独立院校电子设计大赛模电培训的内容及方法探索

入 峰 值 ５ ｍ 正 弦 信 号 ， 总 放 大 系 数 为 ５ ， 带 ０ｖ Ｏ
宽 大 于 Ｉ ＯＨ 。 Ｏ Ｋ ｚ （ ３ Ｏ ｚ ３ ４ Ｈ 带 通 滤 波 器 。 截 止 频 ２ ＯＨ～ ．Ｋｚ ）
求 ， 但 电 源 效 率 达 不 到 指 标 。 要 求 学 生 考 虑 如 何 提 高 电 源 效 率 ， 并 改 进 电 路 ， 可 以进 一 步 提 高 电路 性 能 指 标 。
现 １Ｗ Ｏ 的低 频 功 率 放 大 器 ， 经 过 这 个 项 目的 培 训 后 ， 学 生 的 动 手 能 力 可 以大 幅 提 高 ，而 且
意 尽 量 避 免 电路 产 生 自激 振 荡 了 。 消 除 自激
以模 电 培 训 的 内 容 及 方 法 在 电子 设 计 大 赛 培 对 模 电 的 认 识 还 是 比较 模 糊 。 用 分 立 元 件 实 １ 、模 电培 训 的 项 目内 容 根 据 历 届 全 国 大 学 生 电 子 设 计 大 赛 的 竞 赛 题 目来 看 ， 涉 及 到 的 模 电 部 分 总 体 可 分 为 三个 方面 ：运算放 大 、滤波 以及功 率放 大 ，
个 频 率 处 衰 减 ３ Ｂ ［ 满 足 截 止 频 率 的要 求 。 ｄ￣可 Ｊ
这 个 问 题 后 ，学 生 往 往 无 法 找 到 真 正 原 因 ， 自然 也 无 法 把 问题 解 决 。 其 实 问题 在 于 学 生 对 多 级 放 大 电 路 的 放 大 倍 数 计 算 没 有 理 解 清 楚 ， 他 们 只 知 道 整 体 放 大 倍 数 等 于 各 级 放 大 倍 数 的 成 绩 ， 而 这 里 各 级 放 大 倍 数 已 经 不 是 每级 独立 的放大倍 数 了，还要 考虑前 后级输 入 输 出 电 阻 对 各 级 放 大 倍 数 的 影 响 ， 所 以这 时 要 提 醒 学 生 查 阅 多 级 放 大 电 路 的 放 大 倍 数 的 计 算 方 法 。 理 解 了 这 一 点 后 ， 学 生 就 知 道 了 问题 所 在 ， 进 而 找 到 办 法 ，通 过 增 加 射 级 跟 随 电 路 把 两 级 电 路 隔 离 ， 就 解 决 了这 个 问
单 级 放 大 电路 不 能 满 足 要 求 ， 必 须 采 用 多 级 放 大 电路 。 因 此 ， 奉 次 设 计 要 用 到 差 分 放 大 电 路 ，集 电 极 输 出 的 共 射 放 大 电 路 和 乙类 功
率 放 大 电 路 。 培 训 时 ， 首 先 要 求 学 生 自 己 通
而且这 三个 方面部 要达 到准确 的定 量设 计 。 因 此 模 电 培 训 的 项 目制 定 为 以下 三 个 ： （） １设 ’ 制 作 个 放 大 器 ，采 用 两 级 反 并 向放 大 器 ， 前 级 粗 调 ， 后 级 细 调 。 要 求 ： 输
后 ，当 电路 带８ Ｑ负 载 时 ，还 会 出现 问题 ， 学 生 会 发 现 空 载 时 输 出 电 压 幅 值 可 以满 足 要
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文◎
摘 要 ： 目 前 ， 独 立 院 校 电 子 相 关 专 业 虽 然 都 开 设 了 模 拟 电 子 技 术 课 程 ，但 课 程 结
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吴 艳 玲 （ 汉 科 技 大 学 中 南 分校 ） 武
△ 臣 翟圈 蓬量
独立 院校 电 子设计 大 赛模 电培 训 的 内容 及方 法探 索
根 据 题 目 要 求 ， 将 ５ｍ Ｖ信 号 放 大 为
数 ， 解 决 这 个 问 题 。 最 后 进 行 指 标 测 试 ， 大
多 数 学 生 调 试 的 电 路 都 可 以 满 足 输 出 功 率百度文库要
√ ０４ ８ ８ ４ ， 电压 放大倍 数为 １ ８ 倍 ， １￣ × ０＝ Ｖ － ９ ７８
管 的 型 号 根 据 Ｕ Ｅ ， Ｉ Ｍ Ｐ Ｍ 个 参 数 确 ＣＯ Ｃ和 Ｃ三 定 。 三 极 管 型 号 确 定 后 ， 学 生 就 可 以 结 合 电 路 指 标 和 三 极 管 的 放 大 系 数 确 定 各 级 静 态 工 作 点 及 动 态 范 围 ， 最 终 独 立 设 计 出 完 整 的 低
频 功 率 放 大 器 电 路 图 。 此 时 的 电 路 设 计 还 完 全 停 留 在 理 论 设 计 ， 由于 学 生 理 论 水平 有
失真≤３ ；电源 效率≥５％。 ％ ５ 这 三 个 项 目中 第 一 个 是 最 简 单 的 ，第 三
个 是 最 难 的 ， 培 训 时 先 完 成 前 两 个 ， 建 立 学 生 的 自信 心 ， 再 通 过 第 三 个 项 目的 培 训『 真 ， 正 提 高 学 生 的模 电 动 手 能 力 。 ２ 、放 大 器 设 计 的培 训 方 法 学 生 对 各 种 运 算 放 大 电 路 的 结 构 是 比 较 清 楚 的 ， 但 对 运 放 的 增 益 带 宽 积 这 个 参 数 不 了解 。 培 训 时 首 先 要 求 学 生 根 据 题 目 的 指 标 要 求 ， 选 择 的 运 算 放 大 器 的 型 号 和 电路 结
设 计 大赛培训 的 学生在模 电部 分的基 础很 薄 切 比 雪 夫 滤 波 器 等 多 种 类 型 ， 培 训 时 先 简 单
培训 方 法，可 以有 效提 高学生 的模 电设 计和
动手能 力。
关 键 词 ： 电 子设 计 大 赛 ：模 拟 电 子技
术 ；培 训 方 法
现 ，输 出 信 号 波 形 中 出 现 很 大 的 高 频 分 量 ， 波 形 很 差 ，其 实 是 电 路 产 生 了 自激 振 荡 ， 此 时 学 生 还 不 了 解 什 么 是 自激 振 荡 ， 老 师 要 指 导 学 生 查 阅 自激 振 荡 产 生 的 原 因 及 消 除 的 方 法 ， 并 进 行 试 验 。经 过 这 个 过 程 后 ，学 生 对
求 ， 但 带 负 载 后 输 出 电 压 被 严 重 拉 低 ， 而 且 波 形 严 重 失 真 。 这 个 问 题 ， 学 生 只 靠 自己 也 无 法 解 决 ， 归 根 结 底 还 是 因 为 理 论 水 平 不 够 ， 无 法 解 释 这 个 现 象 的 产 生 原 因 。 所 以 在 这 个 阶 段 要 帮 助 学 生 走 出 困 境 ，详 细 分 析 为 什 么 带 负 载 后 输 出 电 压 下 降 且 波 形 失 真 。 了
题 。 电 压 放 大 倍 数 满 足 要 求 后 ， 再 焊 接 乙 类 功 率 放 大 电路 ，调 试 时 ， 又 会 有 新 的 问 题 出
束后 ，学生普 遍反 映收 效甚微 ，对模 电仍 然
没 有 具 体 的 认 识 。 因此 ， 独 立 院 校 参 加 电 子 弱 ， 动 手 能 力 也 很 差 而 模 电 部 分 的 定 量 设 计 又 是 决 定 电 子 设 计 大 赛 作 品 的 质 量 的 关键 环节 ，所以模 电培训 的 内容及 方法在 电子设 计 大 赛 培 训 中 显 得 尤 为 重 要 。 本 文 针 对 独 立 院校提 出 了电子设计 大赛 的模 电培训 内容及
定 直 流 电 源 电 压 及 进 行 器 件 选 型 ， 各 级 三 极
模 电部 分 的培 训 在 电 子 设 计 大 赛 培 训 中 是 很 关 键 的 环 节 ， 也 是 学 生 觉 得 比较 困难 的 环 节 ， 培 训 内容 要 结 合 竞 赛 题 目 制 定 。至 于
培 训 方 法 ， 总 而 言 之 ， 要 指 导 学 生 明 确 设 计 的 流 程 、 方 法 ， 引 导 学 生 从 理 论 入 手 ，通 过 调 试 验 证 理 论 设 计 是 否 正 确 ， 调 试 出 现 问 题
５ 、小 结
率为ｆ－ＯＨ ，ｆ＝．Ｋ ｚ Ｌ ３ Ｏ ｚ Ｈ ３ ４ Ｈ 。且 要 求 采 用 多 级 低 通 连 接 多 级 高 通 ， 组 成 ～ 最 大 平 坦 滤 波 个
器。
过 《 拟 电 予 技 术 》 课 本 理 解 这 三 种 电路 的 模 基 本 原 理 ， 包 括 放 大 电路 的 静 态 分 析 与 动 态 分 析 。 当 学 生 具 备 理 论 基 础 后 ， 指 导 学 生 确
于 自激 振 荡 就 有 了深 入 的 理 解 ， 以 后 也 会 注
目前 ，独立 院校 电子相 关 专业 虽 然都 开
设 了 模 拟 电 子 技 术 课 程 ， 但 课 程 结 束 后 ，学
生 普遍反 映收 效甚微 ，对模 电仍 然没 有具体
培 训 的 学 生 在 模 电 部 分 的 基 础 很 薄 弱 ， 动 手 能 力 也 很 差 。 而 模 电部 分 的 定 量 设 计 又 是 决 定 电 子 设 计 大 赛 作 品 的 质 量 的 关 键 环 节 ，所
解 了 原 因 后 ， 学 生 就 可 以 重 新 调 整 电 路 参
能 建 立 对 模 电 的具 体 认 识 。但 这 个 项 目难 度 也 是 最 大 的 ， 培 训 时 既 要 培 养 学 生 的 自学 能 力 和 独 立 解 决 问题 的 能 力 ，又 要 在 适 当 的 时
候 帮 助 学 生 找 到 解 决 问题 的 方 法 ， 以 免 学 生 长 时 间解 决 不 了 问 题 时 丧 失 信 心 。
（） 频 功 率 放 大 器 。 要 求 输 入 级 使 用 差 ３低
分 放 大 器 ，输 出级 使 用 乙 类 功 放 电 路 ， 同 时 达 到 如 下 指 标 ： 负 载 ８ ： 输 入 信 号 电 压 为 Ｑ ５ ７ ０ ：额 定 输 出 功 率 为Ｐ Ｒ １ Ｗ 非 线 性 ～ ０ｍ Ｏ≥ Ｏ；
可 以让 学生掌 握放 大器 的设计 方法 外，还 能 熟 悉 基 本 仪 器 的 使用 。
３ 带 通 滤 波 器 设 计 的 培 训 方 法 、 滤波器的类型包括巴特沃斯滤波器、 介 绍 几 种 常 用 滤 波 器 的 特 点 ， 根 据 题 目要 求 设 计 最 大 平 坦 滤 波 器 可 以 确 定 应 该 选 用 巴特 沃斯 滤波器 。重点讲 解滤 波器 的截止 频率 、 品质 因数和 增益 这些 指标 的分析 计算 方法 。 学 生 掌 握 了 各 项 指 标 的 理 论 计 算 后 ， 基 本 就 可 以独 立 设 计 出 带 通 滤 波 器 的 参 数 。对 于 阶 数 较 高 的 滤 波 器 ， 由 于 参 数 计 算 很 复 杂 ， 可 以指 导 学 生 结 合 滤 波 器 仿 真 软 件 快 速 确 定 电 路 的参数 ，但这 种方 式不 能一开始 就提 倡 ， 否 则 学 生 不 能 真 正 掌 握 滤 波 器 的指 标 计 算 机 设 计 方 法 。 学 生 完 成 电 路 设 计 后 ， 进 行 焊 接 调 试 ， 调 试 时 指 导学 生 用 信 号 发 生 器 给 出 的
时 又 要 上 升 到 理 论 ， 补 充 理 论 知 识 ， 最 后 解 决 问 题 。 根 据 本 文 提 出 的 培 训 内容 及 培 训 方 法 进 行 培 训 可 以有 效 提 高 学 生 的 模 电 设 计 和
动手能 力。
限 ， 设 计 出 的 电路 多 少 都 存 在 问 题 ， 不 过 经
训 中显 得 尤 为 重 要 。
的 认 识 。 因 此 ， 独 立 院 校 参 加 电 子 设 计 大 赛 ３ ０ ｚ １ ．Ｋ ｚ 正 弦 信 号进 行 测 试 ， 在 这 两 ０ Ｈ￣３４ Ｈ 的 ］ ４ 、低 频 功 率 放 大 器 设 计 的培 训 方 法 前 两 个 项 目都 是 由 集 成 运 放 完 成 ， 学 生