模擬電子技術(山東科技大學建設的慕課)

模擬電子技術(山東科技大學建設的慕課)

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模擬電子技術課程是山東科技大學建設的慕課國家級一流本科課程。該課程於2019年春夏在智慧樹網首次開課,授課教師為趙洪亮、盧文娟、劉春暉、衛永琴、王曉寧。據2022年7月智慧樹網顯示,該課程已開課7學期,累計選課2020人,累計學校12所,累計互動2416次。

該課程共十九周,包括常用半導體器件、基本放大電路、集成運算放大電路與放大電路的頻率回響等內容。

基本介紹

  • 中文名:模擬電子技術
  • 類別:慕課、國家級一流本科課程
  • 授課教師:趙洪亮、盧文娟、劉春暉、衛永琴、王曉寧
  • 開課時間:2019年春夏(首次)
  • 授課平台:智慧樹網
  • 建設院校:山東科技大學
課程性質,課程背景,課程定位,適應專業,課程簡介,課程大綱,開課信息,教學目標,考核標準,教學要點,所獲榮譽,教師簡介,

課程性質

課程背景

電子技術是21世紀社會的支撐性技術,計算機網際網路物聯網人工智慧新能源等技術都需要電子技術作為支撐。

課程定位

該課程是電子技術的基礎性、入門性課程,有助於學生後續課程學習,對於培養學生在電子技術方面的分析、設計能力,對於培養學生的創新意識和創新能力,參加全國大學生電子設計競賽等科技競賽活動和科學研究、創新創業等活動均具有推動作用。該課程課程是自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程、通信工程、生物醫學工程等電氣信息類專業本科生的專業基礎課,是電子電路系列課程中具有入門性質的專業主幹課程,為必修課。 該課程的先修課程是電路,該課程套用了許多電路課程中的基本概念與方法,應該在學完電路相關內容的基礎上開展本課程的教學。

適應專業

模擬電子技術課程適合自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程、通信工程、生物醫學工程等電氣信息類專業學習。

課程簡介

模擬電子技術課程共九章,第一章介紹二極體、三極體等常用半導體器件的結構、工作原理、主要參數;第二章介紹放大電路的基本概念、組成原則、基本分析方法、電晶體的h參數等效模型;第三章介紹多級放大電路的耦合方式和分析方法,差分放大電路、電流源電路、互補輸出電路的結構與分析方法,集成運放的基本結構和特點;第四章介紹電路頻率回響、波特圖的基本概念,電晶體的混合π模型及參數,電晶體放大電路的頻率分析方法;第五章介紹電路反饋的基本概念、負反饋電路的分析方法和特點、深度負反饋電路放大倍數的計算方法;第六章介紹基本運算電路及其分析方法,模擬乘法器的基本結構、原理和套用電路,有源濾波器的基本概念和簡單電路設計;第七章介紹正弦波振盪電路的結構、原理和分析方法,電壓比較器的基本概念、類別、特點和分析方法,非正弦波發生電路的結構、原理和分析方法;第八章介紹功率放大器的基本概念、指標和主要類別,重點介紹互補功率放大電路的結構、原理和分析方法;第九章介紹直流電源的基本組成、指標,整流、濾波、穩壓電路的結構和分析方法。

課程大綱

第一章
常用半導體器件
1.1半導體基礎知識
1.1.1PN結(1)PN結的形成
1.1.2PN結(2)PN結的單嚮導電性
1.1.3PN結(3)PN結的伏安特性與擊穿
1.1.4PN結(4)-PN結的電容特性
1.2Multisim基本使用方法
1.2.1仿真實驗:Multisim基本使用方法(1)
1.2.2仿真實驗:Multisim基本使用方法(2)
1.2.3仿真實驗:半導體器件特性曲線測試
第二章
基本放大電路
2.1基本共射放大電路的工作原理
2.2放大電路的分析方法
2.2.1等效電路法(1)
2.2.2等效電路(2)
2.2.3等效電路法(3)
2.3電晶體單管放大電路的三種基本接法
2.3.1基本共集放大電路
2.3.2基本共基放大電路
2.3.3三種接法的比較
2.4基本放大電路的派生電路
2.4.1複合管及其放大電路
2.5Multisim仿真實驗
2.5.1利用“直流掃描分析"測試基本共射放大電路的電壓傳輸特性
2.5.2放大電路靜態工作點及電壓放大倍數的測試
2.5.3利用“參數掃描分析"研究電阻變化對靜態工做點的影響
第三章
集成運算放大電路
3.1集成運放中的單元電路
3.1.1直接耦合放大電路中的零點漂移現象
3.1.2差分放大電路(1)
3.1.3差分放大電路(2)
3.1.4差分放大電路(3)
3.1.5直接耦合互補輸出
3.2Multisim仿真實驗
3.2.1直接耦合多級放大電路
第四章
放大電路的頻率回響
4.1Multisim仿真實驗
4.1.1放大電路頻率回響的仿真方法
第五章
放大電路中的反饋
5.1負反饋放大電路的四種組態
5.1.1負反饋放大電路分析要點
5.1.2由運放組成的四種負反饋放大電路
5.1.3反饋組態的判斷
5.2深度負反饋放大電路放大倍數的分析
5.2.1深度負反饋的實質
5.2.2反饋網路的分析
5.2.3基於反饋係數的放大倍數分析
5.2.4基於理想運放的放大倍數分析
第六章
信號的運算和處理
6.1模擬乘法器及其在運算電路中的套用
6.2有源濾波電路
6.2.1濾波電路的基礎知識
6.2.2低通濾波器
6.3Multisim仿真實驗
6.3.1壓控電壓源二階LPF幅頻特性的研究
第七章
波形的變換和信號的轉換
7.1電壓比較器
7.1.1比較器概述
7.1.2單限比較器
7.1.3滯回比較器
7.1.4視窗比較器
7.2Multisim仿真實驗
7.21RC橋式正弦波振盪器
第八章
功率放大電路
8.1互補功率放大電路
8.1.1OCL電路的組成和工作原理
8.1.2OCL電路的輸出功率和效率
8.1.3OCL電路中電晶體的選擇
8.2Multisim仿真實驗
8.2.1OCL電路的輸出功率和效率的研究
第九章
直流電源
9.1濾波電路
9.1.1濾波電路(1)
9.1.2濾波電路(2)
9.2穩壓管穩壓電路
9.2.1穩壓電路組成
9.2.2穩壓原理和性能指標
9.2.3電路參數選擇
9.3串聯型穩壓電路
9.3.1集成穩壓器電路
9.4Multisim仿真實驗
9.4.1三端集成穩壓器7805穩壓性能的研究
註:課程大綱排版從左到右列

開課信息

開課次數
開課時間
授課教師
學時安排
參與人數
第一次開課
2019年春夏
趙洪亮、盧文娟、劉春暉、衛永琴、王曉寧
40
12
第二次開課
2019年秋冬
987
第三次開課
2020年春夏
271
第四次開課
2020年秋冬
345
第五次開課
2021年春夏
7
第六次開課
2021年秋冬
261
第七次開課
2022年春夏
135
第八次開課
2022年秋冬
招生中

教學目標

職業能力培養目標
1、了解並掌握模擬電子技術的基本知識、基本理論及其工程套用方面的基本技能;
2、掌握常用模擬電路的分析與設計方法;
3、正確運用理論知識解決實際問題的意識與能力。
知識目標
1、了解二極體、三極體、運算放大器等常用半導體器件的結構、工作原理,掌握其基本特點和主要參數;
2、掌握三極體的h參數等效模型及參數、混合π模型及參數、理想運算放大器模型及參數;
3、掌握單管基本放大電路、差分放大電路的靜態分析和動態分析方法;
4、掌握多級放大電路的直流耦合方式和動態分析方法;
5、掌握電子電路頻率回響的基本概念和分析方法;
6、掌握負反饋放大電路的分析方法以及深度負反饋條件下放大電路放大倍數的估算方法;
7、掌握信號的運算和處理、波形的發生和信號的轉換電路、功率放大電路、直流電源電路的基本原理及分析方 法;
8、掌握Multisim的基本使用方法以及模擬電子電路的基本仿真分析方法。

考核標準

平時成績30分
平時成績=學習進度分 (30分)+學習行為分 (0分)
章測試成績10分
單項類目名稱
卷面分
單項滿分
第一章 單元測試
100
3.4
第二章 單元測試
100
3.4
第三章 單元測試
100
3.4
第四章 單元測試
100
3.4
第五章 單元測試
100
3.4
第六章 單元測試
75
2.6
第七章 單元測試
100
3.4
第八章 單元測試
100
3.4
第九章 單元測試
100
3.6
期末考試成績40分
期末考試得分 = 期末考試實際得分/期末考試總分* 權值
採用線上期末考試形式作為期末考試成績
試卷:教程考試

教學要點

章節名稱
重點,難點
常用半導體器件
PN結的特性,二極體的伏安特性,電晶體的電流放大作用,Multisim的基本使用PN結的單嚮導電性,三極體的輸入輸出特性
基本放大電路
靜態工作點,等效電路法,穩定靜態工作點電路,直流掃描、參數掃描、溫度掃描、直流工作點等仿真分析方法圖解法,h參數等效電路的畫法,直流掃描、參數掃描、溫度掃描、直流工作點等仿真分析方法
集成運算放大電路
集成運放的電壓傳輸特性、差分放大電路、電流源電路差分放大、電流源
放大電路的頻率回響
高通電路、低通電路、波特圖、電晶體的高頻等效電路、頻率回響的仿真分析方法波特圖、電晶體的高頻等效電路
放大電路中的反饋
負反饋類型的判斷、深度負反饋條件下放大倍數的計算深度負反饋條件下放大倍數的計算
信號的運算和處理
理想運放虛短和虛斷的概念、基本運放電路的分析方法理想運放虛短和虛斷概念的運用
波形的變換和信號的轉換
RC正弦波振盪的平衡條件和起振條件、判振的方法、比較器的電壓傳輸特性。RC電路的判振方法、滯回比較器的電壓傳輸特性
功率放大電路
功率放大電路的特點、互補功放電路的組成及分析計算互補功放電路的組成及分析計算
直流電源
單相整流電路、串聯型穩壓電路、集成三端穩壓器串聯型穩壓電路
參考資料:

所獲榮譽

2020年11月24日,模擬電子技術課程被中華人民共和國教育部認定為首批“國家級一流本科課程(線上線下混合式一流課程)”。

教師簡介

趙洪亮,山東科技大學主任,山東科技大學-美國德州儀器公司DSPS聯合實驗室主任,信號處理研究所所長。主要研究方向有聲學信號檢測、處理與控制系統,檢測監控技術及系統,DSP與嵌入式技術及系統、信號與信息處理,通信與信息系統。
盧文娟,山東科技大學教師,主要研究方向有控制理論與控制工程、檢測技術與儀表套用、微機電系統。
衛永琴,山東科技大學青島校區教師,主要研究方向有智慧型電網技術、電氣設備故障與診斷技術、諧波分析與處理等。
王曉寧,山東科技大學青島校區教師,主要研究方向有檢測監控技術及其自動化,側重於單片機開發。
劉春暉,山東科技大學青島校區教師,主要研究方向有智慧型儀器與監控系統、檢測技術及自動化裝置。

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