机械设计制造及自动化专业.docx

1、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：Electronics Technology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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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)3 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）4 CMOS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

8、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

9、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

10、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

11、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

12、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、

13、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

14、，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

15、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

16、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

17、，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

18、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

19、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,

20、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

21、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

22、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。