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微電子電路分析與設(shè)計范文第1篇

關(guān)鍵詞：本科教育；微電子；課程體系；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）04-0033-03

一、引言

微電子技術(shù)是隨著集成電路，尤其是超大型規(guī)模集成電路而發(fā)展起來的一門新的技術(shù)。微電子技術(shù)包括系統(tǒng)電路設(shè)計、器件物理、工藝技術(shù)、材料制備、自動測試以及封裝、組裝等一系列專門的技術(shù)，是高科技和信息產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)。微電子產(chǎn)業(yè)是基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟有著巨大貢獻，并滲透到其他很多學(xué)科，是發(fā)展現(xiàn)代高新技術(shù)和國民經(jīng)濟現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。作為電子通信類高校，南京郵電大學(xué)建校近50年來，正朝著信息科技類大學(xué)進軍。隨著電子、通信和信息等產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，國內(nèi)外都需要大量的微電子學(xué)人才，我校成立微電子學(xué)專業(yè)，旨在為我國的ASIC設(shè)計方面，培養(yǎng)急需的人才[1-6]。我國“十五”計劃綱要明確提出大力發(fā)展半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)，為了滿足社會的發(fā)展和需求，我校微電子專業(yè)成立于2001年，并于2007年招收第一批本科生。在學(xué)校各級領(lǐng)導(dǎo)的重視和關(guān)心下，專業(yè)建設(shè)取得了飛速發(fā)展。本科人才培養(yǎng)方案是各專業(yè)人才培養(yǎng)目標、培養(yǎng)規(guī)格以及培養(yǎng)過程和方式的總體設(shè)計，是學(xué)校組織本科教學(xué)、規(guī)范教學(xué)環(huán)節(jié)、實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的綱領(lǐng)性文件，對人才培養(yǎng)質(zhì)量具有決定性的影響。當今的高校教育不僅需要培養(yǎng)大量理論基礎(chǔ)較扎實、具有開拓創(chuàng)新精神的專業(yè)型人才，也更需要培養(yǎng)大量工程應(yīng)用型人才。所謂“應(yīng)用型人才”主要是指德、智、體、美等方面全面發(fā)展的，能夠?qū)I(yè)知識和技能應(yīng)用于所從事的專業(yè)社會實踐的高級專門人才?！皯?yīng)用型人才培養(yǎng)模式是以能力為中心，以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型專門人才為目標的”。它更加注重的是實踐性、應(yīng)用性和技術(shù)性。即基礎(chǔ)知識比高職高專學(xué)生深厚、實踐能力比傳統(tǒng)本科生強，是本科應(yīng)用型人才最本質(zhì)的特征。本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式是根據(jù)社會、經(jīng)濟和科技發(fā)展的需要，在一定的教育思想指導(dǎo)下，人才培養(yǎng)目標、制度、過程等要素特定的多樣化組合方式。

二、深化完善本科教學(xué)體系改革的措施探討

人才培養(yǎng)方案制（修）訂工作對于學(xué)校實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標、進一步深化完善本科教學(xué)體系改革具有重要意義，人才培養(yǎng)方案制（修）訂需要全面貫徹國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要，認真落實教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見等文件要求，不斷適應(yīng)國家和社會發(fā)展需要，進一步深化教育教學(xué)改革，優(yōu)化人才培養(yǎng)過程，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，促進學(xué)生全面發(fā)展。具體的改革措施探討如下。

1.進一步明確本專業(yè)的特點和優(yōu)勢。培養(yǎng)方案是高等學(xué)校實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標、開展人才培養(yǎng)工作的總體設(shè)計和實施方案，為全面貫徹教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見，以執(zhí)行最新頒布的普通高等學(xué)校本科專業(yè)設(shè)置管理規(guī)定為契機，推動我校新一輪專業(yè)建設(shè)和教學(xué)改革，以不斷適應(yīng)知識經(jīng)濟、科技、社會發(fā)展對各類高素質(zhì)創(chuàng)新人才的需要，根據(jù)我校教育教學(xué)改革的實際，及時總結(jié)人才培養(yǎng)經(jīng)驗，以“本科教學(xué)工程”建設(shè)工作為抓手，積極參與教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”及“工程教育專業(yè)認證”，進一步更新教育觀念，深化教育教學(xué)改革，提高本科教育質(zhì)量，構(gòu)建和完善適合我校辦學(xué)指導(dǎo)思想、具有我校辦學(xué)特色的本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，根據(jù)新《目錄》規(guī)定的各專業(yè)培養(yǎng)目標、培養(yǎng)要求、主干學(xué)科、核心課程、主要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)、主要專業(yè)實驗，緊密結(jié)合近年“本科教學(xué)工程”改革實踐，開展本科專業(yè)培養(yǎng)方案的修訂。本專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展需要，道德文化素養(yǎng)高，社會責任感強，身心健康，掌握扎實的自然科學(xué)基礎(chǔ)知識和必備的專業(yè)知識，具有良好的學(xué)習(xí)能力、實踐能力、專業(yè)能力和創(chuàng)新意識，能在微電子器件、工藝和集成電路設(shè)計及相關(guān)的電子信息科學(xué)領(lǐng)域從事科學(xué)研究、產(chǎn)品研發(fā)、工程設(shè)計、技術(shù)管理等工作的專門技術(shù)人才。主要專業(yè)方向為微電子器件、工藝和集成電路設(shè)計。注重集成電路設(shè)計、集成電路版圖設(shè)計、微電子器件設(shè)計和MEMS設(shè)計。

2.課程設(shè)置進一步優(yōu)化。課程的設(shè)置是否合理對人才的培養(yǎng)起到了至關(guān)重要的作用，尤其是現(xiàn)今提出的對專業(yè)人才的更高要求，需要進一步優(yōu)化課程體系，合理安排課程內(nèi)容。首先，在課程設(shè)置方面，當前，南郵本科微電子專業(yè)經(jīng)過幾年的發(fā)展，取得了不少成績。但世界范圍內(nèi)微電子產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的特點決定了高校微電子學(xué)科的教學(xué)必須緊緊跟隨產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步伐。我們在看到以前所取得的成績的同時也必須看到其中所存在的一些問題，并積極進行改革創(chuàng)新。我校的微電子專業(yè)在設(shè)立初期，經(jīng)過各方專家的反復(fù)討論和論證，建立了一套統(tǒng)一的專業(yè)課程和教學(xué)大綱。這套課程滿足該專業(yè)最基本的專業(yè)要求。但由于微電子專業(yè)設(shè)立時間不長，仍屬于起步階段，由于硬件條件和師資力量的缺乏和不到位，無法設(shè)立多樣的課程體系和科目，所以目前的教學(xué)仍然是基本上按統(tǒng)一的教學(xué)大綱和教學(xué)要求組織。隨著學(xué)校辦學(xué)規(guī)模的擴大，通達微電子學(xué)院的設(shè)立，選修微電子專業(yè)課程的學(xué)生人數(shù)不斷增加，原有的教學(xué)課程體系和科目還需要進一步細化、深化、推廣。為此，在課程設(shè)置上，我們必須對已經(jīng)投入使用的培養(yǎng)方案進行分析和總結(jié)、不斷地進行修訂和完善，將整個學(xué)科的課程結(jié)構(gòu)體系、到具體到每一門課程的知識體系，都進行優(yōu)化設(shè)計，以期在最短的學(xué)時內(nèi)使學(xué)生掌握牢固的知識。最終使學(xué)生獲得以下幾方面的能力：掌握扎實的數(shù)學(xué)、物理等方面的基本理論和基本知識；系統(tǒng)掌握量子與固體物理、半導(dǎo)體物理與器件物理、半導(dǎo)體集成電路設(shè)計和制造的基本知識，具有獨立進行微電子器件、工藝和集成電路設(shè)計的基本能力；了解電子信息類專業(yè)的一般原理和知識，受到科學(xué)實驗與科學(xué)思維的訓(xùn)練，具有本學(xué)科與跨學(xué)科的科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)的基本能力；在綜合類實踐、實驗中具有較強的獨立設(shè)計、分析和調(diào)試系統(tǒng)的能力，能夠完成綜合性和探索性工作的能力；養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，對終身學(xué)習(xí)有正確認識，具有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力；其次，對于理論課程的內(nèi)容，針對南京郵電大學(xué)的學(xué)科特點和電子科學(xué)與工程學(xué)院的實際情況，以及本專業(yè)的特色建設(shè)，主要專業(yè)方向為微電子器件、工藝和集成電路設(shè)計。注重集成電路設(shè)計、集成電路版圖設(shè)計、微電子器件設(shè)計和MEMS設(shè)計。以能力培養(yǎng)為基礎(chǔ)來設(shè)計，并考慮學(xué)生畢業(yè)后從事的職業(yè)，根據(jù)工作的要求對教學(xué)中的課程進行專項的能力和綜合能力培養(yǎng)。在通識教育類課程中設(shè)置了高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、物理實驗、程序設(shè)計等。專業(yè)教育類課程中設(shè)置了信號與系統(tǒng)、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計、模擬電子技術(shù)及電工電子實驗等。這些是所有涉及到電類專業(yè)的學(xué)生都必須學(xué)習(xí)的課程。在微電子專業(yè)的專業(yè)課中安排了固體物理、半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體集成電路工藝、半導(dǎo)體器件物理、通信原理，這些課程都是基礎(chǔ)理論課程，是為微電子專業(yè)的學(xué)生打下基本的專業(yè)基礎(chǔ)?？紤]到工程認證的需要，在集成電路與CAD的課程設(shè)置上，專門增加了16小時的實驗，加強學(xué)生的實驗和操作技能。在集成電路分析與設(shè)計的課程設(shè)置中，專門將模擬和數(shù)字分開，設(shè)置了各48小時的模擬集成電路分析與設(shè)計、數(shù)字集成電路分析與設(shè)計，這不同于其他院校的課程設(shè)置，應(yīng)該也算是我專業(yè)的一個特色和優(yōu)勢。使學(xué)生掌握初步的集成電路設(shè)計知識，加強了學(xué)生的集成電路分析和設(shè)計的能力。除了已經(jīng)設(shè)置的32小時的VLSI設(shè)計實驗課和32小時的微電子專業(yè)實驗，還增加了32小時的工藝實驗，這也大大加強了實驗和上機比例。具體來講，已經(jīng)在建設(shè)的ASIC設(shè)計實驗室的基礎(chǔ)上開展了ASIC設(shè)計實驗課程的教學(xué)，并籌備建立了微電子專業(yè)實驗室，擁有了一批工作站、計算機等硬件資源和ISE、MAXPlus II、Synopsys Cadence等軟件資源、學(xué)會一到兩種EDA工具的使用方法。建設(shè)微電子器件和半導(dǎo)體物理專業(yè)實驗課程，在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上購置了必要的儀器設(shè)備、編寫了實驗教程、開展了半導(dǎo)體材料實驗和晶體管測試實驗；基于以上措施，建立一整套完備的、覆蓋微電子產(chǎn)業(yè)前端和后端工序的微電子實驗課程體系。開展了器件和工藝設(shè)計實驗。掌握一定微電子實驗?zāi)芰κ俏㈦娮訉I(yè)本科生應(yīng)當具備的基本素質(zhì)。在微電子專業(yè)的專業(yè)選修課中設(shè)置了VLSI版圖設(shè)計基礎(chǔ)、片上系統(tǒng)設(shè)計、微電子器件設(shè)計、MEMS與微系統(tǒng)設(shè)計、新型微電子器件、通信集成電路等多門課程，涵蓋了微電子方向的器件設(shè)計、電路設(shè)計、工藝設(shè)計等各個方面。更好地體現(xiàn)了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)方向和目標。再者，實踐課程的內(nèi)容上，由于微電子專業(yè)是一個實踐性較強、實踐內(nèi)容多的專業(yè)，從集成電路的生成流程來看，其實踐內(nèi)容包括系統(tǒng)和電路設(shè)計、器件設(shè)計、工藝設(shè)計、版圖設(shè)計、實際流片和測試。實踐課程的設(shè)置對培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力、判斷能力和創(chuàng)新能力極為關(guān)鍵；需要工程認證的專業(yè)的實驗實踐課程必須要達到30%以上。因此，還擬通過建立微電子專業(yè)實驗室，開設(shè)微電子和半導(dǎo)體測試實驗課，在培養(yǎng)學(xué)生理論知識的同時，加強實踐能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)既有較深理論基礎(chǔ)，又有一定動手能力的全面發(fā)展的學(xué)生。在實踐型環(huán)節(jié)的課程設(shè)置中，通識基礎(chǔ)課和學(xué)科基礎(chǔ)課中安排了電類學(xué)科所必須的程序設(shè)計、電裝實習(xí)、電子電路課程設(shè)計等。在專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課中，設(shè)置了軟件設(shè)計、微電子課程設(shè)計等，尤其是微電子課程設(shè)計，將進行較大的改革，要求改革后設(shè)計內(nèi)容都是與本專業(yè)緊密相關(guān)，全面運用到所學(xué)的專業(yè)知識。

3.師資隊伍的建設(shè)。本專業(yè)現(xiàn)在擁有專業(yè)教師14名，完全滿足本科的專業(yè)教學(xué)需要，但從事集成電路設(shè)計方向的老師比較缺乏。還有，學(xué)生的個性不同，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的興趣、主動性等方面差異很大；隨著社會競爭的日益激烈和社會需求的不斷變化，又使學(xué)生的未來發(fā)展面臨很大挑戰(zhàn)，學(xué)生的需求隨之呈現(xiàn)多樣化。因此，多元化的培養(yǎng)規(guī)格應(yīng)當成為共識。將學(xué)生的具體情況和社會需求相結(jié)合，這就要求我們必須打破現(xiàn)有的統(tǒng)一模式，根據(jù)學(xué)生的實際和社會需求建立多樣化的課程體系，實施分類教學(xué)，在保證打好扎實的專業(yè)基礎(chǔ)的前提下，設(shè)立盡可能多的適應(yīng)當今社會發(fā)展的方向性課程。建立既具有深厚扎實的理論知識功底，又具有精通實踐、有很強的動手操作能力和解決生產(chǎn)實際問題能力的教師隊伍迫在眉睫。近幾年，我學(xué)院在引進高水平的師資力量方面進行了不懈的努力，微電子專業(yè)教師的隊伍在不斷擴大，教師的專業(yè)方向也在不斷豐富，能夠勝任并有選擇性地擔任各主要方向的專業(yè)課教學(xué)。但仍然缺乏學(xué)科帶頭人，缺乏一個凝聚人心的事業(yè)平臺，學(xué)術(shù)梯隊。這就要加速建設(shè)學(xué)科帶頭人、重點骨干教師和優(yōu)秀青年教師4個層次的學(xué)術(shù)梯隊。通過培養(yǎng)和引進，形成一批整體素質(zhì)高、學(xué)術(shù)實力強、結(jié)構(gòu)合理、具有團結(jié)協(xié)作精神的學(xué)術(shù)梯隊，使其在學(xué)科建設(shè)中發(fā)揮突出作用。鼓勵教師積極申報各類項目，積累一定的設(shè)計、實驗和操作經(jīng)驗。鼓勵教師與公司、研究所合作，鼓勵教師到國內(nèi)外高校去做訪問學(xué)者，積極參加國內(nèi)外舉辦的國際會議，從而了解專業(yè)的最新發(fā)展、前沿問題，開闊眼界。

三、小結(jié)

總的來說，微電子學(xué)是發(fā)展現(xiàn)代高新技術(shù)和國民經(jīng)濟現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。培養(yǎng)方案是高等學(xué)校實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標、根據(jù)我校教育教學(xué)改革的實際，及時總結(jié)人才培養(yǎng)經(jīng)驗，以“本科教學(xué)工程”建設(shè)工作為抓手，積極參與教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”及“工程教育專業(yè)認證”，進一步更新教育觀念，深化教育教學(xué)改革，提高本科教育質(zhì)量，迫在眉睫。其中需明確我校的特點和優(yōu)勢，以通信集成電路設(shè)計為主要方向，同時兼顧工藝設(shè)計與器件設(shè)計。相信通過培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、師資等各方面的建設(shè)，一定會培養(yǎng)出高質(zhì)量的微電子學(xué)領(lǐng)域人才，為我國的微電子工業(yè)做出貢獻。

參考文獻：

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微電子電路分析與設(shè)計范文第2篇

關(guān)鍵詞：電子線路；課程內(nèi)容；學(xué)習(xí)實踐

電子線路課程是鐵道信號專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)現(xiàn)場的電子設(shè)備急劇增加，對電子線路課程的教學(xué)內(nèi)容提出了越來越多的要求，課時和課程內(nèi)容逐年增多。對專業(yè)設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計、制造、施工、維護、使用都起著必不可少的作用，新技術(shù)、新裝備大量投入使用，設(shè)備、技術(shù)更新?lián)Q代周期大大縮短，因此在內(nèi)容和思想方法上，必須經(jīng)過科學(xué)的論證和總結(jié)，使之更符合大的認識規(guī)律，且能充分體現(xiàn)知識內(nèi)涵的思想體系和鮮明的導(dǎo)向性。作為一門獨立的學(xué)科，《電子線路》教學(xué)必須適應(yīng)鐵路職業(yè)技術(shù)教育的特點，形成以電子技術(shù)基本理論和基本電路分析方法為主的完整課程體系。

一、電子線路課程的特點及教學(xué)方法

電子線路課程是一門應(yīng)用技術(shù)課程，具有較強的理論性和實踐性。學(xué)生普遍感覺電子線路課程內(nèi)容多、理論深、分析繁瑣、難懂、難記、難掌握。首先，各個電子器件是構(gòu)成不同電路的核心部件，電路的形式和功能的變化，器件在不同條件下的應(yīng)用，對于器件的原理、特性必須講夠、講透。學(xué)生是在高中知識和學(xué)完《電路基礎(chǔ)》課程基礎(chǔ)上進行學(xué)習(xí)的，按照專業(yè)教學(xué)計劃的要求，學(xué)生做到基本概念牢固掌握，基本原理、特性透徹理解，為進一步學(xué)習(xí)電路奠定堅實的基礎(chǔ)。作為專業(yè)基礎(chǔ)課，其學(xué)習(xí)的質(zhì)量將直接影響后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)心理和學(xué)習(xí)效果。在教學(xué)內(nèi)容上，除講清器件的結(jié)構(gòu)、原理、特性和參數(shù)外，還要著重強調(diào)非線性器件加偏置，以及改變偏置可以控制其工作狀態(tài)的條件、特點、變量關(guān)系特征和模型。傳統(tǒng)的單一教學(xué)模式，難以適應(yīng)新的形勢要求，必須對電子線路課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段加以改革，在教學(xué)上還應(yīng)包括作為典型有源電路的恒流源電路的組成、靜態(tài)、動態(tài)特征和電路模型，因為恒流源主要體現(xiàn)了器件的基本原理和基本特征，反映了有電源電路代替無源元件這一趨勢。

二、電子線路課程改革思路

電子線路課程內(nèi)容是隨著電子線路的發(fā)展而發(fā)展的，電子線路課程的內(nèi)容隨著知識的積累逐年增多，可隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，特別是單片機技術(shù)和嵌入技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)現(xiàn)場的設(shè)備向集成化、小型化方向發(fā)展。電子線路課程的課時數(shù)、教學(xué)內(nèi)容在壓縮，課程體系還是對各種電路分門別類、就事論事、面面俱到，增加了教學(xué)負擔。因此在內(nèi)容和思想方法上，必須經(jīng)過科學(xué)的論證和總結(jié)，使之更符合認識規(guī)律，且能充分體現(xiàn)知識內(nèi)涵的思想體系和鮮明的導(dǎo)向性。關(guān)鍵不在于課程內(nèi)容的包羅萬象，而在于對學(xué)生系統(tǒng)的、基本的思維和操作的訓(xùn)練、培養(yǎng)，授之以漁。依據(jù)這一原則思想，結(jié)合教學(xué)特點，對本課程的教改，分器件和電路兩個方面談?wù)効捶ā?/p>

首先，電子線路課程要學(xué)習(xí)基本電子器件，在電路部分應(yīng)改變過去那種過分強調(diào)電路功能以至于以此來分門別類劃分課程章節(jié)的方式，這種體系對于某些高等院校以電路設(shè)計作為重要內(nèi)容的教學(xué)或許是合適的。這部分內(nèi)容要突出各種電子器件不同工作狀態(tài)的條件、特點、應(yīng)用這條主線。

而對高等職業(yè)技術(shù)教育而言，對于電路功能只要通過電路分析能夠正確識別和區(qū)分就可以了。電子器件是有源、有極、非線性器件，由靜態(tài)到動態(tài)，由分立元件到集成電路，使用中必須加偏置，不同的偏置，在電子器件和偏置電路在直流電源作用下，靜態(tài)工作點的設(shè)置、穩(wěn)定過程的分析與計算?？梢允蛊骷ぷ饔诓煌墓ぷ鳡顟B(tài)，其靜態(tài)分析的原理和方法可歸結(jié)為具有共性的電路靜態(tài)分析方法，不同的工作狀態(tài)具有不同的特性，應(yīng)用于各種形式的電路。

要使學(xué)生熟練地掌握各種工作狀態(tài)的條件、特點和應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容上更主要的是電路的原理和基本分析方法，對基本電子器件的結(jié)構(gòu)、原理有所了解，基本電子器件的特性、參數(shù)要講透并且深刻理解，按照循序漸進的原則和人的認識規(guī)律，對于電路分析、選擇、使用器件以及不同型號器件的替代是必不可少的，反映電路原理和分析方法的內(nèi)在聯(lián)系，總結(jié)出具有共性的原理和分析方法，也是實際工作中分析和處理電子技術(shù)問題所必需的。

其次，電路的動態(tài)分析要突出三種組態(tài)這條主線。在電路的動態(tài)分析中，無論電路形式、如何變化，我們必須抓住三種組態(tài)來進行電路分類，三種組態(tài)是基于對基本電子電路深入理解和高度概括的總結(jié)，作為一種思想體系貫穿全課始終，有著深刻的內(nèi)涵。這是基于對電子器件原理、特性，用三種組態(tài)的思維方式對學(xué)生進行思維方式的訓(xùn)練，使學(xué)生深刻認識和對電路原理的透徹理解，可以在基本電路、簡單問題上，并且進一步在復(fù)雜電路中靈活運用，無論分立元件電路，還是集成電路的分析得以簡化，避免了每種電路對應(yīng)一種分析方法的復(fù)雜局面，這種方法能適應(yīng)新知識的發(fā)展。

當然，三種組態(tài)電路也有局限性，三種組態(tài)蘊含于放大電路的兩種輸入、兩種輸出的基本概念（同、反相，高、低阻）和變量控制關(guān)系的變化形式，電路的動態(tài)工作過程和電路分析，由于電路形式、功能的差異，利用負反饋手段可以解決，反復(fù)運用三種組態(tài)的思維方式和分析方法，在電路分析上可用于估算多極負反饋應(yīng)用的具體形式，定性描述對電路性能的影響。利用三種組態(tài)和反饋的概念加以分析，使學(xué)生在簡單問題和簡單電路上做到深刻理解，可以利用估算法定量進行電路分析，作為電路的性能指標反映電路的特性，無論是分立元件電路還是集成電路的分析都具有實用性，其分析方法不外乎圖解法和等效電路法，要使學(xué)生熟練掌握反饋組態(tài)、極性的判別方法。進而在復(fù)雜問題和電路中自如應(yīng)用，可以避免每種電路對應(yīng)一種分析方法的復(fù)雜局面。

總之，高等職業(yè)技術(shù)教育培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技能不僅是專業(yè)課的任務(wù)，通過《電子線路》課程的教學(xué)改革，要從基礎(chǔ)課做起，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力要貫穿整個教學(xué)過程，使學(xué)生由被動地接受變?yōu)橹鲃拥貙W(xué)習(xí)，培養(yǎng)出高素質(zhì)、創(chuàng)新型的合格人才，從而真正實現(xiàn)高職教育教學(xué)改革的目的，使高職教育得到進一步的提升和發(fā)展。

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微電子電路分析與設(shè)計范文第3篇

【關(guān)鍵詞】數(shù)字頻率計；脈沖信號；控制門；譯碼顯示；直流穩(wěn)壓電源；測量原理

數(shù)字頻率計一種能把頻率和時間等兩種以上的物理量進行數(shù)字化測量的儀器。數(shù)字頻率計主要用于測量正弦波、矩形波、三角波和尖脈沖等周期信號的頻率值。頻率計主要用于測量。數(shù)字頻率計是在規(guī)定的基準時間內(nèi)把測量的脈沖數(shù)記錄下來，換算成頻率并以數(shù)字形式顯示出來。測量頻率的方法有很多，按照其工作原理分為無源測量法、比較法、示波器法和計數(shù)法等。計數(shù)法實質(zhì)上屬于比較法，其中最常用的方法是電子計數(shù)器法。電子計數(shù)器是一種最常見、最基本的數(shù)字化測量儀器。數(shù)字計數(shù)式頻率計能直接計數(shù)單位時間內(nèi)被測信號的脈沖數(shù)，然后以數(shù)字形式顯示頻率值。這種方法測量精確度高、快速，適合不同頻率、不同精確度測頻的需要。電子計數(shù)器測頻有兩種方式：一是直接測頻法，即在一定閘門時間內(nèi)測量被測信號的脈沖個數(shù)；二是間接測頻法，如周期測頻法。電子計數(shù)器測量頻率具有精度高、使用方便、測量迅速，以及便于實現(xiàn)測量過程自動化等優(yōu)點，是頻率測量的重要手段。它的基本功能是測量正弦信號、方波信號、尖脈沖信號以及其他周期性變化的物理量。如配以適當?shù)膫鞲衅?，可以對多種物理量進行測試，比如機械振動的頻率、轉(zhuǎn)速、聲音的頻率以及產(chǎn)品的計件等等。它是電子測試、自動化控制等設(shè)備中不可或缺的重要測量儀器。它應(yīng)用于晶體振蕩器、各種信號發(fā)生器、倍頻和分頻電路的輸出信號的頻率測量，在廣播、電視、電訊、微電子技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。

數(shù)字頻率計的工作原理是將被測信號與標準信號一起通過一個閘門，然后用計數(shù)器對標準時間內(nèi)該信號脈沖的個數(shù)進行計數(shù)，并將其結(jié)果用LED數(shù)碼顯示管顯示出來。根據(jù)課題設(shè)計要求，設(shè)計并制作了產(chǎn)品。其測頻范圍為1Hz～99999Hz。本設(shè)計由數(shù)字電路來實現(xiàn)，既降低了成本，又簡化了原理結(jié)構(gòu)。其中主要電路有波形整形電路，分頻電路，控制電路和控制門，以及計數(shù)、譯碼、顯示電路。

本數(shù)字頻率計電源采用直流穩(wěn)壓電源得到穩(wěn)定的5V電源，利用分頻器獲得1s的標準時間，同時利用A/D轉(zhuǎn)換電路對信號進行轉(zhuǎn)換，輸出脈沖信號并將它們送入控制門，然后通過計數(shù)器計算這一段時間間隔內(nèi)的脈沖個數(shù)，將其換算后再顯示出來。然后，在下一個信號到來時，利用555完成計數(shù)器的清零工作，再繼續(xù)上述操作。具體由數(shù)字電路來實現(xiàn)，包括波形整形電路；分頻電路；控制電路和控制門；計數(shù)、譯碼、顯示電路四部分組成。使用了NE555、LM358、74LS00、74LS48、74LS90等集成塊。其系統(tǒng)框圖如圖所示。

電路分析：在555振蕩器輸出的波形經(jīng)分頻電路逐級分頻后，可獲得各種時間基準，通過時間基準選擇開關(guān)，將所選用的時間基準信號作為控制電路的觸發(fā)信號?？刂齐娐返妮敵鰹榫哂泄潭▽挾龋═）的方波脈沖，寬度稱為閘門時間，對應(yīng)得脈沖稱為閘門信號。閘門信號控制主控門的一個輸入端，該信號經(jīng)波形整形電路送到控制門，當閘門信號到來后，控制門開啟，被測信號脈沖和閘門信號通過控制門，控制門再將輸出的脈沖信號送到計數(shù)器計數(shù)。最后通過譯碼顯示電路，把被測頻率顯示出來。

在實際電路圖中，信號經(jīng)整形進入控制門，555振蕩器輸出的波形經(jīng)分頻電路逐級分頻后產(chǎn)生的秒信號，也送入控制門中。控制門74LS00將輸出的脈沖信號再送入計數(shù)器計數(shù)。由于頻率計的測量范圍是1Hz～99999Hz，因此計數(shù)器按十進制計數(shù)。設(shè)計中采用了74LS90計數(shù)器。顯示譯碼器采用與共陰數(shù)碼管匹配的74LS48，74LS48是一個7段碼數(shù)碼管的驅(qū)動芯片，通過它解碼，數(shù)碼管可以直接把數(shù)字顯示出來，以顯示5位數(shù)字，滿足所測頻率范圍為1Hz～99999Hz的設(shè)計要求。

分頻器的作用是為了獲得1s的標準時間。電路首先對1MHz信號進行1000000分頻得到周期為1s的脈沖信號。然后再進行二分頻得到占空比為50%脈沖寬度為1s的方波信號，由此獲得測量頻率的基準時間。利用此信號去打開與關(guān)閉控制門，可以實現(xiàn)對1s時間內(nèi)通過控制門的被測脈沖的數(shù)目進行控制。

NE555的作用是用內(nèi)部的定時器來構(gòu)成時基電路，巧妙地將模擬電路和數(shù)字電路結(jié)合在一起，給其他的電路提供時序脈沖。振蕩電路如圖所示。

為了能測量不同電平值與波形的周期信號的頻率，必須對被測信號進行整形處理，使之成為能被計數(shù)器有效識別的脈沖信號。波形整形采用施密特觸發(fā)器，如圖所示。

控制門用于控制輸入脈沖是否送計數(shù)器計數(shù)。它的一個輸入端接標準秒信號，另一個輸入端接被測脈沖?？刂崎T可以用與非門來實現(xiàn)。

計數(shù)器的作用是對輸入脈沖計數(shù)。根據(jù)設(shè)計要求量頻率為99999Hz，采用5位十進制計數(shù)器?？梢赃x用10進制集成計數(shù)器。74LS90是一種典型的集成異步計數(shù)器，可實現(xiàn)二-五-十進制計數(shù)器。

LED顯示器選用的是共陰極數(shù)碼管，驅(qū)動器，常用在各種數(shù)字電路和單片機系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)中。

設(shè)計制作的全過程是相當艱辛復(fù)雜的。首先要進行整體構(gòu)思，設(shè)計出完整的框圖，然后就是要根據(jù)框圖設(shè)計電路。畫電路，至關(guān)重要，需反復(fù)修改完善，等確定了以后，就要準備采購元器件，要根據(jù)技術(shù)指標選擇，還要根據(jù)元器件與元器件之間是否匹配。接下來是畫PCB板，制板，元器件的安裝，這一環(huán)節(jié)也相當重要，一旦出現(xiàn)虛焊，漏焊等現(xiàn)象，說不定板子就將報廢，一切須得重頭再來，板子完工以后，最后就是要檢測與調(diào)試，這也需反復(fù)修改。這是不可避免的。設(shè)計思路是最重要的部分之一，元器件的安裝也是重要的一環(huán)。任何一環(huán)出錯都會導(dǎo)致不成功。因此我們應(yīng)該在設(shè)計前做好充分的準備，像查找資料必須充足，這樣可以打下堅實的基礎(chǔ)。制作過程是一個考驗人耐心的過程，不能有絲毫的急躁。

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