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《电子技术基础与技能、模拟电子技术、数字电子技术》课程标准
发布时间: 2018-11-14                                    浏览次数:[]

电子信息工程专业“3+4”课程标准

电子技术基础与技能、模拟电子技术、数字电子技术

课程名称:电子技术基础与技能

模拟电子技术、数字电子技术

英文名称:Foundation and skills of electronic technology

Analog Electronic Technology,Digital Electronics Technology

课程性质: 专业基础课

总 学 时:204+160 理论学时:84+96 实验学时:120+64

适用专业:电子信息工程“3+4” 试点项目

第一部分 课程定位与设计

一、课程性质

本课程是电子信息工程专业“3+4”的一门基础课程。分为中职3年的教学任务和本科4年的教学任务,其中中职3年任务是:使学生掌握电子信息工程专业必备的电子技术基础知识和基本技能,具备分析和解决生产生活中一般电子问题的能力,具备学习后续电类专业技能课程的能力;对学生进行职业意识培养和职业道德教育,提高学生的综合素质与职业能力,增强学生适应职业变化的能力,为学生职业生涯的发展奠定基础;本科4年的任务是:使学生掌握电子技术相关电路的基本原理、基本分析方法、基本测量方法和基本实验实践技能,增强分析问题、解决问题的能力,为以后深入学习电子技术某些领域的内容以及为电子技术在专业中的应用打好基础。为此,要特别注意加强实验、实习等实践环节的教学。

二、课程作用

本课程可以使学生结合生产生活实际,了解电子技术的认知方法,培养学习兴趣,形成正确的学习方法,有自主学习能力;通过参加电子实践活动,培养运用电子技术知识和工程应用方法解决生产生活中相关实际电子问题的能力;强化安全生产、节能环保和产品质量等职业意识,养成良好的工作方法、工作作风和职业道德。

三、前导后续课程

本课程作为一门专业基础课,其先行课程基础是大学物理、高等数学、电工技术基础与技能等,后续课程为高频电路、单片机基础、传感器等和电子信息工程的其他专业基础课和专业课。

四、课程设计的理念和思路

本课程注重培养分析问题、解决问题的能力、强化学生动手实践能力,遵循学生认知规律,紧密结合应用电子专业的发展需要,为将来从事应用电子产品的设计、检测奠定坚实的基础。将本课程的教学活动分析设计成若干项目或工作情景,以项目为单位组织教学、并以典型设备为载体,通过具体案例,按实用的电路项目实施的顺序逐步展开,让学生在掌握技能的同时,引出相关专业理论知识,使学生在技术训练过程中加深对专业知识、技能的理解和应用、培养学生的综合职业能力,满足学生职业生涯发展的需要。

第二部分 课程目标

一、总体目标

使学生在前3年中职学习过程中初步具备查阅电子元器件手册并合理选用元器件的能力;会使用常用电子仪器仪表;了解电子技术基本单元电路的组成、工作原理及典型应用;初步具备识读电路图、简单电路印制板和分析常见电子电路的能力;具备制作和调试常用电子电路及排除简单故障的能力;掌握电子技能实训,安全操作规范。在后续4年的本科学习中,掌握半导体电子器件和电子电路的基本原理、基本分析方法、基本测量方法和基本实验实践技能,在掌握数字电路基本知识的基础上使同学们深入理解数字系统的作用、功能和原理;熟悉掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计方法;熟悉常用数字器件的功能、原理和使用方法;了解可编程逻辑器件的结构、工作原理和应用,为后继课程的学习、分析与设计数字系统打好基础。

二、具体目标

(一)能力目标

(1)能够独立完成简单模拟电路的设计;

(2)能够独立完成常用模拟电路的搭建和调试;

(3)能够应用基础放大电路(放大器)设计信号调理电路;

(4)能够熟练使用仿真软件仿真模拟电路。

(二)知识目标

(1)熟练掌握半导体二极管、三极管的基本概念和分析方法;

(2)掌握基于三极管的基本放大电路的分析、计算和设计;

(3)掌握基本的模拟运算电路、信号产生电路、电源电路的分析方法;

(4)掌握负反馈电路的分析方法;

(5)掌握基于CMOS的基本放大电路的分析、计算和应用

第三部分 课程内容标准

数字电子技术部分

教学

单元

教学内容

中职阶段教学要求与建议

本科阶段教学要求与建议

二极管及其应用

二极管的特性、结构与分类

通过实验或演示,了解二极管的单向导电性;

了解二极管的结构、电路符号、引脚、伏安特性、主要参数,能在实践中合理使用二极管;

了解硅稳压管、发光二极管、光电二极管、变容二极管等特殊二极管的外形特征、功能和实际应用;

能用万用表判别二极管的极性和质量优劣

了解半导体的基本知识,掌握半导体二极管的结构、伏安特性和主要参数,二极管基本应用电路及其分析方法;熟悉稳压管的工作原理及基本应用电路的分析和设计;了解其它特殊功能二极管的工作原理和应用。

整流电路及应用

通过示波器观察整流电路输出电压的波形,了解整流电路的作用及工作原理;

能从实际电路图中识读整流电路,通过估算,会合理选用整流电路元件的参数;

通过查阅资料,能列举整流电路在电子技术领域的应用;

搭接由整流桥组成的应用电路,会使用整流桥

滤波电路的类型和应用

能识读电容滤波、电感滤波、复式滤波电路图;

通过查阅资料,了解滤波电路的应用实例;

通过示波器观察滤波电路的输出电压波形,了解滤波电路的作用及其工作原理;

会估算电容滤波电路的输出电压

实训项目:整流、滤波电路的测试

能焊接整流、滤波电路;

会用万用表和示波器测量相关电量参数和波形;

通过实验,了解滤波元件参数对滤波效果的影响

三极管及放大电路基础

三极管及应用

通过三极管日常应用实例,了解三极管电流放大特点;

掌握三极管的结构及符号,能识别引脚,了解特性曲线、主要参数、温度对特性的影响,在实践中能合理使用三极管;

会用万用表判别三极管的引脚和质量优劣

了解半导体三极管内部载流子的传输、电流分配关系,掌握半导体三极管特性曲线,熟悉半导体三极管的主要参数及其意义。

放大电路的构成

能识读和绘制基本共射放大电路;

从实例入手,理解共射放大电路主要元件的作用

通过比较,了解共射、共集和共基三种放大电路的电路构成特点

掌握共射、共集和共基三种放大电路的电路结构和特点,能够根据实际需要设计共射、共集和共基极基本放大电路,熟悉放大器的主要性能指标。

放大电路的分析

了解放大器直流通路与交流通路;

了解小信号放大器性能指标(放大倍数、输入电阻、输出电阻)的含义;

会使用万用表调试三极管的静态工作点

以共射集放大电路为例,会使用公式估算静态工作点、输入电阻、输出电阻和电压放大倍数

能够绘制单管放大电路的直流通路与交流通路,掌握单管放大电路的图解分析方法和小信号模型分析方法,能够利用上述方法分析、计算共射、共集和共基三种放大电路的静态工作点、输入电阻、输出电阻和电压放大倍数。

放大器静态工作点的稳定

通过实验或演示,了解温度对放大器静态工作点的影响;

能识读分压式偏置、集电极–基极偏置放大器的电路图;

了解分压式偏置放大器的工作原理;

搭接分压式偏置放大器,会调整静态工作点

掌握分压式偏置电路稳定静态工作点的工作原理,能够估算静态工作点和放大电路性能参数。

多级放大电路

能区分多级放大电路的级间耦合方式;

通过比较,了解三种耦合方式的优缺点;

通过电子产品的实例,了解幅频特性指标的重要性;

了解多级放大器的增益和输入、输出电阻的概念及工程中的应用

掌握放大电路的频率响应,多级放大电路的分析方法;理解零点漂移的概念;了解放大器的信噪比等其他指标的意义。

三极管及放大电路基础

场效晶体管放大器

了解场效晶体管的结构、符号、电压放大作用和主要参数;

了解场效晶体管放大器的特点及应用

熟悉场效应晶体管(JFET和MOSFET)的基本结构及工作原理,掌握场效应管的伏安特性,熟悉其主要参 数,并能依据特效参数正确选用场效应管,掌握场效应管放大电路的小信号模型分析法,会分析场效应管基本放大电路;会分析比较场效应管放大电路与晶体管基本放大电路的异同点,熟悉场效应管基本放大电路的频率特性。

实训项目:共射极、射极跟随放大电路

掌握单级放大器静态工作点的调整方法,能够利用信号发生器、示波器等仪器测量和计算共射极放大电路、射极跟随器的电路参数(输入电阻、输出电路、放大倍数和频率响应等)。

常用放大器

负反馈放大电路

理解反馈的概念,了解负反馈应用于放大器中的类型

理解反馈的概念,会判别各种类型的反馈,掌握闭环放大电路增益计算,理解反馈深度概念,掌握四种类型负反馈放大电路的性能参数的计算,理解负反馈对放大电路性能的影响,会在开环放大电路中引入符合要求的负反馈;

熟练掌握深度负反馈条件下的放大电路性能的近似估 算,形象理解“虚短”和“虚断”等概念;

实训项目:负反馈放大电路

研究负反馈对放大器性能的影响,能够利用信号发生器、示波器等仪器测量和计算负反馈放大电路的电路参数(输入电阻、输出电路、放大倍数和频率响应等)并与普通放大电路进行比较。

集成运算放大器

了解集成运放的电路结构及抑制零点漂移的方法,理解差模与共模、共模抑制比的概念;

掌握集成运放的符号及器件的引脚功能;

了解集成运放的主要参数,了解理想集成运放的特点;

能识读由理想集成运放构成的常用电路(反相输入、同相输入、差分输入运放电路和加法、减法运算电路),会估算输出电压值;

了解集成运放的使用常识,会根据要求正确选用元器件;

会安装和使用集成运放组成的应用电路;

了解集成运算放大器的工作特点和基本组成,熟悉各种电流源电路的结构以及工作原理,熟悉差分放大电路放大差模信号、抑制共模信号的原理,掌握差分式放大电路差模放大倍数、差模输入电阻、差模输出电阻、共模放大倍数、共模输入电阻、共模输出电阻以及共模抑制比的计算。

理解集成运放的虚短和虚断的概念,重点掌握应用虚短和虚断的概念分析比例、加减、积分基本运算电路的工作原理和输入、输出关系。了解微分、指数和对数运算电路的分析方法。

理解典型电压比较器(单门限比较器、迟滞比较器)的电路组成、工作原理和性能特点。了解集成电压比较器的特点。

实训项目:差分放大电路

加深对差动放大器性能及特点的理解,学习差动放大器主要性能指标的测试方法。研究长尾式和恒流源式差动放大器的性能特点。

常用放大器

实训项目:模拟运算电路

掌握集成运算放大器正确使用方法,研究由集成运算放大器组成的各种基本运算电路的功能。

低频功率放大器

列举低频功率放大器的应用,了解低频功率放大电路的基本要求和分类;

能识读OTL、OCL功率放大器的电路图;

了解功放器件的安全使用知识;

了解典型功放集成电路的引脚功能,能按工艺要求装接典型电路

理解甲类、乙类和甲乙类三种功率放大电路的工作特点,理解乙类功率放大电路中交越失真产生的原因以及解决的方法,熟练掌握甲类、乙类功率放大器的输出功率、电源提供功率、三极管消耗功率、效率等参数的计算

实训项目:音频功放电路的安装与调试

会熟练使用示波器,会使用低频信号发生器;

会安装与调试音频功放电路(前置放大器由集成运放构成);

会判断并检修音频功放电路的简单故障

实训项目:OTL功率放大器

进一步理解OTL功率放大器的工作原理,学会OTL电路的调试及主要性能指标的测试方法。

正弦波振荡电路

振荡电路的组成

掌握正弦波振荡电路的组成框图及类型;

理解自激振荡的条件

熟练掌握利用相位平衡条件判别RC、LC等不同正弦波振荡电路能否产生自激振荡的方法。

常用振荡器

能识读LC振荡器、RC桥式振荡器、石英晶体振荡器的电路图;

了解振荡电路的工作原理,能估算振荡频率

熟练估算出各种正弦波振荡电路的振荡频率,并了解振荡频率与电路元器件参数之间的关系

实训项目:制作正弦波振荡电路

会安装与调试RC桥式音频信号发生器或LC接近开关电路;

能用示波器观测振荡波形,可用频率计测量振荡频率;

能排除振荡器的常见故障

直流稳压电源

集成稳压电源

了解三端集成稳压器件的种类、主要参数、典型应用电路,能识别其引脚;

能识读集成稳压电源的电路图

熟悉直流稳压电源的基本结构和各部分电路的作用,熟练握桥式整流电路的工作原理,会计算输出直流电压和选择整流二极管, 熟悉电容滤波电路的工作原理,掌握桥式整流电容滤波电路各项指标、参数的计算和元件的选择,掌握串联型稳压电路的组成、工作原理及性能的改进措施,会计算输出电压的调节范围,了解三端集成稳压电路的内部结构,学会正确使用三端集成稳压器件。

开关式稳压电源

了解开关式稳压电源的框图及稳压原理;

了解开关式稳压电源的主要优点,列举其在电子产品中的典型应用

实训项目:三端集成可调稳压器构成的直流稳压电源的组装与调试

会安装与调试直流稳压电源;

能正确测量稳压性能、调压范围;

会判断并检修直流稳压电源的简单故障

数字电子技术部分

教学单元

教学内容

中职阶段教学要求与建议

本科阶段教学要求与建议

数字电路基础

脉冲与数字信号

理解模拟信号与数字信号的区别;

了解脉冲波形主要参数的含义及常见脉冲波形;

掌握数字信号的表示方法,了解数字信号在日常生活中的应用

掌握常用符号编码的概念和规则;理解基本逻辑运算;掌握逻辑函数的概念及几种基本描述方法。

数字电路基础

数制与编码

掌握二进制、十六进制数的表示方法;

能进行二进制、十进制数之间的相互转换;

了解8421BCD码的表示形式

逻辑门电路

掌握与门、或门、非门基本逻辑门的逻辑功能,了解与非门、或非门、与或非门等复合逻辑门的逻辑功能,会画电路符号,会使用真值表;

了解TTL、CMOS门电路的型号、引脚功能等使用常识,并会测试其逻辑功能;

能根据要求,合理选用集成门电路

熟悉半导体器件的开关特性,了解分立元件基本门电路、TTL门、ECL门、CMOS门电路的结构特点、工作原理和电气特性;

熟练掌握基本逻辑门(与、或、非、与非、或非、异或门)、三态门、OD门(OC门)和传输门的逻辑功能;

掌握门电路逻辑功能的分析方法。

熟悉常用集成逻辑门电路的主要参数指标和选用方法。

逻辑函数化简

了解逻辑代数的表示方法和运算法则;

会用逻辑代数基本公式化简逻辑函数,了解其在工程应用中的实际意义

正确理解基本逻辑运算和复合运算,熟悉逻辑代数中的基本定律、常用公式和基本规则,掌握逻辑函数的概念和常用表示方法及其相互转换;了解逻辑函数的标准形式,掌握逻辑函数的变换和公式化简法,掌握逻辑函数的卡诺图化简法,会用卡诺图化简具有无关项的逻辑函数。

实训项目:TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试

掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法,掌握TTL器件的使用规则,进一步熟悉数字电路实验装置的结构,基本功能和使用方法。

掌握CMOS集成门电路的逻辑功能和器件的使用规则,学会CMOS集成门电路主要参数的测试方法。

组合逻辑电路

组合逻辑电路的基本知识

掌握组合逻辑电路的分析方法和步骤;

了解组合逻辑电路的种类

掌握组合逻辑电路设计的一般方法,能对常用组合逻辑部件的工作原理进行分析,得到正确的逻辑关系。

加法器

对加法器的工作原理进行分析,得到正确的逻辑关系;能够利用加法器设计出常用的组合逻辑部件。

编码器

通过实验或应用实例,了解编码器的基本功能;

了解典型集成编码电路的引脚功能并能正确使用

对编码器的工作原理进行分析,得到正确的逻辑关系;能够利用加法器设计出常用的组合逻辑部件。

译码器

通过实验或日常生活实例,了解译码器的基本功能;

了解典型集成译码电路的引脚功能并能正确使用;

了解常用数码显示器件的基本结构和工作原理;

通过搭接数码管显示电路,学会应用译码显示器

对译码器的工作原理进行分析,得到正确的逻辑关系;能够利用加法器设计出常用的组合逻辑部件。

数据分配器

对数据分配器的工作原理进行分析,得到正确的逻辑关系;能够利用加法器设计出常用的组合逻辑部件。

数据选择器

对数据选择器的工作原理进行分析,得到正确的逻辑关系;能够利用加法器设计出常用的组合逻辑部件。

数值比较器

对数值比较器的工作原理进行分析,得到正确的逻辑关系;能够利用加法器设计出常用的组合逻辑部件。

实训项目:制作三人表决器

能根据功能要求设计逻辑电路;

会安装电路,实现所要求的逻辑功能

实训项目:组合逻辑电路

掌握组合逻辑电路功能的测试,熟悉半加器和全加器的逻辑功能及实现。掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法,学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。

触发器

RS触发器

了解基本RS触发器的电路组成,通过实验掌握RS触发器所能实现的逻辑功能;

了解同步RS触发器的特点、时钟脉冲的作用,了解逻辑功能

掌握RS握触发器的概念,熟悉RS触发器的电路结构和动作特点,掌握RS触发器的逻辑功能和描述方法,理解RS触发器的工作原理。

JK触发器

熟悉JK触发器的电路符号;

了解JK触发器的逻辑功能和边沿触发方式;

会使用JK触发器;

通过实验,掌握JK触发器的逻辑功能

熟悉JK触发器的电路结构和动作特点,掌握JK触发器的逻辑功能和描述方法,理解JK触发器的工作原理。

D触发器

掌握D触发器的电路符号和逻辑功能;

通过实验,掌握D触发器的应用

熟悉D触发器的电路结构和动作特点,掌握D触发器的逻辑功能和描述方法,理解JK触发器的工作原理。

掌握各类触发器之间的转换,如JK触发器转 换为D触发器或T触发器等。

实训项目:制作四人抢答器

会用触发器安装电路,实现所要求的逻辑功能

实训项目:触发器及其应用

测试基本RS触发器的逻辑功能,测试双JK触发器74LS112逻辑功能,测试双D触发器74LS74的逻辑功能。

掌握常用触发器的逻辑功能,熟悉各种触发器之间的转换方法。

时序逻辑电路

时序逻辑电路概念和分析方法

掌握时序电路的一般形式、分类和描述方法;掌握时序电路的一般分析方法;掌握同步时序电路设计的基本方法。

寄存器

了解寄存器的功能、基本构成和常见类型;

了解典型集成移位寄存器的应用

掌握寄存器、移位寄存器的工作原理、分析及设计方法。

计数器

了解计数器的功能及计数器的类型;

掌握二进制、十进制等典型集成计数器的外特性及应用

掌握计算器的工作原理、分析及设计方法。

实训项目:制作秒计数器

可按工艺要求制作印制电路板;

会安装电路,实现计数器的逻辑功能

时序逻辑电路

实训项目:计数器及其应用

熟悉计数器的工作原理及计数器逻辑功能的测试方法。

熟悉中规模集成计数器的使用方法。

熟悉译码器和字符显示器的使用方法。

数模转换和模数转换

数模转换

了解数模转换的基本概念,列举其应用;

了解典型集成数模转换电路的引脚功能和应用电路的连接方法

模数转换

了解模数转换的基本概念,列举其应用;

了解典型集成模数转换电路的引脚功能和应用电路的连接方法

实训项目:数模转换与模数转换集成电路的使用

会搭接数模转换集成电路的典型应用电路,观察现象,并测试相关数据;

会搭接模数转换集成电路的典型应用电路,观察现象,并测试相关数据

脉冲波形的产生与变换

常见脉冲产生电路

了解多谐振荡器、单稳触发器、施密特触发器的功能及基本应用

时基电路的应用

了解555时基电路的引脚功能和逻辑功能;

了解555时基电路在生活中的应用实例,会用555时基电路搭接多谐振荡器、单稳触发器、施密特触发器

实训项目:555时基电路的应用

会装配、测试、调整应用电路;

能画出相关信号波形;

能排除常见故障

实训项目:脉冲波形的产生与整形

掌握用TTL门电路组成多谐振荡器和单稳态触发器原理和方法,掌握影响输出脉冲波形参数的定时元件数值的计算方法。

半导体存储器

了解半导体存储器的功能及分类,了解它们在数字系统中的作用,熟悉RAM、ROM的结构特点、工作原理和基本用途,掌握如何用存储器实现组合逻辑的功能。

第四部分 课程实施

一、教学组织

根据课程内容和学生特点,灵活运用教学方法,整个教学过程在单片机教学做一体化教室内完成,采用由易到难的顺序,教师分析案例提出问题,启发并引导学生自主学习相关理论知识,学生设计出每个项目的电路,并与教师给出的电路进行比较,在教师的指导下,搭建和调试,完成项目。

二、实施条件

课程安排理论教学与实验教学同步开设,鼓励学生通过软件仿真或通过实际制作理解巩固学习知识。在实验教学阶段,教师提出项目要求,学生在指定时间内,完成电路的设计、搭建和调试两方面,并在一体化教室完成实物的制作。

三、学习场所

(1)电子技术基础与技能实训室包括示波器、万用表、信号发生器等基础实验仪器仪表等设备共计40套,教学多媒体1套;

(2)常用的电阻、电容、电感、电源、三极管、场效应管、运算放大器、低频功率放大器等元器件一批;

(3)电烙铁、烙铁架、焊锡丝、松香、吸锡器等设备40套。

第五部分 课程考核与评价

一、学业考核

本门课程为考试课,闭卷考试,总评成绩中平时成绩占10%,实验成绩占20%,期末成绩占70%。

二、教学评价

师生共同参与教学评价,采用教师点评、学生互评等方式来评价教学效果。对教师的评价主要体现在学生打分的教师评价表、教学资料的检查、教学督导等三个方面。学生评价主要包括平时成绩、实验成绩和期末考试成绩。

第六部分 课程资源的开发与利用

一、教学资源

在教学过程中课程组教师运用多种现代技术手段开展电子技术基础与技能课程教学,主要有:开放实验室;强化创新能力的培养;利用仿真实验室实现技术仿真;利用网络技术扩展互动式教学;利用多媒体课件使课程由抽象变形象,充分利用这些资源创设形象生动的工作情境,激发学生的学习,为了提升课堂教学效果。

二、教材的选用和使用建议

1.张金华.《电子技术基础与技能》.北京:高等教育出版社,2015

2.俞阿龙.《模拟电子技术》.南京:南京大学出版社,2010

3.杨 军.《数字电子技术》. .南京:南京大学出版社,2013

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