电工电子实验课程介绍
1.课程性质与目的
本课程是吴健雄学院高等理工班开设的电工电子基础实验课程,是一门融合涵盖“电路基础”、“数字电路”、“模拟电路”、“电子电路设计仿真(EDA)”、“在系统编程技术(PLD技术)”等课程,并与其相互配合的电工电子基础实验课程。
课程以一系列具有研究探索和创新特征的实验项目为载体,通过“基本—提高—研究创新”等不同层次的实验内容和要求,促进学生在项目实践中学以致用、需以致学、研究创新,引导学生在完成项目的过程中分析思考、拓展知识、发现问题、探寻方法。全面培养学生自主学习、科学研究、规划管理、工程实践、团队合作、交流沟通等科学研究基本素质和工程实践综合能力。
2.教学内容
在教学内容上,分层次递进,从知识方法应用、综合设计到科学研究,深化实验项目要求的层次性和强调项目的工程背景。课程设置基础实验(25%)、综合设计实验(35%)和工程实践项目(40%)三个层次:
在基础实验中,以项目为载体,通过教师的引导,在解决问题、完成任务的过程中让学生体验和掌握电工电子实验的基础知识、基本方法和基本技能;
在综合设计实验中,安排数个分别与电路、数电、模电等某门理论课程内容相关,涵盖课程内多个知识点、具有工程背景或实际应用价值的综合设计性实验项目;
在工程实践项目中,设置多个涵盖多门课程知识、需要实现多项功能与性能指标的工程性实验项目供学生选择。
3.教学方法
在教学方法上,以实验内容、实验要求和考核指标为抓手,实现“学生自主学习、研究和创新实践”。
l 通过精心选择和设计的实验内容,让学生很难找到现成的答案,必须经过自主学习、研究才能完成工作,而且每一届作相应调整变化;
l 通过提出的实验要求让学生必须经历科学研究“调查、研究、分析、规划、设计、实现、测试、总结”的过程,才能完成任务;
l 通过设置的考核内容调动学生关注实践过程中的各个环节;
l 通过实验项目的趣味性和工程实用性提高学生实践的乐趣和主动性。
4.教学安排
(1)电路实验
通过“常用电子元器件测量”实验,要求学生通过分析各种元器件和测量仪器物理模型,研究采用合理的测量方法和选择激励源的频率,以提高测量精度;
双端口无源网络特性参数回归项目中,每个学生的研究对象都不相同,引导学生应用理论知识构思实验方法,根据每一步实验数据,在分析判断后再设计下一步方法。实验中对象的差异性将导致方法的变化,实验后通过交流演讲拓宽视野、体验解决问题方法的多样性。
(2)数字电路实验
开设步进电机控制实验,实现脉冲分配器及驱动电路的设计与测试,通过脉冲细分提高控制精度;
用PWM技术控制小型直流电机转速、实际测量转速验证,进而进行速度闭环控制;
设计采用等精度测量方法的高精度频率计,考察不同频率段的精度;
通过简易逻辑分析仪,学习在PLD中进行大规模组合与时序逻辑电路设计的方法与技巧。
(3)模拟电路实验
开设帕尔贴温控实验,设计运算放大器测量温度,用反馈技术实现定点温控;
通过电子称电路的设计,学习传感器应用、信号调理及差动放大器的设计;
在音频功率放大器实验中考核增益、带内波动、失真度、效率等工程指标;
通过程控电压源的设计,考察对电压精度、纹波系数,电压调整率、负载调整率等电源参数的认识与改善;
通过音乐频率与音量指示电路的设计与实现,学习运算放大器在滤波器、放大器、比较器等方面的应用。
(4)综合设计项目
开设“数字式温度计设计”项目,体验同一目标不同实现方法在技术方法、性能指标、选择器件、电路设计等方面的差异性;
开设“电磁式继电器特性参数测量”项目,学习在一个项目中根据目标要求进行电源设计、时间测量、微小电阻测量等多种技术集成的方法;
在“超声波测距仪的设计”项目,学习数字电路、模拟电路的混合设计,以及量程与精度的关系处理。