模拟数字及电力电子技术大纲Word下载.docx
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第三章集成运放的应用
第一节概述:
理想运放、集成运放的两个工作区域。
第二节基本运算电路:
比例运算电路、求和运算电路、积分运算电路、微分运算电路、基本运算电路公式一览表。
第三节电压比较器:
单限比较器、滞回比较器、双限比较器。
第四节正弦波振荡电路:
产生正弦波振荡的条件及正弦波振荡电路的组成、RC串并联选频网络、RC串并联选频网络正弦波振荡电路的组成、文氏桥振荡电路。
第五节串联型稳压电源:
串联型稳压电源的原理框图、简单串联型稳压电源、实用串联型稳压电源、三端集成稳压器。
第六节集成运放的其他应用举例:
有源滤波器、精密整流电路、方波发生器、三角波发生器。
数字电子电路部分理论知识
第四章基础知识
第一节二进制数及其算术运算:
数的进制和二进制数、二进制数的算术运算。
第二节编码的概念及几种常用的二进制代码:
编码的概念、几种常用二进制代码。
第三节逻辑代数的基本公式和定理:
逻辑运算和逻辑函数、公式和定律。
第四节逻辑函数的化简方法:
最简的概念和公式化简法、图形化简法、具有约束项的逻辑函数的化简。
第五节逻辑函数表示方法之间的转换:
几种常用的表示方法、常用表示方法间的转换。
第六节基本半导体开关元件:
半导体二极管的开关特性、半导体三极管的开关特性、MOS管的开关特性。
第七节二极管与门、或门和三极管反相器:
二极管与门和或门、三极管反相器。
第五章集成门电路和触发器
第一节CMOS门电路:
CMOS反相器、CMOS与非门和或非门、CMOS传输门和异或门、漏极开路门和三态门。
第二节TTL门电路:
TTL反相器、TTL与非门和或非门、TTL异或门、集电极开路门和三态门、TTL集成电路系列简介。
第三节基本触发器和同步触发器:
基本触发器、同步触发器。
第四节主从触发器和边沿触发器:
主从RS触发器、主从JK触发器、边沿D触发器、边沿JK触发器、时钟触发器逻辑功能分类。
第六章组合逻辑电路
第一节加法器:
半加器和全加器、加法器。
第二节数值比较器:
同比较器、大小比较器。
第三节编码器:
二进制编码器、二—十进制编码器。
第四节译码器:
二进制译码器、二—十进制译码器、显示译码器。
第五节组合逻辑电路的分析设计方法和竞争冒险:
组合电路逻辑功能表示法和分析方法、组合电路的逻辑设计方法、组合电路中的竞争冒险。
第七章时序逻辑电路
第一节概述:
时序逻辑电路的特点及功能描述方法、分析时序电路逻辑功
能的基本方法。
第二节计数器:
计数器的工作特点和分类、同步计数器、异步计数器、同步计数器的设计。
第三节寄存器和移位型计数器:
基本寄存器、移位寄存器、移位型计数器。
第四节顺序脉冲发生器:
顺序脉冲发生器的特点、顺序脉冲发生器电路。
第八章脉冲产生、整形电路
第一节555集成定时器:
电路组成、基本功能。
第二节施密特触发器:
用555定时器构成的施密特触发器、集成施密特触发器。
第三节单稳态触发器:
用555定时器构成的单稳态触发器、集成单稳态触发器。
第四节多谐振荡器:
用555定时器构成的多谐振荡器、石英晶体多谐振荡器。
电力电子电路部分理论知识
第九章电力半导体器件
第一节电力半导体器件的发展概况。
第二节功率二极管:
PN结的形成、PN结的单相导电性和静态伏安特性、电导调制和正、反向恢复、PN结电容、二极管的主要性能参数、二极管的种类。
第三节晶闸管:
晶闸管的结构、晶闸管的工作原理、晶闸管的特性、晶闸管的主要参数、特殊晶闸管。
第四节功率晶体管:
功率晶体管的工作原理、功率晶体管的特性、功率达林顿管、GTR的主要参数、感性负载开关、GTR的缓冲电路、GTR的二次击穿与安全工作区、GTR的基极驱动电路。
第五节功率场效应晶体管:
N沟道功率MOSFET的基本结构和工作原理、静态特性和参数、开关特性与参数、安全工作区、功率MOSFET的特点、栅极驱动电路、功率MOSFET的保护。
第六节绝缘栅双极晶体管:
基本结构和工作原理、静态特性和参数、开关特性、擎住效应、安全工作区、IGBT的保护、栅极驱动电路、IGBT智能功率模块IPM。
第七节几种新型场控器件:
静电感应晶体管(SIT)和静电感应晶闸管(SITH)、MOS控制晶闸管。
第一十章晶闸管相控变换器
第一节晶闸管相控整流电路的相控原理:
电阻性负载下单相半波整流电路的相控原理、电感性负载与续流二极管。
第二节单相桥式相控整流电路:
单相桥式全控整流电路、单相桥式半控整流电路。
第三节三相半波相控整流电路:
共阴极三相半波相控整流电路、共阳极三相半波相控整流电路。
第四节三相桥式相控整流电路:
三相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路。
第五节变压器漏抗对整流电路的影响。
第六节功率因数:
功率因数(PF)基本概念、相控整流电路的功率因数与控制角α的关系。
第七节晶闸管相控有源逆变电路:
电源间电能的传递、晶闸管相控逆变电路中能量的传递、单相桥式全控有源逆变电路、三相半波相控有源逆变电路。
第八节晶闸管的触发电路:
晶闸管对触发电路的要求、单结晶体管移相触发电路、集成触发器。
第九节晶闸管的保护:
过压保护、过流保护。
第十一章直流脉宽调制(PWM)变换器
第一节直流斩波器的工作原理:
理想斩波器、升压斩波器。
第二节晶闸管直流斩波器:
晶闸管的换流、晶闸管斩波器电路。
第三节不可逆输出PWM变换器:
无制动作用的不可逆输出PWM变换器、有制动作用的不可逆输出PWM变换器。
第四节可逆输出PWM变换器:
双极式可逆PWM变换器、单极式可逆PWM变换器、单极式倍频可逆PWM变换器、受限单极式可逆PWM变换器、受限单极式倍频可逆PWM变换器。
第五节PWM变换器的控制电路:
产生调制信号的振荡频率、电压—脉冲变换器、脉冲分配器、功率开关管的驱动保护电路。
第十二章脉宽调制(PWM)逆变器
第一节PWM逆变器的工作原理和分类:
按输出电压调节方式分类、按直流电源的性质分类。
第二节晶闸管逆变器:
串联逆变器、并联逆变器。
第三节单相桥式PWM逆变器:
单相桥式逆变器的工作原理、单相桥式逆变器的电压控制。
第四节三相桥式PWM逆变器:
三相桥式PWM逆变器的工作原理、三相桥式PWM逆变器的电压控制。
第五节逆变器输出电压的谐波:
180o宽矩形波的谐波、120o宽矩形波的谐波、单脉冲宽度可调波形的谐波、多脉冲宽度可调波形的谐波、正弦波宽度调制波形的谐波。
第六节PWM逆变器的同步调制和异步调制:
同步调制、异步调制、分段同步调制。
第七节PWM逆变器的数字和微处理器控制:
自然采样PWM、规则采样PWM、专用大规模集成电路芯片形成SPWM波。
第十三章交流电压调整器和周波变换器
第一节交流电压调整器:
交流电压调整器的工作原理、单相交流调压器、三相交流调压器、单相变压器抽头转换开关。
第二节周波变换器:
单相周波变换器、三相周波变换器。
二、课程实践教学内容
模拟电子电路部分实践教学内容
(一)常用电子仪器使用及测量:
数字万用表使用及测量、直流稳压电源的使用方法、函数发生器的使用及操作、交流毫伏表的使用及测量、双踪示波器的使用及测量、电子仪器的正确操作及误差处理。
(二)单级共射放大器:
放大器静态工作点的调试及测量、放大器交流电压放大倍数的测量、放大器交流输出电阻的测量、放大器交流输入电阻的测量、观测静态工作点对放大器输出电压失真的影响、测量放大器的最大不失真幅度。
(三)差动放大器:
差动放大器的静态工作点调整及测量、长尾式差动放大器双端输出时差模电压放大倍数、共模电压放大倍数及共模抑制比测量、长尾式差动放大器单端输出时差模电压放大倍数、共模电压放大倍数及共模抑制比测量、恒流源式差动放大器双端输出时差模电压放大倍数、共模电压放大倍数及共模抑制比测量、恒流源式差动放大器单端输出时差模电压放大倍数、共模电压放大倍数及共模抑制比测量。
(四)反馈放大器:
调试基本放大器的静态工作点、测试基本放大器的交流指标(电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、上限频率、下限频率)、测试负反馈放大器(构成电压串联负反馈)的交流指标(电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、上限频率、下限频率)。
(五)运算放大器组成的基本运算电路:
反向比例运算电路的测试、同相比例运算电路的测试、加法运算电路的测试、减法运算电路的测试、积分运算电路的测试。
(六)RC正弦波振荡电路:
基本桥式RC正弦波振荡电路的调试、测量RC正弦波振荡器的频率及输出电压幅值、测量串并联RC选频网络的反馈系数、测试具有稳幅环节的RC正弦波振荡器的输出频率及幅值、观察输出正弦波信号的失真及稳定情况。
(七)串联式直流稳压电源:
测试直流稳压电源的输出电压调节范围、测试稳压电源的输入电压调整率、测试稳压电源的输出电流调整率、测试稳压电源的输出电压纹波。
数字电子电路部分实践教学内容
(八)集成逻辑门电路:
集成逻辑门电路功能测试、逻辑功能变换及测试、测试逻辑门电路的动态性能指标。
(九)集成触发器:
集成触发器功能测试、将触发器转换成其他功能的触发器并进行测量、集成触发器构成分频器并测量。
(一十)组合逻辑电路:
半加器及全加器逻辑功能测试、集成二进制译码器测试、集成数据选择器功能测试、设计一组合逻辑电路并进行验证。
(十一)集成计数器、译码显示电路:
集成计数器功能测试、集成计数器、译码
器及显示器静态测试、集成计数器动态测试并观察输出波形、利用集成计
数器构成一任意计数体制的计数器并验证。
(十二)脉冲产生及整形电路:
测试555定时器的基本功能、555定时器组成施
密特触发器并测试、555定时器组成多谐振荡器并测试其输出信号的频
率、555定时器组成单稳态触发器并测试输出脉冲的宽度。
电力电子电路部分实践教学内容
(十三)单相桥式半控整流电路:
晶闸管触发电路调试和测量、单相桥式半控整
流电路带纯电阻负载时的测量、单相桥式半控整流电路带电阻电感负载
时的测量、单相桥式半控整流电路带反电势负载(直流电动机)时的测
量。
(十四)直流斩波电路:
测试PWM集成电路SG3525的基本功能、测试降压斩
波电路在电阻负载和电阻—电感负载下的工作特性、测试升压斩波器在
电阻负载和电阻—电感负载下的工作特性。
(十五)单相桥式PWM逆变器:
测量PWM集成电路SG3525组成控制电路的
各点波形、观察功率场效应管的开关特性、观察PWM逆变器在电阻负
载及电阻—电感负载下的波形、测试逆变器在电阻负载下的工作特性。
(十六)单相交流调压电路:
观察单相交流调压电路带电阻负载时的工作波形、
测量其工作特性、观察单相交流调压电路带电阻—电感负载时的工作波
形、测量其工作特性。
说明:
在进行每个电路实验前,可以采用电子电路辅助分析软件Multisim在计
算机上进行仿真,完成虚拟实验,然后和实际实验数据、波形进行比较。
三、课程理论教学考核要求
模拟电子电路部分
第一章
正确理解
什么是本征半导体;
本征半导体的特性;
什么是杂质半导体;
什么是N型半导体;
什么是P型半导体;
PN结的形成;
半导体二极管的结构;
二极管的主要参数;
半导体三极管的工作原理;
三极管的主要参数;
场效应管的工作原理;
场效应管的主要参数;
二极管的伏安特性方程;
三极管的特性曲线;
放大电路的通频带;
多级放大器的耦合方式及特点;
场效应管放大器的组成及特点。
熟练掌握
二极管的单向导电性;
正确分析二极管组成的电路;
正确计算单相桥式
整流、滤波的指标;
稳压管的特点及稳压电路;
放大器静态工作点的设置对放大器失真的影响;
典型静态工作点稳定电路的工作原理;
放大器的直流通路与交流通路;
放大器的图解分析法;
共集电极放大器的组成及特点。
重点掌握
二极管组成电路的分析计算;
单相桥式整流滤波电路的分析计算;
放大器的微变等效电路的分析方法;
共射放大器的静态工作点的计算;
共射放大器的电压放大倍数;
交流输入电阻、交流输出电阻的计算;
输出波形产生的失真与静态工作点之间的关系;
共集电极放大器的静态与交流指标的计算。
第二章
直接耦合放大器的特点;
零点漂移现象;
差动放大器结构特点;
差模信号、共模信号、共模抑制比;
甲乙类互补功率放大器的特点;
交越失真;
复合管;
集成运算放大器的组成及特点;
集成运算放大器的主要参数指标;
使用集成运算放大器注意问题;
反馈的基本概念;
负反馈对放大器性能的影响;
自激振荡的产生及消除。
长尾式差动放大器的工作原理及静态工作点、动态指标计算;
具有恒流源的差动放大器的静态工作点、动态指标的计算;
甲乙类互补功率放大器的工作原理及输出功率、效率的计算;
负反馈放大器的类型判别;
深度负反馈放大器的电压放大倍数计算。
具有恒流源电路的差动放大器的静态工作点计算、差模电压放大倍数计算、差模输入电阻、输出电阻计算;
由集成运算放大器组成的负反馈电路的组态判别;
深度负反馈放大器的电压放大倍数的估算方法。
第三章
正确理解
理想运算放大器的特点;
虚短和虚断的概念;
集成运算放大器工作在线性区的条件;
集成运算放大器工作在非线性区的条件;
正弦波振荡电路的组成及振荡条件;
串联式稳压电源的组成及工作原理;
集成稳压器的特点及使用。
熟练掌握
集成运算放大器组成的各种基本运算电路的特点及分析计算;
运算放大器组成的电压比较器的工作原理及分析;
正弦波振荡电路能否产生振荡的判别方法;
桥式正弦波振荡电路的分析及计算;
串联式稳压电源的分析计算。
重点掌握
集成运算放大器工作在线性状态下组成的电路分析计算;
根据要求实现的函数运算关系能正确画出运算放大器实现的电路图;
RC桥式正弦波振荡电路的性能指标计算。
数字电子电路部分
第四章
二进制数的表示方法;
不同进制数之间的转换;
编码的概念;
常用的二进制代码;
基本逻辑关系及其表示;
基本逻辑函数公式及定理;
逻辑函数的表示方法及不同表达式之间的转换;
逻辑函数的最小项及其性质;
约束项的含义;
二极管的开关特性;
三极管的开关特性及参数;
MOS管的开关状态;
高电平及低电平;
正逻辑及负逻辑;
二极管和三极管组成的基本逻辑门电路。
不同进制数之间的转换;
8421BCD编码;
逻辑函数的建立及表示方法;
逻辑函数的公式法化简;
逻辑函数的卡诺图化简;
具有约束项逻辑函数的化简;
逻辑函数的不同表达式之间的转换。
二进制数的特点及不同进制数之间的转换;
基本逻辑关系的表示;
逻辑代数基本公式及定理;
逻辑函数的卡诺图化简方法;
逻辑函数不同表示方法之间的转换。
第五章
CMOS逻辑门电路的结构及特点;
CMOS逻辑门电路的主要参数;
CMOS传输门及三态门的功能及特点;
TTL逻辑门电路的结构特点;
TTL逻辑门电路的主要参数;
TTL三态门和OC门的功能及应用;
基本RS触发器的组成及功能;
同步RS触发器的特点;
主从JK触发器的功能及特点;
边沿D触发器的逻辑功能及特点;
边沿JK触发器的特点。
CMOS门电路与TTL门电路的特点;
集成门电路的应用;
门电路的波形分析;
RS、D、JK触发器的特征方程及时钟触发特性;
触发器的应用电路分析及时序波形图。
各种门电路的逻辑功能及应用;
各种触发器逻辑功能及应用。
第六章
组合逻辑电路的特点;
加法器、比较器、编码器、译码器常用组合逻辑电路的功能;
常用中规模组合逻辑集成电路的使用;
组合逻辑电路中的竞争冒险现象。
组合逻辑电路的分析方法;
一般组合逻辑逻辑电路的设计。
组合逻辑电路的特点及表示方法;
常用组合逻辑电路的功能及分析;
组合逻辑电路的设计方法。
第七章
时序逻辑电路的特点;
同步时序逻辑电路;
异步时序逻辑电路;
计数器的逻辑功能;
异步清零及同步清零;
异步置数及同步置数;
寄存器及移位寄存器的特点;
顺序脉冲发生器的组成及特点。
同步时序逻辑电路的分析方法;
异步时序逻辑电路的分析方法;
计数器的逻辑功能及分类;
移位寄存器的特点及应用;
集成中规模计数器的应用。
同步时序逻辑电路的分析;
集成移位寄存器的应用;
用集成计数器构成任意进制计数器的方法;
集成计数器之间的级联方法。
第八章
多谐振荡器的概念;
单稳态触发器的概念;
施密特触发器的概念;
脉冲的整形;
555定时器的结构及特点;
石英晶体组成的多谐振荡电路的特点。
熟练掌握
555定时器的工作原理及功能;
555定时器组成的施密特触发器的电路结构及分析;
555定时器组成的单稳态电路结构及分析计;
555定时器组成的多谢振荡器电路结构及分析。
555定时器组成的多谐振荡器电路的参数计算及应用;
555定时器组成的单稳态电路的参数计算及应用;
555定时器组成的施密特触发器电路及应用。
电力电子电路部分
第九章
功率二极管的工作原理及主要参参数;
普通整流二极管、快恢复二极管
和肖特基二极管的特点;
晶闸管的工作原理及主要参数;
功率晶体管的特点
及主要参数;
功率晶体管的开通和关断缓冲电路的作用;
功率场效应管的特
点及参数;
绝缘栅双极晶体管的特点及参数。
功率二极管的应用;
晶闸管的工作原理及特性;
晶闸管的主要参数及使用中注意问题;
功率晶体管的工作原理及特点;
场效应管的工作原理及特点;
绝缘栅双极晶体管的工作原理及特点。
晶闸管的特性、主要特点、开通和关断方法;
功率场效应管的主要特点;
绝缘栅双极晶体管的主要特点、驱动电路的要求、选择晶闸管的参数。
第十章
单相半波可控整流电路的结构及特点;
单相全控桥式整流电路的结构及特点;
单相半控桥式整流电路的结构及特点;
晶闸管的触发电路组成;
晶闸管的保护措施;
有源逆变的概念;
有源逆变的条件。
单相半波可控整流电路的工作原理;
正确分析在不同负载下的工作波形及计算;
单相桥式可控桥式整流电路的工作原理;
正确分析在不同负载下的工作波形及计算。
单相半波、单相桥式可控整流电路的工作原理、波形分析及参数计算。
第十一章
直流斩波的定义;
PWM的定义;
降压斩波变换器电路结构;
升压斩波器电路结构;
PWM控制原理;
不可逆输出和可逆输出的定义;
单极式和双极式可逆输出PWM变换器的定义。
降压式斩波器的工作原理、各点波形及输出电压计算;
升压式斩波器的原理、工作波形及输出电压计算;
不可逆输出PWM变换器的工作原理及波形分析;
可逆输出PWM变换器的工作原理及波形分析。
降压式斩波器和升压式斩波器的电路结构、工作原理、波形分析及输出电压、电流计算;
不可逆输出PWM变换器波形分析。
第十二章
无源逆变的概念;
逆变器的分类;
电压型和电流型逆变器的特点;
单相桥式PWM逆变器的结构;
同步调制、异步调制和分段同步调制的定义。
PWM逆变器的基本工作原理;
单相桥式PWM逆变器的工作原理及输出电压的控制;
单相桥式PWM逆变器在电阻及电感负载时,电路各部分电压和电流波形。
无源逆变的概念和分类;
单相桥式PWM逆变器的工作原理、波形分析、参数计算。
第十三章
相位控制的概念;
周波控制的概念;
单相交流调压器电路结构。
单相交流调压器的工作原理;
在电阻负载及电感负载下,各点波形分析及参数计算。
交流调压器的控制原理;
单相交流调压器的波形分析及计算。
四、课程实践教学考核要求
熟练掌握常用电子仪器的使用方法,如示波器、函数发生器、交流毫伏表、数字万用表、直流稳压电源等。
掌握电子电路的测试技术及测试误差分析方法,如放大器的静态测试、交流指标测试、信号频率测试、脉冲参数测试、逻辑功能测试、输出波形分析等。
掌握一般电子电路的故障排查及电子电路的安装调试技术,如判断电子元器件的好坏、电子电路故障的排查方法、电子电路的安装工艺等。
掌握电子电路的阅图能力及查阅电子器件手册的能力,能正确选择电子器件并合理的设计电路。
能够独立的写出规范的实验报告、画出正确的电子电路原理图及设计文件。
3、课程考核方式
本课程过程学习采用作业和实验两种考核方式。
要求理论课程每4学时,完成一次作业,每次作业4~6题。
实验考核有两种方式:
一种是必做实验,要求学生到实验室亲自做,并完成实验报告的
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- 关 键 词:
- 模拟 数字 电力 电子技术 大纲