《模擬電子技術(shù)》教學(xué)大綱

《模擬電子技術(shù)》教學(xué)大綱課程編號(hào)：13220441英文名稱：AnalogElectronicTechnology學(xué)分：3學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)56學(xué)時(shí)，其中理論40學(xué)時(shí)，實(shí)踐16學(xué)時(shí)先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電路原理課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)課程授課對(duì)象：電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：機(jī)械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第3學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)《模擬電子技術(shù)》是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的電類基礎(chǔ)課程和核心課程，是一門理論和實(shí)際緊密結(jié)合的應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。以模擬電子電路的放大、反饋與濾波為主體研究對(duì)象，以計(jì)算機(jī)輔助分析為學(xué)習(xí)與研究手段，結(jié)合工程應(yīng)用，系統(tǒng)地闡述常用半導(dǎo)體器件、運(yùn)算放大電路、反饋放大電路、濾波電路、功率放大電路和直流穩(wěn)壓電源等內(nèi)容，著重培養(yǎng)學(xué)生在電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域運(yùn)用模擬電子技術(shù)解決實(shí)際工程問題的能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生具備常用模擬電路模塊的理論分析與設(shè)計(jì)、應(yīng)用Proteus等仿真軟件驗(yàn)證模擬電路、焊接與調(diào)試硬件電路及應(yīng)用常用設(shè)備（信號(hào)發(fā)生器、示波器、電源、萬用表等）完成課程實(shí)驗(yàn)并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等方面的能力，為《數(shù)字電子技術(shù)》、《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》、《電力電子技術(shù)》和《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》等后續(xù)專業(yè)課程提供必要的模擬電路理論知識(shí)與技能。本課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.2、2.2和5.2，擬達(dá)到的課程目標(biāo)包括：課程目標(biāo)1：能對(duì)分立元件或集成運(yùn)放組成的放大電路進(jìn)行時(shí)域分析和頻域分析，能建立模擬電路的時(shí)域或頻域數(shù)學(xué)模型并求解；課程目標(biāo)2：能運(yùn)用小信號(hào)等效電路、深度負(fù)反饋電路、波特圖等相關(guān)原理正確表達(dá)模擬信號(hào)傳遞、放大、濾波與控制等其電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)的復(fù)雜工程問題；課程目標(biāo)3：能夠正確選擇和使用示波器、信號(hào)發(fā)生器等實(shí)驗(yàn)設(shè)備，熟練使用Proteus、PSpice等電子電路專業(yè)仿真軟件，對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題涉及的相關(guān)模擬電子部分進(jìn)行分析、計(jì)算與設(shè)計(jì)。二、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重1.2能針對(duì)具體的對(duì)象，運(yùn)用時(shí)頻域分析和相關(guān)方法，建立數(shù)學(xué)模型并求解課程目標(biāo)1H2.2能基于電路、電氣、電力等相關(guān)科學(xué)原理和數(shù)學(xué)模型方法正確表達(dá)電氣工程相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題課程目標(biāo)2H5.2能夠選擇與使用恰當(dāng)?shù)膬x器、信息資源、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對(duì)自動(dòng)化相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析、計(jì)算與設(shè)計(jì)課程目標(biāo)3M（注：要求課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)應(yīng)是一一對(duì)應(yīng)支撐）三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配（一）理論教學(xué)序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1緒論①放大電路的模型，②放大電路的主要性能指基本要求：模擬信號(hào)的特點(diǎn)及其應(yīng)用領(lǐng)域，四種類型的放大電路模型重點(diǎn)難點(diǎn)：根據(jù)放大電路性能指標(biāo)分析放大電路優(yōu)缺點(diǎn)德育要求：正視歷史、重視科技2線上學(xué)習(xí)課堂講授課后作業(yè)22運(yùn)算放大器①集成運(yùn)算放大器②理想運(yùn)算放大器③基本線性運(yùn)放電路④同相輸入、反相輸入放大電路及其它應(yīng)用基本要求：集成運(yùn)放內(nèi)部組成單元和電路模型，“虛短”和“虛斷”概念，基本線性運(yùn)放電路，分析與推導(dǎo)線性運(yùn)放電路的輸入輸出之間關(guān)系重點(diǎn)難點(diǎn)：熟練分析同相和反相放大電路、求和及求差電路、儀用電路、積分電路，根據(jù)指標(biāo)設(shè)計(jì)與選擇合適的線性電路德育要求：局部與整體、多樣性與關(guān)鍵矛盾4線上學(xué)習(xí)課堂講授課后作業(yè)1,2,33二極管及其基本電路①半導(dǎo)體基本知識(shí)②PN結(jié)形成及特性③二極管及其基本電路及分析方法④特殊二極管基本要求：半導(dǎo)體基本知識(shí)，PN結(jié)的形成及單向?qū)щ娦?、特殊二極管（穩(wěn)壓管等）工作原理，利用二極管不同模型（理想模型、恒壓降模型、折線模型和小信號(hào)模型）分析電路重點(diǎn)難點(diǎn)：PN結(jié)原理和利用二極管不同模型分析電路德育要求：和平與發(fā)展、簡(jiǎn)化與凝練4線上學(xué)習(xí)課堂講授課后作業(yè)1,34雙極結(jié)型三極管及放大電路①三極管(BJT)②CE放大電路及其分析方法③靜態(tài)工作點(diǎn)④CC、CB及多級(jí)放大電路基本要求：圖解分析法和小信號(hào)模型，偏置放大電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，運(yùn)用小信號(hào)等效電路分析與計(jì)算CE、CC和CB三種放大電路的性能指標(biāo)，電路組態(tài)類型的判斷及選擇，使用PSpice繪制電路并仿真調(diào)試。重點(diǎn)難點(diǎn)：運(yùn)用小信號(hào)等效電路對(duì)三種電路動(dòng)態(tài)分析并比較，根據(jù)性能指標(biāo)選擇合適電路類型，多級(jí)放大電路分析與計(jì)算德育要求：簡(jiǎn)化與凝練、變化與融匯6線上學(xué)習(xí)課堂講授軟件仿真課后作業(yè)1,2,35場(chǎng)效應(yīng)管放大電路①M(fèi)OSFET②共源極放大電路，圖解分析法，小信號(hào)模型分析法，③共漏極和共柵極放大電路，多級(jí)放大電路；④FET和BJT放大電路的對(duì)比基本要求：場(chǎng)效應(yīng)管放大電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大的工作原理；運(yùn)用小信號(hào)等效電路對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析，分析與比較場(chǎng)效應(yīng)管組成放大電路和雙極結(jié)型晶體管組成的放大電路性能重點(diǎn)難點(diǎn)：分析與計(jì)算共源極、共漏極和共柵極三種放大電路的性能指標(biāo)，識(shí)別電路的組態(tài)類型，根據(jù)放大電路性能指標(biāo)選擇合適的組態(tài)類型并設(shè)計(jì)放大電路德育要求：見賢思齊、孺子牛精神4線上學(xué)習(xí)課堂講授團(tuán)隊(duì)探討課后作業(yè)1,2,36頻率響應(yīng)①頻率響應(yīng)的概念②RC低通/高通的電路頻率響應(yīng)③共源極和共射極放大電路低頻響應(yīng)和高頻響應(yīng)④通頻帶的擴(kuò)展方法基本要求：共射極和共源極放大電路產(chǎn)生低頻響應(yīng)和高頻響應(yīng)的原因，繪制放大電路的低頻/高頻小信號(hào)模型并計(jì)算截止頻率重點(diǎn)難點(diǎn)：共源極和共射極放大電路的高頻等效電路，使用PSpice軟件獲得頻率響應(yīng)曲線并計(jì)算上限頻率、下限頻率和通頻帶德育要求：技術(shù)性變換，巨人的肩膀4線上學(xué)習(xí)課堂講授軟件仿真課后作業(yè)2,37模擬集成電路①鏡像電流源②差分式放大電路③集成運(yùn)算放大器基本要求：鏡像電流源結(jié)構(gòu)，差模/共模信號(hào)、差模/共模增益和共模抑制比，差分電路組成、工作原理及零點(diǎn)漂移抑制，小信號(hào)等效電路分析與計(jì)算差分電路的靜態(tài)工作點(diǎn)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)：根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)選擇合適差分電路,設(shè)置元器件參數(shù)并仿真調(diào)試驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果德育要求：一致對(duì)外、對(duì)稱與協(xié)調(diào)4線上學(xué)習(xí)課堂講授團(tuán)隊(duì)探討課后作業(yè)1,2,38負(fù)反饋放大電路①反饋與分類②負(fù)反饋電路的增益③負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響④深度負(fù)反饋⑤負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)基本要求：運(yùn)用瞬時(shí)極性法判斷正負(fù)反饋放大電路，識(shí)別電路的負(fù)反饋類型，估算深度負(fù)反饋條件下放大電路的閉環(huán)增益，分析負(fù)反饋放大電路能提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的原因重點(diǎn)難點(diǎn)：深度負(fù)反饋條件下的指標(biāo)計(jì)算，負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)的步驟及應(yīng)用德育要求：穩(wěn)定與及時(shí)反饋、群眾路線4線上學(xué)習(xí)課堂講授軟件仿真課后作業(yè)1,2,39功率放大電路①功放一般問題②甲類功放③乙類互補(bǔ)對(duì)稱功放④集成功放基本要求：功率放大電路與其它放大電路的差異，乙類、甲乙類功率放大電路的分析與計(jì)算，功放芯片組成的放大電路分析與計(jì)算重點(diǎn)難點(diǎn)：甲類、乙類、甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大甲類電路分析與計(jì)算，以及如何解決輸出功率、效率和非線性失真三者之間矛盾德育要求：眾人拾柴和執(zhí)行力、不朽的推挽2線上學(xué)習(xí)課堂講授團(tuán)隊(duì)探討課后作業(yè)1,2,310信號(hào)處理與信號(hào)產(chǎn)生①濾波電路及分類②一階有源濾波③高階有源濾波④RC/RL正弦振蕩電路⑤非正弦信號(hào)產(chǎn)生電路基本要求：正弦波振蕩的起振條件、穩(wěn)幅原理，計(jì)算一階、二階濾波電路的截止頻率，二階有源低通、高通濾波電路的傳遞函數(shù)、品質(zhì)因素和截止頻率的計(jì)算重點(diǎn)難點(diǎn)：分析、計(jì)算與設(shè)計(jì)二階低通、二階高通及四階帶通濾波器德育要求：物以類聚，近朱者赤近墨者黑4線上學(xué)習(xí)課堂講授團(tuán)隊(duì)探討軟件仿真課后作業(yè)1,2,311直流穩(wěn)壓電源①小功率整流②濾波電路③線性穩(wěn)壓電源基本要求：?jiǎn)蜗嗾?、電容濾波和穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電流，三端集成穩(wěn)壓器工作原理，單相橋式整流電容濾波電路的工作原理，串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓原理，使用三端集成穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源重點(diǎn)難點(diǎn)：根據(jù)指標(biāo)，選擇合適的元器件與參數(shù)設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源德育要求：民以食為天、承包責(zé)任制2線上學(xué)習(xí)課堂講授團(tuán)隊(duì)探討軟件仿真課后作業(yè)1,2,3合計(jì)40（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求學(xué)時(shí)類型對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1常用電子儀器的使用及參數(shù)測(cè)量理解常用儀器的工作原理、框圖及主要技術(shù)指標(biāo)，面板上旋鈕和顯示功能；學(xué)會(huì)示波器、信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源及毫伏表的正確使用方法；一般電參數(shù)的測(cè)量方法2驗(yàn)證2,32基本運(yùn)算電路學(xué)會(huì)集成運(yùn)算放大器的正確使用方法，用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成各種基本運(yùn)算電路的方法；學(xué)習(xí)正確使用示波器DC、AC輸入方式觀察波形的方法。重點(diǎn)掌握積分器輸入、輸出波形的測(cè)量和描繪方法3設(shè)計(jì)2,33單級(jí)放大電路的測(cè)試?yán)斫夥糯笃黛o態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整方法；學(xué)會(huì)放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真電壓測(cè)量方法3驗(yàn)證2,34負(fù)反饋放大電路的測(cè)試研究負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響；學(xué)會(huì)反饋放大器性能的測(cè)量方法3設(shè)計(jì)2,35綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用利用實(shí)驗(yàn)室條件，獨(dú)立設(shè)計(jì)某一功能的電路，并對(duì)其進(jìn)行裝接、調(diào)試，測(cè)試主要的性能指標(biāo)。參考題目：直流穩(wěn)壓電源、模擬運(yùn)算電路、RC正弦波振蕩電路、方波—三角波產(chǎn)生電路、壓控振蕩電路、音頻放大電路、差分放大電路5綜合2,3合計(jì)16注：實(shí)驗(yàn)要求包括必修、選修；實(shí)驗(yàn)類型包括演示、驗(yàn)證、綜合、設(shè)計(jì)等。四、課程教學(xué)方法1.總體設(shè)計(jì)采用“線上線下學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)”的課程教學(xué)模式，把傳統(tǒng)的理論教學(xué)與實(shí)際工程應(yīng)用相結(jié)合，將模擬電路的分析、計(jì)算與仿真貫穿于整個(gè)教學(xué)過程中，通過互動(dòng)、團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)完成教學(xué)任務(wù)。①課堂教學(xué)方法：講授、討論、線上線下混合。②實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法：自主集中、個(gè)別答疑。③課外學(xué)習(xí)方法：基于學(xué)習(xí)通課程資料，學(xué)生自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)合作相結(jié)合，完成團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目。2.課堂教學(xué)①課堂講授：在課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過案例演示和歸納主要知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用，通過問題引導(dǎo)學(xué)②課內(nèi)討論：圍繞預(yù)習(xí)內(nèi)容、案例、課后作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的鞏固和提高。3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)以集中講解、上機(jī)操作的形式開展，通過實(shí)驗(yàn)效果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)。綜合項(xiàng)目綜合項(xiàng)目以團(tuán)隊(duì)（小組）形式開展，課外分組完成，采用集中展示、答辯的方式評(píng)價(jià)。五、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，考核內(nèi)容由平時(shí)作業(yè)、團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)成績、線上學(xué)習(xí)和期末考核組成，均按百分制計(jì)分，其中期末考核成績占50%、平時(shí)作業(yè)成績占10%、團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目占15%、實(shí)驗(yàn)成績占15%、線上學(xué)習(xí)成績占10%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評(píng)價(jià)序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計(jì)1平時(shí)作業(yè)550102團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目0105153線上學(xué)習(xí)550104實(shí)驗(yàn)成績0510155期末考試15201550課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)分值254530100（二）考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)成績、線上學(xué)習(xí)成績考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時(shí)完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容、線上學(xué)習(xí)內(nèi)容齊全，針對(duì)模擬電路的分析、計(jì)算和解答正確，掌握基本知識(shí)點(diǎn)，理解充分。按時(shí)完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容和線上學(xué)習(xí)內(nèi)容齊全，針對(duì)模擬電路的分析、計(jì)算和解答基本正確，掌握基本知識(shí)點(diǎn)，理解到位。延時(shí)完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容和線上學(xué)習(xí)內(nèi)容齊全，針對(duì)模擬電路的分析、計(jì)算和解答有誤，了解基本知識(shí)點(diǎn)，認(rèn)識(shí)到位。不交或補(bǔ)交，60%以下的作業(yè)內(nèi)容和線上學(xué)習(xí)內(nèi)容齊全，針對(duì)模擬電路分析、計(jì)算和解答錯(cuò)誤較多，不了解基本知識(shí)點(diǎn)，認(rèn)識(shí)有偏差。2.課程實(shí)驗(yàn)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分實(shí)驗(yàn)效果無遲到早退，實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用及數(shù)據(jù)記錄規(guī)范，能采用多種合適的仿真模型和合理的硬件架構(gòu)完成實(shí)驗(yàn)，能評(píng)價(jià)、鑒賞實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性及合理性。無遲到早退，實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用及數(shù)據(jù)記錄比較規(guī)范，能采用合適的仿真模型和硬件電路完成實(shí)驗(yàn)，能分析、判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性及合理性。無遲到早退，實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用及數(shù)據(jù)記錄基本規(guī)范，能采用可用的仿真模型和硬件電路完成實(shí)驗(yàn)，能認(rèn)識(shí)、界定實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性及合理性。遲到、不到或早退，實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用及數(shù)據(jù)記錄不規(guī)范，采用的仿真模型和硬件電路不能完成預(yù)定目標(biāo)或存在抄襲，不能判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確性及合理性。實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式規(guī)范，符合課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫作要求；內(nèi)容主題明確，有明確的針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論。格式符合課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫作要求；內(nèi)容主題明確，具有較好的針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論。格式符合課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫作要求；內(nèi)容主題基本明確，具有針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論。論文格式不符合課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫作要求，報(bào)告結(jié)構(gòu)不完整，分析和論證不清晰。3.團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分現(xiàn)場(chǎng)演示能夠拓展理論知識(shí)評(píng)價(jià)、解決課程領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。匯報(bào)時(shí)能清楚表述系統(tǒng)原理，回答問題正確。能夠應(yīng)用理論知識(shí)分析、評(píng)價(jià)課程領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。匯報(bào)時(shí)能較清楚表述系統(tǒng)原理，回答問題正確。能夠利用理論知識(shí)描述、解釋課程領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。匯報(bào)時(shí)能表述系統(tǒng)原理，大部分問題回答正確。能夠根據(jù)理論知識(shí)認(rèn)識(shí)、復(fù)述課程領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。匯報(bào)時(shí)能表述部分系統(tǒng)原理，能回答部分問題。項(xiàng)目報(bào)告比較、選取合適的設(shè)計(jì)和分析方法并根據(jù)實(shí)際問題加以改進(jìn)、優(yōu)化。格式規(guī)范，符合寫作要求，主題明確，有明確的綜合分析論點(diǎn)。參考文獻(xiàn)充分、正文引用恰當(dāng)，文獻(xiàn)引文格式符合文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。無摘錄摘抄痕跡，能恰當(dāng)運(yùn)用自己的語言組織素材，論點(diǎn)正確。比較、選取合適的設(shè)計(jì)和分析方法應(yīng)用于實(shí)際問題。格式符合寫作要求，主題明