山东大学信息学院高频电子线路实验要求
2020-03-02 09:44:16 来源：范文大全收藏下载本文
1.1电子线路实验概述
众所周知，科学和技术的发展离不开实验，实验是促进科技发展的重要手段。我国著名科学家张文裕在为《著名物理学实验及其在物理学发展中的作用》一书的序言中，精辟论述了科学实验的重要地位。他说：“科学实验是科学理论的源泉，是自然科学的根本，也是工程技术的基础。”又说：“基础研究、应用研究、开发研究和生产四个方面如果结合得好，经济建设和国防建设势必会兴旺发达。要把上述四个方面结合在一起，必然有一条红线，这条红线就是科学实验。”
1.1.1电子线路实验简介
一、实验目的
电子技术是自然科学理论与生产实践经验相结合的产物。人们在实际工作中，依据理论知识和实践经验，分析和设计电子电路的性能指标，测试和制作电子系统的整机装置，均离不开实验室。从一只小小的电子管到神舟六号载人飞船，实验室是科学技术发展的孵化器。
作为学习、研究电子线路不可缺少的教学环节，电子线路实验是一门渗透工程特点的实践课程。通过电子线路实验，可以置身实验室，直接使用电子元器件、连接电子电路、操作电子测试仪器，理解和巩固理论知识，学习实验知识，积累实验经验，增长实验技能，为进一步学习、应用、研发电子应用技术打下较厚实的基础。
二、电子线路实验分类
电子线路实验，按性质可分为验证性实验、训练性实验、综合性实验和设计性、研究性实验五大类。
验证性（也称为基础型）实验和训练性实验主要是针对电子线路本门学科范围由理论论证和实际技能的培养奠定基础，这类实验就是学习实验方法，掌握实验知识，摸索实验技巧。它除了巩固加深某些重要的基础理论外，主要在于帮助学生认识现象，掌握基本实验知识、基本实验方法和基本实验技能。
通过这类实验达到的目的是：通过连接线路实现电路预定的应用功能，依据实验结果，证明理论知识的正确性及其适用的条件，从而加深对理论知识的理解。要通过实际操作，锻炼动手能力，包括仪器使用、故障排除、数据整理、结论总结等各方面的实验技术能力。
综合性实验泛指应用型实验、实验内容侧重于某些理论知识的综合应用，其目的是培养学生综合运用所学理论的能力和解决较复杂的实际问题的能力。
设计型实验也有称作电子技术课程设计。实验内容体现多个理论知识点的综合应用。目的在于培养学生综合运用所学理论知识的能力、解决较复杂的实际工程问题的能力以及不断进取、开拓创新的意识。显然，能够完成设计应用性实验的前提，是基本掌握了与之相关的电子线路基础理论知识和实验手段。
课程设计对于学生来说既有综合性又有探索性。它主要侧重于某些理论知识的灵活运用，例如，完成特定功能电子电路的设计、安装和调试等。要求学生在教师指导下独立进行查阅资料、设计方案与组织实验等工作，并写出报告。这类实验对于提高学生的素质和科学实验能力非常有益。
研究型实验也指创意型、探索型实验。此类实验从选题、方案论证，到安装、调试，均由学生独立完成。在实验的全过程中，学生将接受从查找资料到验收答辩全方位的训练。实验选题通常是电子系统级的设计，所需知识往往涉及较多的相关课程。开设此类课程，将有助于培养学生的自学能力、科学作风、工程素质、创新能力、团队精神、职业修养、创业精神，这是我们培养人才的努力方向。
自20世纪90年代以来，电子技术发展呈现出系统集成化、设计自动化、用户专业化和测试智能化的优势。为了培养21世纪电子技术人才和适应电子信息时代的要求，我们认为
除了包括若干仿真实验和通过计算机来完成设计的小系统）是必然的，也是很有益的。总之，电子线路实验应突出基础技能、设计性综合应用能力、创新能力和计算机应用能力的培养，以适应培养面向21世纪人才的要求。
三、实验教学要求
电子线路实验，不是测试数据、计算结果的简单操作，而是正确使用仪器设备、记录测试数据、观察实验现象、排除实验故障、分析实验结果、兑现工程技术指标的工程技术训练。在教育部高等学校电子信息与电气信息类基础课程教学指导分委员会拟定的电子线路（Ⅰ、Ⅱ）课程“教学基本要求”中，对在电子技术实验教学中应体现的能力培养目标，提出了明确的要求。
1）了解示波器、电子电压表、晶体管特性图示仪、信号发生器、频率计和扫频仪等常用电子仪器的基本工作原理；掌握正确使用方法。
2）掌握电子线路的基本测试技术，包括电子元器件参数、放大电路静态和动态参数、信号的周期和频率、信号的幅度和功率等主要参数的测试。
3）能够正确记录和处理实验数据，进行误差分析，并写出符合要求的实验报告。
4）能够通过手册和互联网查询电子器件性能参数和应用资料，能够正确选用常用集成电路和其它电子元器件。
5）掌握基本实验电路的装配、调试和故障排除方法。
6）初步学会使用EDA工具软件对电子电路进行仿真分析和辅助设计及用Spice分析设计电子电路的基本方法。并能够实现小系统的设计、组装和调试。
四、仿真技术
目前采用的实验技术有实际测试和仿真分析两种。
随着电子技术、计算机技术的飞速发展，仿真分析取代了以定量估算和搭接硬件电路为基础的传统实验方法，它代表着当今电子分析与调试技术的最新发展方向，已成为现代电子电路设计中必不可少的工具与手段。
仿真分析是运用数学工具，通过运行计算机软件，完成对电路特性的分析与调试，也称为计算机仿真技术或软件实验。在这里，不必构造具体的物理电路，也不用使用实际的测试仪器，就可以确定电路的工作性能。这些仿真软件提供了许多常用的虚拟仪器、仪表，用户可通过这些仪表观察电路的运行状态和过程，分析电路的仿真结果。这些仪器、仪表外观逼真，设置、使用和读数与实际的测量仪表相差无几，使用它们就像置身于实验室中。人们形象地称仿真软件为电子工作平台或虚拟实验室。
仿真软件一般具有三大特点：含有丰富的元器件数据库，且其物理结构和模型参数可随意更改；备有常用的测试仪器仪表，且不会因操作不当而引发损坏；具有多达十余种的电路性能指标分析功能，且能即时完成测试数据的整理、曲线的绘制等工作。在这样的虚拟环境中进行实验，不需要真实电路环境的介入，不必顾及仪器设备短缺和时间环境的限制，能够极大地提高实验效率，激发学生对实验的兴趣。因此，在进行实际电路搭建和性能测试前，可以借助仿真软件对所设计的电路做反复的更改、调整、测试，从而获得最佳的电路指标和拟定最合理的实测方案。
熟练掌握一些电路仿真软件的使用方法，已成为当今电子电路分析和设计人员必须具备的基本技能之、。常用的仿真分析软件有 Spice、Multisim等。
1.1.2电子线路实验的一般要求
尽管电子线路各个实验的目的和内容不同，但为了顺利完成实验任务，确保人身、设备安全，培养严谨、踏实、实事求是的科学作风和爱护国家财产的优良品质，充分发挥学生的主观能动作用，促使其独立思考、独立完成实验并有所创造。我们对实验前、实验中和实验后分别提出如下基本要求。
一、实验前的要求
为避免盲目性，参加实验者应对实验内容进行预习。掌握有关电路的基本原理（课程设计则要完成设计任务），拟出实验方法和步骤，设计实验表格，对思考题作出解答，初步估算（或分析）实验结果（包括参数和波形），最后作出预习报告。
二、实验中的要求
（1）参加实验者要自觉遵守实验室规则。
（2）根据实验内容合理分置实验现场。准备好实验所需的仪器设备和装置并安放适当。 使用仪器设备前，应熟悉其性能、操作方法及注意事项。实验时应规范操作，并注意安全用电。
（3）按实验方案连接实验电路和测试电路。电路接线后，要依照接线图认真检查，确认无误方可通电。注意电源与地线间不得短接、反接。初次实验，应经教师审查同意后，才能通电。
实验过程中一旦发现异常现象（如有器件烫手、冒烟、异味、触电等），应立即关断电源，保护现场，报告教师。待查清原因，排除故障，经教师允许后，再继续进行实验。
实验过程中需改接线路时，应首先关断电源，然后进行操作。给计算机连接外设（如可编程器件的下载电缆）前，应使计算机和相关实验装置断电。
（4）要仔细观察和认真记录实验条件、实验现象，包括实验数据、波形和电路运行状态等。发生故障应独立思考，耐心排除，并记录排除故障的过程和方法。
实验过程中不顺利，不一定是坏事，常常可以从分析故障中增强独立工作能力。相反，“一帆风顺”也不一定收获大。做好实验的意思是独立解决实验中所遇到的问题，把实验做成功。
（5）爱护公物，注意保持实验室整洁文明的环境。室内禁止打闹、喧哗、吃食物、喝饮料、吸烟、吐痰、扔纸屑、乱写乱画等不文明行为。
（6）服从教师的管理，未经允许不得做与本实验无关的事情（包括其它实验），不得动用与本实验无关的设备和它组使用的设备，不得随意将设备带出室外。
（7）实验结束时，应将记录送指导教师审阅签字。经教师同意后方可拆除线路，清理现场。同时，应及时拉闸断电，整理仪器设备，填写设备完好登记表。
实验规则应人人遵守，相互监督。
三、实验后的要求
实验后要求学生认真写好实验报告。
1.1.3电子线路实验报告的内容与要求
实验报告是对实验全过程的陈述和总结。编写电子线路实验报告，是学习撰写科技报告、科技论文的基础。撰写实验报告，要求语言通顺，字迹清晰，原理简洁，数据准确，物理单位规范，图表齐全，曲线平滑，结论明了。通过编写实验报告，能够找寻理论知识与客观实在的结合点，提高对理论知识的认识理解，训练科技总结报告的写作能力，从而进一步体验实事求是、注重实践的认知规律，培养尊重科学、崇尚文明的科学理念，锻炼严谨认真、一丝不苟的工程素养。
电子线路实验报告分为预习报告和总结报告两部分。
一、预习报告内容
实验预习报告用于描述实验前的准备情况，避免实验中的盲目性。实验前的准备情况如何，直接影响到实验的进度，质量，甚至成败。因此，预习是实验顺利进行的前提和保证。在完成预习报告前，不得进行实验。
预习实验应做的工作内容如下：
（1）实验目的
实验目的也是实验的主题。无目的的实验，只能是盲目的实验，是资源的浪费。
（2）实验原理
实验原理是实验的理论依据。通过理论陈述，公式计算，能够对实验结果有一个符合逻辑的科学的估计。陈述实验原理，要求概念清楚，简明扼要。对于设计型实验，还要提出多个设计方案，绘制设计原理图，经过论证选择其一作为首选的实验方案。从这个意义上讲，预习报告也称作设计报告。
（3）仿真分析
对被实验电路进行必要的计算机仿真分析，并回答相关的部分思考问题，有助于明确实验任务和要求，及时调整实验方案，并对实验结果做到心中有数，以便在实物实验中有的放矢，少走弯路，提高效率，节省资源。
（4）测试方案
无论是验证型实验还是设计型实验，均应依照仿真结果绘制实验电路图（也称布线图），拟定测试方案和步骤，针对被测试对象选择合适的测试仪表和工具，准备实验数据记录表格，制定最佳的测试方案。测试方案决定着理论分析与实验结果间的差异程度，甚至关系着实验结论的正确性。
二．总结报告的内容
总结报告用于概括实验的整个过程和结果，是实验工作的最后一个环节。实验报告必须真实可靠，提倡实事求是，来不得半点虚假。一份好的实验报告，必是理论与实践相结合的产物，最终能使作者乃至读者在理论知识、动手能力、创新思维上受到启迪。
总结报告通常包含以下内容：
（1）实验条件：列出实验条件，包括何时与何人共同完成什么实验，当时的环境条件，使用仪器名称及编号等。
（2）实验原始记录：实验原始记录是对实验结果进行分析研究的主要依据，须经指导教师签字认可。
选用的EDA工具，程序设计流程和清单，测试所得的原始数据和信号波形等。
（3）实验结果整理：选用适当的方法对原始记录的测试数据、信号波形进行认真整理和处理，并列出表格或用坐标纸画出曲线，公示分析计算公式。
对测试结果进行理论分析，作出简明扼要结论。找出产生误差原因，提出减少实验误差的措施。对与预习结果相差较大的原始数据要分析原因，必要时应对实验电路和测试方法提出改进方案。
（4）故障分析：如果实验中出现故障，要说明现象，并报告查找原因的过程和排除故障的方法措施，总结从中汲取的教训。
（5）思考问题：按要求有针对性地回答思考问题是对实验过程的补充和总结，有助于对实验任务的深入理解。
（6）实验结论：实验结论包括是否完成了实验任务、达到了实验目的，是否验证了经验性调试方法、计算公式、技术指标，是否体验到了理论与实际的异同之处，所获得的应用性乃至理论性研发成果，实践能力和综合素质上的收益，写出对本次实验的心得体会，以及改进实验的建议。
三、实验报告的要求
将预习报告和总结报告装订在一起，封面要注明：课程名称、实验名称、实验者姓名、班号、学好、实验设备编号，预习报告完成日期、实验完成日期、实验报告完成日期。
实验报告应文理通顺，书写简洁，符号标准，图表齐全；讨论深入，结论简明。
人人范文网 m.inrrp.com.cn 手机版