為了積極推進(jìn)新工科建設(shè)下的基礎(chǔ)教學(xué)改革,按照教育部《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》對模擬電子技術(shù)理論教學(xué)的基本要求,結(jié)合自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程、軌道交通信號與控制、材料工程專業(yè)對模擬電子技術(shù)的課程要求,聯(lián)合業(yè)內(nèi)具有豐富模擬電子技術(shù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐應(yīng)用能力的教師,專門編寫了本書。
本書詳細(xì)介紹了模擬電子技術(shù)的基礎(chǔ)理論、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及虛擬仿真,使學(xué)生在仿真的同時,加深對模擬電子技術(shù)基本理論的理解和驗(yàn)證。虛擬仿真也更直觀地顯示出模擬電路的特性,加強(qiáng)了對學(xué)生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)以及實(shí)踐能力的提高。主要內(nèi)容包括:半導(dǎo)體二極管與直流穩(wěn)壓電源、晶體管與放大電路、集成運(yùn)算放大電路及其應(yīng)用、放大電路中的反饋、波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換、功率放大電路、模擬電子技術(shù)應(yīng)用實(shí)例、模擬電子電路及系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。書中的基礎(chǔ)理論部分每章附有小結(jié)和習(xí)題,涉及的仿真實(shí)驗(yàn)在Proteus環(huán)境下運(yùn)行。每個實(shí)驗(yàn)給出一個完整的實(shí)驗(yàn)要求和設(shè)計(jì)過程,學(xué)生可以按照書中所講述的內(nèi)容操作,以便順利完成仿真任務(wù),加深對理論知識的掌握和應(yīng)用。
本書主要特色如下:
1.系統(tǒng)性
全書各章按照知識點(diǎn)編排,既相互獨(dú)立,又互相聯(lián)系,有利于模擬電子技術(shù)理論教學(xué)的組織和學(xué)生后期工程實(shí)踐能力的訓(xùn)練。本書具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性,其內(nèi)容除了必須掌握的基礎(chǔ)理論之外,還包括常用的模擬電子電路應(yīng)用與分析、模擬電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及基于Proteus的模擬電子技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)。由理論到仿真、由仿真到實(shí)踐,實(shí)踐內(nèi)容由淺入深,使學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握本課程理論知識和實(shí)踐的全過程。
2.軟硬結(jié)合,注重能力培養(yǎng)
利用Proteus仿真軟件,通過對模擬電子技術(shù)主要電路的仿真分析實(shí)例,讓學(xué)生學(xué)會仿真軟件的使用,可以加深對模擬電子技術(shù)原理、信號傳輸、元器件參數(shù)對電子電路性能影響的了解?梢允箤W(xué)生較快地通過仿真實(shí)驗(yàn)理解電路理論,節(jié)省時間,不受實(shí)驗(yàn)設(shè)備、場地的限制。在利用軟件對電路進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)時,進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)操作和硬件安裝、調(diào)試,讓學(xué)生感受工程應(yīng)用的特點(diǎn),積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
3.實(shí)用性
注重理論與實(shí)際的結(jié)合,增加工程實(shí)際應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。本書具有較強(qiáng)的實(shí)用性,在內(nèi)容選取上充分考慮到學(xué)生的實(shí)際水平和教學(xué)需要。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,既有方法的指導(dǎo),又有詳盡的設(shè)計(jì)、調(diào)試和參數(shù)測定過程,對學(xué)生具有較強(qiáng)的指導(dǎo)作用。
模擬電子技術(shù)課程的特點(diǎn)如下:
模擬電子技術(shù)是入門性的技術(shù)基礎(chǔ)課。學(xué)習(xí)的目的是初步掌握模擬電子電路的基本理論、基本知識和基本技能。本課程與物理、數(shù)學(xué)等有明顯的差別,主要表現(xiàn)在它的工程性和實(shí)踐性上。
1.工程性
(1)實(shí)際工程需要證明其可行性。模擬電子電路的定性分析就是對電路是否滿足功能和性能要求的可行性分析。
(2)實(shí)際工程在滿足基本性能的要求下允許存在一定的誤差。在模擬電子電路的定量分析中允許存在一定的誤差。
(3)近似分析要合理,估算就是近似分析。
(4)估算不同的參數(shù)需要采用不同的模型。
2.實(shí)踐性
實(shí)用的模擬電子電路都要通過調(diào)試才能達(dá)到預(yù)期的指標(biāo)。電子儀器的使用方法、模擬電路的測試方法、故障的判斷和排除方法、元器件參數(shù)對電路性能的影響、對所要測試電路原理的理解、電路的仿真方法等都是要認(rèn)真學(xué)習(xí)的知識。
模擬電子技術(shù)的學(xué)習(xí)要點(diǎn)如下:
(1)電路分析與計(jì)算是模擬電子電路分析的基礎(chǔ)。模擬電子電路的分析與計(jì)算大部分情況下是線性電路的分析與計(jì)算,因此線性電路的分析方法完全適合于模擬電子電路的分析。在模擬電子電路的分析中,例如靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算、動態(tài)技術(shù)指標(biāo)(放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等)的計(jì)算,都建立在電路的基本定律的基礎(chǔ)之上。
(2)重點(diǎn)掌握基本概念、基本電路、基本分析方法。模擬電子電路是電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,為后續(xù)的數(shù)字電路、電力電子技術(shù)、單片機(jī)原理及接口技術(shù)、PLD及EDA技術(shù)等課程提供學(xué)習(xí)平臺,具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性,要求以工程實(shí)踐的觀點(diǎn)處理模擬電子電路中的一些問題。
(3)學(xué)會全面、辯證地分析模擬電子電路中的問題。
(4)注重實(shí)踐。做好模擬電子電路的每個實(shí)驗(yàn),結(jié)合基本理論,進(jìn)一步加深理解,培養(yǎng)模擬電子電路實(shí)際操作能力;多做練習(xí)題,提高對基本電路、基本分析方法、基本理論的理解;有條件的學(xué)生可以在課余時間學(xué)習(xí)制作一些實(shí)用的電子電路或者參與大學(xué)生電子競賽項(xiàng)目,學(xué)習(xí)使用示波器觀察電路的有關(guān)波形、聽聽聲音的變化,測試電路的電壓、電流等,這樣可以提高自己對電子電路的學(xué)習(xí)興趣,也可以提高自己的實(shí)際操作水平。
本書由上海工程技術(shù)大學(xué)電子電氣工程學(xué)院張振華、李洪芹主編。參與本書編寫、仿真調(diào)試工作的還有鄒睿、劉海珊、田瑾。本書的順利出版,要感謝學(xué)校各位領(lǐng)導(dǎo)和老師的大力支持和幫助,同時也要感謝同行、專家的幫助和指正。
由于編者能力和水平有限,書中難免存在疏漏之處,懇請廣大讀者批評指正,以便本書不斷完善。
編者
2020年10月