 |
|
|
|
|
ШКОЛА Николай Федорович
Россия город Екатеринбург, старший преподаватель ЭФ ФТИ УрФУ выпускник 1974 года. кандидат физико-математических наук
" СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАЗОВАНИЯ ПО ЭЛЕКТРОННЫМ ДИСЦИПЛИНАМ КАФЕДРЫ ЭФ " Сравнительно новым методом проектирования для разработчика электронных средств является программное моделирование электронных схем в среде схемотехнических систем автоматизированного проектирования САПР. Под руководством старшего преподавателя Н.Ф. Школы на базе кафедральной сети реализуется комплексный проект автоматизированного обучения электронным дисциплинам и автоматизированного проектирования электронных устройств. Введение в инженерную практику методов автоматизированного проектирования дополняет компьютерным моделированием традиционные методы проектирования - расчеты и макетирование разрабатываемой аппаратуры. Автоматизированное проектирование позволяет наряду с расчетом схемы осуществить цикл ее сквозного проектирования. Цикл включает в себя синтез структуры и принципиальной схемы устройства, анализ его характеристик в различных режимах с учетом разброса параметров компонентов и воздействия дестабилизирующих факторов, параметрическую оптимизацию, синтез топологии изделия, включая размещение элементов на плате или кристалле и разводку соединений, обеспечивает выпуск конструкторской документации. Современные программы САПР работают в интерактивном режиме. Благодаря большому набору сервисных модулей упрощается взаимодействие разработчика со средой проектирования, набор входящих в систему программных модулей может быть оптимизирован. Наиболее распространенными программами моделирования аналоговых, цифровых и смешанных устройств являются программы семейства " Pspice " корпорации MicroSim. Они заслуженно пользуются популярностью у разработчиков аппаратуры и де-факто стали эталоном. Для образовательных целей более всего подходят пакеты программ схемотехнического моделирования Micro-Cap фирмы Spectrum Software и Electronics Workbench фирмы Interactive Image Technologies. Алгоритмы последних версий этих программ совместимы по формату с программой моделирования Pspice. Данные программы ( их студенческие версии ) применяются на кафедре ЭФ как при изучении принципов работы электронных схем в лекционных курсах по электронике, лабораторных практикумах, при выполнении курсового проектирования, для самостоятельной подготовки студентов, так и при проведении НИРС. Лабораторный практикум по курсам аналоговых электронных устройств и детекторной электронике включает моделирование исследуемых схем в среде Micro-Cap 6 и последующее экспериментальное их исследование на макетных платах GL48. Моделирование аналоговых схем позволяет не только глубже понять их работу, но и получить сведения о предельных и запредельных режимах работы полупроводниковых приборов в схемах, изучить влияние их внутренних параметров на характеристики всего устройства. При разработке любых электронных схем всегда следует помнить, что аналоговые приборы и устройства составляют аппаратный базис современных дискретных и цифровых схем, поэтому их изучению следует уделять повышенное внимание. Несомненными достоинствами профессиональной подготовки инженеров-электронщиков с применением САПР являются : доступность математических моделей приборов и устройств мировой элементной базы, современных ее достижений, освоение современных тенденций проектирования электронных средств, таких как сквозное проектирование и создание компьютерных виртуальных измерительных приборов реального времени. Этому способствует существующая на кафедре ЭФ возможность выхода на данные ресурсы через сеть Internet. Всё более совершенствуется техника измерений параметров электронных устройств детектирования и преобразования сигналов датчиков различного назначения. В практику введены цифровые методы измерений : арсенал средств пополнен современными цифровыми осциллографами и приборами оцифровки сигналов в реальном времени на базе цифровых сигнальных процессоров. Сочетание теоретических знаний, возможностей современных схемотехнических САПР и непосредственного опыта, который дают экспериментальные исследования, - вот слагаемые успешной подготовки и профессиональной деятельности инженера в областях современной электроники. Пятилетний опыт работы с различными версиями программы Micro-CAP стал основой для создания на основе современных технических средств новой технологии обучения, а также ряда методических материалов для интерактивного самостоятельного изучения. Их базу составляют : - учебное пособие по системе; - обучающие слайд- фильмы; - конспекты лекций в формате PDF и PPT; - базы моделей электронных компонентов отечественных и зарубежных производителей; - методические материалы « Мультимедийная обучающая система по курсу САПР Micro-CAP » на CD-носителе; - мультимедийная обучающая система автоматизированного проектирования электронных устройств, которая включает следующие автоматизированные обучающие модули: - видеолекции по основам взаимодействия с проектной средой и основным ее возможностям анализа электронных схем; - текстовые материалы по курсу САПР электронных схем; - тренажер по электронным цепям, входящим в состав спектрометрических устройств; - установочные дистрибутивы студенческих версий программы и файлы примеров схем лабораторного практикума по аналоговым электронным устройствам. Успешное освоение среды проектирования MICRO-CAP позволило не только решать вопросы углубленного преподавания курсов по электронике, повышения качества и интенсификации обучения, обеспечения индивидуального обучения, но и эффективно использовать автоматизированное проектирование при решении задач по созданию схем и устройств детекторной электроники на различных этапах выполняемых НИР. |
|
|
|
| Издательство " DiaKon * ДиаКон" | Инициатор проекта Яремко А.Н. |