電路原理論文
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電路原理論文范文第1篇
（一）傳導瞬變和高頻干擾
1．由于雷擊、斷路器操作和短路故障等引起的浪涌和高頻瞬變電壓或電流通過變（配）電所二次側進入遠動終端設備，對設備正常運行產生干擾，嚴重還可損壞電路。2．由電磁繼電器的通斷引起的瞬變干擾，電壓幅值高，時間短、重復率高，相當于一連串脈沖群。3．鐵路電力供電中，特別是現代高速鐵路對電力要求都比較高，一般都是幾路電源供電，母線投切轉換比較頻繁，振蕩波出現的次數較多。
（二）場的干擾
1．正常情況下的穩態磁場和短路事故時的暫態磁場兩種，特別是短路事故時的磁場對顯示器等影響比較大。2．由于斷路器的操作或短路事故、雷擊等引起的脈沖磁場。3．變電所中的隔離開關和高壓柜手車在操作時產生的阻尼振蕩瞬變過程，也產生一定的磁場。4．無線通信、對講機等輻射電磁場對遠動終端會產生一定的干擾，鐵路中繼站通常會和通信站在一處，通信發射塔對中繼站電力遠動終端設備的干擾比較大。
（三）對通信線路的干擾
1．鐵路變電所遠動終端的數據由串口通信經雙絞線進入車站通信站，再經過轉換成光信號沿鐵通專用通信光纜送至電力遠動調度中心，遙信和遙控數據在變電所到通信站的過程走的是電信號，由于變電所高低壓進出線纜很多，遠動終端受的干擾比較大。2．中繼站一般距鐵路都比較近，列車通過時的振動對遠動終端設備有一定的干擾。
（四）繼電器本身原因
繼電器本身可能由于某種原因一次性未合到位而產生干擾的振動信號，或負荷開關、斷路器、隔離開關等二次側產生振動信號。
二、干擾對電力遠動系統的影響
無論交流電源供電還是直流供電，電源與干擾源之間耦合通道都相對較多，很容易影響到遠動終端設備，包括要害的CPU；模擬量輸入受干擾，可能會造成采樣數據的錯誤，影響精度和計量的準確性，還可能會引起微機保護誤動、損壞遠動終端設備和微機保護部分元器件；開關量輸入、輸出通道受干擾，可能會導致微機和遠動終端判斷錯誤，遠動調試終端數據錯誤遠動終端CPU受干擾會導致CPU工作不正常，無法正常工作，還可能會導致遠動終端程序受到破壞。
三、抗干擾設計分析
（一）屏蔽措施
1．高壓設備與遠動終端輸入、輸出采用有鎧裝（屏蔽層）的電纜，電纜鋼鎧兩端接地，這樣可以在很大程度上減小耦合感應電壓。2．在選擇變電所和中繼站電力設備時盡量選設有專門屏蔽層的互感器，也有利于防止高頻干擾進入遠動終端設備內部。3．在遠動終端設備的輸入端子上對地接一耐高壓的小電容，可以有效抑制外部高頻干擾。
（二）系統接地設計
1．一次系統接地主要是為了防雷、中性點接地、保護設備，合適的接地系統可以有效的保障設備安全運行，對于斷路器柜接地處要增加接地扁鐵和接地極的數量，設備接地處增加增加接地網絡互接線，降低接地網中瞬變電位差，提高對二次設備的電磁兼容，減少對遠動終端的干擾。2.二次系統接地分為安全接地和工作接地，安全接地主要是為了避免工作人員因設備絕緣損壞或絕緣降低時，遭受觸電危險和保證設備安全，將設備外殼接地，接地線采用多股銅軟線，導電性好、接地牢固可靠，安全接地網可以和一次設備的接地網相連；工作接地是為了給電子設備、微機控制系統和保護裝置一個電位基準，保證其可靠運行，防止地環流干擾。
3．由于高低壓柜本身都是多都是采用鍍鋅薄鋼板材料，本身也有屏蔽作用，將高低高柜都可靠接地。4．遠動終端微機電源地和數字地不與機殼外殼相連，這樣可以減小電源線同機殼之間的分布電容，提高抗共模干擾的能力，可明顯提高電力遠動監控系統的安全性、可靠性。
（三）采取良好的隔離措施
1．為避免遠動終端自身電源干擾采取隔離變壓器，電源高頻噪聲主要是通過變壓器初、次級寄生電容耦合，隔離變壓器初級和次級之間由屏蔽層隔離，分布電容小，可提高抗共模干擾的能力。2．電力遠動監控系統開關量的輸入主要斷路器、隔離開關、負荷開關的輔助觸點和電力調壓器分接頭位置等，開關量的輸出主要是對斷路器、負荷開關和電力調壓器分接頭的控制。3．信號電纜盡量避開電力電纜，在印刷遠動終端的電路板布線時注意避免互感。4．采用光電耦合隔離，光電耦合器的輸入阻抗很小，而干擾源內阻大，且輸入/輸出回路之間分布電容極小，絕緣電阻很大，因此回路一側的干擾很難通過光耦送到另一側去，能有效地防止干擾從過程通道進入主CPU。
（四）濾波器的設計
1．采用低通濾波去高次諧波。2．采用雙端對稱輸入來抑制共模干擾，軟件采用離散的采集方式，并選用相應的數字濾波技術。
（五）分散獨立功能塊供電，每個功能塊均設單獨的電壓過載保護，不會因某塊穩壓電源故障而使整個系統破壞，也減少了公共阻抗的相互耦合及公共電源的耦合，大大提高供電的可靠性。
（六）數據采集抗干擾設計
1．在信息量采集時，取消專門的變送器屏柜，將變送器部分封裝在RTU內，減少中間環節，這樣可以減少變送器部分輸出的弱電流電路的長度。2．遙信由于合閘一次不到位或由于二次側振動而產生的誤遙信干擾信號，并且還會產生尖脈沖信號，也可能對遙信回路產生干擾誤遙信號。
（七）過程通道抗干擾設計
（八）印刷電路板設計。在印刷電路板設計中盡量將數字電路地和模擬地電路地分開；電源輸入端跨接10～100μF的電解電容。
（九）控制狀態位的干擾設計
（十）程序運行失常的抗干擾設計
（十一）單片機軟件的抗干擾設計
（十二）對于終端至通信站的數字通信電纜加穿鋼管，特別是穿越其他電力電纜時，避免和其他電力電纜等同溝敷設并保持一定的交叉距離。
（十三）對于特殊的變（配）電所或區間信號站的環境
（十四）提高遠動信息傳輸的可靠性，在電力調度中心和遠動終端之間建立出錯重發技術直到住處確認信息為止。
電路原理論文范文第2篇
關鍵詞： 電工技師論文 工藝性 標準化
一、專業項目論文的工作觀
技師技能考核或鑒定首先應注重的是工作者專業素質――崗位工作能力水平的評價。寫作和提交論文是申報鑒定者應對技能考核鑒定的準備過程，同時是個人技能水平的展示過程。
技術工人的專業工作目的一般要求是：保證生產質量、提高生產率、降低物質消耗――有效益價值核算或向好性預期。憑借論文關于專業工作項目立論確定、技術路線解析、工藝方法選擇、調試過程記錄等的描述，充分顯示工作者的能力水平――專業規范把握、主流技術運用、工藝方法適當、工序工步明晰。
技師論文應該強調較高級工藝性內容，應該是工作技藝和業績展示、以專業文獻范式表述的文章，并不一定要用某效益指標來顯示工作價值。如工藝改進型課題論文，突出的是專業技巧水平；又如新技術應用型課題論文，突出的是對工程新技術或復雜工藝的理解和駕馭能力。
1.強調論文項目的工藝性價值。技能，應理解為專業工作的技能工藝能力。也許是簡稱，總易誤認為技能偏指技術能力，而忽視工藝能力。技術一般是指工業過程的方法論，即一般是可行性確定后在標準化設計前提下選材、加工手段、加工流程以盡可能的高效率獲得目標產品的方法。而工藝，可以理解為加工的“藝術”，強調工作過程中獲得目標產品的技巧性、保障性和完美性。技術工藝能力，可以理解為技術與工藝互滲而形成的知識型、技巧型、成熟型的生產力。
較高級的專業技能型人員的工作，應能體現技術工藝引人入勝的技巧性，工作項目論文也理所當然要求顯示出工藝性價值――論文應顯示出寫作者關于工作項目的基本技術理解能力和工藝質量層次。基本技術能力包括專業理論的引用或引證，工藝質量則涵括改進能力、工作技巧、專業理論與實際的連接和補足能力、安全防護構思能力、提高工作對象商品化的能力。工藝質量直接決定了目標產品的實用性、適用性和市場性。
2.注重專業性表述的標準化概念。技師的基本技術理論理解力是其工作的重要基礎之一，但其工作的方式、目標往往約束了專業理論的擴充速度和應用空間。許多長期在特殊電氣工程崗位工作、工藝經驗豐富的技藝型人員理論水平并不高，但他們的本職工作很出色，工作質量的工藝價值突現。一般認為長期的專職工作經驗中積累著較高的專業工藝悟性。應該看到，高專業工藝性主要表現為相對行業標準、生產規范有很強的理解力，對生產流程有很強的連接、補足、改進的能力。正是高的專業悟性使得技藝型人員與技術設計人員的工作配合相得益彰。
3.把握過程分析的理論深度。一些技師工作項目論文中，用大量篇幅闡述理論的依據――數理公式推導過程或教科書式論說，然后繪出基本原理圖，最后給出相當肯定的可行性結論。必須注意，這種論文往往是有缺陷的――項目的實施有效性沒有表達―作者的操作工藝技能水平得不到顯示。缺少相關工程經驗公式或者經驗系數（理論公式受客觀實際過程條件的約束），易使得項目實施性這一關鍵工藝環節受到鑒定評價者質疑。這類論文的缺陷在論文大辯的有限時間里難以彌補。
4.妥當運用“技術進步手段”、“技術創新理念”、“精湛工藝過程”。機電工程崗位特征――專業智能成分較多，技巧思維保持，非連續性非周期性的操作。視下述工作能力為工藝能力；把握專業標準和規范的運用方法、流暢的專業語言（術語，編程，工程圖，解析圖表等）表述、撰適用的工程文檔、規劃工作技巧和效率。
技術進步：在產業規范約束下，采用現代的、主流的專業技術成果。
技術工藝創新：在產業規范約束下的工作能夠在去除隱患、操作便捷、安全可靠、形式優化、節能提效、減污去噪、降低維護成本、智能化診斷運行等某些方面有顯明的特色成果。
基本完備和適配的資料：是指可以作為施工提綱或設備的檔案基本資料。
二、電學原理在工程運用中的本征性理解
機電技術中的電工技術是關于電能量分配和智能控制的技術，應用電工技術的基礎原理是歐姆定律和麥克斯韋電磁方程組。
1.本征性理解。客觀導電材料上的電量分析應劃分為以電壓（電動勢能信息）為主量的“信息變換及傳遞系統”和以電流為主量的“能量傳輸電路”。控制信息傳遞系統的第一要素是“保證信息的準確”，控制系統傳遞信息不一定依賴固形材料（例如可通過空間電磁場感應傳遞）。
使用電動機為電能耗用終端的設備繼電器線路形式控制電路主要形成運動控制“邏輯、時間、順序”機制，自保、互鎖、延時、中繼等都是形成控制信息的電路。
采用集成運放器為核心的信號電壓調節器主要解決比例（信號放大）、微分（信號即時變化率）、積分（信號的時間積累效應），而整流、檢波、限幅、隔離、跟隨、調零、保護等都是附加電路。
電能量傳輸的第一要素是電路成為回路，依賴有形的導電材料，再者就是能量規模（大小）和傳輸時間可控。因此，控制電路的關鍵功能是信息“變換（如電壓放大器）”和“調節”。
主電路的關鍵功能是能量的“被控”和“驅動”，而反饋電路則是對于完成基本運轉功能的、由基本控制器和驅動器（主電路）組成的開環系統輸出量檢測并形成修正信號的“智能化”部件。
現時的機電“主流技術”指由集成PID運算器件、邏輯運算器件（CPU）及大容量數據存儲器件為核心的控制器運用技術、由可高頻全控大功率無觸點開關元件為核心的驅動器運用技術及由新型傳感器為核心的傳感信號接收變換電路技術。
2.機電能量轉換技術離不開磁材料技術，也離不開磁路分析技術；傳統的磁路材料由于磁傳導敏感于溫度和介質成分，其電氣特性檢定比較困難。但是近些年來，新型合成磁性材料技術迅猛發展，其運用空間（特別是在機電技術領域）急速擴展。
再者，材料科學技術和信息技術是工業技術發展的雙引擎，感知設備運動狀態和形成系統信息的傳感器技術是智能系統的前端。
從對于控制方式本質的理解判斷機電控制技術的發展方向：以一個四端電路（網絡）為例，若以改變激勵能夠實現相應響應，則控制方式可分為：a.電流控制電流（控制機制參數體現為電流放大系數），b.電壓控制電流（控制機制參數體現為轉移電導（跨導）），c.電壓控制電壓（控制機制參數體現為電壓放大倍數），d.電流控制電壓（控制機制參數體現為轉移電阻（跨阻）），實現電能利用的機電設備的電路多以電流為被控量，所以上述a，b兩種控制方式是驅動器電路，c是信息處理電路，d不是機電設備電路優選形式（能量控制信號）。
上述a、b方式分別代表著兩個時代的電能傳輸電路（主電路、驅動器）形式。
a方式中，電流控制電流的中心技術是：實現小電流控制大電流、一路電流控制多路電流。代表器件有三極管和繼電器。
三極管，響應速度高，無動作觸點，但控制電路與被控電路有公共支路，控制量與被控量的高次諧波相互影響或制約，而且可承受功率在瓦特級，一般不符合機電設備功率規模要求。
繼電器（接觸器），以電-磁-力形式驅動開關觸點動作，實現電流的小控大和一控多。但觸點動作時間不準、電弧現象、線圈斷電反電動勢高并形成高頻干擾源、體積大等固有弱點，長期以來被視為“非理想器件”。
b方式是經典控制技術體系中理想的控制方式――信息控制能量。
上世紀后半期，業界使用大功率半控型電子器件晶閘管加之PWM技術的移相觸發器實現有缺陷的“信息控制能量”方式于機電設備能量控制――主要是直流電動機的荷載調速。
上世紀末期大功率全控型電子器件IGBT（一種增強型絕緣柵場效應管器件）的商品化普及，機電設備用全控型的信息控制能量方式成為現實，例如在結構簡單價格低廉的交流電動機實現寬范圍荷載的變頻調速。
3.電氣主流技術發展的瞻望。機電設備機械構件的技術進步程度受制于材料技術發展及其成果的商品化程度。通用機電電工技術范疇的技術開發重點有：
電力電子技術：利用電力電子器件實現工業規模電能變換的技術，是建立在電子學、電工原理和自動控制三大學科上的新興學科成果。器件以半導體為基本材料，根據器件的特點和電能轉換的要求，開發電能轉換電路，包括各種控制、觸發、保護、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及電路。
電動機技術：強磁材料與低溫環境技術。
虛擬現實技術：軟件型傳感系統分析與儀表。
機電液智能控制技術：機械、液壓、電子融合控制技術使得機器的效率、性能、品質、可靠性等大大提升，如大型工程機械設備、深海或隧道的巨力液壓控制系統。
微機電系統技術：常規電氣系統元器件微型化組件化甚至實現“疊層組件―集成化”，即把微型化的敏感元器件、微處理器、執行器、各種機械構件、電動機、能源、光學系統等都集成于一個極小的幾何空間內，并且能像集成電路一樣大批量、廉價地生產。
電致流體相變技術：電場作用下電流變液（ERF，electrorheological fluid）可在“固”―“液”兩相之間轉換，轉換過程可控而且可逆，轉換時間為ms級，利用其電控力學行為，可以預期得到較之傳統力學元件更為理想的（機―電能量轉換控制的）響應指標。
磁致流體相變技術：磁流變液是由高磁導率、低磁滯性的微小軟磁性顆粒和非導磁性液體混合而成的懸浮體。在零磁場條件下呈現出低黏度的牛頓流體特性；而在強磁場作用下，則呈現出高黏度、低流動性。磁流變液在磁場作用下的流變是瞬間的、可逆的，而且其流變后的剪切屈服強度與磁場強度具有穩定的對應關系。
硅膠導電與絕緣的智能化控制技術；作為可以在電磁場發揮“柔性”功能的新型器件必將影響機電設備電路構造技術。導電硅膠是具備導電性能的硅膠制品，用于一些電子硅膠產品上發揮開關接通的作用，現時應用于一些電子設備、家用設備、辦公設備中，比如導電硅膠按鍵、電線連接管、影印機滾軸、電纜插頭、連接器襯墊等。
三、要強調通用電學知識與電工新技術運用銜接的工藝能力
機電設備技術標準（國家標準、國際電工委員會文件、超級公司企業標準）的意志和執行能力。標準化是機電設備可靠性的保障。國家標準中對機床的控制方式、接地方式、抗干擾、容錯、機械連鎖、危險部件防護等，作了較完善規定，有效保障了機床的安全可靠運轉。經驗證明，符合標準的機床，故障率較低，反之故障率則高，可靠的保護措施是防止器件和裝置損壞的重要方面。
當前的國家職業技能鑒定技師和高級技師考評體系強調了標準化水平是素質和技術能力的體現。如技術資料規范化編整能力、微機控制應用程序解析能力、逆向工程能力（逆向于在確定材料條件下設計制造的路徑對產品拆解―解析技術工藝特征，提交改進或改性方案，以期獲得結構或功能更優化的產品）、工程數學與物理運動現實的映射解釋能力。
四、提高論文的精致程度和新技術含量的著眼點
維修電工崗位工作的技術工藝核心領域（空間范圍，對象）。
電路原理論文范文第3篇
關鍵詞：基礎教學；專業教學；教學設計
在高等教育的課程中，從人才培養目標或是崗位就業的角度上來說，學生往往會有重視專業課忽略基礎課學習的情況出現，甚至有些專業課教師歧視基礎課教學的教師，認為他們缺乏專業技能與專業知識等。無論是課程設置還是教學本身，都不應該脫離學生的實際情況，更不該脫離教學本身，否則將會對學生的成長、學習和就業造成不良后果。在實際教學過程中，我一直沒有放棄基礎課程的教學與研究，這使得我在專業課程的理論教學中，特別是復雜且抽象的知識分析或是較難理解的程序編制中，都能夠有堅實的理論基礎，并且能夠較好的把基礎課程中的知識點，引入到專業課程的教學過程中。下面以具體《電器控制與PLC應用技術》課程中的課程內容“三相異步電動機的啟動控制線路”的教學設計過程為例，對于在專業課程的教學設計中引用并聯系基礎課程教學，與大家分享共同學習。
一主要教學內容
控制系統的最終對象就是電機。對于電機來說，主要是啟動、制動、正反轉控制。可列舉洗衣機的工作情況。引出問題：在生活中見到的啟動控制有哪些？引導學生思考：比如在大眾實習的生產線上都有哪些方式的啟動？結合學生所說的啟動現象，讓學生給不同的啟動控制起名字。再由教師總結具體啟動控制的方式分類，及優缺點。異步電機按照內部轉子結構不同分為鼠籠式和繞線式。工程實際多數使用鼠籠式，所以為教學重點。1.鼠籠式異步電動機直接啟動控制1）點動控制舉出生活中，機床中點動控制的例子。機床對刀等等。可舉例畢業時裝訂論文前，裁剪論文尺寸時對刀，就是點動控制。由于控制線路簡單，可直接要求學生根據控制原理圖，分析控制過程。2）連續運行控制引出問題：點動控制應用在啟動控制電路有什么缺點嗎？提示：按鈕和開關的區別。引出在實際生產中，往往要求電動機實現長時間連續轉動，即所謂的長動控制。根據電路以及長動控制的概念，引導學生總結出自鎖的概念，并指出電路圖中哪里是自鎖環節。3）給學生幾分鐘理解并記憶自鎖的概念，可找學生按照自己的理解說出自鎖的概念。強調這是考試必考內容，以及今后學習編程必有的環節。引導學生分析工作過程，學生分析講解啟動控制過程，教師總結。4）提問電路中需要加幾種保護？又由什么電器實現保護？（復習第一章內容）短路保護：短路時熔斷器FU的熔體熔斷從而切斷電路，起保護作用。電動機長期過載保護：電動機長期過載時，熱繼電器才會動作，用它的常閉觸點斷開使控制電路斷電。（強調短路電流與過載電流的區別？）欠電壓、失電壓保護：通過接觸器KM的自鎖環節來實現。2.鼠籠式異步電動機降壓啟動控制引出問題：實際啟動時，往往要用降壓啟動，為什么？學生隨意回答。教師給予鼓勵并總結。電動機直接啟動時，定子啟動電流約為額定電流的4～7倍。這個是不可避免的。過大的啟動電流將影響接在同一電網上的其他用電設備的正常工作，甚至使它們停轉或無法啟動，根據歐姆定律，想要降低電流，負載不變，唯一方法就是降低電壓。因此往往采用降壓啟動。再次引出問題：讓學生大膽猜想，分析降壓啟動的方法？提示學生把這個問題聯想到簡單的物理電路中，你能想到的降低電壓的方法（基礎知識教學）？教師根據學生所回答的內容，（串聯分壓，變壓器等等）總結出主要內容。鼠籠式異步電動機常用的降壓啟動方法主要有：1）定子串電阻降壓啟動控制電路2）自耦變壓器降壓啟動控制電路3）Y-降壓啟動控制電路前二種降壓啟動的方式學生們較好理解。可以以一張原理圖作為重點，另一張控制原理圖讓學生獨立分析。但是對于第三種教學過程需要慢一些。有必要帶領學生復一電工基礎，講負載星形連接、三角形連接的基礎知識，并在黑板上畫出二種連接的電路，分析電壓與電流的關系，讓學生指出，哪種連接方式下電壓大？降壓啟動先后連接順序應該是怎樣的。三種方法每部分都可以讓學生根據原理，獨立分析講解電器控制原理圖，為今后閱讀分析電路做準備。可以分組討論，讓學習好的學生幫助理解較慢的學生，帶領落后的學生慢慢學會閱讀和分析電路圖。沒有必要由教師一步步講解，教師主要指導，引領，鼓勵學生獨立完成分析。講解后，讓學生總結出每種方法的優缺點。
二教學反思
電動機的直接啟動或是降壓啟動電路的工作過程等知識抽象難理解，在傳統教學中，僅靠教師的語言描述，學生很難領會，并且會感到課堂枯燥乏味，會漸漸的失去學習興趣，很難堅持學習。電器控制部分的基礎沒有掌握好，對后面PLC編程的學習會有很大影響。而本次課的教學，教師在教學設計過程中，把復雜的知識點拆分出若干個小的知識內容，逐步引導學生，由淺入深，層層深入，能夠吸引學生，激發學生在聽課學習過程中不斷思考，便于學生理解與認識。通過在專業知識的教學中，適當巧妙的引入基礎課程知識的教學內容，大大簡化了專業課的知識難度，突出了基礎課教學的重要性，突破了教學課程容易脫節的教學難題，為后續教學特別是實訓教學打下了堅實的理論基礎。
電路原理論文范文第4篇
高頻電路部分在第一步中以接觸為主，建議學生利用現有的功能模塊或設備進行集成設計實現。通過功能指標的分析與計算，對功能模塊或相關設備進行選型。而要實現這一點，必須引導學生深入了解相關高頻電路的基本原理與分析計算，這不僅可以加深他們對概念和原理的理解，而且能夠鍛煉他們的電路分析能力，知識面也得以擴展。案例1:一個小組的學生提出了車輛智能防盜報警系統的想法，考慮到這個題目比較復雜，涉及單片機、傳感器、無線傳輸等，包含了數字電路、高頻電路、單片機程序設計。因此，經過討論后確定第一步只實現一個簡化版的系統，不進行高頻電路相關部分的設計，采用手機來實現無線傳輸模塊，傳感器初步只選用一種。在第一步中，學生集中精力做好兩件事，一件就是了解清楚無線數據傳輸的基本原理和分析指標參數，另一件則是學習單片機電路設計及其編程。通過第一步的完成，學生基本具備設計實現完整防盜報警系統的能力，而且在更高的基礎上，他們也發現原來想法的不足，進一步完善了整個系統的構想。第一步的選題設計不僅奠定了必要的理論基礎和技能，獲得一些電路的設計實現經驗，更重要的是第一步的成功能夠激發學生極大的熱情，從而奠定良好的心理基礎，使他們對電子設計有了充足的信心，克服對高頻電路的畏懼心理。這些都為第二步的選題實現提供了條件和基礎。第二步選題基本都是由學生提出，教師主要是幫助他們完善，其中側重引導學生進行高頻電路的設計，注意納入與課程內容聯系緊密的電路或模塊。因為要進行高頻電路的設計，不僅需要指導學生深入掌握課程內相關電路的原理和分析，往往需要指導他們查閱更多更深入的高頻電路資料，了解一些新器件的情況。通過第二步的學習與實踐，學生對課程知識的理解和掌握會有飛躍性的提高，能夠達到實際應用的地步。第二步實現的是完整系統，其價值和意義相對較大，這一步的實施盡可能將其納入到學校的創新實踐平臺，推薦學生參加各種電子設計競賽，或者申請創新基金項目資助，以獲得更廣的關注和更有價值的成果。因此，第二步選題中教師的另一個重要任務是幫助學生選擇合適的參與機會，并且根據競賽或申請項目的要求，適當修改或完善選題。例如案例1的學生在完善選題后，選擇參加了“三知杯”全國大學生電子制作邀請賽，并且獲得了一等獎。
在選題設計和實現過程，貫徹了科學指導思想，采取的指導策略為:邊學邊做，以用促學，學以致用;打破常規教法，培養能力素質;借鑒科研經驗，培育創新思維。參與創新實踐活動學生的學習狀態明顯有別于班上其他學生，一方面他們對課程的學習興趣濃厚，學習動力很足，另一面創新實踐選題給了他們一定的壓力，為完成選題他們表現出很強的學習主動性和積極性。鑒于這種情況，結合完成選題的需要，采用了一些非常規的教學方法，指導他們進行課程相關內容的學習，同步開展知識學習和能力素質培養。案例2:一個實踐小組選擇了寬帶頻率綜合器的設計和實現，這是學生與教員交流后，從現有電子設備中發現的一個有價值的選題。這個選題與高頻課程內容緊密相關，也是一個難度較大，富有挑戰性的問題。教材雖然有頻率綜合器的一些基本介紹，但是不屬于大綱講授內容。首先指導學生課外自學了這部分內容，掌握頻率綜合器的基本原理和概念。再指導學生檢索文獻和查閱書籍，了解現有的各種頻率綜合器設計方法，理解設計的指標要求。在此基礎上認真思考，共同討論可行方案。理出其中的技術難點，再針對難點進一步深入研究，提出好點子或想法，最終形成完善的基于DDS芯片AD9959的構成方案。電路布板設計和電路調試的難度更大，遇到的問題更多。面對困難，鼓勵學生堅持不懈地鉆研，借鑒文獻資料上其它電路的解決思路和辦法，提出新解決方法，不斷改進，不斷測試和實驗，最終制作出成功的電路。
從案例中體現出了與常規課程教學不同之處:(1)課堂聽課與課外自學相結合選題所涉及的內容按教學計劃不一定講到，為了按時完成選題，實踐小組的課程學習不能按部就班，除了正常聽課外，對所涉及的內容還需要指導他們提前學習，但是又不可能有充裕時間進行正常教學，因此鼓勵他們自學，主動擴展知識面，養成良好的自學習慣和自學能力。(2)以相關知識點的學習為突破口要完成選題任務，學生在課程學習中獲得的理論知識無論深度還是廣度都不夠。但是學生的學習和訓練任務重，時間有限，因此，指導學生學會在有限的時間內快速獲取所需信息，高效率地掌握所需的知識和理論，就顯得尤其重要了。遵循以用優先的原則，指導學生梳理出所涉及的未學過的知識或理論，將注意力放在其中要用到的關鍵性的專業知識和理論的學習上，在掌握相關知識點后，即可馬上開展選題設計和實現，邊學習邊實踐。這種目的性很強的學習方式，不僅效率高，與實踐相結合的學習效果也很好。此外，為了快速查閱和收集信息，指導學生掌握必要的查閱文獻資料的方法和手段。(3)追溯原創思想，培育創新思維創新實踐活動其核心和內涵是創新，培養學生的創新思維和創新意識是最主要的一個目的。在創新實踐過程，以前人的原創思想來激發學生創新思想。高頻課程中的各經典電路本身就是一個個創新的結果，包含了許多原創思想。指導學生不能僅停留在學習知識的層面上，更要深入體會課程中的創新思想。通過我們的介紹和學生主動追溯原創思想，引起學生的思考，學會運用創新思維進行選題設計和實現。有意識在生活、學習和工作中發現問題和提出問題，學會從樹上掉下來的蘋果想到引力問題，學會以新思路解決問題。(4)在研究和解決問題中學習選題的完成就是一個個問題的研究和解決的過程，這與科研的過程并無二致，因此，以科研為鑒，指導學生學會如何研究和解決問題，學會如何在其中學習和鍛煉，從中培養他們的鉆研精神和科研素質。開展創新實踐活動，除指導學生掌握一些必要的理論知識、軟件設計、儀器使用外，注重引導他們了解和接觸一般的科研方法和過程，讓他們學習采用這些方法開展設計研究。包括在任務開展前通過文獻資料進行技術現狀了解，對現有設計方法的利弊分析，再進行自主的創新設計，以及電路實現和調試遇到難題，進行獨立思考和提出解決方案等。學生能夠初步掌握和應用這些科研方法，對他們的各種設計研究有很大幫助，對他們今后的工作和深造也很有益。(5)多學科知識的學習與應用多數學生的選題都有多學科知識綜合應用的特點，高頻電路僅是其中一部分，往往會涉及數學、物理、計算機、機械設計、自動控制等其它學科的相關知識和理論，這其中又有相當一部分的知識和理論并未學過，因此，指導學生進行多學科知識的學習也是很重要的環節。對學生的指導依然遵循前面(1)和(2)條原則，圍繞所涉及到的知識點，指導學生收集資料，以自學為主進行學習，邊學邊實踐。比較深入的理論和知識則需要向相關領域的專家和教員請教，開放式指導是多學科知識學習的一個特點。多學科知識綜合應用能力是科研創新能力素質中的重要元素，因此必須重視對學生的多學科知識綜合應用能力的培養。多學科知識的交叉應用一般都較難，對于初次接觸的學生，這方面不宜過難，以嘗試和鍛煉為主。在方案設計中，協助學生想辦法降低實現難度，盡量采用常規的設計和制作方法，提高可實現性。(6)總結提煉成果，鍛煉科技寫作能力對成果進行總結和提煉，撰寫技術總結報告和學術論文，申請專利，這是科研創新很重要的一環。由于學生在理論基礎和科技寫作能力方面的不足，在學生的創新實踐活動中往往被忽視。但是在國際知名大學中本科學生寫出高水平論文的報導屢見不鮮，因此，培養學生善于總結和提煉成果，善于寫作的能力是很有必要的。在完成選題后，我們指導學生就其中創新性比較強的部分進行提煉和理論升華，申請專利或者寫成論文在學術期刊發表。例如案例1的實踐小組申請并且獲得了1項專利，案例2的實踐小組在學術期刊上發表了3篇論文。
通過合理的選題、科學的指導，所指導學生多數能夠出色完成選題。從教學效果來看，學生對高頻電路從最初的畏懼、躲避，變得樂于其中，能夠熟練掌握高頻電路的設計和實現方法，電路設計能力得到極大提高。就課程的考試成績來看，參加創新實踐活動的學生也要遠高于其他同學。對這些學生進行了追蹤了解，他們在之后其他課程的學習中同樣表現得比其他同學更為優秀，畢業時獲得優異生的比例也更高。從創新實踐效果來看，所采取選題引導和科學實踐指導方法符合學生的實際情況，科學有效地培養了學生的創新實踐能力。把他們從新手變成了充滿信心、能力素質高的優秀學生。參加各類電子設計競賽都獲得了不同等級的獎項，并且有的實踐小組獲得了省級或校級的創新基金項目資助。
作者：黃春琳 陸珉
電路原理論文范文第5篇
關鍵詞：CDIO；電子電路；實踐教學
在新課改背景下，對于實踐教學的重視程度日漸提高，尤其是對于動手實踐操作能力要求較高的工程產品，如電子產品，更是要加強實踐教學，才能培養更多的應用型創新人才。基于此，引入CDIO模式進行電子電路實踐教學成為必然趨勢。
一關于CDIO的思考
所謂的CDIO是流行于工程教育界的一種新型教學模式，旨在培養學生的主動實踐動手能力，將整個工程實踐項目融入教學過程中，加強工程實踐課程之間的有機聯系，進一步提高教學效果。CDIO主要包含了4個方面的內容，即conceive（構思）、design（設計）、implement（實現）、operate（運作），這也明確體現了CDIO教學模式的重點就是實踐，通過不斷的動手實踐操作加深對相關理論知識的理解鞏固，以理論聯系實際的觀念來培養更多創新型實踐能力強的高素質工程技術人員[1]。電子電路是工科專業中的一門必須課程，其本身的動手實踐性較強，從對電子產品原理、結構的了解，元器件的選擇，以及原理圖的繪制、分析、改進等各個環節，都離不開學生的動手實踐操作。
二基于CDIO的電子電路實例分析
在這里主要選擇熒光燈電子鎮流器作為實例研究對象，基于CDIO模式展開實踐教學，讓電子電路理論知識與實踐教學達到高度的結合統一，利用對熒光燈電子鎮流器產品的實際解剖來達到一定的實踐教學效果。具體實踐操作流程如下圖1所示。1.了解電子產品原理并選購適合的產品教師制定研究電子產品后，引導學生通過各種途徑查閱相關資料，自行了解該電子產品的電路原理和基本構造等相關情況。通過了解發現熒光燈電子鎮流器采用的主要技術為高頻開關變換，它能有效的進行電流值的切換，其工作原理如下圖2所示[2]。在對熒光燈電子鎮流器的電路原理結構有一定了解后，就需要學生選購電子產品進行解剖，必須對市場上的產品進行一定的調研、分析、對比，并結合自身的實際情況選擇最適合用于實踐的電子產品。而關于電子產品的型號、規格、復雜程度都由學生自己決定，本文所用到的實例研究的熒光燈電子鎮流器額定功率是30W。2.結合實物繪制電路圖并分析電路原理在CDIO模式的引導下，選擇了電子實物，就需要對其進行一定的分析研究。首先，就要求學生結合熒光燈電子鎮流器實物，繪制其具體的電路圖，這是最基礎也是最關鍵的一個環節，對后續的研究分析具有重要影響。因此，要求學生必須細心、耐心，務必確保電子電路圖的精準。本次用于研究的30W功率的熒光燈電子鎮流器電路圖如下圖3所示：繪制出具體的電子電路圖后，就需要結合相關理論知識對其進行詳細分析，全面深入了解掌握電子電路的原理。從上圖3中可以發現，主要涵蓋了eMI濾波器、橋式整流器、PFC電路、DC-AC半橋逆變器和熒光燈輸出電路幾大部分[3]。其中，eMI濾波器主要是減弱電網電磁干擾，并防止電子整流器的電磁干擾侵入電網，圖中L1、C1、F0共同構成了eMI濾波器。橋式整流器旨在將電源轉換為直流電壓，PFC電路包括了D5、D6、D7、C2、C3五部分，有效的延長了整流二極管的導通時間，將電流為零的死區時間控制在半周期的1/3范圍內。而DC-AC半橋逆變器構成中有自振蕩啟動電路、功率晶體管、可飽和脈沖變壓器、電感器及串聯諧振電路。加電后，直流總線的電壓通過電阻對電容充電，到達一定程度后就會沖破二極管，將電流注入Q1功率晶體管導通，這時形成的電流主要流向是：C4－上燈絲－C9－下燈絲－L2－T1b－Q1－R5－地，正在充電的是C9。當Q1導通后，啟動電路無法對其產生作用，主要通過T1繞組間耦合形成的反饋來維持，在電流升高后，變壓器將會達到飽和狀態，Q1基極電位降低，而Q2則升高，在系列連鎖反映后Q2也將處于飽和導通狀態，Q1截止，在C9開始放電后就會改變原來的電流路徑。而在T1磁芯飽和后，Q2就會進入截止狀態，而Q1重新進入飽和，如此的循環往復產生的脈沖電流交替變化導致串聯電路出現諧振，將其電壓脈沖加在燈管兩端就能點亮熒光燈。而在這個過程中，還設置了電流為0的死區時間，不僅避免了晶體間的損壞，也大大提高了續流效果。3.重新設計并測試電路，達到改良目的在對熒光燈電子鎮流器電路原理進行一定的了解分析后，就需要針對其存在的不足提出整改意見，并重新設計新的電路圖，最終進行測試，以達到整改目的，這是在CDIO模式下電子電路實踐教學的重要環節。通過對電路原理的分析發現，可以改進的在于eMI的電磁傳導干擾，打破原來的共模干擾與差模干擾單一的傳導干擾方式，形成一種新的復合型濾波器，具體如圖4所示[4]。這里有兩個電容器，即X（C1、C2）和Y（C3、C4），其中X主要用于減弱差模信號干擾，而Y則是用來抑制共模干擾信號的。通過測試發現在兩個電容器的共同配合下，降低了電磁干擾效果，對電子產品電路的正常運行起到了一定的保護作用。
三結語
綜上所述，將CDIO用于電子電路實踐教學過程中，能達到良好的教學效果，利于提高學生的動手實踐操作能力，應當予以重視[5]。
作者:文輝 蔣艷英 單位:桂林電子科技大學
參考文獻
[1]鄧文婷，謝斌盛.基于CDIO的電子電路實踐教學方法初探[J].實驗科學與技術，2016,14（2）：92-94，102.
[2]毛興武，祝大衛.新型電子鎮流器電路原理與設計[M].北京：人民郵電出版社，2008：41-66.
[3]鄧文婷，朱靜.電子電路實踐教學探索[J].東莞理工學院學報，2014,21（3）：109-113.
