《医学电子学》理论课教学大纲（供四年制本科信息与计算科学、医学信息工程专业使用）

《医学电子学》理论教学大纲（供四年制本科信息与计算科学、医学信息工程专业使用）I前言医学电子学是一门新兴学科，随着电子仪器和电子技术的应用日益广泛，医学电子学作为医学院校信息与计算科学、医学信息工程专业本科生选修课或必修课的需求也成为必然。本课程以加强学生基础理论、基本知识和基本技能为目的，为学生学习与本专业相关的后续课程奠定必要的基础。教学内容概括：电路基础，放大器的基本原理，生物医学常用放大器，集成运算放大器，振荡电路，高频电路，直流电源、医用仪器干扰的抑制和安全用电等。以及与教材相配套的医学电子学实验。本大纲适用于四年制本科信息与计算科学、医学信息工程专业使用。现将大纲使用中有关问题说明如下:一为了使教师和学生更好地掌握教材，大纲中每一章节均由教学目的、教学要求和教学内容三部分组成。教学目的注明教学目标，教学要求分掌握、熟悉和了解三个级别，教学内容与教学要求级别对应，并统一标示(核心内容即知识点以下划实线，重点内容以下划虚线，一般内容不标示)便于学生重点学习。二教师在保证大纲核心内容的前提下，可根据不同教学手段，讲授重点内容和介绍一般内容。三总教学参考学时为54学时，其中理论课38学时，实验课16学时；理论与实验学时之比2.4:1。四教材及参考书：教材：《医学电子学基础》，人民卫生出版社，陈仲本，第3版，2012年11月。参考书：《模拟电子技术基础》，高等教育出版社，童诗白，第3版，2001年1月。Ⅱ正文第一章电路基础一教学目的电路理论是在物理学中的电磁理论基础上发展起来的，它的基本概念和基本定律是电子技术的基础，其分析和综合方法已在各种仪器的设计中得到了广泛的应用。本章将介绍直流电路、电路的暂态过程、交流电路和四种常用滤波电路等，为后面学习电子线路打下基础。二教学要求（一）掌握直流、交流电路的基本概念。（二）掌握电压源、电流源的概念及其相互转换的规律。（三）掌握叠加原理、戴文南定理，了解诺顿定律。（四）熟悉正弦交流电的基本概念和规律。（五）掌握R、C、L的电路特性及其串并联特性。

三教学内容（一）直流电路1电路的基本概念：电流、电导、电路：内电路、外电路。2电流和电压的参考方向。3基尔霍夫定律：基尔霍夫第一定律、基尔霍夫第二定律。4电压源和电流源：电压源：理想电压源、实际电压源。电流源：理想电流源、实际电流源。电压源和电流源的等效转换。5叠加原理：内容及应用。6戴文南定理和诺顿定律：戴文南定理；有源二端网络(含源二端网络)、无源二端网络。诺顿定律。（二）电路的暂态过程1ＲＣ电路的暂态过程：ＲＣ电路的充电过程：时间常数。ＲＣ电路的放电过程。2ＲＬ电路的暂态过程：时间常数。（三）正弦交流电路1正弦交流电：正弦交流电的三要素、有效值。2正弦交流电的相量表示法。3电阻、电感与电容在交流电路中的特性：纯电阻电路。纯电感电路。纯电容电路。4ＲＬＣ串联电路及其谐振：交流电路的阻抗、电抗、串联谐振状态。5ＬＣ并联谐振回路：并联谐振状态、品质因素Ｑ。6ＲＣ串联电路。第二章放大器的基本原理一教学目的在认识直流电路的基础上，学习半导体元器件知识，然后学习基本放大电路的结构和原理。二教学要求（一）掌握半导体器件的基础PN结。熟悉晶体二极管特性，主要参数。（二）掌握晶体三极管电流放大作用，熟悉晶体三极管特性，主要参数和输入输出特征曲线，等效电路。（三）从共发射极放大电路出发，重点掌握放大电路的基本原理，放大器的主要性能指标。（四）掌握放大电路的基本分析方法：近似法；.图解法；微变等效电路法。（五）掌握确定静态工作点的方法。（六）掌握射极输出器的分析和应用。（七）了解多极放大器的应用。

三教学内容（一）晶体二极管1半导体的导电特性：本征半导体；杂质半导体：Ｎ型半导体、Ｐ型半导体。2ＰＮ结及其单向导电性：ＰＮ结的形成；ＰＮ结的导电特性：单向导电性。3晶体二极管及其特性：晶体二极管的伏安特性；晶体二极管的主要参数。4特殊二极管：稳压二极管；变容二极管；光电二极管；发光二极管。（二）晶体三极管1晶体三极管的结构：ＰＮＰ型、ＮＰＮ型。2晶体三极管的放大作用：三极管放大的偏置条件；三极管的放大作用；3晶体三极管的特性曲线：输入特性曲线；输出特性曲线：放大区、截止区和饱和区。4晶体三极管的主要参数：电流放大系数；极间反向电流；极限参数。（三）基本放大电路1放大电路的基本概念：信号的输入、输出和放大；放大电路的主要性能指标。2基本放大电路及其工作状态分析：基本放大电路；放大电路的静态工作点；放大电路的动态分析；放大电路的非线性失真。3放大电路性能指标的计算：晶体三极管的微变等效电路；用微变等效电路计算性能指标。4静态工作点的稳定电路。5多级放大电路：放大倍数；输入阻抗和输出阻抗。第三章生物医学常用放大器

一教学目的在认识一般晶体管放大器放大原理的基础上，学习生物医学信号的特点，针对其特点讨论适合生物电信号的放大器。二教学要求（一）重点掌握：电压串联，电压并联，电流串联，电流并联反馈的判别，电路特点。掌握负反馈对放大器性能的影响。（二）了解直流放大器特点和差分放大器的工作原理，以及差分放大器抑制零点漂移的原理。三教学内容

（一）生物电信号的特点1生物电信号的基本特性：频率特性；幅值特性；信噪比较低。2生物医学放大器的基本要求：高放大倍数；高输入阻抗；高共模抑制比；低噪声；低漂移；适当的频响。（二）负反馈放大器1反馈的基本概念：反馈的定义；反馈放大器的组成。2负反馈的基本类型：负反馈的分类；四种形式的负反馈放大电路：电压串联负反馈；电流串联负反馈；电压并联负反馈；电流并联负反馈。3负反馈对放大器性能的影响：降低放大倍数；提高放大倍数的稳定性；改善波形失真；展宽通频带；对输入电阻和输出电阻的影响。（三）直流放大器1直流放大器的零点漂移2差分放大器：零点漂移的抑制；差分放大器对信号的放大作用；典型差分放大器。第七章直流电源一教学目的认识直流电源的基本组成和基本原理。二教学要求重点掌握各类整流滤波电路和稳压管稳压电路的工作原理及相关参数。

三教学内容（一）整流电路1单向半波整流电路；2整流电路的主要参数：输出直流电压Ｕ0；脉动系数Ｓ；二极管最大反向峰值电压ＵＲＭ。3单向桥式整流电路；（二）滤波电路1电容滤波电路；2电感滤波电路；3π型滤波电路。

（三）稳压电路1稳压管稳压电路。Ⅲ教学组织与方法一实施机构：由基础医学院物理学教研室执行。二组织内容：教案讲义审核、集体教学备课、教学方法研究、多媒体教学手段的应用等。三教学方法：1理论教学：采用启发式、讨论式、交互式、问题式案例式等课堂教学方式，辅助现代教育技术和传统教学手段。核心内容以讲授为主，重点内容以介绍为主，一般内容以自学为主。2实验教学：集体备课，布置实验内容，课堂讲解和演示，实验分组（25人/实验室），学生个人独立操作。3辅导形式：辅导讲义、课堂、課后答疑，网络查询。四考核办法：闭卷考试，形成性考核（理论考试65℅，实验20℅，作业10℅，考勤5%）。Ⅳ教学时数分配表讲課内容教学手段时数实验内容教学时数实验类型绪论。第一章电路基础第一节直流电路一、二CAI2三、基尔霍夫定律四、电压源和电流源；四、叠加定理。CAI2五、戴维南定理和诺顿定理第二节电路的暂态过程。一；CAI2讨论课：三大定理1、内容，条件，使用步骤；2、应用：CAI2第二节电路的暂态过程。一、RC电路的暂态过程二、RL电路的暂态过程CAI2第三节交流电路。一、正弦交流电的三要素二、正弦交流电的相量表示法；CAI2三、电阻、电感与电容元件在交流电路中的特性CAI2四、RLC串联电路及其谐振；相量图法讨论；CAI2R、L、C串联谐振电路的研究4验证型五、LC并联谐振回路；六、RC串联电路CAI2第二章放大器的基本原理。第一节晶体二极管。一、半导体的导电性；二、PN结极其单向导电性；三、晶体二极管极其特性CAI2电路元器件伏安特性的测绘4验证型四、特殊二极管；第七章直流电源。第一节整流电路；一、单向半波整流电路；二、整流电路的主要参数；CAI2整流滤波电路4综合型三、单相桥式整流电路。第二节滤波电路。一、电容滤波电路；二、电感滤波电路；三、π型滤波电路；CAI2三、晶体二极管极其特性四、特殊二极管；第二节晶体三极管一、晶体三极管的结构；CAI2二、晶体三极管的放大作用；三、晶体三极管的特性曲线；四、晶体三极管的主要参