《電路與電子技術(shù)實驗A》1課程教學(xué)大綱

《電路與電子技術(shù)實驗A》課程教學(xué)大綱課程英文名CircuitsandElectronicsTechnologyExperimentA課程代碼01M0105學(xué)分3總學(xué)時48課程類別學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)必修先修課程《電路分析基礎(chǔ)A》、《電子技術(shù)》適用專業(yè)電氣自動化、電子科學(xué)技術(shù)、自動化、光電、微電專業(yè)開課學(xué)院機電工程學(xué)院注：課程類別是指公共基礎(chǔ)課/學(xué)科基礎(chǔ)課/專業(yè)課；課程性質(zhì)是指必修/限選/任選。一、課程地位與課程目標（一）課程地位本實驗課程是《電路分析基礎(chǔ)A》、《電子技術(shù)》后續(xù)課程，是面向電類專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門必修的、獨立設(shè)課的實踐環(huán)節(jié)課程。課程能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對電氣領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進行研究，課程邏輯性強、應(yīng)用性強，具有廣闊的工程背景，對培養(yǎng)學(xué)生的電路與電子技術(shù)應(yīng)用能力的作用尤為突出，并將為學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識及今后從事專業(yè)工程技術(shù)工作打下良好的實踐基礎(chǔ)。（二）課程目標本課程教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)發(fā)展方面應(yīng)達到的目標：1.培養(yǎng)學(xué)生知識目標方面：通過課程的學(xué)習(xí)，鞏固和加強“電路分析基礎(chǔ)”、“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”課程的基本理論知識和基本應(yīng)用；正確掌握使用電工儀表、電子儀器設(shè)備，掌握其測試方法；培養(yǎng)學(xué)生運用電路相關(guān)理論，查找科技文獻，使用電子手冊，進行電路設(shè)計，撰寫科技小論文，并能合理地解釋實驗現(xiàn)象與結(jié)果。同時培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實、踏實嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。2.培養(yǎng)學(xué)生能力目標方面：通過課程的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生具有解決復(fù)雜的綜合電路問題的能力、培養(yǎng)學(xué)生使用計算機仿真電路的能力、具有電路調(diào)試及故障診斷的能力、團隊協(xié)作能力以及實際工程應(yīng)用能力，提升學(xué)生實踐創(chuàng)新能力以及追求卓越的精神。3.提高素質(zhì)發(fā)展方面：通過課程的實踐，加強對學(xué)生實踐技能的培養(yǎng)，學(xué)生能夠組隊完成綜合實驗項目的任務(wù)。使學(xué)生具有理論聯(lián)系實際、實事求是的科學(xué)態(tài)度，擁有使命感以及科技強國的情懷。為今后專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、畢業(yè)實習(xí)和就業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。二、課程目標達成的途徑與方法《電路與電子技術(shù)實驗》課程教學(xué)以實踐動手為主，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，通過在線課程學(xué)習(xí)，并結(jié)合線下實踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生運用電路理論進行電路的仿真及設(shè)計，完成實現(xiàn)相應(yīng)電路設(shè)計指標的全過程，從而培養(yǎng)學(xué)生分析和解決電路與電子技術(shù)領(lǐng)域復(fù)雜問題的能力。（1）“電路與電子技術(shù)實驗”課程倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主的教學(xué)理念。目前本實驗課在中國大學(xué)愛課程網(wǎng)平臺開設(shè)在線開放課程，已為課程“線下實驗”搭建了很好的教學(xué)學(xué)習(xí)平臺。實現(xiàn)課程教學(xué)以“線上”與“線下”實踐課堂相結(jié)合的混合式教學(xué)模式，從而培養(yǎng)學(xué)生基本的實驗技能與工程實踐能力。（2）學(xué)生通過“在線”課程的微課視頻學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，有效地解決以往預(yù)習(xí)實驗出現(xiàn)的困難；通過“在線”平臺實驗題自測，可以檢測學(xué)生實驗前的預(yù)習(xí)效果與學(xué)習(xí)效率。為學(xué)生提供了一種“移動與固定”、“個體與協(xié)作”、“課內(nèi)與課外”相結(jié)合的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)環(huán)境，實現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)全過程的最好支持，形成良好的思維方法和學(xué)習(xí)方法。（3）對于驗證性、設(shè)計性實驗項目，通過引入課堂小組協(xié)作、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生理論知識應(yīng)用能力以及團隊協(xié)助能力；通過多個綜合實驗項目的訓(xùn)練，提高學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力以及反思能力。三、課程目標與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求3-2畢業(yè)要求4-2畢業(yè)要求8-2課程目標1L課程目標2M課程目標3M四、課程內(nèi)容及基本要求序號實驗項目名稱學(xué)時基本要求主要任務(wù)實驗性質(zhì)實驗類別1實驗概論1介紹課程學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)進程；以及實驗室安全用電。1、注冊在線課程平臺；2、下載相關(guān)實驗教學(xué)資源演示必做2常用電子儀器的使用2熟練掌握常用電子儀器的使用方法；使用電子儀器及儀表進行電子測量。1、使用數(shù)字示波器和數(shù)字交流毫伏表測量正弦交流信號；2、使用示波器進行電壓波形相關(guān)參數(shù)測量驗證必做3戴維寧定理與最大功率傳輸定理2加深對電路戴維寧定理與最大功率傳輸定理的理解；掌握用測量電路伏安特性的實驗方法驗證電路的等效性。1、設(shè)計實驗過程，求有源二端口網(wǎng)絡(luò)的戴維寧等效電路；2、用測量伏安特性的實驗方法驗證戴維寧定理正確性；3、設(shè)計實驗過程，驗證最大功率傳輸定理，并測量電路的最大輸出功率。設(shè)計必做4熒光燈電路與功率因數(shù)的提高2熟悉日光燈的接線方法；掌握在感性負載上并聯(lián)電容器以提高電路功率因數(shù)的原理；學(xué)習(xí)單相交流功率表使用方法。1、設(shè)計日光燈電路并進行接線;2、研究在感性負載上并聯(lián)電容器以提高電路功率因數(shù)實驗方法；3、測量電路有功功率與功率因數(shù)。設(shè)計必做5元件的伏安特性測量2掌握實驗室測量元件的伏安特性的測試方法。掌握電源外特性的測試方法；驗證電壓源與電流源等效變換的條件1、完成電路的線性電阻伏安特性的測量;2、完成電路的穩(wěn)壓二極管伏安特性的測量;3、完成實際電壓源/實際電流源伏安特性的測量。設(shè)計選做6Multisim電路仿真分析入門3通過一個實際電路的學(xué)習(xí)研究，用Multisim軟件進行電路仿真分析，觀測預(yù)期實驗仿真結(jié)果通過一個模擬電路實驗項目的實例初步掌握電路仿真分析軟件的使用方法。驗證必做7三相交流電路測量3加深對三相交流電路中負載為星形、三角形的電壓、電流之間關(guān)系的理解；掌握三相功率的測量方法；掌握三相交流電相序測定的方法1、設(shè)計實驗過程，研究在對稱與不對稱兩種情況下三角形負載上線電流與相電流的關(guān)系。2、設(shè)計實驗過程，驗證用兩表法測量三相功率的正確性。3、設(shè)計實驗過程，進行對稱電源相序的判定。設(shè)計必做8RLC串聯(lián)諧振電路3熟悉串聯(lián)諧振電路的結(jié)構(gòu)與特點,掌握測定串聯(lián)諧振電路參數(shù)的方法。1、設(shè)計一個諧振頻率大約9kHz、品質(zhì)因數(shù)為4的串聯(lián)諧振電路；2、設(shè)計實驗過程，完成串聯(lián)諧振電路參數(shù)的測量，并繪制諧振曲線；3、要求對實際測量的品質(zhì)因數(shù)Q產(chǎn)生的誤差進行修正。設(shè)計選做9一階RC電路暫態(tài)過程2觀察RC電路充放電過程曲線及掌握時間常數(shù)的測量方法；研究RC積分電路和微分電路的特點。1、用示波器光標測量鍵測量RC放電電路時間常數(shù)；2、設(shè)計時間常數(shù)為1msRC積分電路/或微分電路，用示波器觀察電路輸入輸出，得出實驗結(jié)論。設(shè)計選做10分壓式共射極放大電路研究3了解基本放大電路靜態(tài)工作點、放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及頻率特性的測試方法；理解電路參數(shù)對放大器靜態(tài)工作點及輸出波形的影響。1、測量電路的最佳靜態(tài)工作點；2、調(diào)節(jié)上偏置電阻觀察放大電路的截止、飽和失真；3、測量電路的電壓放大倍數(shù)(在負載開路與負載聯(lián)接的兩種情況下)；4、測量放大電路的輸入、輸出電阻；驗證必做11運算放大器線性應(yīng)用15掌握用集成運算放大器設(shè)計實現(xiàn)比例、加減運算電路的基本方法通過課堂小組討論的形式用運放完成加減混合運算電路：1、對運放電路進行調(diào)零，并求出電路的傳輸特性曲線。2、借助于電路仿真軟件，用運算放大器設(shè)計實現(xiàn)加減混合運算等電路；3、完成電路的測試。設(shè)計必做12運算放大器線性應(yīng)用23掌握用集成運算放大器設(shè)計實現(xiàn)微分、積分運算電路的基本方法1用集成運算放大器設(shè)計實現(xiàn)一個實用的微分運算電路；2、掌握用集成運算放大器設(shè)計一個實用的積分運算電路，設(shè)計一個實現(xiàn)將頻率為1kHz的方波信號轉(zhuǎn)換為三角波信號的積分電路。設(shè)計選做13運算放大器的非線性應(yīng)用3掌握用運算放大器的非線性特點實現(xiàn)方波發(fā)生的基本方法1、試設(shè)計一個用運算放大器實現(xiàn)的振蕩頻率為100Hz-1KHz連續(xù)調(diào)節(jié)、輸出幅值為5V的方波發(fā)生器；2、設(shè)計實現(xiàn)一個同相滯回電壓比較器電路。設(shè)計選做14輸出電壓可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源3掌握用集成穩(wěn)壓器構(gòu)成直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計與調(diào)試方法1、設(shè)計一個具有橋式整流、電容濾波環(huán)節(jié)，并用三端集成穩(wěn)壓器7815構(gòu)成的輸出電壓可調(diào)范圍為15V-20V的直流穩(wěn)壓電源；2、用示波器觀測橋式整流、濾波的負載波形。綜合選做15組合邏輯電路設(shè)計13初步掌握利用小規(guī)模集成邏輯芯片設(shè)計組合邏輯電路的一般方法，熟悉組合邏輯電路設(shè)計過程1、學(xué)會查找數(shù)字芯片手冊，讀懂芯片管腳與功能表；用指定集成芯片完成組合邏輯電路的設(shè)計；完成電路測試過程并學(xué)會自查設(shè)計電路出現(xiàn)的故障。設(shè)計必做16中規(guī)模集成邏輯器件的應(yīng)用3掌握使用中規(guī)模集成芯片譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器和基本門電路設(shè)計組合邏輯電路1、分別使用中規(guī)模集成芯片譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器和基本門電路設(shè)計一位全加器或全減器；2、用示波器觀測電路輸入、輸出波形。設(shè)計必做17計數(shù)、譯碼和顯示電路4掌握計數(shù)器、譯碼器和七段顯示器的綜合應(yīng)用方法通過課堂小組討論的形式完成：1、用74LS161計數(shù)器、4511譯碼器、BS311201顯示器實現(xiàn)一個帶顯示的60進制計數(shù)器；2、用示波器觀測時序電路波形。設(shè)計必做18555定時器的應(yīng)用3熟悉555定時器芯片的功能，初步掌握555芯片的應(yīng)用方法。利用555定時器設(shè)計一個單穩(wěn)觸發(fā)器電路；2、利用555定時器設(shè)計一個多諧振蕩器電路；3、利用555定時器設(shè)計一個定時器。設(shè)計選做19RC正弦波振蕩電路3實現(xiàn)RC正弦波振蕩電路的設(shè)計方法，研究其振蕩原理，加強正反饋放大電路概念的理解試設(shè)計實現(xiàn)一個振蕩頻率為500Hz、幅度為5V的RC橋式正弦波振蕩電路綜合選做20有源濾波電路3學(xué)會如何設(shè)計一個有源一階RC低通濾波器；對有源RC與無源RC的濾波性能進行比較研究。3、通過實驗了解集成運算放大器在濾波電路中的應(yīng)用，掌握低通濾波器的調(diào)試和幅頻響應(yīng)的測量方法。設(shè)計一個通頻帶為0～300Hz的有源一階RC低通濾波器（一階低通巴特沃斯濾波器），設(shè)計實驗過程，完成幅頻及相頻特性測量。設(shè)計選做21函數(shù)信號發(fā)生器4綜合應(yīng)用555定時器、運算放大器電路單元實現(xiàn)完成小型信號發(fā)生電路的設(shè)計（如輸出波形有正弦波、方波、三角波）設(shè)計一個矩形波信號發(fā)生電路，要求：1、輸出頻率在100Hz～1kHz之間連續(xù)可調(diào)；2、輸出幅度在3V～10V之間連續(xù)可調(diào)；3、脈沖占空比在20%～80%之間連續(xù)可調(diào)；4、矩形波的直流偏置在-1V～+2V之間連續(xù)可調(diào)。綜合選做22圖書館人數(shù)統(tǒng)計6提高綜合電路的設(shè)計水平以及實現(xiàn)搭接數(shù)字系統(tǒng)硬件電路的能力設(shè)計記錄并顯示圖書館一天進出人次數(shù)的電路，要求1、完成電路仿真；2、用開關(guān)人的進或出信號；3、可以顯示當前時刻在圖書館里的人數(shù)，又可以顯示總共進入的人次；顯示最大數(shù)字99。綜合選做23聲控延時開關(guān)電路7提高綜合電路的設(shè)計水平以及解決復(fù)雜問題的能力設(shè)計電路，具有聲控功能。1、有聲音時，開關(guān)打開，驅(qū)動發(fā)光二極管燈亮；聲音消失后,開關(guān)延時10s自動關(guān)閉，二極管燈滅；2、延時的時間5s—9s可調(diào)；3、延時的倒計時間9s—0s擴展功能；1）延時的倒計時間30s—00s顯示綜合選做24頻率計的測量7提高綜合電路的設(shè)計水平以及解決復(fù)雜問題的能力能夠測量（數(shù)碼管）顯示10-99Hz頻率段的函數(shù)信號發(fā)生器輸出的TTL信號方波頻率，并具有清零功能；能夠測量顯示90Hz/70Hz/80Hz的頻率的峰峰值為-4V～+4V的正弦波的頻率能夠測量顯示90Hz/70Hz/80Hz頻率峰峰值為-4V～+4V的正弦波,且疊加直流電壓+2V的信號。綜合選做五、考核方式及成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標準（依據(jù)）占總成績比例過程考核“線上”成績；“線下”實驗操作及課堂小組討論、翻轉(zhuǎn)課堂；實驗報告等（含到課率）“線上”成績包括（在線測驗、發(fā)帖討論、在線考試、網(wǎng)上作業(yè)等）；“線下”實驗成績包括（大綜合實驗、小組討論、實驗報告及操作）50%期末考核學(xué)生根據(jù)自己學(xué)習(xí)能力自主選擇考試類型：有兩種考試類型。（1）半開放實驗筆試與實際操作考試；（2）全開放實驗考試。半開卷考試（三套試卷抽簽，允許自帶手寫A4紙，時間2個小時）；全開放實驗考試（提前2周公布考試題目）學(xué)生2人組隊參加考試，可攜帶筆記本與參考書，現(xiàn)