《现代电子电路设计》教学大纲.docx

现代曲子电路设计课程教学大纲一、课程的基本信息适应对象：电子信息工程课程代码：22E01126学时分配：32=22理论22+10实验赋予学分：2先修课程：电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理与接口技术后续课程：嵌入式应用系统设计、工程实训、毕业设计、二'课程性质与任务本课程是面向电子信息工程专业本科学生开设的一门专业选修课，具有很强的理论性、 实践性和工程性。其任务是使学生掌握基于运算放大器的电路设计原理与方法，并基于 PSpice进行设计验证，为将来开展毕业设计以及从事电子电路设计工作打下坚实的基础。三、教学目的与要求通过本课程的教学，使学生系统掌握以运算放大器为基础，以信号链设计为重点，以系 统方法论为指导的基于运算放大器的电路设计方法，充分培养学生将电子技术理论与实际应 用相结合的学习能力和解决实际工程问题的能力。通过本课程教学，要求学生：L掌握运算放大器在信号链路中的作用和地位；2.掌握 运算放大器在信号链中各单元电路设计原理与方法；3.学会运用系统观分析和解决电子电 路设计问题。四、教学内容与安排(-)课时分配根据本课程的教学内容，分为7个教学章节，各章节的教学时数如下表所示。章节学时分配小计 (学时)课内学时课外学时讲授讨论实践1.运算放大器基础222.单电源供电运放电 路设计4373.电压反应放大器和 电流反应放大器比拟424.有源滤波器4375.运算放大器关键指22标分析6.放大器的稳定性理 论487.运放与传感器和ADC接口设计22其他4合计221032(-)理论教学内容第1章运算放大器基础【教学内容】基本电路定理；基本运放电路分析；运放电路中的反应；运放的供电。【教学重点与难点】教学重点：基本运放电路分析；运放电路中的反应。教学难点：运放电路中的反应。【基本要求】 熟练掌握欧姆定律、分压器规那么、叠加定理； 掌握基本运放电路结构与分析方法； 理解非理想运放电路误差的分析方法； 掌握运放电路中负反应的分析，了解环路增益等概念； 掌握供电电源对信号动态输出范围的影响。【培养能力】掌握电路基本定理与基本运放电路的分析能力。第2章 单电源供电运放电路设计【教学内容】双电源与单电源供电区别；单电源供电运放电路模型建立；四种单电源供电运放电路设 计；其他情形运放电路设计。【教学重点与难点】教学重点：单电源供电运放直流工作点；四种单电源供电运放电路的设计。教学难点：单电源供电运放直流工作点。【基本要求】 理解单电源供电运放电路的直流工作点作用； 掌握单电源供电运放电路模型的推导； 掌握四种单电源供电运放电路设计方法； 掌握任意增益与偏移量的运放电路设计。【培养能力】掌握单电源供电运放电路的设计能力。第3章 电压反应放大器和电流反应放大器比拟【教学内容】高速放大器关键技术指标；电压反应和电流反应区别；电流反应放大器的分析方法；电 流反应放大器与电压反应放大器传递函数比拟；电流反应放大器与电压反应放大器性能比拟; 电压反应和电流反应放大器选用原那么。【教学重点与难点】教学重点：电流反应放大器分析方法；电流反应放大器与电压反应放大器性能比拟。教学难点：电流反应放大器分析方法。【基本要求】 理解高速放大器关键技术指标； 理解电压反应和电流反应放大器模型； 掌握电流反应放大器的分析方法； 掌握电压反应和电流反应放大器的传递函数表示方法； 掌握电压反应和电流反应放大器在带宽、增益、压摆率和反应电阻取值方面的区别； 掌握电压反应和电流反应放大器的选用原那么。【培养能力】高速放大器的分析设计能力。第4章有源滤波器【教学内容】低通滤波器基础；低通滤波器的设计；高通滤波器的设计；带通滤波器的 设计；带阻滤波器的设计；其他滤波器的设计；有源滤波器的快速设计方法。【教学重点与难点】教学重点：低通滤波器基础；低通滤波器的设计；有源滤波器的快速设计。教学难点：滤波器的传递函数设计法。【基本要求】 会求取滤波器的传递函数，能根据传递函数说明滤波器的特性； 掌握不同的滤波器原型及其特性； 掌握有源滤波器的传递函数设计法；掌握有源滤波器的快速设计方法；掌握有源滤波器的PSpice设计工具。【培养能力】有源滤波器的分析与设计能力。第5章运算放大器关键指标分析【教学内容】运算放大器输入端和输出端的直流指标的概念、意义以及对电路性能的影响；运算放大 器的交流参数指标分析。【教学重点与难点】教学重点：输入失调电压、电流；最大输出电压摆幅；带宽指标；压摆率。教学难点：压摆率；总谐波失真加噪声。【基本要求】掌握放大器输入和输出的相关直流指标概念及其对电路性能的影响，如输入偏置电流、 输入失调电流、输入失调电压、最大输出摆幅等；掌握放大器的交流参数指标的概念及对电路性能的影响，如增益带宽积、压摆率、建立时间、总谐波失真加噪声等； 掌握放大器的其他指标及对电路性能的影响，如共模抑制比、电源噪声抑制比等。【培养能力】根据给定设计技术指标分析、选择运算放大器的能力，同时了解运算指标对电路性能的 影响。第6章 放大器的稳定性理论【教学内容】运算放大器稳定性分析；波特图分析运放电路稳定性方法；PSpice工具分析运放电路 稳定性方法；频率补偿方法。【教学重点与难点】教学重点：波特图分析运放电路稳定性方法。教学难点：频率补偿方法。【基本要求】 掌握负反应运算放大器电路稳定性分析方法； 熟练掌握反应放大器电路稳定性的波特图分析法； 掌握应用PSpice/SPICE判断运放稳定性方法； 掌握频率补偿方法。【培养能力】运算放大器电路稳定性分析能力，补偿设计能力。第7章 运放与传感器和ADC接口设计【教学内容】运算放大器在信号链中的位置与作用；电子电路的系统设计方法；【教学重点与难点】教学重点：运放与传感器的接口；运放与ADC的接口。教学难点：运放与传感器接口。【基本内容】 掌握根据传感器和ADC技术指标选择运算放大器； 掌握电子电路的系统设计方法。【培养能力】运算放大器在电子系统中应用设计能力。（三）实验教学内容以下共列出4个实验工程，其中实验1、2必做，实验3、4任选其一。实验1单电源供电运放电路设计（3课时）【实验任务】根据给定技术指标设计、制作一个单电源运放电路，实现信号的放大。【实验要求】 根据给定技术指标选择单电源供电运放电路模型； 进行相关电阻参数的计算，同时需要考虑、电路的仿真验证、电路的制作与测试。实验2有源滤波器设计（3课时）【实验任务】根据给定技术指标设计一个有源滤波器，并进行仿真验证与制作和测试。【实验要求】 根据选定滤波器指标选择滤波器原型，在此基础上采用传递函数法计算电阻、电容等 器件参数，然后进行电路仿真、制作与测试； 采用滤波器快速设计法完成上述滤波器设计，并和传递函数法进行比拟实验结果。实验3交流到直流变换器设计（4课时）【实验任务】设计一个交流到直流变换器，实现将输入的交流信号转换为直流信号。【实验要求】 掌握全波整流电路、低通滤波器的设计以及它们的结合方法； 完成该电路的仿真、制作与测试。实验4信号发生器设计（4课时）【实验任务】根据给定要求，产生多种信号波形（正弦波、三角波等）【实验要求】 掌握振荡器原理与波形变换电路设计方法； 能根据给定波形的技术指标计算相关器件参数；五' 教学设备和设施多媒体教学，辅以实验教学。电子技术实验台，包括直流稳压电源、万用表、函数发生器、示波器、面包板以及必要 的电子元器件。六' 课程考核与评估采用期末学期论文形式。学期论文成绩占总成绩的50%,实验成绩占总成绩的30%,平 时成绩占总成绩的20%o七、附录1 .必备教材1 .美美nice Carter著,孙宗晓 译.运放放大器权威指南（第4版）,北京：人民邮电出 版社，2014.62 .参考资料 .美Sergio Franco著，刘树棠，朱茂林，荣玫译.基于运算放大器和模拟集成电路的 电路设计（第3版），西安：西安交通大学出版社，2009.221.德州仪器半导体技术（上海）大学计划.德州仪器高性能模拟器件高校应用 指南一一信号链与电源，2014.33 .杨建国著.你好，放大器（初识篇），北京：科学出版社，2015.94 .日远坂俊昭著，彭军 译.测量电子电路设计（模拟篇），北京：科学出版社，2006.6