《《模拟电子技术实验》》课程教学大纲（本科）.docx

模拟电子技术实验（Analog Electronic Circuits Experiment）课程代码：05410019学分：0.5学 时：16 （其中：课堂教学学时：0实验学时：16上机学时：0课程实践学 时：0）先修课程：大学物理、电路原理A （I）、模拟电子技术A适用专业：生物医学工程教材或实验指导书：模拟电子技术实验教程，刘叶飞，出版社，2014.09 一'课程目标模拟电子技术实验是高等工科学校电类专业的一门专业基础必修实验课程。通 过本课程的学习，培养学生掌握应用实验方法验证和应用模拟电子技术相关理论的能 力，掌握模拟电子电路参数测量的基本技能和方法，学习数据的采集与处理、各种实验 现象的观察与分析；学习应用仿真软件Multisim对模拟电子电路的性能进行分析与仿 真；培养学生设计、安装、调试模拟电子线路的综合能力。该课程对于培养学生的综合 能力有着极其重要的作用，可以培养学生对专业基础知识的综合运用能力、动手实践能 力和创新设计能力。模拟电子技术实验课程主要介绍了模拟电路中的各类基本放大电路性能参数的 测试方法；集成运算电路、波形发生电路、集成稳压电源等电路的设计思路及综合性电 路，如：比拟器电路、有源滤波器、精密整流电路的构成原理、设计思路与实践应用方 法。同时课程还介绍了模拟电子电路仿真应用的方法。（一）知识方面1.1 掌握基本电子元器件二极管和三极管、集成运算放大器的测试方法；掌握基本 电子电路：共射极基本放大电路、多级放大电路、负反应放大电路、运算放大电路、 RC文氏桥正弦波振荡器、直流稳压电源的工作原理；1.2 掌握电压比拟器、非正弦信号产生器、RC有源滤波器、可调稳压电源、峰值检 波器等的工作原理；掌握设计构建电路的方法；掌握测试电路参数及电路性能指标 的方法；（二）能力与素质方面2.1 能够掌握基本电子元器件的特性，设计参数测试方案，并能合理地应用电子仪实验12.精密整流电路1、实验目的与要求通过实验掌握综合应用集成运算放大器和二极管设计半波和全波精密整流电路的 方法；掌握综合电路的分析与设计、元件参数计算与优化、安装与调试的方法。2、实验主要内容本实验为综合性实验，主要完成以下内容：(1)依据精密整流电路的工作原理，分析设计思路，分别设计精密半波电路整流电路 和精密全波电路整流电路；针对设计任务综合设计多种设计方案；依据设计技术指标确 定电路形式，合理选择电路元器件，绘制电路图；(2)用Multisim软件对设计方案进行仿真与优化，确定最优方案，观察并记录仿真 结果；在实验箱上安装调试设计电路，观察电路的电压传输特性曲线，测量电路的输入 输出信号值与信号波形；3、实验结果分析(1)总结并分析设计思路，列出元器件选择依据；(2)依据实验测试结果，分析实验现象，比拟电路性能指标，确定方案是否最优，给 出改进思路；实验13.集成低频功率放大电路1、实验目的与要求通过实验掌握综合应用集成功放块，设计低频集成功率放大器的方法；掌握综合电 路的分析与设计、元件参数计算与优化、安装与调试的方法。2、实验主要内容本实验为综合性实验，主要完成以下内容：(1)依据OTL功率放大器的工作原理，分析设计思路，合理选择低频线性集成组件 和外部电路元件，设计集成低频功率放大电路；针对设计任务综合设计多种设计方案； 依据设计技术指标确定电路形式，绘制电路图；(2)用Multisim软件对设计方案进行仿真与优化，确定最优方案，观察并记录仿真 结果；在实验箱上安装调试设计电路，测量功率放大电路的性能指标：最大不失真输出 功率、电路输入输出电压和总平均电流、电路输入电阻；改变反应电阻值，测量电路电 压增益；断开自举电容，测量最大不失真输出功率；测量电路的上下限截止频率与幅频 特性曲线；(3)用收录机作为信号源，测试电路放音效果；3、实验结果分析(1)总结并分析设计思路，列出元器件选择依据；(2)依据实验测试结果，分析电路元件参数、反应深度、自举作用对电路性能的影响, 绘制幅频特性曲线，分析电路放音效果，给出电路设计改进思路；实验14.可调稳压电源1、实验目的与要求通过实验掌握综合应用集成稳压器构建可调稳压电源电路的方法；掌握综合电路的 分析与设计、元件参数计算与优化、安装与调试的方法。2、实验主要内容本实验为综合性实验，主要完成以下内容：(1)依据集成稳压器扩展电流的原理和可调稳压电源的工作原理，分析设计思路，设 计可调稳压电源电路；依据设计技术指标确定电路形式，合理选择电路元器件，绘制电 路图；(2)用Multisim软件对设计方案进行仿真与优化，确定最优方案，观察并记录仿真 结果；在实验箱上安装调试设计电路，观察测试电路性能指标；3、实验结果分析(1)总结并分析设计思路，列出元器件选择依据；(2)依据实验测试结果，分析实验现象，比拟电路性能指标，确定方案是否最优，给 出改进思路；实验15.峰值检波器的设计1、实验目的与要求通过实验掌握综合应用集成运算放大器和精密整流电路工作原理设计峰值检波器 的方法；掌握综合电路的分析与设计、元件参数计算与优化、安装与调试的方法。2、实验主要内容本实验为综合性实验，主要完成以下内容：(1)依据峰值检波器的工作原理，分析设计思路，设计简易峰值检波器、同相型缓冲 峰值检波器、正、负峰值检波器、峰峰值检波器和具有增益的正、负峰值检波电路；针 对设计任务综合设计多种设计方案；依据设计技术指标确定电路形式，合理选择电路元 器件，绘制电路图；(2)用Multisim软件对设计方案进行仿真与优化，确定最优方案，观察并记录仿真 结果；在实验箱上安装调试设计电路，观察实验结果；3、实验结果分析(1)总结并分析设计思路，列出元器件选择依据；(2)依据实验测试结果，分析实验现象，比拟电路性能指标，确定方案是否最优，给 出改进思路；(3)根据电路设计思路，分析集成运算放大器在数字电路和自动控制领域的应用方 向； 四、学时分配及教学方法及对指标点的支撑实验内容学时分配教学方法对指标点的 翅课堂 教学实验上机课程实践小计实验1.二极管和三极管的测试22讲授、演示、 实际操作5, 9实验2.实验仪器仪表的认识与使用22讲授、演示、 实际操作5, 9实验3.共射极基本放大电路22讲授、实际操 作5, 9实验4.多级放大电路22讲授、仿真、 操作5, 9实验5.负反应放大电路22讲授、仿真、 操作5, 9实验6.集成运算放大器的基本应用22讲授、演示、 实际操作5, 9实验7. RC文氏桥正弦波振荡器22讲授、仿真、实际操作5, 9实验8.集成稳压电源22讲授、仿真、实际操作5, 9实验9.比拟器电路22讲授、仿真、操作5, 9实验10.信号发生电路22讲授、仿真、操作5, 9实验11.有源滤波器设计33讲授、仿真、操作5, 9实验12.精密整流电路33讲授、仿真、操作5, 9实验13.集成低频功率放大电路33讲授、仿真、操作5, 9实验14.可调稳压电源33讲授、仿真、操作5, 9实验15 .峰值检波器的设计33讲授、仿真、操作5, 9合计1616备注除必做实验外，在选做实验中依据理论课授课内容选择2个实验完成教学任务五' 课程考核与毕业要求达成度计算（）考核方式实验工程考核要求本实验课程以考查为主，考核的内容包括实验过程的表现（其中包含分析与解决问 题的能力）、实验报告的质量及实验的出勤率。分析与解决问题的能力采用提问和现场 操作的方式进行。分析、判断与归纳实验现象、处理实验数据的能力通过实验报告进行 考查。5.1 实验课程成绩评定实验成绩中出勤占10%,实验过程表现占60%、实验报告及思考题占30%。指导 教师以课堂提问抽查、实验过程和实验报告为依据进行评分，给出每次实验成绩并记录 在册。成绩组成 与权重考核/评价环节分值考核/评价细那么对应的毕业要求指标点出勤、预习10%出勤状况，预习评价10能按时到勤，遵守实验规定，不损坏实验设备（占5%）；能够预习，并理解实验原理及5目的（占5%）。实验过程60%实验中的表现60按照预设方案操作实验设备、仪表，正确 完成实验（占25%）；实验结果的准确性（占 20%）；利用所学知识分析解决问题的能力（占 15%）。各个实验在总分中所占权重系数以课时 数为标准。5, 9实验报告30%实验报告评价30主要考察学生对实验结果进行分析和实验 数据进行处理的能力。要求报告字迹工整、格 式规范（占10%）；数据准确（占10%）；并按 要求完成相应思考题（10%）。5（二）本课程毕业要求达成度计算错误!未找到引用源。评价值=目标值（权重值）x错误!未找到引用源。评价值=目标值（权重值）x课程支撑指标点平均分课程支撑毕业要求指标点对应的总分六、大纲说明本实验课程于大学第二学年第一学期开设。课程采用多媒体辅助教学手段，通过教师的讲解、演示配合实际操作，在保证课程进度的同时，注意学生的掌握程度和课堂的 气氛。学生需在规定的时间内根据要求，自行完成相关实验内容。选做实验工程需由学 生自行选择，在开放实验室自主完成。2017年9月1日器仪表，实现测试；能够构建并调试基本共射极放大电路，合理设计实验方案对其性能指标，主要 参数进行测试与验证；2.2 能够构建并调试多级放大电路，能够应用Multisim软件对设计方案仿真并优化; 能合理设计实验方案对其性能指标，主要参数进行测试与验证；能够构建并调试负反应放大电路，能够应用Multisim软件对设计方案仿真并优 化；能合理设计实验方案对其性能指标，主要参数进行测试与验证；2.3 能够应用运算放大电路设计原理，设计各类运算放大电路；能够根据设计电路 与实验方案，应用集成运算放大器实现各类运算放大电路；能够依据正弦波振荡器设计原理，合理配比电路元件参数，设计RC正弦波振 荡器；能够依据设计电路与实验方案，通过集成运算放大器与RC元件实现RC正 弦波振荡器；2.4 能够根据直流稳压电路设计原理，应用集成稳压器和其它电子器件，设计直流 稳压电路；能合理选择元器件，设计实验方案并实现；具备完整的逻辑思维能力、判断和归纳能力；能够对综合问题进行分析，设计 系统应用的方案；能够应用仿真软件Multisim对设计方案进行优化；能够熟练应用 分列元件及集成器件，通过实验手段实现设计的模拟电子电路；能够熟练应用电子 仪器仪表调试电路，测试电路的各类参数及电路性能指标；2.5 能逐步培养学生的逻辑思维能力、判断和归纳能力；能通过实验过程获得与团 队成员协作的能力。二、课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支持的毕业要求指标点如下：指标点5.能够熟练掌握并应用各种电子仪器与设备，具备对医学电子设备进行分 析、研发和使用维护的能力；指标点9.具有自主学习的意识，树立终身学习的决心，可以通过各种现代化的工 具与手段，不断学习，以提高自身适应社会的能力。业要求指标点课程目标指标点5指标点9课程目标1.1q课程目标1.2q课程目标2.17课程目标2.2q课程目标2.3课程目标24课程目标2.5课程目标2.6q课程目标2.7q课程目标2.8课程目标2.9三、本课程开设的实验工程编号实验工程名称学时类型要求对应的课程目标1二极管和三极管的测试2验证性选做1.1、2.1、2.92实验仪器仪表的认识与使用2验证性必做1.1、2.2、2.93共射极基本放大电路2验证性必做1.1、2.2、2.94多级放大电路2验证性必做1.1、2.3 > 2.95负反应放大电路2验证性必做1.1、2.4、2.96集成运算放大器的基本应用2设计性必做1.1、2.5 > 2.97RC文氏桥正弦波振荡器2设计性必做1.1、2.6、2.98集成稳压电源2验证性、设计性选做1.1、2.7、2.99比拟器电路2综合性选做1.2、2.8、2.910信号发生电路2综合性选做1.2、2.8、2.911有源滤波器设计3综合性选做1.2、2.8、2.912精密整流电路3综合性选做1.2、2.8、2.913集成低频功率放大电路3综合性选做1.2、2.8、2.914可调稳压电源3综合性选做1.2、2.8、2.915峰值检波器的设计3综合性选做1.2、2.8、2.9实验1.二极管和三极管的测试1、实验目的与要求通过实验过程熟悉基础电子电路元件的功能；掌握电子仪器仪表的基本使用方法;掌握二极管与三极管的测试方法。2、实验主要内容本实验为验证性实验，主要完成以下内容：(1)熟悉二极管、三极管的构造原理，利用万用表判断二极管、三极管中PN结的正 方向，测试PN结的导通电压；(2)依据二极管、三极管管脚判断原理，利用万用表判断二极管、三极管的类型与管 脚的排布；3、实验结果分析(1)总结实验测试结果，对实验现象进行分析；(2)列出依据万用表判断二极管、三极管类型与管脚的思路；实验2.实验仪器仪表的认识与使用1、实验目的与要求通过实验过程熟悉基本电子仪器仪表的功能；掌握电子仪器仪表的基本使用方法； 掌握电子电路基本参数的测试方法。2、实验主要内容本实验为验证性实验，主要完成以下内容：(1)熟悉模拟万用表、数字万用表、函数信号发生器、交流毫伏表、电阻箱、模拟示 波器、数字示波器的工作原理；(2)依据模拟万用表、数字万用表、函数信号发生器、交流毫伏表、电阻箱、模拟示 波器、数字示波器的使用方法，测试电路基本参数直流、交流电压、电流信号，观察正 弦波、方波、三角波波形；3、实验结果分析(1)总结实验测试结果，对实验现象进行分析；(2)记录实验测试数据、绘制实验测试波形；实验3.共射极基本放大电路1、实验目的与要求通过实验过程掌握设计与调试共射极基本放大电路的方法；掌握应用电子仪器仪表 测试共射极基本放大电路主要参数的方法；通过实验方法验证电路参数的变化对放大电 路性能指标的影响趋势。2、实验主要内容本实验为验证性实验，主要完成以下内容：(1)依据实验线路图构建共射极放大电路，调节电路的静态工作点，让电路工作在放 大区；(2)按照实验要求调节函数信号发生器，产生输入信号，加载在电路输入端；分别调 节电路静态工作点和电路负载电阻，观察电路参数对于电路电压放大倍数的影响；(3)设计实验方案，测量电路的输入电阻与输出电阻；(4)设计实验方案，保持输入信号幅值不变，逐点变化输入信号频率，测量电路的输 出电压，绘制电路幅频特性曲线，记录电路的通频带宽度；3、实验结果分析(1)总结共射极基本放大电路实验现象与实验数据，分析不同参数对电路性能指标的 影响；(2)对实验中出现的问题进行分析，总结相应解决方案；实验4.多级放大电路1、实验目的与要求通过实验过程掌握阻容耦合两级放大电路的设计方法；掌握两级阻容耦合放大器的 调试方法和性能指标测量方法；依据设计原理，设计实验方案，掌握改善电路性能的方 法。2、实验主要内容本实验为验证性实验，主要完成以下内容：(1)分析两级阻容耦合放大器的工作原理，计算两级静态工作点与电路交流参数理论 值：电压放大倍数、电路输入电阻、电路输出电阻；(2)根据两级阻容耦合放大器的工作原理，设计电路，连接实验线路。调试放大电路 两级静态工作点，使电路每一级输出都不失真，测量两级静态工作点数据；(3)在电路的输入端加上输入信号，测量不同负载下的电路两级输出信号幅值；(4)设计实验方案，测量电路的输入电阻与输出电阻；(5)设计实验方案，保持输入信号幅值不变，变化输入信号频率，测量电路的上限频 率和下限频率；应用逐点法，测试电路的幅频特性；3、实验结果分析(1)总结两级阻容耦合放大电路实验结果，比拟理论值与实测值，并分析；(2)根据实验结果，记算电路的通频带宽度，绘制电路的幅频特性曲线；(3)根据实验结果，分析电路参数对电路性能指标的影响；实验5.负反应放大电路1、实验目的与要求通过实验过程掌握负反应放大电路的设计方法；掌握负反应放大器的调试方法和性 能指标测量方法；依据设计原理，设计实验方案，掌握改善电路性能的方法。2、实验主要内容本实验为验证性实验，主要完成以下内容：(1)分析负反应放大电路的工作原理，计算两级静态工作点与电路交流参数理论值： 电压放大倍数、电路输入电阻、电路输出电阻；(2)根据负反应放大电路的工作原理，设计电路，连接实验线路。调试负反应放大电 路两级静态工作点，使电路每一级输出都不失真，测量两级静态工作点数据；(3)在电路的输入端加上输入信号，测量不同负载下的电路两级输出信号幅值；(4)设计实验方案，测量电路的输入电阻与输出电阻；(5)设计实验方案，保持输入信号幅值不变，变化输入信号频率，测量电路的上限频 率和下限频率；应用逐点法，测试电路的幅频特性；3、实验结果分析(1)总结负反应放大电路实验结果，比拟理论值与实测值，并分析；(2)根据实验结果，记算电路的通频带宽度，绘制电路的幅频特性曲线；(3)根据实验结果，分析电路参数对电路性能指标的影响；实验6.集成运算放大器的基本应用1、实验目的与要求通过实验掌握集成运算放大器的“虚短”、“虚断”的概念；通过实验掌握运算放大电 路的工作原理与设计方法；掌握运算放大电路的实验测试方法，验证运算放大电路的功 能。2、实验主要内容本实验为设计性实验，主要完成以下内容：(1)分析反相输入比例运算电路、同相比例放大电路、反相输入加法运算电路、减法 运算电路、积分运算电路和微分运算电路的设计要求，设计运算电路，配置电路元件参 数，分析电路输入输出关系；(2)利用Multisim仿真软件对设计方案进行仿真与优化，制定合适的实验方案，获得输入输出波形;(3)按照实验方案在实验箱上连接实验线路，用示波器观察电路输入输出波形，验证 电路功能；3、实验结果分析(1)总结运算放大电路的实验结果，列出设计思路，写出电路的输出方程；(2)整理分析实验结果与数据，分析运算放大电路的运算功能，绘制放大电路的输入 输出电压波形；实验7. RC文氏桥正弦波振荡器1、实验目的与要求通过实验掌握RC文氏桥正弦波振荡电路的工作原理；验证RC文氏桥正弦波振荡 电路的振荡条件；掌握RC文氏桥正弦波振荡电路的串并联网络的选频特性；掌握RC 文氏桥正弦波振荡电路的参数测量方法。2、实验主要内容本实验为设计性实验，主要完成以下内容：(1)根据串并联网络的选频特性原理,配置电路元件参数;在实验箱上连接选频网络, 保持输入信号幅值，改变输入信号频率，测试选频网络幅频数据；(2)根据RC文氏桥正弦波振荡电路的工作原理，设计电路，连接线路；在外接信号 源的情况下，安排放大器参数，使放大器电压放大倍数为3；断开信号源，完成RC文 氏桥正弦波振荡电路，测量电路输出波形，信号幅值与频率；(3)改变选频网络参数值，观察选频网络参数的变化，对正弦波振荡电路输出波形， 信号幅值与频率的影响；3、实验结果分析(1)整理实验数据与实验波形，比拟实验结果与理论分析结果；总结电路各局部的元 件参数与电路结构对振荡器输出信号的影响；(2)对同一设计任务，给出多种设计方案，分析比拟各方案的优缺点；实验8.集成稳压电源1、实验目的与要求通过实验掌握集成稳压器的引脚排列，验证集成稳压器的功能；掌握整流与稳压电 路的工作原理；掌握直流稳压电源电路的设计与应用方法。2、实验主要内容本实验为验证性、设计性实验，主要完成以下内容：(1)熟悉集成稳压器的引脚排列，验证集成稳压器的功能；(2)分析直流稳压电源电路的设计原理与设计要求，设计集成输出稳压电源电路，选 择合适的电子元器件，利用Multisim仿真软件对设计方案进行仿真与优化制定合适的实 验方案，获得实验电路的仿真结果；(3)按照实验方案在实验箱上连接实验线路，测量电路输入输出电压及波形；测量稳 压电源内阻、电压稳压系数；(4)根据实验方案，设计电压提升电路，测量电压提升电路的输入输出电压及波形；3、实验结果分析(1)总结集成稳压电源电路的实验结果与实验波形，列出设计思路，写出电路元件参 数的取值依据，绘制电路输入、输出波形图；将实验结果与设计要求进行比拟并分析实 验现象；(2)分析电压提升电路工作原理，根据实验结果，比拟分析稳压管电压提升电路和二 极管电压提升电路的性能；实验9.比拟器电路1、实验目的与要求通过实验熟悉单门限比拟器、迟滞比拟器、窗口比拟器的工作原理；掌握利用运算 放大器构建单门限比拟器、迟滞比拟器、窗口比拟器的的方法；掌握应用电平检测器设 计综合电路的方法。2、实验主要内容本实验为综合性实验，主要完成以下内容：(1)依据过零比拟器、反相滞回比拟器、同相滞回比拟器的工作原理，分析设计思路, 分别设计上述电路；针对设计任务综合设计多种设计方案；依据设计技术指标确定电路 形式，选择电路元器件，绘制电路图；(2)用Multisim软件对设计方案进行仿真与优化，确定最优方案，观察并记录仿真 结果；在实验箱上安装调试设计电路，观察实验结果；3、实验结果分析(1)总结并分析设计思路，列出元器件选择依据；(2)依据实验测试结果，分析实验现象，比拟电路性能指标，确定方案是否最优，给 出改进思路；实验10.信号发生电路1、实验目的与要求通过实验掌握综合应用集成运算放大器构建非正弦信号产生电路的方法；掌握综合 电路的分析与设计、元件参数计算与优化、安装与调试的方法。2、实验主要内容本实验为综合性实验，主要完成以下内容：(1)依据非正弦信号产生电路的工作原理，分析设计思路，分别设计方波信号发生电 路、矩形波信号发生电路、三角波信号发生电路和锯齿波信号发生电路；针对设计任务 综合设计多种设计方案；依据设计技术指标确定电路形式，合理选择电路元器件，绘制 电路图；(2)用Multisim软件对设计方案进行仿真与优化，确定最优方案，观察并记录仿真 结果；在实验箱上安装调试设计电路，观察实验结果；3、实验结果分析(1)总结并分析设计思路，列出元器件选择依据；(2)依据实验测试结果，分析实验现象，比拟电路性能指标，确定方案是否最优，给 出改进思路；实验U.有源滤波器设计1、实验目的与要求通过实验掌握综合应用集成运算放大器构建RC有源滤波电路的方法；掌握综合电 路的分析与设计、元件参数计算与优化、安装与调试的方法。2、实验主要内容本实验为综合性实验，主要完成以下内容：(1)依据RC有源滤波电路的工作原理，分析设计思路，分别设计二阶低通有源滤波 器、二阶高通有源滤波器、二阶带通滤波器和带阻滤波器；针对设计任务综合设计多种 设计方案；依据设计技术指标确定电路形式，合理选择电路元器件，绘制电路图；(2)用Multisim软件对设计方案进行仿真与优化，确定最优方案，观察并记录仿真 结果；在实验箱上安装调试设计电路，观察实验结果；3、实验结果分析(1)总结并分析设计思路，列出元器件选择依据；(2)依据实验测试结果，分析实验现象，比拟电路性能指标，确定方案是否最优，给出改进思路;