芻議模電綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的建設(shè)與應(yīng)用

王燁

摘 要：近年來，隨著國家教育投入力度的不斷加大，我國各高職院校在模擬電子技術(shù)領(lǐng)域的教學(xué)設(shè)備越來越豐富，其中，模電綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)作為一種完善的教學(xué)設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于各大院校的模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中。本文結(jié)合個(gè)人的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)模電綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的建設(shè)特點(diǎn)以及使用方法進(jìn)行簡要概述，并從模電綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)建設(shè)的角度出發(fā)，對(duì)其在教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)的故障、形成原因及排除故障的方法等加以分析，以便為今后類似的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：模電綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)；故障成因；排除

中圖分類號(hào)：G717 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 收稿日期：2016-02-07

1.系統(tǒng)簡介及特點(diǎn)

在模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中， 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整個(gè)系統(tǒng)采用了XK-TAD8A型數(shù)、模電試驗(yàn)臺(tái)，并將模擬電路實(shí)驗(yàn)區(qū)、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)區(qū)以及函數(shù)信號(hào)發(fā)生器等設(shè)置為該系統(tǒng)的重要信號(hào)來源，將PVC面板設(shè)置為系統(tǒng)的主電路。與此同時(shí)，為確保系統(tǒng)性能的安全可靠，模電試驗(yàn)臺(tái)的正面還印刷了相關(guān)的原理圖以及符號(hào)對(duì)照表，使得學(xué)生對(duì)一些復(fù)雜難懂的實(shí)驗(yàn)原理的記憶加深，有助于學(xué)生深刻了解和掌握相關(guān)知識(shí)。此外，在具體的實(shí)驗(yàn)操作過程中，模電綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)還具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

（1）在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，模電綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)板布局相對(duì)合理，這在一定程度上為每一位學(xué)生提供了參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力。另外，試驗(yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線連接方便，接觸性能較好，為學(xué)生在實(shí)際操作過程中提供了很大的便利。

（2）模電實(shí)驗(yàn)區(qū)在所使用的電路上均附有相關(guān)的原理圖及對(duì)照符號(hào)，線路構(gòu)架相對(duì)簡單，這不僅能夠確保系統(tǒng)的安全可靠，還能夠使學(xué)生更直觀地理解實(shí)驗(yàn)原理，從而深刻掌握所學(xué)知識(shí)。

（3）在模電實(shí)驗(yàn)區(qū)，實(shí)驗(yàn)中需要連接的部分主要采用的是疊式自鎖鍍金大孔插座，連線方便，接觸性能好，安全性能較高，既方便維護(hù)，又便于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中放心操作。

2.模電綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的使用方法

在具體的實(shí)驗(yàn)操作過程中，掌握使用方法也是極為必要的。

首先，需在市電插座上插入220V的電源，打開面板上的電源開關(guān)，電源指示燈變亮即可。其次，連接線路。由于實(shí)驗(yàn)中采用的是疊式自鎖鍍金大孔插座，因而可進(jìn)行疊加插線；但在使用過程中，應(yīng)注意把握插線的特點(diǎn)，即用力插入，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)拔出，切忌直接導(dǎo)線，以確保線路的安全，為電力供應(yīng)提供保障。再次，使用模電綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)之前，應(yīng)仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，必須在斷電的狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)線路的連接，待線路檢查無誤才可接通電源，避免發(fā)生危險(xiǎn)。然后，應(yīng)依據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟以及實(shí)驗(yàn)線路的相關(guān)說明，將線路一一對(duì)應(yīng)連接，在此期間，應(yīng)牢記電源的極性。最后，在模擬電路實(shí)驗(yàn)區(qū)， 應(yīng)格外注意電壓的正負(fù)極接入，一般情況下，VCC接入的是正12V，而VEE接入的是負(fù)12V，這是最基本的細(xì)節(jié)問題。一旦接錯(cuò)，不僅會(huì)影響整個(gè)實(shí)驗(yàn)的效果，還會(huì)導(dǎo)致線路產(chǎn)生故障。

3.實(shí)驗(yàn)操作過程中的故障及排除

（1）電路設(shè)計(jì)問題。在模電實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路必須按照電路設(shè)計(jì)的要求來進(jìn)行。例如，在“單級(jí)放大電路”一節(jié)的實(shí)驗(yàn)中，選用的單級(jí)共射放大電路具有靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，我們測量靜態(tài)工作點(diǎn)（即電流 、電壓 ）的目的就是了解靜態(tài)工作點(diǎn)選的是否合理。在準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)后接入交流電，并觀察電流和電壓的變化。在此過程中，一旦出現(xiàn)某些元件接錯(cuò)位置的現(xiàn)象，必將對(duì)實(shí)驗(yàn)效果產(chǎn)生直接影響，甚至導(dǎo)致故障的產(chǎn)生。由此可見，在模電實(shí)驗(yàn)區(qū)，按照電路設(shè)計(jì)的要求來設(shè)計(jì)電路是至關(guān)重要的。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)提前做好充分的準(zhǔn)備工作，結(jié)合理論知識(shí)，做好電路的設(shè)計(jì)和檢查工作，并適當(dāng)?shù)貙?duì)電路進(jìn)行調(diào)整，以便使實(shí)驗(yàn)達(dá)到預(yù)期效果。

（2）電源問題。在具體的模電實(shí)驗(yàn)過程中，為確保電路的正常運(yùn)行，應(yīng)給予所用到的全部集成芯片附加額定的電源電壓，避免漏接電源現(xiàn)象，務(wù)必要保證電源電壓符合電路設(shè)計(jì)的要求。例如，在日常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，經(jīng)常會(huì)有學(xué)生由于一時(shí)大意將電源與地短路，致使穩(wěn)壓電源的負(fù)載電流過大，穩(wěn)壓電流自動(dòng)斷開。此時(shí)，若學(xué)生發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，勢必會(huì)引發(fā)電路故障，導(dǎo)致整個(gè)電路因缺乏相應(yīng)的電源而中斷工作。這就要求學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)集中注意力，遇到此類問題時(shí)應(yīng)及時(shí)斷開電源，并對(duì)電路的連接進(jìn)行全面仔細(xì)的檢查，確認(rèn)無誤后將穩(wěn)壓電源復(fù)位，并重新連接電路，以使電路恢復(fù)正常的工作狀態(tài)。此外，在電路設(shè)計(jì)中，還應(yīng)注意電壓給電源內(nèi)部帶來的干擾。由于集成電路會(huì)形成電源尖峰電流，并極易在其內(nèi)部形成干擾電壓，一旦這種干擾信號(hào)使電壓增大，必定會(huì)導(dǎo)致電路出現(xiàn)故障。因此為有效避免這種信號(hào)的干擾，可適當(dāng)?shù)卦陔娫磁c地之間接入電解電容。

（3）布線問題。在模電實(shí)驗(yàn)過程中，電路安全與否在很大程度上取決于實(shí)驗(yàn)之前的布線工作：一旦出現(xiàn)布線不合理情況，勢必會(huì)導(dǎo)致電路出現(xiàn)故障。這就要求學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，必須認(rèn)真做好布線工作。首先應(yīng)在設(shè)計(jì)電路及畫電路圖階段，將邏輯電路圖畫出來，并將每個(gè)管腳的管腳步號(hào)仔細(xì)標(biāo)出，對(duì)芯片的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入清零和置位等；還要注意在電源或外部輸入信號(hào)、接地等連接處做好標(biāo)記，以便為布線工作打好基礎(chǔ)。其次，進(jìn)行布線過程中，應(yīng)做好電路中數(shù)選器的使能端、計(jì)算器的計(jì)數(shù)保持端以及觸發(fā)器的清零等接線工作，并以信號(hào)的輸入或輸出關(guān)系為依據(jù)，做好電路的連接工作，確認(rèn)無誤后，再打開穩(wěn)壓電源進(jìn)行測試。最后，在線路板上布線時(shí)，應(yīng)注意避開集成芯片，盡量使未使用的插孔不被引線走線所覆蓋，這樣既不妨礙更換集成芯片，又便于對(duì)布線的檢查。

4.模電綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)中日常設(shè)備的維護(hù)

在模擬實(shí)驗(yàn)區(qū)，對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)日常設(shè)備的維護(hù)也是非常必要的，做好日常設(shè)備的維護(hù)工作，不僅能夠延長實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用期限，還能在一定程度上將實(shí)驗(yàn)操作過程中故障的發(fā)生幾率降到最低。下面筆者從幾個(gè)方面對(duì)模電綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)中日常設(shè)備的維護(hù)工作進(jìn)行簡單分析和闡述。

首先，在日常使用實(shí)驗(yàn)臺(tái)的過程中，對(duì)實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備應(yīng)注意輕拿輕放， 避免因撞擊跌落導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)備的損壞。對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)不經(jīng)常使用的設(shè)備應(yīng)做好日常維護(hù)和保養(yǎng)工作，以避免在日后使用過程中發(fā)生故障，給實(shí)驗(yàn)的操作帶來不便。其次，實(shí)驗(yàn)完成以后，應(yīng)及時(shí)拔下電源插頭，以防漏電現(xiàn)象的發(fā)生。還應(yīng)注意蓋好機(jī)箱，以免灰塵或雜物等趁機(jī)進(jìn)入機(jī)箱，給機(jī)箱的正常運(yùn)行帶來威脅。再次，在做完實(shí)驗(yàn)后，應(yīng)注意將面板上的插件以及連線整理好，并放回原位，以免線路纏繞，以方便下次使用。最后，在調(diào)節(jié)各種儀器旋鈕的操作過程中，應(yīng)注意調(diào)節(jié)有度，避免因強(qiáng)調(diào)過位或不足而導(dǎo)致儀器受損。

5.結(jié)語

綜上所述，在職業(yè)技術(shù)教育領(lǐng)域， 將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合是非常必要的。與純理論教學(xué)相比，實(shí)踐教學(xué)能夠?qū)⒊橄蟮臅局R(shí)以直觀、形象的方式展現(xiàn)出來，因而在現(xiàn)代課堂教學(xué)中發(fā)揮著不可估量的作用。在具體的實(shí)踐教學(xué)過程中，模電綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的建設(shè)，不僅能夠使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用要領(lǐng)，激發(fā)學(xué)生對(duì)模擬電路技術(shù)學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，提高學(xué)生對(duì)電路的設(shè)計(jì)和分析能力，還能鍛煉學(xué)生思考問題和解決問題的能力，促進(jìn)教師模擬電路教學(xué)質(zhì)量的提高。

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