《醫(yī)學(xué)電子學(xué)》理論課教學(xué)大綱（供四年制本科信息與計(jì)算科學(xué)、醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)使用）

《醫(yī)學(xué)電子學(xué)》理論教學(xué)大綱（供四年制本科信息與計(jì)算科學(xué)、醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)使用）I前言醫(yī)學(xué)電子學(xué)是一門新興學(xué)科，隨著電子儀器和電子技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，醫(yī)學(xué)電子學(xué)作為醫(yī)學(xué)院校信息與計(jì)算科學(xué)、醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)本科生選修課或必修課的需求也成為必然。本課程以加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能為目的，為學(xué)生學(xué)習(xí)與本專業(yè)相關(guān)的后續(xù)課程奠定必要的基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容概括：電路基礎(chǔ)，放大器的基本原理，生物醫(yī)學(xué)常用放大器，集成運(yùn)算放大器，振蕩電路，高頻電路，直流電源、醫(yī)用儀器干擾的抑制和安全用電等。以及與教材相配套的醫(yī)學(xué)電子學(xué)實(shí)驗(yàn)。本大綱適用于四年制本科信息與計(jì)算科學(xué)、醫(yī)學(xué)信息工程專業(yè)使用?，F(xiàn)將大綱使用中有關(guān)問題說(shuō)明如下:一為了使教師和學(xué)生更好地掌握教材，大綱中每一章節(jié)均由教學(xué)目的、教學(xué)要求和教學(xué)內(nèi)容三部分組成。教學(xué)目的注明教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)要求分掌握、熟悉和了解三個(gè)級(jí)別，教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)要求級(jí)別對(duì)應(yīng)，并統(tǒng)一標(biāo)示(核心內(nèi)容即知識(shí)點(diǎn)以下劃實(shí)線，重點(diǎn)內(nèi)容以下劃虛線，一般內(nèi)容不標(biāo)示)便于學(xué)生重點(diǎn)學(xué)習(xí)。二教師在保證大綱核心內(nèi)容的前提下，可根據(jù)不同教學(xué)手段，講授重點(diǎn)內(nèi)容和介紹一般內(nèi)容。三總教學(xué)參考學(xué)時(shí)為54學(xué)時(shí)，其中理論課38學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課16學(xué)時(shí)；理論與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)之比2.4:1。四教材及參考書：教材：《醫(yī)學(xué)電子學(xué)基礎(chǔ)》，人民衛(wèi)生出版社，陳仲本，第3版，2012年11月。參考書：《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》，高等教育出版社，童詩(shī)白，第3版，2001年1月。Ⅱ正文第一章電路基礎(chǔ)一教學(xué)目的電路理論是在物理學(xué)中的電磁理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它的基本概念和基本定律是電子技術(shù)的基礎(chǔ)，其分析和綜合方法已在各種儀器的設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。本章將介紹直流電路、電路的暫態(tài)過程、交流電路和四種常用濾波電路等，為后面學(xué)習(xí)電子線路打下基礎(chǔ)。二教學(xué)要求（一）掌握直流、交流電路的基本概念。（二）掌握電壓源、電流源的概念及其相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律。（三）掌握疊加原理、戴文南定理，了解諾頓定律。（四）熟悉正弦交流電的基本概念和規(guī)律。（五）掌握R、C、L的電路特性及其串并聯(lián)特性。

三教學(xué)內(nèi)容（一）直流電路1電路的基本概念：電流、電導(dǎo)、電路：內(nèi)電路、外電路。2電流和電壓的參考方向。3基爾霍夫定律：基爾霍夫第一定律、基爾霍夫第二定律。4電壓源和電流源：電壓源：理想電壓源、實(shí)際電壓源。電流源：理想電流源、實(shí)際電流源。電壓源和電流源的等效轉(zhuǎn)換。5疊加原理：內(nèi)容及應(yīng)用。6戴文南定理和諾頓定律：戴文南定理；有源二端網(wǎng)絡(luò)(含源二端網(wǎng)絡(luò))、無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)。諾頓定律。（二）電路的暫態(tài)過程1ＲＣ電路的暫態(tài)過程：ＲＣ電路的充電過程：時(shí)間常數(shù)。ＲＣ電路的放電過程。2ＲＬ電路的暫態(tài)過程：時(shí)間常數(shù)。（三）正弦交流電路1正弦交流電：正弦交流電的三要素、有效值。2正弦交流電的相量表示法。3電阻、電感與電容在交流電路中的特性：純電阻電路。純電感電路。純電容電路。4ＲＬＣ串聯(lián)電路及其諧振：交流電路的阻抗、電抗、串聯(lián)諧振狀態(tài)。5ＬＣ并聯(lián)諧振回路：并聯(lián)諧振狀態(tài)、品質(zhì)因素Ｑ。6ＲＣ串聯(lián)電路。第二章放大器的基本原理一教學(xué)目的在認(rèn)識(shí)直流電路的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)半導(dǎo)體元器件知識(shí)，然后學(xué)習(xí)基本放大電路的結(jié)構(gòu)和原理。二教學(xué)要求（一）掌握半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)PN結(jié)。熟悉晶體二極管特性，主要參數(shù)。（二）掌握晶體三極管電流放大作用，熟悉晶體三極管特性，主要參數(shù)和輸入輸出特征曲線，等效電路。（三）從共發(fā)射極放大電路出發(fā)，重點(diǎn)掌握放大電路的基本原理，放大器的主要性能指標(biāo)。（四）掌握放大電路的基本分析方法：近似法；.圖解法；微變等效電路法。（五）掌握確定靜態(tài)工作點(diǎn)的方法。（六）掌握射極輸出器的分析和應(yīng)用。（七）了解多極放大器的應(yīng)用。

三教學(xué)內(nèi)容（一）晶體二極管1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性：本征半導(dǎo)體；雜質(zhì)半導(dǎo)體：Ｎ型半導(dǎo)體、Ｐ型半導(dǎo)體。2ＰＮ結(jié)及其單向?qū)щ娦裕海校谓Y(jié)的形成；ＰＮ結(jié)的導(dǎo)電特性：?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦浴?晶體二極管及其特性：晶體二極管的伏安特性；晶體二極管的主要參數(shù)。4特殊二極管：穩(wěn)壓二極管；變?nèi)荻O管；光電二極管；發(fā)光二極管。（二）晶體三極管1晶體三極管的結(jié)構(gòu)：ＰＮＰ型、ＮＰＮ型。2晶體三極管的放大作用：三極管放大的偏置條件；三極管的放大作用；3晶體三極管的特性曲線：輸入特性曲線；輸出特性曲線：放大區(qū)、截止區(qū)和飽和區(qū)。4晶體三極管的主要參數(shù)：電流放大系數(shù)；極間反向電流；極限參數(shù)。（三）基本放大電路1放大電路的基本概念：信號(hào)的輸入、輸出和放大；放大電路的主要性能指標(biāo)。2基本放大電路及其工作狀態(tài)分析：基本放大電路；放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)；放大電路的動(dòng)態(tài)分析；放大電路的非線性失真。3放大電路性能指標(biāo)的計(jì)算：晶體三極管的微變等效電路；用微變等效電路計(jì)算性能指標(biāo)。4靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定電路。5多級(jí)放大電路：放大倍數(shù)；輸入阻抗和輸出阻抗。第三章生物醫(yī)學(xué)常用放大器

一教學(xué)目的在認(rèn)識(shí)一般晶體管放大器放大原理的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的特點(diǎn)，針對(duì)其特點(diǎn)討論適合生物電信號(hào)的放大器。二教學(xué)要求（一）重點(diǎn)掌握：電壓串聯(lián)，電壓并聯(lián)，電流串聯(lián)，電流并聯(lián)反饋的判別，電路特點(diǎn)。掌握負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響。（二）了解直流放大器特點(diǎn)和差分放大器的工作原理，以及差分放大器抑制零點(diǎn)漂移的原理。三教學(xué)內(nèi)容

（一）生物電信號(hào)的特點(diǎn)1生物電信號(hào)的基本特性：頻率特性；幅值特性；信噪比較低。2生物醫(yī)學(xué)放大器的基本要求：高放大倍數(shù)；高輸入阻抗；高共模抑制比；低噪聲；低漂移；適當(dāng)?shù)念l響。（二）負(fù)反饋放大器1反饋的基本概念：反饋的定義；反饋放大器的組成。2負(fù)反饋的基本類型：負(fù)反饋的分類；四種形式的負(fù)反饋放大電路：電壓串聯(lián)負(fù)反饋；電流串聯(lián)負(fù)反饋；電壓并聯(lián)負(fù)反饋；電流并聯(lián)負(fù)反饋。3負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響：降低放大倍數(shù)；提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性；改善波形失真；展寬通頻帶；對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響。（三）直流放大器1直流放大器的零點(diǎn)漂移2差分放大器：零點(diǎn)漂移的抑制；差分放大器對(duì)信號(hào)的放大作用；典型差分放大器。第七章直流電源一教學(xué)目的認(rèn)識(shí)直流電源的基本組成和基本原理。二教學(xué)要求重點(diǎn)掌握各類整流濾波電路和穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理及相關(guān)參數(shù)。

三教學(xué)內(nèi)容（一）整流電路1單向半波整流電路；2整流電路的主要參數(shù)：輸出直流電壓Ｕ0；脈動(dòng)系數(shù)Ｓ；二極管最大反向峰值電壓ＵＲＭ。3單向橋式整流電路；（二）濾波電路1電容濾波電路；2電感濾波電路；3π型濾波電路。

（三）穩(wěn)壓電路1穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路。Ⅲ教學(xué)組織與方法一實(shí)施機(jī)構(gòu)：由基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院物理學(xué)教研室執(zhí)行。二組織內(nèi)容：教案講義審核、集體教學(xué)備課、教學(xué)方法研究、多媒體教學(xué)手段的應(yīng)用等。三教學(xué)方法：1理論教學(xué)：采用啟發(fā)式、討論式、交互式、問題式案例式等課堂教學(xué)方式，輔助現(xiàn)代教育技術(shù)和傳統(tǒng)教學(xué)手段。核心內(nèi)容以講授為主，重點(diǎn)內(nèi)容以介紹為主，一般內(nèi)容以自學(xué)為主。2實(shí)驗(yàn)教學(xué)：集體備課，布置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，課堂講解和演示，實(shí)驗(yàn)分組（25人/實(shí)驗(yàn)室），學(xué)生個(gè)人獨(dú)立操作。3輔導(dǎo)形式：輔導(dǎo)講義、課堂、課后答疑，網(wǎng)絡(luò)查詢。四考核辦法：閉卷考試，形成性考核（理論考試65℅，實(shí)驗(yàn)20℅，作業(yè)10℅，考勤5%）。Ⅳ教學(xué)時(shí)數(shù)分配表講課內(nèi)容教學(xué)手段時(shí)數(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容教學(xué)時(shí)數(shù)實(shí)驗(yàn)類型緒論。第一章電路基礎(chǔ)第一節(jié)直流電路一、二CAI2三、基爾霍夫定律四、電壓源和電流源；四、疊加定理。CAI2五、戴維南定理和諾頓定理第二節(jié)電路的暫態(tài)過程。一；CAI2討論課：三大定理1、內(nèi)容，條件，使用步驟；2、應(yīng)用：CAI2第二節(jié)電路的暫態(tài)過程。一、RC電路的暫態(tài)過程二、RL電路的暫態(tài)過程CAI2第三節(jié)交流電路。一、正弦交流電的三要素二、正弦交流電的相量表示法；CAI2三、電阻、電感與電容元件在交流電路中的特性CAI2四、RLC串聯(lián)電路及其諧振；相量圖法討論；CAI2R、L、C串聯(lián)諧振電路的研究4驗(yàn)證型五、LC并聯(lián)諧振回路；六、RC串聯(lián)電路CAI2第二章放大器的基本原理。第一節(jié)晶體二極管。一、半導(dǎo)體的導(dǎo)電性；二、PN結(jié)極其單向?qū)щ娦?；三、晶體二極管極其特性CAI2電路元器件伏安特性的測(cè)繪4驗(yàn)證型四、特殊二極管；第七章直流電源。第一節(jié)整流電路；一、單向半波整流電路；二、整流電路的主要參數(shù)；CAI2整流濾波電路4綜合型三、單相橋式整流電路。第二節(jié)濾波電路。一、電容濾波電路；二、電感濾波電路；三、π型濾波電路；CAI2三、晶體二極管極其特性四、特殊二極管；第二節(jié)晶體三極管一、晶體三極管的結(jié)構(gòu)；CAI2二、晶體三極管的放大作用；三、晶體三極管的特性曲線；四、晶體三極管的主要參