為了積極推進新工科建設下的基礎教學改革,按照教育部《普通高等學校本科專業(yè)類教學質量國家標準》對模擬電子技術理論教學的基本要求,結合自動化、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)對模擬電子技術的課程要求,聯(lián)合業(yè)內(nèi)具有豐富模擬電子技術教學經(jīng)驗和實踐應用能力的教師,專門編寫了本書。
本書詳細介紹了模擬電子技術的基礎理論、電子系統(tǒng)設計以及虛擬仿真,使學生在仿真的同時,加深對模擬電子技術基本理論的理解和驗證。虛擬仿真也更直觀地顯示出模擬電路的特性,加強了對學生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)以及實踐能力的提高。主要內(nèi)容包括:半導體二極管與直流穩(wěn)壓電源、晶體管與放大電路、集成運算放大電路及其應用、放大電路中的反饋、波形的發(fā)生和信號的轉換、功率放大電路、模擬電子技術應用實例、模擬電子電路及系統(tǒng)設計等內(nèi)容。書中的基礎理論部分每章附有小結和習題,涉及的仿真實驗在Proteus環(huán)境下運行。每個實驗給出一個完整的實驗要求和設計過程,學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,加深對理論知識的掌握和應用。
本書主要特色如下:
1.系統(tǒng)性
全書各章按照知識點編排,既相互獨立,又互相聯(lián)系,有利于模擬電子技術理論教學的組織和學生后期工程實踐能力的訓練。本書具有較強的系統(tǒng)性,其內(nèi)容除了必須掌握的基礎理論之外,還包括常用的模擬電子電路應用與分析、模擬電子系統(tǒng)設計以及基于Proteus的模擬電子技術仿真實驗。由理論到仿真、由仿真到實踐,實踐內(nèi)容由淺入深,使學生循序漸進地掌握本課程理論知識和實踐的全過程。
2.軟硬結合,注重能力培養(yǎng)
利用Proteus仿真軟件,通過對模擬電子技術主要電路的仿真分析實例,讓學生學會仿真軟件的使用,可以加深對模擬電子技術原理、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生較快地通過仿真實驗理解電路理論,節(jié)省時間,不受實驗設備、場地的限制。在利用軟件對電路進行輔助設計時,進一步通過實驗操作和硬件安裝、調試,讓學生感受工程應用的特點,積累實踐經(jīng)驗,提高實驗能力。
3.實用性
注重理論與實際的結合,增加工程實際應用,培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。本書具有較強的實用性,在內(nèi)容選取上充分考慮到學生的實際水平和教學需要。系統(tǒng)設計中,既有方法的指導,又有詳盡的設計、調試和參數(shù)測定過程,對學生具有較強的指導作用。
模擬電子技術課程的特點如下:
模擬電子技術是入門性的技術基礎課。學習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)學等有明顯的差別,主要表現(xiàn)在它的工程性和實踐性上。
1.工程性
(1)實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.實踐性
實用的模擬電子電路都要通過調試才能達到預期的指標。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真學習的知識。
模擬電子技術的學習要點如下:
(1)電路分析與計算是模擬電子電路分析的基礎。模擬電子電路的分析與計算大部分情況下是線性電路的分析與計算,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)工作點的計算、動態(tài)技術指標(放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等)的計算,都建立在電路的基本定律的基礎之上。
(2)重點掌握基本概念、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)基礎課,為后續(xù)的數(shù)字電路、電力電子技術、單片機原理及接口技術、PLD及EDA技術等課程提供學習平臺,具有較強的理論性和實踐性,要求以工程實踐的觀點處理模擬電子電路中的一些問題。
(3)學會全面、辯證地分析模擬電子電路中的問題。
(4)注重實踐。做好模擬電子電路的每個實驗,結合基本理論,進一步加深理解,培養(yǎng)模擬電子電路實際操作能力;多做練習題,提高對基本電路、基本分析方法、基本理論的理解;有條件的學生可以在課余時間學習制作一些實用的電子電路或者參與大學生電子競賽項目,學習使用示波器觀察電路的有關波形、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習興趣,也可以提高自己的實際操作水平。
本書由上海工程技術大學電子電氣工程學院張振華、李洪芹主編。參與本書編寫、仿真調試工作的還有鄒睿、劉海珊、田瑾。本書的順利出版,要感謝學校各位領導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