《电工电子实验一》课程实验教学大纲.pdf

电工电子实验一课程实验教学大纲电工电子实验一课程实验教学大纲课程编号：课程编号：课内总学时：课内总学时：B1100011S48课程名称：课程名称：实验学时实验学时/电工电子实验（一）38上机实验学时：上机实验学时：4实验类别：通识基础实验类别：通识基础学科基础学科基础专业基础专业基础专业专业一、实验课程目的和任务性质：性质：本课程是通信工程、电子信息工程、广播电视工程、网络工程、电子科学与技术、微电子学、电磁场与无线技术等本科专业一门必修的专业基础课，它是一门理论性、工程性、技术性、实践性和实用性很强的课程。目的和任务：目的和任务：使学生学习并掌握电工电子实验技术方面的知识，通过实验，巩固和加深对电路分析理论和模拟电子技术基础理论的理解；掌握模拟电路基本单元电路的设计、装配和调测方法,培养学生良好的科技素质。本课程的教学任务是：讲授常用电工电子仪器、仪表的使用方法、基本电路参数的测量方法、模拟电路器件使用和电气制图等实验技术方面的知识；讲授模拟单元电路工程设计的基本方法和电子设计自动化（EDA）技术；通过实验，巩固和深化对电路分析理论和模拟电路理论的理解；培养学生根据电路理论设计实验电路，拟订实验方案及装配、调测，仪表使用，实验数据处理和撰写实验报告等方面的能力；引导学生逐步树立工程和技术观点；提高学生应用理论知识和实验经验分析问题和解决问题的能力；培养严谨细致、勇于克服困难和开拓创新等方面的科技素质。二、实验内容、学时分配及基本要求本课程内容由课堂教学和实验实践教学两部分组成，其中：课堂教学内容10 学时、实验实践教学内容 38 学时。（一）课堂教学内容（一）课堂教学内容1电工电子实验概述（2 学时）知识点一：课程简介知识点二：实验箱介绍知识点三：万用表使用教学基本要求：介绍电工电子实验课的性质、目的、任务，总体安排，本学期安排，成绩评定和学习要求。介绍电工电子综合实验箱布局和使用。学习万用表使用方法。2EDA 软件及应用（2 学时）知识点一：EDA 仿真软件介绍知识点二：电路分析基础实验的仿真方法知识点三：模拟电路实验的仿真方法教学基本要求：讲解 EDAEDA 仿真软件的功能和使用方法，并举例说明电路分析基础实验和模拟电路实验的仿真方法。3常用电工电子仪表的使用方法（2 学时）1知识点一：台式万用表的使用介绍。知识点二：函数信号发生器使用介绍。知识点三：数字示波器使用介绍。教学基本要求：结合周期信号的相关参数（电压峰值、有效值、平均值、周期、频率、占空比、直流偏置等）介绍使用相关仪器的操作使用方法。4模拟电路设计、调测方法（4 学时）知识点一：结合晶体管单级放大器介绍模拟电路的设计与调测方法知识点二：模拟电子元器件的测量知识点三：模拟实验电路的装配知识点四：集成运算放大器信号运算电路的设计与调测方法知识点五：集成运算放大器信号产生电路的设计与调测方法知识点六：交流电压幅度判别电路的设计原理与调测方法教学基本要求：介绍二极管、三极管的测量方法和分立器件装配方法和要求。介绍晶体管单级放大器电路的设计、静态工作点的调整、测量Au、Ri、RO、fh、fl等参数的方法；介绍运算放大器的线性应用及信号运算电路的设计、电路的安装与调测方法；介绍运算放大器的非线性应用及信号产生电路的设计、安装与调测方法；介绍交流电压幅度判别电路的设计原理与调测方法。（二）（二）、实验实践（、实验实践（3838 学时）学时）每序号实验项目名称学时实验内容及要求开出组数组人数内容：给定电路的连接、直流电位、电位差和电流测量。要求：加深理解直流电位、电位差和电流的概念；验证 KVL，KCL；掌握万基 尔 霍 夫用表的基本测量方法。2内容：给定电路的连接、直流电位、电位差和电流测量。要求：加深对电流、电压参考方向的理解；加深对叠加定理的内容和适用范围的理解。验证叠加定理，掌握万用表的基本测量方法。掌握万用表等效电阻对被测电路的影响及其分析方法。代 维 宁 定内容：学习线性有源二端网络等效电路参数的测量方法，学习自拟实验方案，正确选用元件、仪器。要求：掌握实验设计的一般方法与2实验选必类型做做备注1定 律 和 叠加 定 理 的验证2881验证上机2理 与 诺 顿定理32881验证步骤。比较各种测量方法所适用的情况；分析各种方法的误差大小及其产生的原因。线 性 和 非内容：测量线性和非线性电阻的伏安特2性。要求：巩固万用表的使用方法。内容：测量高通、低通的截止频率；带网 络 的 幅通、带阻的中心频率等。2要求：了解各类基本传输网络的固有特征及运用价值；掌握虚拟波特图仪的使用方法。内容：学习用示波器和信号发生器研究一 阶 电 路一阶电路暂态响应的方法。3要求：学习从不同的电路响应波形上测量时间常数 的方法；能正确区分响应波形中的零输入响应和零状态响应。内容：用电平测量方法测量带阻电路的传输特性。了解 RC 双 T 电路的幅频、3相频特性；要求：了解电平的基本概念，掌握交流毫伏表电平档的测量方法。内容：研究 RLC 串联谐振电路。串 联 谐 振电路要求：掌握 RLC 串联谐振电路的幅频、相频特性的测量方法；加深理解品质因数 Q 与电路其它参量的关系。内容：学习单相交流电路的电流、电压、功率的测量方法。2要求：掌握用交流电流表，交流电压表、功率表、单相调压器测量元件的交流等效参数的方法内容：测量互感线圈和铁芯变压器的相变 压 器 和关参数。2要求：掌握互感线圈自感和互感的测量及计算方法；掌握判断铁芯变压器同名端的基本方法。晶 体 管 单设计28812881验证验证2881288128812881验证4线 性 电 阻伏安特性仿真验证5频、相频特性上机6的 阶 跃 响应验证7RC 双 T 电路验证二选一832881工 频 交 流9参 数 的 测定二选一10互 感 线 圈参数测量验证11级 放 大 电路4见附录 128813场 效 应 管内容：场效应管单级放大器的安装与调4测。要求：掌握场效应管单级放大器的调试方法及指标参数的测试方法。内容：差动放大器的安装与调测。要求：学会差动放大器静态参数的测量方法；掌握差动放大器动态参数(差模放大倍数 Aud，共模放大倍数 Auc，共模抑制比 KCMR)的测试方法；2881验证12单 级 放 大电路二选一13差 动 放 大器42881验证运 算 放 大14器 的 线 性应用运 算 放 大4见附录 22881设计15器 的 非 线性应用交 流 信 号4见附录 32881设计16幅 度 判 别电 路 的 设计5见附录 42881综合三、考核及实验报告（一）考核（一）考核考试类型为考试，根据学校有关规定，学生必须完成实验数量的三分之二才能取得考试资格。按优秀、良好、中等、及格、不及格五等评定总评成绩。总评成绩由平时成绩和考试成绩综合构成，各占50%。平时成绩依据预习报告、操作能力和实验报告综合评定。考试内容包括设计、实现、问答等部分。（二）实验报告（二）实验报告实验报告的内容：实验报告由实验预习报告和实验报告两部分组成。每次实验前完成本次实验的预习报告，预习报告应含实验电路、测试方案、测试数据表和预期值。指导教师在实验前当堂检查预习报告并评分后发还学生。无预习报告，不得做实验。每次实验后完成的实验报告应含实验目的、实验任务、电路设计过程（设计性实验）、实验电路、实验仪表、实验步骤或实验过程、实验结果、数据分析和小结。实验报告的要求：实验报告要求书写规范、文字简练、语句通顺、图表清晰。实验报告以加装封面的活页纸文本形式递交。每次实验时递交上次实验的实验报告，指导教师在下次实验时发还经批阅的实验报告。四、主要仪器设备4硬件：硬件：万用表、台式万用表、直流稳压电源、函数信号发生器、数字双踪示波器、台式计算机。软件：软件：Multisim 或 Proteus 仿真软件五、教材及参考书教材教材1常春耘.顾艳丽.王正元.孙科学.电工电子实验技术(上册).北京：人民邮电出版社，2014参考书参考书1 康华光.电子技术基础（模拟部分）（第五版）.北京:高等教育出版社，20062 高吉祥.电子技术基础实验与课程设计.（第三版）北京:电子工业出版社，20113 彭端.电工与电子技术实验教程.武汉：武汉大学出版社，2011六、说明学习本课程前应先修（或同修）电路分析课程和模拟电子技术。为了与电路分析和模拟电子技术理论课配合，本课程应滞后理论课68 周开课，从第三学期的第79 周开始，学期末结束。考虑到要与两门理论课的进度配合，在教学过程中允许调整实验项目的顺序。本课程与电工电子实验（二）是前后贯通，密切相关且不可缺一的两门实验课程，不允许只学习其中一门。执笔人：常春耘审核人：薛梅实验院长：郭宇锋注：1.执笔人：一个教师原则上不能承担超过 3 门课程实验大纲的编写，编写后应提交本专业教学小组或学院教学指导委员会讨论通过。编写时要充分考虑实验设备更新、实验内容的更新。2.审核人：应为副教授（含）以上职称，一般为专业负责人或系主任。编写完成时间：编写完成时间：2016.10.102016.10.105附录附录 1 1晶体管单级放大器的设计设计性实验教学大纲（一）晶体管单级放大器的设计设计性实验教学大纲（一）一、实验目的1.掌握晶体管单级放大器电路的设计方法。2.学会晶体管单级放大器电路的调测方法。二、设计内容设计一个晶体管单级放大器，技术指标要求如下：1、电路指标1）电压放大倍数 Au40.2）输入电阻 Ri1K.3）输出电阻 Ro=2.7K.4）负载阻抗 RL=2.7K5）输出信号峰峰值 Uopp2V。6）幅频特性 fL300Hz,fH50kHz7）非线性失真10%8）各项指标允许误差10%9）电源电压为 12V。10）设计时晶体管=100三、实验要求1实验前完成电路设计。2用仿真软件对所设计的电路进行仿真测试，如果电路指标不满足设计要求，需要将参数进行适当调整，使电路指标满足设计要求。3在实验室硬件实现电路并调测。四、实验报告1课题的设计指标。2单元电路的设计过程。3电路图。4单元电路的调测。5测试数据及分析。6设计小结。五、思考题 1、分别增大或减小 Rb1、Rb2、RL、RE 和电源电压，对放大器的静态工作点及性能指标的影响？2、测量放大器性能指标Au、Ri、RO、能否用数字万用表测量？附录附录 2 2运算放大器的线性应用设计性实验教学大纲（二）运算放大器的线性应用设计性实验教学大纲（二）一、实验目的1.掌握运算放大器基本线性电路的设计方法。2.通过实验加深对运算放大器线性电路工作原理的理解。63.掌握用 EDA 软件对运算放大器线性应用电路进行仿真和分析的方法。4.学会运算放大器线性电路的调测方法。二、设计内容1运用运算放大器设计一个同相比例放大电路要求：放大倍数 Au=5、输出电压动态范围UOPP10V。2、运用运算放大器设计一个反相比例放大电路要求：放大倍数 Au=10、输入阻抗 Ri=1k、输出电压动态范围UOPP10V。3、运用运算放大器设计一个反相加法电路要求：运算关系 UO=（5Ui1+2 Ui2）、输入阻抗 Ri15k，Ri25k、输出电压动态范围 UOPP10V。三、实验要求1实验前完成电路设计。2当输入分别为正、负直流电压和正弦交流电压及其组合时，用仿真软件得到仿真结果。3在实验室硬件实现电路并调测。四、实验报告1课题的设计指标。2单元电路的设计过程。3电路图。4单元电路的调测。5测试数据及分析。6设计小结。五、思考题1.可利用二极管的单向导电特性防止运放工作电压极性反接而烧毁器件，请画出电路图并简要说明原理。2.运算放大器线性运用的动态范围主要取决于哪些参数？附录附录 3 3运算放大器的非线性应用设计性实验教学大纲（三）运算放大器的非线性应用设计性实验教学大纲（三）一、实验目的1.掌握运算放大器非线性电路的设计方法。2.通过实验加深对运算放大器非线性电路工作原理的理解。3.掌握用 EDA 软件对运算放大器非线性应用电路进行仿真和分析的方法。4.学会运算放大器非线性电路的调测方法。二、设计内容1运用运算放大器设计一个方波发生器要求：输出信号频率 f=1000Hz、输出信号电压幅度UOPP大于 6V、负载阻抗 RL=10k。2运用运算放大器设计一个文氏桥正弦波振荡电路要求：输出信号频率 f=1.5kHz、输出信号电压幅度UOPP2V、负载阻抗 RL=10k。7三、实验要求1实验前完成电路设计。2用仿真软件得到仿真结果。3在实验室硬件实现电路并调测。四、实验报告1课题的设计指标。2单元电路的设计过程。3电路图。4单元电路的调测。5测试数据及分析。6设计小结。五、思考题1文氏桥正弦波振荡电路的最大特点是什么。2.本实验中如果方波发生器的输出幅度正负不对称或占空比不是50%，试分析原因。附录附录 4 4交流信号幅度判别电路的设计综合型实验教学大纲交流信号幅度判别电路的设计综合型实验教学大纲一、实验目的1.掌握精密整流电路的设计方法。2.掌握电压比较器电路的设计方法。3.通过实验加深对运算放大器应用电路工作原理的理解。4.掌握用 EDA 软件对运算放大器应用电路进行仿真和分析的方法。5.学会含有多个运算放大器的电路的调测方法。二、实验内容设计一个交流电压幅度判别指示电路，输入信号是频率为1KHz 的正弦信号。设计要求：当电路输入信号幅度Ui0.5V 时，红色指示灯灭，绿色指示灯灭，当电路输入信号幅度 0.5Ui1V 时，红色指示灯亮，绿色指示灯灭，当电路输入信号幅度 Ui1V 时，红色指示灯亮，绿色指示灯亮。三、实验要求1实验前完成电路设计。2用仿真软件得到仿真结果。3在实验室硬件调测并实现电路。四、实验报告1课题的设计指标。2单元电路的设计过程。3电路图。4单元电路的调测。5测试数据及分析。86设计小结。五、思考题1还有哪些设计方案可以满足本次实验设计指标要求？试画出电路图，并用仿真软件进行仿真。9