▍课程概述
|
电路分析与电子线路是电子信息工程大类专业的一门学科基础课程,是信号获取、信号传输、信号放大等处理所需技术手段的入门课程。课程以电子元器件-基本电子线路分析方法-电子线路体统设计应用为主线,通过课程学习,掌握电子电路基本特性及原理,电子电路基本分析方法,典型基本电子电路分析及应用,建立初步电路综合应用设计能力,为后续课程学习奠定基础。
|
|
|
|
▍证书要求
|
因学校MOOC平台的单元测试和课程作业等平台还不是很稳定,因此,暂时不认定课程学习,仅作为同学们的辅助学习资料使用。
|
|
|
|
▍授课大纲
|
第 1 章 基本元器件及器件模型(建议讲授 10 学时+2 学时讨论)
A 本部分要解决的问题
掌握电路元件和元件模型,掌握元件约束,理解分布参数和集总参数关系,理解场到路的简化。
B 学生需自学的内容和准备
复习麦克斯韦方程,了解实际器件,了解电路电子学相关历史(包括著名科学家、重大历史事
件等)。
C 要讨论解决的知识点
1、集总假设
理解集总假设条件,理解电压、电流、功率定义
2、线性元件及模型
理解 R、L、C 模型,了解实际元件
3、非线性元件及模型
理解二极管、N 沟道增强型 MOSFET(及 BJT)、集成运放模型,了解实际元件
4、源
理解独立源,理解受控源(非线性电阻)
5、信号表示
理解时域信号(直流、交流),了解周期信号的傅里叶级数展开,掌握正弦信号参数
D 工程案例
掌握电路基本仿真分析、测试工具
第 2 章 电阻网络(建议讲授 8 学时+2 学时讨论)
A 本部分要解决的问题
掌握拓扑约束,掌握电阻电路基本分析方法。
B 学生需自学的内容和准备
自学工程数学软件 Matlab 的使用,电路设计软件 Multisim 的使用,仪表设备(包括万用表,
示波器,函数发生器等)的使用
C 要讨论解决的知识点
6、拓扑约束
理解电路图中的术语,掌握 KVL、KCL 定律
7、电路方程
掌握 2B 分析法,掌握能量守恒定理
8、等效变换
掌握串并联等效
D 工程案例
掌握电路基本测试工具
第 3 章 网络定理(建议讲授 8 学时+2 学时讨论)
A 本部分要解决的问题
掌握拓扑约束,掌握电阻电路基本分析方法。
B 学生需自学的内容和准备
自学 Matlab 线性方程求解(线性代数法、矩阵法),自学网孔方程、节点方程的矩阵形式,
自学 Multisim 仿真电阻电路。
C 要讨论解决的知识点
9、网孔分析法(用 2b 法中的同一电路举例)
理解网孔电流,掌握网孔分析法,理解含独立电流源,受控源的网孔分析,了解超级网孔法
10、节点分析法(用 2b 法中的同一电路举例)
理解节点电压,掌握节点分析法,理解含独立电压源,受控源的节点分析,了解超级节点法
11、叠加定理(用 2b 法中的同一电路举例)
掌握独立电源电路和受控源电路叠加规则及应用
12、戴维南和诺顿定理(用 2b 法中的同一电路举例)
掌握戴维南等效方法和应用,理解诺顿定理,了解电桥电路
13、最大功率传输
掌握最大功率传输条件和结论
D 工程案例
电路求解仿真程序实现
第 4 章 非线性电阻电路基本分析方法(建议讲授 3 学时+1 学时讨论)
A 本部分要解决的问题
掌握非线性电阻电路基本分析方法。
B 学生需自学的内容和准备
自学泰勒级数展开,自学线性电源电路(变压,整流部分)
C 要讨论解决的知识点
14、直接分析法(以二极管电路为例)
理解解析法
15、图解法
理解大信号,理解负载线
16、分段线性
理解分段线性,理解边界条件,(举例:二极管整流电路、晶体管开关电路、比较器电路)
17、增量分析
理解小信号,理解泰勒级数展开,理解小信号增量模型(举例:负电阻)
D 工程案例
直流电源电路
第 5 章 放大电路基本概念及分析(建议讲授 14 学时+4 学时讨论)
A 本部分要解决的问题
掌握放大电路基本分析方法。
B 学生需自学的内容和准备
自学单管放大器的其它组态,自学功放
C 要讨论解决的知识点
18、放大器基本概念
理解放大器基本构成,理解放大器主要参数
19、MOSFET 放大器大信号分析
以 CS 电路为例,掌握输入输出关系,有效输入、输出范围,工作点选择,(举例:跟随器,
BJT CE 电路)
20、MOSFET 放大器小信号分析
以 CS 电路为例,掌握动态参数,理解工作点选择(举例:跟随器,BJT CE 电路),了解放
大电路的级联
21、集成运放放大器
掌握集成运放分析基本方法,了解负反馈,理解同相放大器和反相放大器,加减法电路
D 工程案例
音频放大器
第 6 章 动态电路及瞬态分析(建议讲授 10 学时+2 学时讨论)
A 本部分要解决的问题
掌握含储能元件构成电路的特点及时域瞬态分析方法,特别是一阶,二阶电路的时域分析。
B 学生需自学的内容和准备
自学状态方程的 Matlab 求解,自学开关电源
C 要讨论解决的知识点
22、状态和状态变量
掌握状态变量,了解状态方程的求解
23、一阶电路
理解一阶 RC、RL 微分方程的建立和求解,理解特解、通解以及全解,理解不同激励(阶跃、
单脉冲、方波、正弦)下的输出全响应,理解直流激励下的直观解法(三要素法),(举例:二极
管峰值检波器,二极管钳位电路,运放积分器和微分器(波形变换),E-MOS 延迟开关,Buck 电
路)
24、二阶电路
理解欠阻尼,临界阻尼、过阻尼,(举例:Boost 电路)
D 工程案例
延时报警电路
第 7 章 电路频率特性(建议讲授 12 学时+2 学时讨论)
A 本部分要解决的问题
掌握电路稳态分析方法及电路频率响应特性。
B 学生需自学的内容和准备
自学傅里叶变换,自学拉普拉斯变换,自学滤波器的设计
C 要讨论解决的知识点
25、拉普拉斯变换与复指数激励
了解拉普拉斯变换,理解正弦稳态,掌握复指数激励分析
26、基本元件的阻抗关系
掌握正弦稳态响应的分析方法,理解求解阻抗方法
27、电路的频率响应
掌握波特图和传递函数,理解滤波器概念及设计,理解时域与频域分析方法并进行比较,(举
例:级间耦合放大器,示波器探头频率补偿)
28、电路的谐振
掌握串,并联RLC谐振电路及其频率响应,理解二阶系统表征参数,理解滤波器谐振特点。(举 例:选频放大,RC振荡器)
D 工程案例
数字音频选频回放
(二)自学内容和要求
本课程主要是自主学习,内容覆盖范围宽。
(三)实践性教学环节和要求
1、建议学生练习电路仿真软件进行简单电路辅助分析,可计入平时成绩。
2、学生需完成课程设计并给出设计报告,锻炼学生利用仿真等方法设计分析电路的能力,鼓
励学生完成实际电路制作和测试。
3、完成创新工程设计,分 3 个层次要求,基本要求是所有参与学生必须完成,大部分学生完
成提高层次设计,对部分有兴趣同学完成综合挑战设计题目。
|
|
|
|
▍参考资料
|
(一)教材: ● Foundations of Analog and Digital Electronic Circuits(模拟和数字电子线路基础),Anant Agarwal and Jeffrey H. Lang,Morgan Kaufmann Publishers,2005
(二)参考资料: ● 华成英,童诗白,《模拟电子技术基础》第四版,高等教育出版社.,2006 ● 钟洪声,电子设计基础,高等教育出版社,2016
|
|
|
|
|
|
▍开课信息
|
第2次开课
|
开课范围 |
面向校内 spoc |
本次课程
已结束
|
开课:2021年03月01日 00:00:00 |
结束:2021年06月20日 00:00:00 |
|
|
|
|
▍课程信息
|
课程时长:
|
80学时
|
课程负载:
|
视频和PPT
|
内容类型:
|
视频,文档,讨论
|
课程分类:
|
工程技术
|
|
|
|
▍选课学生
|
学期 | 学期类别 | 选课人数 |
第2次开课
|
面向校内
|
101
|
第一次开课
|
面向校内
|
500
|
|
|
|