电子电路基础教案.docx
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电子电路基础教案
电子电路基础教案
教案用纸页
第三章第1节学电子电
路基础科课题?
3-1反馈的基本概念
授课时数2累计时间20…
…
…授课日期10.12授课班级技电子081…
…
…
…理解反馈的基本概念;…教学目的装能正确判断电路中是否引入反馈及所引入反馈的类…与要求型;…
…
…
…
…
…
…教学重点订正确判断电路中是否引入反馈及所引入反馈的类型…和难点…
…
…
…
…
…授课方法讲授…
线
…
…
…教具投影仪、PPT…
…
…
…
…
执行后摘记
教案用纸页
5分钟【复习提问】
1、集成运放有哪几部分组成,
2、集成运放的电压传输特性,师生互动
…
…【导入新课】…5分钟…通过前面的学习,我们已经注意到基本放大器本身存在有…许多问题和不完善的地方,如:
…
…
(1)器件本身性能易受环境温度,电源电压波动的影响;…
装
(2)增益会在各种因素的影响下发生变化;…
…(3)输出波形容易产生失真等等。
…
…这些都会影响放大电路的性能稳定和使用效果。
所以,要……研究解决问题的对策。
这就是负反馈技术。
目前的实用电路中……无不包含负反馈技术。
今天开始我们学习的就是专门研究放大订…电路中的反馈问题,而且主要研究对交流信号起反馈使用的交……流负反馈电路。
…
……
【讲授新课】……?
3-1反馈的基本概念线15分钟…一、什么是反馈……反馈的概念:
将输出信号送回输入端,并对输出入信号产……生影响的过程。
…
…举例:
分压式偏置放大器工作原理回顾…
反馈放大器的概念:
引入反馈的放大器,其由基本放大器
和反馈电路构成。
反馈放大器框图:
P64图3-1分析图解分析
反馈放大器的特征:
存在反馈元件
判断反馈的方法:
寻找反馈元件
P65图3-2判断电路有无反馈分析
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二、正反馈与负反馈20分钟
正反馈的概念:
反馈到输入端的信号与原输入信号相互作
用的结果,使有效的净输入信号增加。
负反馈的概念:
反馈到输入端的信号与原输入信号相互作
…用的结果,使有效的净输入信号减小。
…
…判断反馈极性的方法:
瞬时极性法…
…分析步骤:
…
…1、先假设输入信号在某一瞬间对地极性为“+”;…
装2、从输入端到输出端,依次标出放大器各点的瞬时极性;…
…3、根据反馈信号的极性,再与输入信号进行比较,最后确…定反馈极性。
…
…图解分析P65图3-3判断反馈极性示意图分析…
…P65图3-4判别反馈极性
(一)…
订P66图3-5判别反馈极性
(二)…
……
…三、电压反馈与电流反馈…10分钟…电压反馈的概念:
反馈信号取自放大器输出电压,其与放……大器输出端并联。
线…电流反馈的概念:
反馈信号取自放大器输出电流,其与放……大器输出端串联。
…
…判断电压反馈与电流反馈的方法:
输出短路法…
P66图3-6反馈信号在输出端的取样方式分析…图解分析…
四、串联反馈与并联反馈
10分钟串联反馈的概念:
反馈信号的输入端与信号源串联
并联反馈的概念:
反馈信号的输入端与信号源并联
图解分析判断串联反馈与并联反馈的方法:
输入端短路法
P66图3-7反馈信号与输入信号的连接方式分析
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五、直流反馈与交流反馈20分钟
直流反馈的概念:
反馈量只含有直流量的反馈
交流反馈的概念:
反馈量只含有交流量的反馈
直流反馈的作用:
主要用于稳定放大器的静态工作点…交流反馈的作用:
改善放大器的动态特性…
…图解分析例3-1判断图3-8所示电路的反馈类型…
…分析步骤:
…
…
(1)判断是电压反馈还是电流反馈;(看输出端)…
装
(2)判断是串联反馈还是并联反馈;(看输入端)…
…(3)判断反馈极性;(瞬时极性法)……
…5分钟【课堂小结】…
…归纳总结1、与反馈相关的一些基本概念…
订2、各类反馈的判别方法…
………【布置作业】……教材P741、2、3、4、5、6…
…
线
…
…
…
…
…
…
…
…
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第三章第2节学电子电
路基础科?
3-2负反馈对放大器性能的影响课题
授课时数2累计时间22…
…
…授课日期10.14授课班级技电子081…
…
…
…
…教学目的了解负反馈对放大器性能的影响;装
…初步掌握引入负反馈改进放大器性能的方法;与要求…
…
…
…
…
…
…教学重点订引入负反馈改进放大器性能的方法…和难点…
…
…
…
…
…授课方法讲授、演示实验
…
线
…
…教具投影仪、PPT、示波器、实验装置等…
…
…
…
…
…
执行后摘记
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5分钟【复习提问】
1、反馈有哪几种类型,
2、如何判别不同的反馈类型,师生互动
…
…【导入新课】…5分钟…放大器引入反馈是为了改善放大器性能的重要手段,也是…自动控制系统的基本概念。
…
…正反馈一般用于振荡电路中,而负反馈则用于放大电路…
装中。
…
……
…【讲授新课】…15分钟…?
3-2负反馈对放大器性能的影响……一、放大倍数下降,但稳定性能提高订图解分析…P68图3-9负反馈放大器框图分析…
…几个表示字母含义:
…
…A—基本放大器…
F—负反馈电路…
…X—反馈量f线
…X’i—净输入量…
…Xo—输出量…
…A—开环放大倍数…
…F—反馈系数…
A—闭环放大倍数f
开环放大倍数的计算:
A=Xo/X’i
反馈系数的计算:
F=X/Xof
闭环放大倍数的计算:
A=A/(1+AF)f
反馈深度:
(1+AF),当(1+AF)》1时,称深度负反馈,此
时A?
1/Ff
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二、减小了非线性失真20分钟
P68图3-10负反馈减小了非线性失真分析图解分析
注意:
引入负反馈并不能彻底消除非线性失真;如果输
入信号本身失真,引入负反馈也无法消除失真,因为负反馈只
能改善放大器所引起的非线性失真。
…
……
…三、展宽了通频带10分钟…
…展宽通频带原理:
受电路中电抗元件和电抗因素的影响,…
…放大器的增益在低,高频率都会下降。
加上负反馈后,放大器装…的频率特性会得到改善,通频带会展宽。
………15分钟…四、改变了放大器的输入、输出电阻……1、对输入电阻的影响
…串联负反馈使输入电阻增大,并联负反馈使输入电阻减订
…小。
……2、对输出电阻的影响…图解分析…电压负反馈使输出电阻减小,电压负反馈具有稳定输出电……压的作用;电流负反馈使输出电阻增大,电流负反馈具有稳定…线输出电流的作用。
…
…P69图3-11负反馈对输入电阻的影响分析…
……
…五、演示实验…
…对放大电路中引入负反馈后,电路的稳定性、减少非线性15分钟
失真、通频带展宽、输入输出电子的影响进行演示实验。
【课堂小结】
结合演示实验归纳总结
归纳总结
【布置作业】
教材P747、8、9、10、11
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第三章第3节学电子电
路基础科?
3-3四种负反馈放大器性能分析课题
授课时数2累计时间24…
…
…授课日期10.16授课班级技电子081…
…
…
…
…教学目的装掌握四种负反馈的电路特点与比较分析;…与要求…
…
…
…
…
…
…教学重点订四种负反馈的判断与特点…和难点…
…
…
…
…
授课方法讲授…
…
线
…
…教具投影仪、PPT…
…
…
…
…
…
执行后摘记
教案用纸页
5分钟【复习提问】
1、引入的负反馈是如何展宽通频带的,
2、引入的负反馈是如何改变输入输出电阻的,师生互动
……【导入新课】…5分钟…根据基本放大器与反馈电路之间的连接方式不同,负反馈……放大器可分为电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负……反馈、电流串联负反馈四种。
装…
…【讲授新课】……?
3-3四种负反馈放大器性能分析……一、电压串联负反馈…20分钟…P70图3-12电压串联负反馈放大器分析订…电压串联负反馈放大器的特点:
…
…1、能稳定输出信号电压;…
…图解分析2、属深度负反馈,闭环电压放大倍数A?
1;f…
…3、输入电阻高,输出电阻低;…
线4、信号源内阻较小时,反馈效果好。
…
……二、电压并联负反馈…
…15分钟P70图3-13电压并联负反馈放大器分析…
…电压并联负反馈放大器的特点:
…
1、能稳定输出信号电压;
2、输入和输出电阻都较低;图解分析
3、信号源内阻较大时,反馈效果好。
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三、电流串联负反馈15分钟
P71图3-14电流串联负反馈放大器分析图解分析
电流串联负反馈放大器的特点是:
1、能稳定输出信号电流;
…2、输入和输出电阻都较高;…
…3、信号源内阻较小时,反馈效果好。
…
……
…四、电流并联负反馈20分钟…
装P72图3-15电流并联负反馈放大器分析…
…电流并联负反馈放大器的特点是:
…图解分析1、能稳定输出信号电流;…
…2、输入电阻低,输出电阻高;…
…3、信号源内阻较大时,反馈效果好。
…
订…
…【课堂小结】10分钟…
…P74表3-1……四种不同类型负反馈放大器的比较……线
…【布置作业】…
…教材P747、8、9、10、11…
…
…
…
…
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第三章第4节学电子电
路基础科课题?
3-4深度负反馈
授课时数2累计时间26…
…
…授课日期10.19授课班级技电子081…
…
…
…
…教学目的掌握深度负反馈条件下闭环放大倍数的估算和“虚短”装
…和“虚断”的特性;与要求…
…
…
…
…
…
…教学重点订深度负反馈条件下闭环放大倍数的估算…和难点…
…
…
…
…
…授课方法讲授
…
线
…
…教具投影仪、PPT…
…
…
…
…
…
执行后摘记
教案用纸页
5分钟【复习提问】
1、四种不同类型负反馈的输入输出电阻有何差异,
2、四种不同类型负反馈的输入输出信号有何差异,师生互动
……【导入新课】…5分钟…深度负反馈的基本概念。
……放大器中引入的负反馈大多为深度负反馈。
……
装【讲授新课】…
…?
3-4深度负反馈……一、深度负反馈的实质…20分钟…当(1+AF)》1时,称为深度负反馈……Af?
1/F订…深度负反馈的实质:
在近似分析中可忽略净输入量,当引…
…图解分析入深度串联负反馈时,可忽略净输入电压;当引入深度并联负…
…反馈时,可忽略净输入电流。
…
…“虚短”的概念:
忽略净输入电压;…
线“虚断”的概念:
忽略净输入电流。
…
……二、深度负反馈放大器放大倍数的估算…
…20分钟例:
电路如图Z0312所示。
试估算电压放大倍数。
…
……
图解分析
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解:
已知该电路属于电压串联负反
馈组态,故,Af=Auf,F=Fu
(1)利用关系式
…
……该电路的反馈网络等效电路如图Z0313所示,由图知:
……
……
…装
……
…故…
……
……订
(2)利用Uf?
Ui…
……
……
……
…
线…
…三、本章小结…
…35分钟结合作业分析…
……
…【课堂小结】
利用深度负反馈特点,对负反馈放大器的分析和计算5分钟
【布置作业】
教材P7412、13
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第四章第1节学电子电
路基础科?
4-1集成运放主要参数和工作特点课题
授课时数2累计时间28…
…
…授课日期10.21授课班级技电子081…
…
…
…
…了解集成运放的主要参数与分类;教学目的装掌握理想集成运放工作于线性和非线性状态时的特…与要求点;…
…
…
…
…
…
…教学重点订理想集成运放工作于线性和非线性状态时的主要特点…和难点…
…
…
…
…
…授课方法讲授
…
线
…
…教具投影仪、PPT…
…
…
…
…
…
执行后摘记
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5分钟【复习提问】
1、如何判断深度负反馈,
2、“虚短”和“虚断”的概念,师生互动
…
…【导入新课】…5分钟…分立元件电路的基本特点。
…集成电路的基本概念。
…
……
装【讲授新课】…
…?
4-1集成运放主要参数和工作特点…
…一、集成运放的主要参数…15分钟…1、主要参数……
(1)开环差模电压放大倍数Aud:
订…
(2)开环输入电阻ri……(3)开环输出电阻ro…
…(4)共模抑制比KCMR…
(5)最大输出电压Uopp……(6)最大差模输入电压UIDM线…(7)最大共模输入电压UICM……(8)输入失调电压UIO……(9)静态功耗PD…
…15分钟2、集成运放主要类型…
根据用途不同,可分为:
(1)通用型
(2)高精度型
(3)高输入阻抗型
(4)低功耗型
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3、集成运放型号命名
解释P78表4-1部分集成运放型号
二、集成运放的工作特点20分钟…1、集成运放的理想特性……
(1)开环差模电压放大倍数Aud?
?
……
(2)开环差模输入电阻ri=?
……(3)开环输出电阻ro=0…装(4)共模抑制比K=?
CMR……(5)频带宽度f=?
BW…2、理想运放工作在线性区的特点…
…“虚地”—U=UPN…
…“虚断”—i=iPN…
订3、理想运放工作在非线性区的特点…
…理想运放工作在非线性区时,一般为开环或电路引入正……反馈。
……
(1)当U,U时,uo=+Uom;当U,U时,uo=,Uom;PNPN……当U?
U时,不再具有“虚短”特性PN线…
(2)i=i=0,具有“虚断”特性PN…25分钟…4、理想运放的两种基本电路……
(1)反相放大器(利用“虚地”特性)…P80图4-2反相放大器分析…
…放大器电压放大倍数Auf=uo/ui=Rf/R1
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(2)同相放大器(利用“虚短”特性)
P80图4-3反相放大器分析
放大器电压放大倍数Auf=uo/ui=1+Rf/R1
……
……
……
……
装…
…电压跟随器概念……
……
……
订…
………【课堂小结】…5分钟…集成运放的主要参数…
…集成运放的工作特点线
…集成运放的两种基本电路…
……
…【布置作业】…
教材P901、2、3、4、5、6、7、8…
…
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第四章第2节学电子电
路基础科课题?
4-2信号运算电路
授课时数2累计时间30…
…
…授课日期10.23授课班级技电子081…
…
…掌握比例、加减电路的工作原理及运算关系;…了解微分、积分电路的工作原理及运算关系;…教学目的能运用“虚断”和“端短”的概念分析上述运算电路输出与装
…输入关系;与要求…能按输出电压与输入电压的关系式要求,绘制集成运放电路…图,并确定电阻值;…
…
…
…掌握比例、加减电路的工作原理及运算关系…教学重点订按输出电压与输入电压的关系式要求,绘制集成运放…和难点电路图,并确定电阻值…
…
…
…
…
…授课方法讲授
…
线
…
…教具投影仪、PPT…
…
…
…
…
…
执行后摘记
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5分钟【复习提问】
1、集成运放有哪些主要参数,
2、集成运放的工作特点有哪些,师生互动
…【导入新课】…5分钟…求和电路的输出量反映多个模拟输入量相加的结果。
用运……放实现求和运算时,可以采用反相输入方式,也可采用同相输……入方式。
…
装…
…【讲授新课】…?
4-2信号运算电路…20分钟…一、加法运算电路………订…
……
……
……
…线
………为了保证集成运放两个输入端对地的电阻平衡,同相输入…,R端电阻阻值应为…
…,R,R//R//R//R…123F…i,0由于“虚断”,,因此,
i,i,i,i123F
又因集成运放的反相输入端“虚地”,故上式可写为
uuuuI3oI1I2,,,,RRRR123F
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则输出电压为
RuRuRu312FIFIFIu,,(,,)oRRR123
uuuu可见,电路的输出电压反映了输入电压、和相I1oi2i3…加所得的结果,即电路能够实现求和运算。
如果电路中电阻的…
…R,R,R,R阻值满足关系,则上式成为123…
…RF…u,,(u,u,u)oi1i2i3…R1…
装按照同样的原则,可以将求和电路的输入端扩充到三个以…
…上,电路的分析方法是相同的。
…
……
…二、减法运算电路…15分钟…为了保证运放两个输入订…端对地的电阻平衡,同时为……了避免降低共模抑制比,通……常要求……,,R,RR,R,11FF…
线
…i,i,0在理想条件下,由于“虚断”,,利用叠加定,,…
…理可求得…u当单独作用时…i…
…RF,u,,u…oiR1
u当单独作用时i
RRFF,,,u,(1,)uoi,,RR,R11F
,R,RR,R当,时,整理上式可求得减法运算电路11FF
的电压放大倍数为
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uRoFu,,,o,uuR,1ii
在电路元件参数对称的条件下,减法运算电路的差模输入
电阻为…
…R,2Rif1……
…由式上述可知,电路的输出电压与两个输入电压之差成正…RRA比,实现了加法运算。
其比值决定于电阻和之比,…F1vf…而与集成运放的内部各项参数无关。
装………三、积分运算电路…
…20分钟…积分电路是一种应用比较广泛的模拟信号运算电路。
它是……组成模拟计算机的基本单元,用以实现对微分方程的模拟。
同订时,积分电路也是控制和测量系统中常用的重要单元,利用其…
…充放电过程可以实现延时、定时以及各种波形的产生。
…
…ui…cc电容两端的电压与流过电容的电流之间存在着积分…
…1uo…关系,即如能使电路的输出电压与电容两端的u,idtcc,C线…uui…cic电压成正比,而电路的输入电压与流过电容的电流成正…
…uu…oi比,则与之间即可成为积分运算关系。
利用理想运放工…
…作在线性区时“虚短”和“虚断”的特点可以实现以上要求。
…
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R在图中,输入电压通过电阻加在集成运放的反相输入
C端,并在输出端和反相输入端之间通过电容引回一个深度
负反馈,即可组成基本积分电路。
为使集成运放两个输入端对
R,R地的电阻平衡,通常使同相输入端的电阻为…可以看出,这种反相输入基本积分电路实际上是在反相比……CR例电路的基础上将反馈回路中的电阻,改为电容而得到F……的。
……u,,u由于集成电路运放的反相输入端“虚地”,故可oc…装见输出电压与电容两端电压成正比。
又由于“虚断”,运放反……i,i相输入端的电流为零,则,故ic…11…u,iR,iRu,,u,idt,,udti1cocci,,…CRC…
式中电阻与电容的乘积为积分时间常数,通常用符号表,…
…,,RC示,即。
订
…如果在开始积分之前,电容两端已经存在一个初始电压,…
…U(0)则积分电路将的一个初始的输出电压,此时0…
…1u,,udt,U(0)…oi0,RC…
…
(一)输入电压为矩形波线
…如果在基本积分电路的输入端加上一个矩形波电压,如图…
…t,tu,0u,06.3.2所示,则由式(6.3.3)可知,当时,,故;0io…
…t,t,tu,U当时,=常数,则01iI…
…U1I…u,,udt,,(t,t)0oi,RCRC
u此时将随着时间而向负方向直线增长,如图6.3.2所o
U示,增长的速度与输入电压的幅度成正比,与积分时间常I
,RC数成反比。
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……t,tu,0当时,,由…1i…ut,t式(6.3.3)可知,此时将保持时的输出电压值不变。
1o……
(二)输入电压为正弦波……u,Usint,若,则由式(6.3.3)可得im装…U1…mu,,Usin,tdt,cos,tom,…RCRC,……此时积分电路的输出电压是一个余弦波。
………订……………………线……四、微分运算电路20分钟……RC微分是积分的逆运算。
将积分电路中和的位置互换,………即可组成基本微分电路…
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i,i由于“虚断”,流入运放反相输入端的电流为零,则,cR
又因反相输入端“虚地”,
可得
duduciuiRiRRCRC,,,,,,,,…oRcdtdt…
……可见,输出电压正比于输入电压对时间的微分。
……微分电路可以实现波形变换,例如将矩形波变换为尖脉…冲。
此外,微分电路也可以移相作用,例如,当输入电压为正…
装u,Usint,弦波时,即,则微分电路的输出电压为…im…
…duiu,,RC,,U,RCcos,t…omdt……o…uu90成为余弦波,它的波形将比滞后,此时微分电路oi…
订也实现移相作用。
…
…
5分钟…【课堂小结】…
…加法、减法运算电路输出电压的计算…
…积分、微分运算电路输出电压的计算…
线…
…【布置作业】…
…教材P909、10…
…
…
…
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第四章第3节学电子电
路基础科课题?
4-3电压比较器与方波发生器
授课时数2累计时间32…
…
…授课日期10.26授课班级技电子081…
…
…
…
…教学目的了解电压比较器和方波发生器的工作原理和波形分装
…析;与要求…
…
…
…
…
…
…教学重点订电压比较器和方波发生器的工作原理和波形分析…和难点…
…
…
…
…
…授课方法讲授
…
线
…
…教具投影仪、PPT、示波器、实验装置等…
…
…
…
…
…
执行后摘记
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5分钟【复习提问】
1、加法运算与减法运
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