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先仿后实教学法在电子电路分析与调试中的应用

时间:2022-10-26 19:35:05 来源:网友投稿

zoޛ)j˥+学习特点的教学方法显得尤为重要。本文充分利用高职生爱动手远超过爱思考的学习特点,把“先虚拟仿真后实物实验”相结合的教学方法应用到电子电路分析与调试课程的教学过程中,不仅弱化了枯燥的原理讲解,同时减轻学生的学习压力,提高学生的学习积极性和学习质量。下面分3个步骤并借助教学实例来阐述该教学法的实施过程。

1 原理讲解与虚拟仿真展示相结合,让学生初步了 解电子电路的工作原理

【教学实例】在“静态工作点对共发射集放大电路输出波形影响”的教学中,教师先借助多媒体课件讲解电路非线性失真的相关知识,为加深学生的理解,教师展示Multisim 10虚拟仿真过程,并根据仿真结果引导学生分析非线性失真与电路参数、静态工作点的关系及对应失真类型。

1)先不接Ui,调节RB使UCE=10 V,再接入Ui=10 mV(fi=1 kHz),用示波器同时观察此时输入、输出电压的波形,并记录输出电压波形有无明显失真(图1、图2)。

2)调节Ui大小,使输出电压最大且输出电压波形无明显失真。调节RB,增大UCE,即减小工作点电流IB或IC,直到输出电压波形出现明显失真。判断此时输出波形的失真为顶部还是底部,而放大器的工作点Q更接近于饱和区还是截止区(图3)。

3)调节RB,增大工作点电流IB或IC,直到输出电压波形出现明显失真。判断此时输出波形的失真为顶部还是底部,放大器的工作点Q更接近于饱和区还是截止区(图4)。

2 引导学生自己通过虚拟仿真 的方法来分析电路的工作原

理、工作过程、电路参数等知识

【教学实例】教师讲完反向求和电路工作原理后,引导学生从如下几个步骤对电路功能进行虚拟仿真,并根据仿真结果自己归纳总结出相关知识。

1)如图5所示接好加法电路,接入US1不接US2,用示波器观察输出、输入电压波形(图6)。

总结归纳:输出电压幅值与输入电压幅值(基本相等/相差很大),即电压放大倍数与Rf值(基本相等/相差很大),且输出电压与输入电压相位(相同/相反)。

2)将Rf改为2 kW,用示波器DC输入端观察输出、输入电压波形(图7)。

总结归纳:输出电压幅值基本等于输入电压幅值的(0.5倍/1倍/2倍),即电压放大倍数与Rf值(基本相等/相差很大)。

3 进入实验室,通过调试分析观察实际电路板的工作过程,进一步深化对相关知识的理解

教学实例】教师在讲完差动放大电路工作原理、展示完虚拟仿真操作、并引导学生独立完成虚拟仿真分析电路功能之后,带领学生进入实验室,在实验操作台上,对差动放大器电路板进行实际连线、功能调试、原理分析等过程,引导学生完成下面的内容。

1)典型差动放大器性能测试:按图8连接实验电路,开关K拨向左边构成典型差动放大器。

2)具有恒流源的差动放大电路性能测试:将图8电路中开关K拨向右边,构成具有恒流源的差动放大电路。

分别对典型差动放大器、具有恒流源的差动放大电路测量如下指标:①测量静态工作点;②测量差模电压放大倍数;③测量共模电压放大倍数。

4 小结

在刚结束的一个学期中,笔者采用本文的教学方法进行电子电路分析与调试课程的教学,和传统教学方法相比,学生的学习热情和学习效率有了明显提高,实验设备的利用价值也有了充分体现,避免了传统教学中为了实验而实验的弊端。

(作者单位:浙江衢州职业技术学院)

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