模拟电子技术测控仪器及控制课程教学大纲

PAGEPAGE10《模拟电子技术》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称模拟电子技术课程编号课程性质必修课课程类别专业基础课开课单位智能与信息工程学院授课学期第4学期学分/学时3.5/56课内学时56理论授课48上机学时0课内实践0实验学时8课外学时0适用专业测控技术与仪器是否双语否先修课程高等数学大学物理电路原理后续课程数字电子技术传感器原理及应用测控仪器设计二、课程简介《模拟电子技术》是测控技术与仪器专业的学科专业基础课，是实践性较强的一门课程。本课程以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件，对功率放大电路、运算放大电路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等知识进行理论讲授及实验验证，培养学生掌握模拟电子电路的基本概念、基本理论，具备设计和分析测控系统工程领域电子电路相关问题的能力，培养学生分析问题、解决问题能力，使学生具备实践能力、创新能力和新产品设计开发能力。并结合课程教学培养学生实事求是的科学态度、良好的职业道德、创新精神，帮助学生树立科学的世界观。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标通过本课程的学习，使学生达到以下目标：课程目标1.能够描述模拟电子技术中的基本概念、功能电路组成、工作原理、性能特点及其分析方法，具有阅读和应用能力，能为测控系统工程领域提供电路设计、数据分析等方面提供支撑。灵活运用工程近似法、等效电路法、理想模型法等常用分析方法，解决电子信息工程技术领域复杂工程中模拟信号处理电路设计相关的工程问题。培养学生的自学能力、分析问题解决问题的能力和实际动手能力，使学生具有电子电路基本计算和分析能力。课程目标2.通过实验教学环节进行电子技术基本技能训练，培养学生实验研究能力和电子电路常见故障排除能力，为测控系统工程领域的复杂工程问题中涉及模拟信号处理电路制定研究方案打下基础。课程目标3.能够运用电路分析设计的基本方法，能准确选择电路设计中的器件参数。通过课程教学，培养学生追求真理的理想和献身科学的精神，树立学生科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观。通过了解电学史和电学家成才经历等，激发学生求知热情、探索和创新精神，使学生善于思考，勇于实践。培养正确严谨的科学研究作风和踏实认真的研究方法，拓展自主实践、主动创新的意识，为今后的科研工作及与专业有关的工程技术工作打好基础。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标1指标点1.2：掌握解决测控系统工程领域问题所需的工程基础知识，具备应用基本理论分析工程问题的能力。1-工程知识课程目标2指标点4.1：能够基于科学原理并采用科学方法，针对测控系统工程领域复杂工程问题，探讨分析解决方案。4-研究课程目标3指标点1.2：掌握解决测控系统工程领域问题所需的工程基础知识，具备应用基本理论分析工程问题的能力。指标点4.1：能够基于科学原理并采用科学方法，针对测控系统工程领域复杂工程问题，探讨分析解决方案。1-工程知识4-研究四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容第一单元常用半导体器件（学时数：10学时）1.课程主要内容(1)PN结的形成及其单向导电作用；(2)二极管、稳压管的外特性和主要参数以及主要应用；(3)半导体三极管的工作原理、外特性和主要参数；(4)结型和绝缘栅场效应管的工作原理，掌握外特性和主要参数、使用注意事项。2.重点和难点重点：PN结的形成及其单向导电作用；二极管、三极管、稳压管的外特性和主要应用；结型和绝缘栅场效应管的工作原理和外特性。难点：二极管、三极管、稳压管、场效应管的主要应用。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的职业规范；（2）实验：实验设备使用及晶体管测试：对二极管的阴极和阳极进行测试；通过测试判断三极管的类型及不同类型下三极管基极，集电极和发射极的测试。4.学生学习预期成果能够描述常用半导体器件的工作原理，判断简单模拟电路的输入输出关系，可分析工程问题中的简单模拟电路。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2第二单元放大电路（学时数：22学时）1.课程主要内容（1）基本放大电路1)放大的基本概念，放大电路的主要指标；2)放大电路的组成特点，静态工作点设置的必要性；3)放大电路的直流、交流通路的画法，掌握放大电路的两种分析方法(图解法和微变等效电路法)，能用h参数微变等效电路计算放大电路的电压放大倍数、输入和输出电阻；4)温度对静态工作点的影响，工作点稳定电路的特点及电路分析；5)晶体管单管放大电路的三种接法及各自的特点；6)复合管放大电路的工作原理和分析方法；7)场效应管放大电路的特点及分析方法。（2）多级放大电路1)多级放大电路的耦合方式及特点；2)直接耦合多级放大电路的工作原理、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的计算，阻容耦合多级放大电路的工作原理和电压放大倍数的计算；3)直接耦合放大电路中零点漂移现象及其抑制措施，差动放大电路的工作原理、输入和输出方式以及各项指标的计算。（3）集成运算放大电路1)集成运算放大器的内部电路，理想集成运放的特点和实际运放的主要参数；2)集成运放的种类、选择和使用。（4）功率放大电路1)功率放大电路的特点和主要研究对象，理解甲类、乙类、甲乙类放大电路的含义；2)互补电路的工作原理和指标计算；3)集成功率放大电路的原理及使用方法。（4）放大电路的频率响应1)放大电路频率响应的基本概念；2)单管共射放大电路频率响应的分析方法；3)多级放大电路频率响应的特点。2.重点和难点重点：放大电路的组成、参数及选择、工作原理、分析方法和电路设计。难点：放大电路的工作原理、分析方法及电路设计。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的职业规范；（2）通过案例分析，强调理论与实践相结合，促进学生知识整合，培养学生的反思能力；（3）实验：1）基本放大电路：静态工作点的测定；给定输入观察输出；改变静态工作点，观察失真；测量放大倍数。掌握单管放大电路的静态工作点及放大倍数的测量方法，观察放大电路中，有关参数的变化对防大电路性能的影响。并掌握测量放大电路的输入输出电阻。2）集成运算放大电路：同相、反相、比例运算电路，加、减法运算电路，积分、微分运算电路的输入输出电压关系。掌握运算放大器组件的工作原理及外部特性，用运放组件组成反相比例放大器和积分器，并测试其功能。4.学生学习预期成果能够描述放大电路的基本概念、主要指标、组成特点、参数选择，熟练运用放大电路的工作原理、分析方法，能够说出测控系统工程领域的相关技术标准体系，能运用相关知识分析测控系统工程领域工程问题中电子电路，熟练运用基本实验方法，能够按照给定的实验方案，合理选用实验仪器、设备和元器件，搭建实验系统，并正确实施实验，具备测试与调试系统的基本技能。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3第三单元放大电路中的反馈（学时数：6学时）1.课程主要内容(1)反馈的基本概念和分类，会判断反馈放大电路的类型和极性；(2)反馈的一般表达式；(3)深度负反馈下放大倍数的计算；(4)负反馈对放大电路性能的影响，会根据需要引入适当的反馈；(5)负反馈放大电路的自激条件，对消振措施作一般了解。2.重点和难点重点：判断反馈放大电路的类型和极性，深度负反馈下放大倍数的计算，负反馈对放大电路性能的影响。难点：判断反馈放大电路的类型和极性，深度负反馈下放大倍数的计算，根据需要引入适当的反馈。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的职业规范；（2）通过案例分析，强调理论与实践相结合，促进学生知识整合，培养学生的反思能力；4.学生学习预期成果能够描述反馈的基本概念和分类，能运用所学对测控系统工程领域中的反馈放大电路的类型和极性进行识别、判断，会计算深度负反馈下放大倍数，能够描述负反馈对放大电路性能的影响，会根据需要对测控系统工程领域中的电路设计适当的反馈。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标3第四单元信号的运算和处理（学时数：6学时）1.课程主要内容(1)理想集成运放线性应用和非线性应用的特点以及线性应用的分析方法；(2)由集成运放组成的比例、求和、减法、积分运算电路的工作原理以及输入和输出的关系，微分、对数、指数、模拟乘法器等运算电路的工作原理以及输入和输出关系；(3)有源滤波电路；2.重点和难点重点：理想集成运放线性应用的分析方法，非线性应用的特点，比例、求和、减法、积分运算电路的工作原理以及输入和输出的关系。难点：理想集成运放线性应用的分析方法，比例、求和、减法、积分运算电路的工作原理以及输入和输出的关系。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的职业规范；（2）通过案例分析，强调理论与实践相结合，促进学生知识整合，培养学生的反思能力；4.学生学习预期成果能够描述理想集成运放线性应用和非线性应用的特点，熟练使用线性应用的分析方法；具有求解工程问题中由集成运放组成的比例、求和、减法、积分运算电路的能力，能分析微分、对数、指数、模拟乘法器等运算电路的工作原理以及输入和输出关系。5.支撑课程目标课程目标1第五单元波形的发生和信号的转换（学时数：8学时）1.课程主要内容(1)正弦波振荡电路的振荡条件，正弦波振荡电路的组成和分析方法。RC正弦波振荡电路、LC正弦波振荡电路和石英晶体正弦波振荡电路的特点，根据相位条件判断其能否振荡以及估算振荡频率；(2)比较器的基本特性，各种比较器的电压传输特性分析；(3)非正弦波产生电路的组成及工作原理。2.重点和难点重点：正弦波振荡电路的振荡条件，电路组成和分析方法。RC正弦波振荡电路、LC正弦波振荡电路和石英晶体正弦波振荡电路的特点，根据相位条件判断其能否振荡以及估算振荡频率；电压比较器的基本特性和电压传输特性分析。难点：正弦波振荡电路的分析方法，根据相位条件判断其能否振荡，电压比较器的电压传输特性分析。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的职业规范；（2）实验：RC正弦波振荡电路：调整RC桥式电路振荡频率；观察起振及自激振荡的波形。掌握进一步学习RC正弦波振荡器的组成及其振荡条件，学会测量、调试振荡器。4.学生学习预期成果能够阐明波形的发生和信号转换电路的基本概念、电路特点、参数选择，熟练运用正弦振荡电路的工作原理、分析方法，能够根据相位条件判断电路能否振荡以及估算振荡频率；能够分析测控系统工程领域中信号转换电路的电压传输特性。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标2、课程目标3第六单元直流电源（学时数：4学时）1.课程主要内容(1)直流电源的组成；(2)整流电路、滤波电路的组成、工作原理和主要指标的计算，电容滤波的波形分析；(3)稳压管稳压电路、串联型稳压电路的组成及工作原理；(4)三端集成稳压电源的应用；(5)开关型稳压电路的分类、电路组成及工作原理。2.重点和难点重点：直流电源、整流电路、滤波电路的组成、工作原理和主要指标的计算；稳压电路的组成及工作原理。难点：整流电路、滤波电路的主要指标的计算。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程与教学基本原理，丰富学生课程与教学的基本知识结构，培养学生的职业规范；（2）通过课堂汇报和课堂辩论，强化知识应用意识，发展学生的教学能力和反思能力；4.学生学习预期成果能够阐明直流电路、整流电路、滤波电路的组成、工作原理和主要指标的计算，会对电容滤波进行波形分析；能够阐明稳压电路、三端集成稳压电源的应用、开关型稳压电路的分类、电路组成及工作原理。5.支撑课程目标课程目标1、课程目标3（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排课内课外学时比例第一单元常用半导体器件讲授法、实验课程目标1、2102:1第二单元放大电路讲授法、案例教学、实验课程目标1、2、3222:1第三单元放大电路中的反馈讲授法、案例教学课程目标1、362:1第四单元信号的运算和处理讲授法、案例教学课程目标162:1第五单元波形发生和信号转换讲授法、实验课程目标1、2、382:1第六单元直流电源讲授法、专题研讨课程目标1、342:1合计562:1五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则平时成绩30-40%作业（百分制）50本门课程作业，主要考核知识掌握情况目标分值=0.5*作业平均成绩测验（百分制）30主要测试各单元知识掌握情况目标分值=0.3*测验平均成绩课堂表现（百分制）20根据课堂讨论，发言等情况打分，次数不限，最终总成绩按比例折算，满分20分。实践成绩10%实验（百分制）100共计五次实验，根据实验操作、实验过程、实验结果、实验数据分析和实验报告等，评定学生成绩目标分值=实验平均成绩期末考试50-60%知识40考核内容：上述各单元理论知识考试题型：判断、选择、填空、简答、作图、分析、计算等（任选，不低于四种）依据试卷评分标准进行评价能力30综合应用20创新10（二）课程考核对课程目标的支撑教学内容考核内容考核方式支撑的课程目标第一单元常用半导体器件1-1PN结的形成及其单向导电作用；1-2二极管、三极管、稳压管的外特性和主要应用；1-3结型和绝缘栅场效应管的工作原理和外特性。作业、测验、实验、期末考试课程目标1、2第二单元放大电路2-1放大电路的工作原理2-2放大电路的分析作业、测验、实验、期末考试课程目标1、2、3第三单元放大电路中的反馈3-1判断反馈放大电路类型和极性3-2深度负反馈下放大倍数的计算3-3负反馈对放大电路性能的影响作业、测验、期末考试课程目标1、3第四单元信号的运算和处理4-1理想集成运放线性应用的分析4-2比例、