模拟电子技术教学大纲_6701_2329_0223210411.doc

模拟电子技术课程教学大纲Analog Electronic Techniques执笔人：周晖 张晓冬 王昕 编写日期： 2009年9月一、课程基本信息1课程编号：94L116Q2课程层次/性质：大类专业基础课 / 必修课 （专业主干课）3课内学时/学分： 64/44适用专业：电气工程及其自动化、电气信息工程二、课程教学目标及学生应达到的能力本课程为电气信息大类专业基础课，授课对象为电气信息大类专业2年级本科生。本课程知识内容是从事电气工程领域研究和应用的必备知识内容。学生在学完本课程后，应达到下列要求：1掌握模拟电子电路的基本工作原理、基本分析方法和基本应用技能；2完成对工业控制或测量系统中的基本模拟电子电路的分析和设计；3初步具备根据实际控制或测量系统的要求，应用所学基本理论和基本模拟电子电路，设计应用型的模拟电子控制模块或系统。三、课程教学内容和要求（一） 绪论（2学时）1了解模拟电子技术基础的研究内容与教学要求；2了解以下基本概念：电子系统、信号、频谱、模拟信号、数字信号等；3了解放大的含义；4掌握放大电路的四种模型和放大电路的主要性能指标等。重点：放大电路的性能指标：输入电阻、输出电阻、增益、带宽、非线性失真等。难点：放大的概念。习题：求放大电路的增益、输入电阻、输出电阻等。课外安排：参观教学：应用于控制领域的系统。方式：专业教学基地实物参观与讲解。 （二） 半导体二极管及其基本电路（4学时，其中实验2学时）1了解以下基本概念：P型半导体、N型半导体；2掌握PN结的单向导电性、二极管的伏安特性，了解二极管的主要参数的含义和其它二极管的特点。3掌握二极管电路的模型分析方法。实验1：常用电子仪器的使用及二极管的测试重点：PN结的单向导电性、二极管的伏安特性、二极管电路的模型分析方法。难点：PN结的形成。习题：二极管电路的分析。课外安排：实训：二极管器件的虚拟购买。方式：指定常用的二极管器件型号，要求学生到中发电子市场或网上询价，列出价格清单和实物照片，且收集对应器件的主要参数。（三） 半导体三极管及放大电路基础（10学时， 其中实验4学时）1了解三极管的内部结构、符号、放大原理；2掌握三极管的输入、输出特性曲线；3掌握放大电路的图解分析法、小信号分析法；4清楚基本共射放大电路的静态工作点稳定问题，掌握射极偏置电路的工作原理；5清楚三种基本放大电路的性能差异；6初步掌握放大电路的频率响应的基本概念、分析思路与分析内容。重点：三极管的输入、输出特性；放大电路的图解分析法和小信号分析法。难点：三极管的放大作用，放大电路的频率特性。习题：放大电路的图解分析法和小信号分析法。实验2：三极管的测试与单管放大电路（2学时）实验3：分压式单管放大电路的设计（2学时）式单管放大电路的设计（课外安排：（1）电路设计：分立放大器的设计。方式：给定放大器的性能要求，设计由分立元件构成的放大器，并用仿真软件验证其正确性。（2）读图：分析某实际系统中应用的放大电路。方式：给定图纸，分析放大器的性能指标。（四） 场效应管放大电路（3学时）1了解结型场效应管和绝缘栅型场效应管的工作原理，掌握其特性曲线和特点；2清楚各种类型场效应管的特点与性能差异；3掌握场效应管放大电路的分析方法；重点：场效应管的分类，主要场效应管的特性曲线和单管放大电路的分析。难点：场效应管的放大原理。习题：场效应管基本放大电路的分析。课外安排：研究性作业：场效应管与三极管的比较。方式：提交研究性报告。（五） 功率放大电路（5学时，其中实验2学时）1掌握功率放大电路的特点；2掌握甲类、乙类、甲乙类几种功率放大电路的工作原理及基本计算；3了解集成功放的应用。重点：基本功率放大电路的计算。习题：基本功率放大电路的分析。实验4：分立功率放大电路的调试课外安排：电路设计：功放的设计。方式：给出功放的参要求，设计功放电路，并用仿真软件验证其正确性。（六） 集成运算放大电路基础（4学时）1了解集成运算放大器的组成；2掌握差分式放大电路工作原理及其分析计算；3了解集成运放的主要性能指标及其放大电路的噪声与干扰问题。重点：差分式放大电路工作原理及其分析计算。难点：差模信号与共模信号。习题：长尾式差分式放大电路的分析。课外安排：仿真：不同大小和频率的共模信号，差模信号，以及比较信号，对差放的静态工作点以及动态性能指标的影响。方式：通过仿真，理解差动放大电路的工作原理。（七） 反馈放大电路（6学时，其中实验2学时）1掌握反馈的含义与反馈类型的判别；2掌握负反馈对放大电路性能的影响；3掌握在深度负反馈的情况下反馈放大电路的分析计算的内容与方法；4了解正反馈产生的条件以及对电路性能指标的影响。重点：反馈类型的判别、负反馈对放大电路性能的影响、深度负反馈放大电路的分析计算。难点：反馈的判别。习题：反馈类型的判别，四种反馈组态的反馈放大电路的放大倍数估算。实验5：负反馈放大电路课外安排：研究性作业：工业控制系统中或通信系统中应用的反馈放大电路并分析各一个。方式：利用网络或图书资源进行资料的收集与整理。（八） 信号的运算处理电路（6学时，其中实验2学时）1掌握工作于线性工作区的运放电路“虚短”与“虚断”两个重要概念；2掌握基本运算电路的分析与计算；3了解有源滤波、采样-保持等常用的信号处理电路的工作原理。重点：运放组成的基本运算电路的分析与计算。难点：“虚短”与“虚断”两个概念的理解。习题：基本运算电路的分析与计算。实验6：设计运算放大器在运算方面的应用电路课外安排：研究性作业：运放的工业应用。方式：利用网络或图书资源进行资料的查找，并进行分析。（九） 信号产生电路（6学时，其中实验2学时）1掌握产生自激振荡的相位条件与幅值条件；2清楚正弦波振荡电路的组成与起振过程；3掌握RC、LC和石英晶体等几种典型的正弦波振荡电路的工作原理及其分析；4清楚单门限比较器、过零比较器、迟滞比较器等几种比较电路的工作原理及其分析；5了解方波、锯齿波、三角波电路的工作原理。重点：正弦波振荡电路、比较电路的分析。难点：振荡的产生与稳幅。习题：正弦波振荡电路、比较器的分析与计算。实验7：正弦波振荡电路的设计课外安排：电路设计：多种信号产生电路的设计。方式：运用所学知识，设计信号发生器，并提供性能指标。（十） 直流稳压电源（6学时，其中实验2学时）1了解直流稳压电源的组成及各环节的作用；2掌握半波整流、全波整流、桥式整流电路的分析与设计；3了解基本滤波电路的工作原理与特点，4了解硅稳压管电路的稳压原理，掌握小功率稳压电源的设计。5掌握串联型直流稳压电路的工作原理；6了解掌握集成稳压器的原理与应用；实验8：串联型直流稳压电源的设计（2学时）重点：整流电路的分析与设计。难点：滤波电路的工作原理。习题：整流，滤波电路的分析与设计。课外安排：电路设计：直流稳压电路的设计。方式：运用所学知识，设计直流电源，并提供性能指标。（十一） 电子电路的计算机辅助分析与设计（2学时）1了解软件的功能，学习软件的基本使用；2能利用软件进行电子电路的分析与设计。重点：运用Pspice或Multisim或Workbench软件进行电子电路的分析与设计。习题：上机实习。课外安排：软件使用练习。（十二） 模拟电子技术在工业领域中的应用（2学时）1模拟电子技术在通讯中的应用；2模拟电子技术在控制中的应用；3模拟电子技术在计算机中的应用。重点：应用系统的功能与模拟电子电路的作用。难点：工程应用中模拟电子电路的综合分析。课外安排：研究性作业：收集其它应用案例。（十三） 习题讲解 （4学时）1基本放大电路分析；（1学时）2运算放大器的应用分析；（1学时）3模拟读图练习。（2学时）课外安排：读图：模拟电子电路读图。方式：给定实际系统的图纸对模拟电子电路进行分析。（十四） 课堂交流汇报（2学时）1了解模拟电子技术的应用；2提高口头交流能力。课外作业：PPT的规范制作和演讲技巧。（十五） 个性化教学（2学时）发挥讲课老师各自的特长和个性，动态优化教学内容；课外安排：由老师自行布置。四、课程教学安排由于该课程是电气信息类专业的主干课，且是一门与实际联系较为紧密的课程，而且由于电子器件特性的非线性，致使其工作状态的多样性，学生入门比较难。针对这种情况，应着重加强理论教学与实验教学联系的紧密性，并做好各个教学环节有针对性安排与策划。1课堂讲授对于大学生的教学，注重发挥学生的自主学习的积极性，课堂上重点对课程与课程之间的联系、章节与章节之间的联系为学生理清思路，加强对难点问题的剖析，加强对重点知识的训练，提高课堂效率与质量。2CAI辅助教学及启发教学对于像器件内部载流子的运动机理、静态工作点、反馈过程、振荡电路的起振等比较抽象的问题，适当地采用CAI辅助教学方式及启发教学方式。3习题课对于模拟电子电路中重要的分析计算部分，如微变等效电路的分析计算、运算放大电路的分析等部分，宜采用习题课的方式，巩固学生对于模拟放大电路分析方法的掌握，同时在习题课的算例中，可适当地增加一些实际系统中工作的模拟基本放大电电路的故障分析。4个性化教学个性化讲授内容，由各位教师自由发挥空间，展示自己的个性和特长，同时也有利于动态优化教学内容。这方面内容不列入考试范围，留出的时间可以集中使用也可以分散使用。5应用理论知识分析实验现象加强实验教学与理论教学的紧密性，在理论教学过程中，启发学生进行设计性实验，用理论知识去分析试验结果，并借助于实验帮助学生理解理论学习中的难点问题，达到把理论与实验有机地结合起来的教学目的。6实验教学实验教学的目的，在于加深对模拟电子电路的工作原理以及性能指标的理解，培养学生对实验结果的观察、分析能力，提高其动手实践能力。在实验教学中，需要特别加强实验前指导，包括：明确实验仪器、器件的要求，预先做好实验指导方面的工作；学生要求做好实验预习报告，要熟悉实验电路；弄清楚测哪些量（波形）、调节哪些参数、采集哪些数据；清楚正确的波形，调节参数与被测量的关系；了解思考题的内容等。所安排的各实验，其具体要求如下：实验1：常用电子仪器的使用与二极管的测试实验目的：（1）清楚信号发生器、示波器、毫伏表、万用表、直流电源等仪器的功能；（2）掌握以上仪器的正确使用方法；（3）二极管的管脚判别。实验2：三极管的测试与单管放大电路实验目的：（1）清楚二极管、三极管的类型；（2）掌握三极管的管脚识别方法，以及主要参数测试方法。（3）清楚单管放大电路的工作原理；（4）清楚静态工作点在放大电路中的作用，掌握静态工作点的设置与调整方法；（5）清楚影响放大电路性能指标的因素，掌握动态性能指标的测试方法；（6）清楚放大电路非线性失真的概念，掌握获得最大不失真电压输出的方法。实验3：分压式单管放大电路的设计实验目的：（1）清楚分压式单管放大电路的特点；（2）根据给定放大器的性能指标的要求，选择电路元器件的参数与型号；（3）运用面包板，完成电路的连接；（4）测试电路的性能指标，是否满足设计要求。实验4：分立功率放大电路的调试实验目的：（1）清楚功率放大电路的特点与工作原理；（2）掌握功率放大电路的性能指标的测试。实验5：负反馈放大电路实验目的：（1）清楚负反馈放大电路的作用；（2）验证负反馈放大电路对放大电路性质指标的改善。实验6：设计运算放大器在运算方面的应用电路实验目的：（1）清楚运算放大器在运算方面应用时的特点；（2）设计用运放实现的比例运算、加法运算、减法运算、积分运算功能的电路。实验7：正弦波振荡电路的设计实验目的：（1）清楚正弦波振荡电路的组成，工作原理；（2）掌握正弦波振荡电路的起振、以及产生振荡的调整方法；（3）完成所设计电路的连接，与调试；（4）掌握振荡频率的测试方法。实验8：串联型直流稳压电源的设计实验目的：（1）清楚硅稳压管直流稳压电源的组成，工作原理；（2）完成所设计电路的连接，与调试；（2）掌握调压器的使用，测试在不同电源电压情况下，以及带载情况发生变化的情况下的稳压性能等方面的参数。7上机操作随着仿真软件的兴起与应用，学生掌握最新的电子电路分析与设计工具，已成为当今电子工程师必须掌握的技能，在欧美等发达国家大学中应用也十分普遍。由于它可以随时随地搭建设计电路，了解实验结果，在教学引入这样的教学内容，不仅可以激发学生的学习兴趣，而且对学有余力的同学提供了一个广阔的学习空间。8应用案例教学由于电子技术基础只是一门专业基础课，其基本电路通常只是作为实际系统中的一部分，不构成完整的应用系统，但“面向问题，面向应用”是研究性教学的核心，因此在专业基础课教学中融入电子技术在实际的工业或生活中应用案例的学习，有助于加强学生学习的针对性，提高学习效果。9课堂交流汇报在所设定专题的范围内，通过收集资料，让学生从正确的渠道了解了解更多的应用实例，拓展知识面，并在此过程中提高获取知识能力、总结归纳能力以及表达能力。要求：阅读指定刊物或教学参考书的内容，找到一个含有基本模拟电子电路的应用系统，清楚整个系统工作原理，分析基本模拟电路的作用，对该部分的工作情况进行仿真，提倡对原电路进行改进，将研究成果在交流环节，采用PPT在课堂上进行汇报交流，要求全体同学参与讨论。主要刊物：国际电子研究与发展、中国电子元件、电子技术、电子技术应用、系统工程与电子技术、电子机械工程、电子科学技术、IEEE Transactions on Industry Applications。五、课程的考核期末考试采用半开半闭的形式，闭卷部分以考核学生掌握基本概念、基本理论、基本方法为主，开卷部分以模拟电子实用电路的设计，分析为主，题型包括填空、