應用物理-電路設計軟件和開發(fā)大綱.doc

南通大學課程質量標準模板（理論類）一、課程簡介課程名稱電路設計軟件和開發(fā)英譯名稱Circuit design software and development課程代碼020970課程開設學期七課程學時48課程學分3課程類型公共基礎課專業(yè)基礎課專業(yè)選修課公共選修課必修課選修課授課學院理學院教學研究室/系技術物理系教材名稱固體物理學教材出版信息楊欣等編著，清華大學出版社，2006年4月第1版，ISBN：978-7-302-12626-3教材性質國家部級規(guī)劃省級規(guī)劃自編其他考核方式考試考查開卷閉卷課程設計學期論文其他課程成績平時成績： 60% 期末成績：40% 課程負責人及團隊骨干（五人以內）姓名性別學歷學位職稱從教時間仲崇貴男博士研究生博士教授1995.08薛同蓮女碩士研究生碩士講師2007.04課程簡介 電路設計軟件和開發(fā)是應用物理學專業(yè)一門專業(yè)選修課程，利用兩種電路仿真軟件（Multisim 和 Protel）與電路課程教學相結合，開設虛擬實驗。學生不僅掌握了Multisim軟件中電路創(chuàng)建、各種虛擬儀器儀表的使用、電路的仿真分析等基本使用方法，還利用Multisim軟件進行了單管放大電路、多級放大電路、小信號交流放大電路、有源濾波電路、RC正弦波振蕩電路、AD轉換電路等多個實驗項目的仿真。Protel軟件可以讓學生學會印刷電路板的繪制，做完整個電路設計流程，學生創(chuàng)造能力和創(chuàng)新性思維得到了很好地鍛煉，滿足人才培養(yǎng)的要求。 二、課程教學大綱一、課程的基本信息適應對象：本科層次，應用物理，光電信息科學與工程課程代碼：020970學時分配：48賦予學分：3先修課程：高等數(shù)學、電路、電子技術基礎、電子技術基礎實驗后續(xù)課程：單片機原理2、 課程性質與任務： 隨著當今社會科學技術的不斷發(fā)展，新材料、新一代能源和光伏、以及微電子技術的迅速提升，作為應用物理專業(yè)的學生，從未來從事電子技術相關產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)和研發(fā)的實際需求出發(fā)，除必須掌握基本的電子技術基礎知識，還要掌握有關利用電路仿真軟件進行電路設計的方法。在學生學完電路基礎理論知識后，通常會采用一些實踐課程來訓練學生，以使學生更好的掌握相關知識。實際的電路實驗與基于軟件的電路虛擬實驗各有其優(yōu)越性和不足，不能偏頗。在實驗教學的初始階段，采用實際實驗的模式，讓學生搭接較為簡單的電子線路。隨著教學內容的拓展，實際的電路實驗教學受到場所、設備、元器件等實驗條件的限制，采用仿真軟件（Multisim和Protel）進行虛擬實驗，模擬實際電路實驗中的各種情況，對實驗的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象進行分析、研究與總結，對實際電路進行PCB板設計。通過本門課程的學習，學生應能熟練使用這些軟件，并能進行一定程度的自主開發(fā)，處理實際電路應用方面的問題。三、教學目的與要求本課程的目標是通過學習電路設計中常用的兩種軟件（Multisim和Protel），使學生掌握電路設計的基本概念、基本理論方法和基本技術，了解電路設計與現(xiàn)代科學技術的關系。同時使他們樹立辯證唯物主義世界觀，掌握科學研究方法，創(chuàng)造能力和創(chuàng)新性思維得到鍛煉。四、教學內容與安排第1章 電路設計與制作起步 （3 學時） 1.1 電路設計與電路圖 1.2 電路的仿真 1.3 繪制電路原理圖 1.4 印刷電路板 1.5 焊接與調試第2章 Multisim 8基礎知識 （3 學時） 2.1 幾個簡單的定理論證實驗 2.2 Multisim 8 基本界面 第3章 電路設計與仿真初體驗 （6 學時） 3.1 Multisim 8 基本操作 3.2 電路設計實例1單管放大器 3.3 電路圖繪制基礎 3.4 電路設計實例2多級放大器 第5章 模擬電路仿真 （6 學時） 5.1 晶體管放大器 5.2 集成運算放大器 5.3 信號發(fā)生器電路 5.4 波形變換電路 第6章 數(shù)字電路仿真 （3 學時） 6.1 邏輯門初識及功能驗證 6.2 邏輯門電路 6.3 時序電路 6.4 A/D與D/A 第7章 Protel 2004 基礎知識（3 學時）7.1 Protel 2004 操作流程7.2 基本界面第8章 開始繪制電路原理圖（6 學時） 8.1 繪制直流穩(wěn)壓電源電路 8.2 原理圖的參數(shù)設置第9章 開始繪制電路原理圖（6 學時） 9.1 圖形工具的使用 9.2 層次原理圖第10章 從電路原理圖到印刷電路板（3 學時） 10.1 編譯及錯誤檢查 10.2 生成各種報表 10.3 印刷電路板設計的基本問題第11章 設計PCB （3 學時） 11.1 PCB的生成 11.2 PCB的設計規(guī)則設置 11.3 PCB的加工第12章 元件庫創(chuàng)建實例（3 學時） 12.1 創(chuàng)建原理圖庫模型 12.2 創(chuàng)建元件的封裝模型第13章 電路設計實例（3 學時） 13.1 利用NE555構成開關電源電路 13.2 單片機實驗板五、教學設備和設施多媒體教室、機房多媒體教學課件六、課程考核與評估本課程考試采用開卷考查方法，時間為80分鐘。48課時中，24課時用于上機學習。平時上課成績占30%，上機成績占30%，期末考查成績占40%。平時成績包括：平時作業(yè)，課堂出勤、提問等。七、附錄 教材1、 電路設計與仿真基于Multisim 8 與 Protel 2004，清華大學出版社，2013年4月；制定人：薛同蓮審核人： 三、考核大綱一、適應對象修讀完本課程規(guī)定內容的應用物理專業(yè)本科學生；提出并獲準免修本課程、申請進行課程水平考核的應用物理專業(yè)本科學生；提出并獲準副修第二專業(yè)、申請進行課程水平考核的非應用物理專業(yè)本科學生。二、考核目的通過考核來檢查和了解學生對本門課程內容的掌握程度，考核學生對電路設計軟件和開發(fā)課程的基本概念、基本理論、電路相關知識的了解和掌握情況，以及對部分知識應用的掌握情況。通過本課程的學習，學生應對常用的電路仿真軟件及電路系統(tǒng)設計流程，以及對電路設計常用方法有一定的了解和掌握。三、考核形式與方法期末開卷考核四、課程考核成績構成平時上課成績占30%，上機成績占30%，期末考查成績占40%。五、考核內容與要求考核內容：1. 電路設計制作流程：電路的仿真工具、如何繪制電路原理圖、印刷電路板、焊接與調試；2. 電路設計與仿真：Multisim軟件基本操作、電路圖繪制基礎、模擬電路仿真、各類常見的放大器、信號發(fā)生器電路、波形變換電路、數(shù)字電路仿真、常見的邏輯門電路及功能驗證、時序電路等；3. PCB版制作方法：Protel2004基礎知識；圖形工具的使用；層次原理圖繪制；從電路原理圖到印刷電路板流程；PCB的生成、加工；元件庫創(chuàng)建；考核要求：以電路設計流程中的基本概念、基本原理和基本操作為考試重點，一方面考核學生對基礎知識、基本理論的理解程度，另一方面檢查學生基運用本課程知識分析問題、解決問題的能力。六、樣卷理學院 電路設計軟件和開發(fā)課程考試試題 年 學期 班級 時間：80分鐘 總分：100 分1、 請寫出你所知道的電路設計軟件，不少于三種。（5分）2、 什么是電路仿真？為什么要進行電路仿真？（5分）3、 如何測量下圖中放大器的輸入電阻、輸出電阻及功耗？請畫出相應電路圖并寫出計算公式。（10分）4、 仿真時，下圖指示燈應如何亮？寫出計算過程。（10分）5、 請分析下面的電路，指出它的功能。（10分）6、 在用Protel 2004畫完PCB后，都要進行覆銅操作，這么做有什么好處？（10分）7、 請簡述使用Protel設計PCB的設計步驟。（5分）8、 請寫出你所知道的能夠用來畫PCB電路板的軟件名稱。（5分）9、 如果在Protel2004的元件庫中找不到所需的器件，怎么辦？寫出具體過程。（10分）10、PCB電路板上的電子器件封裝形式一般有哪幾種？分別有什么特點？（10分）11、DAC和ADC的實現(xiàn)各有哪些方法？（10分）12、基本放大電路種類有哪些？請舉一種，并畫圖說明。（10分）四、課程實施與保障教 學 基 本 要 求本課程系統(tǒng)講述了描述電子系統(tǒng)設計所需要的軟件、電子系統(tǒng)設計流程、實現(xiàn)方法；Multisim軟件基礎知識、常見模擬電路仿真、常見數(shù)字電路仿真；Protel 軟件基礎知識、從電路原理圖到印刷電路板的方法、設計PCB、元件庫創(chuàng)建方法。該課程理論教學的基本任務：1. 使學生掌握常見電路的基本研究方法；2. 掌握兩種電路設計軟件，為將來從事與材料、微電子等相關的生產(chǎn)、教學和科研打好必要的基礎；3. 注重培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。主要教學環(huán)節(jié)的質量標準備 課1. 掌握本課程教學大綱內容，嚴格按照教學大綱要求進行本課程教學內容的組織；2. 熟悉教材各章節(jié)，借助相關專業(yè)書籍資料，并依據(jù)教學大綱編寫授課計劃，編寫每次授課的教案。教案內容包括章節(jié)標題、教學目的、教法設計、課堂類型、時間分配、授課內容、課后作業(yè)、教學效果分析等方面；3. 結合課程特點，制作課件，運用多媒體教學手段講授部分教學內容； 4. 確定各章節(jié)課程內容的教學方法，構思授課思路、技巧和方法；授 課1. 要點準確，推理正確，條理清晰，重點突出，理論聯(lián)系實際，熟練地講解例題。2. 多種教學方式綜合運用（啟發(fā)式教學、案例分析教學、討論式教學、多媒體示范教學等），注重培養(yǎng)學生的專業(yè)素質，提高學生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力，以便讓學生能體會和領略學科研究的思路和方法。3. 必要的多媒體教學手段、課堂實驗、上機練習相結合，以培養(yǎng)學生實踐動手的能力。4. 表達方式盡量便于學生理解、接受，力求形象生動，使學生在掌握知識的過程中，保持較為濃厚的興趣。主要教學環(huán)節(jié)的質量標準作業(yè)布置與批改學生必須按時完成一定數(shù)量的作業(yè)及上機習題，是本課程教學的基本要求，是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的基本手段。書本上所有實例都應在上機實踐時用相應的軟件再現(xiàn)并能分析相關數(shù)據(jù)，理解電路原理。每次上機完畢都檢查本次練習情況。課外答疑為了直接了解學生的學習情況，幫助學生進一步理解和消化課堂上所學知識，主要在學生上機實踐時對具體問題進行解答，每次課前或課后10分鐘也要求學生盡量提問交流。成績考核本課程為學期課程，成績考核的方式：考試?？荚嚂r實行同一專業(yè)統(tǒng)考，即統(tǒng)一命題，統(tǒng)一考試，統(tǒng)一閱卷。考試學期總評成績的評定方法如下：1. 平時上課成績占總評成績的30%；2. 平時上機成績占總評成績的30%；3. 期末考試成績占總評成績的40%；4. 有下列情況之一者，總評成績?yōu)椴患案瘢海?）缺課次數(shù)達本學期總授課學時的1/3以上者；（2）缺交作業(yè)次數(shù)達1/3以上者