《数字电路实验报告（优秀3篇）》

用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。这次漂亮的小编为您带来了数字电路实验报告（优秀3篇），希望可以启发、帮助到大家。

数字电路实验报告 篇1

关键词：EDA；开放实验室；设计性实验

中图分类号：G642.3文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2014）06-0043-02

EDA技术及应用课程是理工科高等院校电子信息工程专业的一门重要的专业基础课程[1]。目前，国内很多高校都更注重理论课教学而忽略实验课程的教学，甚至理论课和实验分别由不同教师完成。这样的安排会使学生感觉理论和实践相脱节，理论课往往枯燥无味，而实验课又照葫芦画瓢地完成验证性实验，和实际应用脱钩，收获不大。因此，对像EDA技术及应用这样直接面向应用的专业课程，不但要协调好理论教学和实验实践的关系，并且实验教学还应该高于理论教学的深度和广度，尤其是对理论教学中没有涉及的与实际应用密切相关的知识运用与掌握，成为教学改革的重点和难点部分。

为了解决以上的教学难点，黑龙江大学电子工程学院EDA教研室的几位教师通过总结自己以往的教学工作以及项目开发经验，并结合教学计划和学生的学习能力，提出了将EDA技术设计性实验作为EDA技术及应用课程的主要教学手段，并且通过教学实践摸索总结出一套行之有效的教学方法和教学内容以及教学考核手段。

一、EDA技术课程设计性实验的教学目标与内容

EDA技术及应用课程设计性实验的主要教学目标是，通过实验教学使学生快速形成资料查询，资料整理，自主思考和设计实验方案等自主学习的能力。如通过FPGA实验平台，学生可以掌握以FPGA芯片为核心的可编程数字系统学习方法。具体内容涵盖分频器的设计，序列检测器的设计，同步整形电路设计，基于FPGA的单片机电路设计，nios的设计及应用，FPGA开发平台软硬件系统开发设计等内容。

二、以设计性实验为引导的EDA技术课程教

学改革思路

因为此次课程教学改革以设计性实验为EDA技术及应用课程教学的主体，并且以设计性实验为重点内容，所以理论课的教学内容也紧密地围绕实验题目进行。

改变传统的以教师为教学主体的教学方法，增强学生自主学习能力；实验平台选择上以Alter公司的flex10k芯片作为核心处理器，并且扩展其应用芯片，可以方便开展涉及底层硬件的数字接口实验和数字设计实验。同时补充数字信号处理方面的应用实验，完善课程的知识体系结构。

不同于以往的先上理论课再上实验课，我们把实验课的安排提前，即理论课先讲部分基础知识，然后就立即上实验课。这样安排对比传统方式的好处在于，学生通过查找资料（互联网、图书馆）自主完成实验题目的主体设计，后期再由教师补充完善，这样做提高了学生的自主学习能力，在理解基础知识的基础上，帮助其形成完整的知识体系。

增加EDA原理及应用实验设计性实验题目，设计性实验不给出具体实现步骤和实现方法，只是给出设计指标和设计参数，由学生自己设计实验方案并完成。这样既锻炼了学生的创新能力，也更加激发了学生的学习兴趣。实践证明，通过增加对实验结果在课堂上进行分析、讨论和总结的教学环节，能够充分地激发学生学习动力和学习兴趣，同时也使理论知识得到了加深理解和知识的巩固扩展[2]。

三、合理安排教学进程

实验的安排是以循序渐进地完成一个完整的设计项目的顺序来安排的。第一步基础实验部分，主要目的是让学生熟悉开发环境，掌握VHDL语言。主要包括：基本组合逻辑电路设计、时序电路设计、数字时钟设计、状态机设计等实验内容，为下一步工作打下坚实的基础。第二步，要求学生完成FPGA最小系统的PCB设计，元件采购、电路的焊接调试等步骤，最后完成设计报告。第三步，要求学生利用数字信号处理里的知识，按照指定的参数设计一个低通数字滤波器，并用FPGA系统在硬件上实现，这一步有助于使学生加深对整个知识体系的理解、贯穿[3]。

表1EDA原理及应用实验安排

表1是EDA原理及应用的实验安排，其中前五个实验是基础实验内容，实验6-8是设计性实验内容，所有的实验题目的设置都是围绕着完成数字滤波器设计实验展开的[4]。

四、确定多择化的考核方式

如果想要取得好的教学效果就要有一套行之有效的考核及奖励激励机制[5]。与以往教师仅凭借实验报告和学生在实验课上的表现给实验成绩的方式不同，在设计性实验的考核中，教师更加注重对学生学习能力、创新精神和团队协作能力的考核，以及对设计报告的完整性、规范性和严谨性的考核，

教师在学生的设计手册、调试手册、设计答辩等方面对学生的成绩进行评价。杜绝了以往实验报告的抄袭现象，同时考核的重点并不是学生是否能够通过考核，而在于区分每个学生的学习情况。

综上所述，通过参加设计性实验教学的学习使学生了解了做“科学研究”的一般步骤和方法，并且锻炼了查找资料、筛选资料、撰写设计报告以及对报告进行解说的能力。更重要的是通过一系列能力的锻炼和提高培养了学生们对待科学的严谨态度[6]。

五、加强实验指导教师队伍建设

结构合理、素质优良的教师队伍是实验室开放和可持续发展的决定性因素。学生在进行综合设计性实验的时候会引发出更深和更加广泛的问题，同时这些实验还要涉及大量的新知识，这些都对实验指导教师提出了更高的要求。

利用学校的开放实验室项目培养学生科技团队。一般是由大四或者大三的学生作为项目负责人，大一、大二学生作为项目参与人的形式进行申报。在指导教师的指导下并通过老生带新生的传帮带模式建立学生开发团队。以此为基础，对学生实行差别化的培养，有利于发现人才和培养人才，同时也为学生参加各类电子设计大赛打下良好的基础。

通过三个学期对两个班级的教学实践经验的总结，证明这种以实验为主的教学模式能够激发学生主观能动性，并取得更好的教学效果。已经完成的EDA技术及应用设计性实验课程的教学获得了学生很高的评价和诸多好评，受到了学生的欢迎。

参考文献：

[1]钟国辉。以设计性实验为牵引的微机原理课程教学[J].高等工程教育研究，2013，（3）.

[2]林连冬。EDA技术开放实验室研究型实验的教学探索与实践[J].实验室研究与探索，2013，（5）.

[3]林连冬，于翔。EDA原理及应用实验教程[M].北京：国防工业出版社，2011：56-59.

[4]林连冬，马慧珠，温少波。基于FPGA技术的RC6改进算法研究[J].电测与仪表，2008，（11）.

[5]王勇，宋万年。改进综合性、设计性实验考核办法提高学生实验能力[J].实验技术与管理，2006，（4）.

[6]孙艳丽，胡欣敏。实践教学：创新人才培养的路径[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2013，（6）.

收稿日期：2013-10-22

数字电路实验报告 篇2

1.设置实验项目

在本课程的实验项目中设置了12学时必开实验，包括验证型实验和设计型实验。主要目标概括为以下四点：

（1）掌握电路性能仿真方法，提高对电路的设计、分析、调试、故障排除的能力。

（2）掌握虚拟仪器仪表的使用方法。

（3）掌握电子线路原理图设计的过程、方法及技巧。

（4）掌握印刷电路板图设计的过程、方法和技巧，训练电路设计方面的综合工程素质。具体项目设置为：Multisim10界面设置及原理图绘制（2学时验证型）、Multisim10虚拟仪器仪表使用（2学时验证型）、Multisim10分析功能及电路特性仿真（2学时设计型）、AltiumDesigner原理图设计（2学时设计型）、AltiumDesignerPCB步线练习（4学时设计型）。

1.考核方式

考核内容为学生实验完成情况和实验报告两项。关于实验完成情况，考核学生是否参加实验、实验过程中是否认真、是否完成（独立完成）并得到正确结果；关于实验报告，考核学生的实验报告是否正确、完整、无误，实验报告的内容应包括实验目的、实验内容、实验中遇到的问题及解决办法，并附实验结果及分析，最后在实验报告上给出考核分数。对实验完成情况记实验成绩分，对实验报告记实验报告分。两项成绩之和为实验课成绩，占课程总成绩的50%。

二、上机考试设计

1.考试方法

配合本课程的教学目标，期末考试采用上机操作考试，开卷，一人一机，上交电子答卷word文件。老师对电子答卷进行评阅，记录成绩。考试题目类型为综合型大题，考查软件操作、模拟/数字电路分析与仿真、常用仪器仪表使用、元器件辨识、原理图和PCB图绘制的基本技能，考核范围全面，难度中等偏上，符合教学大纲的要求。

2.考试内容

试卷一般包括三道大题，覆盖了本课程两个电子线路CAD教学软件的主要内容，包括基础部分和应用部分，考查了学生的基本操作技能和虚拟设计及测量的工程素质。第一大题为Multisim模拟电路操作题，主要考察软件Multisim的基本概念学习情况及模拟电路的仿真与分析能力，包括一些基本物理单位的使用、基本虚拟测量仪器仪表的使用等，例如：绘制单管放大电路、对电路输出变量进行测量以及电路频率特性测量等内容；第二大题是Multisim数字电路操作题，考察软件Multisim的使用情况，包括数字电路的元器件、常用虚拟仪器仪表及常用分析和仿真方法等，例如：按要求绘制异步预置计数器电路图、电路元件设置、添加逻辑分析仪进行波形测量等内容；第三大题是AltiumDesigner上机操作题，主要考察软件AltiumDesigner的学习应用情况，包括原理图输入、元器件库使用、PCB板绘制的基本规则和方法等，例如：计数显示电路原理图绘制、PCB图绘制、PCB板参数设置等内容。

三、结论

目前该教学模式已实行两年，效果显著，课堂演示、实验操作的出勤率接近100%，实验报告上交接近100%，多数学生成绩优良。从上机考试答题情况看，学生对基础知识点的掌握情况较好，按要求绘制电路原理图的操作技能达到了熟练的程度。对于“电子线路CAD”这门实践性和应用性很强的课程，我们在教学中选用Multisim和AltiumDesigner两个流行软件作为教学工具，完全符合时代科技发展要求。另外，加强课程实验和采用上机考试都强调了工程实践能力的培养需求，对学生动手能力的锻炼起到重要作用，这种工程能力在后续课程中得到了充分的应用和实践，包括：课程学习实验、课程设计（综合测控实践）、毕业设计、电子设计竞赛、大学生创新科技活动等环节。随着工程教育专业的建设与发展，对于各门专业核心课程的教学改革与探索始终是非常重要的。

数字电路实验报告 篇3

关键词：测量不确定度，低压电器

0引言

ISO/IEC 17025:2005《General requirements for the competence oftesting and calibration laboratories》（检测和校准实验室能力的通用要求）中指出“检测实验室应具有并应用评定测量不确定度的程序”，“实验室至少应牡蛎找出不确定度的所有分量且作出合理评定，并确保结果的报告方式不会对不确定度造成错觉，合理的评定应依据对方法特性的理解和测量范围，并利用诸如过去的经验和确认的数据。”这一要求不仅被IECEE CB体系下CB检测实验室（CBTL）所广泛认可；在我国，中国合格评定国家认可委员会也把其作为对检测和校准实验室能力认可准则中的要求之一。。

测量不确定度的评定不仅可作为评定测量结果质量的参数和反映检测报告质量水平的一个工具，它可以使不同实验室或同一实验室对同一量的测量结果作比较，或者使测量结果与技术规范或标准中所给出的参考值作比较。这样，不仅可以反映实验室检测技术能力水平，更能够使同行业实验室通过相互比对来共同去寻求检测技术的不断提升。

1测量不确定度

测量不确定度的定义是与测量结果相联系参数，表征合理地赋予被测量量值的分散性。不确定度是以测量结果本身为研究对象，其含义不是“与真值之差”或“误差限”、“极

限误差”，而是表示由于随机影响和系统影响的存在而对测量结果不能肯定的程度，表征出

被测量值可能出现的范围。它是以测量结果为中心，以标准差或其倍数，或某置信区间半宽度确定的被测量的取值范围。确保真值以一定概率落于其中。

2测量不确定度的评定

测量不确定度的评定过程本身体现了对测量不确定度主要来源确定过程，并通过数学模型的建立和采用相应的修正方法来确定最终的测量不确定度。测量结果的不确定度一般来源于：被测对象、测量设备、测量环境、测量人员和测量方法，这些来源反映出随机影响和系统影响。由此，也导出了两类不确定度评定方法：①用统计方法评定的A类不确定度； ②用非统计方法评定的B类不确定度。

不确定的A类评定是针对随机影响的存在，对同一量进行多次重复测量，对这些不同的测量值进行统计分析以实验标准偏差来表征的方法。A类不确定度为：

UA=s（）=式中——第i次测量结果，——数列的算术平均值

不确定的B类评定是一种非统计的方法，其根据以往测量数据、校准证书数据、对仪器性能经验等估计的。。其由估计的标准偏差来表征，且用灵敏系数对其加权。。B类不确定度为：

UB=b/kj

式中b——误差源的误差限，kj——与误差分布和误差限取值概率有关的因数

在此基础上，把所有一是别的标准不确定度分量进行合成得出与测量结果相关联的不确定度总值，成为合成不确定度。其数学公式为：

Uc（x）=[U2(x1)+U2(x2)+…]1/2

而在实际触觉的检测测量结果的报告中，一般要给出在特定置信概率下的扩展不确定度，以此表明被测量的真值以所指的置信概率处于置信区间内。。其数学公式为：

U=kUc（x），其中k为包含因子，能反映所要求的置信概率。。

3示例

3.1试验方法：在对低压断路器进行脱扣特性和极限试验项目中，会要求判定瞬时脱扣器是否会在试验电流为短路整定电流的120%条件下，在0.2s内动作。以额定电流100A，短路整定电流是10In为例，此试验电流值为1200A，其获得是在断路器在合位状态下的试验回路里，通过调节多磁路调变成套设备输出小电流120A，电流未定后断开断路器，用数字荧光示波器测得此时的电压值U1；由I=U/R公式可得，在试验回路电阻R不变的条件下，I与U成正比关系。。因此，继续调节多磁路调变成套设备到示波器显示10 U1，然后断开试验回路电源；把断路器恢复至合位，再次开启试验电源，即可得到要求的试验电流；同时，当断路器断开后，数字荧光示波器可记录动作时间和试验电流值。

3.2数学模型：被测电流可以直接由数字荧光示波器的刻度直接读取。

i=I, 式中i——被测电流值，I——数字荧光示波器示值。

3.3方差与传播系数：由于被测电流是直接由数字荧光示波器直接读取，故被测电流的不确定度就是数字荧光示波器示值的不确定度，uc2=u2（I）。

3.4评定分量标准不确定度： 根据本实验的的实际情况，不存在重复观测，因而采用B类评定方法

(1) 示值不确定度分量u1:

根据检定证书，数字荧光示波器的最大允差是±1%，均匀分布，估计其相对不确定度10%。

u1=1%/ =0.58%

v1=(1/2)（10/100）-2=50

(2)不同人员或不同时间读数引起的不确定度分量u2:

由于每次测量时所用时间不同，通过试验，我们认为偏差不超过±2%，均匀分布，估计其相对不确定度为50%。

u2=2%/ =1.15%

v2=(1/2)（50/100）-2=2

3.5合成标准不确定度uc=(u21+ u22+u23)1/2：

uc=(u21+u22+ u23)1/2=（0.582+1.152）1/2%=1.29%

3.6有效自由度的计算及包含因子的确定：

vcff== =3.16≈3

kp=tp（vcff）=t0.95（3）=3.18

3.7扩展不确定度：Up=kp×uc=3.18×1.29%=4.1%

3.8不确定度的最后报告：

扩展不确定度Up =3.9%

（ Up由合成标准不确定度uc =1.29%，按置信水准p=0.95，自由度v =3所得t 分布

临界值——包含因子kp =3.18而得。）

4结论

不确定度是国际公认的用来评定测量结果质量的参数。通过测量不确定度在实际检测过程中的应用，可以帮助检测机构重视对产生不确定的各个因素的分析研究，也为不断提升检测技术、完善检测设备和数据处理提供参考。

参考文献

[1]ISO/IEC 17025（2005）， General requirementsfor the competence of testing and calibration laboratories

[2]邱军，陈建兵。 低压电器质量检验及其不确定度分析[J]. 低压电器，2006，（3）：51-53,57

[3]中国合格评定国家认可委员会 comAS—GL08：2006，电器领域不确定度的评估指南[Z]. 2006

[4]施昌彦，刘　风。 测量不确定度评定与表示指南[M ]. 北京：中国计量出版社， 2003.

[5]JJF1059 - 1999,测量不确定度评定与表示[ S].