《模拟电子技术》教学大纲

《模拟电子技术》教学大纲课程编号：13180308英文名称：AnalogElectronicTechnology学分：3.5学时：总学时64学时，其中理论48学时，实践16学时先修课程：高等数学、大学物理、电路原理课程类别：专业基础课程授课对象：自动化专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第3学期一、课程描述和目标《模拟电子技术》是自动化专业第二门电类基础课程和核心课程，以电子电路的放大与反馈、计算机辅助分析为学习与研究对象，从实际模拟电路的工程应用角度出发，系统讲授放大电路、反馈电路、滤波电路、直流稳压电源等内容，培养学生运用模拟电子技术理论解决自动化领域，特别是对模拟放大电路的分析计算、软件仿真、硬件电路等方面实际工程问题的能力。通过本课程的学习，培养学生具备运用模拟电路的基本理论分析与计算实际模拟电路、进行模拟电子实验操作并分析实验结果、应用电子电路软件绘制模拟电路并仿真、以及硬件电路的焊接与调试等方面的能力，为后续《数字电子技术》、《单片机原理与接口技术》等专业基础课程和《自动控制原理》等专业主干课程提供必要的模拟电路理论知识与技能。本课程支撑毕业要求指标点1.2、2.2和5.2，拟达到的课程目标：课程目标1：能针对分立元件或集成芯片组成的放大电路进行时域分析和频域分析，建立模拟电路的时域或频域数学模型并求解；课程目标2：能运用小信号等效电路、深度负反馈电路、波特图等模拟电路的相关原理和数学模型正确表示模拟信号传递、放大与控制等自动化领域内的复杂工程问题；课程目标3：能够选择与使用恰当示波器、信号发生器等仪器，PSpice等电子电路专业仿真软件，对自动化相关领域的模拟信号放大与处理等复杂工程问题进行分析、计算与设计。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.2能针对具体的对象，运用时频域分析和相关方法，建立数学模型并求解课程目标1H2.2能基于电路、控制等相关科学原理和数学模型方法正确表达自动化相关领域的复杂工程问题课程目标2H5.2能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，对自动化相关领域的复杂工程问题进行分析、计算与设计课程目标3M三、教学内容、基本要求与学时分配（一）理论教学序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1绪论放大电路的模型，放大电路的主要性能指基本要求：描述模拟信号的特点及其应用领域，辨别四种类型的放大电路模型重点难点：能根据放大电路性能指标分析放大电路特性及优劣德育要求：严谨态度、科技兴国2线上学习课堂讲授课后作业在线测试22运算放大器集成运算放大器，理想运算放大器,基本线性运放电路；同相输入和反相输入放大电路的其它应用基本要求：解释集成运算放大器内部组成单元和电路模型，运用“虚短”和“虚断”概念分析与计算基本线性运放电路，分析与推导线性运放电路的输入输出之间关系重点难点：熟练分析与计算同相、反相放大电路、求和、求差电路、仪用电路、积分电路，根据指标设计与选择合适的线性电路德育要求：去繁就简、严谨态度4线上学习课堂讲授翻转课堂课后作业在线测试1,2,33二极管及其基本电路半导体基本知识，PN结形成及特性，二极管和二极管组成基本电路及分析方法，特殊二极管基本要求：描述二极管的基本知识，解释PN结的形成及单向导电性、稳压管工作在反向击穿区，根据二极管理想模型、恒压降模型、折线模型和小信号模型等方法分析重点难点：运用二极管模型分析与计算二极管组成电路德育要求：因地制宜、区别对待4线上学习课堂讲授团队探讨课后作业在线测试1,34双极结型三极管及放大电路半导体三极管(BJT)，基本共射极放大电路，BJT放大电路的分析方法，BJT放大电路的静态工作点稳定，共集电极和共基极，多级放大电路基本要求：解释放大电路图解分析法和小信号模型分析法，分析分压式偏置放大电路能稳定静态工作点的原因，运用小信号等效电路分析与计算共射极、共集电极和共基极三种放大电路的性能指标，根据放大电路图判断电路的组态类型，根据放大电路性能指标选择合适的组态类型并设计电路，使用PSpice软件绘制电路并仿真调试重点难点：运用小信号等效电路对三种类型电路动态分析并比较，根据电路指标选择合适电路类型，多级放大电路分析与计算能力德育要求：分工合作、团队探究10线上学习课堂讲授翻转课堂团队探讨软件仿真课后作业在线测试1,2,35场效应管放大电路金属氧化物半导体场效应管，MOSFET共源极放大电路，图解分析法，小信号模型分析法，共漏极和共栅极放大电路，多级放大电路；FET和BJT放大电路的比较基本要求：解释场效应管放大电路实现信号放大的工作原理；运用小信号等效电路对场效应管放大电路的静态分析和动态分析，分析与比较场效应管组成放大电路和双极结型晶体管组成的放大电路性能重点难点：分析与计算共源极、共漏极和共栅极三种放大电路的性能指标，根据放大电路图识别电路的组态类型，根据放大电路性能指标选择合适的组态类型并设计放大电路德育要求：创新意识、追求极致4线上学习课堂讲授团队探讨课后作业在线测试1,2,36频率响应频率响应的概念，RC低通/高通的电路频率响应，共源极和共射极放大电路低频响应和高频响应，扩展放大电路通频带的方法基本要求：解释共射极和共源极放大电路产生低频响应和高频响应的原因，绘制放大电路的低频/高频小信号模型并计算截止频率重点难点：绘制共源极和共射极放大电路的高频等效电路，使用PSpice软件获得频率响应曲线并计算上限频率、下限频率和通频带德育要求：分工合作、等效变换4线上学习课堂讲授软件仿真课后作业在线测试2,37模拟集成电路镜像电流源，差分式放大电路，集成运算放大器基本要求：描述电流源构成，解释差模/共模信号、差模/共模增益和共模抑制比等术语，分析差分电路组成、工作原理及抑制零点漂移的原理，运行小信号等效电路分析与计算差分电路的静态工作点和动态指标重点难点：根据设计指标选择合适差分电路,设置元器件参数并仿真调试验证计算结果德育要求：集体力量、工匠精神5线上学习课堂讲授翻转课堂团队探讨课后作业在线测试1,2,38负反馈放大电路反馈的基本概念及分类，负反馈电路的增益一般表达式，负反馈对放大电路性能的影响，深度负反馈条件下的近似计算，负反馈放大电路设计基本要求：运用瞬时极性法判断正负反馈放大电路，识别电路的负反馈类型，估算深度负反馈条件下放大电路的闭环增益，分析负反馈放大电路能提高系统稳定性的原因重点难点：深度负反馈条件下的电路增益、输入输出电阻等指标计算，设计负反馈放大电路的一般步骤及具体应用德育要求：舍小取大、稳中求进5线上学习课堂讲授软件仿真课后作业在线测试1,2,39功率放大电路功率放大电路的一般问题，甲类功放，乙类互补对称功率放大电路，集成功率放大电路基本要求：辨别功率放大电路与其它放大电路的差异，乙类功率放大电路的分析与计算，功放芯片组成的放大电路分析与计算重点难点：甲类、乙类、甲乙类互补对称功率放大甲类电路分析与计算，以及如何解决输出功率、效率和非线性失真三者之间矛盾德育要求：精益求精、追求极致3线上学习课堂讲授团队探讨课后作业在线测试硬件电路1,2,310信号处理与信号产生滤波电路概念与分类，一阶有源滤波，高阶有源滤波电路，RC/RL正弦振荡电路，非正弦信号产生电路基本要求：解释正弦波振荡的起振条件、稳幅原理，计算一阶、二阶滤波电路的截止频率，二阶有源低通、高通滤波电路的传递函数、品质因素和截止频率的计算重点难点：分析、计算与设计二阶低通、二阶高通及四阶带通滤波器，并通过仿真调试验证截止频率和通频带的计算结果德育要求：取其精华、去其糟粕4线上学习课堂讲授团队探讨软件仿真课后作业在线测试1,2,311直流稳压电源小功率整流、滤波电路，线性稳压电源，基本要求：解释单相整流、电容滤波和稳压管稳压电流，三端集成稳压器等概念并分析工作原理，分析单相桥式整流电容滤波电路的工作原理并计算相关参数，分析串联反馈式稳压电路的稳压原理，使用三端集成稳压电源设计直流稳压电源重点难点：根据设计指标，选择合适的元器件与参数设计直流稳压电源，通过软件仿仿真与硬件电路调试真德育要求：追求学术、工匠精神3线上学习课堂讲授团队探讨软件仿真课后作业在线测试硬件电路1,2,3合计48（二）实验教学序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1常用仪器的使用和测量理解常用仪器的工作原理、框图及主要技术指标，面板上旋钮和显示功能；学会示波器、信号发生器、直流稳压电源及毫伏表的正确使用方法；一般电参数的测量方法2验证2,32单级放大电路理解放大器静态工作点的调整方法；学会放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真电压测量方法3验证2,33基本运算放大电路学会集成运算放大器的正确使用方法，用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法；学习正确使用示波器DC、AC输入方式观察波形的方法。重点掌握积分器输入、输出波形的测量和描绘方法3设计2,34负反馈放大电路研究负反馈对放大器性能的影响；学会反馈放大器性能的测量方法3设计2,35综合设计实验与应用利用实验室条件，独立设计某一功能的电路，并对其进行装接、调试，测试主要的性能指标。参考题目：直流稳压电源、模拟运算电路、RC正弦波振荡电路、方波—三角波产生电路、压控振荡电路、音频放大电路、差分放大电路5综合2,3合计16注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括演示、验证、综合、设计等。四、课程教学方法1.总体设计基于浙江省精品在线开放课程共享平台，采用“分级分层、线上线下混合、软硬结合、团队学习”的课程教学模式，把传统的理论教学与实际工程电路应用相结合，将模拟电路的分析、计算与仿真贯穿于整个教学过程中，通过师生互动、团队学习完成教学任务。采用探究式的教学模式，分析学生设计过程产生的错误，激发学生的学习兴趣，增强对所学知识的理解和掌握。①课堂教学方法：讲授、讨论、翻转课堂、线上线下混合。②实验教学方法：自主集中、指导练习、个别答疑、。③课外学习方法：观看精品在线开放课程网站上的课程微视频，学生自主学习和团队合作学习相结合，课外完成团队研究项目。2.课堂教学①课堂讲授：在课前在线预习的基础上，按知识模块，通过案例以演示和归纳主要知识点的应用，通过问题引导学生学习和讨论，不断强化学生对知识的理解。在讲授、讨论中，基于案例分析、工程应用等教学方式，引导学生运用模拟电路理论的基本分析方法，使学生在体验对模拟电路的分析与计算的过程中，加深对知识点的理解与应用。②课内讨论：围绕预习内容、讲授案例、课后作业、阶段测试、研究项目汇报，引导学生进行对知识点的学习、巩固和掌握。3.实验教学在课外学习和作业实施的基础上，通过集中实验，理解有关知识点，掌握放大电路、负反馈电路等常用的分析与设计方法。4.课外学习①课前预习：要求学生在课前按预习计划完成自主学习内容，即自学教材相关章节，观看课程网站上教学视频。②课后作业：要求学生按时完成课后纸质作业，慕课平台上的在线练习与测试，完成团队研究项目，准备阶段测试内容。③研究项目：要求学生按2（必选）+2（任选）个团队研究项目，提交团队研究报告，个别小组安排现场演示和口头汇报。5.课外学习与实践①预习与自学：课前预习和自学微视频、教材和辅学资料，初步知晓教学内容。②复习与练习：课后复习课堂教学内容、教材习题的练习和课后作业。在完成练习和作业过程中，进一步加深教材和微视频中相关内容理解与掌握，并能学以致用。五、学业评价和课程考核《模拟电子技术》课程学业评价采取线下平时成绩、线上学习成绩、实验成绩和期末考试等多元评价方式。根据学生不同学习基础与学习目标开展三阶分层式教学，突出“学生中心”；通过基于大数据的学习任务点与学习轨迹的采集与分析，开展“诊断反馈”；通过实验环节与团队研究项目，实现“产出导向”。（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容由平时作业、章节测试、团队项目、实验成绩、线上学习和期末考核组成，均按百分制计分，其中期末考核成绩占40%、平时作业成绩占10%、章节测试成绩占10%、团队项目占10%、实验成绩占15%、线上学习成绩占15%。2.课程目标达成考核与评价序号考核方式课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时作业550102章节测试550103团队项目055104线上学习1500155实验成绩0015156期末考试1228040课程目标对应分值374320100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准安排六次作业课后作业，A4纸打印，每次作业安排6~10道计算与设计题，根据课后作业参考答案与评分标准进行打分（百分制）。2.章节测试与评价标准安排2~3次章节测试，根据测试题目的参考答案及评分标准进行打分（百分制）。3.课程实验分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分评分依据能根据实验要求和指标自主设计实验方案，搭建实验电路，操作规范并注重安全，有可行的设计思路。实验报告完整、内容详实，实验结果分析有理有据，获得结论正确符合科学规律能根据实验要求和指标设计实验方案，搭建实验电路，操作较规范并注重安全，有较可行的设计思路。实验报告完整、内容较详实，实验结果分析较好，获得结论比较正确能根据实验要求和指标搭建实验电路，能基本完成实验操作，有一定的设计思路。实验报告基本完整、内容较详实，实验结果分析不够正确不参与实验或实验过程