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文本内容:
1.1电子电路测量技术的基本知识
一、要点提示
1、电子技术基础实验的目的和意义
2、电子技术基础实验的一般要求
3、误差分析与测量结果的处理
4、测量仪器的阻抗对测量的影响
5、接地、电源接地
二、内容简介
1.
1.1电子技术基础实验的目的和意义 实验是将事物置于控制的或特定的条件下加以观测是对事物发展规律进行科学认识的必要环节,是科学理论的源泉,自然科学的根本,工程技术的基础任何科学技术的发展都离不开实验电子技术是一门实践性很强的学科,它的任务是使学生获得电子技术方面的基础理论、基础知识和基本技能加强实验训练特别是技能的训练,对提高学生分析问题和解决问题的能力,特别是毕业后的实际工作能力,具有十分重要的意义 电子技术是一门飞速发展的学科,市场经济需要的是具有一定实际工作能力的复合型人才,而实验教学在培养学生诸能力方面有一定的优势在实验过程中,通过分析、验证器件和电路的工作原理及功能;对电路进行分析、调试、故障排除和性能指标的测量;自行设计、制作各种功能的实际电路等多方面的系统训练,可以使学生的各种实验技能得以提高,实际工作能力也得到了锻炼同时,学生的创造性思维能力、观测能力、表达能力、动手能力、查阅文献资料的能力等综合素质也得到了提高此外,通过实验还可以培养学生勤奋进取、严肃认真、理论联系实际的务实作风和为科学事业奋斗的精神 电子技术实验,按性质可分为验证性实验、训练性实验、综合性实验和设计性实验四大类 验证性实验和训练性实验是针对于电子技术基础理论而设置的,通过实验获得感性认识验证和巩固重要的基础理论,同时使学生掌握测量仪器的工作原理和规范使用,熟悉常用元器件的原理和性能,掌握其参数的测量方法和元器件的使用方法,掌握基本实验知识、基本实验方法和基本实验技能同时,培养学生一定的安装、调试、分析、寻找故障等技能 综合性实验侧重于对一些理论知识的综合应用和实验的综合分析,其目的是培养学生综合应用理论知识能力和解决较复杂的实际问题的能力,包括实验理论的系统性、实验方案的完整性、可行性、元器件及测量仪器的综合应用等 设计性实验对学生来说,既有综合性又有探索性它主要侧重于某些理论知识的灵活应用要求学生在教师的指导下独立查阅资料、设计方案与组合实验等工作,并写出试验报告借助于计算机仿真实验,可以使实验方案更加完善、合理这类实验对提高学生的科学实验能力等方面非常有益
1.
1.2电子技术基础实验的一般要求 尽管每个电子技术实验的目的和内容不同,但为了培养良好的学风,充分发挥学生的主动精神,促使其独立思考、独立完成实验并有所创新我们对电子技术实验的准备阶段、进行阶段、完成阶段和实验报告分别提出下列基本要求
一、实验前准备 为了避免盲目性,参加实验者应对实验内容进行预习通过预习,明确实验目的和要求,掌握实验的基本原理,看懂实验电路图,查阅有关资料,拟出实验方法和步骤,设计实验表格,对思考题作出解答,初步估算(或分析)实验结果,最后做出预习报告
二、实验进行
①参加实验者要自觉遵守实验室规则
②根据实验内容合理布置实验现场仪器设备和实验装置安放要适当检查所用器件和仪器是否完好,然后按实验方案搭接实验电路和测试电路并认真检查,确保无误后方可通电测试
③认真记录实验条件和所得资料、波形(并进行分析判断所得资料、波形是否正确)发生故障应独立思考,耐心寻找故障原因并排除,记录排除故障的过程和方法
④仔细申阅实验内容及要求,确保实验内容完整,测量结果准确无误,现象合理
⑤实验中若发生异常现象,应立即切断电源,并报请指导教师和实验室有关人员,等候处理
三、实验完成 必须实验报告是对实验工作的全面总结学生做完实验后用简明的形式将实验结果和实验情况完整地和真实地表达出来
1. 验报告的内容 实验报告应包括以下几个部分
①实验的目的和要求
②实验电路、测试电路和实验的工作原理
③实验用的仪器、主要工具
④实验的具体步骤、实验原始数据及实验过程的详细情况记录
⑤实验结果和分析必要时,应对实验结果进行误差分析
⑥实验小结实验小结即总结实验完成情况,对实验方案和实验结果进行讨论,对实验中遇到的问题进行分析,简单叙述实验的收获和体会
⑦参考资料记录实验前、后阅读的有关资料应记录资料的名称、作者和简单内容为今后查阅提供方便 2.实验报告的基本要求 实验报告的基本要求是结论正确、分析合理、讨论深入、文理通顺、简明扼要、符号标准、字迹端正、图表清晰在实验报告上还应注明课题、实验者、实验日期、使用仪器编号等内容
1.
1.3误差分析与测量结果的处理 在科学实验与生产实践的过程中,为了获取表征被研究对象的特征的定量信息,必须准确地进行测量在测量过程中,由于各种原因,测量结果和待测量的客观真值之间总存在一定差别,即测量误差因此,分析误差产生的原因,如何采取措施减少误差,使测量结果更加准确,对实验人员及科技工作者来说是必须了解和掌握的
一、差的来源与分类 1.测量误差的来源 测量误差的来源主要有以下几个方面
(1)仪器误差 仪器误差是指测量仪器本身的电气或机械等性能不完善所造成的误差显然,消除仪器误差的方法是配备性能优良的仪器并定时对测量仪器进行校准
(2)使用误差也称操作误差 指测量过程中因操作不当而引起的误差减小使用误差的办法是测量前详细阅读仪器的使用说明书,严格遵守操作规程,提高实验技巧和对各种仪器和操作能力例如万用表表盘上的符号⊥;∏;∠60o分别表示万用表垂直位置使用;水平位置使用;与水平面倾斜成60o使用使用时应按规定放置万用表,否则会带来误差,至于用欧姆档测电阻前不调零所带来的误差,更是显而易见的
(3)方法误差又称理论误差 它是指由于使用的测量方法不完善、理论依据不严密、对某些经典测量方法作了不适当的修改简化所产生的,即凡是在测量结果的表达式中没有得到反映的因素,而实际上这些因素在测量过程中又起到一定的作用所引起的误差例如,用伏安法测电阻时,若直接以电压表示值与电流表示值之比作测量结果,而不计电表本身内阻的影响,就会引起误差 2.测量误差的分类 测量误差按性质和特点可分为系统误差、随机误差和疏失误差三大类
(1)系统误差 是指在相同条件下重复测量同一量时,误差的大小和符号保持不变,或按照一定的规律变化的误差系统误差一般可通过实验或分析方法,查明其变化规律及产生原因后,可以减少或消除电子技术实验中系统误差常来源于测量仪器的调整不当和使用方法不当所致 2随机误差(偶然误差)在相同条件下多次重复测量同一量时,误差大小和符号无规律的变化的误差称为随机误差随机误差不能用实验方法消除但从随机误差的统计规律中可了解它的分布特性,并能对其大小及测量结果的可靠性作出估计,或通过多次重复测量,然后取其中算术平均值来达到目的 3粗差 这是一种过失误差这种误差是由于测量者对仪器不了解、粗心,导致读数不正确而引起的,测量条件的突然变化也会引起粗差含有粗差的测量值称为坏值或异常值必须根据统计检验方法的某些准则去判断哪个测量值是坏值,然后去除
二、误差的表示方法 误差可以用绝对误差和相对误差来表示 1.绝对误差 设被测量量的真值为Ao,测量仪器的示值为X,则绝对值为 △X=X-Ao 在某一时间及空间条件下,被测量量的真值虽然是客观存在的,但一般无法测得,只能尽量逼近它故常用高一级标准测量仪器的测量值A代替真值Ao,则 △X=X-A 在测量前,测量仪器应由高一级标准仪器进行校正,校正量常用修正值C表示对于被测量量,高一级标准仪器的示值减去测量仪器的示值所得的差值,就是修正值实际上,修正值就是绝对误差,只是符号相反 C=-△X=A-X 利用修正值便可得该仪器所测量的实际值 A=X+C 例如,用电压表测量电压时,电压表的示值为
1.1V,通过鉴定得出其修正值为-
0.01V则被测电压的真值为 A=
1.1+(-
0.01)=
1.09V 修正值给出的方式可以是曲线、公式或数表对于自动测验仪器,修正值则预先编制成有关程序,存于仪器中,测量时对误差进行自动修正,所得结果便是实际值2.相对误差 绝对误差值的大小往往不能确切地反映出被测量量的准确程度例如,测100V电压时,△X1=+2V,在测10V电压时,△X2==0.5V,虽然△X1>△X2,可实际△X1只占被测量量的2%,而△X2却占被测量的5%显然,后者的误差对测量结果的影响相对较大因此,工程上常采用相对误差来比较测量结果的准确程度 相对误差又分为实际相对误差、示值相对误差和引用(或满度)相对误差
(1)实际相对误差;是用绝对误差△X与被测量的实际值A的比值的百分数来表示的相对误差,记为
(2)示值相对误差;是用绝对误差△X与仪器给出值X的百分数来表示的相对误差,即
(3)引用(或满度)相对误差;是用绝对误差△X与仪器的满刻度值Xm之比的百分数来表示的相对误差,即 电工仪表的准确度等级就是由决定的,如
1.5级的电表,表明≤±
1.5%我国电工仪表按值共分七级
0.
1、
0.
2、
0.
5、
1.
0、
1.
5、
2.
5、
5.0若某仪表的等级是S级,它的满刻度值为Xm,则测量的绝对误差为 △X≤Xm×S% 其示值相对误差为 在上式中,总是满足X≤Xm的,可见当仪表等级S选定后,X愈接近Xm时,的上限值愈小,测量愈准确因此,当我们使用这类仪表进行测量时,一般应使被测量的值尽可能在仪表满刻度值的二分之一以上
二、测量结果的处理 测量结果通常用数字或图形表示下面分别进行讨论
1.测量结果的数据处理
(1)有效数字 由于存在误差,所以测量资料总是近似值,它通常由可靠数字和欠准数字两部分组成例如,由电流表测得电流为
12.6mA,这是个近似数,12是可靠数字,而末位6为欠准数字,即
12.6为三位有效数字有效数字对测量结果的科学表述极为重要对有效数字的正确表示,应注意以下几点
①与计量单位有关的0不是有效数字,例如,
0.054A与54mA这两种写法均为两位有效数字
②小数点后面的0不能随意省略,例如,18mA与
18.00mA是有区别的,前者为两位有效数字,后者则是四位有效数字
③对后面带0的大数目数字,不同写法其有效数字位数是不同的,例如,3000如写成30×102,则成为两位有效数字;若写成3×103,则成为一位有效数字;如写成3000±1,就是四位有效数字
④如已知误差,则有效数字的位数应与误差所在位相一致,即有效数字的最后一位数应与误差所在位对齐如;仪表误差为±
0.02V,测得数为
3.2832V,其结果应写作
3.28V因为小数点后面第二位8所在位已经产生了误差,所以从小数点后面第三位开始后面的32已经没有意义了,写结果时应舍去
⑤当给出的误差有单位时,则测量资料的写法应与其一致如频率计的测量误差为±数kHz,其测得某信号的的频率为7100kHz,可写成
7.100MHz和7100×103Hz,若写成7100000或
7.1MHz是不行的因为后者的有效数字与仪器的测量误差不一致]
(2)数据舍入规则 为了使正、负舍入误差出现的机会大致相等,现已广泛采用小于5舍,大于5入,等于5时取偶数的舍入规则即
①若保留n位有效数字,当后面的数值小于第n位的
0.5单位就舍去;
②若保留n位有效数字,当后面的数值大于第n位的
0.5单位就在第n位数字上加1;
③若保留n位有效数字,当后面的数值恰为第n位的
0.5单位,则当第n位数字为偶数(0,2,4,6,8)时应舍去后面的数字(即末位不变),当第n位数字为奇数(1,3,5,7,9)时,第n位数字应加1(即将末位凑成为偶数)这样,由于舍入概率相同,当舍入次数足够多时,舍入的误差就会抵消同时,这种舍入规则,使有效数字的尾数为偶数的机会增多,能被除尽的机会比奇数多,有利于准确计算
(3)有效数字的运算规则当测量结果需要进行中间运算时,有效数字的取舍,原则上取决于参与运算的各数中精度最差的那一项一般应遵循以下规则
①当几个近似值进行加、减运算时,在各数中(采用同一计量单位),以小数点后位数最少的那一个数(如无小数点,则为有效位数最少者)为准,其余各数均舍入至比该数多一位后再进行加减运算,结果所保留的小数点后的位数,应与各数中小数点后位数最少者的位数相同
②进行乘除运算时,在各数中,以有效数字位数最少的那一个数为准,其余各数及积(或商)均舍入至比该因子多一位后进行运算,而与小数点位置无关运算结果的有效数字的位数应取舍成与运算前有效数字位数最少的因子相同
③将数平方或开方后,结果可比原数多保留一位
④用对数进行运算时,n位有效数字的数应该用n位对数表
⑤若计算式中出现如e、π、等常数时,可根据具体情况来决定它们应取的位数2.测量结果的曲线处理 在分析两个(或多个)物理量之间的关系时,用曲线比用数字、公式表示常常更形象和直观因此,测量结果常要用曲线来表示在实际测量过程中,由于各种误差的影响,测量数据将出现离散现象,如将测量点直接连接起来,将不是一条光滑的曲线,而是呈折线状如图
1.
1.1所示,但我们应用有关误差理论,可以把各种随机因素引起的曲线波动抹平,使其成为一条光滑均匀的曲线,这个过程称为曲线的修匀图
1.
1.1直线连接测量点时曲线的波动情况 图
1.
1.2分组平均法修均曲线 在要求不太高的测量中,常采用一种简便、可行的工程方法--分组平均法来修匀曲线这种方法是将各测量点分成若干组,每组含2-4个数据点,然后分别估取各组的几何重心,再将这些重心连接起来图
1.
1.2就是每组取2-4个数据点进行平均后的修匀曲线这条曲线,由于进行了测量点的平均,在一定程度上减少了偶然误差的影响,使之较为符合实际情况
1.
1.4测量仪器的阻抗对测量的影响 被测电路的输入或输出阻抗与测量仪器的输入或输出阻抗间的关系,如果没有合理的匹配将造成测量误差,下面作简单叙述
一、测量仪器和被测电路并联 以用示波器或数字电压表测量电路的内部电压为例,在图
1.
1.3中,被测电路的输出阻抗为ZS,内部电压为U用输入阻抗为Zm的示波器,或者数字电压表测量时,测量点A、B间的电压U′为 当ZmZs时,V′≈V,此时误差非常小如果Zm=Zs,V′=V/2,指示值为实际电压的1/2因此,在这种情况下,必须使测量仪器的输入阻抗比被测电路的输出阻抗大很多图
1.
1.3用高输入阻抗一起测量电压图
1.
1.4用低输入阻抗一起测量电流 另外,一般Zm和Zs是频率的函数(通常多是频率越高,阻抗越低),尤其在高频测量时必须注意这一点测量仪器和被测电路串联测量电流时,如图
1.
1.4,若未接Zm前的真值电流为I,串接Zm后电流为I′,则 若ZmZs,则I′≈I,测量值近于真值如果Zm=Zs,则I′=I/2,测量指示值为真值的1/2倍因此,在这种情况下,测量仪器的输入阻抗应远小于被测电路的输出阻抗由此也可见,如果忽略了测量仪器的阻抗,会对结果产生较大影响,实验中应给予足够的重视
二、阻抗匹配 用信号发生器进行测量时,如图
1.
1.5,当被测电路输入阻抗Zm和信号发生器的输出阻抗Zs相等时,称为阻抗匹配,匹配的目的在于使负载Zm上得到最大功率,特别在高频电路中,此种匹配还为了在负载端不产生反射 在高频、脉冲传输系统中,传输线多数采用50Ω,它比用600Ω系统时,电抗成分影响小,因此,前沿陡的脉冲及高频的测量比较正确图
1.
1.5阻抗匹配
1.
1.5接地、电源接地
一、接地的含义 一般电子技术中的接地有两种含义第一种含义是指接真正的大地即与地球保持等电位,而且常常局限于所在实验室附近的大地对于交流供电电网的地线,通常是指三相电力变压器的中线又称零线,它是在发电厂接大地第二种含义是指接电子测量仪器、设备、被测电路等的公共联接点这个公共联接点通常与机壳直接联接在一起,或通过一个大电容有时还并联一个大电阻--有形或无形的与机壳相联这在交流意义上也相当于短路因此,至少在交流意义上,可以把一个测量系统中的公共联接点,即电路的地线与仪器或设备的机壳看作同义语研究接地问题应包括两方面的内容保证实验者人身安全的安全接地和保证正常实验、抑制噪声的技术接地
二、安全接地 绝大多数实验室所用的测量仪器和设备都由50Hz,220V的交流电网供电,供电线路的中线零线已经在发电厂用良导体接大地,另一根为相线又称为火线如果仪器或设备长期处于湿度较高的环境或长期受潮未烘烤、变压器质量低劣等,变压器的绝缘电阻就会明显下降通电后,如人体接触机壳就有可能触电为了防止因漏电使仪器外壳电位升高,造成人身事故,应将仪器外壳接大地为了避免触电事故的发生,可在通电后用试电笔检查机壳是否明显带电一般情况下,电源变压器初级线圈两端的漏电阻是不相同的,因此,往往把单相电源插头换个方向插入电源插座中部可削弱甚至消除漏电现象图
1.
1.6利用三孔插座进行安全接地 比较安全的办法是采用三孔插头座,如图
1.
1.6中,三孔插座中间较粗的插孔与本实验室的地线实验室的大地相接,另外两个较细的插孔,一个接220V相线火线,另一个接电网零线(中线),由于实验室的地线与电网中线的实际节点不同,二者之间存在一定的大地电阻Rd这个电阻还随地区、距离、季节等变化,一般是不稳定的,如图
1.
1.7所示 电网零线与实验室大地之间由于存在沿线分布的大地电阻,因此不允许把电网中线与实验室地线相联否则,零线电流会在大地电阻Rd上形成一个电位差同样道理,也不能用电网零线代替实验室地线实验室地线是将大的金属板或金属棒深埋在实验室附近的地下并用撒食盐等办法来减小接地电阻,然后用粗导线与之焊牢再引入实验室,分别接入各电源插座的相应位置图
1.
1.7实验室的地线与电网电线间的电阻 三孔插头中较粗的一根插头应与仪器或设备的机壳相联,另外两根较细的插头分别与仪器或设备的电源变压器的初级线圈的两端相联利用如图
1.
1.6所示的电源插接方式,就可以保证仪器或设备的机壳始终与实验室大地处于同电位,从而避免了触电事故如果电子仪器或设备没有三孔插头,也可以用导线将仪器或设备的机壳与实验室大地相联
三、技术接地 1.接地不良引入干扰 在电子电路实验中,由信号源、被测电路和测试仪器所构成的测试系统必须具有公共的零电位线即接地的第二种含义,被测电路、测量仪器的接地除了保证人身安全外,还可防止干扰或感应电压窜入测量系统或测量仪器形成相互间的干扰,以及消除人体操作的影响接地是使测量稳定所必需的抑制外界的干扰,保证电子测量仪器和设备能正常工作如果接地不当,可能会产生实验者所不希望的结果下面举几个常见的例子来说明 如图
1.
1.8所示为用晶体管毫伏表测量信号发生器输出电压,因未接地或接地不良引入干扰的示意图图
1.
1.8接地不良引入干扰 在图
1.
1.8中,C
1、C2分别为信号发生器和晶体管毫伏表的电源变压器初级线圈对各自机壳地线的分布电容,C
3、C4分别为信号发生器和晶体管毫伏表的机壳对大地的分布电容由于图中晶体管毫伏表和信号发生器的地线没有相连,因此实际到达晶体管毫伏表输入端的电压为被测电压Ux与分布电容C
3、C4所引入的50Hz干扰电压eC
3、eC4之和如图
1.
1.8b所示,由于晶体管毫伏表的输入阻抗很高兆欧级,故加到它上面的总电压可能很大而使毫伏表过负荷,表现为在小量程档表头指针超量程而打表 如果将图
1.
1.8中的晶体管毫伏表改为示波器,则会在示波器的荧光屏上看到如图
1.
1.9a所示的干扰电压波形,将示波器的灵敏度降低可观察到如图
1.
1.9b所示的一个低频信号叠加一个高频信号的信号波形,并可测出低频信号的频率为50Hz(a)(b)图
1.
1.9示波器观测50Hz干扰信号波形如果将图
1.
1.8中信号发生器和晶体管毫伏表的地线相联机壳或两地线机壳分别接大地,干扰就可消除因此,对高灵敏度、高输入阻抗的电子测量仪器应养成先接好地线再进行测量的习惯在实验过程中,如果测量方法正确、被测电路和测量仪器的工作状态也正常,而得到的仪器读数却比预计值大得多或在示波器上看到如图
1.
1.9所示的信号波形,那么,这种现象很可能就是地线接触不良造成的2.仪器信号线与地线接反引入干扰 有的实验者认为,信号发生器输出的是交流信号,而交流信号可以不分正负,所以信号线与地线可以互换使用,其实不然 如图
1.
1.10a所示,用示波器观测信号发生器的输出信号,将两个仪器的信号线分别与对方的地线机壳相联,即两仪器不共地C
1、C2分别为两仪器的电源变压器的初级线圈对各自机壳的分布电容,C
3、C4分别为两仪器的机壳对大地的分布电容,那么图
1.
1.10a可以用图
1.
1.10b来表示,图中eC
3、eC4为分布电容C
3、C4所引入的50Hz 干扰,在示波器荧光屏上所看到的信号波形叠加有50Hz干扰信号,因而包络不再是平直的而是呈近似的正弦变化图
1.
1.10信号线与地线接反引入干扰 如果将信号发生器和示波器的地线机壳相连或两地线机壳分别与实验室的大地相接,那么,在示波器的荧光屏上就观测不到任何信号波形,信号发生器的输出端被短路 3.高输入阻抗仪表输入端开路引入干扰 以示波器为例来说明这个问题如图
1.
1.11a所示,C
1、C2分别为示波器输入端对电源变压器初级线圈和大地的分布电容,C
3、C4分别为机壳对电源变压器初级线圈和大地的分布电容此电路可等效为如图
1.
1.11b所示电路,可见,这些分布参数构成一个桥路,当C1C4=C2C3时,示波器的输入端无电流流过但是,对于分布参数来说,一般不可能满足C1C4=C2C3,因此示波器的输入端就有50Hz的市电电流流过,荧光屏上就有50Hz交流电压信号显示如果将示波器换成晶体管毫伏表,毫伏表的指针就会指示出干扰电压的大小正是由于这个原因,毫伏表在使用完毕后,必须将其量程旋钮置3V以上档位,并使输入端短路,否则,一开机,毫伏表的指针会出现打表现象图
1.
1.11示波器输入端开路引入干扰 4.接地不当将被测电路短路 这个问题在使用双踪示波器时尤其应注意如图
1.
1.12所示,由于双踪示波器两路输入端的地线都是与机壳相联的,因此,在图
1.
1.12a中,示波器的第一路CHl观测被测电路的输入信号,连接方式是正确的,而示波器的第二路CH2观测被测电路的输出信号,连接方式是错误的,导致了被测电路的输出端被短路在图
1.
1.12b中,示波器的第二路CH2观测被测电路的输出信号,连接方式是正确的,而示波器的第一路CHl,观测被测电路的输入信号,连接方式是错误的,导致了被测电路的输入端被短路图
1.
1.12接地不当将被测电路短路 此外,接地时应避免多点接地,而采取一点接地方法,以排除对测量结果的干扰而产生测量误差尤其多个测量电仪器间有二点以上接地时更需注意如果实验室电源有地线,此项干扰可以排除,否则,由于两处接地,工作电流在各接地点间产生电压降或在接地点间产生电磁感应电压,这些原因也会造成测量上的误差为此,必须采取一点接地措施 在测量放大嚣的放大倍数或观察其输入、输出波形关系时,也要强调放大器、信号发生器、晶体管毫伏表以及示波器实行共地测量,以此来减小测量误差与干扰电子电路测量误差实验数据处理类别电子综合实验中,任何直接测量所得到的数值都是近似值由这些近似值再根据一定的理论计算公式,通过运算而得到的间接测量值当然也是近似值为了减小不应有的误差,获得较精确的测量结果,测量值的读取和运算必须遵守一定的规则1.直接测量数据的读取一般情况下,直接测量所得到的数据的误差只用一位数字表示这时,仪器读数的最后一位是读数误差的所在位为了减小读数误差,从仪器上读取数据时,应尽可能地估读到仪器最小刻度的1/10有些分度较窄而指针较宽的指针式仪表,可以估读到其指示度盘的最小刻度的1/5或1/2测量数据的读数位数应与对测量精度要求的位数相适应恰当的读数位数与正确地选择仪器、仪表有关,还与正确选择仪器、仪表的量程有关测量时,指针式仪表的指针偏转应在量程1/3以上的位置对数字式仪表、电桥和电位差计等,应选择使它们的最高位或第一个测量盘有读数为了提高测量结果的可靠性和精确度,在相同情况下,应对同一被测量采用较多次数的重复测量特别是在有干扰影响或在动态测量的时候,仪器读数的指示装置往往不稳定,在这种情况下,更应读取多次的测量数据,通过求算术平均值的方法,来确定被测量的实验结果,或者在不严格的情况下,读取其指示数值中出现次数最多的数据作为测量的结果2.实验曲线测量数据的读取在测量两个或多个量之间关系变化的实验曲线时,为了使测量数据能充分、正确地体现被测量间关系变化的客观规律,在读取实验数据时,在曲线变化剧烈的部分要多取数据点,在曲线变化比较缓慢或线性变化区,可少取数据点,曲线上极值点和拐点处的数据要完整为了便于测量,在读取数据前,首先应仔细观察随自变量变化的曲线形状,对变化关系复杂的曲线,可先根据观察的数据画出曲线的大致形状,标出其特殊点的数据,以备精确测量数据时作参考然后,根据被测曲线的变化特征列表,读取测量数据,这样可以提高测量的速度和精度3.测量数据的有效数字实验中所得测量数据或由计算所得测量结果,从第一个非零数字算起,到误差最低位所对应的那位数字为止的全部数字,在测量上称为有效数字如果一个测量数的有效数字为n位,就说此数字为n位有效数字例如,测得I=
15.8±
0.01mA,表示被测量I的测量值为
15.80mA,测量误差为
0.01mA,其有效数字为
15.80,为四位有效数字一般说来,测量结果的有效数字位数越多,测量的相对误差就越小,表示测量的精确度就越高测量结果之间有效数字的末位是由绝对误差决定的,它表示测量结果精确到的具体位数因此,用有效数字读取测量数据时,其位数不能少记,也不能多记,无论测量值末位数值是否为“0”,它都应与绝对误差的末位相对应第一部分电子技术基础实验的基本知识11电子电路测量技术的基本知识
一、要点提示
1、电子技术基础实验的目的和意义
2、电子技术基础实验的一般要求
3、误差分析与测量结果的处理
4、测量仪器的阻抗对测量的影响
5、接地、电源接地
二、内容简介
1.
1.1电子技术基础实验的目的和意义实验是将事物置于控制的或特定的条件下加以观测是对事物发展规律进行科学认识的必要环节是科学理论的源泉自然科学的根本工程技术的基础任何科学技术的发展都离不开实验电子技术是一门实践性很强的学科它的任务是使学生获得电子技术方面的基础理论、基础知识和基本技能加强实验训练特别是技能的训练对提高学生分析问题和解决问题的能力特别是毕业后的实际工作能力具有十分重要的意义电子技术是一门飞速发展的学科市场经济需要的是具有一定实际工作能力的复合型人才而实验教学在培养学生诸能力方面有一定的优势在实验过程中通过分析、验证器件和电路的工作原理及功能对电路进行分析、调试、故障排除和性能指标的测量自行设计、制作各种功能的实际电路等多方面的系统训练可以使学生的各种实验技能得以提高实际工作能力也得到了锻炼同时学生的创造性思维能力、观测能力、表达能力、动手能力、查阅文献资料的能力等综合素质也得到了提高此外通过实验还可以培养学生勤奋进取、严肃认真、理论联系实际的务实作风和为科学事业奋斗的精神电子技术实验按性质可分为验证性实验、训练性实验、综合性实验和设计性实验四大类验证性实验和训练性实验是针对于电子技术基础理论而设置的通过实验获得感性认识验证和巩固重要的基础理论同时使学生掌握测量仪器的工作原理和规范使用熟悉常用元器件的原理和性能掌握其参数的测量方法和元器件的使用方法掌握基本实验知识、基本实验方法和基本实验技能同时培养学生一定的安装、调试、分析、寻找故障等技能综合性实验侧重于对一些理论知识的综合应用和实验的综合分析其目的是培养学生综合应用理论知识能力和解决较复杂的实际问题的能力包括实验理论的系统性、实验方案的完整性、可行性、元器件及测量仪器的综合应用等设计性实验对学生来说既有综合性又有探索性它主要侧重于某些理论知识的灵活应用要求学生在教师的指导下独立查阅资料、设计方案与组合实验等工作并写出试验报告借助于计算机仿真实验可以使实验方案更加完善、合理这类实验对提高学生的科学实验能力等方面非常有益
1.
1.2电子技术基础实验的一般要求尽管每个电子技术实验的目的和内容不同但为了培养良好的学风充分发挥学生的主动精神促使其独立思考、独立完成实验并有所创新我们对电子技术实验的准备阶段、进行阶段、完成阶段和实验报告分别提出下列基本要求
一、实验前准备为了避免盲目性参加实验者应对实验内容进行预习通过预习明确实验目的和要求掌握实验的基本原理看懂实验电路图查阅有关资料拟出实验方法和步骤设计实验表格对思考题作出解答初步估算或分析实验结果最后做出预习报告
二、实验进行
①参加实验者要自觉遵守实验室规则
②根据实验内容合理布置实验现场仪器设备和实验装置安放要适当检查所用器件和仪器是否完好然后按实验方案搭接实验电路和测试电路并认真检查确保无误后方可通电测试
③认真记录实验条件和所得资料、波形并进行分析判断所得资料、波形是否正确发生故障应独立思考耐心寻找故障原因并排除记录排除故障的过程和方法
④仔细申阅实验内容及要求确保实验内容完整测量结果准确无误现象合理
⑤实验中若发生异常现象应立即切断电源并报请指导教师和实验室有关人员等候处理
三、实验完成必须实验报告是对实验工作的全面总结学生做完实验后用简明的形式将实验结果和实验情况完整地和真实地表达出来
1.验报告的内容实验报告应包括以下几个部分
①实验的目的和要求
②实验电路、测试电路和实验的工作原理
③实验用的仪器、主要工具
④实验的具体步骤、实验原始数据及实验过程的详细情况记录
⑤实验结果和分析必要时应对实验结果进行误差分析
⑥实验小结实验小结即总结实验完成情况对实验方案和实验结果进行讨论对实验中遇到的问题进行分析简单叙述实验的收获和体会
⑦参考资料记录实验前、后阅读的有关资料应记录资料的名称、作者和简单内容为今后查阅提供方便实验报告的基本要求实验报告的基本要求是结论正确、分析合理、讨论深入、文理通顺、简明扼要、符号标准、字迹端正、图表清晰在实验报告上还应注明课题、实验者、实验日期、使用仪器编号等内容
1.
1.3误差分析与测量结果的处理在科学实验与生产实践的过程中为了获取表征被研究对象的特征的定量信息必须准确地进行测量在测量过程中由于各种原因测量结果和待测量的客观真值之间总存在一定差别即测量误差因此分析误差产生的原因如何采取措施减少误差使测量结果更加准确对实验人员及科技工作者来说是必须了解和掌握的
一、差的来源与分类1测量误差的来源测量误差的来源主要有以下几个方面1仪器误差仪器误差是指测量仪器本身的电气或机械等性能不完善所造成的误差显然消除仪器误差的方法是配备性能优良的仪器并定时对测量仪器进行校准2使用误差也称操作误差指测量过程中因操作不当而引起的误差减小使用误差的办法是测量前详细阅读仪器的使用说明书严格遵守操作规程提高实验技巧和对各种仪器和操作能力例如万用表表盘上的符号⊥∏∠60o分别表示万用表垂直位置使用水平位置使用与水平面倾斜成60o使用使用时应按规定放置万用表否则会带来误差至于用欧姆档测电阻前不调零所带来的误差更是显而易见的3方法误差又称理论误差它是指由于使用的测量方法不完善、理论依据不严密、对某些经典测量方法作了不适当的修改简化所产生的即凡是在测量结果的表达式中没有得到反映的因素而实际上这些因素在测量过程中又起到一定的作用所引起的误差例如用伏安法测电阻时若直接以电压表示值与电流表示值之比作测量结果而不计电表本身内阻的影响就会引起误差测量误差的分类测量误差按性质和特点可分为系统误差、随机误差和疏失误差三大类1系统误差是指在相同条件下重复测量同一量时误差的大小和符号保持不变或按照一定的规律变化的误差系统误差一般可通过实验或分析方法查明其变化规律及产生原因后可以减少或消除电子技术实验中系统误差常来源于测量仪器的调整不当和使用方法不当所致2随机误差偶然误差在相同条件下多次重复测量同一量时误差大小和符号无规律的变化的误差称为随机误差随机误差不能用实验方法消除但从随机误差的统计规律中可了解它的分布特性并能对其大小及测量结果的可靠性作出估计或通过多次重复测量然后取其中算术平均值来达到目的3粗差这是一种过失误差这种误差是由于测量者对仪器不了解、粗心导致读数不正确而引起的测量条件的突然变化也会引起粗差含有粗差的测量值称为坏值或异常值必须根据统计检验方法的某些准则去判断哪个测量值是坏值然后去除
二、误差的表示方法误差可以用绝对误差和相对误差来表示1绝对误差设被测量量的真值为o测量仪器的示值为X则绝对值为△XXo在某一时间及空间条件下被测量量的真值虽然是客观存在的但一般无法测得只能尽量逼近它故常用高一级标准测量仪器的测量值代替真值o则△XX在测量前测量仪器应由高一级标准仪器进行校正校正量常用修正值C表示对于被测量量高一级标准仪器的示值减去测量仪器的示值所得的差值就是修正值实际上修正值就是绝对误差只是符号相反C△XX利用修正值便可得该仪器所测量的实际值AXC例如用电压表测量电压时电压表的示值为
1.1V通过鉴定得出其修正值为
0.01V则被测电压的真值为A
1.1
0.01
1.09V修正值给出的方式可以是曲线、公式或数表对于自动测验仪器修正值则预先编制成有关程序存于仪器中测量时对误差进行自动修正所得结果便是实际值相对误差绝对误差值的大小往往不能确切地反映出被测量量的准确程度例如测100V电压时△X12V在测10V电压时△X2.5虽然△X1△X2可实际△X1只占被测量量的而△X2却占被测量的5显然后者的误差对测量结果的影响相对较大因此工程上常采用相对误差来比较测量结果的准确程度相对误差又分为实际相对误差、示值相对误差和引用或满度相对误差1实际相对误差是用绝对误差△X与被测量的实际值A的比值的百分数来表示的相对误差记为2示值相对误差是用绝对误差△X与仪器给出值X的百分数来表示的相对误差即3引用或满度相对误差是用绝对误差△X与仪器的满刻度值Xm之比的百分数来表示的相对误差即电工仪表的准确度等级就是由决定的如
1.5级的电表表明≤±
1.5我国电工仪表按值共分七级
0.
1、
0.
2、
0.
5、
1.
0、
1.
5、
2.
5、
5.0若某仪表的等级是S级它的满刻度值为Xm则测量的绝对误差为△X≤Xm³S其示值相对误差为在上式中总是满足X≤Xm的可见当仪表等级S选定后X愈接近Xm时的上限值愈小测量愈准确因此当我们使用这类仪表进行测量时一般应使被测量的值尽可能在仪表满刻度值的二分之一以上
二、测量结果的处理测量结果通常用数字或图形表示下面分别进行讨论
1.测量结果的数据处理1有效数字由于存在误差所以测量资料总是近似值它通常由可靠数字和欠准数字两部分组成例如由电流表测得电流为
12.6mA这是个近似数12是可靠数字而末位6为欠准数字即
12.6为三位有效数字有效数字对测量结果的科学表述极为重要对有效数字的正确表示应注意以下几点
①与计量单位有关的quot0quot不是有效数字例如
0.054A与54mA这两种写法均为两位有效数字
②小数点后面的quot0quot不能随意省略例如18mA与
18.00mA是有区别的前者为两位有效数字后者则是四位有效数字
③对后面带quot0quot的大数目数字不同写法其有效数字位数是不同的例如3000如写成30³102则成为两位有效数字若写成3³103则成为一位有效数字如写成3000±1就是四位有效数字
④如已知误差则有效数字的位数应与误差所在位相一致即有效数字的最后一位数应与误差所在位对齐如仪表误差为±
0.02V测得数为
3.2832V其结果应写作
3.28V因为小数点后面第二位quot8quot所在位已经产生了误差所以从小数点后面第三位开始后面的quot32quot已经没有意义了写结果时应舍去
⑤当给出的误差有单位时则测量资料的写法应与其一致如频率计的测量误差为±数kHz其测得某信号的的频率为7100kHz可写成
7.100MHz和7100³103Hz若写成7100000或
7.1MHz是不行的因为后者的有效数字与仪器的测量误差不一致2数据舍入规则为了使正、负舍入误差出现的机会大致相等现已广泛采用quot小于5舍大于5入等于5时取偶数quot的舍入规则即
①若保留n位有效数字当后面的数值小于第n位的
0.5单位就舍去
②若保留n位有效数字当后面的数值大于第n位的
0.5单位就在第n位数字上加1
③若保留n位有效数字当后面的数值恰为第n位的
0.5单位则当第n位数字为偶数02468时应舍去后面的数字即末位不变当第n位数字为奇数13579时第n位数字应加1即将末位凑成为偶数这样由于舍入概率相同当舍入次数足够多时舍入的误差就会抵消同时这种舍入规则使有效数字的尾数为偶数的机会增多能被除尽的机会比奇数多有利于准确计算3有效数字的运算规则当测量结果需要进行中间运算时有效数字的取舍原则上取决于参与运算的各数中精度最差的那一项一般应遵循以下规则
①当几个近似值进行加、减运算时在各数中采用同一计量单位以小数点后位数最少的那一个数如无小数点则为有效位数最少者为准其余各数均舍入至比该数多一位后再进行加减运算结果所保留的小数点后的位数应与各数中小数点后位数最少者的位数相同
②进行乘除运算时在各数中以有效数字位数最少的那一个数为准其余各数及积或商均舍入至比该因子多一位后进行运算而与小数点位置无关运算结果的有效数字的位数应取舍成与运算前有效数字位数最少的因子相同
③将数平方或开方后结果可比原数多保留一位
④用对数进行运算时n位有效数字的数应该用n位对数表
⑤若计算式中出现如e、π、等常数时可根据具体情况来决定它们应取的位数2测量结果的曲线处理在分析两个或多个物理量之间的关系时用曲线比用数字、公式表示常常更形象和直观因此测量结果常要用曲线来表示在实际测量过程中由于各种误差的影响测量数据将出现离散现象如将测量点直接连接起来将不是一条光滑的曲线而是呈折线状如图
1.
1.1所示但我们应用有关误差理论可以把各种随机因素引起的曲线波动抹平使其成为一条光滑均匀的曲线这个过程称为曲线的修匀图
1.
1.1直线连接测量点时曲线的波动情况图
1.
1.2分组平均法修均曲线在要求不太高的测量中常采用一种简便、可行的工程方法--分组平均法来修匀曲线这种方法是将各测量点分成若干组每组含24个数据点然后分别估取各组的几何重心再将这些重心连接起来图
1.
1.2就是每组取24个数据点进行平均后的修匀曲线这条曲线由于进行了测量点的平均在一定程度上减少了偶然误差的影响使之较为符合实际情况
1.
1.4测量仪器的阻抗对测量的影响被测电路的输入或输出阻抗与测量仪器的输入或输出阻抗间的关系如果没有合理的匹配将造成测量误差下面作简单叙述
一、测量仪器和被测电路并联以用示波器或数字电压表测量电路的内部电压为例在图
1.
1.3中被测电路的输出阻抗为ZS内部电压为U用输入阻抗为Zm的示波器或者数字电压表测量时测量点A、B间的电压U′为当ZmgtgtZs时V′≈V此时误差非常小如果ZmZsV′V2指示值为实际电压的12因此在这种情况下必须使测量仪器的输入阻抗比被测电路的输出阻抗大很多图
1.
1.3用高输入阻抗一起测量电压图
1.
1.4用低输入阻抗一起测量电流另外一般Zm和Zs是频率的函数通常多是频率越高阻抗越低尤其在高频测量时必须注意这一点测量仪器和被测电路串联测量电流时如图
1.
1.4若未接Zm前的真值电流为I串接Zm后电流为I′则若ZmgtgtZs则I′≈I测量值近于真值如果ZmZs则I′I2测量指示值为真值的12倍因此在这种情况下测量仪器的输入阻抗应远小于被测电路的输出阻抗由此也可见如果忽略了测量仪器的阻抗会对结果产生较大影响实验中应给予足够的重视
二、阻抗匹配用信号发生器进行测量时如图
1.
1.5当被测电路输入阻抗Zm和信号发生器的输出阻抗Zs相等时称为阻抗匹配匹配的目的在于使负载Zm上得到最大功率特别在高频电路中此种匹配还为了在负载端不产生反射在高频、脉冲传输系统中传输线多数采用50Ω它比用600Ω系统时电抗成分影响小因此前沿陡的脉冲及高频的测量比较正确图
1.
1.5阻抗匹配
1.
1.5接地、电源接地
一、接地的含义一般电子技术中的接地有两种含义第一种含义是指接真正的大地即与地球保持等电位而且常常局限于所在实验室附近的大地对于交流供电电网的地线通常是指三相电力变压器的中线又称零线它是在发电厂接大地第二种含义是指接电子测量仪器、设备、被测电路等的公共联接点这个公共联接点通常与机壳直接联接在一起或通过一个大电容有时还并联一个大电阻--有形或无形的与机壳相联这在交流意义上也相当于短路因此至少在交流意义上可以把一个测量系统中的公共联接点即电路的地线与仪器或设备的机壳看作同义语研究接地问题应包括两方面的内容保证实验者人身安全的安全接地和保证正常实验、抑制噪声的技术接地
二、安全接地绝大多数实验室所用的测量仪器和设备都由50Hz220V的交流电网供电供电线路的中线零线已经在发电厂用良导体接大地另一根为相线又称为火线如果仪器或设备长期处于湿度较高的环境或长期受潮未烘烤、变压器质量低劣等变压器的绝缘电阻就会明显下降通电后如人体接触机壳就有可能触电为了防止因漏电使仪器外壳电位升高造成人身事故应将仪器外壳接大地为了避免触电事故的发生可在通电后用试电笔检查机壳是否明显带电一般情况下电源变压器初级线圈两端的漏电阻是不相同的因此往往把单相电源插头换个方向插入电源插座中部可削弱甚至消除漏电现象图
1.
1.6利用三孔插座进行安全接地比较安全的办法是采用三孔插头座如图
1.
1.6中三孔插座中间较粗的插孔与本实验室的地线实验室的大地相接另外两个较细的插孔一个接220V相线火线另一个接电网零线中线由于实验室的地线与电网中线的实际节点不同二者之间存在一定的大地电阻d这个电阻还随地区、距离、季节等变化一般是不稳定的如图
1.
1.7所示电网零线与实验室大地之间由于存在沿线分布的大地电阻因此不允许把电网中线与实验室地线相联否则零线电流会在大地电阻d上形成一个电位差同样道理也不能用电网零线代替实验室地线实验室地线是将大的金属板或金属棒深埋在实验室附近的地下并用撒食盐等办法来减小接地电阻然后用粗导线与之焊牢再引入实验室分别接入各电源插座的相应位置图
1.
1.7实验室的地线与电网电线间的电阻三孔插头中较粗的一根插头应与仪器或设备的机壳相联另外两根较细的插头分别与仪器或设备的电源变压器的初级线圈的两端相联利用如图
1.
1.6所示的电源插接方式就可以保证仪器或设备的机壳始终与实验室大地处于同电位从而避免了触电事故如果电子仪器或设备没有三孔插头也可以用导线将仪器或设备的机壳与实验室大地相联
三、技术接地1接地不良引入干扰在电子电路实验中由信号源、被测电路和测试仪器所构成的测试系统必须具有公共的零电位线即接地的第二种含义被测电路、测量仪器的接地除了保证人身安全外还可防止干扰或感应电压窜入测量系统或测量仪器形成相互间的干扰以及消除人体操作的影响接地是使测量稳定所必需的抑制外界的干扰保证电子测量仪器和设备能正常工作如果接地不当可能会产生实验者所不希望的结果下面举几个常见的例子来说明如图
1.
1.8所示为用晶体管毫伏表测量信号发生器输出电压因未接地或接地不良引入干扰的示意图图
1.
1.8接地不良引入干扰在图
1.
1.8中
1、2分别为信号发生器和晶体管毫伏表的电源变压器初级线圈对各自机壳地线的分布电容
3、4分别为信号发生器和晶体管毫伏表的机壳对大地的分布电容由于图中晶体管毫伏表和信号发生器的地线没有相连因此实际到达晶体管毫伏表输入端的电压为被测电压x与分布电容
3、4所引入的50Hz干扰电压C
3、C4之和如图
1.
1.8b所示由于晶体管毫伏表的输入阻抗很高兆欧级故加到它上面的总电压可能很大而使毫伏表过负荷表现为在小量程档表头指针超量程而打表如果将图
1.
1.8中的晶体管毫伏表改为示波器则会在示波器的荧光屏上看到如图
1.
1.9a所示的干扰电压波形将示波器的灵敏度降低可观察到如图
1.
1.9b所示的一.现代电子技术综合实验是电子科技大学现代电子技术综合实验是电子科技大学对学生进行工程训练所设置的一门必修课对学生进行工程训练所设置的一门必修课该课程面向高年级本科生群体,注重技术该课程面向高年级本科生群体,注重技术同理论的结合、基础同集成的结合、目标同理论的结合、基础同集成的结合、目标同过程的结合通过在设计型综合实验教同过程的结合通过在设计型综合实验教学中引入集成开发与过程管理(学中引入集成开发与过程管理(IDPMIDPM))的的创新实验模式,对学生研发能力、工程、创新实验模式,对学生研发能力、工程、管理和组织的能力实现综合培养管理和组织的能力实现综合培养返返回回综合实验信息发布综合实验信息发布综合实验组织形式综合实验组织形式综合实验过程实施综合实验过程实施综合实验的考核综合实验的考核过程评估与改进过程评估与改进附设计报告的书写格式附设计报告的书写格式返返回回
一、综合实验信息发布
一、综合实验信息发布
11..每学期期末在教务处网上发布下学每学期期末在教务处网上发布下学期综合实验信息期综合实验信息,,包括题目名称包括题目名称、、题目简介题目简介、、实验室分布实验室分布、、容量及上课容量及上课时间时间、、指导教师信息指导教师信息
22..每学期期末在教务处网上同时公布每学期期末在教务处网上同时公布下学期开放实验室的选题方向下学期开放实验室的选题方向、、拟开拟开出题目名称出题目名称、、简介简介返返回回
二、综合实验组织形式
二、综合实验组织形式
11..对于学生对于学生(
(11))学生选课后学生选课后,,在规定时间内进入实验室在规定时间内进入实验室,,以团队的方式参加实验以团队的方式参加实验(
(22))团队采用自由组合的方式团队采用自由组合的方式,,根据实验项根据实验项目的难度目的难度,,每个团队的人数为每个团队的人数为22--33人人(
(33))每个团队推选出一名项目负责人每个团队推选出一名项目负责人,,负责负责对各成员进行责任分工对各成员进行责任分工,,负责制定项目的进负责制定项目的进度计划;负责对各成员的完成情况作出评价度计划;负责对各成员的完成情况作出评价即项目负责人需填写责任矩阵表即项目负责人需填写责任矩阵表,,项目进度项目进度计划表及填写成绩考核表中计划表及填写成绩考核表中““项目负责人评项目负责人评价价””一栏一栏继续继续综合实验组织形式综合实验组织形式
2.
2.对于教师对于教师(
(11)教师以技术指导或技术顾问的方式介入)教师以技术指导或技术顾问的方式介入实验项目实验项目(
(22)对大部分团队在项目完成过程中共同存)对大部分团队在项目完成过程中共同存在的技术问题,教师可组织各团队共同讨论在的技术问题,教师可组织各团队共同讨论对个别问题,教师可分别与各团队进行讨论对个别问题,教师可分别与各团队进行讨论(
(33)教师按项目进度计划表对每团队进行指)教师按项目进度计划表对每团队进行指导、考核导、考核返返回回
三、综合实验过程实施
三、综合实验过程实施
1.
1.启动过程实验室根据题目的要求提供相应的启动过程实验室根据题目的要求提供相应的优化、仿真设计、优化、仿真设计、EDAEDA等技术集成环境及所需等技术集成环境及所需器材,并于实验开出前做好准备工作器材,并于实验开出前做好准备工作
2.
2.方案设计过程方案设计过程(
(11))学生首次入实验室后学生首次入实验室后,,教师简要对设计题教师简要对设计题目进行介绍目进行介绍,,学生则需要按照综合实验设计学生则需要按照综合实验设计要求给出方案论证报告要求给出方案论证报告(
(22))方案论证报告由教师签字认可或组织讨论方案论证报告由教师签字认可或组织讨论通过后通过后,,方可继续进行实验方可继续进行实验继续继续
33..实现过程实现过程(
(11))学生根据方案论证报告设计总体电路及学生根据方案论证报告设计总体电路及单元电路单元电路,,理论上计算确定各元件参数理论上计算确定各元件参数(
(22))学生利用学生利用EDAEDA工具软件对电路进行优化工具软件对电路进行优化、、仿真仿真(
(33))根据电路各元件参数根据电路各元件参数,,提出所需元器件提出所需元器件型号型号、、数量数量,,填写器件领用单填写器件领用单,,经教师签字经教师签字后后,,到实验室管理员处领用到实验室管理员处领用综合实验过程实施综合实验过程实施继续继续
44..收尾过程收尾过程(
(11))学生按设计报告要求格式书写设计报学生按设计报告要求格式书写设计报告告(
(22))学生需提交一份心得学生需提交一份心得,,对实验对实验、、内容内容、、方法方法、、手段手段、、效果进行综合评价并提出改效果进行综合评价并提出改进意见和建议进意见和建议(
(44)制作硬件电路,并进行系统的调试及功能)制作硬件电路,并进行系统的调试及功能测试,记录测试数据及调试中的问题,为设计测试,记录测试数据及调试中的问题,为设计报告提供依据报告提供依据综合实验过程实施综合实验过程实施返返回回
四、综合实验的考核
四、综合实验的考核返返回回考核目的考核目的考核是对学生项目计划、项目章程、考核是对学生项目计划、项目章程、进度计划、资源需求计划、人力资源计进度计划、资源需求计划、人力资源计划、工作成果的完成情况的综合评价划、工作成果的完成情况的综合评价返返回回考核标准考核标准
11..教师评定的分值与项目负责人评定的分值教师评定的分值与项目负责人评定的分值在在9090%%::1010%%
22..过程考核分评分标准过程考核分评分标准(
(11))方案设计与论证方案设计与论证包含方案的比较包含方案的比较、、方案的正确性以及方方案的正确性以及方案的优良性案的优良性继续继续(
(22)单元电路设计)单元电路设计对方案设计与论证中的选定方案进行单元电对方案设计与论证中的选定方案进行单元电路设计、分析计算标明每个元器件的参数,选路设计、分析计算标明每个元器件的参数,选择依据,能否达到指标的估计择依据,能否达到指标的估计(
(33)电路制做)电路制做电路中各模块布局和连线或焊接情况良好电路中各模块布局和连线或焊接情况良好在电路中是否有电源保护电路等保护措施在电路中是否有电源保护电路等保护措施考核标准考核标准继续继续(
(44))电路测试、调试电路测试、调试选择正确的测试方法应画出仪器仪表连接图,选择正确的测试方法应画出仪器仪表连接图,选择测试点选择测试点选择正确的测试仪器正确选择测试仪器是保选择正确的测试仪器正确选择测试仪器是保证能得到可靠的测试结果的条件之一证能得到可靠的测试结果的条件之一测试数据根据测试方法及测试项目进行测试,测试数据根据测试方法及测试项目进行测试,记录测试结果测试数据力求能反映整个工作范记录测试结果测试数据力求能反映整个工作范围围考核标准考核标准继续继续(
(55))设计报告设计报告报告要求字迹工整报告要求字迹工整、、格式规范格式规范根据实际测量值及设计要求分析结果根据实际测量值及设计要求分析结果,,并做出并做出相应结论相应结论,,包含对产品的评估包含对产品的评估、、存在的问题存在的问题,,产品问题原因及解决方法产品问题原因及解决方法考核标准考核标准返返回回
一、项目的任务与要求
一、项目的任务与要求●设计题目设计题目●任务与要求任务与要求
二、系统概述
二、系统概述●针对设计任务及指标提出两种设计方案针对设计任务及指标提出两种设计方案●方案比较对选取的方案作可行性论证方案比较对选取的方案作可行性论证列出系统框图,介绍设计思路及工作原理列出系统框图,介绍设计思路及工作原理设计报告的书写格式设计报告的书写格式继续继续
三、电路设计与分析•介绍各单元电路的选型、工作原理、指标考虑及计算元件参数、提出型号•电路优化、仿真结果及是否需要改进、改进的方法
四、电路、安装调试与测试•介绍测量仪器的名称、型号及测量数据的图表和结果分析•介绍测试方法•介绍安装调试中的技术问题、记录现象、波形及分析原因和解决、方法及效果设计报告的书写格式设计报告的书写格式返返回回
五、过程评估与改进
五、过程评估与改进设计结束后设计结束后,,学生提交个人心得体学生提交个人心得体会会,,对设计型综合实验的内容对设计型综合实验的内容、、方法方法、、手段手段、、效果进行全面评价效果进行全面评价,,并提出改进并提出改进的意见和建议的意见和建议电子技术综合实验指导书——汽车倒车雷达020温州大学瓯江学院信息系2010年3月-1-
一、设计任务汽车倒车雷达利用所学的模拟电子技术和数字电子技术的知识设计一种超声波测距仪,具体要求如下基本要求(同时希望同学们针对此次设计内容有针对性的复习相关的课程知识)
1、具有连续测量功能;
2、测量范围40cm――400cm,采用3位数码管显示;
3、测量误差±3cm发挥部分
4、测量范围30cm――600cm;
5、测量误差±2cm;
6、增加手动测距功能即按一次按钮测量一次距离;
7、*考虑空气温度对超声波在空气中传播速度影响,设计温度校准电路并予以实施;
二、设计提示
1、超声波测距依据超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时超声波在空气中的传播速度为340m/s(约14OC时340m/s;注温度效应,C=
331.5+
0.607t,t=摄氏温度值),根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物的距离s,即s=340t/2,这就是所谓的时间差测距法图1超声波测距原理框图-2-
2、总体设计思路如图1所示测距电路由逻辑控制电路、发射电路、接收电路、计数显示电路、标准振荡电路5个部分组成逻辑控制电路应具有以下过程的控制功能图2测距仪工作时序图测距工作过程a点控制电路启动发射,同时清零计数器开始计数;b段计数器计数,超声波在空气中传播,未被反射到接收头;c点超声波反射到接收头,控制电路停止计数且保持计数值;d段保持显示被测量的数值(d段的时间可以是
0.5s—1s)
四、各部分电路介绍及设计参考电路
1、发射电路发射电路如图3所示包括40KHz振荡电路、控制电路、功率驱动电路、升压电路和发射头组成CD4069(U1A)、40KHz的晶振(Y1)、两个磁片100PF电容(C
9、C10)及10M电阻R19构成晶体振荡电路,提供稳定的40KHz频率的振荡源功率驱动部分采用3个并联的非门提高输出电流驱动Q4和Q5组成的推挽电路,推挽电路通过C12耦合到自耦升压变压器T1T1驱动超声波发射头发射40KHz超声波启动发射端(二级管阴极)高电平时发射,低电平时停止发射,接控制电路的启动输出端图3发射电路图-3-
2、接收电路图4接收电路接收电路通过两级由TL082构成的反相放大电路,输出接控制电路输入端告诉控制电路已接收到超声波停止计数并保持显示,其中R
4、R7构成的直流分压电路给控制电路的CD40106提供带有一定直流分量的高电平,提高接收灵敏度
3、显示和振荡计数电路如图5显示电路由共阳数码管、7段译码器CD4543和3位BCD码计数器MC14553构成,具体工作原理看附件器件部分计数源由CD
40106、C
11、R8和RP1构成的振荡器提供,调节RP1使振荡器输出频率为17KHz图5显示和计数电路-4-
4、逻辑控制电路逻辑控制电路包含,连续测量振荡时基电路(U2A构成的振荡器约为1s),通过RC构成的微分电路,在U2A—2脚下降沿时U2B—4脚产生高电平脉冲,启动发射、清零计数器、复位D触发器(CD4013)开始计数当接收到信号时接收输入端(SET)出现低电平通过CD40106取反输出高电平使D触发器置位,锁存计数器显示得到测量值其中D
2、R
28、C
14、U2C和D3构成的延时电路屏蔽接收端一定时间,避免发射超声波时未经过障碍物而直接从发射头发射超声波到接收头造成的无法测量距离图6逻辑控制电路-5-图7汽车倒车雷达整体电路图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
81.0uFR261M+5VR28100KC14333D31N4148D21N4148D41N4148RP2100KR11KR439KR756KT150匝250匝R2710KR1851C6100uFY140KHzC10101C9101R1910M发射结束后再延时约T=RC=
3.3ms开放接收电路发射时间约为T=200us发射200us/25us=8个周期+5Vf=17KHz显示电路发射电路接收电路逻辑控制电路147147C16103C17104B1接收头B2发射头R3010K1110U1ECD406998U1DCD40691312U1FCD406956U1CCD406934U1BCD406912U1ACD4069R3110KSETSET132VVGNDINOUTU5LM7805C18220uFC20220uFC21104C19104+5V电源输入(7~12V)D51N4007+-C22104简易+5V电源电路C23104启动发射端-6-
五、思考题整体A、由于超声波发射时对接收头的之间影响(非障碍物反射)、超声波余振等问题使得近距离无法方便检测,如何设计电路提高短距离测量能力?B、分析测距电路的系统测量误差,可能产生的随机误差会有哪些?发射电路部分A、升压耦合电解电容C12能否反接,C12电容负端直流电压为几伏?B、自耦变压器的升压倍数怎么计算,图中的参数为放大几倍?C、R
18、C6作用?D、T1自耦升压变压器能否用隔离升压变压器代替?E、D4在电路中起什么作用?F、Q4和Q5能否互换,如果能电路应如何修改,改后有什么优缺点?G、晶振用的CD4069非门能不能用CD40106施密特非门代替为什么?H、D1的1N4148二极管起什么作用能否去掉或反接?接收电路部分A、U3的TL082用单电源供电是如何放大工作的?B、电路中TL082工作在反相放大状态,如果要工作在同相放大怎么修改,画出电路图?(采用单电源供电)C、C4和C7分别起什么作用?D、R4和R7阻值设置有什么要求?显示计数电路部分A、Q
1、Q2和Q3能不能用NPN的三极管代替,为什么?B、*测量超出‘999’或没有回波,设置数码管闪烁‘888’;如何修改电路?(提示利用MC14553的O.F.端和CD4543的LD和HP端设计)C、如何修正计数器,减少(大致方向性的修正)空气温度对超声波在空气中传播速度的影响?D、动态扫描显示静态显示的区别,动态扫描显示有什么优点?E、共阳和共阴数码管有什么区别,如果该电路用共阴数码管电路应如何修改?逻辑控制电路部分A、在这个电路中D触发器CD4013是否起D触发起的作用,如果不是作什么触发器用?用与非门CD4011代替电路怎么修改?-7-B、逻辑控制电路的控制过程及输出时序图如何?C、CD40106U2A部分非门、C8和R26构成的振荡器是如何振荡,其中的施密特非门CD40106能否用CD4069非门代替,为什么?D、CD40106的
2、
3、4脚的波形?E、U2C及输入端的RC延时电路起什么作用,此RC电路如何工作?F、D3起什么作用,在CD40106-6脚输出高电平时D3对CD4013-6脚是否不起作用?
五、考核办法及成绩评定作品60%根据作品的完成程度、实际测量效果、线路板布线及工艺对作品验收平时20%出勤情况、对知识问答的理解和熟悉程度等报告20%课题背景及重要意义、课题研究的历史与现状、电路工作原理、如何改良(包括提高稳定性、准确度、扩大测量范围等)、各部分设计调试要点等(考查点方案论证、硬件电路图、结果数据、波形、曲线等)-8-附录1超声波特性图8声压在不同距离上的衰减特性-9-附录2器件介绍
1、超声波传感器A、基本结构及原理如图1所示,超声波传感器由压电晶片、锥形共振盘、金属丝网罩、外壳及引线端子构成其中压电晶片是核心部分,锥形共振盘使图9超声波传感器内部结构发射和接收能量集中,并且使传感器有一定的指向角由于压电晶片有一个固定的谐振频率,即中心频率f0,发射超声波时,加在其上面的交变电压的频率要与它的固有频率一致;接收时也同样要一致这样,超声波传感器的灵敏度才较高B、超声波传感器频率特性(f0=40KHz)图10灵敏度图11声压-10-
1、CD40106(施密特非门)A、管脚图图12:CD40106管脚图B、典型应用图13典型应用电路――低功耗振荡器-11-
2、CD4069(非门)A、器件管脚图图14CD4069管脚图B、器件特点
3、TL082(运放)A、器件管脚图图15TL082管脚图B、器件特点-12-B、TL082内部电路(1路)图16TL082内部简易电路
4、CD4013(D触发器)A、管脚图和真值表表1CD4013真值表图17CD4013管脚图-13-
5、LM78××系列(三端稳压集成)LM78系列正3端稳压集成有
7805、
7806、
7808、
7810、
7812、
7815、
7818、7824A、管脚图B、特点及相关参数图18LM78系列管脚图(TO-220封装)输入端允许输入最高电压LM7805输出电压特性
6、CD4543(BCD码转7段码驱动器)A、管脚图和管脚介绍管脚介绍
5、
3、
2、4(ABCD)脚为BCD码输入端9---15(a---f)脚:为7段码输出接LED或LCD1(LD)脚锁存不使能端,输入1为不使能即输出7段码对应输入BCD码,输入0锁存输出即输出端保持不变图19CD4543管脚图6(PH)脚:为LED类型选择输入端,共阳LED将PH设置为1,共阴LED将PH设置为07(BL)脚清零端输入1,7段码a-f输出全为0;输入0正常工作-14-B、CD4543真值表表2CD4543真值表
7、MC14553(3位BCD码计数器)A、MC14553简介MC14553三位BCD码计数器,最大计数值为999时钟输入(12脚)下降沿有效,采用动态扫描方式输出,段码为BCD码(Q3-Q0)方式输出接7段译码器,位码为DS
3、DS
2、DS1配有输出锁存输入端LE、屏蔽计数输入端DIS、计数溢出端O.F.,主清零端MR、动态扫描周期外接电容端CIA、CIB*动态显示实例简介比如要显示一个数如“123”,百位显示‘1’、十位显示‘2’、个位显示‘3’,具体显示方法是在BCD码输出端输出‘3’时位码DS1输出低电平,DS
2、DS3均为高电平,这时数码管个位显示‘3’,十位和百位均不显示延时一个振荡周期BCD码输出‘2’这时DS2输出低电平,DS
1、DS3均为高电平,这时十位显示‘2’其余两位均-15-不显示同样第三个周期百位显示‘1’其余两位不显示这样只要扫描时间够快显示三个数的时间不超过20ms(刷新频率50Hz),根据人眼的视觉残余特点3个数码管看起来都是点亮的而不是一个一个分别点亮的过程B、MC14553管脚介绍管脚介绍12脚(CLOCK)计数时钟输入端,下降沿有效10脚(LE)计数输出锁存端,高电平有效即该脚输入高电平时不管计数端计数与否输出保持不变11脚(DIS)计数屏蔽端,高电平有效13脚(MR)主清零端,高电平有效,输入高电平清零计数器同时输出灭零(即不显示)
3、4脚(CIA、CIB)动态扫描周期外接电容端图20MC14553管脚图14脚(O.F.)计数超过999时溢出端,可用于MC14553级联6位LED等更多的显示
9、
7、
6、5脚(Q0-Q3)动态扫描BCD码输出端,Q3为最高位,Q0为最低位
2、
1、15脚(DS1-DS3)动态扫描位码输出端,DS3接数码管(LED/LCD)的百位,DS1接个位C、MC14553真值表-16-附录3器件清单汽车倒车雷达器件清单--按类型排列名称流水号型号规格备注名称流水号型号规格备注电阻R1851电容C22104电阻R351电容C23104电阻R10470电容C3104电阻R11470电容C4104电阻R12470电解电容C
81.0uF电阻R13470电解电容C1210uF电阻R14470电解电容C5100uF电阻R21470电解电容C6100uF电阻R9470电解电容C18220uF电阻R11K电解电容C20220uF电阻R21K二极管D11N4148电阻R172K二极管D21N4148电阻R242K二极管D31N4148电阻R84K7二极管D41N4148电阻R154K7二极管D51N4007电阻R54K7三极管Q18550电阻R64K7三极管Q28550电阻R2010K三极管Q38550电阻R2310K三极管Q58550电阻R2710K三极管Q48050电阻R3010K数码管DS1共阳
0.5数码管电阻R3110K数码管DS2共阳
0.5数码管电阻R2220K数码管DS3共阳
0.5数码管电阻R439K变压器T1自绕-自耦升压变压器电阻R756K集成电路U1CD4069电阻R25100K集成电路U2CD40106电阻R28100K集成电路U3TL082电阻R261M集成电路U4CD4013电阻R1910M集成电路U5LM7805电位器RP15K集成电路U6MC14553电位器RP2100K集成电路U7CD4543电容C10101晶振Y140KHz电容C7101超声波探头B2超声波发射头电容C9101超声波探头B1超声波接收头电容C15102电容C11103通用板1片电容C13103专用板1片电容C1610316脚插座2个电容C1433314脚插座3个电容C11048脚插座1个电容C17104电容C19104电容C2104汽车倒车雷达器件清单--按类型排列DATE:2009-3电容C21104HYPERLINKjavascript:void0;\oINCLUDEPICTUREhttp://pics.wanlibo.com/images_cn/news/pic
198643.jpg\*MERGEFORMATHYPERLINKjavascript:document.getElementByIdplayer.favouriteDoc;\oINCLUDEPICTUREhttp://pics.wanlibo.com/images_cn/news/pic-addFav.png\*MERGEFORMAT相关文档更多doc超声波测距的倒车雷达设计热度:pdf基于嵌入式可视倒车雷达系统的设计与..热度:pdf汽车倒车雷达系统的研究热度:doc汽车倒车雷达热度:doc带视频的倒车雷达热度:doc基于AT89C51单片机倒车雷达毕业设计热度:doc超声波倒车雷达.doc热度:doc基于超声波测距的倒车雷达设计热度:doc基于AT89C51单片机倒车雷达毕业设计..热度:pdf基于P89C51RD2单片机的汽车倒车雷达..热度:doc基于单片机的倒车雷达设计开题报告热度:doc汽车倒车雷达设计
[1].doc热度:电子技术综合设计实施方案
一、综合设计目的 电子技术综合课程设计是集电路分析、模拟电子技术、数字电子技术以及电路实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验等课程之后的一门理论与实践相结合的综合设计性课程,目的在于提高和增强学生对电子技术知识的综合分析与应用能力这对于提高学生的电子工程素质和科学实验能力非常重要,是电子技术人才培养成长的必由之路为实现我校新修订的人才培养方案中提出的人才培养目标,适应高等教育对创新性人才培养的新要求,电子技术综合课程设计应达到以下目的
1、加深对所学理论知识的理解,并能将其熟练应用,做到理论与实际相结合
2、能熟练掌握一种当前流行的EDA软件(电子电路设计分析自动化软件),例如Multisim
3、对所设计的电子电路能够在EDA虚拟实验室平台上进行电路搭建;利用虚拟仪器和正确的分析方法对电路进行分析与调试,培养学生分析问题、解决问题的实践能力
二、课程开设对象具有较扎实电路分析、模拟电子技术、数字电子技术理论知识与一定的相关实验技能的在校本科学生
三、教学形式电子技术综合课程设计采用开放式教学形式,由以下几个环节构成
1、 由指导教师讲授EDA软件——Multisim的基本应用技能、技巧;
2、指导教师讲解电子电路设计的一般思路,提出本次电子技术综合课程设计的任务、要求,提供部分参考题目;
3、学生通过查阅文献资料,自行选题,确定课题的初步设计方案;
4、学生通过EDA软件——Multisim提供的虚拟实验室平台进行电路搭建,并利用虚拟仪器和正确的分析方法对电路进行特性分析与参数调试;
5、学生根据具体的设计课题编写电子技术综合课程设计总结报告;
6、指导教师根据学生课程设计过程中的具体表现以及编写的课程设计总结报告进行成绩考核
四、课程设计大纲
(一)设计任务 以《电路分析》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程中所涉及到的电阻R、电容C、电感L元件、无源滤波电路、变压器、二极管、三极管、场效应管及基本放大电路、功率放大电路、集成运算放大电路、信号发生器、直流电源、门电路及触发器、小规模集成电路SSI、中规模集成电路MSI为基础,设计一个具有实际应用价值的电子电路,并通过EDA软件——Multisim进行电路的特性分析与功能仿真,最后编写课程设计总结报告
(二)设计要求
1、课程设计态度端正;
2、对所学的电路分析、模拟电子技术、数字电子技术理论知识进行认真复习整合;
3、学会正确有效的查阅与利用相关文献资料;
4、选题要科学、合理,具有创新性;
5、电路设计分析完毕,编写完整的课程设计总结报告
(三)课程设计参考题目
1.电子数字钟的设计与仿真要求
(1)自行设计+5V稳压电源;
(2)用LED管显示时、分、秒;
(3)(选做)增加部分扩展功能如准点报时、定时闹钟等;
(4)应用Multisim仿真软件对电路进行关键元器件参数的选择、主要功能特性的仿真与电路特性分析
2.数字式4组竞赛抢答器的设计与仿真要求
(1)自行设计+5V稳压电源;
(2)电路具有鉴别和锁存功能,用数码管显示第一抢答组别且该组别对应指示灯亮,电路的自锁功能,使其余抢答开关不起作用;
(3)有主持人开关、有复位功能;
(4)(选做)增加部分扩展功能如抢答计时及加分、减分电路等;
(5)应用Multisim仿真软件对电路进行关键元器件参数的选择、主要功能特性的仿真与电路特性分析
3、声光双控节电灯的设计与仿真要求
(1)白天自动关闭,夜间当有人走近时,讲话声或脚步声等声响都可以令其自动点亮,并延迟一段时间后自动熄灭;
(2)点亮延迟时间能自行调控,例如1分钟;
(3)应用Multisim仿真软件对电路进行关键元器件参数的选择、主要功能特性的仿真与电路特性分析
4、温度测量越限报警数字显示仪的设计与仿真要求
(1)自行设计±5V稳压电源;
(2)能将测试的环境温度进行数字显示,并能实现温度上限报警(借助于蜂鸣器或指示灯)
(3)应用Multisim仿真软件对电路进行关键元器件参数的选择、主要功能特性的仿真与电路特性分析
5、易燃气体报警器的设计与仿真要求
(1)根据系统需要设计所需压值的直流稳压电源;
(2)对气敏传感器进行选型;
(3)能将气敏传感器测试到的易燃气体非电信号转换为电信号进行越限报警,报警电路建议采用门控振荡器产生的音频信号驱动蜂鸣器来实现,可配以发光二极管电路辅助报警
(4)应用Multisim仿真软件对电路进行关键元器件参数的选择、主要功能特性的仿真与电路特性分析
(四)课程设计的一般步骤
1、 根据所确定的设计题目进行功能分析、方案比较,确定系统总体设计方案;
2、 将系统划分为若干相对独立的功能模块,即单元电路,并画出系统总体结构框架图;
3、 对各部分单元电路分别进行具体的电路原理图的设计与仿真调试;
4、 进行各单元电路之间的耦合核算,以及对系统总电路进行整体配合的的仿真调试;
5、 编写课程设计总结报告
(五)课程设计总结报告撰写的基本要求课程设计总结报告正文内容一般应包括以下几项
1、选题的目的和意义论述;
2、方案的可行性论证;
3、拟选方案的工作原理;
4、方案设计依据计算公式参照的依据和有关标准;
5、设计电路仿真分析;
6、电路功能与特性总结括创新点与功能特性的不足;课程设计总结报告字数要求
2.5~5千字;具体的装订内容与顺序为封皮、目录、正文、参考文献、课程设计成绩评定表
(六)考核办法 课程设计考核成绩由三部分构成,各部分对应比例如下课程设计期间平时表现20%+设计电路仿真调试情况40%+课程设计总结报告编写质量40%分为五个等级优、良、中、及格、不及格
1、平时表现考核指标
(1)出勤情况;
(2)课程设计的态度、刻苦钻研精神;
(3)遵守纪律情况
2、课程设计报告编写质量考核指标
(1)报告内容组织的条理性、逻辑性;
(2)电子电路原理仿真分析的正确性与深度;
(3)电路图绘制的规范性和工整性;
(4)文字表达的流畅性、准确性和专业性
(七)课程设计时间安排电子技术综合课程设计为期两周,具体时间安排如下第1周周一指导教师讲解电子电路设计的一般思路,提出本次电子技术综合课程设计的任务要求,提供部分参考题目;第1周周二~周三指导教师讲授EDA软件——Multisim的基本应用技能、技巧;第1周周四~周五学生对Multisim软件进行应用练习,并通过查阅文献资料,自行选题,确定课题的初步设计方案第2周周一~周三学生通过EDA软件——Multisim提供的虚拟实验室平台进行电路搭建,并利用虚拟仪器和正确的分析方法对电路进行特性分析与参数调试;第2周周四指导教师对学生设计的电路进行检查验收;第2周周五学生根据具体的设计课题编写课程设计总结报告〈八〉课程设计地点 计算机机房(Multisim机房)
(九)主要参考书目
1、华成英等,《模拟电子技术基础》(第四版),高等教育出版社,2006;
2、闫石,《数字电子技术基础》(第五版),高等教育出版社,2006;
3、邱关源,《电路》(第5版),高等教育出版社,2006;
4、张国献等,《电子设计自动化》,中国商业出版社,2007;
5、杨欣等,《电路设计与仿真》,清华大学出版社,2006;
6、李洋等,《现代电子设计与创新》,中国电力出版社,2007。