《电子线路实验》教学大纲

课程编号：IB1008/IB1009/IB1010

课程名称：电子线路实验        英文名称：Experiments of Electronics Circuits

学分/学时：3学分/96学时      课程性质：必修

适用专业：通信工程、信息工程、空间信息与数字技术

建议开设学期：第三、四和第五学期

先修课程：电路、信号与系统实验，数字电路与逻辑设计，模拟电子技术基础，高频电子线路

开课单位：通信工程学院

一、课程的教学目标与要求

(一)、课程简介

本课程是通信工程专业必修的专业基础课。课程包括了数字电路实验、低频电子线路实验和高频电子线路实验。电子线路实验是一门理论与实践相结合，实践性很强的实验课程，培养学生熟悉电子器件、仪器的使用方法，掌握电子电路的工作原理、设计方法和实验技能，培养学生分析问题和解决实际问题的能力。在实施过程中实践教学为主，理论和实践并重。引进线上资源和人工智能技术辅助教学等手段，达到教学目标。

在学生的思想政治教育方面，将思政教育融入教学过程中，应以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，培养学生崇尚科学知识，形成严谨的学习风气，树立正确的人生观和价值观。主要措施为：

1.教师的言传身教

“学高为师，身正为范”。教师的品格、学识、言谈举止都会对大学生产生潜移默化的影响，因此教师要严谨治学，准确示范操作。

2.适时地在课堂上穿插一些课程思政内容。

在课程中，全课程以国标为核心，介绍国标元器件及相应电路符号，实验中尽可能采用国产元器件。实时介绍国内技术新进展，发掘运用电子线路的历史和人物教育作用，培养学生爱国情怀。脚踏实地，奋发学习。

(二)、本课程的教学目标：设置本课程是为了让通信工程学院通信工程、信息工程、空间信息与数字技术等专业的学生加深对电子线路理论的理解，培养学生电子线路实验的技能。本课程对学生达成如下毕业要求有贡献：

1. 能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析电子线路工程问题，以获得有效结论。（毕业要求2）

2.能够设计针对复杂工程实验问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑安全及环境等因素。（毕业要求3）

3.能够基于电路原理并采用科学方法对复杂实验工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。（毕业要求4）

4.能够针对复杂工程实验问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。（毕业要求5）

5.能够认识、理解和评价针对复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。（毕业要求7）

6.能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文档、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。（毕业要求10）

通过电子线路实验，加深对低频、高频和数字电路理论的理解，学会常用仪器仪表的原理和使用。使学生掌握常用电子线路的设计、组装、调整和测试技能，并初步具备工程实践能力，以及应用计算机仿真软件分析与设计实验电路的能力。

(三)、本课程的教学要求：完成课程后，学生将具备以下能力：

1.       能够将所学的低频、高频和数字电路理论知识用于分析、解决电子线路实验问题。

2.       能够设计满足实验要求的电子线路单元、系统，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑安全及环境等因素。

3.       能够基于相应电路原理及分析方法对复杂实验问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过综合分析得到合理有效的结论。

4.       能够针对复杂工程实验问题，选择与使用恰当的技术、仪器、仿真软件工具，对复杂实验项目仿真预测与模拟，并能够理解其局限性。

5.       能够认识、理解和评价针对电子线路工程实现对环境、社会可持续发展的影响。

6.  掌握撰写报告和设计文档、陈述发言等多种沟通手段和一定的沟通技巧，能清晰表达和回应指令。

(四)、本课程的知识矩阵

1.电子线路实验I知识矩阵

2.电子线路实验Ⅱ知识矩阵

3. 电子线路实验Ⅲ知识矩阵

二、AI+电子线路实验教学方式方案

将人工智能引进课程的整个教学流程，协同教师工作，提高培养效果，增强学生的工程素质。主要改进包括：

1.  学生课前预习环节：建立教学内容的智能知识库。结合网上资源，通过AI根据学生先修实验的完成情况给出个性化预习目标（包括需要复习的知识、需要预习的资料和视频以及预习作业）；对学生给出的问题首先利用AI进行统计（分析学生学习效果和基础）和分派（对于常规常见问题可以由AI回答）；同时，利用AI批改学生预习作业，全面提高预习效果。

2.  学生实验过程中：首先针对学生预习内容和先修实验的完成情况动态调整学生的实验目标，给学有余力的同学更多的发挥空间和提高难度；另外，针对学生实验的过程进行人机协同分析，在必要的时候给出文字、视频等提示和引导；最后对学生的学习情况进行统计和分析，完成实验过程的数字化。

3.  学生考核环节：通过对学生实验过程数据的全面人机协同分析，实现全流程动态评价。

4.  结合调查问卷、毕业生反馈等长短期反馈数据，对对学生实验过程数据和教师数据进行全面分析，对后期教学目标、教学手段、教学安排进行调整，不断提高教学效果。

三、课程具体内容及基本要求

(一)、数字电路实验（24学时）

实验一：逻辑门功能测试（4学时）

1.基本要求

（1）了解TTL与非门主要参数的测量方法。

（2）掌握TTL逻辑门功能测试方法。

（3）熟悉数字电路实验台的使用方法。

2.重点、难点

重点：掌握TTL逻辑门功能测试方法。

难点：与非门主要参数的测试。

3.作业及课外学习要求：课前预习，课后书写实验报告。

实验二：可编程器件的开发（4学时）

1.基本要求

（1） 熟悉Quartus软件的使用。

（2） 掌握利用Quartus开发可编程器件的流程。

（3） 在可编程器件内生成逻辑器件，并利用实验平台对其逻辑功能进行测试。

2.重点、难点

重点：掌握可编程器件的开发方法。

难点：Quartus软件的使用。

3.作业及课外学习要求：课前预习，课后书写实验报告。

实验三：组合逻辑电路设计（4学时）

1.基本要求

（1）掌握用小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法。

（2）掌握用CPLD设计组合逻辑电路的方法。

（3）熟悉和掌握集成电路功能测试方法。

（4）掌握组合逻辑电路中故障的查找、排除方法及整个电路的调试。

2.重点、难点

重点：组合逻辑电路的设计方法，合理的选择器件。

难点：组合逻辑电路中故障的查找、排除方法。

3.作业及课外学习要求：课前预习，课后书写实验报告。

实验四：编码器与译码器（4学时）

1.基本要求

（1）熟悉中规模集成编码器和译码器的工作原理、器件结构和使用方法。

（2）掌握编码器和译码器的工作原理和设计方法。

（3）掌握用CPLD设计编码器和译码器的方法。

2.重点、难点

重点：编码器和译码器的工作原理和设计方法。

难点：中规模组合功能元件设计组合逻辑电路的方法。

3.作业及课外学习要求：课前预习，课后书写实验报告。

实验五：计数器与译码显示实验（4学时）

1.基本要求

（1）掌握计数器的工作原理和译码显示原理。

（2）熟悉常用集成计数器74LS160的逻辑功能。

（3）学会用现有集成计数器组成Ｎ进制计数器。

（4）掌握用CPLD设计时序电路的方法。

2.重点、难点

重点： 计数器的工作原理和译码显示原理。

难点：时序电路设计方法、CPLD的时序电路仿真。

3.作业及课外学习要求：课前预习，课后书写实验报告。

实验六：D/A与A/D 变换（4学时）

1.基本要求

（1）熟悉D/A与A/D变换的一般工作原理。

（2）掌握D/A变换器DAC 0832和A/D变换器ADC0809的使用。

（3）了解利用CPLD和DA产生DDS信号的原理。

2.重点、难点

重点： D/A与A/D变换的工作原理。

难点：DAC0832的工作方式和ADC0809的使用。

3.作业及课外学习要求：课前预习，课后书写实验报告。

（二）、低频电子线路实验 (44学时)

实验一：仪器使用及元器件知识（8学时）

1.基本要求

（1）了解万用表、双踪示波器、低频信号发生器、毫伏表和晶体管特性参数测量仪的工作原理。

（2）了解电阻、电容和半导体元件的分类，用途、以及参数和命名的方法。

（3）熟悉低频常用仪器仪表及使用方法。

（4）掌握使用仪器测量电阻、电容和二、三极管等元器件的基本参数方法。

2.重点、难点

重点：熟悉低频常用仪器仪表。

难点：晶体管特性参数测量仪。

3.作业及课外学习要求：熟记色码表，注意观察各类电子产品元器件标识。

实验二：RC耦合单管放大器（4学时）

1.基本要求

（1）掌握晶体管静态工作点的调整和测试方法。

（2）掌握交流放大倍数测试的方法。

（3）了解放大器静态工作点的意义和电路主要元件对放大器性能的影响。

2.重点、难点

重点：晶体管静态工作点的调整和测试，交流放大倍数测试。

难点：静态工作点的调整和测试。

3.作业及课外学习要求：课前预习，用仿真软件Multisim对实验进行仿真；课后书写实验报告。

实验三：场效应管实验（4学时）

1.基本要求

（1）了解结型场效应管转移特性与输出特性的测量方法。

（2）掌握共源放大器自生偏压的设计、调整和测试。

（3）掌握输入电阻和输出电阻的测量方法。

（4）熟悉源极输出器和漏极放大器的特性。

2.重点、难点

重点：输入电阻和输出电阻的测量方法。

难点：场效应管的特性。

3.作业及课外学习要求：课前预习，用仿真软件Multisim对实验进行仿真，课后书写实验报告。

实验四：负反馈放大器（基本）（4学时）

1.基本要求

（1）掌握放大器频率特性的测量方法。

（2）熟悉不同反馈形式对放大器放大倍数、输入电阻、输出电阻和频率特性的影响。

2.重点、难点

重点：不同反馈形式对放大器放大倍数、输入电阻、输出电阻和频率特性的影响。

难点：反馈类型的判别及放大器频率特性的测量方法。

3.作业及课外学习要求：课前预习，用仿真软件Multisim对实验进行仿真；课后书写实验报告。

实验五：集成功率放大器实验（4学时）

1.基本要求

（1）了解集成功率放大器与分立器件功率放大器的区别。

（2）了解集成功率放大器的组成及特点。

（3）掌握功率放大器主要性能指标的测试方法。

2.重点、难点

重点：功率放大器主要性能指标的测试方法。

难点：最大不失真功率的测量及通道隔离度的测量。

3.作业及课外学习要求：课前预习，课后书写实验报告。

实验六：集成稳压电源实验（4学时）

1.基本要求

（1）掌握稳压电源各项指标的物理意义和它的测量方法 。

（2）了解稳压电源各部分作用及其工作原理。

（3）掌握三端稳压器的原理及应用电路。

2.重点、难点

重点：稳压电源各项指标的物理意义和它的测量方法。

难点：读差法测量电压变化量。

3.作业及课外学习要求：课前预习，课后书写实验报告。

实验七：差动放大器实验（4学时）

1.基本要求

（1）了解差动放大器的性能特点。

（2）掌握差动式放大器零点的调整方法。

（3）熟悉差动放大器的类型及性能指标的测试。

2.重点、难点

重点：差动放大器性能指标的测试。

难点：差动信号的理解。

3.作业及课外学习要求：课前预习，用仿真软件Multisim对实验进行仿真；课后书写实验报告。

实验八：集成运算放大器的基本特性及应用（8学时）

1.基本要求

（1）了解集成运算放大器的特点，掌握集成运算放大器的正确使用方法和选择原则。

（2）掌握集成运算放大器的基本应用。研究运算放大器相加、相减、比例放大、积分微分等运算功能，掌握运放在非线性领域中的应用。

2.重点、难点

重点：集成运算放大器的正确使用方法。

难点：迟滞比较器。

3.作业及课外学习要求：课前预习，能用仿真软件Multisim对实验进行仿真。

课后书写实验报告。

实验九、程控放大器设计实验（8学时）

1.基本要求

（1）设计一个程控放大器电路，实现的放大倍数为2、4、6、8倍可控；

（2）实验前，能用仿真软件Multisim对实验进行仿真；

（3）撰写符合要求的实验报告。

（4）学会系统性实验的设计、调试与测试。

2. 重点、难点

重点：程控放大器电路的设计与仿真；

难点：对大型的系统性实验电路的调试方法。

3.作业及课外学习要求

撰写实验报告，实验的数据处理以及对实验进行总结。

实验十、电压超限指示和报警电路的设计与实验（8学时）

 1.教学内容

（1）设计一个电压超限指示和报警电路，当电压在正常范围时（4.5V和5.5V之间）；绿灯亮，不报警；当电压低于下限4.5V时，黄灯亮，声音持续报警；当电压高于上限5.5V时，红灯闪烁，声音断续报警；

（2）实验前，能用仿真软件Multisim对实验进行仿真；

（3）撰写符合要求的实验报告。

2.基本要求

学会系统性实验的设计、调试与测试。

3.重点、难点

重点：电压超限指示报警电路的设计与仿真；

难点：对大型的系统性实验电路的调试方法，模拟电路与数字电路的接口问题的解决。

4.作业及课外学习要求

撰写实验报告，对实验进行总结。

实验十一：操作考试（1小时）

（三）、高频电子线路实验  （28学时）

实验一：高频谐振功率放大器（4学时）

1.基本要求

（1）熟悉谐振功率放大器的工作原理。

（2）了解负载阻抗、输入激励电压和集电极电源电压对工作状态的影响。

（3）掌握谐振功率放大器的调谐、调整和测量方法。

2.重点、难点

重点：谐振功率放大器的谐振特性和负载特性。

难点：谐振功率放大器的调谐、调整方法。

3.作业及课外学习要求：课前预习，课后书写实验报告。

实验二：高频LC、压控及晶体振荡器（4学时）

1.基本要求

（1）了解电源电压、负载及温度等对振荡频率的影响。

（2）掌握使用数字频率计测试频率。

2.重点、难点

重点：外界因素对振荡器频率的影响。

难点：频率稳定度的概念。

3.作业及课外学习要求：课前预习，课后书写实验报告。

实验三：频谱分析仪的原理及应用（4学时）

1.基本要求

（1）了解频谱分析仪的工作原理；

（2）掌握频谱分析仪的测量方法。

2.重点、难点

重点：频谱分析仪的工作原理，各类射频信号的特点及测量。

难点：频谱分析仪的测量方法。

3.作业及课外学习要求：课前预习，课后书写实验报告。

实验四：模拟乘法器实验（8学时）

1.基本要求

（1）了解模拟乘法器的原理。

（2）掌握模拟乘法器在通信中的应用（AM，DSB调制解调，混频及倍频）。

2.重点、难点

重点：模拟乘法器在通信中的应用。

难点： AM，DSB调制，AM解调，混频。

3.作业及课外学习要求：课前预习，课后书写实验报告。

实验五：相位鉴频器实验（4学时）

1.基本要求

（1）了解相位鉴频器的工作原理。

（2）掌握鉴频器的调整与测量方法。

2.重点、难点

重点： 相位鉴频器的工作原理。

难点： 鉴频器的调整。

3.作业及课外学习要求：课前预习，课后书写实验报告。

实验六：操作考试（1小时）

四、教学安排及方式

总学时96学时，其中实验课96学时。

五、本课程对培养学生能力和素质的贡献点

    本课程是通信与信息领域的专业基础课之一，对培养学生能力和素质、对毕业要求各指标点的达成主要贡献如下：

六、考核及成绩评定方式

课程最终成绩由平时成绩、阶段考核成绩组成。最终成绩各部分所占比例如下：

1.最终成绩由平时实验成绩、操作考试成绩组合而成。各部分所占比例如下：

2.基于强化基础，重视平常每一个实验的出发点，本课程的考核细节如下：

（1）平时总成绩占到课程成绩的75％，考试占25％。考试形式为操作考试。

（2）平时成绩根据学生实验过程数据(包括预习报告\线上线下答题\实验表现\实现结果和实验报告)协同分析,完成全面评价。

（3）每学期考试前的最后一个实验、当场打分并记录，作为该次实验的成绩。

（4）仪器课不计入考核成绩。

（5）操作考试在低频电子线路、高频电子线路和数字电路三个部分的最后一次实验课上进行，三次考试的成绩各占总成绩的25％。

（6）操作考试应采用学生抽签的方式确定考试内容，结合学生完成实验的时间，熟练程度和正确性打分，满10分。

七、教材及参考书目

教材：

1.《电子线路实验》第一版，陈南主编，西安：西安电子科技大学出版社，2012

参考文献：

1.《电子线路:设计•实验•测试》第4版，罗杰，谢自美主编，北京：电子工业出版社,2013

2.《现代电子线路及技术实验简明教程》第二版，孙肖子主编，北京：高等教育出版社，2009

3. 《模拟电子线路基础》,傅丰林主编，北京：高等教育出版社，2015

线上资源：

本课程线上资源包括：仪器使用说明书，仪器使用录像视频，教学视频，EDA软件资源等。（网站建设中）

八、说明

（一）与相关课程的分工衔接

本课程是通信工程学院各专业共同必修的基础实践教学课。是模拟电子线路、数字电路、高频电子线路理论课教学的延伸，是培养学生实际工作能力，启发创新意识的重要环节。是后续的课程设计、专业课实验、工程设计和毕业设计等实践教学环节的基础。

（二）其他说明

1. 对任课教师的要求。

任课教师应具备基本的电子线路理论知识和较强的工程实践能力。具有一定的实验室维护与管理的经验。

（执笔人：贺小云 审核人：陈南    ）

2020年2月15日