板书推导、概念讲解”中解放出来,因此,培养学生联系实际、解决实际问题的能力必须从改变教师的传统思维做起。

教学方法单一 电路原理课程已经存在很多年,尽管相关领域的技术如电子、计算机、通信等都迅猛发展、日新月异,但是课堂教学的内容严重落后,教师没有把许多新兴的元器件和技术展示给学生。许多教师觉得这是基础课,掌握好基础知识最重要,可以不变应万变,忽略了前沿知识的引入;也有的是因为课时压缩,觉得没有时间去介绍那些应用型的知识;还有的觉得实验条件不够,没有办法去接触那些实际问题。其实,充分运用现代化的教学方法和手段是可以解决这些矛盾的。

2 电路原理的教学方法探讨

教师自身的实践能力 教师应该重视自身的实践过程和能力。由于一部分教师是从学校出来后直接走上讲台的,本身就没有实践经验,在教学中无法很好地指导学生的实践环节。这一现象导致人才培养的恶性循环。教师和学校都应从这一误区中尽快走出来。教师可以通过实验仪器的熟练掌握,举一反三,琢磨可能出现的各种问题,设计灵活有趣的实验题目来激发学生的动手兴趣,以促进课堂教学;也可以通过开发实验和参加产品开发研制工作,把理论教学与实际结合起来。在课堂教学中,让学生最终应掌握两个方面的能力:一是学会分析给出的电路模型,达到设计电路的目的;二是学会从实际电路中抽象出电路模型,达到会分析其原理的目的。这样,当电路出现故障时会通过理论分析来修复。因此,教师是否了解学科技术的前沿,能否更多地将当前新工艺和新电子元器件等内容融入课堂教学是至关重要的。

改变教学思维,努力从实际出发 教学思维的改变应该紧紧围绕实际的教学效果,首先应该考虑所讲内容对学生来说在今后的专业课上是否直接用得到,这当然要求教师了解所教专业学生的专业课程。其次考虑工程上的应用,把相关的先进技术和手段补充进来,给枯燥的基础知识注入新鲜的血液。如在讲解戴维南定理时,可以先给出一个收音机或其他的实用电路,在这个复杂的电路中只需要知道负载上的电流电压;如果直接求解整个电路就太复杂或者是不可行的,这时可以用戴维南定理把其余部分简化成一个实际电压源串连一个电阻的形式,再求解负载上的电压或电流就简单多了。顺带介绍二端网络、有源和无源二端网络、等效电阻、开路电压等概念,学生在具体应用中就比较容易接受了。

借助现代化教育手段,提高课堂质量 电路是一门综合性课程,除了不同特点、不同层次和不同训练目标外,它还应包含仪器使用训练、实验基础知识、器件应用常识和工程实践常识等。因此,引入包括多媒体演示、计算机仿真技术、局域网教学等多种教学手段,是激发学生学习兴趣及提高教学效率与质量的必要条件。通过实验操作,学生可以直观感受元器件性质,了解理论和实践的相关性以及区别。但是仅仅凭借实验室做几个实验,往往达不到目的。在课堂教学中引入仿真软件,比如EWB,仿真出动态的实验图来拓展现有的实验,既可以增加课程的气氛,又能给学生留下深刻的印象。

此外,现代化教育还包括QQ、飞信、微信等手段。由于电路是基础课,经常大班上课,师生交流的时间非常有限,一个学期结束后,教师很难叫出班内大部分学生的名字。因此,利用现代交流手段也是很有益处的。

精心设计课堂内容,提高学生兴趣 由于目前很多高校对教师的考核偏重于科研,造成教师对教学投入的精力不够,部分教师对教学不重视,课堂讲课能过得去就算了。这种考核大环境对课堂质量造成很大的冲击,有些教师不是能力不够,而是态度问题。教师以教学为本,应该本着对学生负责的态度,对每一节课的内容和手段进行精心的设计,力求以最完美的姿态展现给学生。在看到学生有疲惫情绪时,要通过讲笑话、幽默的提醒或提问等方式及时调整,不应该不管不顾,讲完自己的45分钟就觉得完成任务。

3 结论

笔者结合长期的电路教学体会,对目前的电路原理课程的内容特点及存在的诸多问题进行梳理和分析,并通过课堂教学的改革总结了几点建议。总之,对教师而言,要重新审视现代化教育下传统的基础课程应该如何发展,从改变思维模式和教学方式入手,紧密联系实际问题,紧跟前沿知识,充分利用现代教育技术,调动学生的学习主动性,培养学生的创新能力。

参考文献

[1]李欣,郭攀峰,黄.“电路原理”课程教学的探索与实践[J].中国电力教育,2013(9):43-44.

[2]刘富玉.《电子技术》课程教学改革与实践[J].电子世界,2013(10):159-160.

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