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摘 要： 摘要：模擬電子技術(shù)課程內(nèi)容復(fù)雜、抽象，按常規(guī)教法很難使學(xué)生盡快入門。本文提出了基于工程背景的教學(xué)模式，將具有工程背景的實(shí)例貫穿于課程教學(xué)。通過教學(xué)實(shí)踐表明，該教學(xué)方法有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對各章節(jié)電路功能的認(rèn)識和理解，提高學(xué)生
摘要：“模擬電子技術(shù)”課程內(nèi)容復(fù)雜、抽象，按常規(guī)教法很難使學(xué)生盡快入門。本文提出了基于工程背景的教學(xué)模式，將具有工程背景的實(shí)例貫穿于課程教學(xué)。通過教學(xué)實(shí)踐表明，該教學(xué)方法有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對各章節(jié)電路功能的認(rèn)識和理解，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力。
關(guān)鍵詞：模擬電子技術(shù);液位控制;工程背景
“模擬電子技術(shù)”是電氣信息類等專業(yè)必不可少的專業(yè)基礎(chǔ)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(jié)合的電子電路J。由于課程內(nèi)容只描述單元電路的電參數(shù)處理過程，缺乏對單元電路分析計(jì)算的整體實(shí)用性的系統(tǒng)解釋，因此按常規(guī)教學(xué)法授課，無法體現(xiàn)理論與實(shí)際的結(jié)合，這是我們在教學(xué)方法上必須解決的關(guān)鍵問題。
1工程實(shí)例與課程教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合
“模擬電子技術(shù)”課程教學(xué)過程中可引入有針對性的工程實(shí)例，以幫助學(xué)生建立起系統(tǒng)的學(xué)習(xí)框架。我們根據(jù)課程整體內(nèi)容，可對各章節(jié)進(jìn)行模塊劃分，并簡要闡明其實(shí)用范例，以此作引導(dǎo)并將課程內(nèi)容作重點(diǎn)分析。具體可分三步進(jìn)行：①表明本課程內(nèi)容用途;②構(gòu)建突出課程內(nèi)容的工程實(shí)例系統(tǒng)框圖并設(shè)定相關(guān)參數(shù);③結(jié)合授課內(nèi)容逐步引出系統(tǒng)功能模塊。
“模擬電子技術(shù)”課程內(nèi)容涉及廣泛，其中集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用極其重要，這里以一個液位控制系統(tǒng)作為工程實(shí)例介紹，如圖1所示。該系統(tǒng)的功能是將對象的液面控制在某一設(shè)定范圍內(nèi)。
具體實(shí)例構(gòu)建如下：通過壓力傳感器將實(shí)際的液位信號轉(zhuǎn)化為電壓信號送往控制電路處理，傳感器內(nèi)部采用電橋式電阻結(jié)構(gòu)。液體壓力為零時，其中的應(yīng)變電阻應(yīng)變系數(shù)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(fù)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(yùn)算電路，受壓力傳感器內(nèi)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(yùn)算電路的輸入端，經(jīng)差動運(yùn)算電路處理后得到一個與液位成比例關(guān)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(shí)現(xiàn)，截止頻率的設(shè)計(jì)一般可根據(jù)實(shí)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(jù)后級電路的需要進(jìn)行放大產(chǎn)生f∞。由于給定電壓與比較器中的電阻參數(shù)共同決定的閾值電壓代表了液位的目標(biāo)高度范圍，本例設(shè)定閾值電壓的調(diào)節(jié)范圍為(0～5)，同時設(shè)計(jì)比例放大電路的比例系數(shù)為100。Um與閾值電壓進(jìn)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(chǎn)生控制信號，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，決定是需要進(jìn)水、出水還是保持。
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控制電路除了實(shí)現(xiàn)主體的控制關(guān)系外，還需要相應(yīng)的直流電源供電。該實(shí)例中選擇以LM7812和外圍電路構(gòu)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(shí)用的液位控制系統(tǒng)涵蓋了“模擬電子技術(shù)”課程中大部分內(nèi)容。如能給初學(xué)者首次上課時引入這樣一個工程實(shí)例，便可幫助他們建立起功能模塊和系統(tǒng)的概念。與圖1虛框內(nèi)各模塊相對應(yīng)的“模擬電子技術(shù)”課程中的典型電路如圖2所示。(a)差動運(yùn)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(nèi)容教學(xué)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(jié)合該工程實(shí)例，利用所學(xué)的知識來設(shè)計(jì)如圖2(a)所示的差動運(yùn)算電路;當(dāng)講到功放電路時，可結(jié)合多級放大電路并引出運(yùn)算放大電路進(jìn)行講解，讓學(xué)生知道運(yùn)算放大器是構(gòu)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(dāng)頻率響應(yīng)、反饋和信號的運(yùn)算處理等內(nèi)容介紹完后，就可以結(jié)合系統(tǒng)中所需的功能模塊，設(shè)計(jì)如圖2(b)和圖2(c)所示的低通濾波器和比例放大器，讓學(xué)生在掌握功能電路原理的基礎(chǔ)上也體會到這些具體電路的具體應(yīng)用;在介紹波形的發(fā)生和信號的轉(zhuǎn)換時，可以將滯回比較器的作用結(jié)合該實(shí)例進(jìn)行講解，滯回比較器可選用如圖2(d)所示電路;我們結(jié)合液位控制系統(tǒng)對電源的要求，對直流電源電路進(jìn)行分析，最終提出一個實(shí)用的直流電源電路。
3結(jié)語
通過上述的一個具有工程背景的液位控制系統(tǒng)實(shí)例，在教學(xué)中將“模擬電子技術(shù)”課程中的主要知識環(huán)節(jié)融會貫通，有利于加深學(xué)生對各章節(jié)電路功能的認(rèn)識、理解和應(yīng)用，有效調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，教學(xué)效果明顯。
