电子电路设计与应用
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了八篇电子电路设计与应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
电子电路设计与应用范文第1篇
关键词：电路设计；proteus；应用
中图分类号：TN702 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）03-0248-01
二十一世纪的今天，社会科技进步较快，proteus仿真软件在电路设计中的应用也越来越广泛。该仿真软件是计算机技术发展的重要成果之一，可以对模拟电路，数字电路和电路进行仿真操作，软件自身具备先进的虚拟器，包括示波器，逻辑分析仪，信号发生器等，为了更全面的了解和更深刻的分析proteus在电子电路设计中的应用，就要在软件开启的仿真条件下，对整体电路和包含的各个零部件进行逐一研究，为之后的电路设计打下坚实的基础思路。
1 Proteus仿真软件简述
Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及器件。它是目前比较好的仿真单片机及器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。该软件包含ISIS和ARES两个软件部分，这两个部分在大环境下扮演着两个不同的重要角色，都有着举足轻重的作用。在日常工作中，ARES部分是用来当PCB设计工作的助手，进行有效辅佐，而ISIS则是主要负责在仿真开启的环境下对电路原理和模拟电路的设计工作。
2 Proteus仿真软件进行仿真电路设计的过程分析
在电子电路实训过程中，proteus仿真软件在进行仿真电路设计时，要在软件编辑界面，按照需要模拟的实际电路思路，设计出一套最符合实际情况的电子电路图，再通过许多相关数据计算，尽可能在最短的时间内完成对电路的初步设计和对数据的测量与计算整理，最后完成整体的模拟电路设计，然后利用软件的电路生成功能，输出最后的电路设计图。为了确保电路设计的顺利进行，仿真电路设计过程可以这样：先确定核实设计项目，然后运行proteus软件，绘制初步的电路原理图，然后根据原理确定需要的元件种类和数量，启动仿真系统，用虚拟仪器检测然后读出数据，分析结果，如不符合要求，对元件或者电路作适当修改然后再次检测，当符合要求时，要对电路进行完善，确定无误后敲定最终设计方案，然后系统自动生成电路图。
3 Proteus仿真软件的仿真电路设计与调试
在进行电路工作前，相关人员要检查虚拟测量仪器与被测量点的两个终端是否处于正常连接状态，还要确定信号源良好的接地情况，其中还要注意示波器与地线的连接状况。测量结束后要确保测量结果是GND的相反波形，有利于后续对电路的研究。实验过程中，要时刻注意电压表，电流表的指针位置，而在仿真电路时，要注意串联电路中电流指针的指数，如有任何问题，要及时地在相应的执行操作界面，通过网络，对电压作出适当调整，然后继续进行仿真电路的研究试验，推动proteus仿真软件在电子电路设计应用中的发展。
4 Proteus仿真软件的实用电路分析
在今后的与电路设计有关的工作当中，我们不光要充分发挥并发展proteus仿真软件，还要通过合理的方法来判断研究proteus仿真软件在未来电路研究中的发展趋势，然后进行相应改进。而proteus软件还需要通过传感器电路，正弦电路等实用电路中不断的进行试验和探索，最后才能把此项技术落实到实际电子科技产品的生产环节当中去。所以，我们再使用该软件进行电路设计和分析时，要把重点放到传感器电路和正弦电路等电路的实用性上，结合实际情况探究，才能更好地让软件适用于各种实用电路的应用。还能开发出仿真系统的其他用法和功能，促使电子行业发展，为以后的研究工作打下坚实的基础。
5 结语
综上所述，现阶段proteus仿真软件的应用已经十分广泛，而其使用功能也十分便利和强大，在进行电子电路设计时，为了能够更深刻研究电路的工作情况，更准确地对电路中存在的不足之处进行调整，我们要进一步对软件进行挖掘研究，明确操作规范，开发出更实用的功能以便使用。还能改善传统的电子电路设计工作，并z测出其中的缺陷，为降低电路实验成本，更有效地完成实验和缩短实验时间等方面，都有积极的推进意义。
参考文祥
电子电路设计与应用范文第2篇
【关键词】电子 电路设计 常用 调试方法 步骤探讨
伴随时代的不断发展和科学技术的不断进步，人们越来越关注社会生产力的提升。采取科学的方式进行电子电路的设计与工作流程的部署和管理，能够满足当下社会生产力发展的基本需求，也能够促进行业的生产进步。当下我国电子行业发展的过程当中都越来越重视相关的技术升级，采取高效率的生产和设计模式才能够实现对理论的进一步应用，也能够满足实际的生产工作需求。模拟的设计构想在实践工作的验证体系下常常显示出各种问题，需要以更加科学、安全、有效的方式实现对相关工作体系的完善，并在具体的工作当中以实践经验论证设计理念，保证电子行业发展的前景要求。
1 电子电路设计的原理
电子电路的设计工作具有相关的工作原理和原则，需要遵循一定的制度和规律进行相关工作的设计，以此实现对工作体系的完善性需求。首先，电子电路的设计工作原理要求，设计的相关内容需要符合整体性要求，在实际的设计工作当中要针对电路工作的各个节点进行监督与功能实践。其次，设计的工作要保证具体功能的落实，针对每个电路的工作职能进行细致的划分。再者，应当进行电路设计的最优化选择，保证电路设计的稳定性和完善性，在实际的工作应用中具备可靠的特征。最后，应当实际的考量到市场经济的价值和效益需求，进行性价比的研究分析并最终完成设计。
2 电子电路设计的流程
电子电路的设计工作流程比较复杂，具体的工作内容也具有较高的严谨性和准确性。在实际工作进行的过程当中，应当重视对设计目标的确认，在具体工作中明确电子功能的设计。针对电子产品的核心功能应用进行整体的考量，设计的电路能够符合单一操作的要求，进行优化的职能选择。在设计形成初期进行整体研究，包含对电子电路的测试实践。重视对电子电路的调试和功能定位，保证未来工作进行的顺利要求。重视电子电路功能的设计才是保证产品能够高效率工作和服务的基础，也是确认核心功能和辅助功效的重要工作内容。实现设计初期的检查和测试，能够保证设备未来使用的优越性。
3 调试仪器概述
具体的电子电路设计功能测试与调节工作要求的比较准确和细致，在实际的工作过程当汇总需要进行相关仪器的使用和完善，避免当中一些环节出现问题。在调试仪器使用的过程中涉及到众多的零部件，包含万能用的工具表，显示波动幅度的器械，以及信号发出的设备等。针对具体的调试工作进行观察，玩能用的工具表主要是为了测量设备使用期间的电流量和电压力，以及存在的电阻等元素。显示波动幅度的器械主要是为了更准确的测量信号，关注波动变化。信号的发出设备是为了在监测过程中收集信息，确定监测工作准确性和保证基本交流。
4 电子电路调试具体流程
电子电路的调试工作可以划分为诸多细致的流程，在具体工作开展的过程中还需要进行整体工作的完善和优化。调试的工作需要进行电路的线路监测，在实际的工作验收中观察通电的效果。调试的工作还需要确保对电子设备的功能监测，保证实际的工作过程能够正常的运作，充分实现对信息传播的要求。在实际工作开展的过程当中要进行电源的调试，减少工作阻碍，进行指标的规范和数据的验收。除此之外，调试工作还可以划分为两种方式，分别是整体和分区域的调试工作。细致的划分主要是为了给保证验收工作的严谨性要求。最后需要针对环境进行监测，考量实际工作需求进行优化处理。
5 调试工作需要重视问题
在调试工作进行过程当中还需要重视对工作细节的优化处理，保证人员施工的科学性安排，在实际的操作过程当中需要进行设备功能的优化，确保功能的准确性要求。重视对细节工作的监督和管理，在调试的信息记录中掌握数据中存在的差异，为维护系统工作提供良好的基础，也有助于及时的解决系统工作出现的问题。除此之外，还需要认识到系统调试工作反复执行的重要性，针对测量工作进行反复的操作才能够保证电子电路的设计符合实际生产需求。
6 结论
综上所述，本次研究针对子电路设计的相关工作展开分析和研究，希望在实际的工作过程当中掌握实践的工作经验，在未来的电子电路设计工作当中采取先进的科学手段，实现对相关工作内容的整合，满足时展的进步要求。在传统电子电力设计的相关工作基础上实施切实有效的完善策略，保证基本工作的流畅性原则，在实施科学有效的方式和方法进行相关设计工作的管理，满足实际工作的需要，进行不同线路的测试和验收，保证电子电线设计工作的优越功能。重视对电子电路工作的设计工作，在实际工作开展的过程中进行调试工作的监督与管理，进一步促进我国现代化生产效率的提升。
参考文献
[1]许小飞，方桦.电子电路设计的原则、方法以及步骤探讨[J].电子制作，2016（10）：45.
[2]丘嵘，涂用军.基于工作过程的学习情境设计的关键要素及途径与方法――以“电子电路调试与应用”课程为例[J].职教通讯，2013（12）：5-8.
[3]朱冬平.电子电路设计的原则、方法和步骤研究[J].电子制作，2015（17）：66-67.
电子电路设计与应用范文第3篇
电子设计类实践课程的教学目的是要学生掌握电子电路的基本设计方法、验证方法，同时培养学生的实践能力。本文以交通灯控制电路为例，介绍了电子电路的一般设计方法。设计过程中使用Multisim软件对理论设计结果进行电路仿真，并对结果进行了分析。通过验证，该交通灯可以实现现有道路十字路口的交通指挥功能，具有较高的可靠性和一定的实用性。使用Multisim软件进行电路的设计和仿真，不仅省时，而且可以节约大量的实验资源，而且可以给枯燥的课堂教学提供生动的教学演示，激发学生的学习兴趣，提高教学效果。
【关键词】
Multisim；交通灯；电子设计；仿真
电子设计实践是我校开设的一系列电子技术实践类课程，包括电子技术课程设计、电子技术综合训练等。课程要求学生应用电子技术课程所学理论知识进行电子电路的综合设计，完成电路仿真、图纸绘制与实际电路的焊接等。重视理论与实践教学相结合是学好此类课程的一个重要方法[1]。因此，就要求学生在完成理论学习之后，要进行系统的实验验证与综合设计，对所学知识从“系统”的角度进行完善，从而促进学生对动手、分析和解决问题的能力培养。电子技术高速发展的今天，各种新型电子器件、电子电路日新月异，仅靠现有实验条件将无法满足电子设计实践课程中电子电路的设计和调试要求[2]，对于这样一类学科基础课程的教学效果而言，无疑将受到很大影响，甚至在一定程度上影响了学生创新能力的培养[3]。NI公司的Multisim软件具有强大的电路分析和电路仿真等基础功能，并且界面友好、生动，将其虚拟的设计环境引入到理论与实践教学中，对解决这一问题有着较强的实践意义。
1Multisim软件概述
Multisim13是美国NI公司推出的最新电路设计与仿真工具软件，与早期版本相比，其性能提升的同时，用户可以根据自己的需求自定义仪器；仿真时的虚拟信号可以通过计算机输出到实际的硬件电路上；实际硬件电路的结果可通过数据线传输回计算机进行分析、处理。Multisim13仿真软件主要可以完成电路原理图设计、仿真分析等功能，可对实际模拟/数字电路及模数混合电路进行有效的设计与仿真分析。用户可以通过其人性化的界面，使用其庞大的虚拟器件、仪表库，进行绝大部分的电子电路设计与仿真，各种虚拟仪表非常逼真地与电路原理图放置在同一操作界面上进行各项参数和波形的测试，以图形化的方式消除了传统电路仿真的复杂性，帮助教育工作者、学生和工程师使用先进电路分析技术。同时，该软件可将电路原理图转换输出至PCB设计界面，进行相应的电子电路制板操作[4]。因此，利用Multisim13进行电子电路设计类课程教学时，学生可在虚拟环境中完成原理图设计，包括元件的选择、创建，电路参数的调整以及仿真结果的分析等环节，仿真过程中，可以随时对设计结果进行修正，并利用虚拟的测试仪表进行相关电路特性的测试[5,6]；完成理论设计之后，即可采购元件，进行电路的安装、调试，优化了电路设计过程，且可以保证达到设计要求。
2简易交通灯信号控制电路设计
本文以一简易交通灯信号控制电路为例，说明Multisim13在电子设计课程中应用。该交通灯电路具体功能要求如下：（1）十字路口车辆东西-南北方向交替通行，通行时间一致且可在电路中设置、修改；（2）变换通行车道前，要求当前通行车道黄灯闪烁亮灯5s，每秒一次；（3）亮灯时间均采用LED倒计时的方法显示。
2.1主要单元电路器件的选择
2.1.1计数单元的选择由设计要求可知，所有亮灯时间均需要采用LED显示器进行倒计时显示，因此本文采用同步十进制可逆计数器74LS190N构成所需模态的减计数器。在Multisim设计界面，使用快捷键Ctrl+W调出放置元件对话框，在弹出的对话框中的Group栏中选择TTL，Family栏中选择74LS系列，并在Component栏中找到“74LS190N”并选中，点击“确定”即可放置所需的计数器元件。设计中，设置拨码开关，可按要求改变预置数的数值。
2.1.2逻辑切换控制单元由设计要求可知，红、黄、绿三色交通灯需要在计时过程中实现有规律的切换，且红色和绿色LED灯都需要保持显示一定的时间，黄灯则为闪烁5s，每秒一次。设计中采用双JK触发器“7473N”实现输出状态保持，并配合门电路实现三色灯转换逻辑。在Multisim设计界面，使用快捷键Ctrl+W调出放置元件对话框，在弹出的对话框中的Group栏中选择TTL，Family栏中选择74STD系列，并在Component栏中找到“7473N”并选中，点击“确定”即可放置所需的触发器元件。
2.2交通灯信号控制电路系统设计简易交通灯信号控制电路系统的总体设计结果如图1所示。在Multisim电路设计界面，放置如图1所示所有需要的元件。电路运行仿真时，假设东西方向绿灯亮、南北方向红灯亮，通行时间45s通过上方LED倒计时显示。时间显示数字“5”时，东西方向车道（当前通行车道）的绿灯切换为黄灯，每秒闪烁亮灯一次，以此提醒司机通行时间将结束，请减速缓行并停车；倒计时结束1s后，LED倒计时显示预置的通行时间45s，通行车道切换完成。如此循环，实现十字路通信号灯的循环切换控制。通行时间可由用户通过拨码开关自行设置（范围1~99），具体运行效果同前。为了便于快速仿真，电路中的时钟信号频率为1kHz，实际电路制作时，应设置相应的时钟信号产生电路，以便产生标准的秒信号。
3结论
通过Multisim软件实现此类电路的设计时，学生可以直观的看到设计结果，并且可以随时对设计中的问题进行修改，大大缩减电路设计周期，且避免利用实物进行实验时的不必要浪费，节约成本。在多媒体教学演示过程中，电路的分析过程清晰、直观、形象、生动，使教学过程中寓教于乐，激发学生的学习热情。我们还利用该软件对电子技术类课程进行传统教学模式改革，使实践与理论有机结合，有效提高学生在电子电路问题的分析、设计中的应变能力，提高学生的实践兴趣和创新精神，同时也有效提高了电子设计类课程的教学效果。
参考文献
[1]晏湧,蓝波.“任务驱动”教学法在模拟电子技术实验中的应用[J].实验技术与管理,2010(11):253-254.
[2]张亚君,陈龙,牛小燕.Multisim在数字电路与逻辑设计实验教学中的应用[J].实验技术与管理,2008,25(8):108-110,114.
[3]刘君,杨晓苹,吕联荣,等.Multisim11在模拟电子技术实验中的应用[J].实验室研究与探索,2013,32(2):95-98.
[4]沙春芳.Multisim10在模拟电子技术教学中的应用[J].中国现代教育装备,2011(3):125-126.
[5]雷跃,谭永红.用Multisim10提升电子技术实验教学水平[J].实验室研究与探索,2009,28(4):24-27.
电子电路设计与应用范文第4篇
【关键词】电子电路技术；模拟电路；数字电路；发展
1电子电路技术概述
电子电路又称之为电子回路，是指由电气设备和各类元器件（用电器），以某种特定的方式连接起来，为电荷的流通提供路径的总体。简单来讲，电子电路就是由电子元件所构成的电路，根据所处理信号的不同，电子电路可分为模拟电路和数字电路二种，其中集成电路（IC）是电子电路技术中最具典型性和代表性的一类产品。对于电子电路技术而言，电路设计是其应用中重要的前提，根据不同的电路设计方案，可制造出各类电子电路载体，如电路板、功能元器件等，在具体应用时，则是对电子电路的安装与连接技术，如封装技术等。目前，对电子电路技术的研究主要集中在两个方面，即模拟电路和数字电路，本文下面就以这两类电子电路作为研究对象，通过对前人研究成果的分析和总结，探讨电子电路技术的应用与发展。
2电子电路技术的发展分析
2.1模拟电路
模拟电路（AnalogCircuit）简称AC，它是一种能够对模拟信号进行有效处理的电子电路，这里所指的模拟信号是电压（或电流）对于真实信号成比例的再现。可将AC分为标准和专用两大类，标准AC主要包括放大器接口电路、数据转换器、稳压器、比较器以及基准电路等，其中稳压器和基准电路在AC市场中所占的比例最大，约为13%左右。专用AC的主要应用领域包括电子产品、计算机、通信、汽车、工业等。模拟电路的出现时间相对较早，各种指标的不断优化是其进步与发展的重要体现，尤其是在功耗、速度以及分辨率等方面的改进。模拟电路刚刚出现时，采用的生产工艺为8掩模工艺，在当时，大部分生产厂商所用的制造工艺十分类似，他们所生产的器件类型也基本相同。随着技术的逐步完善，如今，各个厂商在制造模拟电路方面都有了自己的工艺，模拟电路生产工艺的优化改进除了与晶体管的尺寸有关之外，还与其工艺本身的复杂性有着极为密切的关联。模拟电路在制造过程中，需要使用50个左右的掩模层，并且其中还包含薄膜晶体管、CMOS、双极和能够实现相关模拟功能所需的其它专用组件。2.1.1尺寸缩减在有些应用领域中，对模拟电路的尺寸要求较高，为此，应加大对模拟电路尺寸缩减方面的研究力度。对于模拟电路而言，它的某些特定参数，如电压、电流等，需要占用芯片一定的面积，由此才能发挥出应有的作用。相关研究结果显示，电压越高所需的晶体管就越大，并且还需要足够大的间距。不仅如此，较大的电流在运作时，也要求使用面积相对较大的晶体管，若是采用缩小参数的做法，无法使晶体管传输大电流的能力得到根本性地改善。同时，功率的耗散也同样需要有大的芯片面积和热连接来实现正确运作。对密度进行改进是实现模拟电路尺寸缩减的有效途径之一，由此使得以纤巧线宽实现的新型晶体管获得了快速发展。细线工艺除了能够支持巨量数字电路之外，其成本也相对较低，它在模拟电路中的应用，可带来一定的经济效益，并且还能拓宽模拟电路的使用范围。例如，工作频率在MHz且效率≥95%的开关稳压器，使用的就是细线晶体管。晶体管尺寸的缩小，使得模拟电路可以内置大量的数字回路支持电路，其运转速度随之获得显著提升。2.1.2模拟组件在模拟组件方面，随着技术的发展，运放的速度及DC精度均有了明显的改善。以线性稳压器为例，它由压差、电源电流、模拟监视输出构成，这种架构下，不需要额外配置专用的外部电路，便可实现器件之间的并联。
2.2数字电路
数字电路（DigitalCircuit）简称DC，是用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路，这一过程的实现主要凭借的是数字信号。二值数字逻辑是此类电路的基础，它处理的信号为离散型的数字信号，电路中的电子晶体管工作于开关的状态下。从数字电路的发展历程上看，与模拟电路较为相似，都经历了由电子管、半导体分立器件到集成电路（IC）等几个时代，两者相比，数字电路的发展速度要更快一些。上个世纪70年代末期，微处理芯片的诞生，及其在数字电路中的应用，使数字电路的性能产生了一次质的飞跃。硅是数字集成器件制造时采用的主要材料之一，在高速运行的数字电路中，也会用到化合物半导体材料。在数字电路中，逻辑门是最为重要的逻辑单元电路，而在CMOS工艺不断发展和完善的前提下，使得TTL在逻辑门电路中的主导地位有所动摇。与模拟电路相比，数字电路更加复杂，由于其主要进行的是数字信号的处理，故此电路本身的抗干扰能力要优于模拟电路。一个完整的数字电路一般需要有两大部分，即控制部分和运算部分，由于具有这种结构使数字电路具备了如下特点：适合运算比较、存储控制；同时数字电路具有可靠性高、集成度高、体积小、功耗低；电路设计、维修、维护灵活方便等优点。2.2.1实际应用目前，数字电路以其自身所具备的诸多特点，在多个领域中均获得应用，如电视、雷达、通讯、电子计算机、自动控制、航天等。（1）在数字电视中的应用。数字电视是以数字电视信号进行传播的一种电视类型，通过数字解调和音视频解码技术可对图像和声音进行还原。数字电路中，编码器和译码器是最常接触的器件之一，数字电视作为数字电路的一种应用形式，编解码是它的关键技术之所在。音频和视频信号在初始时均为模拟信号，为此，在传输前需要进行信号转换，将模拟信号转换为数字信号，当音视频信号数字化之后，其中的数据量将会变大，由此会对此信号的传输造成影响，为有效解决这一问题，需要应用数据压缩技术。（2）在计算机系统中的应用。数字电路能够利用继电器等控制器件，来完成二进制的算术和逻辑运算。在早些时候，无线电电路中的放大器通常使用的都是真空管，随着技术发展，真空管逐步被数字电路中的快速开关所取代，利用一定数量的逻辑门电路可构成相对完整的控制器。2.2.2数字电路的发展近年来，随着各种科学技术的不断完善和进步，推动了半导体、平板刷等技术工艺的发展，由此为数字电路的发展提供了强有力的技术支撑。在未来一段时期，数字电路将会朝着集成化、复杂化、智能化的方向发展，它的运算速度也将在现有的基础上获得进一步提升，在这一前提下，数字电路将可集成数以亿计的微处理器，闪盘的容量可以达到64GB。在不久的将来，计算机和移动终端的CPU时钟频率都将大幅度提高，并且CPU的体积也会变得越来越小，这样可使一块微处理芯片上容纳多个CPU，从而使高速缓存达到三级以上，有助于减少CPU对外部存储器读写数量的减少，可使CPU的数据吞吐量获得大幅度提高，有利于处理器整体性能的增强。目前，8核CPU已经逐步在市场中推广，众所周知，CPU的核心数目越多，其处理功能就越强大。8核CPU上的晶体管数量极为庞大，核心引脚也相对较多，每个核心具有8个执行单元，能够在每个时钟周期处理4条8进制浮点数据，执行单元可以共享一个速度超过的二级缓存，该缓存采用的是3路独立总线，其中每一路为640KB，3路加在一起的二级缓存为1.92MB，核心的数据带宽可达到200GB/s以上。在内存方面，最先进的8GBDDR4内存颗粒和32GBDDR4内存条采用的全部都是最新的20nm工艺，其额定频率为2400MHz，与DDR3相比，在性能方面大约可以提升将近30%左右，电压则可维持在标准的1.2V。通过3DTSV硅穿孔技术，新颗粒能够制造出单条128GB超大容量的内存条。
3结论
综上所述，电子电路技术以其自身良好的性能和诸多的特点，在多个领域中获得了应用。本文重点对电子电路技术中的模拟电路和数字电路进行分析，探讨了它们的应用与发展。对于电子信息产业而言，电子电路技术是实现产业快速、稳定发展的基础，为此，必须加大对电子电路技术的研究力度，从而使其能够更好地为电子信息产业服务。
参考文献
[1]易泰告.从电子管到集成电路——探究电子技术的发展轨迹[J].科技资讯,2013(07):78-79.
[2]吴祎.电力电子电路故障特征参数提取与健康预报研究[D].南京:南京航空航天大学,2013.
[3]冯威锋.浅谈电子电路仿真技术在电子应用开发中的作用[J].电子测试,2016(07):54-56.
[4]李如发.关于数字电子电路设计之中EDA技术的应用探究[J].电子测试,2016(05):46-47.
[5]段光莹.智能故障诊断技术在电力电子电路方面的应用[J].河北农机,2016(06):96-97.
电子电路设计与应用范文第5篇
关键词：仿真；课程设计；效果；效率
Comprehensive application for the simulation software in the course design and the measures for some problems
Xu Junyun
South China of agriculture university, Guangzhou, 441052, China
Abstract: Introduced a method for conducting students to apply the simulation software comprehensively to do course design about the power electronics system. Through analyzing the characteristics for two kinds of simulation softwares, guided students to use Matlab/Simulink to do power electronic main circuit design, and to use Orcad/Pspice to do the power electronic control circuit design, and give a useful measure for convergence problem in the simulation. The practices show that the comprehensive application of simulation softwares can effectively help students improve the effect and efficiency of the power electronics circuit design.
Key words: emulation; course design; effect; efficiency
高校实践教学是一项需要不断创新的工作，实践课教师有必要探索新的实践教学方法，改进实践教学效果。因此，笔者在本校电气工程及其自动化专业的专业课―电力电子技术的实践教学的指导方法上做了改进，引导学生采用一种综合应用仿真软件辅助电力电子电路课程设计的方法。
1 电力电子电路常用仿真软件特点分析
目前在电力电子电路设计和分析上主要采用Matlab/Simulink和Orcad/Pspice这两种仿真软件。在Matlab/Simulink仿真平台，电力电子器件模型使用的是简化宏模型，它只要求元器件的外特性与实际元器件特性基本相符，而不考虑元器件的内部细微结构，属于系统级模型。 Orcad/Pspice是不同于Matlab/Simulink的仿真平台，它构建的元器件模型除了要求元器件的外特性与实际元器件特性相符，还要考虑元器件内部的细微结构，相比Matlab/Simulink的宏模型更详细，更复杂，是属于器件级的模型，用Pspice仿真可以细致地反映元器件的工作情况。虽然Matlab/Simulink的电力电子器件模型较为简单，但是它占用的系统资源较少，因而在仿真时出现不收敛的几率相比Orcad/Pspice要少。鉴于此，可以考虑将这两种仿真软件有机结合起来，取长补短，以提高仿真的效率。
下面以一种基于TL494控制的开关电源的设计为例，介绍在电力电子技术课程设计实践教学中建议学生采用的综合性设计方法。
2 基于TL494控制的开关电源设计举例
本示例要求设计出一种以TL494为控制器件的开关电源，电源电压范围为0～12 V。要求该开关电源性能可靠，纹波电压小，控制精度高。
2.1 设计步骤1―主电路的原理电路设计
主电路的原理电路设计方案利用所学知识，学生容易确定。如本设计中的主电路可采用常规的非隔离式Buck电路，开关管采用P沟道MOSFET，驱动采用“图腾柱”电路，输出电压反馈电路由一个比例运放电路构成(如图1所示)。
图1 主电路、驱动电路及电压反馈原理电路
2.2 设计步骤2―控制电路原理电路设计
控制电路原理电路方案参照相关资料，并利用所学自动控制理论知识，学生也较容易确定。本部分要求以TL494作为控制芯片。
TL494控制原理电路(如图2所示)，1和2脚前接上两相同阻值的电阻，起到限流阻隔的作用，其中1脚接主电路输出反馈电压Vo，2脚接设定电压Vset，当改变Vset的值时，Vo和Vset经误差比较后控制PWM信号的输出；3脚经一个PI比例积分回路串上2脚，起到反馈的作用；4脚接地；5脚经一个电容接地，6脚经一个电阻接地，5，6脚共同构成振荡回路；8，11脚与12脚共同接工作电压；13脚接地，使9，10脚以并联工作方式输出。
图2 TL494控制原理电路
2.3 设计步骤3―开关电源系统仿真预设计
这个环节是整个设计的重点和难点。对学生而言，设计原理电路并不难，难的就在于如何确定原理电路中具体的元器件参数，在这方面学生缺乏经验。
2.3.1 仿真软件使用方案及问题对策
按常规设计方法，直接将Orcad/Pspice仿真软件用于电力电子电路设计，对初学者特别是学生来说，往往困难较大。学生在使用该软件的时候，很容易碰到仿真不收敛的问题，从而一筹莫展。
因此，在教学实践中，引导学生首先利用Matlab中Simulink仿真平台仿真快而不易出现收敛问题的优势进行主电路的仿真设计，较高效地确定出主电路中的电感、电容和电阻的最佳参数值。然后再利用Orcad/Pspice仿真软件进行控制电路的仿真设计。控制电路部分设计的难点在于PI参数的选择，因此要引导学生采用Orcad/Pspice仿真软件来进行。因为Orcad/Pspice是器件级仿真软件，仿真精度高，辅助控制电路参数的确定最佳。
对Orcad/Pspice在电力电子电路整体仿真中容易遇到的收敛性问题，笔者通过和学生一起分析研究、查找资料，积累了一些解决问题的经验。实践表明，这些经验对开关电源系统电路的仿真设计是有用的。下面给出一个对此问题有用的对策。
在用Orcad/Pspice进行仿真调试的时候，经常出现ERROR -- Convergence problem in transient analysis at Time =？ Time step =？, minimum allowable step size =？这个问题。一个有效的解决方法就是修改参数。系统默认参数及参数修改的方法如图3和图4所示。
图3 PSpice系统默认参数
图4 参数修改图
2.3.2 系统仿真输出波形图示例
通过对不同参数条件下仿真结果的比较，按照开关电源纹波电压小，控制精度高等要求可确定原理电路参数。下面是利用仿真平台方便的参数比较功能得出的主电路最佳仿真输出波形图及控制电路采用最佳PI参数值时系统的输出电压仿真波形(如图5，图6所示)。
图5 主电路负载电压仿真输出波形(Simulink)
图6 总电路负载电压仿真输出波形3(Pspice)
图5是在开环状态下选择出的相对最优电感、电容和电阻参数值下的负载电压波形；图6是在控制电路选用相对最优比例系数和积分电容参数时的负载电压波形。
2.4 设计步骤4―实际开关电源系统测试
依据仿真预定元器件参数构建出具体的电路。在实验室调试中，要求学生利用示波器等检测仪器分析电路中的问题，帮助进一步确定最佳元器件参数。下面是对系统进行实际测试的一些数据(见表1，表2)。
表1 输入设定电压和输出实际电压
表2 输入设定电压和输出实际电压
实验测试结果表明：本电路系统可以稳定地输出0～12 V的直流电压。
实践表明，引导学生将不同仿真软件综合应用于电力电子电路的设计，不仅能有效地帮助学生提高电路设计的效率，而且对开拓学生思维，培养学生的创新能力也是有益的。
参考文献
[1] 许俊云.实验设备的改进与使用[J].实验室研究与探索,2010,8:337-339.
电子电路设计与应用范文第6篇
【关键词】EDA技术 模拟电路 Multisim 10.0
EDA技术即为通过计算机来设计电子电路和系统的计算机软件。将其应用在电路设计中能够显著提高电路设计的工作效率，减少误差，增强可靠性。
1 EDA技术概述
1.1 EDA技术特点
EDA技术就是以计算机为基本工作平台，结合了多种现代计算机技术而形成的开展电子产品设计技术。典型的EDA工具都包括综合器与适配器，通过EDA技术能够在设计电子系统时减少大量的工作量而交由计算机完成。并且通过EDA技术能够将电子产品从电路设计直至设计版图的整个流程都在计算机上实现自动智能化处理。当前EDA技术的应用范围十分宽广，例如机械、航空、生物、军事、教学等各个领域都已经广泛开展使用EDA技术。
1.2 EDA技术类别
EDA软件大致能够分为芯片设计辅助软件、可编程芯片辅助设计软件以及系统设计辅助软件三大主要类别。通过EDA软件的功能和应用领域可以将其分为电路设计、仿真工具、IC设计软件与其他EDA软件等。常用的模拟电子电路包括晶体管放大电路、集成运算放大器以及电源电路等。
2 Multisim 10.0软件的应用
2.1 Multisim 10.0特点
2.1.1 元件库丰富
Multisim 10.0配备了海量的元件模型数据库，其中有数以千计的电路元件，其中包括基本元件、基础电路、继电器等元器件。同时，用户还能够根据自己需求来新建元器件库，给客户提供了极大的便捷。该软件中各元器件的参数可以根据需求调节。
2.1.2 强大的虚拟仪表与分析功能
Multisim 10.0中配备了双踪示波器，逻辑分析仪、频谱分析仪等十余种虚拟仪器仪表，并且操作界面十分友好，不论是专业人士还是学生都能够快捷方便的进行操作。
2.1.3 仿真范围大
Multisim 10.0不仅可以对数字或模拟电路实现仿真，还能够仿真射频电路。
2.1.4 兼容性良好
Multisim 10.0网络表文件可以与Spice网络表文件进行相互转换，并且形成电路原理图。Multisim 10.0中电路原理图还能够与PCB软件进行传输，进行印刷电路板设计。可以看出，Multisim 10.0能够全程完成电路设计与印刷电路板所有设计工作，电子产品开发速度得到了提升。
2.2 Multisim 10.0应用实例
2.2.1 差动放大电路与差模信号
差动放大电路在电子技术与IC制造业中应用十分普及，其能够放大差模信号，对共模信号起到抑制作用，因此可以有效的避免零点漂移，妥善解决了直流放大电路中增益与零点漂移的问题。图1为恒流源的差动放大电路图。如不加输入信号时，首先调节R2，输出电压接近0.图2为输入差模信号电路图，输入端加上50mV，1KHz的差模信号，对节点8与节点3进行瞬态分析，获得两个大小相同，方向相反的差模输出信号。
用后处理器获得双端输出电压波形曲线图。最大输出电压为Vod=4.1034V。
2.2.2共模信号
使用相同的方法对节点8与节点3进行分析，可以得到两个大小相同，方向也相同的共模输出信号。单端输出最大电压值为38.04Pv.从该数据可以得知，共模信号单端输出的抑制程度也较高。
2.2.3 结论
Multisim 10.0是一个系统的，功能齐全的电路仿真软件，其强大的元件数据库与大量的虚拟仪表具有多种分析方式。Multisim 10.0软件存在以下几大优势：
（1）进行模拟电路能够调整电路参数，观察不同参数与电路性能之间的关系，同时可以重复多次的选择最合适的元件参数来设计方案。
（2）Multisim 10.0能够在电路测试中分析数据、曲线图形都集中在单一的设计窗口中，使用人员可以直观形象的观察到数据和图形的改编。其所显示的曲线图也较为平滑，这是其他硬件测试中无法比拟的优势。
（3）Multisim 10.0的虚拟仪器仪表调试十分便捷，信号干扰因素小，双踪显示时不会出现断断续续和闪烁的现象。相对于传统的模拟电路方式来说，其十分容易受到外界电源信号的影响，并且实验设备不先进，十分容易导致测量结果精确度欠佳。然而该测量结果将通过数字表现，其精确度较高。
3 结束语
随着自动化水平的提高和电子领域的迅猛发展，EDA技术在电路设计中的作用越来越明显。利用EDA技术电路设计师能够高效、准确的设计电路。Multisim 10.0能够提供强大的元件数据库与虚拟仪表，分析方法十分多元，是电路设计教学、电路设计模拟中不可或缺的软件。EDA正在面临发展的关键时刻，EDA技术将电子设计技术推向了新的阶段，未来EDA技术将会向新器件、新工具软件等趋势发展。
作者简介
高昀（1984-）女，四川省遂宁人。大学本科学历。现供职于四川职业技术学院。主要研究方向为Eda技术。
电子电路设计与应用范文第7篇
关键词：Multisim 仿真软件 调制与解调 分析 应用
中图分类号：TN912.3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）10-0215-01
Multisim仿真软件又叫虚拟电子实验室。他是一个虚拟的电路电路仿真软件，可以进行原理电路设计和电路功能虚拟测试，是一个名副其实的虚拟电子实验。该软件可以虚拟测试和演示各种电子电路，可以进行详细的电路分析功能，帮助电路设计人员对所设计的电路进行性能分析，在实际的工作中Multisim仿真软件具有很大的实用价值，尤其在在多路语音信号调制与解调实验中的地位更是不可取代。本文针对Multisim仿真软件在多路语音信号调制与解调实验进行了详细的分析如下：
1 实验原理及说明
频谱变换电路是现代通信中最为重要的电路之一，同样这种电路也是最基本的电路之一。现代通信技术在不断的发展，国家的相关部门又不断的提出我们要降低通讯成本，降低能耗，建设资源节约型社会。为了应对这种发展趋势，我们进行的电路设计已经摒弃了原来的一条线路只能传输一条信号的的设计方案，那样的方案应用率太低，成本很高。我们现在设计的电路需要实现各个语言信号的整合，使其可以通过提条线路进行传输，但是又不能产生干扰现象，这就要求我们所设计的电路。
调制解调过程就是将低频信号搬移到高频段或从高频段搬移到低频段的过程。所谓的振幅调制，就是要实现低频调制信号对于高频震荡的幅度进行有效的控制，使高频震荡信号通过低频信号反应出来；解调的过程比较简单，他就是将低频信号从调幅波中取出。可以进行调幅与解调的方式有很多，随着计算机的高速发展和软件的不断进步，现在的仿真电路种类很多，但是就现阶段而言，Multisim仿真软件的市场份额还是存在其绝对优势的。Multisim仿真软件在多路语音信号调制与解调实验中的过程比较简单，该软件的调幅功能的实现借助了集成乘法器，而对于检波功能我们通过二极管实现的，在具体的实验过程中，我们把实验电路进行了有效的模块分类，实现了多路语言的调制和解调，具体设计如（图1）所示：
2 实验电路的确定及仿真结果
实验原理中我们可以清楚的看到，Multisim仿真软件中的仿真窗口中的是设计多路电路的关键所在，我们必须在这些窗口中创立创建和设计多条语音信号的调制和解调电路，只有这样才能是吸纳多条实验电路公用一条通道的设想。在此过程中，我们要注意电阻、电容这些最为基本的电路元件需要从系统的原器件库中进行统一的调用；而电路中的语音信号和被加直流电压以及载波信号的来源我们通常借助电源信号库来实现；我们系统中的的控制件器库可以为我们提供电路设计中所需要的集成加法器和集成乘法器。这是我们整体的仿真系统中各个器件的来源和设计方式，最后我们按照试验线路中的但参数对试验器件的电参数进行设置就可以了。
2.1 多路语音信号调制部分
我们所设计的多路信号调制电路中主要部分由：乘法电路、加法电路、多路加法电路、滤波电路和直流叠加电路等等。打开系统，进入仿真界面，我们可以观察到每个单元必须在输出端连接双踪示波器，之后打开我们系统的仿真开关，这时系统开始工作并进入仿真状态，对电路的实际工作进行模拟演示，我们可以通过观察示波器的输出信号，从而得出调制部分各个单元电路的电压波形，当然这个波形反应的是输出电压的情况。
2.2 多路语音信号解调部分
相对于调制电路而言，解调电路的复杂程度要简单一些，在Multisim仿真软件的工作系统中带通滤波电路、低通滤波电路、检波电路、多路加法电路共同组成了Multisim仿真软件的各端仿真波形多路语音信号解调电路。同我们的调制部分相似，把双踪示波器和各个单元的电路输出端进行连接以后，我们就可以打开模拟开关了，这时我们的仿真系统便开始工作，我们同样需要观察示波器反应出的波形，这个波形就是调制部分各单元电路的输出电压波形，这就是Multisim仿真软件的多路语音信号解调部分。
3 结语
本文针对Multisim仿真软件在多路语音信号调制与解调实验的原理和具体步骤进行了一系列的分析，可以看出该软件的设计比较合理，操作相对而言比较简单，而且该仿真系统所反应的实验结果具有很高的实际价值，在此类实验电路的模拟检测中有很重要的意义。另外，Multisim仿真软件对于其他的电路模拟分析也有着很大的优势，在实际的应用中受到了大家的青睐。
参考文献
电子电路设计与应用范文第8篇
【关键词】计算机；仿真技术；多媒体；EWB
Electronics Workbench简称EWB，即电子工作平台，它是一种在电子技术界广为应用的优秀计算机仿真设计软件，被誉为“计算机里的电子实验室”――虚拟电子实验室。
利用EWB可以在计算机上学习模拟电子技术和数字电子技术，并进行电路设计、仿真调试等在实验室完成的实验。只要我们拥有一台计算机加上一套电子仿真软件，我们就相当于拥有了一个设备先进的电子实验室。以虚代实、以软带硬使得电子电路设计变成了一件轻松愉快的事情。
一、EWB的特点
1.具有完整、精确的元件模型
EWB提供了相当广泛的元器件，从无源器件到有源器件，从模拟器件到数字器件，从分立元件到集成电路，应有尽有。EWB不仅提供了各种实际元器件的精确数据和模型参数，而且提供了较宽的选择余地，在设计过程中，学生可以根据需要自己选择元件。
2.具有各种功能强大的电子测量仪器
EWB提供了齐全的虚拟电子测量仪器，包括示波器、函数信号发生器、万用表、频谱仪和逻辑分析仪等，操作起来非常真实和容易。
3.具有专业的原理图输入工具
EWB提供了方便友好的操作界面，学生可以轻松地完成原理图的输入。单击鼠标，可以方便地完成元件的选择；拖动鼠标，可以将元件放在原理图上。另外，EWB具有连线的功能，同时也允许学生调整电路连线和元件的位置。
4.具有强大的分析工具
EWB提供了14种分析工具，利用这些工具，学生不仅可以清楚地了解电路的工作状态，还可以测量电路的稳定性和灵敏度。
5.具有集成化、一体化的设计环境
EWB具有全面集成化的设计环境，在设计环境中可以完成原理图输入、数模混合仿真以及波形图显示等工作。当学生进行仿真时，波形图和原理图同时有效和可视，当改变电路连接或改变元件参数时，显示的波形立刻反映出相应的变化，即可以清楚地观察到具体电路中元件参数的改变对电路性能的影响。
二、计算机仿真技术的作用
1.创新能力的培养
计算机仿真技术可以对学生在学习过程中所提出的各种假设电路进行虚拟，通过虚拟系统可以直观地观察到这一假设所产生的结果或效果。例如在虚拟《电子电路》实验中，学生可以按照自己的假设，将不同的元件组合在一起，计算机便虚拟出组合的电路来。通过这种探索式的学习方式，有利于激发学生的创造性思维，培养学生的创新能力。
2.突破实验室的局限性
随着科学技术的发展以及器件的不断更新，原有的实验仪器和实验器材不能满足教学需要，使实验教学十分不便。由于实验室提供的设备和器件有限，在《电子电路》教学中，往往会因为设备、场地、经费等方面的原因，使一些应该开设的教学实验无法进行。
利用EWB软件，可以弥补这些方面的不足，在计算机上模拟出实验室的环境、仪器设备和元器件，而不受实验室在元器件品种、规格和数量上的限制。与传统实验方式相比较，更能突出实验教学中以学生为中心的开放式实验教学模式，从而提高学生对电路的综合分析能力、设计能力以及创新能力。
三、计算机仿真技术的应用
1.在学习过程中的应用
计算机仿真技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境，学生在进行计算机仿真时可以通过软件自由选择学习内容。由于教学内容的真实模拟，学生在学习过程中具有身临其境的感觉。这对调动学生的学习积极性，突破教学的重点、难点，培养学生的技能都将起到积极的作用。
计算机仿真系统在教学中的运用，是教学改革的一个重要途径。在仿真教学中，运用计算机的交互性，进行个性化教学和因材施教，充分发挥学生的创造性和主观能动性，提高教学效果。
2.在实验过程中的应用
笔者曾经组织学生在计算机上用EWB进行电路基础、模拟电路和数字电路实验，效果很好。实验时，在EWB电路设计窗口输入实验电路的电路网络拓扑结构、电路及元件参数。
由于仿真的手段切合实际，选用的元器件以及仪器与实际情形非常相近，绘制的电路图需要的元器件，电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取，而且仪器的操作开关，按键同实际仪器极为相似，因此学习和使用非常容易。
通过电路仿真，既可以掌握电路的性能，又熟悉仪器的使用方法。学生在仿真实验时能反复地进行从理论到实验，从实验到理论的过程，这一过程有助于学生加深对电子电路的基本原理、分析方法的理解，加强了学生实际分析问题与处理问题的能力，切实做到理论与实际的密切配合，改变了传统实验与理论脱节的局面。
另外，仿真实验能避免真实实验所带来的各种危险。在实际电子电路实验中，学生由于操作或线路连接等方面的错误会导致设备的损坏，甚至对学生造成各种危险。利用计算机仿真技术进行虚拟实验，则可以避免这种顾虑。学生在虚拟实验环境中，可以放心地去做各种危险的实验。
3.在设计过程中的应用
作为虚拟工作的电子工作台，EWB提供了详细的电路分析手段，以帮助学生设计和分析电路的性能。