《电子工艺训练》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程名称(中文) |
电子工艺训练 |
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课程名称(英文) |
Electronics technology Training |
课程类型 |
学科基础课 |
学 分 |
1 |
总学时 |
16 |
适用对象 |
我院全部电子类专业,包括电子信息工程、自动化、通信工程。 |
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考核方式 |
实验报告和实践操作。平时的实验报告占30%,期末实践操作考试占70%。 |
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先修课程 |
电路分析基础,印刷电路板设计。 |
二、课程简介
电子工艺训练是电子类本科生的一门学科基础课程,为电子信息工程、自动化和通信工程三个专业的专业必修课。其目的是使学生能较熟练地认识常用电子元件、掌握电子元件的测量方法、学会电子元件的焊接技术、掌握常规电子仪表的使用方法、练习电子产品和电路的安装调试方法。本课程可为专业课的课程设计和毕业设计打下必要的实践基础。
三、课程总体教学目标
1 识别常见的无源电子元件。包括电阻器、电容器、电感器和变压器等;掌握色环电阻、贴片电阻、直插电容、色环电感的读数方法。掌握用万用表测量电阻器的阻值、电容器的容量、电感器变压器的好坏的方法。
2 识别常用的半导体器件。包括整流二极管、开关二极管、发光二极管、红外发光二极管、红外接受管、稳压二极管、三极管场效应管和常用的集成运算放大器。掌握用万用表测量普通二极管、发光二极管、稳压二极管和三极管的好坏。
3 通过常见的单元电路的设计安装与制作,练习直插元件和贴片元件的焊接方法和技巧,掌握数字万用表、直流稳压电源和示波器的使用和操作方法。
4 实用电子产品安装和调试。
四、教学内容及要求
(一)常用电子仪表操作(2学时)
教学内容:
1、掌握直流稳压电源的操作。
2、掌握数字万用表的基本操作。
3、掌握函数信号发生器和示波器的操作。
基本要求:
了解直流稳压电源的基本参数,认识直流稳压电源的面板,掌握调节电压和电流的基本方法;掌握用数字万用表测量电压、电阻和电流的基本方法;掌握函数信号发生器输出三角波、方波和正弦波的切换,学会调节输出信号的频率和幅度;学会用双踪示波器观测信号波形。
重点:数字万用表、示波器。
难点:示波器。
(二)识别和测量无源元件(2学时)
教学内容:
1、识别和测量电阻器的阻值。
2、识别和测量电容器的容量。
3、识别电感器和变压器,测量电感和变压器的好坏。
基本要求:
识别电阻器、电容器和电感器的外观和结构,掌握色环电阻、贴片电阻、直插电容、色环电感的读数方法。掌握用万用表测量电阻器的阻值、电容器的容量、电感器变压器好坏的方法。
重点:色环电阻的读数、直插电容的读书、贴片电阻的读数。
难点:色环电阻的读数。
(三)识别常见电子元件 (2学时)
教学内容:
1识别和测量整流二极管、开关二极管和肖特基二极管
2 识别和测量发光二极管、红外发射二极管和红外接收二极管
3识别和测量稳压二极管
4识别和测量晶体三极管
5 识别和测量场效应管和可控硅(选修)
6 识别常用的集成电路(选修)
基本要求:
从外观和元件编号上识别整流二极管、开关二极管、发光二极管、红外二极管和稳压二极管。利用二极管的单向导电性能用数字万用表测量整流二极管和开关二极管的好坏并判断二极管的极性,利用发光二极管正向导通时发光的特性测量LED发光二极管的好坏并判断LED发光二极管的极性。利用手机摄像间接观测红外发光二极管发出的红外光,利用光敏特性测量红外接受管的好坏。利用稳压二极管的正向导通和反向击穿特性测量稳压二极管的好坏。
根据元件外观和编号识别直插三极管,区分三极管的基极、发射极和集电极,并辨别是该三极管NPN还是PNP;根据三极管内部有两个PN结的特点,用数字万用表测量三极管的好坏,并判断三极管是NPN还是PNP。
识别场效应管,根据场效应管的封装,区分栅极、漏极和源极,并根据场效应管的栅极电压控制漏源电流的原理用数字万用表测量场效应管的好坏(选修)。
识别单向可控硅,根据可控硅的封装,区分控制器、阳极和阴极,并根据单向可控硅导通后可以自锁的原理,用数字万用表测量可控的好坏(选修)。
识别常用的集成电路,如用于音频功率放大的LM386、TDA2030、TDA2822,如单运放P07、双运放LM358、四运放LM324等(选修)。
重点:二极管的测量,三极管的测量。
难点:三极管的测量
(四)整流滤波电路安装调试 (2学时)
教学内容:
1半波整流电路的安装调试
2 全波整流电路的安装调试
3桥式整流电路的安装调试
4电容滤波电路的安装调试
基本要求:
辨别贴片二极管1N4007的极性,安装半波整流电路。用万用表测量半波整流电路的输入电压和输出电压,用示波器测量半波整流电路的波形。总结半波整流电路的特点。
安装全波整流电路,用万用表测量全波整流电路的输入电压和输出电压,用示波器测量全波整流电路的波形。总结全波整流电路的特点。
安装桥式整流电路,用万用表测量桥式整流电路的输入电压和输出电压,用示波器测量桥式整流电路的波形。总结桥式整流电路的特点。
重点:用万用表测量输入输出电压,用示波器测量波形,总结整流电路的特点。
难点:用示波器测量波形。
(五)稳压电路的安装调试 (2学时)
教学内容:
1 安装连续可调的集成稳压电路
2 二极管稳压电路的安装调试
3 三端稳压电路的安装调试
4 双电源稳压电路的安装调试(选修)
基本要求:
用桥堆整流、电容滤波和LM317稳压集成电路设计制作一个连续可调的稳压电路,可以用于后续电路的调节。用稳压二极管和限流电阻设计一个简易的稳压电路,安装并测试其稳压性能。
用三端稳压集成电路LM7805设计一个5V直流稳压电源,安装并测试其稳压性能。
用LM7805和LM7905设计一个双电源电路,安装并测试稳压电路的对称性能(选修)。
重点:稳压电路的安装、稳压电路性能指标的测试。
难点:稳压电路性能指标的测试。
(六)集成音频放大电路的安装调试 (2学时)
教学内容:
1 LM386集成音频功率放大电路的安装调试
2 TDA2030集成音频功率放大电路的安装调试
3 TDA2822集成音频功率放大电路的安装调试
(以上3选1)
基本要求:
阅读LM386、TDA2030和TDA2822集成电路的英文资料,了解集成电路的内部结构、外部封装和典型设计电路。根据典型设计电路设计制作一个音频放大电路。用数字万用表测量放大器的静态工作电压和静态噪音电压,用音乐播放器测试其放大电路的音效,用信号发生器和示波器观测信号波形是否保真。
重点:测量静态工作电压和噪音,根据示波器测量的信号波形分析是否保真。
难点:用示波器测量放大电路的保真。
(七)电子产品制作与调试 (4学时)
教学内容:
1 连续可调的开关式稳压电源设计与制作(建议电子信息工程专业选修)
2 路灯光伏充电和自动控制系统的设计与制作(建议自动化专业选修)
3 无线对讲机的设计与制作(建议通信专业选修)
基本要求:
项目1:以LM2596为核心设计一个开关型直流稳压电源。包括变压器降压、桥式整流、电容滤波和开关稳压等四个部分。要求能输出的直流电压0-30V可调,效率达80%以上。设计电路时要计算电路中关键元件的参数,焊接前要测量常规元件的好坏,安装时要分模块进行独立调试。安装好整个产品的电路后要测试稳压电路的可调范围、输出功率、效率、纹波电压等参数。
项目2:采用三个高亮度的LED设计制作一个LED节能路灯,设计电路时要计算限流电阻的参数。采用8050三极管、MOS管和LM358集成电路设计一个光伏充电和自动点亮路灯的控制器。测量常规元件的好坏,分LED节能灯、自动充电和自动点亮等模块进行独立调试。安装好整个产品的电路后要测试能否自动充电、充满后能否自停、环境光照不足时能否自动点亮。
项目3:采用三极管设计制作一个单工对讲机,包括无线收发电路、前置放大电路和音频放大电路三部分组成。安装前测量常规元件的好坏,安装时分模块逐步实施,安装好要测量无线对讲的距离和音效。
重点:元件测试,安装制作,指标测试
难点:指标测试
五、课时分配表
序号 |
课题名称 |
课时分配 |
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理论 |
实践 |
其它 |
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1 |
常用电子仪表操作 |
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2 |
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2 |
识别和测量无源元件 |
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2 |
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3 |
识别常见电子元件 |
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2 |
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4 |
整流滤波电路安装调试 |
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2 |
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5 |
稳压电路的安装调试 |
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2 |
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6 |
集成音频放大电路安装调试 |
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2 |
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7 |
电子产品制作与调试 |
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4 |
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8 |
操作考试 |
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总课时 |
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16 |
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六、教材及参考书
教材:
1刘伟.电子工艺训练(项目式教学)[M]高等教育出版社,北京,2008
2胡均万.模拟电路CDIO项目设计教程[M].湖北科技出版社,武汉,2014
七、教学策略与方法的建议
本课程操作性强,也需要一定的理论基础,考虑到教学学时有限,只能在实践教学过程中用10-30分钟进行理论知识的讲解,大多数时间留给老师示范和同学们亲自操作。
为了确保实验成功,课前要准备常用电子元件、订制单元电路的印刷电路板,并且组织采购电子产品制作套件。