电子技术基础与技能教案1-12全

PAGEPAGE9第1章 二极管及直流稳压电源【课题】1.1 二极管【教学目的】1．了解二极管的基本结构、类型和主要参数。2．掌握二极管的主要特性。【教学重点】1．二极管的基本结构、特性和类型。2．二极管的单向导电特性及伏安特性。【教学难点】1．二极管的主要参数。2．二极管的单向导电特性。【教学参考学时】2学时【教学方法】讲授法、分组讨论法【教学过程】一、引入新课1．通过实物演示及列举实例，让学生了解二极管的应用，从而激发他们的学习兴趣。2．简单介绍本征半导体、杂质半导体等半导体的相关知识。二、讲授新课1.1.1二极管的基本结构、特性和类型1．二极管的基本结构：将一个PN结的两端各引出一个电极，外加玻璃或塑料的管壳封装而成。由P型半导体引出的电极，称为正极（或阳极）；由N型半导体引出的电极，称为负极（或阴极）。2．二极管的单向导电性：二极管正向偏置时导通，反向偏置时截止。3．二极管的伏安特性：通过二极管的电流和两端电压之间的对应关系，常用伏安特性曲线来描述。通过伏安特性曲线，了解死区、正向导通、反向截止、反向击穿等概念。4．二极管的类型：二极管种类有很多，按照其内部结构的不同，可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。1.1.2二极管的主要参数最大整流电流、最高反向工作电压、反向电流。三、课堂小结1．二极管的单向导电性。2．二极管的伏安特性。3．二极管的主要参数。四、课堂思考P4思考与练习题1、2、3。五、课后练习P29一、填空题：1、2；二、判断题：1；三、选择题：2；五、综合题：1。【课题】1.2 特殊二极管【教学目的】了解几种常见的特殊二极管的功能、电路符号、工作条件和特性。【教学重点】特殊二极管的功能、电路符号、工作条件和特性。【教学难点】特殊二极管的工作条件及特性。【教学参考学时】1学时【教学方法】讲授法【教学过程】一、复习1．二极管的单向导电性。2．二极管的伏安特性。二、引入新课列举一些特殊二极管的应用，同时引导学生参与举例，激发学生的求知欲。三、讲授新课1.2.1稳压二极管稳压二极管利用PN结的反向击穿区具有稳定电压的特性来实现稳压功能。它工作在反向击穿状态，正向特性与普通二极管相同，反向击穿特性较陡，反向击穿电压为几～几十伏。1.2.2发光二极管发光二极管简称为LED，它能把电能转换成光能，实现发光的功能。它工作在正向导通状态，具有单向导电性能，当给发光二极管加上正向电压后，根据材料的不同，它能发出红、绿、黄、蓝或白等多种颜色的可见光，有的还能发出人眼看不见的红外光。1.2.3光电二极管光电二极管也称光敏二极管，是一种将光信号转变成电信号的器件。它工作在反向偏置状态，无光照时，反向电阻高达几十兆欧，有光照时，反向电阻降为几千欧～几十千欧。1.2.4变容二极管变容二极管PN结之间的电容是可变，由此可以实现改变电容的功能。它工作在反向偏置状态，正向特性与普通二极管相同，反偏时，PN结电容随外加电压升高而降低。1.2.5激光二极管激光二极管是在发光二极管的PN结间安置一层具有光活性的半导体，使其能发射出单波长红外光。它工作在正向导通状态，具有单向导电性能。四、课堂小结稳压二极管、发光二极管、光电二极管、变容二极管、激光二极管的功能、电路符号、工作条件及应用场合。五、课堂思考P7思考与练习题1、2。六、课后练习P29一、填空题：3、7；三、选择题：1。【课题】1.3 直流稳压电源【教学目的】1．掌握整流电路、滤波电路的组成结构、工作原理。2．理解直流稳压电源的电路结构、工作原理。3．学会估算整流、滤波电路的主要参数。4．掌握三端集成稳压器的应用。5．了解开关电源的工作特点。【教学重点】1．桥式整流电路结构及工作原理。2．电容滤波电路结构及工作原理。3．直流稳压电源的组成及功能。4．三端集成稳压器的类型及应用。【教学难点】1．整流、滤波电路及元件的主要参数估算与选用。2．开关电源的工作特点。【教学参考学时】5学时【教学方法】讲授法、分组讨论法【教学过程】一、引入新课1．通过对手机充电器输入输出电压的测量，引导学生讨论输入电压的大小、是交流电还是直流电？输出电压的大小、是交流电还是直流电？为什么交流电会变为直流电？大电压会变为小电压？2．介绍直流稳压电源的组成框图（教材图1.10），使学生了解从交流电变换成直流电的完整过程。二、讲授新课1.3.1整流电路利用二极管的单向导电性，把交流电变换成脉动直流电的电路称为整流电路。1．半波整流电路电路组成：T为电源变压器，用来将220V交流市电电压变换为整流电路所要求的交流低电压，同时保证直流电源与市电电源有良好的隔离；V为整流二极管；为要求直流供电的负载等效电阻。工作原理：当为正半周时，二极管正向导通，负载上的电压；当为负半周时，二极管反向截止，负载上的电压。输入、输出电压波形如图1.1所示。由于输出的脉动直流电的波形是输入交流电波形的一半，故称为半波整流电路。特点：电路结构简单，但电源利用率低，且输出电压中的脉动成分大，只能用在对直流电压波动要求不高的场合，如蓄电池的充电等。图1.1教材图1.12半波整流波形图图1.2教材图1.15桥式整流波形图2．桥式整流电路电路组成：由电源变压器T、四只整流二极管V1～V4和负载电阻组成。四只整流二极管接成电桥形式，故称桥式整流电路。工作原理：当为正半周时，V1、V3导通，负载上的电压，是一个正向的半波电压；当为负半周时，V2、V4导通，负载上的电压，仍然是一个正向的半波电压，这样，在负载上就得到全波脉动直流电。如图1.2所示。特点：输出电压高，脉动较小，二极管承受的最大反向电压较低，效率较高，在半导体整流电路中得到了广泛的应用。3．整流电路及元件的主要参数估算与选用负载上的直流输出电压：（半波整流）、（桥式整流）。负载上的直流输出电流：（半波整流）、（桥式整流）。整流二极管上的平均整流电流：（半波整流、桥式整流）。整流二极管所承受的最高反向电压：（半波整流、桥式整流）。整流二极管的选择可以和为依据，通过查阅器件手册来选出，但要留有一定的余量，以使整流二极管能长期安全工作。1.3.2滤波电路把整流电路输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近平稳的直流电的电路称为滤波电路。1．电容滤波电路电容滤波电路是将电容器接在整流电路后面，与负载并联。电容C的容量越大，则负载上的电压越平滑。电容滤波电路结构简单，输出电压高，脉动小，适用于负载电流较小的场合。2．电感滤波电路电感滤波电路是将电感元件与负载串联，接在整流电路后面。L越大，滤波效果越好。电感滤波的峰值电流小，输出特性较平坦，适用于低电压、大电流的场合。3．复式滤波电路：L型滤波电路、LC-型滤波电路、RC-型滤波电路。4．滤波电路及元件的主要参数估算与选用电容滤波电路的直流输出电压：～（半波整流）、（桥式整流电容滤波）；电容滤波电路中滤波电容的选择：负载电阻越小，滤波电容的容量应相对取大。1.3.3稳压电路1．集成稳压电路固定式三端集成稳压器：常用的固定式三端集成稳压器有W78XX（正电压输出）和W79XX系列（负电压输出）。其主要特点是使用时不需外接元件。可调式三端集成稳压器：常用的可调式三端集成稳压器有LM117/LM217/LM317系列（正电压输出）和LM137/LM237/LM337系列（负电压输出）。其主要特点是使用时输出电压连续可调。2．开关稳压电源开关稳压电源的调整管工作在开关状态，依靠调节其导通时间来实现稳压。了解开关稳压电源的结构框图、稳压过程和应用。三、课堂小结1．半波整流电路和桥式整流电路的工作原理。2．电容滤波电路的工作原理。3．集成稳压器的常用类型及其特点。4．开关稳压电源的稳压过程。四、课堂思考P16思考与练习题1、2、3。P20思考与练习题1、2。五、课后练习P29一、填空题：4、5、6；二、判断题：2、3；三、选择题：4；四、技能实践题；五、综合题：2、3。【课题】实训项目1.1二极管、整流桥的极性判别与质量判断【实训目标】1．掌握常用二极管、整流桥极性的判别方法。2．掌握常用二极管、整流桥的质量判断方法。【实训重点】1．常用二极管、整流桥的极性判别。2．常用二极管、整流桥的质量判断。【实训难点】整流桥的极性判别和质量判断【参考实训课时】2学时【实训方法】讲授法、演示法、实操法【实训过程】一、实训任务任务一二极管的极性判别1．将万用表欧姆挡旋钮置于R×100或×1K挡，用万用表红、黑表笔任意测量二极管两引脚间的电阻值。2．交换万用表表笔再测量一次。以阻值小的一次测量为准，黑表笔所接的一端为二极管的正极，红表笔所接的一端为二极管的负极。任务二二极管的质量判断1．将万用表欧姆挡旋钮置于R×100或×1K挡，分别测量测量二极管的正向电阻和反向电阻的大小。2．如果正向电阻阻值为几百欧～几千欧，反向电阻阻值为几十千欧～几百千欧以上，则说明二极管质量良好。任务三整流桥的引脚判别1．将万用表欧姆挡旋钮置于R×1K挡，用黑表笔固定接某一引脚，红表笔分别接触其余三个引脚，如果测量出来的电阻值为一小两大，则黑表笔所接的引脚就是交流输入端；如果测得的电阻值全为大，则黑表笔所接的引脚就是直流输出端的正极；如果测得的电阻阻值全为小，则黑表笔所接的引脚就是直流输出端负极。2．将黑表笔改换一个引脚，重复上述试步骤，直至确定出全部四个引脚为止。任务四整流桥的质量判断1．将万用表欧姆挡旋钮置于R×1K挡，测量整流桥两输入端之间的正向电阻和反向电阻。2．测量两输出端之间的正向电阻和反向电阻。3．如果测量出来两输入端之间的正向电阻和反向电阻均为无穷大，两输出端之间的正向电阻为无穷大，反向电阻为几百欧～几千欧，则说明整流桥质量良好。任务五综合训练分别对2只二极管和2只整流桥进行极性判别和质量判断。二、实训小结1．二极管的极性判别和质量判断。2．整流桥的极性判别和质量判断。三、课堂思考1.如果二极管、整流桥被判断为坏的，能否根据测量数据找出损坏的原因？2.P29三、选择题：3。四、课后作业1．实训报告及本次实训的体会和收获。2．完成项目实训评价表的学生自评部分。【课题】实训项目1.2集成直流稳压电源的组装与调试【实训目标】1．掌握集成直流稳压电源的工作原理。2．掌握集成直流稳压电源的安装与调试。【实训重点】1．集成直流稳压电源电路的元器件识别和检测。2．集成直流稳压电源的电路安装与调试。【【实训难点】1．集成直流稳压电源的工作原理2．集成直流稳压电源的调试【参考实训课时】2学时【实训方法】讲授法、演示法、实操法【实训过程】一、实训任务任务一理解集成直流稳压电源的工作原理理解整个电路的工作原理，明确各部分电压的性质(交流/直流)。任务二集成直流稳压电源电路的元器件识别对集成直流稳压电源电路所包含的元器件进行识别，并了解它们在电路中的作用。任务三集成直流稳压电源电路元器件的检测1．变压器的检测。2．电解电容的检测。3．电位器的检测。4．电阻器的检测。5．三端可调式集成稳压器LM317的检测。6．整流桥的检测。任务四集成直流稳压电源的电路安装利用万能板对照电路原理图进行元器件的焊接和装配。任务五集成直流稳压电源的调试1．电路检查无误后，在变压器输入端加上220V交流电。2．分别测量变压器二次绕组两端的电压、滤波电容两端的电压。3．用螺丝刀调节的阻值，测量电路的输出电压的变化范围。二、实训小结1．集成直流稳压电源的工作原理。2．集成直流稳压电源的调试过程。三、课堂思考通过理论计算的方法，估算出滤波电容两端的电压和电路输出电压的变化范围。四、课后作业1．实训报告及本次实训的体会和收获；2．完成项目实训评价表的学生自评部分。第3章 集成运算放大器【课题】3.1 概述【教学目的】1．了解集成运放的电路结构及电路符号。2．了解零漂对放大电路的危害及差分放大电路抑制零漂的原理。3．理解集成运放的主要参数。【教学重点】1．集成运放电路输入与输出信号之间的相位关系。2．产生零漂的原因、零漂对直接耦合放大电路的危害。3．差分放大电路的组成、特点。4．差分放大电路放大差模信号及抑制零漂（共模信号）原理。【教学难点】差分放大电路放大差模信号及抑制零漂（共模信号）原理。集成运放的主要参数【教学参考学时】1学时【教学方法】讲授法、分组讨论法【教学过程】一、引入新课给学生展示几种常用的集成运算放大器，让学生认识集成运放的外形，了解目前集成运放已经成为组成电子设备的基本单元，它是利用半导体制造工艺将多级放大电路制作在同一块半导体基片上，使其具有很高放大倍数的电路单元。二、讲授新课3.1.1集成运放的电路结构1．集成运放的电路结构集成运算放大器一般都由输入级、电压放大级、输出级和偏置电路四个部分组成。2．集成运放的电路符号集成运放电路符号如图3.1所示。“”为同相输入端，“”为反相输入端；“”为输出端；“”表示运算放大器；“∞”表示开环放大倍数极高。同相输入端表示其输出信号与该输入信号相位相同，反相输入端表示其输出信号与该输入信号相位相反。图3.1集成运放的电路符号3.1.2零点漂移的抑制方法1．零点漂移的危害产生零点漂移最主要的因素是温度的变化，因此，零点漂移也叫温漂。集成运算放大器的内部电路均采用直接耦合的方式，零点漂移在第一级产生的微弱变化，会在输出级变成很大的变化，会造成测量误差、系统发生错误动作、放大电路无法正常工作等后果，因此，必须抑制零点漂移。2．零点漂移的抑制方法目前在集成运算放大器中最有效且广泛采用的抑制零点漂移的方法是输入级采用差分放大电路。3．差分放大电路（1）电路的构成及工作原理最简单的差分放大电路见书本P76页图3.7。它由两个完全对称（所有对应元件的参数均相同）的单管放大电路连接而成，输入信号电压由两管的基极输入，输出电压从两管的集电极之间提取。在理想情况下，由于电路的对称性，输出信号电压采用从两管集电极间提取的双端输出方式，对于无论什么原因引起的零点漂移，均能有效地抑制。（2）差模输入在电路的两个输入端输入大小相等但极性相反的信号电压，即,这种输入方式称为差模输入。大小相等、极性相反的信号，称为差模信号。

差分放大电路对差模信号具有与单管放大电路相同的放大功能，。（3）共模输入在电路的两个输入端输入大小相等、极性相同的信号电压，即，这种输入方式称为共模输入。大小相等、极性相同的信号称为共模信号。因温度或电源电压等外界因素变化引起两管的零点漂移电压是大小相等、极性相同的。所以，零点漂移等效于共模信号作用的结果。差分放大电路对共模信号无放大作用，即对共模信号的电压放大倍数为零，。3.1.3集成运放的主要参数1．开环电压放大倍数：，一般在～之间。2．差模输入电阻：一般在几十千欧到几兆欧。3．输出电阻：一般在几十欧到几百欧。越小，运放带负载能力越强。4．输入失调电压：一般为几毫伏。越小，输入级的对称性越好。5．输入偏置电流：，一般为10nA～1mA，其值越小越好。6．共模抑制比：。常用分贝表示，其值越大越好，一般大于80。三、课堂小结1．集成运放的电路结构及电路符号。2．抑制零漂的意义及方法。3．差分放大电路的组成、特点。4．差分放大电路放大差模信号及抑制零漂（共模信号）原理。5．集成运放的主要参数。四、课堂思考P75思考与练习题1、2、3、4。五、课后练习P93一、填空题：1、2；二、判断题：1、2、4；三、选择题：1、2。【课题】3.2集成运放常用电路【教学目的】1．掌握理想集成运放的两个重要结论。2．掌握集成运放反相输入电路和同相输入电路的结构、输出电压与输入电压的关系。3．理解集成运放差动输入电路的结构、输出电压与输入电压的关系。【教学重点】1．理想集成运放的两个重要结论。2．集成运放反相输入电路和同相输入电路的结构、输出电压与输入电压的关系。【教学难点】1．理想集成运放的两个重要结论，“虚短”与“虚断”的含义。2．集成运放差动输入电路的结构、输出电压与输入电压的关系。3．由集成运放组成的运算电路的分析思路和计算方法。【教学参考学时】2学时【教学方法】讲授法、分组讨论法【教学过程】一、复习1．集成运放的电路结构。2．集成运放的电路符号。二、讲授新课在分析集成运放电路时，一般将集成运放看成是一个理想的运放，其等效电路如图3.2所示。集成运放理想状态下的参数是：开环电压放大倍数→∞差模输入电阻→∞输出电阻→0共模抑制比→∞图3.2理想运放的等效电路根据上述的理想条件，若运放工作在线性放大区，便可得出如下两个重要结论：（1）理想运放两输入端电位相等，即集成运放同相输入端和反相输入端电位相等，相当于同相与反相输入端之间短路，但不是实际短路，故称为虚假短路，简称“虚短”。（2）理想运放输入电流等于零，即集成运放同相和反相输入端的净输入电流都为零，好像电路断开一样，但又不是实际断路，故称为虚假断路，简称“虚断”。3.2.1反相输入电路1．电路结构与特点反相输入电路的特点如书P79页图3.9所示，输入电压经电阻从集成运放的反相输入端加入，同相输入端经电阻接地，在输出端与反相输入端之间接有负反馈电阻。2．输入、输出电压关系：，电压放大倍数为：输出电压的大小与输入电压的大小成正比例关系，负号表示输出电压与输入电压相位相反。因此，反相输入电路又称作反相比例运算电路。3．举例说明反相输入电路的分析思路和计算方法。3.2.2同相输入电路1．电路结构与特点同相输入电路的特点如书P80页图3.10所示，输入电压经电阻从同相输入端加入，输出端与反相输入端之间接有负反馈电阻。2．输入、输出电压关系：，电压放大倍数为：。同相输入电路中输出电压的大小与输入电压的大小成正比例关系，且输出电压与输入电压相位相同。因此，同相输入电路又称作同相比例运算电路。3．举例说明同相输入电路的分析思路和计算方法*3.2.3其他形式的电路1．加法运算电路加法运算电路的特点如书P81页图3.12所示，在反相输入电路的基础上，增加二个输入端。输出电压为：如果取，则。输出电压是三个输入电压、、之和，实现了三个信号的加法运算。式中的负号表出输出电压与输入电压之和的相位相反。2．减法运算电路减法运算电路的特点如书P82页图3.13所示，在电路同相输入端和反相输入端均有输入信号。当电路满足，且时，输出电压与输入电压的关系为：。输出电压与两个输入电压、之差成正比，实现了两个信号的减法运算。三、课堂小结1．理想集成运放的两个重要结论，“虚短”与“虚断”的含义。2．反相输入电路的结构特点及输入、输出电压关系。3．同相输入电路的结构特点及输入、输出电压关系。四、课堂思考P79思考与练习题1、2。五、课后练习P93一、填空题：3、4；四、技能实践题：1；五、综合题：1、2。【课题】3.3 负反馈放大电路【教学目的】1．理解负反馈的定义，了解负反馈放大电路的组成结构。2．掌握负反馈放大电路的类型和分析方法。3．了解负反馈对放大电路性能的影响。【教学重点】1．负反馈放大电路的组成结构。2．负反馈类型的判别方法。3．负反馈对放大电路性能的影响。【教学难点】1．负反馈类型的判别。2．负反馈对放大电路性能的影响。【教学参考学时】3学时【教学方法】讲授法、分组讨论法、案例分析法【教学过程】一、引入新课分析一个带反馈的放大电路，使学生了解反馈的初步概念，了解正反馈和负反馈的含义。二、讲授新课3.4.1负反馈放大电路的组成与分类1.负反馈放大电路的组成负反馈放大电路由基本放大电路和反馈电路两部分组成。结合书本P85页图3.16负反馈放大电路的组成框图介绍负反馈放大电路各组成部分。2.负反馈放大电路的分类负反馈放大电路有4种类型：电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈和电流并联负反馈。（1）直流反馈和交流反馈根据反馈量是交流量还是直流量判断。反馈到输入端的信号是直流电压或电流，称为直流反馈；反馈到输入端的信号是交流电压或电流，称为交流反馈。（2）电压反馈和电流反馈根据反馈电路与基本放大电路的输出端的接法不同判断。反馈电路与基本放大电路的输出端并联，反馈信号取自基本放大电路的输出电压，为电压反馈；反馈电路与基本放大电路的输出端串联，反馈信号取自基本放大电路的输出电流，为电流反馈。（3）串联反馈和并联反馈根据反馈电路与基本放大电路的输入端的接法不同判断。反馈电路与基本放大电路的输入端串联，反馈信号以电压的形式出现在输入回路，为串联反馈；反馈电路与基本放大电路的输入端并联，反馈信号以电流的形式出现在输入回路，为并联反馈。3.4.2负反馈对放大器性能指标的影响1．降低放大倍数。2．提高放大倍数的稳定性。3．减小非线性失真。4．展宽通频带。5．改变输入、输出电阻。3.4.3负反馈放大电路分析对于负反馈放大电路的分析，主要包括3方面的工作：一是找出反馈元件，确定反馈去路；二是判别反馈极性，确定是正反馈还是负反馈；三是判断反馈的类型。1．判别电路是否存在反馈：找出连接输出回路与输入回路之间的反馈元件，有反馈元件，电路就存在反馈。2．判别是正反馈还是负反馈：采用瞬时极性法。反馈信号极性与输入信号极性相反，为负反馈；反馈信号极性与输入信号极性相同，则为正反馈。3．判别反馈类型：在输入端判别是串联反馈还是并联反馈，在输出端判别是电压反馈还是电流反馈。四、课堂小结1．负反馈放大电路的组成结构。2．负反馈类型的判别方法。3．负反馈对放大电路性能的影响。五、课堂思考P86思考与练习题1、2、3。六、课后练习P93一、填空题：5、6、7；二、判断题：3、5；三、选择题：3、4；四、技能实践题：2。【课题】实训项目3.1集成运放常用电路的测量【实训目标】掌握集成运放电路的测量方法。【实训重点】1．反相输入电路的测量。2．同相输入电路的测量。【实训难点】集成运放的调零。【参考实训课时】2学时【实训方法】讲授法、演示法、实操法【实训过程】一、实训任务任务一集成运放的调零按照书本P91页的操作步骤，通过外接电路对集成运放LM741进行调零。任务二反相输入电路的测量1．利用模拟电子技术实验箱连接LM741集成运放的反相输入电路。2．在反相输入端加入直流电压，依次将调到-0.8V、-0.4V、+0.4V、+0.8V，用万用表测量出每次对应的输出电压。任务三同相输入电路的测量1．利用模拟电子技术实验箱连接LM741集成运放的同相输入电路。2.在同相输入端加入直流电压，依次将调到-0.8V、-0.4V、+0.4V、+0.8V，用万用表测量出每次对应的输出电压。二、实训小结1．集成运放LM741的调零方法。2．反相输入电路的连接与测量。3．同相输入电路的连接与测量。三、课堂思考输入电压调到-0.8V、-0.4V、+0.4V、+0.8V时，分别计算反相输入电路与同相输入电路对应的输出电压值。四、课后作业1．实训报告及本次实训的体会和收获。2．完成项目实训评价表的学生自评部分。【课题】实训项目3.2集成运放常用电路的安装和调试【实训目标】1．掌握集成运放组成的两级放大电路的工作原理。2．掌握集成运放组成的两级放大电路的安装与调试方法。【实训重点】1．集成运放组成的两级放大电路的工作原理。2．由原理图设计电路连接图。3．集成运放组成的两级放大电路的测量。【实训难点】1．由原理图设计电路连接图。2．集成运放组成的两级放大电路的测量。【参考实训课时】2学时【实训方法】讲授法、演示法、实操法【实训过程】一、实训任务说明：由于学时的原因，可根据学生的实际情况，将实训任务的部分内容安排在课余时间完成。任务一理解电路的工作原理由集成运放组成的两级放大电路见书本P95图3.41所示。、、分别为第一级放大电路的输入、平衡和反馈电阻；、、分别为第二级放大电路的输入、反馈和平衡电阻；为电路输出负载电阻。第一级放大倍数为：，第二级放大倍数为：，总电压放大倍数为。任务二元器件识别在集成运放组成的两级放大电路中，主要的元器件有集成运放TL082和电阻，了解它们在电路中的作用，并在安装之前对它们进行检测，以确保元器件是好的。任务三电路安装利用万能板对照电路连接图进行元器件的焊接和装配。任务四电路调试1．检查电路连接无误后，接通±12V直流电源。2．由信号发生器输出一个20、的正弦信号，加到放大电路的输入端。3．用示波器分别测量、、的值。二、实训小结1．集成运放组成的两级放大电路的工作原理。2．集成运放组成的两级放大电路的调试过程。三、课堂思考通过理论计算的方法，估算出集成运放组成的两级放大电路第一级、第二级和总输出电压的值，并与实训测量值进行比较。四、课后作业1．实训报告及本次实训的体会和收获；2．完成项目实训评价表的学生自评部分。第4章低频功率放大器【课题】4.1低频功率放大器概述【教学目的】1．了解低频功率放大器基本要求。2．掌握功率放大器的三种工作状态。3．了解功率放大器的常用耦合方式。【教学重点】1．低频功率放大器基本要求。2．低频功率放大器的分类。【教学难点】1．低频功率放大器基本要求。2．功率放大器的三种工作状态。【教学参考学时】1学时【教学方法】讲授法【教学过程】一、引入新课1．复习电压放大器主要任务。2．列举低频功率放大器的应用：如扩音系统或收音机电路中的功放电路。二、讲授新课4.1.1低频功率放大电路的基本要求功率放大器作为放大电路的输出级,具有以下几个特点和基本要求：1．能向负载输出足够大的不失真功率由于功率放大器的主要任务是向负载提供不失真的信号功率，因此，功率放大器应有较高的功率增益，即应有较高的输出电压和较大的输出电流。2．有尽可能高的能量转换效率功率放大器实质上是一个能量转换器，它将电源供给的直流能量转换成交流信号的能量输送给负载，因此，要求其转换效率高。3．尽可能小的非线性失真由于输出信号幅度要求较大，功放管（三极管）大都工作在饱和区与截止区的边沿，因此，要求功放管的极限参数ICm、PCm、V（BR）CEO等除应满足电路正常工作外还要留有一定余量，以减小非线性失真。4．功放管散热性能要好直流电源供给的功率除了一部分变成有用的信号功率以外，还有一部分通过功放管以热的形式散发出去（管耗），因此，降低结温是功率放大器要解决的一个重要问题。4.1.2低频功率放大器的分类1．按电路工作状态分类（1）甲类功放电路甲类功放电路中的功放管始终工作在三极管输出特性曲线的线性部分如图4.1（a）所示，即在输入信号的整个周期内，功放管始终导通，故电路输出波形失真小，但因静态时，功放管处于导通状态，且静态电流（ICQ）较大，电路转换效率较低，理想情况下最大效率达50%。（2）乙类功放电路乙类功放电路在静态时，功放管处于截止状态，如图4.1（b）所示，即在输入信号的整个周期内，功放管只在输入信号的半个周期内导通的。因此，电路需用两只参数基本一致的功放管轮流工作（推挽）才能输出完整的波形信号。由于静态电流为零，电路转换效率较高，理想情况下可达78.5%，但因电路输出波形存在交越失真（注：该内容将在4.2常用低频功率放大器中学习），需解决失真问题。（3）甲乙类功放电路甲乙类功放电路在静态时，功放管处于微导通状态，如图4.1（c）所示，即在输入信号的整个周期内，功放管只在输入信号的大半个周期内导通。与乙类功率放大器电路一样，需用两只参数基本一致的功放管轮流工作（推挽）才能输出完整的波形信号。由于静态时管子仍然处于导通状态，因此，在输入信号很小时，两个功放管同时都工作，克服了交越失真。电路转换效率略低于乙类，原因是静态时电路中仍有很小的电流，电路会消耗部分电源功率。图4.1功放管的三种工作状态2．按耦合方式分类（1）阻容耦合功放电路——功放电路输出端通过耦合电容连接负载，如：OTL功放电路。（2）变压器耦合功放电路——功放电路输出端通过变压器连接负载。变压器具有阻抗变换作用，可使负载获得最大功率，但由于有变压器体积大、损耗大、频率特性差等不足之处，目前应用不多。（3）直接耦合功放电路——功放电路输出端无需通过任何元件而直接与负载相连，如：OCL功放电路及集成功放电路。三、课堂小结1．低频功放电路的基本要求。2．低频功放电路的分类。四、课堂思考P97思考与练习题1、2、3。五、课后练习P108一、填空题：1~4；二、判断题：2；三、选择题：1~4。【课题】4.2常用低频功率放大器【教学目的】1．会识读OTL、OCL功放电路的电路图。2．理解OCL和OTL功放电路的工作原理。3．理解产生交越失真原因、掌握消除交越失真的方法。4．会计算OCL、OTL功放电路的最大输出功率。5．了解功放器件的选用及安全使用常识。【教学重点】1．OCL和OTL功放电路组成、主要元件的作用及工作原理。2．消除交越失真的方法。3．计算OCL、OTL功放电路的最大输出功率。4．功放器件的选用及安全使用常识。【教学难点】产生交越失真的原因及消除方法。OCL功放电路主要元件的作用及工作原理。OTL功放电路主要元件的作用及工作原理。【教学参考学时】4学时【教学方法】讲授法、分组讨论法。【教学过程】一、引入新课复习低频功率放大器的分类。二、讲授新课4.2.1OCL功率放大器一、未设偏置电路的OCL功放电路1．电路组成特点（1）由一对特性参数基本相同，导电类型不同的功放管V1（NPN管）和V2（PNP管）组成的射极输出器构成，如图4.2所示。（2）电路输出端采用直接耦合。（3）电路采用双电源供电。Vcc（4）电路未设置偏置电路，静态时两功放管均处于截止状态，即电路工作在Vcc2．电路工作原理Vcc（1）静态时，由于V1和V2特性相同，供电电源对称，使功放管发射极到地的电压，即中点电位VA=0，功放管V1、V2Vcc交越失真图4.3（2）当输入交流信号vi为正半周期时,V1正偏导通，V2反偏截止,信号经V1管放大，V1管集电极电流ic1流经负载RL，在RL上形成输出电压vo的正半周，如图4.3（教材图4.6）所示，其电流方向如图4.交越失真图4.3（3）当vi为负半周时,V1反偏截止,V2正偏导通,信号经V2管放大，V2管集电极电流ic2流经RL，在RL上形成输出电压vo的负半周，电流方向与正半周相反。因此，在输入信号变化一个周期内，V1、V2交替半周导通，犹如一推一挽，在负载上合成完整的信号波形。3．电路存在交越失真（1）交越失真输出波形在正、负半周的交替处产生失真称为交越失真，如图4.3所示。（2）产生交越失真的原因电路未设置偏置电路，功放管因静态电流为零，处于截止状态。在输入信号vi小于死区电压时，三极管不能导通，造成两功放管在输出信号的正、负半周交接处（零点附近）电压为零，产生波形失真。（3）克服交越失真的方法：给功放管设置适当的直流偏置，使其静态时处于微导通状态，即工作于甲乙类状态，如图4.4（教材图4.7）所示。电路中接入二极管V3和V4的目的就是给功放管V1和V2加入直流偏置，消除电路的交越失真。二、加有偏置电路的OCL功放电路1．电路组成特点在图4.3所示电路的基础上增加了：（1）激励管（推动管）V5——起电压放大作用，推动功放管工作。（2）R1——V5管的集电极电阻，可将V5放大的电流信号转换为电压信号。（3）V3、V4、R1和R2——构成V1、V2的偏置电路，使电路工作于甲乙类状态，其目的是克服交越失真。（4）R2——V1管的发射极负反馈电阻，起稳定静态工作点和改善输出信号失真的作用。2．工作原理（1）在vi的正半周（瞬时极性见图），V5输出负极性信号，V1反偏截止，V2正偏导通，信号经V2放大后，形成信号电流iC2，并在RL两端产生负半周输出信号电压vo，V2的直流电源由–Vcc提供。（2）在vi的负半周，V5输出正极性信号，V1正偏导通，V2反偏截止，信号经V1放大后形成信号电流iC1，在RL两端产生正半周输出信号电压vo，V1的直流电源由Vcc提供。3．OCL功放电路的输出功率和效率（1）OCL功放电路最大输出功率（2）由于功放管静态时有微小的偏置电流，所以其最大效率略低于乙类。4.2.2OTL功率放大器OCL功放电路具有低频响应好、便于集成化的优点，但需要两个独立的电源，在实际应用中不太方便。OTL功放电路采用单电源供电，是一种常用的功放电路。1．电路组成OTL功放电路如图4.5所示，其组成特点及元件的主要作用如下：（1）V1、RP1、R1、R2、R3、R5和C2组成激励级：起电压放大作用，推动功放管工作。其中C2是中和电容，防止电路产生高频自激。（2）可调电阻RP1作用：①给激励管V1发射结提供正向偏置电压；②调节电路中点电压，使两功放管发射极公共点（A点）电位为电源电压的一半，即为；③起电压并联负反馈作用，既可稳定静态工作点又能稳定输出信号的幅度。（3）V3和V4：起功率放大作用。（4）二极管V2和可调电阻RP2的作用：给功放管提供适当的直流偏置，使其工作在甲乙类工作状态，消除电路的交越失真。（5）电路与负载之间的连接采用电容耦合。输出耦合电容C5的作用：①耦合输出信号；②因电路采用单电源供电，在V3截止时兼作V4的电源。（6）C3、R6组成电源退耦电路，其主要作用滤除电源中的各种干扰信号。（7）电容器C4和电阻R4组成自举电路，其主要作用改善输出波形的失真。2．电路工作原理在vi的负半周（瞬时极性见图4.5），V1输出正极性信号，V3正偏导通，V4反偏截止，信号经V3放大后形成信号电流iC3，经C5耦合，在RL两端产生正半周输出信号电压vo。同时，电源经V3对C5充电。在vi的正半周，V1输出负极性信号，V3反偏截止，V4正偏导通，C5经V4向RL放电，C5起到负电源的作用，信号经V4放大后，形成信号电流iC4，并在RL两端产生负半周输出信号电压vo。3．OTL功放电路的最大输出功率4.2.3功放器件的选用和安全使用常识1．功放管的选用（1）OCL功放电路：（2）OTL功放电路：（3）对于OCL和OTL功放电路，功放管选用时应注意配对原则。2．功放管安全使用常识（1）功放管在使用的过程中，必须采用相应的散热措施。（2）在更换功放管时，除考虑配对原则外，还应先检查其前级推动电路或负载是否存在故障，以免更换功放器件后再次损坏。（3）不能把两个功放管的金属外壳或散热片未经绝缘措施就直接安装到散热板（或片）上，以免造成短路。（4）为保护功放管，在开、关功放电路的电源之前，要把功放电路的音量调至最小。（5）不能在功放电路通电的情况下连接音箱线。三、课堂小结1．比较OCL和OTL功放电路组成、工作原理及最大输出功率的同异。2．交越失真的产生和消除方法。3．功放管选用及安全使用常识。四、课堂思考P102思考与练习题1、2、3。五、课后练习P108一、填空题：5~7；二、判断题：1、3、4；三、选择题：5、6；四、技能实践题：2；五、计算题。【课题】4.3典型功放集成电路及其应用【教学目的】1．了解典型功放集成电路引脚功能和电路特点。2．了解典型功放集成电路应用。【教学重点】1．典型功放集成电路引脚功能和电路特点。2．典型功放集成电路应用。【教学难点】典型功放集成电路应用。【教学参考学时】1学时【教学方法】讲授法、分组讨论法。【教学过程】一、引入新课例举功放集成电路常用在袖珍式放音机、收音机、便携式收录机、玩具等薄型机中，让学生了解除集成运放外，日常生活中还有很多常用的集成电路需要学习。图4.6TDA2030功放集成电路引脚功能图图4.6TDA2030功放集成电路引脚功能图4.3.1典型功放集成电路简介1．TDA2030引脚说明如图4.6所示。2．电路特点集成功放除了具有一般集成电路共同特点外，还具有温度稳定性好，电源利用率高，功耗较低，非线性失真较小，工作安全可靠、开机冲击电流小等优点，对于输出功率比较大的集成功放有时需在其外壳上装散热片。TDA2030功放集成电路输出功率大，Po=18W(RL=4Ω)，能在±6V~±22V的电压下工作，适合用作电脑有源音箱的功放器。4.3.2典型功放集成电路应用实例实用的音频功率放大器电路图如图4.7（教材图4.9）所示。图中，TDA2030为高保真功放集成电路，输出功率大于10W，输出电流峰值最大可达3.5A；C1是输入耦合电容；R3是TDA2030同相输入端偏置电阻；C2起隔直流作用；R1、R2为交流负反馈电阻，其比值决定该电路的闭环增益，即电路的闭环增益为（R1+R2）/R2=（13+0.68）/0.68=20.1倍；C5、C6为电源滤波电容；C3、C4为高频旁路电容，防止电路产生高频自激；R4、C7为相位校正网路，避免扬声器产生高频啸叫，确保音质效果；V1、V2为保护二极管，防止输出电压瞬间出现峰值损坏集成电路TDA2030。图4.7TDA2030集成放大电路三、课堂小结TDA2030集成放大电路的引脚说明、电路特点及实际应用。四、课后练习P108四、技能实践题1。【课题】实训项目音频功放电路的安装与调试【实训目标】1．理解音频功放电路的工作原理。2．掌握音频功放电路的安装与调试方法。【实训重点】1．加深对音频功放电路工作原理的理解。2．音频功放电路的安装与调试方法。【实训难点】1．元器件检测。2．电路制作与装配。3．电路检测与调试。【参考实训课时】2学时【实训方法】讲授法、演示法、实操法。【实训过程】一、实训任务任务一元器件的识别与检测在安装整机电路之前，对整机所用的元器件进行检测，以减少故障的发生。任务二电路制作与装配按照电路图（教材图4.7）利用万能板制作音频功放电路。任务三电路检测1．通电前的检查。2．通电调整。任务四测定最大不失真输出功率根据图（教材图4.10）所示连接测试仪器，测定最大不失真输出功率。二、实训小结1．音频功放电路的工作原理。2．音频功放电路的安装与调试步骤。三、课后作业1．写出制作与调试音频功放电路的全过程。2．写出在安装与调试过程中，对遇到的问题是如何进行分析和解决的总结。第5章谐振放大器和正弦波振荡器【课题】5.1谐振放大器【教学目的】1．了解谐振放大器的功能。2．理解LC并联回路的选频特性。3．理解常用谐振放大器的电路结构及工作原理。4．了解谐振放大器的主要性能指标含义。【教学重点】1．谐振放大器的功能。2．LC并联回路的选频特性。3．单回路谐振放大器的结构特点及工作原理。4．双回路谐振放大器的结构特点及工作原理。5．谐振放大器的主要性能指标含义。【教学难点】1．LC并联回路的选频特性。2．单回路谐振放大器的结构特点及工作原理。3．双回路谐振放大器的结构特点及工作原理。【教学参考学时】3学时【教学方法】讲授法、分组讨论法【教学过程】一、引入新课例举收音机、电视机等电器是如何接收信号并放大信号的，从而引入电路谐振的概念。二、讲授新课5.1.1LC并联谐振回路的选频特性1．谐振放大器的功能采用LC并联谐振回路作负载的放大器称为谐振放大器。谐振放大器具有选频和放大的功能，即电路利用LC并联回路的选频特性，从一个频带中选出某一频率进行放大，而将其它频率予以抑制。2．LC并联谐振回路的选频特性LC并联谐振回路的选频特性见表5.1。表5.1LC并联回路的选频特性LC并联回路阻抗频率特性相位频率特性阻频特性与Q值关系R为LC并联电路的等效损耗电阻。当信号频率f等于谐振频率f0（）时，LC并联电路发生谐振，阻抗最大。当ff0时，v与i的相位差φ00，电路呈纯电阻性。R越小，Q值越大，曲线越尖锐，电路选频能力越强。（注：品质因数）5.1.2常用谐振放大器常用的谐振放大器有单回路谐振放大器和双回路谐振放大器。1．单回路谐振放大器（1）电路结构特点：图5.1所示为单回路谐振放大器，其结构特点是放大管集电极负载由一个LC并联谐振回路构成，电源经电感线圈抽头接入，其目的是使谐振回路有高的Q值，提高放大器的选择性。（2）工作原理：输入信号vi经T1耦合到放大管V的基极，经V放大后，由谐振回路选出f=f0的信号，最后由T2耦合输出。（3）电路具有调整方便、工作稳定等优点，但输出信号失真大，一般用于通频带和选择性要求不高的场合。图5.1单回路谐振放大器2．双回路谐振放大器（a）互感耦合（b）电容耦合图5.2双回路谐振放大器（1）电路结构特点：图5.2所示为双回路谐振放大器，其结构特点是放大管集电极负载由两个LC并联谐振回路构成，两谐振回路之间采用互感耦合（图5.2（a））或电容耦合（图5.2（b））。在互感耦合电路中，调节两个谐振回路之间的距离或磁芯的位置，可改变耦合程度，改善通频带和选择性。在电容耦合电路中，通过改变Ck的大小，来改善通频带和选择性。双回路谐振放大器具有较好的通频带和选择性，在实际中得到应用广泛。（2）电路工作原理：以图5.2（a）为例，输入信号vi经T1耦合到放大管V，经V放大的信号先由L1C1并联谐振回路选择出f=f0的信号后耦合到L2C2并联谐振回路，进一步选频，最后在电感线圈L2的抽头处产生最大的输出电压vo。5.1.3主要性能指标谐振放大器的主要性能指标：中心频率、增益、通频带、选择性和工作稳定性。三、课堂小结1．LC并联谐振回路具有选频特性。2．谐振放大器具有选频和放大的功能。3．比较单回路谐振放大器与双回路谐振放大器的电路结构特点、工作原理和实用范围。四、课堂思考P114思考与练习题1、2。五、课后练习P126一、填空题：1、2；二、判断题：1。【课题】5.2正弦波振荡电路【教学目的】1．了解振荡器的功能。2．了解电路产生自激振荡的条件。3．掌握产生正弦波振荡的相位平衡条件、振幅平衡条件和起振条件。4．理解正弦波振荡电路的组成和振荡的建立过程。【教学重点】1．振荡器的功能及产生自激振荡的条件。2．正弦波振荡电路组成。3．产生正弦波振荡的相位平衡条件、振幅平衡条件和起振条件。4．正弦波振荡的建立过程。【教学难点】1．产生正弦波振荡的相位平衡条件、振幅平衡条件。2．正弦波振荡电路的起振条件及振荡的建立过程。【教学参考学时】1学时【教学方法】讲授法、分组讨论法【教学过程】一、引入新课自激振荡现象：扩音系统在使用中有时会发出刺耳的啸叫声,其形成的过程如图5.1所示。图5.3自激振荡现象二、讲授新课5.2.1正弦波振荡电路的组成框图1．振荡器振荡器是一种不需外加输入信号就能将直流电转换成具有一定频率、一定幅度和一定波形的交流信号的电路。振荡器的输出频率取决于电路本身选频网络的参数，振荡波形取决于电路的形式，与外部信号无关。图5.4是振荡器与电压放大器组成框图的比较。（a）振荡器组成框图（b）电压放大器组成框图图5.42．正弦波振荡器振荡器分正弦波振荡器和非正弦波振荡器。输出波形为正弦波的振荡器称为正弦波振荡器。正弦波振荡器组成：放大电路、选频电路和正反馈网络，其组成框图有两种形式，如图5.5所示。5.2.2正弦波振荡器的平衡条件正弦波振荡器的平衡条件为相位平衡条件和振幅平衡条件，这两个条件必须同时满足。1．相位平衡条件——反馈信号vf的相位与输入信号vi的相位同相，即2n（n=0,1,2……）。2．振幅平衡条件——反馈信号的幅度与原输入信号的幅度相等，即AVF1。5.2.3正弦波振荡器的建立与稳定过程1．正弦波振荡器的起振条件——振荡管处于放大状态，即振荡电路的AVF>1。2．正弦波振荡器的起振过程如框图5.6所示。初始信号由初始信号由接通电源的瞬间产生，该信号包含一系列频率不同的正弦分量。选频电路——保证电路仅对某个特定的频率信号产生谐振。放大器——维持振荡器连续工作，若没有放大器，信号就会被逐渐衰减，不可能产生持续的振荡。正反馈网络——将输出信号正反馈到放大电路的输入端，使电路产生自激振荡。当振荡信号幅度较小时，因AVF1，振荡信号被不断地放大，直到信号幅度增大到使振荡管超出线性放大区，此时AVF1，电路变为等幅振荡。振荡的建立与稳定过程图5.6正弦波振荡器的建立与稳定过程三、课堂小结1．正弦波振荡器的组成。2．产生电路正弦波振荡必须同时满足相位平衡条件、振幅平衡条件。3．正弦波振荡器的建立过程。四、课堂思考P116思考与练习题1~2。五、课后练习P126一、填空题：3；二、判断题：2~5；三、选择题：1~3、6、7。【课题】5.3常用正弦波振荡器【教学目的】1．掌握LC振荡器的电路组成及工作原理。2．掌握RC桥式振荡器的电路组成及工作原理。3．了解石英晶体的压电效应、石英晶体谐振器的振荡频率。4．理解串联型和并联型石英晶体振荡器的电路形式与工作原理。5．会判断电路能否产生振荡。6．会计算常用正弦波振荡器的振荡频率。【教学重点】1．变压器耦合LC振荡器的电路组成及工作原理。2．三点式LC振荡器的电路组成特点及工作原理。3．RC串并联电路的选频特性，RC桥式振荡器的电路组成及工作原理。4．石英晶体谐振器的振荡频率。5．串联型和并联型石英晶体振荡器的电路形式、振荡频率与工作原理。6．计算各种常用振荡器的振荡频率算。【教学难点】1．变压器耦合LC振荡器的工作原理。2．三点式LC振荡器的电路组成特点。3．RC串并联电路的选频特性，RC桥式振荡器工作原理。4．石英晶体谐振器的振荡频率。5．串联型和并联型石英晶体振荡器的工作原理。【教学参考学时】4学时【教学方法】讲授法、分组讨论法【教学过程】一、引入新课振荡器是一个频率源，用来产生所需的各种频率信号，被广泛应用于广播、通信、自动控制、家电产品等领域。二、讲授新课正弦波振荡器的分类如框图5.7所示。石英晶体振荡器石英晶体振荡器（频率稳定度极高）并联型串联型RC振荡电路(低频振荡)RC桥式振荡电路变压器耦合式LC振荡电路(高频振荡)三点式电容式电感式正弦波振荡器的分类根据选频电路组成元件的不同 图5.7正弦波振荡器的分类框图5.3.1LC振荡器1．变压器耦合式LC振荡器（1）共发射极变压器耦合LC振荡器LL3-4反馈线圈，构成正反馈。LC选频电路假设基极的瞬时电压极性反馈回基极的瞬时电压极性振荡信号输出端图5.8共发射极变压器耦合LC振荡器①电路结构特点如图5.8所示。②工作原理初始信号经LC选频回路选出频率为fo的振荡信号，经L3-4正反馈到振荡管基极，由放大器进行放大，再选频，再放大…，不断循环，振荡由弱到强逐渐建立，当信号幅度增大到使振荡管超出线性放大区时，放大器的AV下降，电路自动满足振幅平衡条件AVF=1，作等幅振荡。该电路只要变压器L5-6与L3-4匝数比恰当，电路易满足起振条件AVF1。（2）共基极变压器耦合LC振荡器①电路结构特点：电路如图5.9所示，图中旁路电容C1使振荡管基极交流接地；隔直耦合电容C2，将选频回路中的一部分振荡信号反馈到振荡管的发射极；L1为反馈线圈，将放大后的信号送回到选频回路，以补充回路中的能量损耗，维持电路持续振荡。②工作原理LC回路选出的振荡信号通过C1、C2加到振荡管V的基-射极之间，经过V放大后，由L1耦合到选频回路，形成电路的正反馈。在满足振幅条件下，电路产生振荡。图5.9共基极变压器耦合LC振荡器（3）LC振荡器的振荡频率变压器耦合振荡电路的振荡频率等于LC并联回路的固有振荡频率，即调节LC并联谐振回路中的电感量L或电容量C，均可改变电路的振荡频率fo。2．三点式LC振荡器三点式LC振荡器的电路结构特点：LC振荡回路的3个端点与振荡管的3个电极相连。（1）电感三点式振荡器①电感三点式振荡器的电路原理图如图5.10(a)所示，图5.10(b)为交流通路。（a）电路原理图（b）交流通路图5.10电感三点式振荡器②电路振荡频率式中，M为Ｌ1与Ｌ2之间的互感系数。③电路特点：容易起振，振荡频率高，一般可达到几十兆赫。但波形失真大，只适用于对波形要求不高的场合中。（2）电容三点式振荡器①电容三点式振荡器的电路原理图如图5.11(a)所示，图5.11(b)为交流通路。(a)电路原理图(b)交流通路图5.11电容三点式振荡器②电路振荡频率为：（5-9）③电路特点：振荡频率高，输出波形较好，但频率调节不方便，适用于对波形要求高、振荡频率高且频率固定的场合。（3）改进型电容三点式振荡器①电容三点式振荡器的电路原理图如图5.12(a)所示，图5.12(b)为交流通路。（a）改进的电容三点式电路原理图（b）交流通路图5.12改进型电容三点式振荡器②电路振荡频率为：③电路特点：振荡波形好，频率比较稳定，但频率调整范围不大。5.3.2RC振荡器1.RC串并联电路的选频特性RC串并联电路如图5.13{a)所示，若取R1＝R2＝R，C1＝C2＝C，其幅频特性曲线和相频特性曲线如图5.13(b)和（c）所示。(a)RC串并联电路(b)幅频特性曲线(c)相频特性曲线图5.13RC串并电路的选频特性RC串并联电路具有选频特性，即当输入信号频率时，输出电压vo幅度最大，为输入电压vi幅度的，即，且输出电压vo与输入电压vi同相位。2.RC桥式振荡器（1）电路组成图5.14所示为RC桥式振荡器。图中RC串并联电路既作选频电路，又引入正反馈；集成运放作同相放大器；负温度系数热敏电阻Rf和电阻R3组成负反馈电路，主要用来稳定振荡信号的幅度，避免输出波形产生失真。（2）工作原理在f0处，选频网络相移为，放大器相移也为，电路满足的相位平衡条件。因在f0处，反馈系数，根据起振条件AVF>1，只要取AV>3，电路就能满足起振条件。电路振荡幅度的稳定过程如下： （3）振荡频率RC桥式振荡器的振荡频率等于RC串并联选频电路的谐振频率，即（4）RC桥式振荡器具有频率调节方便、输出波形失真小等特点，应用较为广泛。图5.15石英晶体谐振器图5.15石英晶体谐振器（a）等效电路（b）电路符号1．石英晶体的基本特性（1）石英晶体的压电效应——当石英晶片上加一电场时，晶片会产生机械形变；反之，机械力又会在晶片上产生电场。（2）石英晶体的压电谐振——当某一特定频率的交变电压作用于石英晶片时，能使晶片的机械振幅突然有很大的增加。（3）石英晶体谐振器的等效电路图5.16石英晶体谐振器的电抗—频率特性（设R≈0）石英晶体谐振器的压电效应可用图图5.16石英晶体谐振器的电抗—频率特性（设R≈0）（4）石英晶体谐振器的电抗−频率特性石英晶体谐振器的电抗-频率特性如图5.16所示。当f=fs时，石英晶体呈现的阻抗最小，且为纯电阻性，相移为0O；当fs<f<fp时，石英晶体呈感性；当f<fs或f>fp时，石英晶体呈容性。2．石英晶体正弦波振荡器利用石英晶体进行选频的正弦波振荡器称石英晶体正弦波振荡器，它具有振荡频率稳定度极高的优点。石英晶体振荡器分为：串联型和并联型两类。（1）并联型石英晶体振荡电路并联型石英晶体振荡电路如图5.17所示。电路中的石英晶体相当于电感，电路的振荡频率介于fs与fp之间，而实际中，fs和fp两个频率非常接近。（2）串联型石英晶体振荡电路串联型石英晶体振荡电路如图5.18所示。电路利用石英晶体在fo=fs时呈纯阻性且最小、相移为零的特性构成。图5.17并联型晶体振荡器图5.18串联型晶体振荡器三、课堂小结1．正弦波振荡器的分类和适用频率范围。2．三种常用正弦波振荡器的组成特点、工作原理和振荡频率。四、课堂思考P119思考与练习题1~3。P121思考与练习题1~2。P122思考与练习题1~3。五、课后练习P126一、填空题：4~6；三、选择题：4~5；四、综合题：1~3。【课题】实训项目RC桥式正弦波振荡器的安装与调试【实训目标】1.掌握RC桥式正弦波振荡器的安装与调试方法。2.掌握用示波器测量RC正弦波振荡器输出波形的方法。【实训重点】1.RC桥式正弦波振荡器的安装与调试方法。2.用示波器测量RC正弦波振荡器输出波形的方法。【实训难点】用示波器测量RC正弦波振荡器输出波形的方法。【参考实训课时】2学时【实训方法】讲授法、演示法、实操法【实训过程】一、实训任务任务一认识电路RC桥式正弦波振荡器电路如教材图5.26所示。图中，集成运放LM741、R1、RP、R2、R3、V1、V2组成同相放大器，V1，V2起稳幅作用；R4、C1、R5和C2组成RC串并联选频网络。任务二元器件的识别与检测任务三电路安装利用万能板对照原理图进行元器件的焊接和装配。任务四电路调试电路安装完成后，在确认安装无误后方可通电进行调试。测试步骤按教材所给顺序进行。二、实训作业1．写出RC桥式正弦波振荡器的安装与调试过程。2．谈谈你对本次训练的收获与体会。第6章晶闸管及其应用电路【课题】6.1一般晶闸管及其应用【教学目的】1．了解晶闸管的基本结构、电路符号和工作特性。2．了解晶闸管在可控整流、交流调压和无触点开关电路的结构及工作原理。3．了解晶闸管对触发电路的要求。【教学重点】1．晶闸管的基本结构、电路符号及工作特性。2．单相半波可控整流电路、交流调压电路和无触点开关电路的结构及工作原理。【教学难点】1．晶闸管的工作特性。2．单相半波可控整流电路、交流调压电路和无触点开关电路的工作原理。【教学参考学时】4学时【教学方法】讲授法、分组讨论法【教学过程】一、引入新课通过实物演示，如家用调光台灯等一些实例，让学生了解晶闸管有哪些应用，从而激发学生们的学习兴趣。二、讲授新课6.1.1晶闸管的基本结构与工作特性1．晶闸管的结构和电路符号如图6.1所示。控制极G阳极A控制极G阳极A阴极K（a）内部结构（b）电路符号图6.1晶闸管的基本结构2.晶闸管的工作特性通过图6.2所示的电路实验现象说明晶闸管的工作特性。晶闸管具有单向导电性和正向导通可控性，晶闸管由阻断状态转变为导通状态应同时具备两个条件：一是晶闸管的阳极A电位要高于阴极K电位；二是控制极G和阴极间施加正向电压。晶闸管的关断方法是A极—K极之间电压为零或负电压。当晶闸管的阳极电流小于其维持电流时，也会由导通变为阻断。图6.2单向晶闸管的工作特性6.1.2晶闸管的主要参数反向峰值电压VRRM、额定正向平均电流、正向平均管压降、维持电流和最小触发电压。6.1.3晶闸管应用电路1．单相半波可控整流电路将整流电路中的整流元件（二极管），换成具有整流和可控特性的晶闸管，可实现将交流电转换成可变直流电的功能。单相半波可控整流电路是最基本的可控整流电路。接有电阻性负载的单相半波可控整流电路如图6.3（a）所示，图6.3（b）和（c）所示为电路输入电压、控制电压和输出电压的波形图。工作原理如下：（1）在0≤ωt<π期间，v2为正半周，单向晶闸管承受正向电压，此时：①在0≤ωt<α期间，触发电压vG=0，单向晶闸管处于正向阻断状态，输出电压vo=0。②当ωt=α（控制角）时，控制极G加有触发电压vG，单向晶闸管导通，由于单向晶闸管正向电压很小，电源电压几乎全部加到负载上，输出电压vo=v2。③在α<ωt<π期间，尽管触发电压vG在单向晶闸管导通后已消失，但单向晶闸管仍保持导通状态，vo=v2。④当ωt=π时，v2=0，晶闸管自行关断。（2）在π<ωt≤2π期间，v2为负半周，单向晶闸管承受反向电压，呈反向阻断状态，输出电压vo=0。（3）比较图6.3（b）和（c）可知，改变控制角α的大小，可以控制整流输出电压平均值的大小。VVvovovo图6.3单相半波可控整流电路2.交流调压电路（1）交流调压电路组成t5t4t5t4t2t3（a）电路图（b）v2、vG和vo的波形图图6.4交流调压电路（2）工作原理①在为正半周时，晶闸管V1因承受反向电压而截止，而晶闸管V2因承受正向电压，在t=t1时刻，将触发电压vG加到V2控制极G时，V2触发导通，输出端获得正半周电压。当输入电压过零时，自动关断。如图6.4（b）所示。②在为负半周时，V2截止，V1承受正向电压，在t=t2时刻，将vG加到V1控制极G时，V1触发导通，输出端获得负半周电压。当输入电压过零时，V1自动关断。3．无触点开关电路在开关频率很高的电路中，常用晶闸管代替接触器、继电器来控制电路的通断。（1）交流无触点开关电路①电路组成：将交流调压电路中两晶闸管的控制极G通过开关连接起，如图6.5所示电路。②工作原理：因单向晶闸管K-G极间存在300Ω~500Ω之的电阻，如果电路中的开关S闭合，当交流电的正半周到来时，晶闸管V1的K-G极间电阻向晶闸管V2提供触发电压和电流，使其导通，交流电自a端经V2、RL流向b端；当交流电过零时，V2由导通状态变为截止状态；当交流电的负半周到来时，V2的K-G极间电阻向V1提供触发电压和电流，使其导通，交流电自b端经V1、RL流向a端；当交流电再次过零时，V1则从导通状态变为截止状态。因此，只要开关S闭合，两单向晶闸管便交替导通与截止，使交流电得以流通。当开关S关断时，晶闸管得不到触发电压与电流，交流电路也就切断了。图6.6直流无触点开关电路（2）直流无触点开关电路图6.6直流无触点开关电路电路组成如图6.6所示。电路的工作原理：当vG加至控制极G时，导通，有电流流过负载，同时，电源经及对电容充电；当vG加至控制极G时，导通，电容两端的电压经加在的A、K两端，因承受反向电压而被关断，此时，无电流流过，达到了控制电流在负载中的流通与关断目的。三、课堂小结1．晶闸管具有单向导电性和正向导通可控性。2．晶闸管的主要参数。3．晶闸管应用电路：单相半波可控整流电路、交流调压电路和无触点开关电路。四、课堂思考P133思考与练习题1~3。五、课后练习P139一、填空题：1~4；二、选择题：2；三、问答题：1。【课题】6.2特殊晶闸管及其应用【教学目的】1．了解各种特殊晶闸管的特点、电路符号及功能。2．了解特殊晶闸管的应用。【教学重点】1．各种特殊晶闸管的结构特点及电路符号。2．各种特殊晶闸管与普通晶闸管的结构差异性。3．各种特殊晶闸管的应用。【教学难点】各种特殊晶闸管的结构特点及功能。【教学参考学时】2学时【教学方法】讲授法、分组讨论法【教学过程】一、引入新课复习普通（单向）晶闸管结构及性能特点，并了解其在使用上的局限性，提出新的设想——对元器件的改进。二、讲授新课通过对比的方式学习特殊晶闸管的结构特点、特殊功能及应用。各种特殊晶闸管的结构特点及功能表项目名称电路符号结构特点特殊晶闸管与普通晶闸管的性能差异应用普通（单向）晶闸管特殊晶闸管双向晶闸管NPNPN五层三个电极器件。直流控制器件。要控制交流负载，需两套独立的触发电路。交流开关器件。在第一阳极和第二阳极之间输入交流电时，控制极上无论加入正脉冲还是负脉冲，晶闸管都可以导通。实现交流调压、交流调速、交流开关、调光设备中。快速晶闸管PNPN四层三个电极器件。因为器件导通和关断需要一定的时间，且阳极电压上升速度太快时，不仅会使元件产生误导通，而且会烧坏元件。因此，在开关频繁、电压电流变化快的场合不适用。能适应于高频应用的可控硅，它具有开通速度快、开关时间短、开关损耗小，承受电流上升率和电压上升率能力强等优点。其开通时间为4～8us，关断时间为10～60us。用于大功率直流开关、大功率中频感应加热电源、超声波电源、激光电源、雷达调制器及直流电动车辆调速等领域。可关断晶闸管PNPN四层三个电极器件。导通后欲使其关断，必须使正向电流低于维持电流IH，或施加反向电压强迫关断。欲使已导通的晶闸管关断，只要在控制极上加入负触发脉冲即可。斩波器、逆变器、电子开关、恒压调频装置及电力系统中。光控晶闸管PNPN四层二个电极和一个受光窗口或光导纤维、光缆。触发信号来源于触发脉冲。触发信号为光信号或光电信号。对光信号的要求：用波长在0.8～0.9的红外线及波长在1左右的激光作光源。光控自动路灯、光控电子开关、自动化生产监控设备等电子产品。三、课堂小结各种特殊晶闸管的结构特点、电路符号、特殊功能及应用。四、课堂思考P136思考与练习题1~4。五、课后练习P139二、选择题：1、3。【课题】实训项目家用调光台灯电路的安装和调试【实训目标】1．理解家用调光台灯电路的工作原理。2．能根据需要选用元器件。3．会组装和调试家用调光台灯电路。【教学重点】1．家用调光台灯电路组成、元器作用及工作原理。2．能根据需要选用元器件。3．组装和调试家用调光台灯电路。【实训难点】1．家用调光台灯电路工作原理。2．晶闸管型号的选定。3．组装和调试家用调光台灯电路。【参考实训课时】2学时【实训方法】讲授法、演示法、实操法【实训过程】一、实训任务任务一理解调光台灯的电路原理任务二晶闸管的参数确定和型号选择任务三调光台灯的安装与调试二、实训小结1．调光台灯的电路原理。2．晶闸管的参数和选择合适型号的依据。3．调光台灯的安装与调试步骤。4．在安装与调试过程中，对遇到的问题是如何进行分析和解决的总结。四、课后作业1．实训报告及本次实训的体会和收获。2．完成项目实训评价表的学生自评部分。3.P139三、问答题：2；四、技能实训题。第7章数字电路基础【课题】7.1概述【教学目的】1.让学生了解数字电子技术对于认知数码世界的重要现实意义，培养学生学习该科目的浓厚兴趣。2.明确该科目的学习重点和学习方法。【教学重点】1.电信号的种类和各自的特点。2.数字信号的表示方法。3.脉冲波形主要参数的含义及常见脉冲波形。4.数字电路的特点和优越性。【教学难点】数字信号在日常生活中的应用。【教学方法】讲授法，讨论法【参考教学课时】1课时【教学过程】一、新授内容7.1.1数字信号与模拟信号1.模拟信号：在时间和数值上是连续变化的信号称为模拟信号。2.数字信号：在时间和数值上是离散的信号称为数字信号。讨论：请同学们列举几种常见的数字信号和模拟信号。7.1.2脉冲信号及其参数1.脉冲信号的定义：在瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流信号。2．脉冲的主要参数：脉冲幅值Vm、脉冲上升时间tr、脉冲下降时间tf、脉冲宽度tW、脉冲周期T及占空比D。7.1.3数字电路的特点及应用特点：1.电路结构简单，便于实现数字电路集成化。2.抗干扰能力强，可靠性高。（例如手机）3.数字电路实际上是一种逻辑运算电路，电路分析与设计方法简单、方便。4.数字电路可以方便地保存、传输、处理数字信号。（例如计算机）5.精度高、功能完备、智能化。（例如数字电视和数码照相机）应用：数字电路在家电产品、测量仪器、通信设备、控制装置等领域得到广泛的应用，数字化的发展前景非常宽阔。讨论：1.你用过哪些数字电路产品，请列出1~2个较为典型的例子，并就其中一个产品说明它的功能及优点和缺点。二、课堂小结1.数字信号与模拟信号的概念2.脉冲信号及其参数3.数字电路的特点及应用三、课堂思考讨论：谈谈如何才能学好数字电路课程？四、课后练习P143思考与练习题：1、2、3。【课题】7.2常用数制与编码【教学目的】1.掌握二进制、十进制、十六进制数的表示方法及数制间的相互转换。2.了解8421BCD码的表示形式。【教学重点】1.二进制、十六进制数的表示方法。2.数字电路中为什么广泛采用二、十六进制数。3.为什么要进行不同数制