机械设计制造及自动化专业.docx

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机械设计制造及自动化专业

机械设计制造及自动化专业

《电子技术》教学设计

哈尔滨理工大学自动化学院

2006年9月

1课程的基本描述

课程名称：

电工学（电子技术）

英文名称：

ElectronicsTechnology

课程性质:

技术基础课

适用专业：

机械制造及自动化专业

教材选用：

秦曾煌。

（电工学第六版下册）电子技术。

北京：

高等教育出版社，2004

总学时:

56学时

理论学时:

46学时

实验学时：

10学时

课程设计:

学分:

3。

5学分

开课学期：

5

前导课程:

高等数学、大学物理、电路。

后续课程:

机电传动控制、机械系统控制、可编程控制器、机器人、数控机床、单片机

2教学定位

2。

1能力培养目标

通过本课程的学习，培养学生的认知和理解能力、逻辑思维能力，以及分析能力和实践能力.使学生掌握电子器件基本知识、各种形式的基本电子电路及其分析方法，配以实践性教学,学生应该有能力去分析和设计具体的基本电子电路。

至于结合实际工程分析和设计自动化系统,则不是本课程的主要任务，而由其它后续课程完成。

2。

2课程的主要特点

电子技术课是理论性、实践性和工程性都很强的学科，其发展速度快、应用面广,为机械设计自动化控制系统电子设备的分析和设计提供理论基础。

2。

3教学定位

通过对本课程的学习,要求熟练掌握各种放大电路与逻辑电路的分析与设计方法,并能熟练运用基本原理进行具体电子设备的综合、分析与设计。

因此课程着重强调采用工程的概念、原理、技术和方法

3知识点与学时分配

掌握程度采用Bloom分类法，即了解、理解和运用，具体含义如下:

了解：

能记住学习过的内容。

理解:

能领会课程内容的含义，掌握知识的内涵.

运用：

能在新的具体情况下应用所学知识解决问题。

各知识点的重要程度划分为核心、推荐、可选。

核心：

该知识点是核心知识单元的一部分.

推荐:

该知识点不是核心知识单元的一部分，但应包含在必修课程中。

可选：

该知识点属于选修知识单元.

3.1二极管和三极管

半导体的导电特性:

本征半导体，N型半导体和P型半导体,PN结（理解，核心）

半导体二极管的基本结构、伏安特性和主要参数;稳压管（理解，核心）

半导体三极管的基本结构，电流分配和放大原理,特性曲线，主要参数（运用，核心）

共6学时

3。

2基本放大电路

基本放大电路的组成、静态分析（图解法，估算法）（运用，核心）

放大电路的动态分析（微变等效电路法，＊图解法）（运用，核心）

静态工作点的稳定、射极输出器、（运用,核心）

放大电路中的反馈：

负反馈的概念、类型，负反馈对放大电路工作性能的影响（运用，核心）

放大电路的频率响应、多级放大电路及其极间耦合方式（理解,核心）

差动放大电路的工作情况，典型差动放大电路、互补对称功率放大电路（运用，核心）

对功率放大电路的基本要求（理解，推荐）

场效应管及其放大电路（绝缘栅场效应管,场效应管放大电路）（理解，核心）

共16学时

3.3集成运算放大器

1集成运算放大器的简单介绍

集成放大电路的特点，电路的简单说明，主要参数，理想运算放大器及其分析依据（运用，核心）

2运算放大器在信号运算方面的应用

比例运算，加法运算，减法运算，积分运算，微分运算（运用，核心）

3运算放大器在信号处理方面的应用

有源滤波器，采样保持电路（理解，推荐），电压比较器（运用，核心）

4运算放大器在波形产生方面的应用

矩形波发生器（运用，核心），三角波发生器，锯齿波发生器（理解，推荐）

5运算放大器在信号测量方面的应用（理解，推荐）

6使用运算放大器应注意的几个问题（理解，推荐）

共6学时

3。

4电子电路中的反馈

1反馈的基本概念（负反馈与正反馈）（运用，核心）

2放大电路中的负反馈（运用，核心）

3振荡电路中的正反馈：

自激振荡、正弦波振荡电路（运用，核心）

共6学时

3.5直流稳压电源

1整流电路：

单相半波整流电路，单相桥式整流电路,（运用,核心）；三相桥式整流电路（理解，推荐）

2滤波器：

电容滤波器,电感电容滤波器，（运用，核心）

3直流稳压电源：

稳压管稳压电路，集成稳压电源（运用，核心）；串联型稳压电路、恒压源（理解，推荐）

共4学时

3.6电力电子技术*

1电力电子器件

电力电子器件的分类、晶闸管（理解，推荐）

2可控整流电路

可控整流电路（理解，推荐）、晶闸管的保护、单结晶体管触发电路（理解，可选）

3逆变电路、交流调压电路、直流斩波电路（理解,可选）

共4学时

3.7门电路和组合逻辑电路

1脉冲信号（理解,推荐）

2基本门电路及其组合

逻辑门电路的基本概念、分立元件基本逻辑门电路、基本门电路及其组合（理解，推荐）

3TTL门电路

TTL“与非"门电路，三态输出“与非"门电路，集电极开路“与非”门电路（运用，核心）

4CMOS门电路（理解，推荐）

5逻辑代数

运算法则，逻辑函数的表示方法，逻辑函数的化简（运用,核心）

6组合逻辑电路的分析和综合（运用，核心）

7加法器（运用，核心）

8编码器

二进制编码器，二-十进制编码器，优先编码器（运用，核心）

9译码器和数字显示

二进制译码器，二-十进制显示译码器（运用，核心）

10数据分配器和数据选择器（运用，核心）

11应用举例（理解，推荐）

共18学时

3.8触发器和时序逻辑电路

1双稳态触发器

RS触发器，JK触发器,D触发器，触发器逻辑功能的转换（理解，推荐）

2寄存器

数码寄存器，移位寄存器（理解，推荐）

3计数器

二进制计数器，十进制计数器,任意进制计数器（运用，核心）;环型计数器，环型分配器（理解，推荐）

4时序逻辑电路的分析（运用，核心）

5由555定时器组成的单稳态触发器和多谐振荡器（运用，核心）

6应用举例（运用，核心）

共10学时

3.9存储器和可编程逻辑器件

1只读存储器（理解，推荐）

2随机存取存储器（理解，推荐）

3可编程时序逻辑器件（理解，推荐）

共6学时

3.10模拟量和数字量的转换

1数/模转换器

T形电阻网络数/模转换器，数/模转换器的主要技术指标（理解，推荐）

2模/数转换器

逐次逼近型模/数转换器，模/数转换器的主要技术指标（理解，推荐）

共4学时

3。

11其它学时

机动（学时：

2学时）

实验（学时：

20学时）

3.12课程覆盖的知识领域和知识单元汇总

涵盖的知识体系

知识领域

知识单元

知识点

二极管和三极管

半导体的导电特性

本征半导体，N型半导体和P型半导体,PN结（理解,核心）

半导体二极管，稳压管

半导体二极管的基本结构、伏安特性和主要参数；稳压管（理解，核心）

半导体三极管

半导体三极管的基本结构，电流分配和放大原理，特性曲线,主要参数（运用，核心）

基本放大电路

基本放大电路的组成

基本放大电路的组成（运用,核心）

静态分析

图解法，估算法（运用，核心）

动态分析

微变等效电路法，图解法（运用，核心）

静态工作点的稳定

静态工作点的稳定（运用,核心）

射极输出器

静态分析、动态分析（运用，核心）

放大电路的频率响应

上限频率、下限频率、通频带（理解,核心）

差动放大电路

工作情况，典型差动放大电路（运用，核心）

互补对称功率放大电路

互补对称功率放大电路（运用,核心）

对功率放大电路的基本要求（理解，推荐）

场效应管及其放大电路

场效应管及其放大电路（绝缘栅场效应管，场效应管放大电路）（理解，核心）

集成运算放大器

集成运算放大器的简单介绍

集成放大电路的特点，电路的简单说明，主要参数,理想运算放大器及其分析依据（运用，核心）

运算放大器在信号运算方面的应用

比例运算，加法运算,减法运算，积分运算，微分运算（运用,核心）

运算放大器在信号处理方面的应用

有源滤波器,采样保持电路（理解，推荐）,电压比较器（运用,核心）

运算放大器在波形产生方面的应用

矩形波发生器（运用，核心）,三角波发生器，锯齿波发生器（理解，推荐）

运算放大器在信号测量方面的应用

运算放大器在信号测量方面的应用（理解，推荐）

使用运算放大器应注意的几个问题

使用运算放大器应注意的几个问题（理解，推荐）

电子电路中的反馈

反馈的基本概念

反馈的基本概念（负反馈与正反馈）（运用，核心）

放大电路中的负反馈

放大电路中的负反馈（运用，核心）

振荡电路中的正反馈

振荡电路中的正反馈：

自激振荡、正弦波振荡电路（运用，核心）

直流稳压电源

整流电路

单相半波整流电路，单相桥式整流电路，（运用,核心）；三相桥式整流电路（理解，推荐）

滤波器

电容滤波器，电感电容滤波器，（运用，核心）

直流稳压电源

稳压管稳压电路，集成稳压电源（运用，核心）；串联型稳压电路、恒压源（理解，推荐）

电力电子技术

电力电子器件

电力电子器件的分类、晶闸管（理解，推荐）

可控整流电路

可控整流电路、晶闸管的保护、单结晶体管触发电路（理解，推荐）

逆变电路

逆变电路（理解,可选）

交流调压电路

交流调压电路（理解，可选）

直流斩波电路

直流斩波电路（理解，可选）

门电路和组合逻辑电路

脉冲信号

脉冲信号（理解，推荐）

基本门电路及其组合

逻辑门电路的基本概念、分立元件基本逻辑门电路、基本门电路及其组合（理解，推荐）

TTL门电路

TTL“与非”门电路,三态输出“与非"门电路，集电极开路“与非”门电路（运用，核心）

CMOS门电路

非门、与非门、或非门（理解，推荐）

逻辑代数

运算法则,逻辑函数的表示方法，逻辑函数的化简（运用，核心）

组合逻辑电路的分析和综合

分析和综合（运用，核心）

加法器

加法器（运用，核心）

编码器

二进制编码器，二-十进制编码器,优先编码器（运用，核心）

译码器和数字显示

二进制译码器,二-十进制显示译码器（运用，核心）

数据分配器和数据选择器

数据分配器和数据选择器（运用,核心）

应用举例

应用举例（理解,推荐）

触发器和时序逻辑电路

双稳态触发器

RS触发器,JK触发器，D触发器，触发器逻辑功能的转换（理解,推荐）

寄存器

数码寄存器，移位寄存器（理解，推荐）

计数器

二进制计数器，十进制计数器，任意进制计数器（运用，核心）；环型计数器，环型分配器（理解,推荐）

时序逻辑电路的分析

时序逻辑电路的分析（运用，核心）

555定时器

由555定时器组成的单稳态触发器和多谐振荡器（运用，核心）

应用

应用举例（运用，核心）

存储器和可编程逻辑器件

只读存储器

只读存储器（理解,推荐）

随机存取存储器

随机存取存储器（理解，推荐）

可编程时序逻辑器件（

可编程时序逻辑器件（理解，推荐）

模拟量和数字量的转换

数/模转换器

T形电阻网络数/模转换器，数/模转换器的主要技术指标（理解，推荐）

模/数转换器

逐次逼近型模/数转换器，模/数转换器的主要技术指标（理解,推荐）

4讲授提示及方法

4。

1二极管和三极管

重点：

二极管的单向导电性、分析与计算,三极管的三种工作状态。

难点：

。

三极管的三种工作状态.

讲授提示与方法：

要突出重点内容，强调实际应用。

4。

2基本放大电路

重点：

放大电路的静态分析、动态分析。

难点：

图解法。

讲授提示与方法：

强调放大电路的静态分析、动态分析，并进行各种放大电路特点的比较.

4。

3集成运算放大器

重点：

运算放大器在信号运算方面的应用：

比例运算，加法运算，减法运算,积分运算，微分运算。

难点:

运算放大器在波形产生方面的应用。

讲授提示与方法:

运用理想运算放大器工作在线性区的两个重要结论,重点讲清运算放大器在信号运算方面的应用：

比例运算,加法运算,减法运算，积分运算，微分运算。

4。

4电子电路中的反馈

重点：

反馈类型与极性的判断

难点：

。

负反馈放大电路放大倍数的计算

讲授提示与方法:

重点讲清基本概念,举例说明反馈类型与极性的判断和负反馈放大电路放大倍数的计算

4。

5直流稳压电源

重点：

整流电路、滤波器、稳压电路

难点：

。

电路的分析与计算

讲授提示与方法：

讲清各种电路的工作原理，举例说明电路的分析与计算。

4.6电力电子技术

重点：

可控整流电路

难点：

逆变电路。

讲授提示与方法:

这部分内容作为选讲的内容,也可简单介绍.

4。

7门电路和组合逻辑电路

重点:

组合逻辑电路的分析和综合，TTL“与非"门电路，三态输出“与非”门电路，集电极开路“与非”门电路，译码器。

难点：

。

门电路的结构及应用

讲授提示与方法：

重点讲清基本概念，举例说明组合逻辑电路的分析和综合.

4。

8触发器和时序逻辑电路

重点：

计数器、555定时器。

难点:

时序逻辑电路的分析。

讲授提示与方法：

注意强调计数器、555定时器的应用。

4.9存储器和可编程逻辑器件

重点：

只读存储器

难点：

随机存取存储器、可编程时序逻辑器件

讲授提示与方法：

讲清基本概念,理解电路的工作原理，

4。

10模拟量和数字量的转换

重点：

数/模转换器、模/数转换器的基本概念；倒T型数/模转换器；逐次逼近型模/数转换器.

难点：

双积分型模/数转换器，虽是难点，但不是重点，定性理解即可。

讲授提示与方法：

这部分内容可从总体和外部特性定性理解D/A、A/D转换器的基本工作原理，强调器件的使用，对于内部电路和细节勿需深究,了解即可。

5习题与实验设计

5。

1习题设计

由于本课程主要讲述电子电路的工作原理与分析方法，因此本课程的作业应以综合性分析、设计和计算题目为主，本着循序渐进的原则,由浅入深，由单一到综合,使学生能够逐步灵活运用所学的各种方法和技巧，分析和解决实际问题。

本课程概念多、比较抽象、应用有一定难度，为了学生进一步理解课堂教学内容,必须督促学生完成适量的习题.这些习题必须要在数量上和难度上进行认真合理的选择。

首先，所选习题数量不宜过多，尽量做到少而精,具备综合性、典型性、实际应用性等特点，各个题的选取都要有明确的目的性，结果是让学生通过解题更牢固地掌握所学到的知识点.其次，要难度适中，应当多侧重于课堂讲授中的重点和难点问题，然后再根据教师自己的教学经验和学生反馈的情况来选择有代表性的习题进行讲解，这样做不仅可以有针对性地提高学生的解题能力，而且还有利于学生对重要知识点进行理解和把握。

5。

2实验设计

实验共10学时。

实验一单管放大电路（2学时）

1．实验目的及意义：

加深对共射极放大电路放大特性的理解,学习静态工作点测量,掌握调整和测试电压放大倍数的方法。

进一步了解常用电子仪器的使用方法。

2．实验步骤：

（1）检查实验箱电源及电路板。

用万用表直流电压档,调节实验箱直流电源为6v，按图接好电路,了解各元件的作用，弄清和电源接线的正、负端，信号的输入端与输出端。

（2）调节静态工作点

（3）动态调试，测量电压放大倍数。

3．实验类型：

验证

实验二运算放大器的基本运算电路——比例运算（2学时）

1．实验目的及意义:

（1）了解集成运算放大器741的外形和管脚。

（2）学习运算放大器调零的方法.

（3）用集成运算放大器构成反相比例、同相比例等基本运算电路并测定它们的运算关系.

2．实验步骤:

（1）查读实验电路板，观察集成运算放大器741的外形、管脚，了解各元件的作用,弄清和正负电源的接线端与输入输出电压的测试点。

（2）调节直流稳压电源，使输出电压为±10V备用。

（3）运算放大器的调零

（4）反相比例运算电路

（5）同相比例运算放大电路

3．实验类型：

验证

实验三整流、滤波和稳压（2学时）

1．实验目的及意义：

（1）比较半波整流和桥式整流的特点。

（2）观察桥式整流、电容滤波和稳压管稳压电路的电压波形。

（3）了解稳压电路的组成和稳压作用。

2．实验步骤：

（1）用万用表检查各元件并判别二极管和稳压管的管脚。

（2）单相半波整流和桥式整流电路的测试。

（3）C型滤波器的作用。

（4）观察稳压管的稳压作用.

3．实验类型：

设计

实验四TTL各种门电路功能测试（2学时）

1．实验目的及意义：

熟悉TTL各种门电路的逻辑功能及测试方法。

熟悉万用表的使用

2．实验步骤:

（1）与非门逻辑功能测试；

（2）或非门逻辑功能测试；

（3）与或非门逻辑功能测试；

（4）异或门逻辑功能测试；

3．实验类型：

验证

实验五计数器（2学时）

1．实验目的及意义：

掌握异步二进制计数器原理，并测其功能。

用示波器观察波形与实验数据画出波形进行分析，用四位二进制计算出的结果与理论值进行比较。

2．实验步骤：

（1）异步二进制加法器计数器;

（2）异步二进制减法计数器；

（3）四位二进制同步计数器。

3．实验类型：

验证

6考核与成绩记载

6。

1考核的方式及成绩的评定。

学生成绩构成:

平时成绩（20％）、期中成绩（20％）、期末成绩（60%）

平时成绩：

出勤点名10次，每次0。

5分，作业5次，每次2分,试验出勤3分,实验报告2分.

期中成绩:

随堂测验,20分

期末成绩：

闭卷笔试,60分

6。

2考题的设计

考试题分为如下三类，重点考察学生对基本概念、基本方法、基本技术的掌握和综合运用。

（1）概念型题

重点考察学生对基本概念掌握的程度,及对概念内涵的理解。

其基本形式为:

填空题、判断题、简答题.占40％

（2）基本技术题

重点考察学生对单元技术的掌握程度.包括模型表达，测试用例设计，复杂度度量等。

占40％

（3）综合分析设计题

重点考察学生综合运用基本方法分析问题解决问题的能力.占20％。