《智能机器人与传感器》教案课程单元设计16 - 听觉（USB声卡原理及制作）

PAGEPAGE2《传感器技术与应用》一、教案头本次课标题：听觉相关--USB声卡的原理及制作授课班级16电子信息3-1上课时间课时：2上课地点知行楼5-413教学目标能力（技能）目标知识目标1、会阅读较大型的英文文档2、学会根据采样定理选择合适的采样频率3、学会看懂电路原理图，并根据原理图制作PCB电路板4、学会焊接零件，包括过孔元件5、学会调试声卡。1、熟练掌握USB声卡ADC模拟声音采样工作原理；2、熟练掌握奈奎施特采样定理3、熟练掌握USB声卡DAC数字模拟转换器工作原理4、读懂PCM2912a技术文档5、掌握使用PCM2912a制作USB声卡能力训练任务及案例任务1：计算及说明为什么CD的采样率为44.1KHz任务2：阅读PCM2912a技术文档，说明芯片各个管脚的功能任务3：根据电路原理图，并根据原理图制作PCB电路板参考资料【1】德州仪器公司,数据表文档《PCM2912AAudioCodecWithUSBInterface》，2015年8月【2】USB声卡制作案例：/topic/63663_1_1.html二、教学设计步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配告知（教学内容、目的）1、讲解USB声卡ADC模拟声音采样工作原理；2、讲解奈奎施特采样定理3、讲解USB声卡DAC数字模拟转换器工作原理4、讲解PCM2912a制作USB声卡的电路原理教师主讲多媒体听讲解5分钟引入（任务项目）机器人的听觉及发声能力是直接影响与人类交流的体验。声卡是声音获得及数字音频转成模拟声音最重要的模块。教师主讲多媒体听讲解3分钟操练（掌握初步或基本能力）1、讲解USB声卡ADC模拟声音采样工作原理；2、讲解奈奎施特采样定理3、讲解USB声卡DAC数字模拟转换器工作原理4、讲解PCM2912a制作USB声卡的电路原理师生互动讨论小组讨论20分钟深化（加深对基本能力的体会）1、计算一个输入ADC信号需要的采样率2、阅读英文文档，说明芯片各管脚的功能3、根据电路原理图，并根据原理图制作PCB电路板4、根据数据表的PCBLayout建议，让学生了解设计PCB布线时应该注意用到电容的作用及最佳位置、数字、模拟部分的隔离等。并不是只是将原理图输入后，自动排版布线能解决的。教师主讲上机指导实际操作演示指导+实操35分钟归纳(知识和能力)类似这种使用一块芯片及少量外围零件就能完成一定功能的作品，为数应该不少，例如高质量音频回放DAC系统等。打开机壳发现属于此类型的应用，可以找芯片的数据表学习机器工作原理，及得到DIY的方案。师生互动小组讨论讨论小组讨论2分钟训练巩固拓展检验此项目很适合让学生学会DIY产品的整个环节（1）利用AD等PCBLayout软件，根据电路图设计USB声卡PCB板。（2）引导学生到淘宝等网站寻找需要的零件（3）引导学生学会寻找生产PCB板的企业，并学会下单。师生互动实际操作演示指导+实操8分钟总结本次课介绍了基于TI公司的PCM2912a芯片及其USB声卡的应用。当今芯片集成度非常高，芯片以及将ADC模块、DAC模块以及USB模块等主要模块集中在小小的芯片里。只需外围