模拟电子技术基础教案 第四版
- 格式:doc
- 大小:12.90 MB
- 文档页数:6
《模拟电子技术基础》教案三篇篇一:《模拟电子技术基础》教案1、本课程教学目的:本课程是电气信息类专业的主要技术基础课。
其目的与任务是使学生掌握常用半导体器件和典型集成运放的特性与参数,掌握基本放大、负反馈放大、集成运放应用等低频电子线路的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法和工程计算方法;使学生具有一定的实践技能和应用能力;培养学生分析问题和解决问题的能力,为后续课程和深入学习这方面的内容打好基础。
2、本课程教学要求:1.掌握半导体器件的工作原理、外部特性、主要参数、等效电路、分析方法及应用原理。
2.掌握共射、共集、共基、差分、电流源、互补输出级六种基本电路的组成、工作原理、特点及分析,熟悉改进放大电路,理解多级放大电路的耦合方式及分析方法,理解场效应管放大电路的工作原理及分析方法,理解放大电路的频率特性概念及分析。
3.掌握反馈的基本概念和反馈类型的判断方法,理解负反馈对放大电路性能的影响,熟练掌握深度负反馈条件下闭环增益的近似估算,了解负反馈放大电路产生自激振荡的条件及其消除原则。
4.了解集成运算放大器的组成和典型电路,理解理想运放的概念,熟练掌握集成运放的线性和非线性应用原理及典型电路;掌握一般直流电源的组成,理解整流、滤波、稳压的工作原理,了解电路主要指标的估算。
3、使用的教材:绪论本章的教学目标和要求:要求学生了解放大电路的基本知识;要求了解放大电路的分类及主要性能指标。
本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学)§1-1电子系统与信号0.5§1-2放大电路的基本知识0.5本章重点:放大电路的基本认识;放大电路的分类及主要性能指标。
本章教学方式:课堂讲授本章课时安排:1本章的具体内容:1节介绍本课程目的,教学参考书,本课程的特点以及在学习中应该注意的事项和学习方法;介绍放大电路的基本认识;放大电路的分类及主要性能指标。
重点:放大电路的分类及主要性能指标。
第1章半导体二极管及其基本电路本章的教学目标和要求:要求学生了解半导体基础知识;理解PN结的结构与形成;熟练掌握普通二极管和稳压管的V-I特性曲线及其主要参数,熟练掌握普通二极管正向V-I特性的四种建模。
模拟电子技术基础课程电子教案
本教案是以华成英、童诗白主编的《模拟电子技术基础(第四版)》为教材、根据课程教学基本要求而制作的,为PPT文件,易于操作。
从内容编排上具有以下特点:
1、以《模拟电子技术基础(第四版)》的章节为线索,每一章是一个完整的教学内容,具有完全的开放性。
教师可根据不同的教学对象和教学计划,重新组合和增减教学内容,形成自己的教案。
2、突出重点,简明而要,目的明确,利于教学。
在每一讲第一片幻灯片的备注中均给出了本节课的教学目的,在关键部分的备注中均给出了作者的意图。
3、特别注意对学生启发引导,交流互动,培养他们的创新意识。
尽可能在讲清基本知识的同时阐明电子电路的构思方法和分析方法的由来。
几乎在每一讲的最后都针对本讲的重点问题提出讨论,这些讨论题特别注重其启发性和知识应用的综合性。
其它内容
1、《模拟电子技术基础(第四版)》正文中全部电路图,tif文件。
便于制作电子教案。
2、模拟电子技术基础课程教学大纲,为pdf文件。
3、课堂教学为64学时的《教学日历》,为pdf文件。
包括每节课的讲课内容、课后作业、阅读教材和自学内容。
可作为课程学时安排、内容取舍的参考。
系统环境
IBM 586以上及其兼容机,32MB以上内存,VGA显卡,分辨率800×600及以上,PowerPoint、Word应用环境。
操作说明
可将光盘中所有目录中的所有文件拷贝到硬盘上运行,也可用光盘直接运行。
本光盘共有五个子目录,打开子目录即可得到相关文件。
第十七讲上信号的运算
一、概述
1. 电子系统简介
2. 理想运放的参数特点
Aod、 rid 、fH 均为无穷大,ro、失调电压及其温漂、失调电流及其温漂、噪声均为0。
3. 集成运放的线性工作区 uO=Aod(uP- uN)
电路特征:引入电压负反馈。
因为uO为有限值, Aod=∞,所以 uN-uP=0,即uN=
uP……虚短路
因为rid=∞,所以 iN=iP=0………虚断路
4. 研究的问题
(1)什么是运算电路:运算电路的输出电压是输入电压某种运算的结果,如加、减、乘、除、乘方、开方、积分、微分、对数、指数等。
(2)描述方法:运算关系式 uO=f (uI)
(3)分析方法:“虚短”和“虚断”是基本出发点。
二、比例运算电路
1. 反相输入
iN=iP=0,uN=uP=0--虚地
在节点N:
R
T
形反馈网络反相比例运算电路
利用R4中有较大电流来获得较大数值的比例系数。
2. 同相输入
同相输入比例运算电路的特例:电压跟随器
三、加减运算电路
1. 反相求和
方法一:节点电流法
首先求解每个输入信号单独作用时的输出电压,
2. 同相求和设 R1∥ R2∥ R3∥ R4= R∥ Rf 利用叠加原理求解:令uI2=
u
I3=0,求uI1单独作用时的输出电压
同理可得, uI2、 uI3
相同, uO =uO1+uO2+uO3 。
3. 加减运算
设
R1∥ R2∥ Rf=。
第十八讲有源滤波电路一、概述1. 滤波电路的功能使指定频段的信号顺利通过,其它频率的信号被衰减。
2. 滤波电路的种类低通滤波器(LPF)理想滤波器的幅频特性高通滤波器(HPF)带通滤波器(BPF)带阻滤波器(BEF))全通滤波器(APF))3. 无源滤波电路和有源滤波电路有源滤波电路无源滤波电路的滤波参数随负载变化;不能输出高电压大电流。
二、低通滤波器1. 同相输入(1)一阶电路pppj11π211fARCfAuu+===空载:ppLpLLpj1)(π21ffAACRRfRRRAuuu+==+=∥带载:幅频特性:(2)简单二阶LPF分析方法:电路引入了负反馈利用节点电流法求解输出电压与输入电压的关系。
截止频率 f p ≈ 0.37f 0(3)压控电压源二阶LPF为使 f p=f 0,且在f =f 0时幅频特性按-40dB/十倍频下降。
f →0时,C 1断路,正反馈断开,放大倍数为通带放大倍数; f →∞, C 2短路,正反馈不起作用,放大倍数小→0 ;因而有可能在f = f 0时放大倍数等于或大于通带放大倍数。
对于不同频率的信号正反馈的强弱不同。
压控电压源二阶LPF 的分析2. 反相输入低通滤波器加R 2后, f →0,C 断开,通带放大倍数, 三、高通、带通、带阻有源滤波器1.高通滤波器(HPF )与LPF 有对偶性,将LPF 的电阻和电容互换,就可得一阶HPF 、简单二阶HPF 、压控电压源二阶HPF 电路。
2. 带通滤波器(BPF )3.带阻滤波器(BEF ) 四、状态变量型滤波器要点:将比例、积分、求和等基本运算电路组合成自由设置传递函数、实现各种滤波功能的电路,称为状态变量型滤波器。
通带放大倍数决定于负反馈网络。
利用“逆运算”方法。
f →0时负反馈最强, A1输出电压→0; f → ∞时 C 相当于短路,A2输出电压→0,电路开环, A1 输出电压→±U OM ,工作到非线性区;需引入负反 馈决定通带放大倍数。
《模拟电子技术基础》教学教案第一章:绪论1.1 教学目标让学生了解模拟电子技术的基本概念和特点使学生掌握模拟电子技术在工程应用中的重要性培养学生对模拟电子技术的兴趣和好奇心1.2 教学内容模拟电子技术的定义和发展历程模拟电子技术的基本特点和应用领域模拟电子技术在工程实践中的重要性1.3 教学方法采用讲授法,讲解模拟电子技术的概念和特点通过实例分析,使学生了解模拟电子技术在实际应用中的作用引导学生进行思考和讨论,培养学生的创新意识1.4 教学评估课堂问答:检查学生对模拟电子技术概念的理解程度第二章:常用半导体器件2.1 教学目标让学生掌握半导体器件的基本原理和特性使学生能够识别和使用常用的半导体器件培养学生对半导体器件在电路中的应用能力2.2 教学内容半导体的基本概念和性质常用半导体器件的结构和特性半导体器件的应用电路及功能2.3 教学方法采用讲解法,介绍半导体器件的基本原理和特性通过实验演示,使学生能够直观地观察半导体器件的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力2.4 教学评估课堂问答:检查学生对半导体器件原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对半导体器件的应用能力第三章:基本放大电路3.1 教学目标让学生了解放大电路的基本原理和分类使学生掌握基本放大电路的设计和分析方法培养学生对放大电路在模拟电路中的应用能力3.2 教学内容放大电路的基本原理和分类基本放大电路的设计和分析方法放大电路的应用实例及功能3.3 教学方法采用讲解法,介绍放大电路的基本原理和分类通过仿真实验,使学生能够直观地观察放大电路的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力3.4 教学评估课堂问答:检查学生对放大电路原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对放大电路的应用能力第四章:集成运算放大器4.1 教学目标让学生了解集成运算放大器的基本原理和特性使学生掌握集成运算放大器的应用电路及功能培养学生对集成运算放大器在模拟电路中的应用能力4.2 教学内容集成运算放大器的基本原理和特性集成运算放大器的应用电路及功能集成运算放大器的选择和使用方法4.3 教学方法采用讲解法,介绍集成运算放大器的基本原理和特性通过实验演示,使学生能够直观地观察集成运算放大器的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力4.4 教学评估课堂问答:检查学生对集成运算放大器原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对集成运算放大器的应用能力第五章:模拟信号处理5.1 教学目标让学生了解模拟信号处理的基本原理和方法使学生掌握模拟信号处理电路的设计和分析方法培养学生对模拟信号处理在实际应用中的创新能力5.2 教学内容模拟信号处理的基本原理和方法模拟信号处理电路的设计和分析方法模拟信号处理的应用实例及功能5.3 教学方法采用讲解法,介绍模拟信号处理的基本原理和方法通过仿真实验,使学生能够直观地观察模拟信号处理电路的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力5.4 教学评估课堂问答:检查学生对模拟信号处理原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对模拟信号处理电路的应用能力第六章:数字电子技术基础6.1 教学目标让学生了解数字电子技术的基本概念和特点使学生掌握数字电子技术在工程应用中的重要性培养学生对数字电子技术的兴趣和好奇心6.2 教学内容数字电子技术的定义和发展历程数字电子技术的基本特点和应用领域数字电子技术在工程实践中的重要性6.3 教学方法采用讲授法,讲解数字电子技术的概念和特点通过实例分析,使学生了解数字电子技术在实际应用中的作用引导学生进行思考和讨论,培养学生的创新意识6.4 教学评估课堂问答:检查学生对数字电子技术概念的理解程度第七章:常用数字逻辑器件7.1 教学目标让学生掌握数字逻辑器件的基本原理和特性使学生能够识别和使用常用的数字逻辑器件培养学生对数字逻辑器件在电路中的应用能力7.2 教学内容数字逻辑器件的基本概念和性质常用数字逻辑器件的结构和特性数字逻辑器件的应用电路及功能7.3 教学方法采用讲解法,介绍数字逻辑器件的基本原理和特性通过实验演示,使学生能够直观地观察数字逻辑器件的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力7.4 教学评估课堂问答:检查学生对数字逻辑器件原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对数字逻辑器件的应用能力第八章:数字电路设计8.1 教学目标让学生了解数字电路设计的基本原理和方法使学生掌握数字电路设计的过程和技巧培养学生对数字电路设计在实际应用中的创新能力8.2 教学内容数字电路设计的基本原理和方法数字电路设计的过程和技巧数字电路设计的应用实例及功能8.3 教学方法采用讲解法,介绍数字电路设计的基本原理和方法通过仿真实验,使学生能够直观地观察数字电路设计的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力8.4 教学评估课堂问答:检查学生对数字电路设计原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对数字电路设计的应用能力第九章:数字信号处理9.1 教学目标让学生了解数字信号处理的基本原理和方法使学生掌握数字信号处理电路的设计和分析方法培养学生对数字信号处理在实际应用中的创新能力9.2 教学内容数字信号处理的基本原理和方法数字信号处理电路的设计和分析方法数字信号处理的应用实例及功能9.3 教学方法采用讲解法,介绍数字信号处理的基本原理和方法通过仿真实验,使学生能够直观地观察数字信号处理电路的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力9.4 教学评估课堂问答:检查学生对数字信号处理原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对数字信号处理电路的应用能力第十章:综合应用与实践10.1 教学目标让学生掌握模拟电子技术和数字电子技术的综合应用使学生能够独立完成复杂的电子系统设计和分析培养学生解决实际电子工程问题的能力10.2 教学内容模拟电子技术与数字电子技术的综合应用案例复杂电子系统的设计和分析方法实际电子工程问题的解决策略10.3 教学方法采用案例教学法,分析模拟电子技术与数字电子技术的综合应用通过项目驱动,让学生参与复杂电子系统的设计和分析引导学生进行创新实践,培养学生的工程能力10.4 教学评估项目报告:评估学生在项目中对模拟电子技术和数字电子技术的综合应用能力课堂展示:检查学生对复杂电子系统设计和分析的理解程度综合测试:评估学生解决实际电子工程问题的能力1. 教学目标让学生理解模拟电子技术的基本概念和原理使学生掌握常用半导体器件的结构、特性和应用培养学生运用模拟电子技术解决实际问题的能力2. 教学内容半导体的基本概念、性质和制备方法常用半导体器件(如二极管、晶体管、集成电路等)的结构和特性模拟电子技术在实际工程应用中的典型案例分析3. 教学方法采用讲授法,讲解模拟电子技术的基本原理和概念通过实验演示,让学生亲身体验半导体器件的工作状态结合实例分析,培养学生的实际应用能力4. 教学评估课堂问答:检查学生对模拟电子技术基本原理的理解程度课后作业:要求学生完成相关的半导体器件应用案例第一章:绪论模拟电子技术的定义和发展历程模拟电子技术的应用领域和重要性半导体导电性的基本原理第二章:半导体器件基础半导体的基本概念和性质常用半导体器件(如二极管、晶体管等)的结构和特性半导体器件的参数和应用第三章:放大器电路放大器电路的基本原理和类型放大器电路的设计和分析方法放大器电路的应用实例第四章:振荡器和滤波器振荡器的工作原理和类型滤波器的原理和设计方法振荡器和滤波器的应用案例第五章:模拟电子技术在工程应用中的案例分析模拟电子技术在信号处理中的应用模拟电子技术在通信系统中的应用模拟电子技术在控制系统和功率电子中的应用。
实验一电子仪器的使用【实验目的】1.学习电子电路实验中常用的电子仪器—数字示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、数字万用表等的主要技术指标、性能及正确使用方法。
2.初步掌握用数字示波器正确观测正弦信号波形和读取波形参数的方法。
【实验原理】在模拟电子电路实验中,经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。
它们和万用表一起,可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。
实验中要对各种电子仪器进行综合使用,可按照信号流向,以连线简捷、调节顺手、观察与读数方便等原则进行合理布局,各仪器与被测实验装臵之间的布局与连接如图1-1所示。
接线时应注意,为防止外界干扰,各仪器的公共接地端应连接在一起,称“共地”。
信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线,示波器接线使用专用电缆线,直流电源的接线使用普通导线。
图1-1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图1.示波器DS1000系列数字示波器,是一款高性能指标、经济型的数字示波器。
其中,DS1052E型为双通道加一个外部触发输入通道的数字示波器。
前面板设计清晰直观,完全符合传统仪器的使用习惯,方便用户操作。
为加速调整,便于测量,您可以直接使用 AUTO 键,将立即获得适合的波形显示和档位设臵。
(1)前面板DS1000系列数字示波器向用户提供简单而功能明晰的前面板,以进行基本的操作。
面板上包括旋钮和功能按键,旋钮的功能与其它示波器类似。
显示屏右侧的一列5 个灰色按键为菜单操作键(自上而下定义为1 号至5 号)。
通过它们,您可以设臵当前菜单的不同选项;其它按键为功能键,通过它们,您可以进入不同的功能菜单或直接获得特定的功能应用。
图1-2 DS1000系列前面板使用说明图(2)后面板DS1000系列数字示波器的后面板主要包括以下几部分:① Pass/Fail 输出端口:通过/失败测试的检测结果可通过光电隔离的Pass/Fail 端口输出。
第十二讲 反馈的概念及判断
一、反馈的基本概念
1. 什么是反馈
电子电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路,影响输入量,称为反馈。
2. 正反馈和负反馈
从反馈的结果来判断,凡反馈的结果使输出量的变化减小的为负反馈,否则为正反馈; 或者,凡反馈的结果使净输入量减小的为负反馈,否则为正反馈。
3. 直流反馈和交流反馈
直流通路中存在的反馈称为直流反馈,交流通路中存在的反馈称为交流反馈。
4. 局部反馈和级间反馈
只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为局部反馈,将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输入回路的称为级间反馈。
二、交流负反馈的四种组态 1. 电压反馈和电流反馈
描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式,即反馈网络的取样对象。
将输出电压的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为电压反馈,即
将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为电流反馈,即 2. 串联反馈和并联反馈
描述放大电路和反馈网络在输入端的连接方式,即输入量、反馈量、净输入量的叠加关系。
--串联负反馈
--并联负反馈 3. 四种反馈组态:注意量纲
'U U +=
电流串联负反馈 电压串联负反馈
电压并联负反馈 电流并联负反馈 三、反馈的判断
1. 有无反馈的判断
“找联系”:找输出回路与输入回路的联系,若有则有反馈,否则无反馈。
2. 直流反馈和交流反馈的判断
“看通路”,即看反馈是存在于直流通路还是交流通路。
3. 正、负反馈(反馈极性)的判断
“看反馈的结果” ,即净输入量是被增大还是被减小。
瞬时极性法:给定 Xi 的瞬时极性,并以此为依据分析电路中各电流、电位的极性从而得到 Xo 的极性;
在判断集成运放构成的反馈放大电路的反馈极性时,净输入电压指的是集成运放两个输
入端的电位差,净输入电流指的是同相输入端或反相输入端的电流。
4. 电压反馈和电流反馈的判断
令输出电压为0,若反馈量随之为0,则为电压反馈;若反馈量依然存在,则为电流反馈。
5. 串联反馈和并联反馈的判断
在输入端,输入量、反馈量和净输入量以电压的方式叠加,为串联反馈;以电流的方式叠加,为并联反馈。
第十三讲 负反馈放大电路的方框图及放大倍数的估算
一、负反馈放大电路的方框图
二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式
--负反馈 --正反馈
基本放大电路的放大倍数:
反馈系数:
o f
X X F =
o f X A =三、深度负反馈的实质
四、深度负反馈条件下电压放大倍数的估算
1. 电压串联负反馈电路
2. 电压并联负反馈电路
3. 电流串联负反馈电流
U U U F A A X F A X X A X F X X A X X X A A +=
+=+=+=1'i
'i 'i o 'i 'i f 'i 'i f 。
电路引入的才为负反馈,只有0>F A
f
i
f
i I I
U U ≈≈在并联负反馈电路中,馈电路中,上式说明:在串联负反
U F ui =s s f o 11R F R U ui ⋅=
4. 电流并联负反馈电路
第十四讲 交流负反馈对放大电路性能的影响
一、提高放大倍数的稳定性
在中频段,放大倍数、反馈系数等均为实数。
说明放大倍数减小到基本放大电路的AF +1
1
放大倍数的稳定性是基本放大电路的 (1+AF)倍
二、改变输入电阻和输出电阻
1. 对输入电阻的影响
对输入电阻的影响仅与反馈网络与基本放大电路输入端的接法有关,即决定于是串联反馈还是并联反馈。
引入串联负反馈时
1+AF )倍。
引入并联负反馈时
2. 对输出电阻的影响
馈还是电流反馈。
电压负反馈减小输出电阻,电流负反馈增大输出电阻。
引入电压负反馈时
引入电流负反馈时
三、展宽频带:设反馈网络是纯电阻网络
可推导出引入负反馈后的截止频率、通频带:
bw
bwf
L
Lf H Hf )1(1)1(
f AF f AF
f f f AF f +=+=+=
四、减小非线性失真
基本放大电路的输出信号与输入信号同相。
净输入信号的正半周幅值小于负半周幅值
可以证明,在引入负反馈前后输出量基波幅值相同
的情况下,非线性失真减小到基本放大电路的1/(1+AF)。
o
o o o
o o of R U I U R =
=
R U I AFI R U I +=
-+=
1)(o
o o o o
o
o H m H L m L f
j
1 j 11f f A A f f A A F A A +=
+
=+=
五、引入负反馈的一般原则
稳定Q点应引入直流负反馈,改善动态性能应引入交流负反馈;
根据信号源特点,增大输入电阻应引入串联负反馈,减小输入电阻应引入并联负反馈;
根据负载需要,需输出稳定电压(即减小输出电阻)的应引入电压负反馈,需输出稳定电流(即增大输出电阻)的应引入电流负反馈;
从信号转换关系上看,输出电压是输入电压受控源的为电压串联负反馈,输出电压是输入电流受控源的为电压并联负反馈,输出电流是输入电压受控源的为电流串联负反馈,输出电流是输入电流受控源的为电流并联负反馈;当(1+AF) >>1时,它们的转换系数均约为1/F。