《醫(yī)學(xué)電子學(xué)基礎(chǔ)》（影診）

影診影診-PAGE10--PAGE9-《醫(yī)學(xué)電子學(xué)基礎(chǔ)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程編號：課程名稱：醫(yī)學(xué)電子學(xué)基礎(chǔ)英文名稱：Thebasisofmedicalelectronics課程類型：專業(yè)基礎(chǔ)課必修總學(xué)時：60學(xué)分：3.5理論課學(xué)時：40實(shí)驗(yàn)課學(xué)時：20適用對象：影像診斷學(xué)本科學(xué)生一、課程的性質(zhì)和地位《醫(yī)學(xué)電子學(xué)基礎(chǔ)》是五年制醫(yī)學(xué)影像學(xué)專業(yè)（診斷方向）的一門主干學(xué)科，是專業(yè)基礎(chǔ)必修課。其基本任務(wù)是將電子技術(shù)基本知識系統(tǒng)地傳授給學(xué)生，使他們了解和掌握醫(yī)學(xué)影像設(shè)備中的電子技術(shù)分析方法和電子技術(shù)應(yīng)用方面的內(nèi)容，并為后續(xù)課程《影像設(shè)備學(xué)》的學(xué)習(xí)和將來從事醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)打下堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。通過電子學(xué)實(shí)驗(yàn)，將提高學(xué)生的動手能力，使他們獲得電子學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法和基本實(shí)驗(yàn)技能，以培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為將來在醫(yī)療工作中的實(shí)踐技能打下基礎(chǔ)。二、教學(xué)環(huán)節(jié)及教學(xué)方法和手段《醫(yī)學(xué)電子學(xué)基礎(chǔ)》的教學(xué)環(huán)節(jié)包括理論課堂講授、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、考試等。其中課堂講授是通過教師對指定教材的大部分章節(jié)的講解，結(jié)合多媒體課件及啟發(fā)式、案例式等教學(xué)法的應(yīng)用，達(dá)到學(xué)生能掌握基本知識和基礎(chǔ)理論的目的。理論課的教學(xué)內(nèi)容在基本保持電子學(xué)本身系統(tǒng)性的前提下，適當(dāng)照顧到影像診斷專業(yè)的實(shí)際需要安排授課。其重點(diǎn)為模擬電路基礎(chǔ)知識，主要以分立元件來闡明電路的工作原理及其性能指標(biāo)，同時也適當(dāng)加入部分集成電路。為了分析電路和計算電路的參數(shù)，加入了電路基礎(chǔ)。根據(jù)當(dāng)今電子技術(shù)的發(fā)展情況，逐步適當(dāng)引進(jìn)數(shù)字電路部分內(nèi)容，以更新內(nèi)容適應(yīng)發(fā)展。實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)結(jié)合理論教學(xué)，使用了大量的常用電子儀器和電子元件。并具體分析研究電路，對電路有了感性的認(rèn)識。2004年以來，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引進(jìn)使用了EWB、PROTELL等電路仿真系統(tǒng)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加豐富，提高了教學(xué)質(zhì)量。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及要求[實(shí)驗(yàn)一]單管低頻放大電路[項目性質(zhì)]驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯掌握放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整方法和測量方法；以及電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻和最大不失真輸出電壓的測量方法。[實(shí)驗(yàn)原理]采用電阻分壓式電流負(fù)反饋偏置電路。靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇對輸出波形影響很大，調(diào)節(jié)電路參數(shù)改變靜態(tài)工作點(diǎn)。電路參數(shù)用來衡量電路性能好壞。包括電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻和最大不失真輸出電壓。[實(shí)驗(yàn)二]負(fù)反饋放大電路[項目性質(zhì)]驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯掌握多級放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法及基本參數(shù)的測試方法，加深理解負(fù)反饋對放大電路各項性能指標(biāo)的影響。[實(shí)驗(yàn)原理]在電子電路中，反饋是將放大器的輸出信號（電壓或電流）的一部分或全部，通過一定的電路形式作用到輸入回路。它分為直流反饋和交流反饋兩種。直流反饋用于穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，交流反饋用于改善放大器動態(tài)性能。本實(shí)驗(yàn)著重研究交流負(fù)反饋，它雖然使放大器的電壓放大倍數(shù)降低，但是卻在多方面改善放大器的動態(tài)指標(biāo)，如穩(wěn)定放大倍數(shù)，改變輸入、輸出電阻，減小非線形失真和展寬通頻帶。[實(shí)驗(yàn)三]差動放大電路[項目性質(zhì)]驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯熟悉差動放大器工作原理，掌握差動放大器的的基本測試方法。[實(shí)驗(yàn)原理]差動放大器是一種零點(diǎn)漂移很小的直流放大器。它常作為多級直流放大器的前置級，用來放大極微小的直流信號或變化緩慢的交流信號。差動放大電路只能放大差模信號，而對于共模信號沒有放大能力。[實(shí)驗(yàn)四]OTL功率放大器[項目性質(zhì)]驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯進(jìn)一步理解OTL功率放大器的工作原理，學(xué)會OTL電路的調(diào)試以及主要性能指標(biāo)的測試方法。[實(shí)驗(yàn)原理]功率放大器又稱為功率輸出級。它的任務(wù)是向額定的負(fù)載RL輸出額定的“不失真”信號功率。功率放大器的特點(diǎn)：（1）在不失真的情況下輸出盡可能大的功率（2）盡量減小非線形失真（3）效率要高?；パa(bǔ)推挽OTL功率放大電路中由于每一個三極管都接成射極輸出器電路形式，因此它的輸出電流大、輸出電阻低、帶負(fù)載能力強(qiáng)。[實(shí)驗(yàn)五]集成運(yùn)算放大器――模擬運(yùn)算電路[項目性質(zhì)]驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯驗(yàn)證由集成運(yùn)放組成的反相、同相比例、加法、減法、積分和微分等運(yùn)算電路的功能，了解集成運(yùn)算放大器對模擬信號的各種放大作用。同時學(xué)會應(yīng)用仿真軟件。[實(shí)驗(yàn)原理]當(dāng)把集成運(yùn)算放大器看作理想運(yùn)放，并工作在線性區(qū)時，集成運(yùn)放具有兩個重要特點(diǎn)：虛短和虛斷。此時可以實(shí)現(xiàn)比例、加法、減法、積分和微分等運(yùn)算。[實(shí)驗(yàn)六]RC文氏電橋振蕩器[項目性質(zhì)]驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯掌握橋式RC正弦波振蕩器的電路構(gòu)成及工作原理。熟悉正弦波振蕩器的調(diào)試和測量方法。觀察RC參數(shù)對振蕩頻率的影響,學(xué)習(xí)振蕩頻率的測定方法。同時學(xué)會應(yīng)用仿真軟件。[實(shí)驗(yàn)原理]振蕩器是一個不需要外加信號，就能自動將直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔艿哪芰哭D(zhuǎn)換裝置。正弦波振蕩器主要由放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)和選頻網(wǎng)絡(luò)等部分組成。正弦波振蕩器產(chǎn)生自激振蕩必須滿足振幅條件和相位條件。

[實(shí)驗(yàn)七]LC正弦波振蕩器[項目性質(zhì)]驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯掌握LC正弦波振蕩器的工作原理、振蕩條件；學(xué)會LC振蕩器振蕩頻率的測試方法及計算方法。同時學(xué)會應(yīng)用仿真軟件。[實(shí)驗(yàn)原理]LC振蕩電路是以電感、電容元件構(gòu)成的選頻網(wǎng)絡(luò)、三極管放大電路及反饋網(wǎng)絡(luò)組成。按反饋的方式又分為變壓器反饋式振蕩電路、電感反饋式和電容反饋式振蕩電路等。[實(shí)驗(yàn)八]整流、濾波電路[項目性質(zhì)]驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯掌握半波、橋式全波、倍壓整流電路的安裝和工作原理；掌握電容濾波電路及工作原理。[實(shí)驗(yàn)原理]整流是把交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷倪^程，利用二極管的單向?qū)щ娦钥蓪?shí)現(xiàn)這個過程。常用的整流電路有半波、橋式全波和倍壓整流電路等。為改善輸出電壓的脈動程度，使脈動的直流電變成平直的直流電，需要濾波電路。常用的濾波電路有電容濾波電路。[實(shí)驗(yàn)九]晶體管串聯(lián)型穩(wěn)壓電源[項目性質(zhì)]綜合性實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯學(xué)會串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電源的安裝與調(diào)試。掌握串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電源主要技術(shù)指標(biāo)的測試方法。[實(shí)驗(yàn)原理]在電子設(shè)備中一般都有直流穩(wěn)壓電源部分。直流穩(wěn)壓電源由變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路四部分組成。本實(shí)驗(yàn)采用由分立元件組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的電路。其整流部分為橋式整流、濾波電路為C濾波、穩(wěn)壓部分為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，[實(shí)驗(yàn)十]可控硅控制電路[項目性質(zhì)]綜合性實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯測量可控硅的極性。連接可控硅控制電路并進(jìn)行調(diào)試。掌握可控硅的性能以及導(dǎo)通、關(guān)斷條件[實(shí)驗(yàn)原理]要使可控硅導(dǎo)通，必須具備兩個條件：（1）陽極比陰極電位要足夠高（2）在觸發(fā)極與陰極間要施加一個電壓足夠高且持續(xù)時間足夠長的正脈沖。由單結(jié)晶體管振蕩電路提供觸發(fā)脈沖。當(dāng)可控硅及負(fù)載兩端加交流電壓時，這一系列尖脈沖是可控硅導(dǎo)通的必要條件。[實(shí)驗(yàn)十一]門電路[項目性質(zhì)]驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯驗(yàn)證常用TTL、CMOS集成門電路邏輯功能。掌握各種門電路的邏輯符號。了解TTL、CMOS集成電路的外引線排列及其使用方法。[實(shí)驗(yàn)原理]集成邏輯門電路是最簡單、最基本的數(shù)字集成元件。任何復(fù)雜的組合邏輯電路和時序邏輯電路都可用邏輯門通過適當(dāng)?shù)慕M合連接而成。集成門電路包括“與門”、“非門”、“與非門”等等。[實(shí)驗(yàn)十二]組合邏輯電路的分析與設(shè)計[項目性質(zhì)]設(shè)計性實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯掌握組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計方法。[實(shí)驗(yàn)原理]組合邏輯電路是最常見的邏輯電路，可以用一些常用的門電路來組合成具有其它功能的門電路。組合邏輯電路的分析是根據(jù)所給的邏輯電路，寫出其輸入與輸出之間的邏輯函數(shù)表達(dá)式或真值表，從而確定該電路的邏輯功能。組合邏輯電路的設(shè)計是根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求，畫出邏輯圖，用標(biāo)準(zhǔn)器件構(gòu)成電路，實(shí)現(xiàn)所需邏輯功能。[實(shí)驗(yàn)十三]觸發(fā)器及其應(yīng)用[項目性質(zhì)]綜合性實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯掌握基本RS、JK、D和T觸發(fā)器的邏輯功能。掌握集成觸發(fā)器的使用方法和邏輯功能的測試方法。熟悉觸發(fā)器之間相互轉(zhuǎn)換的方法。[實(shí)驗(yàn)原理]觸發(fā)器具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，用以表示邏輯狀態(tài)“1”和“0”，在一定的外界信號作用下，可以從一個穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)。觸發(fā)器是一個具有記憶功能的二進(jìn)制信息存貯器件，是構(gòu)成各種時序電路的最基本邏輯單元。分為RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器和T觸發(fā)器等。每一種觸發(fā)器都有自己固定的邏輯功能。但可以利用轉(zhuǎn)換的方法獲得具有其它功能的觸發(fā)器。[實(shí)驗(yàn)十四]計數(shù)器及其應(yīng)用[項目性質(zhì)]綜合性實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯掌握用集成觸發(fā)器構(gòu)成計數(shù)器的方法。掌握中規(guī)模集成計數(shù)器的使用方法和邏輯功能的測試方法。運(yùn)用集成計數(shù)器構(gòu)成1/N分頻器。[實(shí)驗(yàn)原理]計數(shù)器是一個用以實(shí)現(xiàn)計數(shù)功能的時序部件，它不僅可用來計脈沖數(shù)，還常用作數(shù)字系統(tǒng)的定時、分頻和執(zhí)行數(shù)字運(yùn)算以及其它特定的邏輯功能。注：任選10個實(shí)驗(yàn)供影像診斷使用四、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時及進(jìn)度分配表課程內(nèi)容理論課時實(shí)驗(yàn)課時（一）電路基礎(chǔ)4（二）放大器的基本原理72（三）生物醫(yī)學(xué)常用放大器46（四）集成運(yùn)算放大器32（五）振蕩電路42（六）直流穩(wěn)壓電源54（七）門電路與組合邏輯電路72（八）觸發(fā)器及時序邏輯電路52（九）A/D與D/A轉(zhuǎn)換器1合計4020五、推薦教材和教學(xué)參考書書目參考教材：《醫(yī)學(xué)電子學(xué)基礎(chǔ)》第3版主編陳仲本人民衛(wèi)生出版社2010年主要參考書：《醫(yī)學(xué)電子學(xué)基礎(chǔ)》