電子技能與工藝教學大綱.doc

機電工程系電子技能與工藝課程教學大綱系 別：機電工程系專 業(yè)：應用電子專業(yè)制訂時間：2005年8月24日電子技能與工藝課程教學大綱 第一部分 大綱說明一、制訂教學大綱的依據(jù)本教學大綱依據(jù)電氣自動化專業(yè)、應用電子技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標和教學計劃制定，符合社會對人才知識、能力、素質(zhì)需求及地方經(jīng)濟發(fā)展的需求。二、適用范圍本教學大綱適用電氣自動化專業(yè)、應用電子技術(shù)專業(yè)的學生。三、課程的性質(zhì)和任務電子技能與工藝課程是電氣自動化、應用電子技術(shù)專業(yè)必修的一門專業(yè)技能課程。學生在學習本課程前應具有電氣測量、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的預備知識。本課程的任務是：1、 通過該課程的學習，使學生認識各種電子元器件、掌握電子元器件的特性、參數(shù)的選擇以及檢測。2、 理論教學與實踐教學密切結(jié)合，提高學生的動手能力。用各種元器件搭建各種不同電路，并了解元器件在電路中所起的作用。3、 通過焊接技術(shù)的學習，使學生掌握焊接機理，掌握合格焊點的質(zhì)量標準。4、 通過印制電路工藝的學習，使學生逐步掌握一個單元電路或一個簡單的電子產(chǎn)品的設(shè)計、制作與調(diào)試。四、課程的背景知識1、前導課程及主要知識：電氣測量、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)2、后續(xù)課程及主要知識：傳感器、數(shù)字化測量五、課程教學要求的層次1、熟練掌握：電子元器件的特性、參數(shù)的選擇以及檢測。用各種元器件搭建各種不同電路及元器件在電路中所起的作用。2、掌 握：一個單元電路或一個簡單的電子產(chǎn)品的設(shè)計、焊接、制作與調(diào)試。3、了 解：電子產(chǎn)品工藝文件第二部分 課程的學時分配及考核一、課程教學總學時數(shù)、學分數(shù) 課程教學總學時60學時，3學分（04級之前的教學大綱沒有）。其中授課30學時，實驗30學時。二、 主要教學過程與學時分配建議學時分配如下：序號教學內(nèi)容講課時數(shù)實驗時數(shù)第一章安全用電 2第二章焊接技術(shù) 4 4第三章電子元器件及其識別第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)集成電路應用常識第六節(jié)開關(guān)、繼電器、插接件及其選用第七節(jié)電聲器件 2222222222222222第四章印制版及其設(shè)計與制作 4 4第六章調(diào)試工藝基礎(chǔ) 22第七章電子工藝文件 2合計3030三、 考核本課程采用筆試和實驗兩種考核方式。筆試采用閉卷形式，占50分；實踐與平時成績占50分。第三部分 理論部分教學要求和教學內(nèi)容教學基本要求1、 本課程涉及的元器件較多，因此要強調(diào)各元器件在電路中的不同作用與特性，以便同學掌握與區(qū)分。2、 本課程實踐性較強，教學中應使理論聯(lián)系實際重視實驗環(huán)節(jié)。3、 通過理論與實踐的學習，培養(yǎng)學生獨立分析問題和解決問題的能力，通過實驗設(shè)計、驗證，鞏固加深學過的理論知識，并獲得新的知識。第一章 安全用電第二章 焊接技術(shù)第三章 電子元件及其識別1.1 電阻器1.2 電位器1.3 特殊電阻器1.4 電容器1.5 電感器2.1 晶體二極管的型號命名2.2 晶體二極管的結(jié)構(gòu)及其特性2.3 幾種普通的二極管2.4 特殊用途的二極管2.5 晶體三極管2.6 達林頓管2.7 常見進口三極管的識別2.8 場效應管2.9 雙向觸發(fā)二極管2.10 單結(jié)晶體管2.11 晶體二極管、三極管的測試集成電路應用常識4.1 集成電路的結(jié)構(gòu)特點、分類與識別4.2 集成電路應用須知4.3 實際電路舉例555集成電路4.4 集成電路的檢測開關(guān)、繼電器、接插件及其選用5.1 常用開關(guān)的結(jié)構(gòu)與識別5.2 電磁繼電器5.3 固態(tài)繼電器5.4 接插件常用電聲器件的種類及其結(jié)構(gòu)特點6.1 揚聲器6.2 傳聲器6.3 耳機教學要求：熟練掌握：各種元器件的標識與識別方法，并會檢測。掌握：各種元器件在電路中的作用和特點。了解：各種元器件的結(jié)構(gòu)。第四章 晶體管及其檢測教學要點：熟練掌握：各種晶體管元件的特性及檢測方法。掌握：晶體管元件在電路中的作用。了解：晶體管元件的結(jié)構(gòu)。第四章 印制版及其設(shè)計與制作4.1 印制電路板的結(jié)構(gòu)4.2 印制電路板的排版設(shè)計4.3 印制板圖的制作4.4 印制電路與元件的焊接4.5 制作電子電路教學要點：熟練掌握：印制版電路的排版設(shè)計與制作，手工焊接的要領(lǐng)。掌握： 元器件焊接的要求與注意事項。 教學要求：熟練掌握：集成電路的識別與管腳排列順序。掌握：555組成的各種電路，及TTL與CMOS應用須知。了解：集成電路的結(jié)構(gòu)特點。 教學要點：熟練掌握：繼電器的特點及應用注意事項。掌握：開關(guān)與插接件的結(jié)構(gòu)。教學要點：熟練掌握：揚聲器及駐極體話筒參數(shù)及檢測方法。掌握：揚聲器、傳聲器、耳機的結(jié)構(gòu)特點。第五章 片狀元器件簡介7.1 片狀元器件的特點7.2 片狀元器件的種類7.3 片狀元器件的包裝7.4 片狀元器件的印制版焊盤要求7.5 片狀元器件的貼焊教學要點：熟練掌握：片狀元件的貼裝方法及標識。掌握：片狀元件的特點與應用。第八章 傳感器及其應用8.1 傳感器的組成與分類8.2 負溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）8.3 正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）8.4 壓敏電阻器8.5 光敏電阻器8.6 光敏二極管8.7 光敏三極管8.8 光耦合器8.9 熱釋電人體紅外傳感器8.10 氣敏傳感器8.11 石英晶體元件8.12 陶瓷諧振元件 教學要點：熟練掌握：傳感器特點與應用、檢測。掌握：傳感器的一般構(gòu)成。第九章 電子制作的設(shè)計、組裝與調(diào)試9.1 電子制作的設(shè)計9.2 電子制作的組裝9.3 電子制作的調(diào)試9.4 設(shè)計調(diào)試舉例教學要點：熟練掌握：電子產(chǎn)品設(shè)計、制作、調(diào)試全過程，并能設(shè)計制作一個完整的電子產(chǎn)品。第四部分 實驗部分教學要求及教學內(nèi)容教學基本要求：1、 學生應掌握直流穩(wěn)壓電源、信號發(fā)生器、示波器、萬用表等的使用。2、 能獨立對簡單實驗進行設(shè)計和調(diào)試。3、 能對實驗數(shù)據(jù)進行有效的分析與處理。4、 能編寫出簡單明了的實驗報告。5、 實驗內(nèi)容（實驗總學時30學時）實驗1：分立元件的檢測及構(gòu)成電路（2學時）實驗目的1、了解分立元件在電子電路中的基本作用。2、了解示波器、信號發(fā)生器的基本功能與使用。3、了解儀表的使用，并會測量電阻、電容、電感量。實驗設(shè)備及器件1、雙蹤示波器，信號發(fā)生器各一臺。2、0.01uF、0.1uF、1uF的電容器、5.1k、10k、20k電阻各一。3、面包板一塊、硬導線若干、常用工具一套。實驗內(nèi)容與要求 先將R與C元件插在面包板上，組成如下電路。1、觀察RC電路輸入矩形脈沖電壓時得數(shù)出波形。 取R20K，C0.01uF，組成RC電路，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器，使其輸出幅值為Uo4V，頻率f500Hz矩形電壓信號，用示波器觀察電路輸入電壓Ui（t），電阻UR（t）和電容Uc（t）波形。 2、觀察RC積分電路，微分電路的輸入、輸出波形。 改變電路參數(shù)，觀察電路輸出波形的變化。3、熟悉實驗所用儀表和設(shè)備。4、 把所測數(shù)據(jù)填入表格以便對所測數(shù)據(jù)進行分析比較。5、完成實驗報告。波形名稱參數(shù)波形圖（自繪）輸入電壓Ui（t）周期T ms脈寬p ms幅值U V積分輸出R kC uF msR kC uF ms微分輸出R kC uF msR kC uF ms實驗2 二極管的測試及應用電路（2學時）實驗目的1、進一步了解二極管的基本特性。2、學會使用晶體管特性圖示儀，觀測二極管特性曲線。3、掌握二極管在電路中的限幅作用。實驗設(shè)備與器件1、設(shè)備：輸出電壓可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源1臺，雙蹤示波器1臺，萬用表1只。2、器件：二極管2AP6兩只，1K電阻1只，導線若干。實驗內(nèi)容與要求 如圖有2AP6組成限幅電路，它是利用二極管單向?qū)щ娦?，把輸出的電壓值限幅在要求的范圍?nèi)，在電路中起保護作用。Ui為輸入正弦交流電壓，峰值10V，直流電源UR13V，UR26V，限流電阻R1K，這一電路的功能把輸出電壓UO的幅值加以限制。 注意 Ur1的接法，即直流穩(wěn)壓電源輸出正極接電路板的公共地端，負極接二極管D1的正極，用雙蹤示波器觀察輸入電壓Ui和輸出電壓Uo。當Ui幅值6V時，D2導通，D1截止，Uo6V。當Ui幅值3V時，D1導通，D2截止，Uo3V當Ui在3Ui+6v時，D1、D2均截止。二極管穩(wěn)壓作用測試電壓值條件Uo/vRL=400 Uc=5VRL=400 Uc=6VRL=400 Uc=7VRL=300 Ui=10VRL=400 Ui=5VRL=500 Ui=9V要求：1、 掌握晶體管特性圖示儀的正確使用。2、 搞清二極管的特性及應用。3、 將測試數(shù)據(jù)填入表格并寫出實驗報告。 實驗3 整流濾波電路及測試（2學時）實驗目的1、掌握單相半波、單相橋式整流電路的測試方法，并觀察整流的輸入輸出波形。2、觀測電容濾波效果，不同電容值濾波效果不同。實驗設(shè)備及元器件1、儀器：示波器、萬用表。2、元器件：整流二極管1N4007，4只；電容，100uF/25v、200uF/25v各一只；電阻2只，1K、2K。實驗內(nèi)容與要求 利用二極管的單向?qū)щ娦?，可以將交流電變成單向脈動的直流電壓，半波整流電路負載電阻上電壓平均值U0與變壓器副邊電壓有效值U2的關(guān)系為U00.45U2，由于整流電路有內(nèi)阻，U0常小于上述表達式，負載電流越大，其值越小。整流與濾波類型變壓器副邊電壓值負載上直流電壓值U0 U2半波整流無電容濾波有電容濾波橋式整流無電容濾波有電容濾波型濾波電路元器件參數(shù)計算項目有無濾波器整流二極管的選擇負載上電壓電流值濾波電容的選擇URM/vIo（AV）/AUo（Av）/VIo（Av）/AUc/vC/F單相半波整流無濾波單相半波整流有濾波單相全波整流無濾波單相橋式整流無濾波型濾波有濾波要求1、 觀察整流濾波電路波形，總結(jié)分析全波與半波、有濾波與無濾波電路參數(shù)的變化和波形的變化，以便于今后靈活應用。2、 將測試數(shù)據(jù)填入表格并寫出實驗報告。實驗4 晶體三極管的應用（2學時）實驗目的1、學習三極管交流放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試方法和放大倍數(shù)的測量方法。2、學習電子電路布線、安裝技能及故障排除方法。3、觀察并測量電路參數(shù)的變化對當大電路性能的影響。實驗儀器與器件1、儀器：直流穩(wěn)壓電源、低頻信號發(fā)生器、示波器，萬用表各一。2、元器件：面包板一塊、三極管9013、電容22Uf/25v，2只、33uf，1只，電阻30k，1只、2k，1只，1M電位器1只、1K，1只、200,1只。實驗內(nèi)容與要求：1、連接測試電路。2、調(diào)接直流穩(wěn)壓電源輸出為12V。3、調(diào)節(jié)低頻信號發(fā)生器使交流輸入信號ui幅值為20mv，頻率為1kHz。4、調(diào)節(jié)并測量靜態(tài)工作點Q。 接通穩(wěn)壓電源并調(diào)節(jié)低頻信號發(fā)生器，使ui 為1kHz，電壓由零逐漸增大，用示波器觀察輸出信號u0，當調(diào)節(jié)Rb1為某一合適值時上下出現(xiàn)失真，說明靜態(tài)工作點Q處于交流負載線的中點附近，為最佳工作點，關(guān)斷信號發(fā)生器電源，用萬用表、直流電壓檔分別測量三極管三個電極對地的電位，并用萬用表測量Rb1值（測量時與電路斷開）。然后將數(shù)據(jù)填入下表：靜態(tài)工作點的測試測量項目測試條件Vb(v)Vc(v)Ve(v)Rb/kUi=0Rb(Rb1+Rb2)=合適值 根據(jù)上表測量結(jié)果，計算靜態(tài)工作點有關(guān)參數(shù)靜態(tài)工作點的計算Ube=Ub-Uc(v)Uce=Uc-Ue(v)Ib(uA)Ic(mA)=Ic/Ib5、測量電壓放大倍數(shù) 接通并調(diào)節(jié)信號發(fā)生器，使ui幅值為20mv，利用示波器測量u0的幅值，計算電壓放大倍數(shù)Au，并將結(jié)果填入下表。電壓放大倍數(shù)的計算測量值計算值Ui（V）Uo（V）Uo/Ui要求：1、 掌握利用晶體管特性圖示儀測量三極管特性、靜態(tài)工作點的方法。比較與自己所畫的異同。2、 掌握三極管管腳的判別方法。3、 將測試數(shù)據(jù)填入表格并寫出實驗報告。實驗5 場效應管、單結(jié)管電路(2學時)實驗目的1、 掌握可控硅、單結(jié)管的特性及在電路中的應用。2、 熟悉可控硅調(diào)光器電路工作原理。實驗設(shè)備及元器件二極管4007四只、可控硅BT33一只、單結(jié)管一只、220V燈泡一只、470K可調(diào)電位器一只、0.022電容一只、100、51K、20K電阻各一只。實驗要求1、 按電路圖進行順序安裝。2、 進行調(diào)試，調(diào)試中可適當變更R4的阻值和C的容量，直到滿意。3、 由于可控硅調(diào)壓裝置與交流電連接，調(diào)試時注意安全。4、寫出實驗報告。 實驗6 焊接練習（2學時）實驗目的：1、通過焊接練習使學生掌握五部焊接法，提高焊接水平。2、熟練操作要領(lǐng)及注意事項。3、 掌握易損元件、特殊元件的焊接方法及拆焊方法。 實驗設(shè)備電烙鐵、吸錫烙鐵、廢電路板。實驗要求：1、 注意電烙鐵的正確使用，學會分析焊接缺陷及不合格的原因。2、 練完后每個學生焊接40個點，保證沒有虛焊、搭橋、拉尖、氣泡、剝離及松香焊缺陷。3、 創(chuàng)意設(shè)計焊接生活用品（如飛機、汽車、自行車模型）4、 寫出實驗報告。實驗7 555實用電路(雙音報警電路)（4學時）實驗目的： 1、通過雙音報警器熟悉用555時基電路構(gòu)成的多諧振蕩器。 2、熟悉555時基電路控制端的功能和作用。 3、了解用電壓調(diào)制頻率的方法。實驗用元器件： 1、IC1、IC2：NE555時基電路。 2、R1、R2、R3：10K 1/8W碳膜電阻 R2=100K =150K。 3、C1=10uF/16V(電解)、C4=100uF（電解）、C2、C3 0.01uF/63V(滌綸)，B為8小功率電動式揚聲器。實驗內(nèi)容與要求： 如圖為兩個555電路組成的報警電路，IC1：5腳為控制端，片內(nèi)接比較器的反相輸入端，電位為2/3VCC。一般555組成自激多諧振蕩器時，將5腳通過一個小電容（0.01uF-0.1uF）接地，以防止外界干擾對閥值電壓的影響，當需要把它變成可控多諧振蕩器時，可以在電路的5腳外加一個控制電壓，這個電壓將改變芯片內(nèi)比較電平，從而改變振蕩頻率，當控制電壓升高（降低）時，振蕩頻率降低（升高），這就是控制電壓對振蕩信號頻率的調(diào)制。利用這種調(diào)制方法，可組成雙音爆驚器。 IC1輸出的方波信號，通過R5控制IC2的5腳電平。當IC1輸出高電平時，IC2的振蕩頻率低，當IC1輸出低電平時，IC2的振蕩頻率高。因此IC2的振蕩頻率被IC1的輸出電壓調(diào)試為兩種音頻，使揚聲器發(fā)出“滴、嘟、滴、嘟”的雙音聲響。將測試數(shù)據(jù)填入表格并寫出實驗報告。要求：1、 掌握555組成單穩(wěn)電路、多諧振蕩器的實際應用。2、 用示波器觀察輸出波形頻率的變化。3、 如報警電路發(fā)出動畫聲音與實際中不同，可調(diào)整哪些元件解決。4、 寫出實驗報告。實驗8 實用繼電器電路（2學時）實驗目的：1、 掌握電磁繼電器及固態(tài)繼電器的應用及測量。2、 了解繼電器的結(jié)構(gòu)與工作原理。實驗設(shè)備1、 直流穩(wěn)壓電源、2、 電磁繼電器、固態(tài)繼電器、二極管、三極管9013、電容、開關(guān)、燈泡等實驗要求：1、 觀察繼電器常開觸點、常閉觸點的動作。2、 設(shè)計繼電器弱電控制強電的延時開關(guān)電路及家用電器自動關(guān)機電路。3、 掌握繼電器的各種應用控制電路。4、 寫出實驗報告。實驗9 電聲器件應用電路（2學時）實驗目的：1、 熟悉駐極體電容話筒的測量與應用。2、 熟悉三極管放大、飽和、截止三種工作狀態(tài)，熟悉三極管的直接耦合形式。實驗設(shè)備及元器件NPN小功率三極管9014兩只、4.7K、1M、10K電阻、1uF/10V、47uF/10V電解電容、發(fā)光二極管兩只。直流穩(wěn)壓電源、萬用表實驗要求1、學會測量話筒的好壞并能自己設(shè)計話筒實用電路。2、寫出實驗報告。實驗10 照相機電子測光電路（2學時）實驗目的： 1、熟悉光敏電阻的特性。 2、學會檢測熱敏電阻、光敏電阻。 3、學習使用光敏電阻組成電子測光電路及典型應用。實驗設(shè)備及元器件 1、設(shè)備：萬用表，直流穩(wěn)壓電源。 2、元器件：MG41-20A 光敏電阻；9013 2只；1001/8W電阻3只；47K電位器1只；51K1/8W電阻1只；10K1/8W電阻2只；LED紅綠各一只。實驗內(nèi)容與要求：如圖，VT1、VT2接成對稱工作狀態(tài)，當各自得到的基極電流相同時，兩只三極管同時導通，發(fā)光管LED1、LED2均點亮。光照較弱時，Rcds電阻很大，VT1得不到足夠的偏置電流而無法導通，呈截止狀態(tài)，LED1紅色二極管不亮。而VT2導通，綠色發(fā)光二極管亮。當Rcds可得到足夠的基極電流而導通時，紅色發(fā)光二極管被點亮，因IC1增大使R6上端電位下降，VT2得不到足夠的基極電流變?yōu)榻刂?，綠色發(fā)光二極管熄滅。應用到照相機測光系統(tǒng)中，Rcds透光孔中間插入以控制進光量的可調(diào)密度板（相當曝光圈調(diào)節(jié)），使用時，光線從孔板照射操Rcds上，移動密度板（調(diào)節(jié)光圈），使電路達到平衡，兩個LED發(fā)光均勻，表示適曝。如喲其中一只亮而另一只不亮，則表示欠曝，這是移動密度板，可達到正確曝光的目的。電路中R4半可調(diào)電阻，是為設(shè)定適曝而設(shè)置的。當光度增加時，光敏電阻Rcds阻值減小，當光照達到某一門限值以上時，VT1發(fā)射極電位上升，使VT2導通，VT2集電極電位接近于0。使音樂集成電路得到足夠大的工作電壓，喇叭發(fā)出音樂報警聲，當光照降到門限值以下時，VT2截止，VT2集電極電位接近于電源電壓不工作。也可采用一級共發(fā)射極放大電路（去掉VT1、R1直接驅(qū)動音樂集成電路，但光照靈敏度會降低，只有強光才