發布時間：2020-03-25所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：模擬電子技術課程內容復雜、抽象，按常規教法很難使學生盡快入門。本文提出了基于工程背景的教學模式，將具有工程背景的實例貫穿于課程教學。通過教學實踐表明，該教學方法有利于激發學生的學習興趣，加深學生對各章節電路功能的認識和理解，提高學生
摘要：“模擬電子技術”課程內容復雜、抽象，按常規教法很難使學生盡快入門。本文提出了基于工程背景的教學模式，將具有工程背景的實例貫穿于課程教學。通過教學實踐表明，該教學方法有利于激發學生的學習興趣，加深學生對各章節電路功能的認識和理解，提高學生綜合應用知識的能力。
關鍵詞：模擬電子技術;液位控制;工程背景
“模擬電子技術”是電氣信息類等專業必不可少的專業基礎課1。課程各章按先器件后電路的順序安排，其電路包括分立元件電路、集成電路和兩者結合的電子電路J。由于課程內容只描述單元電路的電參數處理過程，缺乏對單元電路分析計算的整體實用性的系統解釋，因此按常規教學法授課，無法體現理論與實際的結合，這是我們在教學方法上必須解決的關鍵問題。
1工程實例與課程教學內容相結合
“模擬電子技術”課程教學過程中可引入有針對性的工程實例，以幫助學生建立起系統的學習框架。我們根據課程整體內容，可對各章節進行模塊劃分，并簡要闡明其實用范例，以此作引導并將課程內容作重點分析。具體可分三步進行：①表明本課程內容用途;②構建突出課程內容的工程實例系統框圖并設定相關參數;③結合授課內容逐步引出系統功能模塊。
“模擬電子技術”課程內容涉及廣泛，其中集成運算放大器的應用極其重要，這里以一個液位控制系統作為工程實例介紹，如圖1所示。該系統的功能是將對象的液面控制在某一設定范圍內。
具體實例構建如下：通過壓力傳感器將實際的液位信號轉化為電壓信號送往控制電路處理，傳感器內部采用電橋式電阻結構。液體壓力為零時，其中的應變電阻應變系數為零，電橋平衡，此時傳感器輸出差模信號電壓U一U：=0;液體壓力滿負荷時≠，傳感器輸出差模信號電壓為一U=0.05V(若不采用高輸入阻抗差動運算電路，受壓力傳感器內阻影響，差模電壓誤差較大)。
壓力傳感器輸出信號電壓U，和U作為控制電路的輸入信號，：送到差動運算電路的輸入端，經差動運算電路處理后得到一個與液位成比例關系的電壓信號Ur)l;該信號通過一個低通濾波電路，濾去可能夾雜的高頻干擾信號，這里的低通濾波器可以用一階有源低通電路來實現，截止頻率的設計一般可根據實際電路的最高工作頻率來加以確定，此處令截止頻率Up=1/2~rRC=1Hz;低通濾波電路的輸出。又作為比例放：電路的輸入，根據后級電路的需要進行放大產生f∞。由于給定電壓與比較器中的電阻參數共同決定的閾值電壓代表了液位的目標高度范圍，本例設定閾值電壓的調節范圍為(0～5)，同時設計比例放大電路的比例系數為100。Um與閾值電壓進行比較，通過滯回比較器保證液面變化足夠大才有新動作產生控制信號，控制執行機構動作，決定是需要進水、出水還是保持。
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控制電路除了實現主體的控制關系外，還需要相應的直流電源供電。該實例中選擇以LM7812和外圍電路構成的電源為控制電路供電，另外給定電壓可以用12V的直流電源通過電阻和電位器分壓來獲取。
這樣一個簡單實用的液位控制系統涵蓋了“模擬電子技術”課程中大部分內容。如能給初學者首次上課時引入這樣一個工程實例，便可幫助他們建立起功能模塊和系統的概念。與圖1虛框內各模塊相對應的“模擬電子技術”課程中的典型電路如圖2所示。(a)差動運算電路(b)低通濾波器(C)比例放大器(d)滯回比較器圖2功能模塊典型電路圖課程內容教學時可依序講授器件、基本放大電路和多級放大電路，之后就可以結合該工程實例，利用所學的知識來設計如圖2(a)所示的差動運算電路;當講到功放電路時，可結合多級放大電路并引出運算放大電路進行講解，讓學生知道運算放大器是構成低通濾波器、比例放大器和滯回比較器等功能模塊的主要器件;當頻率響應、反饋和信號的運算處理等內容介紹完后，就可以結合系統中所需的功能模塊，設計如圖2(b)和圖2(c)所示的低通濾波器和比例放大器，讓學生在掌握功能電路原理的基礎上也體會到這些具體電路的具體應用;在介紹波形的發生和信號的轉換時，可以將滯回比較器的作用結合該實例進行講解，滯回比較器可選用如圖2(d)所示電路;我們結合液位控制系統對電源的要求，對直流電源電路進行分析，最終提出一個實用的直流電源電路。
3結語
通過上述的一個具有工程背景的液位控制系統實例，在教學中將“模擬電子技術”課程中的主要知識環節融會貫通，有利于加深學生對各章節電路功能的認識、理解和應用，有效調動了學生學習的積極性，教學效果明顯。
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