前言：想要寫(xiě)出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案范文，相信會(huì)為您的寫(xiě)作帶來(lái)幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫(xiě)作思路和靈感。

直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案范文第1篇

關(guān)鍵詞：變壓；整流濾波；穩(wěn)壓；

中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1、引言

直流穩(wěn)壓電源是電子技術(shù)常用的設(shè)備之一,廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源功能簡(jiǎn)單、難控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復(fù)雜度高。普通直流穩(wěn)壓電源品種很多, 但均存在以下問(wèn)題: 當(dāng)輸出電壓需要精確輸出, 或需要在一個(gè)小范圍內(nèi)改變時(shí)(如1. 05～ 1. 07V ) ,困難就較大。二是穩(wěn)壓方式均是采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路, 對(duì)過(guò)載進(jìn)行限流或截流型保護(hù), 電路構(gòu)成復(fù)雜,穩(wěn)壓精度也不高。

傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源通常采用電位器和波段開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié),并由電壓表指示電壓值的大小. 因此,電壓的調(diào)整精度不高,讀數(shù)欠直觀,電位器也易磨損.而基于單片機(jī)控制的直流穩(wěn)壓電源能較好地解決以上傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn),現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的工控產(chǎn)品均需要有低紋波、寬調(diào)整范圍的高壓電源,特別是在一些高能物理領(lǐng)域,急需電腦或單片機(jī)控制的低紋波、寬調(diào)整范圍的電源。

從上世紀(jì)九十年代末起，隨著對(duì)系統(tǒng)更高效率和更低功耗的需求，電信與數(shù)據(jù)通訊設(shè)備的技術(shù)更新推動(dòng)電源行業(yè)中直流/直流電源轉(zhuǎn)換器向更高靈活性和智能化方向發(fā)展。在80年代的第一代分布式供電系統(tǒng)開(kāi)始轉(zhuǎn)向到20世紀(jì)末更為先進(jìn)的第四代分布式供電結(jié)構(gòu)以及中間母線結(jié)構(gòu)，直流/直流電源行業(yè)正面臨著新的挑戰(zhàn)，即如何在現(xiàn)有系統(tǒng)加入嵌入式電源智能系統(tǒng)和數(shù)字控制。

在家用電器和其他各類電子設(shè)備中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。但在實(shí)際生活中，都是由220V 的交流電網(wǎng)供電。這就需要通過(guò)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電。濾波器用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般傳統(tǒng)電路由濾波扼流圈和電容器組成，若由晶體管濾波器來(lái)替代，則可縮小直流電源的體積，減輕其重量，且晶體管濾波直流電源不需直流穩(wěn)壓器就能用作家用電器的電源，這既降低了家用電器的成本，又縮小了其體積，使家用電器小型化。

2、方案論證與比較：

方案一: 采用單級(jí)開(kāi)關(guān)電源，由220V交流整流后，經(jīng)開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓輸出。但此方案所產(chǎn)生的直流電壓紋波大，在其后的幾級(jí)電路中很難加以抑制，很有可能造成設(shè)計(jì)的失敗與技術(shù)參數(shù)的超標(biāo)。

方案二：并聯(lián)式穩(wěn)壓電源，電路簡(jiǎn)便易行，所用元器件相對(duì)較少，當(dāng)負(fù)載電流恒定時(shí)穩(wěn)定性相對(duì)較好，其突出優(yōu)點(diǎn)就是可承受輸出短路。但是效率低于串聯(lián)式穩(wěn)壓電源，輸出電壓調(diào)節(jié)范圍較小，尤其是在小電流時(shí)調(diào)整管需承受很大的電流，損耗過(guò)大，因而不能采用。

方案三：串聯(lián)式穩(wěn)壓電源，利用可調(diào)的三端式集成穩(wěn)壓器先提供穩(wěn)壓電壓和小電流，再通過(guò)三極管擴(kuò)流的方式使之提供大功率。由于集成穩(wěn)壓器通常內(nèi)部已有各種保護(hù)電路，輔助電路就可以簡(jiǎn)化。其次想采用經(jīng)典的分立式元件形式，因?yàn)樵诶碚撜n及實(shí)驗(yàn)室中看到的大多是這種電源，并且具體電路形式很豐富，可借鑒的結(jié)構(gòu)也較多。

比較以上幾種方案，決定采用方案三，即經(jīng)典的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源，穩(wěn)扎穩(wěn)打，力爭(zhēng)做好。

3、硬件電路的組成與設(shè)計(jì)

直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。

我國(guó)電網(wǎng)供電電壓交流220V(有效值)50Hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓。降壓后的交流電壓，通過(guò)整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動(dòng)大）。脈動(dòng)大的直流電壓須經(jīng)過(guò)濾波電路變成平滑，脈動(dòng)小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。濾波后的直流電壓，再通過(guò)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出，供給負(fù)載RL。

3.1電源變壓器

電源變壓器的作用是將來(lái)自電網(wǎng)的220V交流電壓變換為整流電路所需要的交流電壓。

本設(shè)計(jì)方案所需要用到的降壓變壓器是將電網(wǎng)交流電壓220V變換成復(fù)合需要的交流電壓，此交流電壓經(jīng)過(guò)整流后可獲得后級(jí)電路所需要的直流電壓12V。

由于所需的直流電壓比起電網(wǎng)的交流電壓在數(shù)值上相差較大，考慮到穩(wěn)壓部分中的集成穩(wěn)壓器須在輸入電壓≥10V 時(shí)才能使輸出電壓為0.7V～9V。所以，降壓后的電壓設(shè)為10V～12V，才能達(dá)到要求輸出的電壓為0V～10V，即該部分電路采用變壓器把220V交流市電變?yōu)榧s10V 的低壓交流電，作為電源的輸入電壓。變壓器原輔線圈的匝數(shù)比為：

N1/N2 = U1/U2 = 220V/10V≈22/1

電路中的保險(xiǎn)絲可起到保護(hù)電源的作用，當(dāng)電流大于0.5A 時(shí)，保險(xiǎn)絲熔斷，從而防止電源燒壞。電源變壓器的效率為：

其中：是變壓器副邊的功率，是變壓器原邊的功率。

一般小型變壓器的效率如表1所示，因此，當(dāng)算出了副邊功率后，就可以根據(jù)下表算出原邊功率。

表1小型變壓器的效率

3.2整流濾波電路

整流電路將交流電壓變換成脈動(dòng)的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。

如圖所示，在本設(shè)計(jì)中采用四個(gè)二極管組成橋式整流電路，利用單相橋式整流電路把方向和大小都大小都變化的50Hz的交流電變換為方向不變但大小仍有脈動(dòng)的直流電。其優(yōu)點(diǎn)是電壓較高,紋波電壓較小,整流二極管所承受的最大反向交流電流流過(guò),變壓器的利用率高。濾波電路：利用儲(chǔ)能元件-電容C兩端的電壓不能突變的性質(zhì),采用RC濾波電路將整流電路輸出的脈動(dòng)成分大部分濾除,得到比較平滑的直流電。

圖2橋式整流橋電路

直流電壓與交流電壓的有效值間的關(guān)系為：

在整流電路中，每只二極管所承受的最大反向電壓為：

流過(guò)每只二極管的平均電流為：

其中：R為整流濾波電路的負(fù)載電阻，它為電容C提供放電通路，放電時(shí)間常數(shù)RC應(yīng)滿足：

其中：T = ms是50Hz交流電壓的周20期。

3.3穩(wěn)壓電源電路

三端穩(wěn)壓器各項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)試

輸入電壓u2受負(fù)載和溫度發(fā)生變化到影響而發(fā)生波動(dòng)時(shí)，濾波電路輸出的直流電壓VI會(huì)隨著變化。因此，為了維持輸出電壓VI穩(wěn)定不變，需要對(duì)電壓進(jìn)行穩(wěn)壓。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)外界因素（電網(wǎng)電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度）發(fā)生變化時(shí)，能使輸出直流電壓不受影響，而維持穩(wěn)定的電壓輸出。穩(wěn)壓電路一般采用集成穩(wěn)壓器和一些元件所組成。采用集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓電源具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

三端穩(wěn)壓器的引腳及其應(yīng)用電路見(jiàn)附錄圖3。

7806為三端式集成穩(wěn)壓器，這種集成穩(wěn)壓器的輸出電壓是固定的，在使用中不能進(jìn)行調(diào)整。W78系列三端穩(wěn)壓器輸出正極性電壓，一般有：5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V，輸出電流最大可達(dá)1.5A（加散熱片）。若要求輸出負(fù)電壓，可選用W79系列穩(wěn)壓器。圖3是7806的外型和三個(gè)引出端，其中：

1―輸入端（不穩(wěn)定直流電壓輸入端）；

2―輸出端（穩(wěn)定直流電壓輸出端）；

3―公共端；

圖3三端式集成穩(wěn)壓器

它的主要參數(shù)有：輸出直流電壓Uo=6±5%；最大輸入電壓Uimax=35V； 電壓最大調(diào)整率Su=50mV；靜態(tài)工作電流Io=6mA； 最大輸出電流Iomax=1.5A；輸出電壓溫漂ST=0.6mV/oC。

3.4穩(wěn)壓系數(shù)的測(cè)量(調(diào)節(jié)輸出電壓為5V時(shí))

按圖所示連接電路， 在u1=220V時(shí)，測(cè)出穩(wěn)壓電源的輸出電壓Vo，應(yīng)改變電源電壓上升和下降10%，分別測(cè)量穩(wěn)壓電源的輸出電壓VO，RL=100Ω。在實(shí)驗(yàn)室調(diào)節(jié)交流不太方便時(shí),可采用變壓器的次級(jí)變換的方法,如①②腳電壓為18V,測(cè)量一次,記下VO1.再更換到③①腳測(cè)量一次VO2, 將測(cè)量的結(jié)果填入表5中。則穩(wěn)壓系數(shù)為：

SV=(ΔVO/VO)/(Δu1/u1)

表2

3.5輸出內(nèi)阻的測(cè)量(調(diào)節(jié)輸出電壓為5V時(shí))

按圖4所示連接電路，保持穩(wěn)壓電源的輸入電壓不變 ，在不接負(fù)載RL時(shí)測(cè)出開(kāi)路電壓Vo1，此時(shí)Io1=0，然后接上負(fù)載RL，測(cè)出輸出電壓Vo2和輸出電流Io2，測(cè)量結(jié)果填入表3中。則輸出電阻為：

RO=-(VO1-VO2)/(IO1-IO2)=(VO1-VO2)/IO2

表3

3.6紋波電壓的測(cè)量(調(diào)節(jié)輸出電壓為6V時(shí))

用示波器觀察Vo的紋波峰峰值，（此時(shí)Y通道輸入信號(hào)采用交流耦合AC），測(cè)量Vop-p的值（約幾mV）。

4、直流電源系統(tǒng)原理圖

直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案范文第2篇

【關(guān)鍵詞】流穩(wěn)壓電源；漏電保護(hù)；LT1529；分級(jí)穩(wěn)壓

1.引言

隨著電子設(shè)備向高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性的方向發(fā)展，對(duì)電子設(shè)備的供電電源提出了高的要求。直流穩(wěn)壓電路是后級(jí)的功能電路正常穩(wěn)定工作的前提，一種寬輸入電壓范圍、可調(diào)輸出電壓、低的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，安全可靠的直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。本文設(shè)計(jì)了一種較低的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，較大的輸入電壓范圍，輸出電壓可調(diào)，自帶漏電保護(hù)裝置的直流穩(wěn)壓電源，具有廣泛的實(shí)用價(jià)值。

2.總體設(shè)計(jì)方案

為了達(dá)到較低的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，本設(shè)計(jì)中前端穩(wěn)壓電路采用LT1529可調(diào)輸出電壓穩(wěn)壓芯片為主穩(wěn)壓芯片，該芯片額定輸出電流最高可達(dá)3A，可接受最低輸入電壓5.5V，性能出色，在輸入電壓大于15V時(shí)，自動(dòng)切換為兩級(jí)穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)，避免LT1529輸入電壓過(guò)高。本設(shè)計(jì)使用AD623差分儀表運(yùn)算放大器對(duì)采樣電阻上的壓降進(jìn)行放大，使用MSP430F149最小系統(tǒng)板來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓采集、功率計(jì)算，并使用1602顯示功率和電流。后級(jí)的漏電保護(hù)電路采用AD623差分儀表運(yùn)算放大器對(duì)兩個(gè)采樣電阻上的電壓進(jìn)行差分放大實(shí)現(xiàn)漏電檢測(cè)，使用LM311電壓比較器控制繼電器自鎖電路控制輸出電路通斷。電路由純模擬元件構(gòu)成，具有精度高功耗低的特點(diǎn)。

3.前端穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)

3.1 前端穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)

LT1529可調(diào)輸出為3.3V～14V，額定輸出電流最高達(dá)3A，但輸入電壓最大僅為+15V。為了同時(shí)滿足高壓穩(wěn)壓和低壓穩(wěn)壓，采用分級(jí)穩(wěn)壓的方案，分級(jí)切換控制電路采用遲滯比較器連接電磁繼電器控制穩(wěn)壓，輸入低于14.5V時(shí)，直接使用LT1529穩(wěn)壓，高于14.5V時(shí)先用LM317穩(wěn)壓，再經(jīng)過(guò)LT1529穩(wěn)壓輸出。本文采用LM317做一級(jí)穩(wěn)壓，額定輸出為1.5A。前端穩(wěn)壓模塊分級(jí)切換功能使用比較器LM311實(shí)現(xiàn)。

3.2 功率測(cè)量與顯示電路

使用差分運(yùn)放放大采樣電阻兩端電壓，經(jīng)AD采樣、單片機(jī)計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量與顯示功率，差放抗干擾，能準(zhǔn)確的放大采樣信號(hào)，因此可令采樣電阻阻值較小，不至于影響輸出電壓。由于電源為正向單電源，不能使用一般的雙電源差分運(yùn)放，采用AD623，電路簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定。使用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)1602進(jìn)行功率值的顯示。

前端可調(diào)穩(wěn)壓電路實(shí)際設(shè)計(jì)如圖1所示。分5個(gè)模塊，一級(jí)穩(wěn)壓電路、級(jí)聯(lián)切換電路、主穩(wěn)壓電路、獨(dú)立穩(wěn)壓供電電路和功率測(cè)量電路。其中，獨(dú)立穩(wěn)壓電路供給級(jí)聯(lián)切換電路，使其在切換前后都能穩(wěn)定工作。

4.后端漏電保護(hù)電路設(shè)計(jì)

4.1 漏電檢測(cè)分析

漏電保護(hù)常用的檢測(cè)方法為采樣電阻采樣測(cè)電流差異，漏電要精準(zhǔn)測(cè)量出30mA量級(jí)的電流，這要求檢測(cè)電路精準(zhǔn)、抗噪。本文使用采樣電阻和差分運(yùn)放對(duì)漏電流差值進(jìn)行計(jì)算。上下兩端使用相同的采樣電阻，對(duì)采樣差值進(jìn)行差分放大，即可精準(zhǔn)檢測(cè)到漏電流。之后做比較，繼電器控制線路通斷。

4.2 關(guān)斷保護(hù)電路分析設(shè)計(jì)

關(guān)電保護(hù)電路采用自鎖電路，控制繼電器切斷通路，如圖2中的關(guān)斷保護(hù)電路：Vctl為前級(jí)比較器輸出的控制電壓，當(dāng)漏電達(dá)到閾值時(shí)，Vctl為高電平，控制C9013三極管的集射極導(dǎo)通，使C9012導(dǎo)通，繼電器動(dòng)作使線路關(guān)斷。此時(shí)反饋電阻Rb12將C9013基極拉高，保持C9013通路，實(shí)現(xiàn)自鎖功能。自鎖的解除需要斷電，所以關(guān)斷電源后，可以解除自鎖。

綜上所述，后端漏電保護(hù)電路實(shí)際設(shè)計(jì)電路圖如圖2所示。

后級(jí)的漏電保護(hù)電路分為三個(gè)模塊，由AD623差分儀表運(yùn)算放大器和兩組精密采樣電阻組成的漏電差分檢測(cè)電路，由LM311電壓比較器組成的漏電流閾值判定電路，和閾值判定電路控制的繼電器自鎖電路組成的關(guān)電保護(hù)電路。電路由純模擬元件構(gòu)成，具有精度高功耗低的特點(diǎn)。

5.系統(tǒng)調(diào)試和測(cè)試分析

5.1 測(cè)試方法

（1）RL阻值固定為5Ω。當(dāng)直流輸入電壓在7～25V變化時(shí)，測(cè)量輸出端電壓變化；連接方式不變，RL阻值固定為5Ω。當(dāng)直流輸入電壓在5.5～7V變化時(shí)，測(cè)量輸出電壓；

（2）轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接輸出，輸入電壓固定在7V，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻阻值，測(cè)量輸出電壓。連接方式不變，直流輸入電壓固定在7V，分別聯(lián)結(jié)5歐姆和500歐姆電阻，測(cè)量輸出電壓。

（3）直流輸入電壓固定在20V，聯(lián)結(jié)500歐姆電阻，調(diào)節(jié)前端控制輸出電壓的電阻，測(cè)量輸出電壓。

（4）設(shè)置前端輸出5V，將后級(jí)漏電保護(hù)電路接上，輸出接20Ω負(fù)載，測(cè)量輸出電壓。將200歐姆滑動(dòng)變阻器和電流表接入電路，調(diào)節(jié)電阻從26mA漏電流增大測(cè)關(guān)斷電流。

5.2 測(cè)試結(jié)果

6.結(jié)論

本文所設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓源及漏電保護(hù)裝置達(dá)到較高性能，所有指標(biāo)均達(dá)到較高標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了較低的電壓調(diào)整率（S?U≤1%）和負(fù)載調(diào)整率（SL≤1%），較大的輸入電壓范圍（5.5V～25V），可調(diào)輸出電壓（3.3V～14V），額定功率可達(dá)到1A，漏電保護(hù)功能靈敏（動(dòng)作電流誤差的絕對(duì)值

參考文獻(xiàn)

[1]劉京南編著.電子電路基礎(chǔ)[M].（第2版）電子工業(yè)出版社（第2版），2003.

[2]周加超.直流穩(wěn)壓電源的演變過(guò)程[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2005（3）.

[3]程杰寶.實(shí)用高效率直流穩(wěn)壓電源[J].實(shí)用電子制作，2003.

直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案范文第3篇

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂 教學(xué)模式 電工電子技術(shù)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）09（b）-0148-02

電工電子技術(shù)課程是高職院校機(jī)電類專業(yè)的必修課，教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生了解和熟悉電工電子基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用技術(shù)，能夠用所學(xué)知識(shí)解釋生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象，并解決實(shí)際的電工電子問(wèn)題。然而在以往的電工電子技術(shù)課程教學(xué)中，教師的教學(xué)理念較為落后，教學(xué)方法缺乏新意，教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)的崗位需求嚴(yán)重脫節(jié)，無(wú)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生不能積極參與到各類教學(xué)活動(dòng)之中，致使教學(xué)效率普遍較低。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的應(yīng)用可以有效解決這類問(wèn)題，不但教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法比較新穎，符合學(xué)生和企業(yè)的發(fā)展需求，而且大幅度提高了學(xué)生的課堂參與度，課堂教學(xué)質(zhì)量得到了可靠保障。可以說(shuō)，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在電工電子技術(shù)課程中的應(yīng)用是十分迫切且必要的。

1 翻轉(zhuǎn)課堂的概念及實(shí)施意義

翻轉(zhuǎn)課堂就是將以往課堂上需要學(xué)習(xí)的知識(shí)制作成視頻，讓學(xué)生在課下學(xué)習(xí)，記錄學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，在課上由教師進(jìn)行答疑解惑，與學(xué)生共同探討，并開(kāi)展一系列的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。翻轉(zhuǎn)課堂打破了時(shí)間和空間的界限，學(xué)生可以在任意的時(shí)間和地點(diǎn)學(xué)習(xí)，也可以組成學(xué)習(xí)小組共同研究，還可以反復(fù)研習(xí)教學(xué)視頻，在此情況下學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解也會(huì)更為透徹。同時(shí)，學(xué)生帶著問(wèn)題聽(tīng)課會(huì)保持較高的專注力，教師在幫助學(xué)生解決問(wèn)題時(shí)學(xué)生也會(huì)積極思考，學(xué)生由被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，教學(xué)效率會(huì)得到大幅度提高。此外，翻轉(zhuǎn)課堂還是現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的一次偉大嘗試，將手機(jī)、電腦變?yōu)榻虒W(xué)資源的載體，學(xué)生對(duì)這種新奇的教學(xué)方法會(huì)保持較高的興趣，以前所未有的熱情參與到課堂活動(dòng)中，主動(dòng)配合教師的教學(xué)工作，教師作為引導(dǎo)者將啟發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力，從而實(shí)現(xiàn)促進(jìn)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的崇高目標(biāo)。

2 實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的前提

一般來(lái)說(shuō)，實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂必須具備兩個(gè)條件：一方面，教師必須掌握較高的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)水平，能夠?qū)⒔虒W(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)變成信息數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)之中，這樣學(xué)生才能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載需要學(xué)習(xí)的視頻和課件。教師還要經(jīng)常更新教學(xué)內(nèi)容，與企業(yè)和學(xué)生自身的發(fā)展相適應(yīng)，始終保持教學(xué)的先進(jìn)性和科學(xué)性，促使翻轉(zhuǎn)課堂的高效開(kāi)展。另一方面，學(xué)生能夠發(fā)自內(nèi)心接受這種新奇的教學(xué)模式，克服學(xué)習(xí)中遇到的困難，敢于面對(duì)挫折和挑戰(zhàn)，努力適應(yīng)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。這就需要教師鼓勵(lì)學(xué)生，幫助學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，進(jìn)而完成從傳統(tǒng)課堂到翻轉(zhuǎn)課堂的良好過(guò)渡，使翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在電工電子技術(shù)課程的實(shí)踐教學(xué)中發(fā)揮出最大效用。

從上文的分析中可以發(fā)現(xiàn)，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中教師處于至關(guān)重要的地位，無(wú)論是課件視頻的制作、更新，課程的組織、安排，還是引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，這些工作都需要教師來(lái)完成，如果教師的素質(zhì)和能力不足，就會(huì)給翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)施造成嚴(yán)重阻礙。比如說(shuō)教師制作的課件質(zhì)量較差，不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求；或者是在學(xué)生出現(xiàn)不適反應(yīng)時(shí)教師不能及時(shí)與學(xué)生溝通，加以鼓勵(lì)；抑或者是教師在課堂上無(wú)法對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行有效評(píng)價(jià)，不能了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，都會(huì)影響翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施效果。由此可見(jiàn)，要想保證翻轉(zhuǎn)課堂的順利實(shí)施，必須提高教師的教學(xué)素養(yǎng)和適應(yīng)能力，唯有如此教師才能充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，學(xué)生的能力也能夠真正得到鍛煉而有所提高。

3 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型構(gòu)建分析

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式根據(jù)教學(xué)環(huán)境將課程劃分為不同的階段，每個(gè)階段教師和學(xué)生都有著明確的目標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，大多數(shù)課程都可以分成課前、課中兩個(gè)階段，課前教師制作課件視頻，布置教學(xué)任務(wù)，學(xué)生需要自主學(xué)習(xí)課件知識(shí)，將遇到的問(wèn)題標(biāo)注出來(lái)；課中教師將學(xué)生分成不同的學(xué)習(xí)小組，先由小組交流討論解決學(xué)生的問(wèn)題，小組解決不了的問(wèn)題由教師集中答疑。翻轉(zhuǎn)課堂模式中最重要的過(guò)程就是交流，學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間的交流是非常必要的，通過(guò)交流能夠發(fā)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)體系中掌握不牢固的地方，教學(xué)也會(huì)更具有針對(duì)性。教師應(yīng)該讓學(xué)生來(lái)講解課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)，以檢驗(yàn)學(xué)生的自學(xué)效果，同時(shí)還要重視拓展學(xué)生的知識(shí)面，拓寬學(xué)生思維的深度和廣度，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在潛能，培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，循序漸進(jìn)提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

4 翻轉(zhuǎn)課堂模式下電工電子技術(shù)課程教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)施提供了穩(wěn)固的技術(shù)支持，也為電工電子技術(shù)課程的教學(xué)改革創(chuàng)造了便利條件。電工電子技術(shù)課程是一門(mén)對(duì)實(shí)踐操作水平要求較高的學(xué)科，教師可以讓學(xué)生在課前學(xué)習(xí)理論知識(shí)，課上組織實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐操作能力。比如說(shuō)在學(xué)習(xí)《直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作》一課時(shí)，教師可以設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，制作相關(guān)電路課件視頻讓學(xué)生在課前學(xué)習(xí)，課上組成學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)電路，教師從中選出最為優(yōu)秀的小組給予獎(jiǎng)勵(lì)。這種方法不僅幫助學(xué)生更好掌握電子儀器的選擇和使用方法，學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)和制作直流穩(wěn)壓電源，并能夠獨(dú)立繪制電氣原理圖，而且培養(yǎng)了學(xué)生的合作意識(shí)，全面提高了學(xué)生的電工電子技能。具體實(shí)施流程如以下幾點(diǎn)。

首先，教師在課前應(yīng)制作電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路的課件視頻，這4個(gè)電路是直流穩(wěn)壓電源的重要組成部分，通過(guò)學(xué)習(xí)學(xué)生即可掌握直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，教師要讓學(xué)生學(xué)會(huì)總結(jié)直流穩(wěn)壓電源各個(gè)組成構(gòu)件的工作原理，并從網(wǎng)絡(luò)上收集其他的相關(guān)資料，遇到無(wú)法解決的問(wèn)題要記錄下來(lái)，留待課堂上與教師和其他同學(xué)討論。其次，課上要指定220 V/24 V的自耦變壓器，讓學(xué)生分別設(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)壓范圍在3～12 V的直流穩(wěn)壓電源，然后把學(xué)生分成8個(gè)組進(jìn)行討論，每組拿出一個(gè)最佳設(shè)計(jì)方案在課堂展示，由其他組的同學(xué)對(duì)設(shè)計(jì)方案的合理性和可行性進(jìn)行討論，由教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。再次，讓學(xué)生按各組設(shè)計(jì)的方案選取元器件，在實(shí)驗(yàn)板上進(jìn)行焊接安裝與調(diào)試，并要求學(xué)生測(cè)量幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，加深對(duì)直流穩(wěn)壓電源工作原理的理解。最后，教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況選出最佳學(xué)生和最佳小組，為其頒發(fā)獎(jiǎng)勵(lì)，以激發(fā)學(xué)生的上進(jìn)心。在教學(xué)過(guò)程中教師要關(guān)注學(xué)生安裝與調(diào)試過(guò)程，及時(shí)更正錯(cuò)誤的地方，總結(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，從而提高學(xué)生獲取知識(shí)的能力。

5 結(jié)語(yǔ)

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是電工電子技術(shù)教學(xué)改革的一項(xiàng)里程碑式的革命，轉(zhuǎn)變了教學(xué)中教師和學(xué)生的角色，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的主體地位，需要學(xué)生自主學(xué)習(xí)電工電子知識(shí)，通過(guò)交流和討論完成教學(xué)計(jì)劃，對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力提出了更高要求。值得注意的是，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中教師具有不容忽視的作用，無(wú)論是制作課件視頻還是引導(dǎo)學(xué)生，都是教師需要承擔(dān)的任務(wù)，因此，教師要重視提高自身的教學(xué)素養(yǎng)，制作更多優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源供廣大學(xué)生學(xué)習(xí)，并經(jīng)常鼓勵(lì)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，促使翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式更好的為電工電子技術(shù)課程的教學(xué)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王紅，趙蔚，孫立會(huì)，等.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型的設(shè)計(jì)――基于國(guó)內(nèi)外典型案例分析[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2013，23（8）：5-10.

[2] 歐陽(yáng)建友，王釗.高職專業(yè)教師“教、學(xué)、做一體”教學(xué)能力的培養(yǎng)方法和途徑探索[J].中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育，2013（4）：

直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案范文第4篇

1.合理安排學(xué)時(shí)

根據(jù)項(xiàng)目化教學(xué)的特點(diǎn)，為了更好地組織課堂教學(xué)，項(xiàng)目化教學(xué)采用了四節(jié)連排的方法，并且把實(shí)訓(xùn)室作為課堂來(lái)組織教學(xué)。以前“電子技術(shù)”課程教學(xué)主要考慮課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)時(shí)數(shù)，按照章節(jié)分配學(xué)時(shí)。而項(xiàng)目化教學(xué)是以學(xué)習(xí)情境為獨(dú)立授課單元，既要考慮理論知識(shí)的學(xué)時(shí)，又要考慮完成任務(wù)載體的學(xué)時(shí)。例如，學(xué)習(xí)情境一是二極管整流穩(wěn)壓電源的組裝與調(diào)試，安排課堂教學(xué)時(shí)，首先由教師用1學(xué)時(shí)講解半導(dǎo)體的基本知識(shí)，PN結(jié)及其單向?qū)щ娦裕O管的基本結(jié)構(gòu)等。然后，再用1學(xué)時(shí)由教師指導(dǎo)學(xué)生講授萬(wàn)用表的使用方法，完成二極管的識(shí)別與檢測(cè)，并由學(xué)生填寫(xiě)表格記錄數(shù)據(jù)。

2.改進(jìn)教學(xué)方法

在完成學(xué)習(xí)情境一的教學(xué)任務(wù)中，教師首先講解二極管橋式整流電路的工作原理，整流電路的種類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、分析計(jì)算及濾波電路、波形分析等知識(shí)內(nèi)容。然后采用小組學(xué)習(xí)法開(kāi)展教學(xué)。小組學(xué)習(xí)法是指多個(gè)學(xué)生在沒(méi)有教師或其他同學(xué)的直接幫助下，學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，解決實(shí)際問(wèn)題。它是較獨(dú)立學(xué)習(xí)要求更高的、以學(xué)生為中心的主要教學(xué)步驟。方法為①教師布置題目，明確學(xué)習(xí)目標(biāo);②所有小組得到同樣的任務(wù);③完成任務(wù)協(xié)調(diào)組內(nèi)事物;④小組總結(jié)工作成果;⑤全班對(duì)工作成果進(jìn)行比較和討論;⑥確定最終結(jié)果。班級(jí)以小組為單位，學(xué)習(xí)討論如何制作學(xué)習(xí)情境一中的工作任務(wù)載體，即二極管整流穩(wěn)壓電源的組裝與調(diào)試。同學(xué)結(jié)合教材和相關(guān)參考書(shū)，自主設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源的原理電路圖，選用元器件，制定技術(shù)參數(shù)及各項(xiàng)性能指標(biāo)。采用“頭腦風(fēng)暴法”在全班進(jìn)行集中討論。“頭腦風(fēng)暴法”的教學(xué)方法是教師引導(dǎo)學(xué)生就某一課題，自由地發(fā)表意見(jiàn)。學(xué)生在發(fā)表意見(jiàn)時(shí)，教師不對(duì)其正確性或準(zhǔn)確性進(jìn)行任何評(píng)價(jià)。采用這種教學(xué)方法，教師和學(xué)生可以討論和收集解決問(wèn)題的意見(jiàn)及建議。讓每個(gè)小組都將本組設(shè)計(jì)的方案拿到班上全體討論。通過(guò)集體討論，集思廣益，促使學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)方案產(chǎn)生自己的意見(jiàn)，通過(guò)同學(xué)間的相互討論，從而獲得大量的構(gòu)思，經(jīng)過(guò)組合和改進(jìn)，達(dá)到創(chuàng)造性解決問(wèn)題的目的。經(jīng)過(guò)全班的集體討論，最終確定完成二極管整流穩(wěn)壓電源的制作方案。每人填一份材料清單，經(jīng)指導(dǎo)教師簽字后，到實(shí)訓(xùn)室領(lǐng)工具材料，每人作一套穩(wěn)壓電源，自己完成焊接和調(diào)試。

3.注重課堂實(shí)際訓(xùn)練

為了更好地完成工作任務(wù)載體，必須進(jìn)行基礎(chǔ)訓(xùn)練。首先進(jìn)行焊接訓(xùn)練。每個(gè)同學(xué)發(fā)一塊電路板，進(jìn)行焊接練習(xí)，由指導(dǎo)教師檢查每位同學(xué)的焊接練習(xí)情況，重點(diǎn)檢查焊接點(diǎn)是否光滑飽滿，有無(wú)虛焊，堆焊等問(wèn)題。為保證穩(wěn)壓電源能順利調(diào)試，再用1學(xué)時(shí)進(jìn)行常用儀器使用的練習(xí)，學(xué)生學(xué)會(huì)使用示波器，信號(hào)發(fā)生器，直流穩(wěn)壓電源進(jìn)行測(cè)量和調(diào)試。以上是學(xué)習(xí)情境一課堂教學(xué)的組織過(guò)程。經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)情境一的學(xué)習(xí)訓(xùn)練后，學(xué)生掌握了二極管的基本知識(shí)，穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試，學(xué)會(huì)了元器件的焊接，二極管的識(shí)別與檢測(cè)，掌握了產(chǎn)品組裝與調(diào)試的基本技能，同時(shí)也學(xué)會(huì)了常用儀器儀表的使用。項(xiàng)目化教學(xué)過(guò)程中，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)和動(dòng)手操作的積極性，真正使學(xué)生成為教學(xué)過(guò)程中的主體，學(xué)生用學(xué)習(xí)到的相關(guān)理論知識(shí)，進(jìn)行了實(shí)際電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、組裝和調(diào)試，培養(yǎng)了工作的基本方法和基本技能，為培養(yǎng)造就技術(shù)素質(zhì)優(yōu)秀的人才奠定了良好的基礎(chǔ)。

二、考核評(píng)價(jià)體系是搞好項(xiàng)目教學(xué)的保障

1.采用考核表考核

為進(jìn)一步提高考核的可操作性和準(zhǔn)確性，建立詳細(xì)的考核表進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)課程的考核。考核包括形成性考核(學(xué)習(xí)態(tài)度，實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的報(bào)告等)和終結(jié)性考核(成果展示和技術(shù)說(shuō)明書(shū)等)，考核表改掉過(guò)去考核內(nèi)容過(guò)多、表格種類過(guò)多的缺點(diǎn)，只保留考核內(nèi)容、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、同學(xué)自評(píng)、小組互評(píng)、教師評(píng)價(jià)等內(nèi)容，并做成一張表格，便于操作執(zhí)行。教師參與課堂全過(guò)程管理，隨時(shí)巡察考核記錄表，并隨機(jī)抽樣考核部分同學(xué)，采取抓兩頭，帶中間的辦法，使考核具有可操作性，公平公正性。2.最終成績(jī)的確定“電子技術(shù)”課程項(xiàng)目化教學(xué)最終成績(jī)由以下幾個(gè)方面確定:①各個(gè)學(xué)習(xí)情境中實(shí)際電子產(chǎn)品的制作。這項(xiàng)成績(jī)通過(guò)考核表最終確定,占該門(mén)課程成績(jī)的60%。②實(shí)訓(xùn)報(bào)告。為了使同學(xué)養(yǎng)成良好的撰寫(xiě)實(shí)訓(xùn)報(bào)告的能力，養(yǎng)成細(xì)心縝密的工作作風(fēng)和觀察實(shí)訓(xùn)過(guò)程、分析實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)的工作能力，把每一個(gè)學(xué)習(xí)情境中的任務(wù)載體制作完成后，要求每個(gè)同學(xué)都要認(rèn)真完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告，并占總成績(jī)的10%。③期末理論考核。讓學(xué)生在掌握職業(yè)技能和培養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)的同時(shí)，更好地鞏固所學(xué)的相關(guān)專業(yè)的理論知識(shí)，在學(xué)期末集中系統(tǒng)復(fù)習(xí)本學(xué)期所講的相關(guān)理論知識(shí)，并進(jìn)行理論考試，卷面成績(jī)占課程總成績(jī)的30%。

三、實(shí)訓(xùn)室開(kāi)放是搞好項(xiàng)目化教學(xué)的措施

1.補(bǔ)充完成任務(wù)載體制作

部分同學(xué)在課堂上沒(méi)有完成所作的項(xiàng)目載體，可以另外找時(shí)間到實(shí)訓(xùn)室完成。實(shí)訓(xùn)室上班時(shí)間是全部開(kāi)放的，各個(gè)實(shí)訓(xùn)室都有實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師進(jìn)行輔導(dǎo)。

2.完成補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)

項(xiàng)目化教學(xué)占用學(xué)時(shí)較多，有些基本的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容鼓勵(lì)同學(xué)以小組為單位自己去實(shí)訓(xùn)室作實(shí)驗(yàn)。自己結(jié)合教材編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)原理圖的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)所需的儀器設(shè)備及原材料等。由任課老師審閱簽字后，送交實(shí)訓(xùn)室教師，學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間去實(shí)訓(xùn)室完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。

3.實(shí)驗(yàn)的重要性

直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案范文第5篇

關(guān)鍵詞：模擬電子技術(shù)；實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；信號(hào)源

模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的主要組成部分包括：輔助電源、簡(jiǎn)易信號(hào)源、直流電壓電流表、二極管、三極管伏安特性測(cè)定單元以及單管共射共基放大電路多級(jí)放大電路負(fù)反饋放大電路模塊、分立元件和集成功率放大器模塊、差動(dòng)放大集成運(yùn)放線性非線性應(yīng)用模塊、整流濾波和直流穩(wěn)壓電源模塊、測(cè)量單元以及功能擴(kuò)展區(qū)。

一、簡(jiǎn)易信號(hào)源的設(shè)計(jì)方案

簡(jiǎn)易信號(hào)源主要包括CPLD、鍵盤(pán)、單片機(jī)控制模塊、LED顯示、D/A轉(zhuǎn)換模塊和鍵盤(pán)這幾個(gè)組成部分，借助DDFS技術(shù)，即直接數(shù)字頻率合成技術(shù)來(lái)產(chǎn)生遞減諧波、遞增諧波、三角波、方波、正弦波、階梯波信號(hào)，這一系統(tǒng)頻率具有步進(jìn)小、范圍寬以及幅度、頻度精度高的特點(diǎn)。

1.直接數(shù)字頻率合成方案的確定

在DDS中由RAM來(lái)對(duì)輸出波形的完整周期與幅度值進(jìn)行有序的存放，在RAM地址發(fā)生變化的情況下DAC會(huì)把該波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成頻率和RAM地址變化速率成正比的電壓波形。DDFS的發(fā)生器在對(duì)波形在RAM中的地址進(jìn)行控制時(shí)采用了相位累加技術(shù)，在產(chǎn)生RAM順序地址的過(guò)程當(dāng)中利用加法器代替了計(jì)數(shù)器，存在于相位遞增寄存器（PIR）當(dāng)中的常數(shù)在每一個(gè)時(shí)鐘周期都被加到相位累加器的結(jié)果當(dāng)中，并以其輸出的最大有效位數(shù)來(lái)對(duì)波形在RAM中的具體地址做出確定。每個(gè)周期當(dāng)中的點(diǎn)數(shù)會(huì)隨著PIR常數(shù)的改變而發(fā)生變化，從而使整個(gè)波形的頻率發(fā)生改變。在寄存器存入新的PIR常數(shù)的情況下波形的輸出頻率會(huì)隨著下一個(gè)時(shí)鐘周期發(fā)生相位的改變，給相位累加器改變RAM地址提供重要的依據(jù)。當(dāng)PIR數(shù)值過(guò)小或較大時(shí)，相位累加器會(huì)分別以一步步經(jīng)過(guò)每個(gè)RAM地址、跳躍某些RAM地址的方式來(lái)進(jìn)行RAM地址的改變。DDFS彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法的不足，其頻率分辨率在相位累加器具備足夠大的位數(shù)N的情況下能夠獲得相應(yīng)的分辨精度。不需要相位反饋控制使得DDFS的頻率建立、切換效率高，同時(shí)和頻譜純度、頻率分辨率之間互相獨(dú)立、互不干擾。由于DDFS主要依據(jù)時(shí)鐘相位特性來(lái)判斷相位誤差，使得其相位誤差相對(duì)較小，且連續(xù)變化的相位能夠形成具有良好頻譜的信號(hào)。由此可以確定DDFS方案是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易信號(hào)源設(shè)計(jì)要求的最佳方案。

2.簡(jiǎn)易信號(hào)源的設(shè)計(jì)內(nèi)容

首先要在波形頻率范圍為20Hz-20kHz且步進(jìn)為10Hz的條件下根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算出相位累加器的時(shí)鐘頻率和頻率步進(jìn)，從而確定D/A轉(zhuǎn)換器在轉(zhuǎn)換時(shí)間為1us且輸出頻率為1MHz的情況下能夠輸出64個(gè)樣點(diǎn)，并利用單片機(jī)對(duì)控制信號(hào)、數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出，以CPLD為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。D/A轉(zhuǎn)換是保證幅度可調(diào)節(jié)與任意輸出的必要條件，從而對(duì)信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓進(jìn)行控制，在本系統(tǒng)當(dāng)中采用的是8位D/A來(lái)控制幅度，其幅度分辨率是0.1V。在D/A輸出后可選用高速寬帶運(yùn)放TL084和1MHz的截止頻率、20KHz以內(nèi)的幅度平坦來(lái)確保信號(hào)的平滑，同時(shí)可選用波形失真小、頻率特性好、電流驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)大的OCL功放電路來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅輸出。

二、直流電壓電流表的設(shè)計(jì)方案

積分式直流數(shù)字電壓表借助積分器將被測(cè)電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的時(shí)間，而后再由時(shí)間轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字量來(lái)計(jì)數(shù)，設(shè)計(jì)包括脈沖計(jì)數(shù)電路、模擬電壓雙積分電路、數(shù)據(jù)處理和顯示電路這三個(gè)模塊。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用以雙積分作為核心的電路實(shí)現(xiàn)，由控制電路將前置放大與整形后的待測(cè)電壓信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為2V與200mV量程，而后使用定時(shí)處理電路、雙積分電路等組合成完整的數(shù)字電壓表，為了使系統(tǒng)精度、顯示分辨率進(jìn)一步提高，處理采用了數(shù)字濾波與軟件補(bǔ)償，并利用單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種算法以及邏輯控制。

1.電路的基本工作原理

雙斜積分電路所構(gòu)成的直流數(shù)字電壓表主要包括基準(zhǔn)電壓、積分器、模擬開(kāi)關(guān)、邏輯控制電路、時(shí)鐘脈沖發(fā)生器、電子計(jì)數(shù)器等組成部分，工作過(guò)程包括準(zhǔn)備、采樣與比較階段。在準(zhǔn)備階段當(dāng)中由邏輯控制電路輸出相關(guān)指令，在積分器輸入電壓為零的情況下計(jì)數(shù)器復(fù)零，使得整個(gè)電路進(jìn)入休止?fàn)顟B(tài)。在采用階段由抽樣啟動(dòng)器將時(shí)間指令輸出到邏輯控制電路來(lái)使主門(mén)開(kāi)啟，同時(shí)使時(shí)鐘脈沖發(fā)生器起振并輸出相應(yīng)頻率的時(shí)鐘脈沖，而后借助主門(mén)加到電子計(jì)數(shù)器中來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)。比較階段也是電壓值的積分階段，雙斜積分式直流電壓測(cè)量電路有兩個(gè)積分周期，分別對(duì)被測(cè)電壓定時(shí)積分、對(duì)基準(zhǔn)電壓定值積分，并通過(guò)二者之間的比較來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果。

2.電路和程序的設(shè)計(jì)

（1）電路的設(shè)計(jì)。在模擬電路模塊采用儀器運(yùn)放INA2128、單運(yùn)放芯片UA741和各類精密電阻，為滿足輸入高阻抗的要求設(shè)計(jì)了電壓跟隨器，并采用積分電路來(lái)處理電壓信號(hào)，電壓量程轉(zhuǎn)換對(duì)2V、200mV的電壓擋轉(zhuǎn)換進(jìn)行自動(dòng)控制。在數(shù)據(jù)處理模塊將脈沖作為單片機(jī)的外部中斷信號(hào)并利用集成計(jì)數(shù)芯片74LS393來(lái)實(shí)現(xiàn)分頻與記數(shù)。在自動(dòng)校零模塊專門(mén)設(shè)計(jì)了自動(dòng)校零電路，采集無(wú)輸入、輸入小于1mV時(shí)的偏移量來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，并在系統(tǒng)檢測(cè)到無(wú)電壓時(shí)借助單片機(jī)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)每次清零。

（2）程序的設(shè)計(jì)。軟件使用了16位單片機(jī)80C196KB，主要包括軟件定時(shí)并完成電容的定時(shí)、放電來(lái)給被測(cè)電壓進(jìn)行充電、對(duì)計(jì)數(shù)器閘門(mén)進(jìn)行開(kāi)啟和模擬開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換，以確保基準(zhǔn)電壓在放電至零電壓后翻轉(zhuǎn)過(guò)零比較器，出現(xiàn)中斷信號(hào)并使中斷處理程序在鎖存計(jì)數(shù)脈沖后進(jìn)行讀數(shù)，根據(jù)相應(yīng)的比例來(lái)對(duì)電壓值進(jìn)行計(jì)算。在顯示電壓與真實(shí)值存在誤差的情況下采取線性插值法來(lái)做出軟件補(bǔ)償，從而使其達(dá)到相關(guān)精度指標(biāo)的要求。

三、系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

1.二極管的伏安特性。二極管的陰極電位低于陽(yáng)極電位時(shí)稱之為二極管正向偏置，即正偏；反之，當(dāng)二極管的陰極電位高于陽(yáng)極電位時(shí)被稱為反向偏置，即反偏。二極管的反偏截止與正偏導(dǎo)通特性是單向?qū)щ娦浴６O管的伏安特性方程是：I=IS（eu/UT-1）（其中Is表示反向飽和電流，在室溫下是常數(shù)；u表示二極管兩端的電壓；UT表示溫度的電壓當(dāng)量，在室溫27℃下為26mV），根據(jù)公式所計(jì)算出來(lái)的伏安特性越小，就說(shuō)明二極管的反向性能越好。

2.三極管的設(shè)計(jì)。作為一種電流控制器件，三極管的電流放大作用即基極電流的微小變化對(duì)集電極電流的較大變化進(jìn)行了控制。三極管中各電極電流、電壓間的關(guān)系曲線被稱為伏安特性曲線或者特性曲線，最常用到的包括輸入、輸出特性曲線。特性曲線隨著三極管在電路中的連接方式的不同而各有差異。

3.分立元件放大電路。在分立元件放大電路的交流通路當(dāng)中信號(hào)由基極輸入并由發(fā)射極輸出，集電極是輸入與輸出回路的公共端，因此被稱為共集電極電路。共集電路具有電壓跟隨特性好、輸入電阻低和輸出電阻高的特點(diǎn)，可用作高輸入電阻的輸入級(jí)、低輸出電阻的輸出級(jí)和多級(jí)放大電路的中間級(jí)。

4.負(fù)反饋放大電路。負(fù)反饋可以用來(lái)對(duì)放大器的性能進(jìn)行改善、減少非線性失真現(xiàn)象、擴(kuò)展通頻帶、改變輸入與輸出電阻。電流、電壓的負(fù)反饋分別能夠確保輸出電流、輸出電壓的穩(wěn)定。

5.集成運(yùn)算放大器。在運(yùn)放低頻小信號(hào)時(shí)可視為理想化的集成運(yùn)放，理想集成運(yùn)放線性應(yīng)用具有虛短、虛斷的特性。通常線性集成運(yùn)放在負(fù)反饋的電路組態(tài)下可被應(yīng)用在放大、運(yùn)算等線性應(yīng)用電路當(dāng)中，非線性集成運(yùn)放在正反饋、開(kāi)環(huán)的電路組態(tài)下可應(yīng)用于信號(hào)轉(zhuǎn)換與比較、產(chǎn)生、自動(dòng)和測(cè)試系統(tǒng)當(dāng)中。

6.功率放大電路。按照信號(hào)頻率可將功率放大電路分為低頻功放和高頻功放，低頻功放電路的輸出功率是輸出電壓和輸出電流的有效值的乘積，在參數(shù)確定時(shí)電路負(fù)載上可獲得的最大交流功率便是低頻功放的最大輸出功率，其負(fù)載上所得到的有用信號(hào)功率和電源供給的直流功率之比便是其效率。

7.整流濾波與穩(wěn)壓電路。濾波電路能夠在保留整流后輸出電壓直流成分的基礎(chǔ)上濾掉脈動(dòng)成分，從而使輸出電壓趨于平滑并接近理想直流電壓，常用的濾波電路有電感濾波、電容濾波電路等。在穩(wěn)壓電路當(dāng)中，可以借助差動(dòng)放大器來(lái)作為比較放大器對(duì)零點(diǎn)漂移進(jìn)行抑制，從而使穩(wěn)壓電源的溫度穩(wěn)定性得到提升，可利用輔助電源構(gòu)成基準(zhǔn)電壓源電路來(lái)對(duì)電源的穩(wěn)壓系數(shù)進(jìn)行提升，為避免調(diào)整管電流過(guò)大、電壓過(guò)高而損壞穩(wěn)壓電源，可以采取限流保護(hù)電路的措施。

四、總結(jié)

模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要為了讓學(xué)生了解電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)，掌握實(shí)驗(yàn)的基本技能，使學(xué)生在對(duì)模擬電路理論做出深刻了解的基礎(chǔ)上提高自身的觀察能力、動(dòng)手能力、分析能力以及解決問(wèn)題的能力，通過(guò)與課程體系緊密關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建立實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)化組合，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容信息化、現(xiàn)代化與綜合化的重要體現(xiàn)。本文對(duì)模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)市場(chǎng)上現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)的借鑒來(lái)設(shè)計(jì)出更加適合大中專院校學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)于高級(jí)技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)、學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)和綜合能力的提升、高校教學(xué)質(zhì)量的提高都具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]何振磊.基于虛實(shí)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)[D].浙江大學(xué)，2013.