模拟电子技术课堂教学改革－EDA技术与模拟电子技术的内容整合

梁玉红,黄海波,徐金玉

摘要：本文从二本院校学生的实际出发，研究和探索一种适应应用型大学的模拟电子技术课程课堂教学的方式和方法。通过将EDA技术引进课堂，改变以往的过于抽象的理论化教学模式，借助EDA相关软件平台现场进行模拟电路仿真和设计，使课堂教学变得直观形象易懂，活跃课堂气氛，从而进一步激发学生的学习热情，提高模拟电子技术课程的教学效果和质量。

关键词: 模拟电子技术;EDA技术;教学改革

一、DEA技术与模拟电子技术的内容整合的意义

模拟电子技术课程是电类相关本科专业的一门重要专业入门性质的课程。是实践性很强的学科基础课。课程的任务是使学生获得电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力。通过对本课程的学习，使学生掌握分析、设计模拟电路的基本理论和基本方法，初步具备分析与解决模拟电子线路故障的能力, 为今后深入学习电子技术在专业中的应用及本学科前沿知识打下良好的基础。同时，通过相关实验训练，强化对课程中重要的基本理论、基本方法和基本概念的掌握，以实现《模拟电子技术》中重要问题的仿真能力。学生的动手能力的培养主要是通过实验和课程设计两个环节来培养和加强，由于实践环节是独立设课，往往会出现课堂教学和实践环节脱节的现象，导致学生不能很好的将理论应用于实际，也无法使学生通过每一个实验的完成而进一步理解和加深对课堂所学内容的理解和巩固，已达成实验应有的目的。所以非常有必要，将实验环节和理论环节在课堂上进行有机的融合，一方面能让课堂教学更加生动直观，又可以让课堂的理论教学和实验环节得以有效的结合，对于重点知识点通过EDA仿真平台使所讲授的理论知识在课堂上直接进行仿真和验证，以进一步加深学生对所学内容的理解和认识。

二、EDA技术介绍

EDA是电子设计自动化（Electronic Design AutomaTIc）的简称。 EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。EDA的涵盖的范畴很广。涉及机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，目前EDA 技术不仅在各大公司、企事业单位还在学校的科研、教学中广泛使用。EDA 技术也成为大多数电子工程师必备的基本设计能力。EDA技术以计算机为基本工具、借助于软件设计平台，自动完成模拟系统的仿真、逻辑综合、布局布线等工作。最后下载到芯片，实现系统功能，从而实现硬件设计软件化。电子电路设计与仿真工具包括SPICE/PSP ICE:multiSIM7 ; Mat lab; SystemV iew; MMICAD L iveWire、Ed i son、Tina Pro Bright Spark等，本课程将Multisim仿真平台引入课堂教学，通过课堂上的Multisim对课程的知识点的实时仿真和验证验证，进一步激发学生学习的热情和对所学内容的理解。

三、实际教学案例

在半导体三极管及其放大电路一章中放大电路静态工作点的稳定问题的课堂讲解中，基于OBE理念使用仿真案例导入驱动教学的方法，在具体内容讲授过程中实现将教、学、做三步走。首先，通过讲解批改学生的仿真电路作业情况，进一步说明饱和失真和截止对放大电路的影响，并总结归纳合理的静态工作点设置的重要性。再通过搭建固定偏置共发射极电路，观测随着环境温度的升高，三极管参数受温度变化的影响。集电极电流增大，静态工作点上移，引出如何降低温度的影响及静态工作点稳定电路——分压式共发射极三极管放大电路。在课堂上，用软件仿真搭建分压式三极管放大电路，通过示波器输出，测试对分压式三极管放大电路的了解程度，找出与固定式放大电路结构的不同，及思考如何能降低温度对静态工作点的影响。最后，先以理论分析为主，分析温度对静态工作点的影响及如何能够稳定静态工作点的过程,再针对分压式共发射极三极管放大电路进行静态和动态分析，通过具体例题求解分压式偏置放大电路的直流工作状态和交流参数，并理解这些参数的含义，再通过仿真测量输入电阻和输出电阻，并与理论求解的进行对比，加深学生的理解和认知。

例1：仿真测试固定偏置共发射极电路，受温度变化对三极管参数的影响；

例2：静态工作点设置过高，饱和失真的情况；

四、结论

   通过在模拟电子技术课堂教学中将EDA技术与理论教学内容的有机融合，使课堂教学变得更加生动直观，学生的学习热情得以激发，同时，进一步增强了学生对所学内容的理解和掌握，提升了学生从抽象概念到实际电路仿真设计过程的认知，对提高课堂教学的效果和质量起到了积极的推动作用。基金项目：湖北省高等学校省级教学研究项目（2021381）、校级线上线下混合一流本科课程（XYLK2021017）。

作者简介：梁玉红（1966.12），山东蓬莱，工学硕士，教授，从事电子与信息技术、计算机应用的教学与科研工作