模擬電子技術測控儀器及控制課程教學大綱

PAGEPAGE10《模擬電子技術》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱模擬電子技術課程編號課程性質(zhì)必修課課程類別專業(yè)基礎課開課單位智能與信息工程學院授課學期第4學期學分/學時3.5/56課內(nèi)學時56理論授課48上機學時0課內(nèi)實踐0實驗學時8課外學時0適用專業(yè)測控技術與儀器是否雙語否先修課程高等數(shù)學大學物理電路原理后續(xù)課程數(shù)字電子技術傳感器原理及應用測控儀器設計二、課程簡介《模擬電子技術》是測控技術與儀器專業(yè)的學科專業(yè)基礎課，是實踐性較強的一門課程。本課程以半導體二極管、半導體三極管和場效應管為關鍵電子器件，對功率放大電路、運算放大電路、反饋放大電路、信號運算與處理電路、信號產(chǎn)生電路、電源穩(wěn)壓電路等知識進行理論講授及實驗驗證，培養(yǎng)學生掌握模擬電子電路的基本概念、基本理論，具備設計和分析測控系統(tǒng)工程領域電子電路相關問題的能力，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題能力，使學生具備實踐能力、創(chuàng)新能力和新產(chǎn)品設計開發(fā)能力。并結合課程教學培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度、良好的職業(yè)道德、創(chuàng)新精神，幫助學生樹立科學的世界觀。三、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐（一）課程目標通過本課程的學習，使學生達到以下目標：課程目標1.能夠描述模擬電子技術中的基本概念、功能電路組成、工作原理、性能特點及其分析方法，具有閱讀和應用能力，能為測控系統(tǒng)工程領域提供電路設計、數(shù)據(jù)分析等方面提供支撐。靈活運用工程近似法、等效電路法、理想模型法等常用分析方法，解決電子信息工程技術領域復雜工程中模擬信號處理電路設計相關的工程問題。培養(yǎng)學生的自學能力、分析問題解決問題的能力和實際動手能力，使學生具有電子電路基本計算和分析能力。課程目標2.通過實驗教學環(huán)節(jié)進行電子技術基本技能訓練，培養(yǎng)學生實驗研究能力和電子電路常見故障排除能力，為測控系統(tǒng)工程領域的復雜工程問題中涉及模擬信號處理電路制定研究方案打下基礎。課程目標3.能夠運用電路分析設計的基本方法，能準確選擇電路設計中的器件參數(shù)。通過課程教學，培養(yǎng)學生追求真理的理想和獻身科學的精神，樹立學生科學的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀。通過了解電學史和電學家成才經(jīng)歷等，激發(fā)學生求知熱情、探索和創(chuàng)新精神，使學生善于思考，勇于實踐。培養(yǎng)正確嚴謹?shù)目茖W研究作風和踏實認真的研究方法，拓展自主實踐、主動創(chuàng)新的意識，為今后的科研工作及與專業(yè)有關的工程技術工作打好基礎。（二）課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求課程目標1指標點1.2：掌握解決測控系統(tǒng)工程領域問題所需的工程基礎知識，具備應用基本理論分析工程問題的能力。1-工程知識課程目標2指標點4.1：能夠基于科學原理并采用科學方法，針對測控系統(tǒng)工程領域復雜工程問題，探討分析解決方案。4-研究課程目標3指標點1.2：掌握解決測控系統(tǒng)工程領域問題所需的工程基礎知識，具備應用基本理論分析工程問題的能力。指標點4.1：能夠基于科學原理并采用科學方法，針對測控系統(tǒng)工程領域復雜工程問題，探討分析解決方案。1-工程知識4-研究四、課程基本教學內(nèi)容及對課程目標的支撐（一）課程基本教學內(nèi)容第一單元常用半導體器件（學時數(shù)：10學時）1.課程主要內(nèi)容(1)PN結的形成及其單向?qū)щ娮饔茫?2)二極管、穩(wěn)壓管的外特性和主要參數(shù)以及主要應用；(3)半導體三極管的工作原理、外特性和主要參數(shù)；(4)結型和絕緣柵場效應管的工作原理，掌握外特性和主要參數(shù)、使用注意事項。2.重點和難點重點：PN結的形成及其單向?qū)щ娮饔?；二極管、三極管、穩(wěn)壓管的外特性和主要應用；結型和絕緣柵場效應管的工作原理和外特性。難點：二極管、三極管、穩(wěn)壓管、場效應管的主要應用。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合，闡明課程與教學基本原理，豐富學生課程與教學的基本知識結構，培養(yǎng)學生的職業(yè)規(guī)范；（2）實驗：實驗設備使用及晶體管測試：對二極管的陰極和陽極進行測試；通過測試判斷三極管的類型及不同類型下三極管基極，集電極和發(fā)射極的測試。4.學生學習預期成果能夠描述常用半導體器件的工作原理，判斷簡單模擬電路的輸入輸出關系，可分析工程問題中的簡單模擬電路。5.支撐課程目標課程目標1、課程目標2第二單元放大電路（學時數(shù)：22學時）1.課程主要內(nèi)容（1）基本放大電路1)放大的基本概念，放大電路的主要指標；2)放大電路的組成特點，靜態(tài)工作點設置的必要性；3)放大電路的直流、交流通路的畫法，掌握放大電路的兩種分析方法(圖解法和微變等效電路法)，能用h參數(shù)微變等效電路計算放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入和輸出電阻；4)溫度對靜態(tài)工作點的影響，工作點穩(wěn)定電路的特點及電路分析；5)晶體管單管放大電路的三種接法及各自的特點；6)復合管放大電路的工作原理和分析方法；7)場效應管放大電路的特點及分析方法。（2）多級放大電路1)多級放大電路的耦合方式及特點；2)直接耦合多級放大電路的工作原理、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的計算，阻容耦合多級放大電路的工作原理和電壓放大倍數(shù)的計算；3)直接耦合放大電路中零點漂移現(xiàn)象及其抑制措施，差動放大電路的工作原理、輸入和輸出方式以及各項指標的計算。（3）集成運算放大電路1)集成運算放大器的內(nèi)部電路，理想集成運放的特點和實際運放的主要參數(shù)；2)集成運放的種類、選擇和使用。（4）功率放大電路1)功率放大電路的特點和主要研究對象，理解甲類、乙類、甲乙類放大電路的含義；2)互補電路的工作原理和指標計算；3)集成功率放大電路的原理及使用方法。（4）放大電路的頻率響應1)放大電路頻率響應的基本概念；2)單管共射放大電路頻率響應的分析方法；3)多級放大電路頻率響應的特點。2.重點和難點重點：放大電路的組成、參數(shù)及選擇、工作原理、分析方法和電路設計。難點：放大電路的工作原理、分析方法及電路設計。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合，闡明課程與教學基本原理，豐富學生課程與教學的基本知識結構，培養(yǎng)學生的職業(yè)規(guī)范；（2）通過案例分析，強調(diào)理論與實踐相結合，促進學生知識整合，培養(yǎng)學生的反思能力；（3）實驗：1）基本放大電路：靜態(tài)工作點的測定；給定輸入觀察輸出；改變靜態(tài)工作點，觀察失真；測量放大倍數(shù)。掌握單管放大電路的靜態(tài)工作點及放大倍數(shù)的測量方法，觀察放大電路中，有關參數(shù)的變化對防大電路性能的影響。并掌握測量放大電路的輸入輸出電阻。2）集成運算放大電路：同相、反相、比例運算電路，加、減法運算電路，積分、微分運算電路的輸入輸出電壓關系。掌握運算放大器組件的工作原理及外部特性，用運放組件組成反相比例放大器和積分器，并測試其功能。4.學生學習預期成果能夠描述放大電路的基本概念、主要指標、組成特點、參數(shù)選擇，熟練運用放大電路的工作原理、分析方法，能夠說出測控系統(tǒng)工程領域的相關技術標準體系，能運用相關知識分析測控系統(tǒng)工程領域工程問題中電子電路，熟練運用基本實驗方法，能夠按照給定的實驗方案，合理選用實驗儀器、設備和元器件，搭建實驗系統(tǒng)，并正確實施實驗，具備測試與調(diào)試系統(tǒng)的基本技能。5.支撐課程目標課程目標1、課程目標2、課程目標3第三單元放大電路中的反饋（學時數(shù)：6學時）1.課程主要內(nèi)容(1)反饋的基本概念和分類，會判斷反饋放大電路的類型和極性；(2)反饋的一般表達式；(3)深度負反饋下放大倍數(shù)的計算；(4)負反饋對放大電路性能的影響，會根據(jù)需要引入適當?shù)姆答仯?5)負反饋放大電路的自激條件，對消振措施作一般了解。2.重點和難點重點：判斷反饋放大電路的類型和極性，深度負反饋下放大倍數(shù)的計算，負反饋對放大電路性能的影響。難點：判斷反饋放大電路的類型和極性，深度負反饋下放大倍數(shù)的計算，根據(jù)需要引入適當?shù)姆答仭?.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合，闡明課程與教學基本原理，豐富學生課程與教學的基本知識結構，培養(yǎng)學生的職業(yè)規(guī)范；（2）通過案例分析，強調(diào)理論與實踐相結合，促進學生知識整合，培養(yǎng)學生的反思能力；4.學生學習預期成果能夠描述反饋的基本概念和分類，能運用所學對測控系統(tǒng)工程領域中的反饋放大電路的類型和極性進行識別、判斷，會計算深度負反饋下放大倍數(shù)，能夠描述負反饋對放大電路性能的影響，會根據(jù)需要對測控系統(tǒng)工程領域中的電路設計適當?shù)姆答仭?.支撐課程目標課程目標1、課程目標3第四單元信號的運算和處理（學時數(shù)：6學時）1.課程主要內(nèi)容(1)理想集成運放線性應用和非線性應用的特點以及線性應用的分析方法；(2)由集成運放組成的比例、求和、減法、積分運算電路的工作原理以及輸入和輸出的關系，微分、對數(shù)、指數(shù)、模擬乘法器等運算電路的工作原理以及輸入和輸出關系；(3)有源濾波電路；2.重點和難點重點：理想集成運放線性應用的分析方法，非線性應用的特點，比例、求和、減法、積分運算電路的工作原理以及輸入和輸出的關系。難點：理想集成運放線性應用的分析方法，比例、求和、減法、積分運算電路的工作原理以及輸入和輸出的關系。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合，闡明課程與教學基本原理，豐富學生課程與教學的基本知識結構，培養(yǎng)學生的職業(yè)規(guī)范；（2）通過案例分析，強調(diào)理論與實踐相結合，促進學生知識整合，培養(yǎng)學生的反思能力；4.學生學習預期成果能夠描述理想集成運放線性應用和非線性應用的特點，熟練使用線性應用的分析方法；具有求解工程問題中由集成運放組成的比例、求和、減法、積分運算電路的能力，能分析微分、對數(shù)、指數(shù)、模擬乘法器等運算電路的工作原理以及輸入和輸出關系。5.支撐課程目標課程目標1第五單元波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換（學時數(shù)：8學時）1.課程主要內(nèi)容(1)正弦波振蕩電路的振蕩條件，正弦波振蕩電路的組成和分析方法。RC正弦波振蕩電路、LC正弦波振蕩電路和石英晶體正弦波振蕩電路的特點，根據(jù)相位條件判斷其能否振蕩以及估算振蕩頻率；(2)比較器的基本特性，各種比較器的電壓傳輸特性分析；(3)非正弦波產(chǎn)生電路的組成及工作原理。2.重點和難點重點：正弦波振蕩電路的振蕩條件，電路組成和分析方法。RC正弦波振蕩電路、LC正弦波振蕩電路和石英晶體正弦波振蕩電路的特點，根據(jù)相位條件判斷其能否振蕩以及估算振蕩頻率；電壓比較器的基本特性和電壓傳輸特性分析。難點：正弦波振蕩電路的分析方法，根據(jù)相位條件判斷其能否振蕩，電壓比較器的電壓傳輸特性分析。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合，闡明課程與教學基本原理，豐富學生課程與教學的基本知識結構，培養(yǎng)學生的職業(yè)規(guī)范；（2）實驗：RC正弦波振蕩電路：調(diào)整RC橋式電路振蕩頻率；觀察起振及自激振蕩的波形。掌握進一步學習RC正弦波振蕩器的組成及其振蕩條件，學會測量、調(diào)試振蕩器。4.學生學習預期成果能夠闡明波形的發(fā)生和信號轉(zhuǎn)換電路的基本概念、電路特點、參數(shù)選擇，熟練運用正弦振蕩電路的工作原理、分析方法，能夠根據(jù)相位條件判斷電路能否振蕩以及估算振蕩頻率；能夠分析測控系統(tǒng)工程領域中信號轉(zhuǎn)換電路的電壓傳輸特性。5.支撐課程目標課程目標1、課程目標2、課程目標3第六單元直流電源（學時數(shù)：4學時）1.課程主要內(nèi)容(1)直流電源的組成；(2)整流電路、濾波電路的組成、工作原理和主要指標的計算，電容濾波的波形分析；(3)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的組成及工作原理；(4)三端集成穩(wěn)壓電源的應用；(5)開關型穩(wěn)壓電路的分類、電路組成及工作原理。2.重點和難點重點：直流電源、整流電路、濾波電路的組成、工作原理和主要指標的計算；穩(wěn)壓電路的組成及工作原理。難點：整流電路、濾波電路的主要指標的計算。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合，闡明課程與教學基本原理，豐富學生課程與教學的基本知識結構，培養(yǎng)學生的職業(yè)規(guī)范；（2）通過課堂匯報和課堂辯論，強化知識應用意識，發(fā)展學生的教學能力和反思能力；4.學生學習預期成果能夠闡明直流電路、整流電路、濾波電路的組成、工作原理和主要指標的計算，會對電容濾波進行波形分析；能夠闡明穩(wěn)壓電路、三端集成穩(wěn)壓電源的應用、開關型穩(wěn)壓電路的分類、電路組成及工作原理。5.支撐課程目標課程目標1、課程目標3（二）課程基本教學內(nèi)容對課程目標的支撐課程教學內(nèi)容教學方法支撐的課程目標學時安排課內(nèi)課外學時比例第一單元常用半導體器件講授法、實驗課程目標1、2102:1第二單元放大電路講授法、案例教學、實驗課程目標1、2、3222:1第三單元放大電路中的反饋講授法、案例教學課程目標1、362:1第四單元信號的運算和處理講授法、案例教學課程目標162:1第五單元波形發(fā)生和信號轉(zhuǎn)換講授法、實驗課程目標1、2、382:1第六單元直流電源講授法、專題研討課程目標1、342:1合計562:1五、課程考核及對課程目標的支撐（一）課程考核課程成績構成（百分制）課程成績構成比例考核環(huán)節(jié)目標分值考核/評價細則平時成績30-40%作業(yè)（百分制）50本門課程作業(yè)，主要考核知識掌握情況目標分值=0.5*作業(yè)平均成績測驗（百分制）30主要測試各單元知識掌握情況目標分值=0.3*測驗平均成績課堂表現(xiàn)（百分制）20根據(jù)課堂討論，發(fā)言等情況打分，次數(shù)不限，最終總成績按比例折算，滿分20分。實踐成績10%實驗（百分制）100共計五次實驗，根據(jù)實驗操作、實驗過程、實驗結果、實驗數(shù)據(jù)分析和實驗報告等，評定學生成績目標分值=實驗平均成績期末考試50-60%知識40考核內(nèi)容：上述各單元理論知識考試題型：判斷、選擇、填空、簡答、作圖、分析、計算等（任選，不低于四種）依據(jù)試卷評分標準進行評價能力30綜合應用20創(chuàng)新10（二）課程考核對課程目標的支撐教學內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標第一單元常用半導體器件1-1PN結的形成及其單向?qū)щ娮饔茫?-2二極管、三極管、穩(wěn)壓管的外特性和主要應用；1-3結型和絕緣柵場效應管的工作原理和外特性。作業(yè)、測驗、實驗、期末考試課程目標1、2第二單元放大電路2-1放大電路的工作原理2-2放大電路的分析作業(yè)、測驗、實驗、期末考試課程目標1、2、3第三單元放大電路中的反饋3-1判斷反饋放大電路類型和極性3-2深度負反饋下放大倍數(shù)的計算3-3負反饋對放大電路性能的影響作業(yè)、測驗、期末考試課程目標1、3第四單元信號的運算和處理4-1理想集成運放線性應用的分析4-2比例、