基于工程背景的“模拟电子技术＂课程教学模式

　　摘要：“模拟电子技术”课程内容复杂、抽象，按常规教法很难使学生尽快入门。本文提出了基于工程背景的教学模式，将具有工程背景的实例贯穿于课程教学。通过教学实践表明，该教学方法有利于激发学生的学习兴趣，加深学生对各章节电路功能的认识和理解，提高学生综合应用知识的能力。

　　关键词：模拟电子技术;液位控制;工程背景

　　“模拟电子技术”是电气信息类等专业必不可少的专业基础课1。课程各章按先器件后电路的顺序安排，其电路包括分立元件电路、集成电路和两者结合的电子电路J。由于课程内容只描述单元电路的电参数处理过程，缺乏对单元电路分析计算的整体实用性的系统解释，因此按常规教学法授课，无法体现理论与实际的结合，这是我们在教学方法上必须解决的关键问题。

　　1工程实例与课程教学内容相结合

　　“模拟电子技术”课程教学过程中可引入有针对性的工程实例，以帮助学生建立起系统的学习框架。我们根据课程整体内容，可对各章节进行模块划分，并简要阐明其实用范例，以此作引导并将课程内容作重点分析。具体可分三步进行：①表明本课程内容用途;②构建突出课程内容的工程实例系统框图并设定相关参数;③结合授课内容逐步引出系统功能模块。“模拟电子技术”课程内容涉及广泛，其中集成运算放大器的应用极其重要，这里以一个液位控制系统作为工程实例介绍。

　　该系统的功能是将对象的液面控制在某一设定范围内。具体实例构建如下：通过压力传感器将实际的液位信号转化为电压信号送往控制电路处理，传感器内部采用电桥式电阻结构。液体压力为零时，其中的应变电阻应变系数为零，电桥平衡，此时传感器输出差模信号电压U一U：=0;液体压力满负荷时≠，传感器输出差模信号电压为一U=0.05V(若不采用高输入阻抗差动运算电路，受压力传感器内阻影响，差模电压误差较大)。

　　压力传感器输出信号电压U，和U作为控制电路的输入信号，：送到差动运算电路的输入端，经差动运算电路处理后得到一个与液位成比例关系的电压信号Ur)l;该信号通过一个低通滤波电路，滤去可能夹杂的高频干扰信号，这里的低通滤波器可以用一阶有源低通电路来实现，截止频率的设计一般可根据实际电路的最高工作频率来加以确定，此处令截止频率Up=1/2~rRC=1Hz;低通滤波电路的输出。又作为比例放：电路的输入，根据后级电路的需要进行放大产生f∞。由于给定电压与比较器中的电阻参数共同决定的阈值电压代表了液位的目标高度范围，本例设定阈值电压的调节范围为(0～5)，同时设计比例放大电路的比例系数为100。

　　Um与阈值电压进行比较，通过滞回比较器保证液面变化足够大才有新动作产生控制信号，控制执行机构动作，决定是需要进水、出水还是保持。控制电路除了实现主体的控制关系外，还需要相应的直流电源供电。该实例中选择以LM7812和外围电路构成的电源为控制电路供电，另外给定电压可以用12V的直流电源通过电阻和电位器分压来获取。这样一个简单实用的液位控制系统涵盖了“模拟电子技术”课程中大部分内容。如能给初学者首次上课时引入这样一个工程实例，便可帮助他们建立起功能模块和系统的概念。

　　课程内容教学时可依序讲授器件、基本放大电路和多级放大电路，之后就可以结合该工程实例，利用所学的知识来设计的差动运算电路;当讲到功放电路时，可结合多级放大电路并引出运算放大电路进行讲解，让学生知道运算放大器是构成低通滤波器、比例放大器和滞回比较器等功能模块的主要器件;当频率响应、反馈和信号的运算处理等内容介绍完后，就可以结合系统中所需的功能模块，设计的低通滤波器和比例放大器，让学生在掌握功能电路原理的基础上也体会到这些具体电路的具体应用;在介绍波形的发生和信号的转换时，可以将滞回比较器的作用结合该实例进行讲解，滞回比较器可选用电路;我们结合液位控制系统对电源的要求，对直流电源电路进行分析，最终提出一个实用的直流电源电路。

　　2结语

　　通过上述的一个具有工程背景的液位控制系统实例，在教学中将“模拟电子技术”课程中的主要知识环节融会贯通，有利于加深学生对各章节电路功能的认识、理解和应用，有效调动了学生学习的积极性，教学效果明显。

　　参考文献：

　　[1]闰慧兰等.“模拟电子技术”多元化教学的探索[J].南京：电气电子教学学报，2010，10

　　[2]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2006.379.R’

　　电气方向论文投稿刊物：《电气电子教学学报》(双月刊)创刊于1979年，由教育部高等学校电子信息与电气学科教学指导委员会;高等学校电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导分委员会;东南大学主办。