《模擬電子技術(shù)》教學(xué)大綱

《模擬電子技術(shù)》教學(xué)大綱課程編號：13180308英文名稱：AnalogElectronicTechnology學(xué)分：3.5學(xué)時：總學(xué)時64學(xué)時，其中理論48學(xué)時，實踐16學(xué)時先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電路原理課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)課程授課對象：自動化專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：機(jī)械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第3學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)《模擬電子技術(shù)》是自動化專業(yè)第二門電類基礎(chǔ)課程和核心課程，以電子電路的放大與反饋、計算機(jī)輔助分析為學(xué)習(xí)與研究對象，從實際模擬電路的工程應(yīng)用角度出發(fā)，系統(tǒng)講授放大電路、反饋電路、濾波電路、直流穩(wěn)壓電源等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用模擬電子技術(shù)理論解決自動化領(lǐng)域，特別是對模擬放大電路的分析計算、軟件仿真、硬件電路等方面實際工程問題的能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生具備運(yùn)用模擬電路的基本理論分析與計算實際模擬電路、進(jìn)行模擬電子實驗操作并分析實驗結(jié)果、應(yīng)用電子電路軟件繪制模擬電路并仿真、以及硬件電路的焊接與調(diào)試等方面的能力，為后續(xù)《數(shù)字電子技術(shù)》、《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》等專業(yè)基礎(chǔ)課程和《自動控制原理》等專業(yè)主干課程提供必要的模擬電路理論知識與技能。本課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點1.2、2.2和5.2，擬達(dá)到的課程目標(biāo)：課程目標(biāo)1：能針對分立元件或集成芯片組成的放大電路進(jìn)行時域分析和頻域分析，建立模擬電路的時域或頻域數(shù)學(xué)模型并求解；課程目標(biāo)2：能運(yùn)用小信號等效電路、深度負(fù)反饋電路、波特圖等模擬電路的相關(guān)原理和數(shù)學(xué)模型正確表示模擬信號傳遞、放大與控制等自動化領(lǐng)域內(nèi)的復(fù)雜工程問題；課程目標(biāo)3：能夠選擇與使用恰當(dāng)示波器、信號發(fā)生器等儀器，PSpice等電子電路專業(yè)仿真軟件，對自動化相關(guān)領(lǐng)域的模擬信號放大與處理等復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析、計算與設(shè)計。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.2能針對具體的對象，運(yùn)用時頻域分析和相關(guān)方法，建立數(shù)學(xué)模型并求解課程目標(biāo)1H2.2能基于電路、控制等相關(guān)科學(xué)原理和數(shù)學(xué)模型方法正確表達(dá)自動化相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題課程目標(biāo)2H5.2能夠選擇與使用恰當(dāng)?shù)膬x器、信息資源、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對自動化相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析、計算與設(shè)計課程目標(biāo)3M三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配（一）理論教學(xué)序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點（含德育要求）學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1緒論放大電路的模型，放大電路的主要性能指基本要求：描述模擬信號的特點及其應(yīng)用領(lǐng)域，辨別四種類型的放大電路模型重點難點：能根據(jù)放大電路性能指標(biāo)分析放大電路特性及優(yōu)劣德育要求：嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度、科技興國2線上學(xué)習(xí)課堂講授課后作業(yè)在線測試22運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器，理想運(yùn)算放大器,基本線性運(yùn)放電路；同相輸入和反相輸入放大電路的其它應(yīng)用基本要求：解釋集成運(yùn)算放大器內(nèi)部組成單元和電路模型，運(yùn)用“虛短”和“虛斷”概念分析與計算基本線性運(yùn)放電路，分析與推導(dǎo)線性運(yùn)放電路的輸入輸出之間關(guān)系重點難點：熟練分析與計算同相、反相放大電路、求和、求差電路、儀用電路、積分電路，根據(jù)指標(biāo)設(shè)計與選擇合適的線性電路德育要求：去繁就簡、嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度4線上學(xué)習(xí)課堂講授翻轉(zhuǎn)課堂課后作業(yè)在線測試1,2,33二極管及其基本電路半導(dǎo)體基本知識，PN結(jié)形成及特性，二極管和二極管組成基本電路及分析方法，特殊二極管基本要求：描述二極管的基本知識，解釋PN結(jié)的形成及單向?qū)щ娦?、穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)，根據(jù)二極管理想模型、恒壓降模型、折線模型和小信號模型等方法分析重點難點：運(yùn)用二極管模型分析與計算二極管組成電路德育要求：因地制宜、區(qū)別對待4線上學(xué)習(xí)課堂講授團(tuán)隊探討課后作業(yè)在線測試1,34雙極結(jié)型三極管及放大電路半導(dǎo)體三極管(BJT)，基本共射極放大電路，BJT放大電路的分析方法，BJT放大電路的靜態(tài)工作點穩(wěn)定，共集電極和共基極，多級放大電路基本要求：解釋放大電路圖解分析法和小信號模型分析法，分析分壓式偏置放大電路能穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原因，運(yùn)用小信號等效電路分析與計算共射極、共集電極和共基極三種放大電路的性能指標(biāo)，根據(jù)放大電路圖判斷電路的組態(tài)類型，根據(jù)放大電路性能指標(biāo)選擇合適的組態(tài)類型并設(shè)計電路，使用PSpice軟件繪制電路并仿真調(diào)試重點難點：運(yùn)用小信號等效電路對三種類型電路動態(tài)分析并比較，根據(jù)電路指標(biāo)選擇合適電路類型，多級放大電路分析與計算能力德育要求：分工合作、團(tuán)隊探究10線上學(xué)習(xí)課堂講授翻轉(zhuǎn)課堂團(tuán)隊探討軟件仿真課后作業(yè)在線測試1,2,35場效應(yīng)管放大電路金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，MOSFET共源極放大電路，圖解分析法，小信號模型分析法，共漏極和共柵極放大電路，多級放大電路；FET和BJT放大電路的比較基本要求：解釋場效應(yīng)管放大電路實現(xiàn)信號放大的工作原理；運(yùn)用小信號等效電路對場效應(yīng)管放大電路的靜態(tài)分析和動態(tài)分析，分析與比較場效應(yīng)管組成放大電路和雙極結(jié)型晶體管組成的放大電路性能重點難點：分析與計算共源極、共漏極和共柵極三種放大電路的性能指標(biāo)，根據(jù)放大電路圖識別電路的組態(tài)類型，根據(jù)放大電路性能指標(biāo)選擇合適的組態(tài)類型并設(shè)計放大電路德育要求：創(chuàng)新意識、追求極致4線上學(xué)習(xí)課堂講授團(tuán)隊探討課后作業(yè)在線測試1,2,36頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)的概念，RC低通/高通的電路頻率響應(yīng)，共源極和共射極放大電路低頻響應(yīng)和高頻響應(yīng)，擴(kuò)展放大電路通頻帶的方法基本要求：解釋共射極和共源極放大電路產(chǎn)生低頻響應(yīng)和高頻響應(yīng)的原因，繪制放大電路的低頻/高頻小信號模型并計算截止頻率重點難點：繪制共源極和共射極放大電路的高頻等效電路，使用PSpice軟件獲得頻率響應(yīng)曲線并計算上限頻率、下限頻率和通頻帶德育要求：分工合作、等效變換4線上學(xué)習(xí)課堂講授軟件仿真課后作業(yè)在線測試2,37模擬集成電路鏡像電流源，差分式放大電路，集成運(yùn)算放大器基本要求：描述電流源構(gòu)成，解釋差模/共模信號、差模/共模增益和共模抑制比等術(shù)語，分析差分電路組成、工作原理及抑制零點漂移的原理，運(yùn)行小信號等效電路分析與計算差分電路的靜態(tài)工作點和動態(tài)指標(biāo)重點難點：根據(jù)設(shè)計指標(biāo)選擇合適差分電路,設(shè)置元器件參數(shù)并仿真調(diào)試驗證計算結(jié)果德育要求：集體力量、工匠精神5線上學(xué)習(xí)課堂講授翻轉(zhuǎn)課堂團(tuán)隊探討課后作業(yè)在線測試1,2,38負(fù)反饋放大電路反饋的基本概念及分類，負(fù)反饋電路的增益一般表達(dá)式，負(fù)反饋對放大電路性能的影響，深度負(fù)反饋條件下的近似計算，負(fù)反饋放大電路設(shè)計基本要求：運(yùn)用瞬時極性法判斷正負(fù)反饋放大電路，識別電路的負(fù)反饋類型，估算深度負(fù)反饋條件下放大電路的閉環(huán)增益，分析負(fù)反饋放大電路能提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的原因重點難點：深度負(fù)反饋條件下的電路增益、輸入輸出電阻等指標(biāo)計算，設(shè)計負(fù)反饋放大電路的一般步驟及具體應(yīng)用德育要求：舍小取大、穩(wěn)中求進(jìn)5線上學(xué)習(xí)課堂講授軟件仿真課后作業(yè)在線測試1,2,39功率放大電路功率放大電路的一般問題，甲類功放，乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路，集成功率放大電路基本要求：辨別功率放大電路與其它放大電路的差異，乙類功率放大電路的分析與計算，功放芯片組成的放大電路分析與計算重點難點：甲類、乙類、甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大甲類電路分析與計算，以及如何解決輸出功率、效率和非線性失真三者之間矛盾德育要求：精益求精、追求極致3線上學(xué)習(xí)課堂講授團(tuán)隊探討課后作業(yè)在線測試硬件電路1,2,310信號處理與信號產(chǎn)生濾波電路概念與分類，一階有源濾波，高階有源濾波電路，RC/RL正弦振蕩電路，非正弦信號產(chǎn)生電路基本要求：解釋正弦波振蕩的起振條件、穩(wěn)幅原理，計算一階、二階濾波電路的截止頻率，二階有源低通、高通濾波電路的傳遞函數(shù)、品質(zhì)因素和截止頻率的計算重點難點：分析、計算與設(shè)計二階低通、二階高通及四階帶通濾波器，并通過仿真調(diào)試驗證截止頻率和通頻帶的計算結(jié)果德育要求：取其精華、去其糟粕4線上學(xué)習(xí)課堂講授團(tuán)隊探討軟件仿真課后作業(yè)在線測試1,2,311直流穩(wěn)壓電源小功率整流、濾波電路，線性穩(wěn)壓電源，基本要求：解釋單相整流、電容濾波和穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電流，三端集成穩(wěn)壓器等概念并分析工作原理，分析單相橋式整流電容濾波電路的工作原理并計算相關(guān)參數(shù)，分析串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓原理，使用三端集成穩(wěn)壓電源設(shè)計直流穩(wěn)壓電源重點難點：根據(jù)設(shè)計指標(biāo)，選擇合適的元器件與參數(shù)設(shè)計直流穩(wěn)壓電源，通過軟件仿仿真與硬件電路調(diào)試真德育要求：追求學(xué)術(shù)、工匠精神3線上學(xué)習(xí)課堂講授團(tuán)隊探討軟件仿真課后作業(yè)在線測試硬件電路1,2,3合計48（二）實驗教學(xué)序號實驗項目實驗內(nèi)容與要求學(xué)時類型對應(yīng)課程目標(biāo)1常用儀器的使用和測量理解常用儀器的工作原理、框圖及主要技術(shù)指標(biāo)，面板上旋鈕和顯示功能；學(xué)會示波器、信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源及毫伏表的正確使用方法；一般電參數(shù)的測量方法2驗證2,32單級放大電路理解放大器靜態(tài)工作點的調(diào)整方法；學(xué)會放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真電壓測量方法3驗證2,33基本運(yùn)算放大電路學(xué)會集成運(yùn)算放大器的正確使用方法，用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成各種基本運(yùn)算電路的方法；學(xué)習(xí)正確使用示波器DC、AC輸入方式觀察波形的方法。重點掌握積分器輸入、輸出波形的測量和描繪方法3設(shè)計2,34負(fù)反饋放大電路研究負(fù)反饋對放大器性能的影響；學(xué)會反饋放大器性能的測量方法3設(shè)計2,35綜合設(shè)計實驗與應(yīng)用利用實驗室條件，獨立設(shè)計某一功能的電路，并對其進(jìn)行裝接、調(diào)試，測試主要的性能指標(biāo)。參考題目：直流穩(wěn)壓電源、模擬運(yùn)算電路、RC正弦波振蕩電路、方波—三角波產(chǎn)生電路、壓控振蕩電路、音頻放大電路、差分放大電路5綜合2,3合計16注：實驗要求包括必修、選修；實驗類型包括演示、驗證、綜合、設(shè)計等。四、課程教學(xué)方法1.總體設(shè)計基于浙江省精品在線開放課程共享平臺，采用“分級分層、線上線下混合、軟硬結(jié)合、團(tuán)隊學(xué)習(xí)”的課程教學(xué)模式，把傳統(tǒng)的理論教學(xué)與實際工程電路應(yīng)用相結(jié)合，將模擬電路的分析、計算與仿真貫穿于整個教學(xué)過程中，通過師生互動、團(tuán)隊學(xué)習(xí)完成教學(xué)任務(wù)。采用探究式的教學(xué)模式，分析學(xué)生設(shè)計過程產(chǎn)生的錯誤，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)對所學(xué)知識的理解和掌握。①課堂教學(xué)方法：講授、討論、翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下混合。②實驗教學(xué)方法：自主集中、指導(dǎo)練習(xí)、個別答疑、。③課外學(xué)習(xí)方法：觀看精品在線開放課程網(wǎng)站上的課程微視頻，學(xué)生自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊合作學(xué)習(xí)相結(jié)合，課外完成團(tuán)隊研究項目。2.課堂教學(xué)①課堂講授：在課前在線預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，按知識模塊，通過案例以演示和歸納主要知識點的應(yīng)用，通過問題引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和討論，不斷強(qiáng)化學(xué)生對知識的理解。在講授、討論中，基于案例分析、工程應(yīng)用等教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用模擬電路理論的基本分析方法，使學(xué)生在體驗對模擬電路的分析與計算的過程中，加深對知識點的理解與應(yīng)用。②課內(nèi)討論：圍繞預(yù)習(xí)內(nèi)容、講授案例、課后作業(yè)、階段測試、研究項目匯報，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對知識點的學(xué)習(xí)、鞏固和掌握。3.實驗教學(xué)在課外學(xué)習(xí)和作業(yè)實施的基礎(chǔ)上，通過集中實驗，理解有關(guān)知識點，掌握放大電路、負(fù)反饋電路等常用的分析與設(shè)計方法。4.課外學(xué)習(xí)①課前預(yù)習(xí)：要求學(xué)生在課前按預(yù)習(xí)計劃完成自主學(xué)習(xí)內(nèi)容，即自學(xué)教材相關(guān)章節(jié)，觀看課程網(wǎng)站上教學(xué)視頻。②課后作業(yè)：要求學(xué)生按時完成課后紙質(zhì)作業(yè)，慕課平臺上的在線練習(xí)與測試，完成團(tuán)隊研究項目，準(zhǔn)備階段測試內(nèi)容。③研究項目：要求學(xué)生按2（必選）+2（任選）個團(tuán)隊研究項目，提交團(tuán)隊研究報告，個別小組安排現(xiàn)場演示和口頭匯報。5.課外學(xué)習(xí)與實踐①預(yù)習(xí)與自學(xué)：課前預(yù)習(xí)和自學(xué)微視頻、教材和輔學(xué)資料，初步知曉教學(xué)內(nèi)容。②復(fù)習(xí)與練習(xí)：課后復(fù)習(xí)課堂教學(xué)內(nèi)容、教材習(xí)題的練習(xí)和課后作業(yè)。在完成練習(xí)和作業(yè)過程中，進(jìn)一步加深教材和微視頻中相關(guān)內(nèi)容理解與掌握，并能學(xué)以致用。五、學(xué)業(yè)評價和課程考核《模擬電子技術(shù)》課程學(xué)業(yè)評價采取線下平時成績、線上學(xué)習(xí)成績、實驗成績和期末考試等多元評價方式。根據(jù)學(xué)生不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與學(xué)習(xí)目標(biāo)開展三階分層式教學(xué)，突出“學(xué)生中心”；通過基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)任務(wù)點與學(xué)習(xí)軌跡的采集與分析，開展“診斷反饋”；通過實驗環(huán)節(jié)與團(tuán)隊研究項目，實現(xiàn)“產(chǎn)出導(dǎo)向”。（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評價相結(jié)合，考核內(nèi)容由平時作業(yè)、章節(jié)測試、團(tuán)隊項目、實驗成績、線上學(xué)習(xí)和期末考核組成，均按百分制計分，其中期末考核成績占40%、平時作業(yè)成績占10%、章節(jié)測試成績占10%、團(tuán)隊項目占10%、實驗成績占15%、線上學(xué)習(xí)成績占15%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評價序號考核方式課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計1平時作業(yè)550102章節(jié)測試550103團(tuán)隊項目055104線上學(xué)習(xí)1500155實驗成績0015156期末考試1228040課程目標(biāo)對應(yīng)分值374320100（二）考核與評價標(biāo)準(zhǔn)1.平時成績考核與評價標(biāo)準(zhǔn)安排六次作業(yè)課后作業(yè)，A4紙打印，每次作業(yè)安排6~10道計算與設(shè)計題，根據(jù)課后作業(yè)參考答案與評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分（百分制）。2.章節(jié)測試與評價標(biāo)準(zhǔn)安排2~3次章節(jié)測試，根據(jù)測試題目的參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分（百分制）。3.課程實驗分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分評分依據(jù)能根據(jù)實驗要求和指標(biāo)自主設(shè)計實驗方案，搭建實驗電路，操作規(guī)范并注重安全，有可行的設(shè)計思路。實驗報告完整、內(nèi)容詳實，實驗結(jié)果分析有理有據(jù)，獲得結(jié)論正確符合科學(xué)規(guī)律能根據(jù)實驗要求和指標(biāo)設(shè)計實驗方案，搭建實驗電路，操作較規(guī)范并注重安全，有較可行的設(shè)計思路。實驗報告完整、內(nèi)容較詳實，實驗結(jié)果分析較好，獲得結(jié)論比較正確能根據(jù)實驗要求和指標(biāo)搭建實驗電路，能基本完成實驗操作，有一定的設(shè)計思路。實驗報告基本完整、內(nèi)容較詳實，實驗結(jié)果分析不夠正確不參與實驗或?qū)嶒炦^程