《现代集成电路应用》课程标准.docx
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《现代集成电路应用》课程标准
《现代集成电路应用》课程标准
第一部分课程概述
一、课程名称
中文名称：
《现代集成电路应用》
英文名称：
《TheApplicationofIntegratedCircuit》
二、学时与适用对象
课程总计70学时，均为理论课。
本标准适用于五年制生物医学工程专业。
三、课程性质地位
《现代集成电路应用》是生物医学工程专业开设的一门必修的专业基础课程。
它是研究、揭示现代常用的新型集成电路的工作原理、主要性能以及外围应用电路的设计方法的课程。
预修课程为《电路原理》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》等，本课程的学习将为后续《医用仪器》、《核医学设备与诊断》等课程的学习，以及毕业后继续教育奠定坚实基础。
四、课程基本理念
1．将理论与实际生活中的应用实例相结合，所学要有所用
作为生物医学工程专业的专业基础课，“应用”是其主要特点。
教学活动中，教员有意识把课堂上所讲的内容与实际生活联系起来，达到“学以致用”的要求。
2．以人为本，重视学员的主体地位
从课程的设计到评价各个环节，在注意发挥教员在教学中主导作用的同时，应特别注意体现学员的学习主体地位，以充分发挥学员的积极性和学习潜能。
突出学员的主体地位，充分发挥教员的主导作用就要求教员通过各种方式使学员达到对知识和技能的掌握，更重要的是形成自己的学习方法，学会如何学习。
教学中，把时间交给学员，教员运用点拨、启发、提问、引导、导演、总结等方法，通过学员自读、小组讨论、总结发言、角色扮演等活动，使学员参与到教学实践中。
3．结合传统教学，走信息化教学的道路
充分利用幻灯、投影仪、多媒体课件，互联网等现代化教学手段，发挥信息化教学的特点和优势，增强学员的学习兴趣，进一步强化学员的知识与实践操作技能，开扩视野，培养科学的思维方式。
多媒体课件的选用要和学员的认知规律同步，学员才能对课程的内容留下深刻的印象，产生浓厚的兴趣。
走信息化教学的道路是时代的必然要求，但也要注意不能丢弃板书等传统的教学方法。
4．关注个体差异与不同需求，提高学员综合素质
课程要充分注意到学员的兴趣、特长和基础好坏等方面的个体差异，根据这种差异性确定学习目标和评价方法，并提出相应的教学建议。
课程标准在课程的设计、教学方案和计划的制定、教学内容的选取和教学评价等环节，为教学、学习都有选择余地和发展的空间。
五、课程的设计思路
1.框架设计与内容安排
本课程的学习力求以统一的观点来构建集成电路模块功能和系统功能之间的重要联系，培养学员以系统的观点看待集成电路以及各类电子元器件构成的功能系统。
使学员掌握集成运放的电路设计能力、模拟乘法器基本原理、调制与解调基本原理、锁相环工作原理、时基电路基本原理、电压比较器工作原理，数—模、模—数转换器的工作原理。
通过该课程学习，培养学员的工程观念和规范意识，使学员建立起完整的集成电路应用系统的概念；使学员确立严谨的工作特点和踏实的工作作风。
2.教学实施
在课程的内容设计上，应不局限于课堂基本理论教学，而是把前沿专题讲座、读书报告、课外科研活动等内容纳入课程中，从而丰富课程的内涵。
在课程教学方法上，在注意发挥教员教学主导作用的同时，还要特别注意激发学员学习的积极性和主动性，以充分调动学员学习的潜能。
教学中应注意把一些有利于思维方式形成的问题交给学员，引起学员的注意力，教员从解决问题的思路着手对学员进行启发，进行启发式教学。
同时，在教学过程中应将课堂教学、多媒体课件有机地结合起来，充分利用多媒体教学手段提高教学效率。
强调分析方法的多样性和启发式教学，调动学员的主动性及参与性。
在课堂教学中，注意启发学员能够从数学概念、物理概念及工程概念去分析问题、解决问题，同时注重知识的联系及其扩展，使学员用辩证发展的思维看待知识的学习，形成发散的思维，从而使所学的知识构成有机的整体，有利于学员对后续专业课程的学习和培养学员的综合能力。
另外，应将最新科研成果运用到实际教学的各个环节中，有助于学员开拓视野，培养学员的创新能力。
3.课程评价
课程评价以学员评教评学、同行评价、学校及系教学督导监控、教学管理部门测评、课程教学联系会等方式进行，教员课堂授课的评价指标主要包括：
总体设计、教学方法、知识传授、能力培养和教学态度5个方面。
课程考核是课程评价的主要形式，评价依据是本课程标准规定的课程目标、教学内容和要求。
以理论成绩对学员做综合评价，采用闭卷、笔试的方式，以百分制评分，60分为及格，满分为100分。
课程结束后认真做好学员考试成绩统计分析和试卷质量分析报告，并按学校要求进行教学档案管理。
六、课程学习策略与建议
依据以往的教学经验和学员以往的教学反馈意见，传统的只注重教员“如何教”的模式往往收不到好的教学效果，因此，应该把重点放在培养学员“如何学”上,即让学员学会学习。
而教会学员学习,在很大程度上取决于对学员学习策略的培养。
为了帮助学员学好本门课，本课程标准提出如下学习策略与建议：
1.《现代集成电路应用》课程较多地涉及到各类具体电路，电路结构易混淆，因此，在学习过程中要注意思考、对比和区分不同的电路结构和整体功能。
2.本门课程所涉及到电路性能及其参数较为复杂，为了能在学习过程中加深印象，需要学员在大脑中反复重现学习材料或刺激，以便加深对知识点的巩固。
这就要求学员在学习的过程中不断重复、复述以前知识点的内容；
3.学习方式的多样化。
在学习过程中强调学员的多种感官参与。
授课过程中教员应采用幻灯、投影仪、多媒体课件，互联网等现代化教学手段，发挥信息化教学的特点和优势，增强学员的学习兴趣，学员在学习和复习过程中也须进行多种感官的参与。
充分发挥网络资源、互联网的功能和优势，开展多种学习方式，以调动学员的学习积极性；
4.学习时间的管理策略。
在学员学习的过程中，时间的管理和安排往往对学习效果起着重要作用。
因此学员在学习过程中应对学习时间有着科学的安排和管理。
主要策略为：
①统筹安排学习时间，②高效利用最佳时间，③灵活利用零碎时间。
第二部分课程目标
一、总体目标
通过对《现代集成电路应用》课程的学习，使学员理解和应用常用的集成电路基本结构和原理，能够说出有关集成电路常用芯片的主要性能以及外围应用电路的正确设计思想，能够使用集成电路模块进行集成电路系统设计，并能解决工程实践中与集成电路应用相关的基本问题。
同时为学习相关专业课程奠定基础。
二、分类目标
（一）知识与技能目标
1、基本理论知识
（1）能够阐述集成运放的电路设计方法；
（2）能够解释模拟乘法器基本原理；
（3）能够解释调制与解调基本原理；
（4）能够阐述锁相环工作原理；
（5）能够解释时基电路基本原理；
（6）能够解释电压比较器工作原理；
（7）能够解释数—模、模—数转换器的工作原理。
2、基本技能
（1）定性阐述集成电路的功能；
（2）定量计算集成电路的性能参数指标；
（3）学会选择集成电路的参数和电路形式；
（4）学会调试集成电路、常规的仪器仪表的方法。
（二）过程与方法目标
1、通过本课程理论讲授和计算机仿真，感受集成电路在生物医学工程中的重要性，体验学习兴趣，为今后专业课学习和科研工作奠定良好的基础；
2、经历集成电路讲授和计算机仿真的学习过程，感受集成电路设计过程的艰辛和成功的乐趣，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力；
3、举办学员分组集成电路设计的教学活动，使学员养成团体协作意识，掌握查找、收集和整理参考信息的能力，学会专业文献的查询、翻译和撰写综述和投稿，掌握自主学习和初步科研工作的能力。
（三）情感态度与价值观目标
1、通过本课程的学习，使学员养成运用所学知识对简单医学电子设备的结构、运行过程和原理关注和思索的良好习惯，学会将所学的知识和技能应用到集成电路设计等工作实践中去。
2、在教学实施过程中树立实事求是的科学态度和敢于挑战权威的科学精神。
使学员感受到要完成一个集成电路系统，必须具备团队精神和合作交流意识，同时还要具有不断开拓进取的科学精神。
第三部分内容标准
一、教学内容与课时分配
篇、章
教学内容
学时分配建议
理论
实验
小计
第一章
绪论、集成运算放大器
10
10
第二章
模拟乘法器
6
6
第三章
调制与解调
22
22
第四章
锁相环
6
6
第五章
时基电路
8
8
第六章
电压比较器
6
6
第七章
数模与模数转换电路
6
6
课程答疑
4
4
考试
2
2
合计
70
70
二、内容要点与基本要求
第一章集成运算放大器的应用
基本要求：
能够说出集成运放的结构特点、组成，掌握各种电流源的基本结构及其应用；学会集成运放电压传输特性的特点、主要性能指标、类型。
重点：
多路电流源电路、集成运放的低频等效电路
难点：
集成运放的低频等效电路
主要内容
目标要求
参考教学方法与手段
第一节集成运算放大电路概述
主要教学方法：
本节知识内容，学员前期已有较好的基础，主要通过提问帮助学员系统回顾知识点；通过图片、视频等直观演示的方法，加深学员记忆和理解。
主要教学手段：
电子幻灯、图片、视频
一、集成运放的电路结构特点
能说出集成运放的重要电路结构特点
二、组成及各部分作用
能阐述集成运放的组成及各部分作用
三、电压传输特性
能够说出集成运放的电压传输特性
第二节集成运放中的电流源电路
主要教学方法：
通过讲授法、演示法及计算机模拟引导学员回忆集成运放中的电流源电路的基本类型及其分析方法。
主要教学手段：
电子幻灯、计算机模拟
一、基本电流源电路
能够说出基本电流源电路
二、改进型电流源电路
能阐述改进型电流源电路的基本原理
三、多路电流源电路
能够阐述多路电流源电路的基本原理
四、电流源有源负载放大电路
能阐述有源负载放大电路的基本原理
第三节集成运放的性能指标及低频等效电路
主要教学方法：
通过讲授法向学员讲解集成运放的性能指标及低频等效电路，部分前期已有基础的知识点通过提问的方式和讲解的方式加深同学的记忆和理解。
主要教学手段：
电子幻灯
一、主要性能指标
能说出集成运放的主要性能指标
二、低频等效电路
能阐述集成运放的低频等效电路原理
第四节集成运放的种类、选择及使用
主要教学方法：
通过电子幻灯向学员展示各类及其选择方法，部分前期已有基础的知识点通过提问的方式和讲解的方式加深同学的记忆和理解。
主要教学手段：
电子幻灯、图片
一、集成运放的种类
能说出集成运放的种类
二、集成运放的选择
能说出集成运放的选择标准
三、使用时必做的工作
能举例阐述集成运放使用时必做的工作
四、保护措施
能举例阐述集成运放的保护措施
第二章模拟乘法器
基本要求：
能够阐述掌握模拟乘法器的特性和工作原理，以及运算误差和性能指标，归纳模拟乘法器的应用。
重点：
模拟乘法器的传输特性、线性化双平衡模拟乘法器、模拟乘法器的运算误差
难点：
模拟乘法器的传输特性
主要内容
目标要求
参考教学方法与手段
第一节模拟乘法器的特性及工作原理
主要教学方法：
主要采用讲授法，适当安排提问加强师生互动。
介绍传输特性时，采用视频和图片加强学员对内容的了解和兴趣。
主要教学手段：
电子幻灯、图片展示
一、模拟乘法器的工作象限
能说出模拟乘法器的工作象限类型
二、模拟乘法器的传输特性
能阐述模拟乘法器的传输特性
三、模拟乘法器的线性与非线性性质
能阐述模拟乘法器的线性非线性性质
第二节模拟乘法器的工作原理及其运算误差和性能指标
主要教学方法：
通过采用讲授法、演示法讲述模拟乘法器的工作原理及其运算误差，详述其与模电中电路分析方法的不同和分析原理。
主要教学手段：
电子幻灯
一、模拟乘法器的工作原理
能阐述模拟乘法器的工作原理
（一）双平衡模拟乘法器
能阐述双平衡模拟乘法器的工作原理
（二）线性化双平衡模拟乘法器
能阐述线性化双平衡模拟乘法器的工作原理
二、模拟乘法器的运算误差
能够说明模拟乘法器运算误差的产生原因
（一）静态误差
能够解释静态误差
（二）动态误差
能够解释动态误差
三、模拟乘法器的技术参数
能说出模拟乘法器的技术参数
第三节模拟乘法器的应用
主要教学方法：
通过讲授法向学员讲解模拟乘法器的应用，通过提问的方式和讲解的方式加深同学的记忆和理解。
主要教学手段：
电子幻灯、图片
一、AD633简介
能说明AD633的工作原理
二、AD633的应用
能阐述AD633的应用场所
第三章调制与解调
基本要求：
能够说出调制与解调的概念，能阐述普通调制波的表达式、调制过程和频谱搬移原理、双边带调制和单边带调制的概念、基本表示式和原理，并说明基本应用电路的工作原理。
重点：
单边带抑制载波、角度调制与解调、调频调制解调
难点：
角度调制与解调
主要内容
目标要求
参考教学方法与手段
第一节模拟通信系统的调制与解调
主要教学方法：
主要采用讲授法，在讲解调制与解调的概念时，适当举实例加深同学的了解和兴趣，同时安排提问加强师生互动。
主要教学手段：
电子幻灯、图片
一、概述
能解释调制与解调的概念
二、模拟调制与解调的分类及概念
能说出模拟调制与解调的分类及概念
三、线性调制解调
能解释线性调制解调的概念
第二节双边带与单边带
主要教学方法：
通过采用讲授法、演示法讲述双边带与单边带电路工作原理及其运算误差
主要教学手段：
电子幻灯、计算机模拟
一、单边带抑制载波
能说出单边带抑制载波的特点
二、双边带抑制载波
能解释双边带抑制载波的概念
三、幅度调制解调
能阐述幅度调制解调的基本原理
第三节角调制解调
主要教学方法：
主要采用讲授法，适当安排提问加强师生互动。
介绍角度调制与解调时，采用视频和图片加强学员对内容的了解和兴趣。
主要教学手段：
电子幻灯
一、线性幅度调制与解调
能说出线性幅度调制解调的基本原理
二、角度调制与解调
能解释角度调制与解调的概念
三、线性调制解调
能解释线性调制与解调的概念
四、调频调制解调
能阐述调频调制解调的基本原理
五、调相调制解调
能说明调相调制解调的基本原理
第四章相位锁定电路
基本要求：
能够阐述相位锁定电路的组成、工作原理以及具体应用。
重点：
锁相环系统传递函数、调频与解调电路
难点：
锁相环系统传递函数
主要内容
目标要求
参考教学方法与手段
第一节锁相环组成部件及其工作原理
主要教学方法：
通过采用讲授法、演示法讲述锁相环系统工作原理及其主要技术指标。
主要教学手段：
电子幻灯
一、锁相环系统传递函数
能够阐述锁相环系统传递函数
二、锁相环主要技术指标
能说明锁相环的主要技术指标
第二节锁相环典型产品介绍
主要教学方法：
主要采用讲授法，适当安排提问加强师生互动。
介绍实际产品时，采用视频和图片加强学员对内容的了解和兴趣。
主要教学手段：
电子幻灯、计算机模拟
一、CMOS单片集成锁相环—CC4046
能阐述CC4046的工作原理
二、通用单片集成锁相环—NE562
能阐述NE562的工作原理
第三节锁相环应用电路
主要教学方法：
通过采用讲授法、演示法讲述锁相环应用电路
主要教学手段：
电子幻灯
一、频率变换电路
能说明频率变换电路的基本工作原理
二、调频与解调电路
能说明调频与解调电路的工作原理
三、电压—频率变换（V/F）电路
能阐述V/F电路的工作原理
第五章时基电路
基本要求：
能够阐述时基电路的结构和工作原理，能够说出时基电路的设计和使用方法及应用场合。
重点：
555时基电路工作原理、555时基电路基本工作模式、实用电子定时器
难点：
555时基电路基本工作模式
主要内容
目标要求
参考教学方法与手段
第一节555时基电路原理与设计
主要教学方法：
通过讲授法向学员讲解555时基电路工作原理，通过提问的方式和讲解的方式加深同学的记忆和理解。
主要教学手段：
电子幻灯
一、555时基电路工作原理
能阐述555时基电路的工作原理
二、555时基电路基本工作模式
能说明555时基电路基本工作模式
三、555时基电路计算机辅助设计
能说出555时基电路计算机辅助设计的基本方法
第二节555时基电路在延迟电路与定时器中的应用
主要教学方法：
主要采用讲授法，在讲解振荡定时电路时，适当举实例加深同学的了解和兴趣，同时安排提问加强师生互动。
主要教学手段：
电子幻灯、计算机模拟
一、另类开机延迟电路
能阐述开机延迟电路的工作原理
二、新型开机延迟电路
能说出新型开机延迟电路的工作原理
三、振荡定时电路
能解释振荡定时电路的工作原理
四、实用电子定时器
能解释电子定时器的工作原理
第三节555时基电路在门铃电路中的应用
主要教学方法：
采用讲授法，在讲实际门铃电路时，适当举实例加深同学的了解和兴趣，同时安排提问加强师生互动。
主要教学手段：
电子幻灯
一、简易单音电子门铃
能说出单音电子门铃的工作原理
二、简易变调电子门铃
能阐述简易变调电子门铃的设计思想
第六章电压比较器
基本要求：
能够阐述电压比较器的结构和工作原理，能够说出电压比较器的使用方法及应用场合。
重点：
常用的电压比较器、自稳零MOS集成电压比较器、高精度三角波—方波发生器
难点：
自稳零MOS集成电压比较器
主要内容
目标要求
参考教学方法与手段
第一节常用的电压比较器
主要教学方法：
通过采用讲授法、演示法讲述常用的电压比较器工作原理。
主要教学手段：
电子幻灯
一、概述
能阐述电压比较器的概念
二、常用的电压比较器
能够举例说明常用的电压比较器
第二节集成电压比较器
主要教学方法：
主要采用讲授法，适当安排提问加强师生互动。
介绍集成电压比较器时，采用视频和图片加强学员对内容的了解和兴趣。
主要教学手段：
电子幻灯、计算机模拟
一、集成电压比较器的特点
能阐述集成电压比较器的特点
二、自稳零MOS集成电压比较器
能解释自稳零MOS集成电压比较器的工作原理
第三节电压比较器的应用
主要教学方法：
主要采用讲授法，在讲解四窗口电压比较器时，适当举实例加深同学的了解和兴趣，同时安排提问加强师生互动。
主要教学手段：
电子幻灯
一、单窗口电压比较器
能说明单窗口电压比较器的工作原理
二、四窗口电压比较器
能阐述四窗口电压比较器的工作原理
三、高精度三角波—方波发生器
能说明三角波方波发生器的工作原理
第七章集成数—模与模—数转换器
基本要求：
能阐述集成模—数、数—模转换器的原理及特性。
重点：
权值电阻D/A转换器、典型应用电路
难点：
典型应用电路
主要内容
目标要求
参考教学方法与手段
第一节数—模转换器原理及其特性
主要教学方法：
通过讲授法向学员讲解数—模转换器原理及其特性，通过提问的方式和讲解的方式加深同学的记忆和理解。
主要教学手段：
电子幻灯
一、权值电阻D/A转换器
能说出权值电阻D/A转换器的工作原理
二、R-2R梯形网络D/A转换器
能阐述D/A转换器的工作原理
第二节12/14位串行输入、电压输出DAC—AD5530/AD5531
主要教学方法：
通过采用讲授法、演示法讲述典型应用电路工作原理
主要教学手段：
电子幻灯、计算机模拟
一、概述
能阐述典型DAC的工作原理及特点
二、典型应用电路
能阐述典型应用电路的工作原理
第三节双电流输出、串行输入16位/14位DAC—AD5545/AD5555
主要教学方法：
主要采用讲授法，在讲解管脚分布时，适当举实例加深同学的了解和兴趣，同时安排提问加强师生互动。
主要教学手段：
电子幻灯
一、管脚描述
能说出集成电路的管脚分布特点
二、概述
能阐述该集成电路的特点及使用方法
第四部分实施建议
一、课程教学实施建议
（一）教学组织
课程教学由教研室主任或负责教学工作的副主任负责，教学组长负责具体的组织与实施。
基本流程包括：
①成立教学组，②教学准备，③课程教学，④辅导答疑，⑤课程考核，⑥总结反馈。
教学组实施备课、理论讲授、实验直到、自学辅导、指导性自习、多媒体课件、考试教学活动。
建议每周安排2-3次课，即4-6学时。
（二）教学方法
教学中可利用器件实物、多媒体幻灯片等手段进行，注重几种组织方式灵活组合。
教学中应注意理论与实践相结合，适当地安排指导性自习，加强课前、课后的答疑辅导；注意应用网络等现代化学习手段，利用网络平台加强与学员的沟通。
1．班级授课制是目前理论课教学的主要组织形式，可利用多媒体、黑板等手段进行，注重几种组织方式灵活组合，注意学员的负担和心理疲劳；
2．教学中，充分体现学员的主体作用，教学手段着力于提高学员学习兴趣、调动学员的积极主动性，使学员掌握知识培养技能之同时，启发思维、发展智力，以促进身心健康发展；
3．评价教学方法要以实现课程标准规定的教学目标为依据，以利于学员对教学内容的理解，并能激发学员的学习热情为原则。
二、课程考核评价建议
1．考核性质：
考试课
2．考试方式、分制与解释
采用闭卷、笔试的方式，以百分制评分，60分为及格，满分为100分。
理论考试时间为2学时。
3．试题类型及权重
简答题（或选择题、填空题）30%、论述题30%、设计题40%。
4．题样与目标定位示例
（1）简答题：
（着重考查学员对知识的理解和掌握程度）
例：
简述模拟乘法器的工作原理？
（2）论述题：
（着重考查学员对知识的掌握与分析能力）
例：
试述模拟乘法器的应用？
（3）设计题（着重考查学员对知识的掌握与分析与拓展能力）
例：
用AD633设计一信号平方电路？
三、教材选编的原则和建议
1．实用原则。
根据学员的基础和教学要求确定教材。
目前我校五年制本科生物医学工程专业选用的教材为第四军医大学出版社出版、李洪义主编的《非线性集成电路原理及应用》。
2．先进性。
体现在教材每4年修订一次，适当地增加新进展。
由于集成电路技术发展较快，将成熟的新技术新观点适当地编入教材。
3．衔接性。
教学过程中理论联系实际，注重与实际科研工作的结合。
四、课程资源开发与利用的计划和建议
1．加强集成电路网络资源和素材库的建设。
素材库分为图片库、文本库、视频库、动画库等。
网络课程建设通过申报、立项、评审等机制，促进视频库和动画库的制作。
2．下放一定的网络管理权限，鼓励开设自己的个性化的网上教学资源库或教学网站，从而展示自己制作的教学资源、教学课件等等。
五、教学必需的保障条件及建议
标准化电子仿真实验室1间。
通风良好，采光系数1/8~1/6，装有冷暖空调。
计算机安装正版的MultisimV7,一次通过学员25人次。
第五部分附录
一、课程教材
（一）使用教材
《非线性集成电路原理及应用》，李洪义主编，第四军医大学出版社
（二）参考资料
1．专业书籍：
《模拟电子技术基础》，童诗白主编，高等教育出版社
2．专业书籍：
《高性能模数与数模转换器件》，刘书明主编，西安电子科技大学出版社
3．专业期刊：
《中国集成电路》，《中国集成电路》杂志社（月刊）
4.专业期刊：
《集成电路应用》，上海贝岭股份有限公司（月刊）
5.专业网站：
二、课程标准主要编写人和审核人
1．主要编写人
李盛
2．主要审核人
李盛焦腾
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