时间：2022-06-24 05:49:28
导语：在模拟电子论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：隔离传送；模拟信号；串行D/A接口
引言
在电力电子装置中，经常需要在两个不同的模块之间传送模拟信号，并且要保证安全可靠地传送。通常两个不同模块之间的电位可以相差几百伏乃至几千伏，比如电机控制中的隔离电枢电流和电压传感器，电动机地与控制系统地的隔离等。特别在一些以微处理器为核心的电力电子装置中，需要传送代表输出特性的参考信号，而运行于高频开关状态的功率电路与控制电路往往不在同一电路板上，为了防止强电磁干扰串到微机系统导致系统运行异常，并降低EMI和工频干扰，在信号传送的时候需要严格隔离。在工业过程控制与测量系统中更是普遍需要用到模拟量隔离传输技术，如热电偶、压力电桥、应变计、传感器的数据隔离放大均是例子。因此，研究精确可靠的传输方案对于保证系统的整体性能具有重要意义。本文以数控精密高频开关逆变电源系统为例，研究了电力电子装置中模拟信号的精确隔离传输的方法。
1隔离传输方法及其比较
实现电气上隔离的方法从耦合方式来看，可以分为磁耦合隔离方法、光电耦合隔离方法、电容耦合隔离方法等。
磁耦合隔离方法是最常用的耦合隔离方法。图1所示的是AD公司生产的隔离放大器AD202的内部结构示意图，是一个典型的变压器耦合二端隔离放大器，采用了调幅与解调技术将直流或交流信号通过变压器耦合到输出级，输入级内置一个独立的运放作为信号预处理，可进行缓冲、滤波等功能。输出级是对信号进行解调，滤波与放大。内置的DC/DC变换器可以提供电源给输入侧的运放、调制器或其他电路。
图2
另外，还有三点隔离的变压器耦合隔离放大器，如BB公司的3656,可以实现输入级和输出级隔离，而且供电电源与放大器隔离，真正实现了信号和电源完全隔离。
电容耦合隔离方法是比较先进的，采用了频率调制技术，通过对输入电压数字编码和差动电容势垒耦合，准确地隔离和传输模拟信号。图2所示的是BB公司电容耦合隔离放大器ISO122的框图，隔离放大器输入和输出之间通过2个1pF的隔离电容进行信号耦合。在调制端，输入放大器对输入电流和一个可切换的电流源之间的差值进行积分。假设VIN为0V，积分器将以单向的斜率上升直到超过比较器的阈值。内部的压控振荡器使电流源以500kHz的频率切换，输出调制的数字电平以差动形式加在势垒电容上。同时外加隔离电压呈共模形式。输出端的放大器检测出来的差动信号作为另一个电流源到积分器A2的切换控制，信号解调产生一个平均值等于VIN的VOUT，经过低通滤波器滤掉余下的载波噪声之后，就成为隔离放大器的输出。
由于采用了数字化调制手段，隔离栅的性能不会影响到模拟信号的完整性，所以有较高的可靠性和良好的频率特性。
光电耦合器是通过光信号的传送实现耦合的，输入和输出之间没有直接的电气联系，具有很强的隔离作用，在实际中应用很广泛。光电耦合器件具有非线性电流传输的特性，如果直接用于模拟量的传输，则线性度和精度都很差。于是很多公司相继推出线性光耦隔离放大器，如BB公司的ISO100,利用发光二极管LED与两个光电二极管进行耦合，一路反馈到输入端，一路耦合到输出端，经过激光调整精心匹配，线性度和稳定度都很好。
2开关式隔离传送与串行方式
针对光电耦合器能够相当可靠地传递开关量信号，因此，在实际应用中考虑数字隔离的方法，即将模拟信号通过A/D转换变成数字信号，再采用光电耦合器进行数字隔离。
2．1PWM的调制及解调方式
一种开关量隔离方式，集成PWM或微处理器输出信号调制的PWM波形，传送信号的瞬时电平与脉宽成正比，经过光电隔离后对PWM信号低通滤波，恢复成模拟信号。
2．2V/F方式
另一种A/D转换常用方法如图3所示。它采用电压/频率变换即V/F变换，设计的模拟信号隔离传送电路如图3所示。传感器输出的微弱信号放大到伏级，送入LM331构成的V/F转换电路变成脉冲信号，信号频率与输入电压成正比；可以进行长距离传输，而后经过光电耦合器切断前后电路电气联系，隔离后的脉冲信号再送入同样由LM331构成的F/V转换电路得到复原的模拟电压信号。
综上比较各种隔离方法的传输特性，其性能综合对比如表1所列。
表1各种隔离方法的传输性能对比
耦合方式传送精度噪声滤波结构复杂度传送距离电平死区
变压器耦合中需要高短有
电容耦合较好需要高短有
线性光电耦合较好不需要中短有
PWM低需要低长无
V/F中需要中长有
前面几种隔离方法都采用了集成的结构，性能得以保证，但是，由于隔离是在芯片内部实现，输入级与输出级间距很短，对于信号传输空间上有一定距离的应用场合，效果并不是很好；同时在调制与解调过程中不可避免地会有一些噪声产生，因此输出级要设置相应的滤波电路，导致准确度下降，
线性光耦当输入信号较小时，驱动电流可能小到无法令光电管检测，存在死区；后来的V/F开关转换方法传输可靠，但是隔离的两端都需要V/F芯片，电路仍显复杂，另外，工作频带受限制，低端因为纹波大而准确度下降，高端信号亦受滤波器频带限制。
图5
要解决或改善上述的不足单从电路结构完善上已经余地不大，唯有考虑引入数字式的传输手段。
2．3直接数字信号传输方式
对于模拟信号要求较高的场合，可以采用数字式信号传输，优点是精度高，抗干扰性强和可靠性好，能够实现任意波形的信号传送。在有些应用场合中是通过微处理器直接生成数字信号，则更有理由采用数字式传输。
将数字信号转换到模拟信号的方法可以有多种，如PWM信号滤波，数字电位器。从信号的准确度和驱动稳定度来看，专用的DAC芯片最为可靠。专用的DAC芯片，是通过数据线输入，转换成模拟信号输出，一般8～12位的精度已经可以达到大多数传送要求的准确度，因为输入是数字电平，所以可以进行光电隔离，还能通过远距离传送，这样就可以实现在两个不同的电网络之间传送模拟信号。
DAC芯片通常有串行和并行之分，并行的DAC芯片应用较多，编程简便，但是，应用时候需要把所有数据线以及读写控制线全部进行隔离，这样需要的光电耦合器的数量就较多，长距离传输的时候电路结构也比较复杂，优点只是信号变换速率较快。
图6
2．4串行D/A数字隔离的办法
对于速率传输并非很快的场合，采用串行的D/A芯片就能够很好地适应应用的要求。各大芯片厂商都已推出了串行接口的D/A芯片，通常输入端采用串行方式接收数据，如SPI或者I2C总线时序。微机接收来自各类传感器的模拟信号，配合或者自带的A/D转换器，将模拟信号变换成数字信号，再通过软件进行滤波、放大等数据处理，由程序将需要输出的数据加上若干控制位组合成串行数据列，通过微机I/O口，经过光耦隔离输入到串行D/A芯片，变换成模拟信号输出。图4所示的是通过光耦实现的串行隔离传送的一个方案。
这样便可以将控制电路与高电压电路完全隔离起来，只要将串行D/A芯片置于功率电路端。因为中间完全是数字信号传输，所以能够较好地解决传输干扰，连线也相当简单，一般不超过4根线，使电路的结构得以简化。图5所示的是实际的电路。
3串行D/A隔离信号传输的设计与实验结果
作者设计的数控开关电源中需要提供多路精确的25Hz参考信号，并且需要与主功率电路与驱动电路完全隔离，为此，采用了本文提出的方法。在以微处理器80C196KC为核心的实验电源系统中，逆变的参考信号是通过微机控制串行D/A生成，传送到隔离侧的功率控制电路。
本文采用MAXIM公司的串行8位DAC，电压输出，整个封装为8脚，结构简单。其中微处理器与芯片之间的SPI总线控制通过软件来实现，输入端的口线用高速光耦6N137分别隔离。
因为，80C196KC系列没有单口线操作指令，所以，各口线时序以并行方式同步输出。
输入线包含片选线、时钟线和数据线，首先，软件时序操作令片选有效，然后，程序就可以向芯片发送整合的数据包。时钟线上输出的是一定频率的脉冲信号，在每个时钟的上升沿后，将数据包中的各位按次序送到数据线上，当时钟变为下降沿时刻，数据输入到DA的寄存器内。具体时序如图6所示。
要完成一次数据的发送，串行芯片需要接收到16个数据位，也就是至少需要16个时钟周期，对于MAX522的时钟频率可达5MHz，故数据的发送周期最短大约为200ns，对于其他串行芯片可以类推，但是一般微处理器指令执行速率达不到这么快。
实验中输出25Hz波形，输出点数为256，采样频率达到6kHz，已经能够满足精密工频逆变电源的波形控制要求。如果采用更高速的处理器可传输频率更高的模拟信号。用这种方法可以实现多路信号的同步传输，只要将各串行芯片的片选端和时钟端分别相连，从数据端发送不同的数据位，就可以在隔离的另一侧输出同步波形。图7所示的是通过这种方法生成的两路参考波形，相位差90°。实验证明这种隔离方法能够使微机控制电路受到的干扰大大降低，由于采用数字信号的方式，无须滤波，可以适应信号发生突变的应用要求。
本征半导体掺杂后就是杂质半导体,非四价原子与四价原子在形成共价键中,得到电子成为负离子,失去电子成为正离子。N型半导体就是本征半导体掺入施主杂质所形成的,一个施主杂质原子在形成一个自由电子过程中变成了一个固定而不能移动的正离子,电子则为多数载流子,而本征激发产生的空穴只是少数载流子。相反,P型半导体则是本征半导体掺入受主杂质形成的,一个受主杂质原子在形成一个空穴过程中变成了一个固定而不能移动的负离子,空穴则为多数载流子,而本征激发产生的电子只是少数载流子。正是本征半导体掺杂后的得与失,使得杂质半导体的载流子数量有了量以及性质的改变,相对本征半导体的导电能力有了一定的提高,但并没有带来质的改变,所以,一般不会作为普通导体应用。
二、PN结的失与得
PN结就是得与失的产物。P型半导体与N型半导体的交界面因多子极型以及浓度差别,形成多子扩散运动,N区的电子扩散到P区,P区的空穴扩散到N区,在交界区域原有的电中性被破坏,P区失去空穴留下了不能移动的杂质负离子,N区失去电子留下不能移动的杂质正离子。这些不能移动的带电粒子集中在P区与N区交界面附近,形成空间电荷区。空间电荷区的逐步建立削弱了多子的扩散,而增强了少子的漂移。当多子扩散运动与少子漂移运动保持一种动态平衡时,交界面形成稳定的空间电荷区,即PN结。两种不同极型的杂质半导体在交界面失去多子的过程,得到了一种导电性能独特于杂质半导体导电能力的介质,带来了半导体导电能力质的突变,这就是PN结的单向导电性,即正向偏置导通,反向偏置截止。复合的PN结,在制作工艺上的差别,分别有双极型晶体管与单极型晶体管。晶体管在合理偏置下导电性能表现了特有的控制性能,即电流控制型的双极型晶体管和电压控制型的单极型晶体管。
三、放大电路的得与失
晶体管器件在“合理偏置以及顺畅的交流通道”原则下就可以构建一个放大电路,一个微弱的输入信号从输入端引入,在输出端得到一个幅值足够的输出信号,表现了小幅度的模拟量通过放大电路后得到了大幅值的模拟量,淋漓尽致地表现出信号幅值放大的概念。殊不知,这种放大电路的“放大”理解是表面的,是片面的,只看到“得”的现象,而没看到“失”的本质。在放大电路中,工作电源不仅仅只是提供合理的偏置,更主要担负着能源作用。放大电路仅仅只是一个信号幅值变换的平台,微弱的输入信号能源通过晶体管的控制作用改变着工作电源在输出负载上的能量消耗。最常见的一个事例就是人们日常使用的收音机,收音机就是一个典型的放大电路。手持式收音机没有电池,不可能发声,装上电池后就可以接收电台信号,伴随听的时间与音量的大小,电池的消耗程度或使用时间就会不同。没有收音机,人们不可能感受到空中的电磁波能量,有了收音机而没有电源也听不到悦耳的音乐,电池能耗使用殆尽了也享受不了。所以,严格意义上的放大电路是一个能源控制电路,放大电路的本质是弱小能量对大能量的控制。放大电路表面上得到了信号的幅值增大,实质上消耗了电源电能。
四、差分电路的失与得
单级放大电路的放大能力是有限的,总期望多级放大。多级放大电路是由若干级单级放大电路所组成,这样单级放大电路之间就存在耦合关系,直接耦合是多级放大电路的典型结构形式,直接耦合的多级放大电路最突出的弊端就是零点漂移,零点漂移最核心的表现形式就是温漂,解决零点漂移最有效的手段就是差分电路。差分电路由两个特性完全一致的单级放大电路复合而成,表现在晶体管的特性一致,晶体管偏置电路器件参数一致。差分电路从理论到实用经历了三个演变,即基本式差分电路、长尾式差分电路、带恒流源的差分电路,这三个演变唯一不变的就是基本结构不变。通过电路分析不难得出结论,差分放大电路的差模增益与单级放大电路的增益是一样的,然而,差分电路的共模增益接近零,有较大的共模抑制比,可以很好地抑制温漂,而单级放大电路就无法解决温漂问题。第一级放大电路温漂决定了多级放大电路的温漂,所以,集成运放的第一级总是差分输入级。可见,差分电路通过“失去”硬件(增加结构等价的电路,增大电路成本),得到了对共模信号的抑制能力,而并不改变对差模信号的放大能力。
五、带宽增益积的得与失
考核放大电路的性能表现在增益、峰峰值、输入电阻、输出电阻、带宽、失真度、输出功率与效率等参数中,它们取决于放大电路组态、晶体管特性、电源以及应用的方式。在放大电路的时域分析过程中,总是期望放大电路的放大倍数越大越好,一级放大能力不够就采取多级放大,以提高放大增益;在放大电路的频域分析过程中,总是期望放大电路有很小的下限频率和很大的上限频率,频率响应范围越宽越好,即带宽值越大越好。带宽是上限频率与下限频率的差值,提高带宽的有限手段就是尽可能提高放大电路的上限频率值。通过电路的频域分析可以发现,提高上限频率与提高放大电路的增益是矛盾的,一旦当放大电路的晶体管选定之后,带宽与增益之积是一个常数,放大电路的放大倍数增大几倍,相应地该电路的带宽就会减小几倍,实际中,既要提高放大电路的增益又要扩展放大电路的带宽,总是选取基区体电阻小、发射结与集电结电容效应小的高频放大管。可见,放大电路带宽增益积概念表现了得与失的理念,欲想得到较大的增益,必然失去频率响应的范围。
六、反馈放大电路的得与失
反馈是自动控制的一个重要概念,反馈放大电路是提高放大电路放大性能的重要手段,在电子技术应用中运用极为普遍。负反馈放大电路中,输出信号部分或全部反送到输入端削弱输入信号,使得闭环增益相对开环增益减小了反馈深度倍,表面上损失了放大电路的增益,然而,对放大电路的其他性能技术指标得到了极大的改善,表现在增益的稳定性得到了提高;环内的噪声干扰抑制能力以及非线性失真得到了改善;电路的带宽得到了扩展;输入电阻与输出电阻得到了相应的改善。如电压串联负反馈放大电路,增大了输入电阻,有助于电压输入信号的放大;减少了输出电阻,有利于输出电压的稳定性。正反馈放大电路中,输出信号部分或全部反送到输入端增强输入信号,闭环增益相对开环增益进一步增大,这是信号发生电路扰动起振的必然要求。信号发生器不会有输入信号或者说就是一个零输入电路,电路接通电源瞬间形成电路换路情形,通过正反馈选频网络(RC或LC选频网络)把输出端的信号有频率选择性地反送到输入端不断放大,这种无止境的放大也必然带来输出信号的非线性失真,所以在电路中为了防止输出信号的非线性失真,总是需要设置输出稳幅网络。可见,信号发生电路由放大电路、正反馈选频网络、稳幅网络三部分组成。稳幅的有效措施就是负反馈,所以,信号发生电路必须维持正反馈特性与负反馈特性的动态平衡。负反馈放大电路失去了增益,得到了电路性能技术指标的改善;正反馈放大电路得到了增益的“膨胀”,失去了输出信号的线性度,实际中为了挽回这种“失”,再次引入负反馈特性。
七、桥式整流的得与失
小功率直流稳压电源中整流的任务就是把交流电转换成直流电,衡量整流电路性能的主要参数表现在两个方面:(1)表征整流电路质量的参数,有输出电压和脉动系数;(2)表征整流电路对整流元件要求的参数,有正向工作电流和反向峰值耐压。半波整流输出电压低,脉动系数大;全波整流输出电压高,脉动系数小。然而,全波整流不仅需要降压变压器的副边引出中间抽头,更主要对整流元件的反向耐压提出了苛刻的要求,它是半波整流对整流元件反向耐压值要求的两倍。实际中,既要提高整流输出电压并减少纹波系数,又要对整流元件反向耐压的要求不苛刻,有效的技术手段就是桥式整流,桥式整流相比全波整流,在电路结构上只是增加了两个整流元件,但输出效果等同于全波整流电路的整流;桥式整流电路对整流元件的要求等同于半波整流电路对整流元件的要求,把半波整流与全波整流各自的优势整合在一个应用电路中。可见,桥式整流电路通过“失去”硬件(增加电路成本),得到了优于半波与全波整流电路的整流性能。
八、结语
《模拟电子技术》是一门技术性和实践性很强的专业基础课程，本课程是我系电子信息工程和应用电子技术两个专业的学生初次学习电子技术的课程，“入门”难是学生普遍存在的问题，我们认为难就难在学生对基本概念似是而非、基本原理理解不透、基本分析方法掌握不牢、基本计算方法应用不足，所以，在教学过程中，我们特别注重基本概念、基本原理、基本分析方法和计算方法的讲解，并力求引导学生举一反三，触类旁通。同时我校属于二本院校，学生的英语基础普遍偏低，要求英语基础比较薄弱的学生用英语来学习一门比较抽象的专业课程就难上加难了。为了解决以上问题，更好的在我系开展模拟电子技术双语教学，采用了以下方法：第一，在大一第二个学期开设电子信息类专业英语课程，让学生掌握电子技术专业的相关专业英语术语，同时让学生掌握用英语怎么来描述电子技术中的工作原理，特点，以及了解专业英语和普通英语的区别。为大二开设的模拟电子技术的双语教学打下良好的基础。第二，为解决双语教学师资难问题，我系特组织两名有留学经历，英语功底扎实的年轻教师到国内高校学习考察模拟电子技术双语教学，同时精心备课，突出重难点，将抽象的内容通过CAI课件尽量具体化。第三，展开多种模式的双语教学目前模拟电子技术双语教学采用大部分学生能接受的混合型双语教学模式和辅助双语教学模式相结合的方式，即一些比较简单的内容以及课后小结和讨论部分采用中英文结合双语教学模式，而模拟电子技术中的电路特性等重难点内容采用辅助双语教学模式。第四，对考核方法进行改革为突出英语的重要性，增加平时成绩的比例，从原来的平时成绩占期末成绩的20%增加到30%，同时成绩构成要多样化。
2双语教学实践的评价
双语教学的效果可以通过学生对该课程的感受与认识和学生对知识的掌握和运用情况两个方面来衡量，通过对我系电信11级两个班的双语教学问卷调查中可以发现：认为模拟电子技术双语教学授课中中英文比例适合的占大多数，说明大部分学生认可了双语教学。同时有九成以上的同学认为模拟电子技术双语授课进度适中。
3小结
高职院校的学生并不擅长纯理论的学习，如果在学习模电这门课程时，先进行一些感性认识的教学环节，他们往往更容易学习这门课程。科学家爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师”。因此，在讲授模电这门课程时，在讲完绪论以后首先由老师做一些电子方面的趣味实验，以激发学生的兴趣和好奇心，以增强学生学习这门课程的积极性。如果有条件让学生到实验室动手做一些较简单的电子实验，这些实验不仅能提高兴趣，又让他们认识了一些电子器件及特性，使今后在讲授各种电子器件时不再空洞乏味。
2要引导学生进行思维方式的转变
模电作为一门技术基础课，有其自有的特点和规律，其课程更重视理论与实践的结合。一般教学计划都是电工基础安排在模电课程之前来作为模电的基础课程，但如果不加分析地用电工基础的分析方法去分析模电，可能不会得到正确的结论。模电的理论有其自身的特点，表现在：第一，模电主要的电子器件二级管、三级管都是非线性器件，这与线性电路的分析和计算是有很大区别。第二，模电的分析都是直流加交流的分析方法，即直流通道和交流通道。直流通道决定静态工作点，而交流通道是信号的通道。第三，反馈网络是模电经常使用的电路，不管是运算放大器还是振荡器都必须有反馈网络的构成。以上几点正是学生学习模电的难点，因此在讲课过程中，要让学生了解这些特点与难点，调整思维方式和学习方法，使学生能够正确把握这门课程的学习特点。以下通过几个实例说明如何引导学生思维方式的转变。
2.1非线性电路与估算
在模电中常用的二极管、三极管的伏安特性为非线性，一般称为非线性元件，而电阻、直流电源的伏安特性为线性，一般称为线性元件。在模电中线性元件与非线性元件共同组成各种电路，那么电路的计算问题在电工基础中并未涉及，那么计算这种电路目前使用估算法、图解法。有的同学往往提出为什么不用解析法，而那样计算的不是更精确吗？在讲解这类问题时要给学生讲清楚估算法在工程计算中是非常重要的，它能使有些计算问题变得简单，能较快地解决实际问题，而用解析法，一是目前学生的数学知识不能解决这种问题，二是如果能用高等数学的方法解决，但过程过于繁杂，虽然计算精度高，但与估算结果差距不大。因此在这里要让学生思维方式有一个转变。
2.2放大电路的直流通路与交流通路
在模电的放大电路中,直流通路和交流通路的分析也是模电独特的电路分析方法，由于二极管、三极管中PN结死区电压的存在，必须在交流信号通过放大电路时有一个直流电压及电流的存在，这样才能保证交流信号不失真地通过放大电路。这也是学生需思维转变的一个重要方面。对于三极管、电阻、电容、电感、电源等电子元器件，它们分别在直流电及交流信号激励作用下的不同响应决定了它们在直流电及交流信号中所起的不同作用，这些都是分析复杂放大电路的基础。很难想象不清楚放大电路直流通路和交流通路的学生能够学习好这门课程。
3通过课程综合实验提高学生的整体水平
由于模电是一门与实践联系非常密切的技术基础课，通过一些综合实验来提升学生的理论水平和实践技能是非常重要的，因此在课程讲完之后，笔者就安排一个超外差式收音机综合实验来提升学生模电的理论水平和实践能力。读图——提升学生的读图能力，课上讲的模电电路一般是各类单元电路，如共射基本放大电路、振荡电路、功率放大电路等。通过综合实验课可以将各个电路串成一个整体，笔者通过对一个超外差式收音机电路图进行整体讲解和分析，来提升学生模电电路的整体分析能力。一般超外差式收音机的电路组成为变频级——中放级——检波级——低频放大级——功率放大级，对照理论教学所讲授的内容，变频级对应振荡电路及基本放大电路，而该放大电路又工作在非线性区属非线性放大，这样才能混频输出差频信号，在这里还要补充讲解一下放大电路的非线性特性及应用，这样使学生对三极管有了更深刻的认识，平时常常强调放大电路要工作在线性区，似乎非线性区是不可用的、多余的，但通过这样一个实例让学生明白，三极管放大电路工作在线性工作区时可进行线性放大，工作非线性区时可以进行混频等应用。这样一级一级来分析后面的中频放大电路、检波电路、低频放大电路、功率放大电路等。实践证明，通过整体电路的分析与讲解，学生的读图和分析能力得到了明显的提高。
4结束语
福建省武夷学院作为应用型本科院校，电类专业开设的模拟电子技术课程，分列为三门子课程:包括60个学时的理论课程、20个学时的实验课程和1周的课程设计，其中实验课和课程设计为实践环节。用倒三角图表示课程结构、学时安排以及三者之间的相辅相成的关系。模拟电子技术课程的最大特点是内容较多，学生普遍感觉较难，涉及知识面广、应用性较强。
二、课程教学探讨
1．灵活运用多种教学手段。
学生上理论课普遍感觉比较抽象、较难理解与掌握，合适的教学手段显得尤为重要，板书和多媒体相结合的教学手段对于一般本科学生比较合适。教师在黑板写的时间，学生有短暂的时间进行消化和记笔记，有利于对内容的即时理解和课后复习，使得大部分学生能跟上老师的授课进度。比如，在讲授到三极管基本共射极放大电路时，学生对于小信号等效电路画法比较难于掌握，而仅仅用多媒体授课放映效果不理想。教学中可以结合板书，分步画出三极管的H模型，结合小信号等效电路的依据，在黑板上一步步画出来，学生理解起来就更方便。这在模拟电子技术中是比较基础的理论内容，基础内容讲透了，有利于后续章节的顺利展开。但是对于某些比较难用语言描述的概念或者复杂的演变过程，使用多媒体动画效果进行讲解可以更形象生动，使学生更易于理解。例如，P、N型半导体中电子的扩散与复合，晶体管、MOS管器件中的电子、空穴的运动，电流的运动以及器件的制造工艺过程等。这些内容如果采用板书，画图太多、耗时较长，也很难做到形象表达。若用多媒体加上Flas的方式学生就会更感兴趣，有利于知识的理解。需要注意的是多媒体教学课件画面切换快，学生记笔记跟不上，授课时注意放慢速度，讲清基本概念和基本分析方法，适当结合板书对内容作出提纲挈领性的总结。这样结合多种教学手段既缓解了课程内容多与学时数明显不足的矛盾，又发挥了多媒体教学省时、直观、形象的优点，因此受到了学生们的普遍欢迎。
2．营造讨论式教学环境，加强课外辅导。
为增强学生学习的主观能动性，教师可结合实际的学习状态引导学生思考问题，每节课上教师可以适当提出1－2个比较有代表性的问题，供学生探讨，这一过程不仅激发了学生的兴趣也提高了学生的思维能力。总结之前的教学效果，教材的后面章节，比如反馈、功率放大等，学生理解起来就很困难，学习兴趣急剧下降。每周设置1－2个课外的时间段老师给学生们答疑解惑，在学与问的过程中，学生对每堂课的内容能及时消化和吸收，这样学生对整体内容能更好地进行理解，学会融会贯通，达到较好的教学效果。
三、重视实践教学，加强动手能力的培养
1．加强实验教学过程管理。
模拟电子技术实验大纲中包括验证性和综合性实验，其中验证性实验总计有8个，选做5个;综合性实验有2个，选做1个。实验采用自编的实验指导书，书中包括实验目的、实验原理、实验使用仪器、实验操作步骤和思考题等等，要求学生结合实验原理和思考题认真完成实验预习报告，学生在每次实验前对实验项目有基本理解，教师批阅后再根据情况进行讲授。在实验过程中，摒弃传统的“老师做、学生看”的教学模式，我们要求学生自己调试电路和操作实验仪器，独立排除实验故障，找出问题、原因，必须在规定的时间内完成每个实验项目。实验报告中学生需对数据进行处理、分析误差，对实验现象做合理的分析及总结，提出改进意见与措施。这样学生能结合理论与实践，动脑动手相互结合，提高实验的教学效果。
2．重视课程设计，解决实际问题。
课程设计是学生把理论知识应用于解决实际问题的一个重要的实践环节，是培养学生实践技能的重要手段，可以提高学生理论结合实际、分析问题和解决问题的能力。应用性本科学校培养学生的主要目标为未来的技术人员和工程师，动员和组织电类学生开学初准备基本的实践工具，比如电烙铁、万用表、斜口钳、焊锡等等。学校专门设置1周的时间进行本门课程的设计，如何充分利用有限的时间，引导学生综合运用所学的基本理论知识，来分析问题、解决实际问题呢?教师可先给学生提出基本要求，给出一些参考题目，为发挥学生的主观能动性，学生也可自拟题目。课程设计分组进行，要求每组限2名学生。在课程设计教学中要求学生充分利用图书馆和网络资源，学生学会怎样查资料、怎样看资料，如何从资料中获取有用的信息。对于兴趣浓厚的学生可以结合每年的校园科技节活动和大学生创新训练项目，给学生更大的平台去实践锻炼，对于学生的科技成果，还应指导学生试着撰写科技小论文，实践联系理论，提高其科研能力。
3．强调专业仿真软件的运用。
随着计算机的发展，利用计算机的仿真软件对电路进行验证、设计和分析已成为一种趋势。主要原因有:(1)计算机仿真不局限于地点和时间，比较方便，用电脑装好软件就可以进行电路的设计;(2)其可替代采用简化电路模型搭接实际电路进行验证的传统设计方式，同时可有效地对电路参数确定和方案选择，并在设计初期对产品的性能进行可靠预估，从而提高设计质量、缩短设计时间、节省设计费用，因此成为了现代设计中重要的组成部分;(3)利用仿真结果得出电路性能受电路中某些关键参数的影响，可更好地理解电路的特性和性能指标，对实际电路设计和调试具有重要指导意义。目前电子技术中应用较广泛的仿真软件有Proteus、Pspice和EWB等等。教师对于刚刚接触仿真软件的学生，应先结合实际情况讲解一个软件的基本用法，系统地介绍相关的电子资料和软件安装的方法。随着电子产品的普及，大学生基本上都有个人电脑，挖掘其自学能力，对引导其触类旁通具有现实意义。对于课本上难理解的内容，比如放大电路的幅频特性等可通过仿真实现，通过仿真过程与结果分析能更好地理解和掌握理论知识，而且学习好一门软件对于今后的学习和工作起着很重要的作用。
四、重塑培养方案，改革评分机制
传统的培养方案是理论课、实验课和课程设计加起来是一门课程，教师评出总成绩，实验课和课程设计只是作为总成绩中平时成绩的一部分。改革后理论课、实验课和课程设计分列为三门子课程，三门课程各给出总评成绩。理论课评分是按照“3+7”的机制评分，实验成绩按照“3+4+3”机制评分，课程设计按照“1+4+5”机制评分，详细评分机制如表1所示。改革前实践成绩比重偏低，很难考查出学生的动手能力，学生对实践环节总是马虎、敷衍，心里想着实践成绩不理想，还可以靠期末笔试成绩提起来。评分机制改革后，学生比较重视实践教学，做实验和课程设计的积极性明显提高。
五、总结
1．经过学校上述教学探索和实践，使得教学形式多样、生动活泼，学生自学能力和动手能力的培养收到了良好的效果。
学生感觉模拟电子技术虽然有点儿难，但是他们觉得能学到许多知识。
2．应用型本科模拟电子技术课程的教学具有电类课程理论性和应用性教学的双重特点，同时符合相关应用岗位技能要求。
关键词：网络、教学、模式
传统的教学模式主要是世代沿袭的面对面的单向式课堂教学，教师只能根据大多数学生的水平来掌握课程进度。80年代初，随着教育技术的迅速进步，幻灯机、投影机、录音机、录像机、计算机等教学媒体被先后运用到了教学中，使教学变得灵活多样，丰富了课堂教学方式，对提高教学质量起到了极大的推动作用。但这些教学媒体在承载信息的种类和能力以及使用的方便程度上都有极大的局限性。由于它们功能单一，且独立分散，都只能完成某方面的任务。最关键的一点是，这些设备受场地、环境等因素的影响，很难统筹起来发挥各自的最佳功能。以计算机为中心的互联网、多媒体技术的崛起，不但给现代教育带来了极大冲击，也给现代教育注入了新的生命，使其产生了一次重大飞跃，在教育体制、教育方针、教育模式等各方面带来巨大的变革，其中在教育模式方面尤为突出。教育领域是网络应用最有价值、最有发展前途的应用领域之一。配合多媒体技术的网络化教育代表着教育技术的方向、趋势和未来，它直接影响到学校教育和未来的家庭教育，网络化多媒体的交互软件、仿真教育系统、信息资料共享系统将在教学中发挥主力军作用。随着网络应用的迅速普及，不仅传统的教学思想、教学手段、教学内容、教学过程、教学组织随之发生变化，而且将引起教学模式和教育体制的根本变革。
网络教学的迅速发展，产生了许多与传统教育模式截然不同的教学形式，如电子教室、网上图书馆、网上答疑、远程仿真实验、FTP系统、BBS系统等等。它们的出现，极大的丰富了现有教学方式，并以其独特的优势，代表着教育模式的发展方向。网络改变了传统的学习模式，提供给人们一个以电脑技术、多媒体技术和通信技术为基础，以个人自主的个别化学习和交互式集体合作学习相结合的主要学习方式。与传统教学模式比较，网络教育有自己的特点。
一、电子教室
电子教室是网络上系统地介绍某一方面知识的教育形式。它利用远程教学的方式，将专题书籍录入成电子版图书，或将专题制作成交互式的多媒体课件挂在网络上供读者学习查阅。在电子教室中，学生在没有教师在场的情况下，可随意享受声光动画为一体的教育软件，根据自己的兴趣和需要，选择课程和学习内容，根据自己的意愿，决定学什么不学什么，并可随意中断和恢复学习。这种教学模式与传统课堂教学相比，具有极大的灵性和主动性。对个人来说，更像是“量体裁衣”，具有“个性色彩”。此时的教育，改变了以教师为中心的方式，变成以学生为中心。现代教与学已经远离过去传授模式，取而代之的是以学习为中心，注重学生在学习中的积极参与。网络教育为学生创造了一个能自己主动安排的学习环境。上课的模式，从黑板粉笔的年代一对多的“播音筒”模式，进入咨讯时代个人化，一对一，或者多对多的“网络”模式。
二、网上答疑
同传统教育方式一样，教学答疑系统是学习环节中必不可少的，它用于教学者接受被教学者对知识掌握的反馈以及教学两方面的互相交流，互相促进，互相进步。在网络教育中，答疑系统更加完善、更加交互、更加灵活。学生可以一天24小时地将问题以E-mail的形式或按照事先提供好的CGI界面形式进行填写，内容是有关学术方面的或软件使用方面的等等问题，然后留下E-mail地址，发送给负责答疑的机构或教师；而教师也不必象传统教育中那样坐在教室里等学生来，只需定期打开E-mail信箱，将问题作集中处理，甚至可以用软件进行分类处理，既减少了许多不必要的无谓劳动，又可以实时了解学生的学习情况。因此，网上答疑这种形式虽较为简单，但十分有效，对于学生老师之间，用户与服务机构之间的交流十分有效，且方法容易掌握。
这种方式突破了时间和空间的限制，学生和教师可以相距甚远，但这并不影响他们之间的交流，因为这种交流是四维立体的，它正是网络带给教学模式的最大变化。
三．网上论坛
学生可以通过WWW或TELNET方式访问网上论坛，操作十分简单，它是获取信息的非常直接有效的工具。网上论坛是一个全交互式电子论坛。不同时间、不同地点上网的任何人都可以通过它进行非常直接的交流。而且这种交流不限于几个人之间，同时可能有许多人在讨论一个关心的问题，学生和教师可以随意发表自己的意见或补充修改别人的观点，甚至组织一次讨论、主持一个论坛，可以使学生自发的主动的解决自己的难题。在网上论坛中，可以学到许多在其他地方无法学到的知识，解决一些十分棘手的问题。这不失为一个行之有效的可以提高学生解决问题能力以及刺激学生在所学知识领域内进行深入研究的方法。
网上论坛给教师和学生一个充分阐述学术观点，充分发表各种见解的学术园地。在这个论坛上可以寻求学术合作、交流教学和科研经验，由于网上论坛类似BBS的界面，就少不了论题阅读和问题提交界面。但这里讨论的形式不象BBS那样自由，可讨论的范围仅限与学术有关方面，而且要求比较严格。
四、网上图书馆
对于任何学习者，如何获得所学课程的相关资料常常是个难题，网上图书馆为他们提供了便利。网上图书馆是为了方便广大教师、学生及其他有兴趣的研究人员进行科学研究而设立的一个网络信息资源库。通过网上图书馆，可以方便的了解各种文献资料和学术动态。目前，中国教育与科研计算机网（CERNET）中已有许多服务已比较完善的网上图书馆，远程教育的使用者可以利用网上图书馆提供的各种服务，如CGI方式的文献检索、网上相关内容集锦、CDROM远程检索、CDROM网络共享等。
图书馆是整个教育系统的一个重要组成部分。而学生利用课余时间学习各种知识，最重要的途径就是在图书馆借阅各种各样的书籍。为了充分利用图书馆的资源，国内很多大型图书馆都早已在网上建立自己的网页，以供那些不能亲自到图书馆的同学尽心借阅、预约、查询各种信息等操作。只要有一部网络终端（NET TERMINAL）或一部课余上网的个人电脑，就可以进入网络世界，到网上图书馆去浏览，不必亲自到目的地，就可享受到图书馆的服务。
现在，网上图书馆服务几乎在每个校园网上都有，网上图书馆以其大信息量、高流通速度、方便的查询手段著称于世。其中最引人注目的服务就是图书馆的查询服务，它能方便地查询所需要的图书，大到类似于范围为“文学”、“军事”、“经济”、“计算机”等等这样的查询，小到类似于范围为“空气动力学”、“世界文明史”、“卫星地面站”的查询。查询结果会以尽可能详尽的分条目形式展现。如果不知道书名，还可用作者查询，或模糊查询，这都极大地方便了读者，为他们节省了时间和精力。
在网上图书馆中可以根据专业分类，按照各种研究方向方便地查阅专业方向的重要信息。例如：可以通过电子出版物掌握最新的学术动态和重要成果；课余从电子通告中及时得到会议通知；可以在计算机软件中查到一些相关的软件和新的仿真结果。在特别专题中可以找到世界上最新发展规律的和最使人感兴趣的专门话题，从而尽快地了解科技最新发展动态并为研究工作提供巨大的方便。
五、远程仿真实验
远程仿真实验是一种充分利用最新多媒体与网络技术的教学方式，它为那些没有实验条件的学生提供了机会。仿真实验一般是利用JAVA、VRML三维虚拟现实、网络数据库服务等技术模拟出十分逼真的实时交互的实验环境、实验器材，使用者通过网络进行实验操作，有计算机即时进行数据处理等工作，并给出成绩。这一种教学方式可以方便而经济地提供昂贵的实验设备、复杂的数据处理软硬件、必要的文献资料、编排有方的教材、经验丰富的指导教师，不仅给缺乏实验条件的自学者带来福音，更方便广大在校学生的预习和复习。
虽然各种仿真软件对真实试验模拟的非常完备。甚至具有一些真实实验不能实现的功能（如数据库处理），但毕竟只是软件模拟，缺乏真实的、身临其境的感觉，这就需要远程监控来弥补它的不足。远程监控就是通过直接网络通讯将实验室中运行的监控软件的画面延伸到任何一个网络终端上。这样一来，就可以通过网络看到真实的实验设备运行情况，听到现场的声音。系统采用异步回声客户机/服务器模式，远端用户访问不影响本地监控系统的工作，是一种理想的远程监控模式。
FTP服务
众周所知，在网上学习经常要下载一些终端软件，还有许多软件平时不易获得，需要从网上的站点下载。这种情形下网络是否提供FTP服务至关重要。考虑到网络速度、费用等问题，通过FTP传送课件是一种受欢迎的方式，这样一来为使用者节省了费用，而且更具灵活性。现在许多高等院校都在网页上提供了CAI教学软件的下载，使学生可以从网上得到各类CAI课件回家自学。
七、BBS系统
近年来，BBS在校园网中越来越成为不可缺少的部分，国内已有几十个BBS点。它给同学、教师一个自由讨论的地方。我们都有参与课堂或者其他形式讨论的经验，要想更加深入的掌握一门知识，参与讨论是行之有效的方法；要想获得他人的经验，与之切磋是唯一的途径，BBS为大家提供了一个全面的实时的交流场所，彻底冲破了时间和空间的束缚。在BBS 上，可以获得许许多多从书本上无法得到的知识，大家相互切磋，共同提高。
网络教学模式是以网络为桥梁跨越教师和学生在时间和空间上的距离，突破传统面对面课堂教学方式的限制，将授课课堂由教室和实验室延伸到网络所覆盖的任何一个场所的一种新的教学模式。对改善我国办学条件和提高教学水平具有很大的促进作用，重要性突出表现在如下三方面：
远程教学通过计算机网络实现教育资源的共享，某一学科的先进教学方法和实验条件可以被校内甚至校外的各学科使用。从而可以节省大量在基础设施上的重复投资而用于公共教育软件的开发和设计，有利于从整体上改善国内的办学条件和提高教学水平。
远程教学不受传统的面对面学模式的限制，能为学生提供更深、更广的教学内容，学生可根据自己的实际情况确定学习内容和安排学习进度，满足了社会普遍性和个体独立性学习的需要，从而有利于学生的个性化综合发展。
远程教学不受时间和地点的限制，学生毕业后仍能通过计算机网络巩固、更新和提高所学知识，从而可实现对离校学生的持续教育和终身教育。
关键词：军队院校；网络信息资源；建设
中图分类号：TP399-CB
军队院校网络信息资源建设作为军队院校信息化建设的核心内容已成为军队院校教学和管理过程中获取信息的一个重要途径，并在教学、科研和人才培养等方面发挥着越来越重要的作用。研究军队院校网络信息资源的特点，对其进行科学有效的管理，提高网络信息资源管理的针对性和有效性，已成为院校信息化建设过程中的一个重要课题。
1 网络信息资源的内涵
网络信息资源也称虚拟信息资源，它是以数字化形式记录的，以多媒体形式表达的，存贮在网络计算机磁介质、光介质以及各类通讯介质上的，并通过计算机网络通讯方式进行传递的信息内容的集合。简言之，网络信息资源就是指通过计算机网络可以利用的各种信息资源的总和。
网络信息资源的特点：
1.1 时效性。由于网络信息资源从本质上改变了信息的创造交流和获取的方式，完全抛弃了传统的概念，实行了无纸化，从作者投稿、专家审稿、组稿编辑等都在网上进行，避免了印刷、发行、投递等环节，因而大大缩短了文献的编辑出版时间，其时效性是过去传统的教学资源不可比拟的。而且在网络资源出版的过程中，学者可不受时间和地域的限制即时交流，从而使内容更加新颖、及时。
1.2 容量大。信息资源由纸张上的文字变成磁性介质上的电磁信号或光介质上的光信息，使资源的存储、传递和查询更加方便，而且所存储的资源密度高、容量大，可以无损耗地被重复使用。以数字化形式存在的资源，既可以在计算机内被高速处理，又可以通过通信网络进行远距离传送。
1.3 表现形式多样化。网络信息资源具有多样化的表现形式，首先是图文并茂。这些信息源既保存了传统文献的文字、图画等信息，又增加了声音、全息立体动画等多媒体信息。多媒体集视、听、用于一体，既可欣赏动态影像，又可观看静态的文字画面，欣赏乐曲，游戏娱乐，反复进行，更直观形象，更有吸引力。其次是具有超文本链接功能，可方便快捷地获取所需的更多信息。
1.4 查询方便。查阅网络信息资源既不受图书馆开馆时间的限制，也不受地点、数量的限制，只要用户有电话和电脑，就可以自由方便地在自己家里查阅。传统文献资源主要是通过参考文献、引用注释或二次文献等方式来提示相关文献，用户查找原始文献十分费力。而网络信息资源检索利用超文本链接，构成立体网状文献链，能把不同国家、不同地区，各种服务器、各种网页、各种不同资源都通过结点链接起来，以使查阅者在浩瀚的信息海洋中快捷、准确地得到所需的信息资源。
1.5 交互功能强。网络教学资源强大的交互功能，可以形成广泛的论坛氛围。有关专家可以就某一专题开设电子论坛，网上直接反馈读者信息，参与交流讨论；作者、出版者和读者可以通过网络直接沟通，比如读者若对某篇文章有什么意见，可随时在网上直接与作者和编辑交流，然后作者和编辑再根据读者的反馈意见对论文进行修改，便于提高论文质量。
1.6 信息源复杂。网络的共享性与开放性使得人人都可以在网络上索取和存放信息，由于没有质量控制和管理机制，这些信息没有经过严格编辑和整理，良莠不齐，各种不良和无用的信息大量充斥在网络之上，形成了一个纷繁复杂的信息世界，给用户选择、利用带来了障碍。
2 军队院校信息资源建设的基本原则
军队院校网络信息资源建设就是运用信息技术，构建覆盖院校和部队的教学数据库、智能控制系统和数字化网络教学平台，使科学的教学内容、现代的教学理念和先进的科技手段，在网络平台上得到最佳融合，让教学资源得到合理配置和有效应用。必须遵循以下原则：
2.1 面向未来信息化作战目标
信息战已经成为未来战争的基本形式，信息战的基本平台就是网络。网络信息资源的建设内容要随着军事技术、武器装备等的发展和战争研究的深入而不断变化发展和不断创新。应着眼于未来信息战的战法研究，始终坚持盯住信息技术的前沿、盯住最新信息化装备、盯住信息化战争的新特点。
2.2 紧贴研究重点和主要学科
各院校在开发建设信息时应当贴近研究重点和主要学科，显现出自身特长，研制和开发出一批有专业特色的应用系统和资源数据库。
2.3 紧跟网络开发前沿技术
信息资源建设包含两个部分，既有硬件建设，又有软件开发，必须牢固树立“立足现有资源、着眼未来发展、硬软建设并重、突出软件资源”的指导思想。要立足于现有的网络硬件资源，采用前沿的信息技术，提高网络资源系统的可靠性和高速度，使网络资源开发和设计人员队伍的素质稳步提高，保证信息资源建设的可持续发展。
3 军队院校信息资源建设的主要内容
网络信息资源建设是教育信息化的基础，利用现代信息技术进行网络资源建设，加强信息技术与学科课程的整合，是促进教学改革、提高教学质量的有效途径。为提高信息资源建设效率，军队院校信息资源建设的主要内容包括：
3.1 重点建设和应用网络教学应用系统
建设丰富的网络信息资源是基础，而开展网络多媒体教学才是目标。大力加强网络教学应用系统的建设，开发一系列适合素质教育和任职教育特点的多媒体课件和应用系统。加大重点课程的网络课程设计，使重点学科都能实现网上教学和远程教学。应以总部重点开发的网络课程为基础，特别是着眼军队院校由学历教育为主向任职教育为主转型的需要，大力加强研究，形成适应任职教育要求的网络课程。
3.2 重点开发网络实兵演练和模拟化系统
目前，军事训练信息网的范围已扩展到各个部队，信息资源建设应依据部队建设的特点，重点开发一批网络演练和模拟化应用系统，提高军事训练信息网信息资源的针对性和实用性。同时必须统一软件设计开发的技术标准和规范，实现资源共享。
3.3 重点实现图书馆的专业化和数字化
图书馆是资料管理和采集中心，要充分利用各单位，特别是院校图书馆的资源优势，加紧实现图书资料数字化，重点加强新军革、一体化作战等专业性强的战法训法等专题数据库建设，提高信息资源的专业性。
4 军队院校信息资源建设要把握的几个问题
军队院校网络信息资源建设是一项复杂的系统工程，绝非一项一蹴而就的短期项目，必须处理好当前与长远、局部与全局、重点与一般的关系。
4.1 大力加强人才队伍建设
网络建设和开发队伍是完成网络建设任务的主体，是提高网络应用质量的关键，培训一批计算机专业技术较好，军政素质过硬的开发和管理人才是网络建设长远发展的基础。同时，教员是网络课程建设的参与和设计者，要注重加强教学人员的网络信息素质教育和创新能力培养。
4.2 完善健全信息资源开发机制
各单位宏观把握教学课件和应用系统的制作开发工作，有计划有重点地进行开发，严格监督质量。对于开发的成果，要统一管理，建立档案，使各专业的课件达成科学、系统、可操作的目的。要树立成果意识，建立知识产权保护制度，保证信息资源开发者的积极性。
4.3 重点加强网络信息安全建设
军队院校网络教学的实施，扩大了军事信息、军事知识的传播范围，从学员到教员、从教研室到机关都可查阅获取军事信息资源，也增加了军事信息泄密的概率。要对使用网络的每一个人进行保密安全教育，提高安全保密意识。对于网页中的内容应专门组织人员进审阅，把好安全关。要从技术上提高网络安全的管理和监控，保证整个网络的安全稳定可靠。
参考文献：
[1]周丽霞.网络信息资源配置机制效率分析[J].情报理论与实践，2006，5.
[2]柴文光，周宁.网络信息安全防范与Web数据挖掘技术的整合研究[J].情报理论与实践，2009，3.