电工电子基础实验课程教学大纲
(总学分:2.5  总上课时数:80)
一、课程的性质与目的
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。
二、课程内容的教学要求
1电工电子实验入门
1)了解电工电子实验的目的、任务、安全知识
2)认识常用电子元器件
3)熟悉实验仪器的使用
4)能识别仪器设备的常见故障并能进行故障排除
2.电子元器件参数测定
1)测量电阻(100Ω、1MΩ)、电容(1000pF)、电感(47μF)的参数
2)根据给出标准电阻,测量分析判定电压表、电流表内阻的范围
3)设计电路测量稳压二极管的V-I特性
4)研究二极管正向导通电压随温度变化的规律
5)测定实际电感器与电容器物理模型中各项参数(空心电感器的内阻、电解电容的漏电电阻)
3.应用Multisim软件工具设计电路验证网络定理
1)能在Multisim软件环境中电路设计与仿真
2)验证基尔霍夫定理、戴维南定理、叠加定理
4.双端口网络频率特性测试结构与参数的判别
1)分别采用信号源和示波器组合、使用扫频仪、使用Multisim软件仿真,研究RCRL一阶网络的频率特性
2)通过测试判断“T”型网络中各元件的性质,计算元件的参数
3)若网络的结构为“H”,判定并测量各元件的参数
5.导线的传输特性测试
1)通过查询参考书或网络,了解信号连接导线的种类,及不同种类导线的特性与应用领域、范围
2)测量各种导线的传输特性:单股导线(单芯、多芯),双绞线,屏蔽电缆,同轴电缆
3)用电路模拟长传输线的效应
6.三相交流电路的认识
1)了解交流电基础知识及电器设备使用操作练习
2)测量电阻、电感、电容单相交流电路参数
3)观察阻性、容性、感性电路电压、电流相位
4)功率因素的测量及其改善
5)磁路的认识与直流电压源电路实现
7.交流控制电路设计
1)设计双联开关电路
2)三相照明电路设计与实现
3)相序判定电路设计
4)三相异步电动机控制电路设计:点动电路,启动、停止电路,正反转手动控制电路,正反转自动交替切换控制电路
5)设计电路实现三相异步电动机的“Y—△”降压启动电路
8.门电路静态与动态特性测试
1)通过阅读元器件数据手册了解各项动态、静态参数
2)设计电路观察门电路输入高低电平阈值
3)以LED为负载,测试比较门电路高电平拉出电流、低电平灌入电流能力
4)测量门电路输出端口电平随负载电流的变化
5)用三态门、OC门、光电耦合器、三极管、继电器提升电流驱动能力
6)用三态门实现三路信号分时传输:信号来源:高电平、低电平、脉冲信号
7)用OC门(7407)实现电平转换
9.2位二进制数比较器的设计
1)设计一个4位二进制加法/减法器电路,实现A=BA>BA的指示
2)检测电路功能
10.多路抢答器设计
1)根据对抢答器的理解,构思抢答器的功能模块与系统结构
2)设计抢答器功能部件
3)抢答器相关问题分析及解决办法
11.量程可变的可逆计数器设计
1)设计模在115间可以调整的可逆计数器
2)显示计数器的即时计数值
12.可变步长计数器设计
1)设计并实现1/N步长计数器
2)设计并实现N步长计数器
13EEPROM在数字系统中的应用
1)设计电路实现对EEPROM2864的写入与读出效验
2)应用EEPROM实现8421/BCD译码器
3)应用EEPROM实现任意序列码发生器
14DDS信号发生器的实现
1)设计基于DDS技术的正弦信号发生器
2)信号频率在50Hz-1KHz可调节
3)频率可以用数字方式设定(程控)
15.步进电机转速控制系统的设计
1)设计环形脉冲分配器实现步进电机控制时序信号
2)设计步进电机的驱动
3)设计电路测量步进电机的转速
4)改进步进电机控制电路,提高步进电机的控制精度(细分)
16. 直流稳压电源的实现与性能测试
1)了解电压源的类别、实现方法、应用特性及应用场合
2)掌握输出电压可调整的稳压电源设计方法
3)掌握程控电压源的设计方法
4)电压源特性参数的意义及测试
17. 三极管放大电路设计
1)用晶体管特性测试仪测量三极管的特性
2)搭试分压式共发射极放大器,了解静态工作点对电路输出的影响
3)设计实验方案,测量比较共射、共集放大电路的输入阻抗,带负载能力(负载特性、输出阻抗)
4)测量放大电路的传输特性以及幅频、相频特性
18. 场效应管放大电路设计
1场效应管特性测试
2)场效应管放大电路设计
3)放大电路基本参数测试
19.运算放大器的基本应用
1信号的发生与波形转换:正弦波的产生;矩形波、三角波、脉冲波的产生
2)将1kHz信号与10倍频率、20%幅度的信号相叠加(调整)
3)设计滤波器电路将上述信号分离
20.自动增益控制放大器的设计与实现
1设计并实现程控增益放大器,增益倍率:0.1、1、10、50
2)设计自动增益控制放大器,当输入信号幅度在50mV2V变化时,放大器输出幅度保持在1V±50mV
21.音频放大器的设计
1)音频功率放大器的几种典型实现方法
2)音频功率放大器的主要性能指标及测试方法
3)拾音器与前置放大器的配合与选择
4)功率驱动的基本模式
22.温度的测量与控制
1)以帕尔贴温控装置为对象,分别在升温、降温过程中测量温度
2)能够根据设定的温度值将帕尔贴温控装置控制在指定的温度
23.电磁式继电器特性参数的测试
1引导学生查找资料了解继电器的工作机理,通过数据手册了解继电器主要特征参数;在实验室准备某一具有代表性的继电器数据手册
2针对继电器参数多、测试方法各异的特点,全面地介绍相关测量方法
3提示继电器测试的离散性,介绍离散型参数的统计与处理方法
4引导学生构思参数的自动显示的方法;可以借助单片机或在FPGA中自行设计控制器
三.能力培养的要求
(1)系统设计能力的培养:大型综合设计实验需要完成系统构建、进程规划、结构设计、电源设计、电路设计、实现调试等系统设计工作。
(2)分析能力的培养:针对所选择的设计课题,对系统的功能与指标进行分析,分析需要采用的技术与方法、系统的结构与规模、实现的成本与时间等
(3)自学能力的培养:本课程以自主学习和自主实践为主,培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力。
(4)表达能力的培养:课程通过讨论、演讲、答辩、设计报告等环节培养学生表达观点、解决问题的思路和能力。
(5)创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同的实现方法,以及对知识运用和举一反三的能力。
四.建议授课与研讨学时分配
课程教学内容
授课
研讨
实践
1.电工电子实验入门
1
 
2
2.电子元器件参数测定
1
 
2
3.应用Multisim软件工具设计电路验证网络定理
1
 
2
4.双端口网络频率特性测试结构与参数的判别
1
 
2+4(课外)
5.导线的传输特性测试
1
 
2
6.三相交流电路的认识
1
 
2
7.交流控制电路设计
1
 
2
8.门电路静态与动态特性测试
1
 
2+4(课外)
9.2位二进制数比较器的设计
1
 
2
10.多路抢答器设计
1
 
2
11.量程可变的可逆计数器设计
1
 
2
12.可变步长计数器设计
1
 
2
13.EEPROM在数字系统中的应用
1
 
2
14.DDS信号发生器的实现
1
 
2+4(课外)
15.步进电机转速控制系统的设计
1
 
2+2(课外)
16.直流稳压电源的实现与性能测试
2
 
2
17.三极管放大电路设计
1
 
2+2(课外)
18.场效应管放大电路设计
1
 
2
19.运算放大器的综合应用
1
2
2+4(课外)
20.自动增益控制放大器的设计与实现
1
 
2+4(课外)
21.音频放大器的设计
1
3
2+6(课外)
22.温度的测量与控制
1
4
4+8(课外)
23.电磁式继电器特性参数的测试二选一)
1
4
4+8(课外)
结题验收与演讲
 
3
 
合计学时
22
12
46+38
备注:其中“电磁式继电器的特性参数测量”与“温度的测量与控制”二者选一
五、考核方式
总评成绩=研讨表现成绩+项目验收成绩+实验报告成绩+演讲答辩成绩
研讨表现:30
项目验收:40
实验报告:20%
演讲答辩:10%
总分按优、良、中、及格、不及格评定。
六、教材与参考资料
   [1]胡仁杰,《电工电子创新实验》,北京,高等教育出版社,2010
   [2]田良,《综合电子系统设计》,南京,东南大学出版社,2002
   [3]黄正瑾,《电子设计竞赛赛题解析》,南京,东南大学出版社,2003