《電工電子技術(shù)》教學(xué)大綱

806040516《電工電子技術(shù)》教學(xué)大綱學(xué)時：112學(xué)分：7適用專業(yè)及層次：機(jī)電學(xué)院各專業(yè)本科(必修)推薦教材及參考書：電工電子技術(shù)（第2版），徐淑華主編，電子工業(yè)出版社2008電工學(xué)（第6版），上下冊，秦曾煌主編，高等教育出版社本課程的地位、作用和任務(wù)本課程是高等學(xué)校本科非電類專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。本課程的作用與任務(wù)是：使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，獲得電工電子技術(shù)必要的基本理論、基本知識和基本技能，了解電工電子技術(shù)應(yīng)用和我國電工電子事業(yè)發(fā)展的概況，為今后學(xué)習(xí)和從事與本專業(yè)有關(guān)的工作打下一定的基礎(chǔ)。課程內(nèi)容、要求及學(xué)時分配本課程包括電路基礎(chǔ)理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、EDA技術(shù)、電氣控制技術(shù)五部分。（一）電路基礎(chǔ)理論28學(xué)時1．電路的概念與基本定律4學(xué)時1）理解電路模型及理想電路元件伏安特性。2）理解電壓、電流參考方向的意義并能正確使用。3）理解電功率和額定值的意義。4）理解基爾霍夫定律。2．電路的基本分析方法6學(xué)時1）理解電路等效變換的概念、掌握電阻和電源的等效變換。2）掌握支路電流法。3）掌握結(jié)點(diǎn)電壓法，能熟練應(yīng)用彌爾曼定理。4）掌握并能熟練應(yīng)用疊加定理和戴維寧定理。5）理解受控源的概念，了解含受控源電路的分析方法。6）了解非線性電阻元件的伏安特性及靜態(tài)電阻，動態(tài)電阻的概念。了解簡單非線性電阻電路的圖解分析法。3．電路的暫態(tài)分析6學(xué)時1）掌握換路定則和初始值的計算方法。2）理解時間常數(shù)的概念。3）掌握一階電路零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的計算。4）掌握一階電路的三要素分析法。4．正弦交流電路12學(xué)時1）理解正弦交流電的三要素、相位差，有效值和相量表示法。2）理解電路基本定律的相量形式和相量圖。3）掌握用相量法計算簡單正弦交流電路的方法。4）了解正弦交流電路瞬時功率的概念，理解和掌握有功功率、功率因數(shù)的概念和計算，了解無功功率和視在功率的概念。5）理解提高功率因數(shù)的方法及其經(jīng)濟(jì)意義。6）了解正弦交流電路串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的條件及特征。*7）了解非正弦周期信號線性電路的基本概念。8）掌握三相四線制電路中電源及三相負(fù)載的正確聯(lián)接，了解中線的作用，掌握對稱三相交流電路電壓、電流和功率的計算。（二）電氣控制技術(shù)28學(xué)時1.鐵芯線圈與變壓器 4學(xué)時1）了解磁路的基本概念。2）了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、額定值的意義、外特性及繞組的同極性端。3）了解電壓、電流、阻抗變換的原理和計算。4）了解交、直流電磁鐵的工作原理和使用注意事項(xiàng)。2.異步電動機(jī)7學(xué)時1）了解三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)動原理。2）了解三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)距特性和機(jī)械特性。3）了解三相異步電動機(jī)起動、調(diào)速和銘牌數(shù)據(jù)的意義。4）了解單相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)動原理，啟動方式。*3.直流電動機(jī)和控制電機(jī)5學(xué)時1）了解直流電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)動原理。2）了解直流電動機(jī)的三個基本方程。3）了解直流電動機(jī)的機(jī)械特性。4）了解直流電動機(jī)起動、調(diào)速的方法。5）了解伺服電動機(jī)和步進(jìn)電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和控制方式。4.繼電接觸器控制系統(tǒng)8學(xué)時1)了解常用控制電器（斷路器、組合開關(guān)、按鈕、行程開關(guān)、交流接觸器、熱繼電器、中間繼電器、時間繼電器）的結(jié)構(gòu)和工作原理。2）掌握繼電接觸器控制系統(tǒng)的基本控制電路（直接起動、正反轉(zhuǎn)、順序控制）。3）了解時間控制和行程控制電路。5.可編程序控制器及應(yīng)用4學(xué)時1)了解可編程控制器的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理。2）了解可編程控制器的指令系統(tǒng)和編程方法。（三）模擬電子技術(shù)32學(xué)時1.常用半導(dǎo)體器件 4學(xué)時1）了解本征半導(dǎo)體、雜質(zhì)半導(dǎo)體和PN結(jié)的形成。2）理解普通二極管、穩(wěn)壓二極管、晶體管的工作原理，掌握它們的特性和主要參數(shù)。*3）了解場效應(yīng)管的工作原理、特性和主要參數(shù)。2.基本放大電路10學(xué)時1）了解晶體管基本放大電路的基本概念、性能指標(biāo)、工作原理。2）掌握共射放大電路的靜態(tài)分析法：估算法。3）掌握共射放大電路的動態(tài)分析法：微變等效電路法，了解圖解法。4）了解多級放大電路的耦合方式及特點(diǎn)，掌握多級放大器的汁算方法。5）了解差動放大電路的組成和工作原理。6）了解功率放大電路。3.集成運(yùn)算放大器及其應(yīng)用14學(xué)時1）了解典型集成運(yùn)放的組成及其各部分的特點(diǎn)。2）了解集成運(yùn)放的電壓傳輸特性和理想運(yùn)放的特點(diǎn)。3）了解集成運(yùn)放的應(yīng)用時的注意事項(xiàng)。4）掌握比例運(yùn)算、加法運(yùn)算、減法運(yùn)算和積分運(yùn)算電路的計算。5）了解比例積分運(yùn)算，微分運(yùn)算電路。6）了解有源濾波電路的基本概念，了解低通濾波電路工作原理和幅頻特性。7）掌握電壓電流的變換。8）掌握反饋的基本概念和反饋類型的判斷方法。9）理解負(fù)反饋對放大電路性能的影響。10）了解正弦波振蕩電路的組成和振蕩原理。11）掌握RC橋式正弦波振蕩電路的組成、工作原理。12）理解典型電壓比較器的電路組成、工作原理和性能特點(diǎn)。*13）了解非正弦波振蕩電路的組成、工作原理、波形分析和主要參數(shù)。4.直流電源4學(xué)時1）掌握單相整流電路的工作原理和分析方法。2）了解典型濾波電路的工作原理及電容濾波電路輸出電壓平均值的估算。3）理解線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理，掌握集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用。4）了解開關(guān)穩(wěn)壓電路的工作原理。*5）了解晶閘管和可控整流電路的工作原理。（四）數(shù)字電子技術(shù)24學(xué)時1.門電路與組合邏輯電路 10學(xué)時1）掌握與門、或門、非門、與非門、異或門的邏輯功能，了解三態(tài)門的概念。2）了解邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算法則和邏輯函數(shù)的化簡。3）掌握簡單組合邏輯電路的分析和設(shè)計。4）了解加法器、8421編碼器和二進(jìn)制譯碼器的工作原理，了解七段LED顯示譯碼驅(qū)動器的功能。5）掌握數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器和數(shù)據(jù)比較器的功能和應(yīng)用。2.時序邏輯電路10學(xué)時1）掌握RS觸發(fā)器，JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器的邏輯功能。2）理解寄存器的工作原理。3）理解二進(jìn)制計數(shù)器和十進(jìn)制計數(shù)器的工作原理，掌握用中規(guī)模邏輯模塊設(shè)計任意進(jìn)制計數(shù)器的方法。4）了解555集成定時器的工作原理，理解用555集成定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器的工作原理。*3.半導(dǎo)體存儲器2學(xué)時1）了解ROM，RAM的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。2）了解RAM存儲容量的擴(kuò)展。*4.模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)換2學(xué)時1)了解D/A，A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)。2）了解R-2R型數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和逐次逼近型模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理。*（五）EDA技術(shù)（在實(shí)踐環(huán)節(jié)中）4學(xué)時1）掌握用Multisim進(jìn)行電子電路的仿真的方法；2）了解可編程邏輯器件及應(yīng)用；3）了解可編程模擬器件及應(yīng)用。三、說明1.實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課，在《電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》課程內(nèi)，總學(xué)時為48學(xué)時。2.先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理表述說明：根據(jù)教學(xué)要求的程度不同，依次采用了“掌握”、“理解”、“了解”等表述方式。4.可根據(jù)課時機(jī)動需要，開設(shè)一定數(shù)量的習(xí)題課。5.本課程的教學(xué)大綱是根據(jù)教育部高等學(xué)校電子信息科學(xué)與電氣信息類基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委會2004年8月16日6.根據(jù)各專業(yè)的要求在個別環(huán)節(jié)上可加以取舍。06040517《電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱學(xué)時：48學(xué)分：1.5適用專業(yè)及層次：機(jī)電學(xué)院各專業(yè)本科(必修)推薦教材及參考書：電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程，徐淑華主編，電子工業(yè)出版社電工電子技術(shù)（第3版），徐淑華主編，電子工業(yè)出版社課程目的與要求目的通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生獲得電工電子技術(shù)必要的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生的基本工程素質(zhì)，基本實(shí)驗(yàn)技能，基本分析和處理問題的能力；綜合設(shè)計能力、科研創(chuàng)新意識。推進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，合作學(xué)習(xí)，研究性學(xué)習(xí)，增強(qiáng)對新技術(shù)的適應(yīng)能力，提高學(xué)生針對實(shí)際問題進(jìn)行電子設(shè)計制作的能力。要求1）培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，樹立實(shí)事求是和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)。2）掌握常用電工電子儀器、儀表的使用方法。3）學(xué)會一種電路仿真軟件的應(yīng)用，掌握利用EDA軟件進(jìn)行電路仿真實(shí)驗(yàn)的方法。4）掌握常用電氣、電子元器件的基本知識，學(xué)會識別與測量方法。5）學(xué)會簡單電路的讀圖、搭接、調(diào)試和查、排故障的方法。6）掌握電路的基本物理量和常用電路參數(shù)的測量方法。7）掌握基本電子電路的組成、性能及其參數(shù)測試方法，能準(zhǔn)確地讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，測繪波形和曲線。8）能整理分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并寫出規(guī)范的、條理清楚的、內(nèi)容完整的實(shí)驗(yàn)報告。

9）掌握電子單元小系統(tǒng)設(shè)計能力。10）了解電子產(chǎn)品的制作與調(diào)試工藝，初步具備解決工程實(shí)際問題的能力。二.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：（1學(xué)時）1）學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度，實(shí)驗(yàn)規(guī)程。2）建立開放資料庫。3）學(xué)習(xí)在線實(shí)驗(yàn)流程。（二）基本定理定律的驗(yàn)證（3學(xué)時）1）學(xué)習(xí)穩(wěn)壓電源、萬用表、電流表等儀器的使用方法。2）學(xué)習(xí)電路的連接、基本物理量的測試方法。3）驗(yàn)證基爾霍夫定律、疊加原理與戴維寧定理。4）自擬電路，練習(xí)電位的測定方法。（擴(kuò)展內(nèi)容）。（三）RC一階電路的分析與研究（4學(xué)時）1）通過典型電信號的觀察與測量，學(xué)習(xí)示波器、信號源、毫伏表等常用電子儀器的使用方法。2）研究RC一階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)的基本規(guī)律和特點(diǎn)。3）學(xué)習(xí)用示波器測量信號的基本參數(shù)和一階電路的時間常數(shù)。4）進(jìn)一步提高使用示波器和函數(shù)信號發(fā)生器的能力。5）自擬電路，選擇參數(shù)，將矩形波信號轉(zhuǎn)換為三角波信號（擴(kuò)展內(nèi)容）。（四）正弦交流電路的連接、交流電參數(shù)的測量分析與功率因數(shù)的提高（4學(xué)時）1）學(xué)習(xí)交流電壓表、電流表、功率表等電工儀表的使用方法。2）學(xué)習(xí)交流電路的連接、電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)的測試方法。3）研究感性負(fù)載提高功率因數(shù)的方法。4）掌握對稱三相負(fù)載的正確聯(lián)接方法，進(jìn)一步了解三相電路中相電壓與線電壓、相電流與線電流的關(guān)系。了解三相四線制電路中中線的作用。5）學(xué)習(xí)應(yīng)用三表法和兩表法測量三相電路的有功功率。6）將不對稱三相負(fù)載進(jìn)行星形和三角形連接，并用正確的方法測量三相功率（擴(kuò)展內(nèi)容）。（五）用仿真軟件研究電路定理及單級共射放大電路（4學(xué)時）1）學(xué)習(xí)multisim仿真軟件的使用方法。2）用multisim仿真軟件進(jìn)行電路基本定理、定律的驗(yàn)證。3）用multisim仿真軟件進(jìn)行單級放大電路的研究。4）自選電路、參數(shù)，用multisim仿真軟件進(jìn)行研究（擴(kuò)展內(nèi)容）。（六）集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用（4學(xué)時）1）理解集成運(yùn)算放大器的基本性質(zhì)、特點(diǎn)及使用方法；掌握運(yùn)算放大器線性應(yīng)用電路的設(shè)計及測試方法。2）利用運(yùn)算放大器組成比例運(yùn)算、反相加法、差動運(yùn)算、積分運(yùn)算等基本運(yùn)算電路，測量運(yùn)算關(guān)系。3）掌握電子技術(shù)設(shè)計的步驟，學(xué)會先用電子設(shè)計軟件進(jìn)行電路性能仿真和優(yōu)化設(shè)計，再進(jìn)行實(shí)際器件構(gòu)成電路的連接與測試的方法。4）選擇適當(dāng)個數(shù)的運(yùn)算放大器和阻容元件構(gòu)成電路，實(shí)現(xiàn)以下功能（先仿真，在進(jìn)行電路連接測試）：（1）U0=Ui(電壓跟隨器，要求用一個運(yùn)放實(shí)現(xiàn))； （2）U0=5Ui1+Ui2（Rf=100k）。（3）U0=5Ui2-Ui1（Rf=100k）。（4）（Cf=0.F）。（擴(kuò)展內(nèi)容）(5)用運(yùn)放構(gòu)成一個輸出電壓連續(xù)可調(diào)的恒壓源(要求用一個運(yùn)放實(shí)現(xiàn))。（擴(kuò)展內(nèi)容）(6)用運(yùn)放構(gòu)成一個恒流源(要求用一個運(yùn)放實(shí)現(xiàn))。（擴(kuò)展內(nèi)容）(7)用運(yùn)放構(gòu)成RC正弦波振蕩器（振蕩頻率為500HZ）。（擴(kuò)展內(nèi)容）（七）集成運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用（4學(xué)時）1）進(jìn)一步了解運(yùn)算放大器的傳輸特性、了解運(yùn)算放大器開環(huán)及引入正反饋時的應(yīng)用特點(diǎn)及使用方法；掌握運(yùn)算放大器非線性應(yīng)用電路的設(shè)計及測試方法。2）利用運(yùn)算放大器用運(yùn)算放大器構(gòu)成一個基準(zhǔn)電壓為2V的電壓比較器，并測量輸入輸出關(guān)系；3）用運(yùn)算放大器構(gòu)成一個遲滯比較器，并測量輸入輸出關(guān)系。4）用運(yùn)算放大器構(gòu)成一個既能產(chǎn)生矩形波又能產(chǎn)生三角波的電路。（建議電容選用0.015）用運(yùn)算放大器構(gòu)成能產(chǎn)生鋸齒波的電路。（建議電容選用0.01F）。（八）集成門電路的邏輯變換及應(yīng)用（4學(xué)時）1）學(xué)習(xí)檢查和使用集成與非門的方法。2）學(xué)會利用與非門組成其它邏輯門電路，掌握組合邏輯電路的設(shè)計方法與測試方法，了解組合邏輯電路的競爭冒險現(xiàn)象。3）觀察門電路對數(shù)字信號傳輸?shù)目刂谱饔茫?）設(shè)計一個交通燈報警電路。在三個輸入變量中，當(dāng)兩個或兩個以上輸入端為“1”5）設(shè)計一個一位8421BCD碼的檢碼電路，當(dāng)輸入數(shù)碼等于或大于1010時，電路應(yīng)輸出“1”，否則輸出為“0”6）設(shè)計一個三人無棄權(quán)表決電路（多數(shù)贊成則提案通過）要求用最少的與非門實(shí)現(xiàn)。7）設(shè)計一個有三個參賽組參加比賽的搶答器電路。搶答指示用指示燈L，電路用與非門實(shí)現(xiàn)。（擴(kuò)展內(nèi)容）（九）中規(guī)模集成數(shù)字模塊的應(yīng)用（4學(xué)時）1）掌握數(shù)據(jù)選擇器和集成計數(shù)器等中規(guī)模集成模塊的使用方法。2）會選擇合適的中規(guī)模集成模塊實(shí)現(xiàn)要求的電路功能。3）掌握任意進(jìn)制計數(shù)器的設(shè)計方法。4）掌握譯碼和顯示電路的工作原理和應(yīng)用方法。5）用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計一個一位全加器。輸出指示用發(fā)光二極管。6）用移位寄存器設(shè)計一個廣告流水燈。共有4個燈，始終1亮3暗，循環(huán)左移。輸出顯示用發(fā)光二極管。7）用74LS90一片，接成十進(jìn)制計數(shù)器，將十進(jìn)制計數(shù)器的輸出端與顯示譯碼器的輸入端連接，將顯示譯碼器的輸出端接至數(shù)碼管。清零后，從計數(shù)器的CP0端加入單次脈沖，觀察數(shù)碼管的顯示情況即十進(jìn)制計數(shù)器的計數(shù)過程。8）用74LS90一片，接成任意進(jìn)制計數(shù)器，將計數(shù)器的輸出端與顯示譯碼器的輸入端連接，將顯示譯碼器的輸出端接至數(shù)碼管。清零后，從計數(shù)器的CP0端加入單次脈沖，觀察數(shù)碼管的顯示情況。9）用適量的集成計數(shù)器設(shè)計一個簡易數(shù)字電子鐘。設(shè)已有周期為1分鐘的時鐘脈沖，要求顯示時（0~23）和分（0~59）。（擴(kuò)展內(nèi)容）。（十）數(shù)字綜合應(yīng)用（4學(xué)時）1）融會貫通組合邏輯和時序邏輯電路的全部內(nèi)容，在掌握單元電路的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)對它們的綜合應(yīng)用。通過對一個簡單數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試，學(xué)會電路的基本設(shè)計方法和基本調(diào)試技能。2）設(shè)計一個數(shù)字轉(zhuǎn)速計。轉(zhuǎn)速計最大量程為1500轉(zhuǎn)/分。（十一）三相異步電動