模擬電子技術(shù)測控儀器及控制課程教學(xué)大綱

PAGEPAGE10《模擬電子技術(shù)》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱模擬電子技術(shù)課程編號課程性質(zhì)必修課課程類別專業(yè)基礎(chǔ)課開課單位智能與信息工程學(xué)院授課學(xué)期第4學(xué)期學(xué)分/學(xué)時3.5/56課內(nèi)學(xué)時56理論授課48上機(jī)學(xué)時0課內(nèi)實踐0實驗學(xué)時8課外學(xué)時0適用專業(yè)測控技術(shù)與儀器是否雙語否先修課程高等數(shù)學(xué)大學(xué)物理電路原理后續(xù)課程數(shù)字電子技術(shù)傳感器原理及應(yīng)用測控儀器設(shè)計二、課程簡介《模擬電子技術(shù)》是測控技術(shù)與儀器專業(yè)的學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課，是實踐性較強(qiáng)的一門課程。本課程以半導(dǎo)體二極管、半導(dǎo)體三極管和場效應(yīng)管為關(guān)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(jìn)行理論講授及實驗驗證，培養(yǎng)學(xué)生掌握模擬電子電路的基本概念、基本理論，具備設(shè)計和分析測控系統(tǒng)工程領(lǐng)域電子電路相關(guān)問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題能力，使學(xué)生具備實踐能力、創(chuàng)新能力和新產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)能力。并結(jié)合課程教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度、良好的職業(yè)道德、創(chuàng)新精神，幫助學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀。三、課程目標(biāo)及對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐（一）課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到以下目標(biāo)：課程目標(biāo)1.能夠描述模擬電子技術(shù)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(yīng)用能力，能為測控系統(tǒng)工程領(lǐng)域提供電路設(shè)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(shù)領(lǐng)域復(fù)雜工程中模擬信號處理電路設(shè)計相關(guān)的工程問題。培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、分析問題解決問題的能力和實際動手能力，使學(xué)生具有電子電路基本計算和分析能力。課程目標(biāo)2.通過實驗教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行電子技術(shù)基本技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)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(lǐng)域的復(fù)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(chǔ)。課程目標(biāo)3.能夠運用電路分析設(shè)計的基本方法，能準(zhǔn)確選擇電路設(shè)計中的器件參數(shù)。通過課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生追求真理的理想和獻(xiàn)身科學(xué)的精神，樹立學(xué)生科學(xué)的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀。通過了解電學(xué)史和電學(xué)家成才經(jīng)歷等，激發(fā)學(xué)生求知熱情、探索和創(chuàng)新精神，使學(xué)生善于思考，勇于實踐。培養(yǎng)正確嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究作風(fēng)和踏實認(rèn)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(guān)的工程技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。（二）課程目標(biāo)對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點畢業(yè)要求課程目標(biāo)1指標(biāo)點1.2：掌握解決測控系統(tǒng)工程領(lǐng)域問題所需的工程基礎(chǔ)知識，具備應(yīng)用基本理論分析工程問題的能力。1-工程知識課程目標(biāo)2指標(biāo)點4.1：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法，針對測控系統(tǒng)工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題，探討分析解決方案。4-研究課程目標(biāo)3指標(biāo)點1.2：掌握解決測控系統(tǒng)工程領(lǐng)域問題所需的工程基礎(chǔ)知識，具備應(yīng)用基本理論分析工程問題的能力。指標(biāo)點4.1：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法，針對測控系統(tǒng)工程領(lǐng)域復(fù)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(xué)內(nèi)容及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元常用半導(dǎo)體器件（學(xué)時數(shù)：10學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容(1)PN結(jié)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(yīng)用；(3)半導(dǎo)體三極管的工作原理、外特性和主要參數(shù)；(4)結(jié)型和絕緣柵場效應(yīng)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(jié)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(yīng)用；結(jié)型和絕緣柵場效應(yīng)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(yīng)管的主要應(yīng)用。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)規(guī)范；（2）實驗：實驗設(shè)備使用及晶體管測試：對二極管的陰極和陽極進(jìn)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(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠描述常用半導(dǎo)體器件的工作原理，判斷簡單模擬電路的輸入輸出關(guān)系，可分析工程問題中的簡單模擬電路。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2第二單元放大電路（學(xué)時數(shù)：22學(xué)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(biāo)；2)放大電路的組成特點，靜態(tài)工作點設(shè)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(fù)合管放大電路的工作原理和分析方法；7)場效應(yīng)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(biāo)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(biāo)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(yīng)1)放大電路頻率響應(yīng)的基本概念；2)單管共射放大電路頻率響應(yīng)的分析方法；3)多級放大電路頻率響應(yīng)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(shè)計。難點：放大電路的工作原理、分析方法及電路設(shè)計。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)規(guī)范；（2）通過案例分析，強(qiáng)調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識整合，培養(yǎng)學(xué)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(guān)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(guān)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(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠描述放大電路的基本概念、主要指標(biāo)、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(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，能運用相關(guān)知識分析測控系統(tǒng)工程領(lǐng)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(shè)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(biāo)課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)3第三單元放大電路中的反饋（學(xué)時數(shù)：6學(xué)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(dá)式；(3)深度負(fù)反饋下放大倍數(shù)的計算；(4)負(fù)反饋對放大電路性能的影響，會根據(jù)需要引入適當(dāng)?shù)姆答仯?5)負(fù)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(fù)反饋下放大倍數(shù)的計算，負(fù)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(fù)反饋下放大倍數(shù)的計算，根據(jù)需要引入適當(dāng)?shù)姆答仭?.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)規(guī)范；（2）通過案例分析，強(qiáng)調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力；4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠描述反饋的基本概念和分類，能運用所學(xué)對測控系統(tǒng)工程領(lǐng)域中的反饋放大電路的類型和極性進(jìn)行識別、判斷，會計算深度負(fù)反饋下放大倍數(shù)，能夠描述負(fù)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(lǐng)域中的電路設(shè)計適當(dāng)?shù)姆答仭?.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)3第四單元信號的運算和處理（學(xué)時數(shù)：6學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容(1)理想集成運放線性應(yīng)用和非線性應(yīng)用的特點以及線性應(yīng)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(guān)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(guān)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(yīng)用的分析方法，非線性應(yīng)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(guān)系。難點：理想集成運放線性應(yīng)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(guān)系。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)規(guī)范；（2）通過案例分析，強(qiáng)調(diào)理論與實踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力；4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠描述理想集成運放線性應(yīng)用和非線性應(yīng)用的特點，熟練使用線性應(yīng)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(guān)系。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1第五單元波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換（學(xué)時數(shù)：8學(xué)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(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)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(jìn)一步學(xué)習(xí)RC正弦波振蕩器的組成及其振蕩條件，學(xué)會測量、調(diào)試振蕩器。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)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(lǐng)域中信號轉(zhuǎn)換電路的電壓傳輸特性。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)3第六單元直流電源（學(xué)時數(shù)：4學(xué)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(biāo)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(yīng)用；(5)開關(guān)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(biāo)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(biāo)的計算。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)規(guī)范；（2）通過課堂匯報和課堂辯論，強(qiáng)化知識應(yīng)用意識，發(fā)展學(xué)生的教學(xué)能力和反思能力；4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)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(biāo)的計算，會對電容濾波進(jìn)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(yīng)用、開關(guān)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(biāo)課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)3（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對課程目標(biāo)的支撐課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)學(xué)時安排課內(nèi)課外學(xué)時比例第一單元常用半導(dǎo)體器件講授法、實驗課程目標(biāo)1、2102:1第二單元放大電路講授法、案例教學(xué)、實驗課程目標(biāo)1、2、3222:1第三單元放大電路中的反饋講授法、案例教學(xué)課程目標(biāo)1、362:1第四單元信號的運算和處理講授法、案例教學(xué)課程目標(biāo)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(biāo)1、2、382:1第六單元直流電源講授法、專題研討課程目標(biāo)1、342:1合計562:1五、課程考核及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標(biāo)分值考核/評價細(xì)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(biāo)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(biāo)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(jié)果、實驗數(shù)據(jù)分析和實驗報告等，評定學(xué)生成績目標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價能力30綜合應(yīng)用20創(chuàng)新10（二）課程考核對課程目標(biāo)的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標(biāo)第一單元常用半導(dǎo)體器件1-1PN結(jié)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(yīng)用；1-3結(jié)型和絕緣柵場效應(yīng)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(biāo)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(biāo)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(fù)反饋下放大倍數(shù)的計算3-3負(fù)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(biāo)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(yīng)用的分析4-2比例、