ui设计课程总结篇1
本课包括五部分内容。
第一部分是情境图。第二部分是ɑo ou iu的读音和它们的四声读法。第三部分是ɑo ou iu的形体和书写规则。第四部分是含有复韵母ɑo ou iu的音节。第五部分是图文结合的拼音词和拼音句,用以巩固所学的韵母和音节。教学本课计划用2课时,我设计的是第一课时的教学,包括第一、二、三部分。
【目标预设】
1. 学会复韵母“ɑo、ou、iu”及其四声,读准音,认清形,正确书写。
2. 区分iu和ui,了解“iu”的标调规则。
【重点、难点】
重点:学会复韵母“ɑo、ou、iu”的发音,了解“iu”的标调规则。
难点:使学生能区分iu和ui,注意ou和o的发音和口形。
【设计理念】
1. 趣味性:在教学中,根据一年级学生的年龄特点,以交朋友为线索,贯穿教学始终,激发学生兴趣。
2. 主体性:学生是学习的主人,在学法上,放手让学生运用讨论法、比较法来学习,表现较好的同学给予表扬或奖励,这样可以使学生在课堂上变被动为主动,把所学的知识逐步转变为能力,而且还培养了他们善于动脑、善于思考的好习惯。
3. 实践性。儿童学习汉语拼音,是一个从言语实践中来,又回到言语实践中去的过程,是一个将已有的生活经验与学习对象建立起新的联系的过程。在教学中,注重引导学生利用已有的知识和学习经验,来学习和巩固本课新的知识。
【设计思路】
围绕教学目标,注重突出重点、突破难点。
1. 建立联系,激趣导入。由单韵母ɑ o e i u ü及所学复韵母ɑi ei ui导入,引出课题。
2. 创设情境,学习拼音。从观察情境图到了解语境歌,从发音口型到组成结构,从复韵母“ɑo、ou、iu”的发音到四声,并在课中结合“iu”的四声对口令,既让学生得到放松,又巩固应用新知,使学生轻松愉快地准确认读ɑo ou iu。
3. 与生活联系,加强实践。引导学生利用已有的知识和学习经验,来学习和巩固ɑo ou iu的发音及其四声。在教学中,与生活实际相结合,采用多样的方式,引导学生轻松学习和巩固知识。
4. 自主交流,正确书写。在自主活动中凸显学生的主体地位。
总之,在这一课时的教学中,采用各种教学方法,设法调动学生学习拼音的积极性,使他们成为学习拼音的小主人。
5. 具体教学流程如下:
[激趣导入 感语境 学读音 课中操 练书写 促巩固
][读韵母 读四声]
【教学过程】
一、 激趣导入
1. 做“找朋友”游戏。同学们,我们在拼音王国里认识了很多拼音朋友,老师这儿就有几位老朋友很想念大家了。来,小朋友,咱们和它们打个招呼。出示单韵母卡片(ɑ、o、e、i、u、ü),请学生齐读。
2. 谁能从这6张卡片中找出两张拼成我们已经认识的3个复韵母?请学生上台找卡片并指导说话:ɑ、i结合ɑi、ɑi、ɑi;e、i结合ei、ei、ei;u、i结合ui、ui、ui。
3. 过渡语:单韵母的本领可真大呀!除了能组成“ɑi、ei、ui”外,还可以组成其他的新朋友呢!同学们想不想认识新朋友啊?
板书课题:10 ɑo ou iu
二、 感语境
1. 看情境图,说说图的内容。
(1) 图上画的什么季节?你们从哪里看出来的?
看得仔细,普通话也说得准。带大家再说一遍“棉袄”。
(2) 湖里有小朋友在干什么?
他们真勇敢。难怪海鸥也赶来夸他们呢!我们一起听首儿歌。
2. 听语境歌:身穿鸭绒袄,拍着小手笑。游泳健儿不怕冷,海鸥边飞边叫好。相机出示ɑo ou iu。
三、 学读音
1. 教学复韵母ɑo。
(1) 孩子们身上穿着什么衣服?(鸭绒袄)学习ɑo的读音。
(2) “袄”是第几声?谁会把第三声改成第一声读一读?
指名读。
(3) 板书复韵母ɑo,问:ɑo由哪两个单韵母组成,读时要注意什么?
(4) 教师范读,学生自由练读。
(5) 指名读,注意纠正读错的音。
(6) 比较ɑo和ɑi的发音异同。
2. 教学复韵母ou。
(1) 板书ou,告诉学生ou的读音有点像海鸥的“鸥”。
(2) 教师范读,学生练读。
(3) 比较ɑo和ou的发音不同点。
3. 教学复韵母iu。
(1) 游泳的“游”是第几声?谁会发第一声?
(2) 出示复韵母iu,学生自由练读。
(3) 比较iu和ui。老师引导学生通过儿歌记忆,“小i在前iu、iu、iu,小i在后ui、ui、ui”。
4. 听录音跟读、同桌互听互读、全班抽查读“ɑo、ou、iu”,并进行正音。
5. 读准四声。
(1) 学生在脑中想象“ɑo、ou、iu”的四声,自由练读。
(2) 师写“ɑo”的四声,请学生开火车读。
(3) 生标“ou”的四声,并以不同方式读。
(4) 指名标“iu”的四声,强调“iu”的声调标在“u”上,并与“ui”比较,了解“i、u并列标在后”的标调规则。
6. 做声调手势,学生齐读相关韵母,教师抽读。
四、 课中操
学生跟读下面的儿歌,并结合动作进行对口令表演。
儿歌:iū、iū,什么iū,认真写字能得“优”;iú,iú,什么iú,鱼儿鱼儿水中“游”;iǔ,iǔ,什么iǔ,你是我的好朋“友”;iù,iù,什么iù,上下楼梯要靠“右”。
五、 练书写
1. ɑo、ou、iu三位拼音小朋友想回家了,我们一起把它们送回家,好吗?
(出示四线格,学生仔细观察复韵母在四线格中的位置,指名学生在黑板上板演,师生共同评议)
2. 学生练习书写。
(1) 说说要注意什么:①要靠拢;②要匀称;③写中间。
(2) 学生书写,教师巡回指导,强调写字、拿笔姿势要正确。
六、 促提高
1. 抽读韵母卡片。
今天我们学习了第11课,你们有什么收获?请同学交流。
小结标调规则:有ɑ别放过,没ɑ找o e,i u都有标在后。
2. 师把复韵母ɑi ei ui ɑo ou iu卡片分发给六个学生。教师报汉字,让拿卡片的同学给汉字韵母对号。
天冷要穿棉“袄” ( ɑo )
你的个子高,我的个子“矮” ( ɑi )
“藕”中含有纤维 ( ou )
今天第三节课是班 “会” ( ui )
妹妹今年“六”岁 ( iu )
老师今天穿的是“黑”色外套 ( ei )
ui设计课程总结篇2
UI设计又称用户界面设计,它主要是指对屏幕上的图形以及界面进行整体的设计,比如,对界面或者网站的图形、颜色以及风格等设计出各样的视觉效果。UI界面设计不仅仅是对用户界面进行的一种简单装饰与美化,因为当今UI设计师的工作越来越等同于艺术家的工作,尤其是随着当今社会生活中越来越多的电子产品以及网页网站的出现,高水平的UI设计已经成为当今设计市场在激烈竞争中立于不败之地的主要途径。一个漂亮的UI界面,不仅能够让用户有舒适的体验,还能够让该产品为该企业带来更多的利益。因此UI界面的设计不仅仅需要创造艺术美感,还需要综合考虑使用的人群以及使用的方法等。虽然当前许多设计师是参与到了UI界面的设计工作中,然而UI界面的设计并非等同于纯粹简单的艺术创作,人们审美水平的提升和审美水平的变化,对当前UI界面的设计要求越来越高。如何才能设计出用户满意和舒适的UI界面,为用户提供更加满意的体验,成为当前UI设计师所面临的重要课题。
二、UI界面设计的主要软件及内容
随着各种各样电子产品的普及和运用,丰富多彩的界面设计使得这些电子产品不仅具有吸引客户,同时还赋予它新的生命力的特点。例如常用的手机与电脑中的图像设计软件photoshop,它是一种对图形图像进行编辑的软件,可以为用户提供非常便捷和丰富的图形编辑设计等功能,用户可以运用各种颜色以及笔刷的形状,使得设计的空间更加广阔,更加符合他们的设计理念。当前的专业艺术院校还没有建立一个较为完善的UI界面设计专业,因此培养专业的UI设计师是设计出良好UI界面的关键,UI设计的主要内容包括以下几个方面:
一是网页的整体布局与设计。这需要设计师具有综合的知识与能力,需要将多种设计元素融入界面设计之中,同时要突出页面设计的主题,根据用户的需求和实际情况来构图设计,在注重美的同时,还要重视实用的便捷性原则。
二是对界面的外观进行设计。常用的UI界面外观设计的手段有利用经典的几何图形,比如圆形、长方形、菱形、四边形等等,每一种图形都代表着不同的含义。同时在设计中还可以结合多种形状,表现更加丰富和更加具有层次的特点。
三是对界面中文字的设计与编排。文字是界面中的主要内容,因此为了突出界面中的主要信息要对文字的颜色、字体、字号等等进行搭配与组合的设计。同时还要对字的行间距等进行协调的搭配,让整个文字给人以视觉上美的享受。
四是对图片的设计与多媒体的设计。任何一个UI界面都会涉及到图片与文字,因此通过图片来补充文字,具有良好的视觉补充效果,可以互相渗透,让界面更加的活跃,更加的具有立体感,也让整个界面更加丰富。而随着3d、2d的动画效果的普遍运用,为了吸引更多的使用者,设计师可以通过在界面中插入3d与2d的动画效果,让声音视频等,更多的媒体参与到页面设计中,可以充分的调动用户的各种感官的体验与享受。
五对网页界面背景的设计。背景的设计需要遵循与文字、图片以及其他内容风格统一、浑然一体的原则。同时背景往往起到了衬托和渲染的作用,在设计上一般比较柔和,不能喧宾夺主。
六对颜色的设计搭配。对色彩的设计是整个界面设计中最为关键和核心的一个环节,由于色彩往往给人第一印象和第一视觉冲击的影响,因此它直接影响和作用着人的情感,不同的颜色会让人产生不同的心理体验与感受,因此UI界面设计中对色彩的搭配,首先需要从用户的角度出发,让用户可以根据自己的喜好,任意选择满意的色彩变化。其次是UI界面设计的色彩要能够起到引导作用,能够为用户传达一种情感的导向,人的情感与颜色之间密不可分,良好的UI设计师总是能够通过颜色的搭配,抓住用户的情感体验,并且吸引用户。
七是对明暗以及深浅的设计搭配。如果设计师选择了深色的背景,那么就应该在深色的背景上使用浅色或亮色的文字和图片,这样用户的视觉就可以停留在文字与图片上,通过深浅和明暗的色彩对比能够让页面更加的赏心悦目。
三、UI界面设计的具体措施
随着各种新的电子设备不断的出现在人们的生活中,使得消费者有了越来越多的选择,而如何通过电子产品来吸引和抓住消费者的眼球,UI界面设计成为了许多电子产品的营销手段之一。美观的UI界面设计以及良好的操作体验获得了消费者的青睐。随着互联网4G时代的到来,以及各种手机平板电子设备的出现。UI界面设计也得到了飞速的发展。比如当前的UI界面设计,已经出现了图标窗口、菜单按钮化的功能,而如今的智能手机也在充分的考虑用户体验的便捷性与稳定性。以腾讯QQ和微信的设计为例,UI界面的设计既时尚大气,又丰富、整洁和严谨,用户可以在体验快速上网的同时体验更加舒适的手感。
ui设计课程总结篇3
关键词:旅游管理专业本科课程评价模糊综合评判模型
一、旅游管理专业本科课程模糊综合评判模型的建立
1.评价要素的设置
评价要素的设置,是对旅游管理本科课程体系进行综合评价的前提。由于评价对象为课程体系目标实际达成程度,因此选取课程体系目标作为评价要素。考虑到课程体系目标主要在于提高学生在旅游行业就业的能力,因此可以参照旅游企业对人才的能力需求来选择评价要素。温卫宁等认为酒店业人才应具备的能力包括逻辑思维能力、沟通和人际交往的能力、与人合作的能力、酒店的经营管理能力、获取并利用信息的能力、灵活运用各种知识创造性解决问题的能力、适应职业生涯及职业发展的能力、应变能力和外语交际能力。丁雨莲等指出旅游企业对人才的选用多基于专业性、工作经验、语言能力和个人素养等方面。
综合以上观点,本文认为旅游管理专业本科课程体系目标主要包括增强学生的专业基础知识、经营管理知识、实际操作知识和专业外语知识四个方面。其中每个目标的实现与否又取决于各门课程目标的实现程度,这样就构成了旅游管理专业本科课程体系的评价要素。评价要素集合为:
U={U1,U2,U3,U4}(1)
Ui={Uik}(i=1,2,3,4;k=1,2,…,nk)(2)
(1)式中,Ui代表U的子集,为各单要素。其中,U1代表专业基础知识,U2代表经营管理知识,U3代表实际操作知识,U4代表专业外语知识。
(2)式表示子集Ui中含有nk个评判因素,Uik代表各门课程。各单要素具体包括哪些课程,取决于高校开设的旅游管理专业本科课程。
2.评语集合及评价要素权重子集的确定
在对要素开展评价时,主要通过衡量课程对学生的帮助程度来判断课程目标实际达成程度。根据评价决策的实际需要,将评价等级标准划分为“非常有帮助”、“较有帮助”、“有些帮助”和“几乎没什么帮助”四个等级。即评语集合为:V={非常有帮助,较有帮助,有些帮助,几乎没什么帮助}(3)
为了衡量要素的相对重要性,需要确定其权重系数。在确定各子集Ui权重(一级权重)的过程中,考虑到学生是学习的主体,因此主要依据学生对各子集的重要性判断来确定权重。在重要性判断中,采用李克特量表法,分为5,4,3,2,1共5个等级标度,5代表非常重要,4代表较重要,3代表一般,2代表较不重要,1代表不重要。在学生做出重要性判断后,计算各子集重要性得分的均值,然后进行总和标准化,得出各子集权重。在确定各子集中要素的权重(二级权重)时,将各门课程对增强该类知识的客观作用视为相同,因此1/nk即为子集中各要素权重。
3.评判的实施
在模型评判的过程中,首先对子集Ui中的各门课程目标实际达成程度的评价结果,分别求出其对各个评价等级的隶属程度,构成评判决策矩阵Ri,如果Ui中各门课程的权重集为Ai,则第i个子集Ui的综合评判结果为:Bi=AiRi=[bi1,bi2,bi3,bi4](i=1,2,3,4)(4)
然后对4个子集Ui(i=1,2,3,4)进行综合评判,其评判决策矩阵R为:(5)
如果各子集的权数分配为A,则可得综合评判结果:B=AR(6)
最后依照评语集合,根据最大隶属度原则对综合评判结果进行判断,得出课程体系目标实际达成程度的评价结果。
二、旅游管理专业本科课程模糊综合评判模型的应用
1.问卷调查概况
为了获取评价要素权重子集和评判决策矩阵,我们选取南京财经大学旅游管理专业06级本科生开展问卷调查。问卷发放50份,有效回收45份,问卷回收率为90%。其中女生占88.9%,男生占11.1%。
2.问卷内容设计
问卷内容主要分为各项知识重要性和课程对学生的帮助程度判断两大部分。其中知识重要性判断依照前述的5个等级,对专业基础知识、经营管理知识、实际操作知识和专业外语知识进行判断。
课程对学生的帮助程度判断则依照评语集所确定的四个等级来评价。在具体操作时,首先,依据各门课程所侧重的目标,将所有课程分为四类,结果如表1所示。然后请学生评价每门课程对其帮助程度。
表1专业课程分类
类别课程
专业基础知识旅游学概论旅游经济学旅游法规旅游客源国概况旅游心理学中国旅游文化
旅游美学
经营管理知识现代饭店管理前厅与客房管理旅行社经营管理餐饮管理旅游市场营销旅游开发与规划
实际操作知识旅游管理信息系统导游业务旅游礼仪
专业外语知识实用旅游英语
3.信度分析
所谓信度指的是一份量表所测分数的可信度。同一群被调查者在同一份问卷上多次填写的答案如果具有一致性,则表示信度高。衡量信度的方法中,以Cronbachα系数应用较多。根据美国统计学家黑尔、安德森、泰萨姆和布莱克的研究,计量尺度的Cronbachα值大于0.7时,表明数据可靠性较高,当计量尺度中的项目数小于6个时,Cronbachα值大于0.6,表明数据是可靠的。此处我们对各类课程对学生帮助程度的评价结果进行信度分析,结果如表2所示。
表2信度分析结果
课程所属类别项目数Cronbachα
专业基础知识70.8225
实际操作知识30.6760
经营管理知识60.8417
(说明:由于专业外语知识方面,仅有《实用旅游英语》一门课程,故未做信度分析)
从信度分析结果来看,专业基础知识、经营管理知识和实际操作知识部分各门课程帮助程度判断的数据可靠性均较高,其中,实际操作知识方面的数据可信度虽然低于0.7,但由于其项目数为3,因此数据仍为可靠的。
4.评价要素权重子集确定
在一级权重确定过程中,依据学生的重要性判断结果,得出专业基础知识、实际操作知识、经营管理知识和专业外语知识重要性得分的均值,然后进行总和标准化,得出一级权重子集A为:A=[0.2496,0.2480,0.2480,0.2544](7)
由于此处将各门课程对对增强该类知识的客观作用视为相同,因此二级权重子集A1中各门课程权重约为0.143(1/7),A2中课程权重为1(1/1),A3中各门课程权重约为0.333(1/3),A4中各门课程权重约为0.166(1/6)。
5.综合评判
综合评判过程中,由学生依照评价等级标准对各门课程进行评价,根据评价结果对各个评价等级的隶属程度,确定各子集中单要素的评判决策矩阵Ri(i=1,2,3,4)为:(8)
对二级权重子集Ai和评判决策矩阵Ri进行合成运算,即可得到基于单要素的模糊综合评判结果Bi(i=1,2,3,4),然后得出U中各子集的综合评价决策矩阵R。对一级权重子集A与综合评价决策矩阵R进行合成运算,得出课程体系
目标实际达成程度的模糊综合评价结果B。(9)(10)
对照评语集,根据最大隶属度原则判断,该校旅游管理专业本科课程总体上对学生较有帮助,因此课程体系目标实际达成程度较好。但评价结果同时也说明课程设置还有待完善。
三、课程体系完善建议
1.重视经营管理课程设置
在各项知识的重要性判断中,学生普遍认为经营管理知识重要性高于其他知识,其权重在四项知识中相对较高,为0.2544。这一结果的形成,与学生对自身发展方向的认识是密切联系的。在问卷调查中,笔者还调查了学生对旅游管理专业本科教学目标的判断,调查结果显示,95.6%的学生选择了中高层旅游管理人才。相对于中高层旅游管理人才的知识要求,现阶段经营管理课程门数较少,因此建议在教学计划中增加专业经营管理课程,如可以围绕旅游业中的某一行业(如酒店业)来设置相关的课程,着重培养该行业的专业人才。
2.适当增加操作技能课程
从学生对操作技能课程的评判来看,大多数认为此类课程非常有帮助。一般来说,学生进入旅游企业后,需要先从基层做起,然后再逐渐升至管理人员。另一方面,从人才市场现状来看,高职院校学生由于操作能力较强,受到旅游企业的青睐,本科生则往往由于操作能力欠缺,竞争力相对较弱。因此在继续重视理论学习的同时,应适当增加操作技能课程,这样既有助于本科生就业竞争力的提升,同时也有助于其就业后较快地融入企业。
3.少量开设研究型课程
ui设计课程总结篇4
关键词:直流稳压电源;电路设计;工作原理
1 电路设计背景和目的
通过多年的教学经验和对中职院校的学生进行的调研情况来看,中职院校的学生普遍文化基础薄弱,对文化课、理论课不感兴趣,但是大部分中职学生对实训课程感兴趣,喜欢动手操作,能够尝试动手去做一些实验,有的甚至能独立完成一些电子产品的安装与调试。例如,简单的门铃电路,流水灯电路等。因此,针对中职院校学生的实际情况,结合我学院电气工程系的学生学习情况,今年,我系领导决定对学生的课程安排进行了大胆改革,去掉纯粹的理论课,所有专业课程都变为一体化课程,让学生通过动手操作掌握理论知识,真正做到在做中学,在学中做,在这样的背景下,我尝试了将所担任学科《电子技术基础》这门理论课程融入到《电子电路的安装与调试》这门实训课程中去,变理论课实训课程为一体化课程。依托这样的改革前提,我尝试对直流稳压电源的电路进行了以下设计,目的就是为了更好的适应电气工程系的改革实践,同时也能够使学生在实际动手操作过程中深刻理解相应的电子专业理论知识,能够培养学生掌握理论知识的能力,激发学生热爱电子专业的热情,提高了学生学习的积极性,最重要的是让学生学会了技能,一技在手,更好地走上工作岗位,尽快地适应社会。
2 电路设计实验设备及器件
所谓巧妇难为无米之炊,电路设计同样需要必要的实验设施和工具,而实验条件的好坏和选择工具的正确与否是设计的关键和前提。下面我来具体阐释我的设计思路中所需要的实验条件、实验工具和必要的原材料:
2.1 电路所需实验设施和工具
本次设计的完成需要在专业的电子试验台上进行,需要的工具如下:示波器、万用表、变压器(12v)、电烙铁、钳子和镊子等,另外需要必要的焊锡和连接线。
2.2 电路所需元器件清单
元器件清单如下:
1A二极管IN4007,V1、V2、V3、V4,4只;发光二极管V5,1只;熔断丝FU 参数为1A1只;100uF 50 V电容C1,1只;10uF25V电容C2,1只;500uF 16V电容C3,1只;2200uF电容C4,1只;开关SW,1只;2.7KΩ电阻R1,1只;190Ω电阻R2,1只;280Ω电阻R3,1只;1KΩ电位器R4,1只;三端集成稳器CW7812 U(可调范围1.25V~12V),一只;可调电阻RW,1只。
3 电路设计思路
直流稳压电源又称为直流稳压器,其作用就是将交流电转化成相应用电器所需要的稳定电压的直流电。其关键是输出直流电压的稳定性,所以我们设计电路的着眼点就是电路转化的稳定性。
3.1 直流稳压电源的工作原理
直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成,其组成框图如图1:
直流稳压电源各部分的作用
(1)电源变压器:主要是降压器,用于把220V的交流电转换成整流电路所需要的交流电压Ui。(2)整流电路:利用整流二极管单向导电性,把交流电U2转变为脉动的直流电。(3)滤波电路:利用滤波电容将脉动直流电中的交流电压成分过滤掉,滤波电路主要有桥式整流电容滤波电路和全波整流滤波电感滤波电路。(4)稳压电路:利用稳压管两端的电压稍有变化,会引起其电流有较大变化这一特点,通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的,用于将不稳定的直流电压转换成较稳定的直流电压。
3.2 直流稳压电源的设计方法
直流稳压电源的设计,是根据其输出电压UO、输出电流IO等性能指标的要求,确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的相关性能参数,选择出这些元器件。
具体设计方法分为三个步骤:第一步:根据直流稳压电源的输出电压UO、最大输出电流IOMAX,确定出稳压器的型号及电路形式。第二步:根据稳压器的输入电压Ui,确定出电源变压器二次侧电压U2;根据稳压电源的最大输出电流IOMAX,确定出流过电源变压器二次线圈的电流I2和电源变压器二次线圈的功率P2;再根据P2,确定出电源变压器一次线圈的功率P1。然后根据所确定的参数,选择合适的电源变压器,一般为12v。第三步:确定整流二极管的正向平均电流ID、整流二极管的最大反向电压URM和滤波电容的容量值以及耐压值。根据所确定的参数,选择合适的整流二极管和滤波电容。
4 电路设计步骤
电路设计思路想出后,考虑实际电路具体设计步骤,完整的设计步骤是整个电路的核心部分,因此在设计过程中实际设计步骤显得尤为重要,具体步骤为以下几步:
4.1 电路图设计方法
电路图设计使用PCB制图软件制作
4.2 电路原理图的设计
电路原理设计使用Protel2000制图软件设计电路原理图如图2。
4.3 直流稳压电源实物设计
如图3所示安装直流稳压电源电路的前半部分整流滤波电路,然后从稳压器的输入端加入直流电压UI?燮12V,调节RW,如果输出电压也跟着发生变化,说明稳压电路工作正常。用万用表测量整流二极管的正、反向电阻,正确判断出二极管的极性后,先在变压器的二次测线圈接上额定电流为1A的保险丝,然后安装整流滤波电路。安装时要注意,二极管和电解电容的极性不能接反。经检查无误后,才将电源变压器与整流滤波电路连接,通电后,用示波器或万用表检查整流后输出电压UI的极性,若UI的极性为正,则说明整流电路连接正确,然后断开电源,将整流滤波电路与稳压电路连接起来。然后接通电源,调节RW的值,如果输出电压满足设计指标,说明稳压电源中各级电路都能正常工作。
5 电路设计总结
通过论述直流稳压电源电路的设计过程,强化了本人所教学科《电子技术基础》中模拟电路部分知识和《电子电路的安装与调试》实验部分知识。所设计的直流稳压电源电路,广泛运用于生活中,例如手机的充电电源、冰箱的稳压电源等。同时,也通过查阅参考书,网上资料等拓宽了自己专业方面的知识面。论述过程中,通过边教学边调研边实践的方式使本人对直流稳压电源电路设计过程有了一些新的认识,特别是强化了自己的教学能力,增强了所教专业学生掌握理论知识的能力,提高了其动手操作的能力。通过一段时间的教学效果来看,我所教授专业的学生对学院的此种教学改革适应快,容易接受,对教师所设计的教学模块感兴趣,并且激发了继续探究这一教学模块的动力,这也充分证明了学院提出的此种教学改革是可行的。
参考文献
[1]郭S.电子技术基础(第四版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社.
[2]王建.维修电工技能训练(第四版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社.
[3]王淑娟.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社.
ui设计课程总结篇5
摘要:中国游戏正处于发展阶段,游戏专业制作人才紧缺,游戏专业教育相对薄弱。本文论述了通过对游戏行业的职业及艺术院校学生的特点分析,明确了艺术院校游戏设计专业的培养目标;并采用了从艺术设计及计算机软件应用、职业素质及技能等多方面设置游戏专业的课程体系的方法,以达到培养具有综合职业素质的艺术与计算机技术相结合的游戏专业人才的目标。
关键字:游戏文化;游戏美工;游戏设计;课程体系
中图分类号:G642
文献标识码:B
随着中国游戏产业的崛起,国内潜在的巨大市场,政府的大力支持,带来了新的商业机遇。游戏专业测评运营、游戏专业人才培训、手机游戏开发、网络游戏开发、TV游戏开发等游戏产业链中产生了全新的投资项目,游戏职业是数字娱乐领域最具潜力的职业。而在游戏行业日新月异的发展时期,培养游戏专业人才已经成为游戏产业链中的重要环节。随着游戏行业的快速发展,各大专院校纷纷开设相关专业,高等职业艺术学院作为培养高等技术应用型人才的基地,在培养市场急切需要的大量具有较高综合素质,掌握一定专业理论知识,有较强游戏设计能力的“应用型游戏艺术设计人才”方面起到了发挥着极其重要的作用。
1游戏行业的职业分析
“游戏”是一种具有特定行为模式,规则条件,身心娱乐及输赢胜负的一种现代娱乐形式。游戏开发是集游戏策划、游戏程序设计、游戏美工设计、游戏音效、游戏运营等多学科为一体的产业。通过对游戏行业的职业分析,我们就能明确艺术院校游戏专业人才的培养目标。
游戏开发团队的职业划分为:
从职业结构分析来看,游戏开发制作是由多专业人才组成的团队共同完成的。
游戏策划是一个高素质职业。游戏策划者的主要任务为进行游戏框架设定、游戏数据调配和平衡、游戏策划管理、系统分析及软件规划等。他对职业的要求是应具备市场的调研能力,对系统工程的操作能力,对程序、美术、音乐的鉴赏能力,对游戏作品的分析能力,文字、语言的表达能力及部门之间的协调能力。
游戏程序设计是游戏设计的核心,主要任务为游戏引擎设计及服务器和客户端的开发等。游戏程序设计者应具有计算机相关专业知识,精通计算机图形学原理并具有较强的数学分析能力,还要有丰富的游戏开发经验。
游戏美工设计在游戏设计中占有重要的地位,无论是游戏片头动画还是游戏,都离不开美工设计。游戏美工主要任务是根据策划的构想和要求进行游戏中的原画设计、模型设计及特效设计。游戏美工设计师应具有深厚的美术绘图能力、扎实的绘画功底、良好的色彩感觉及创新设计意识。还应熟练使用2D及3D等软件。
游戏音乐创作者主要任务是根据游戏风格制定游戏的音乐。游戏中配以令人感动的音乐或各式各样、稀奇古怪的声音来烘托游戏效果。
游戏测试与支持的工作是测试游戏的品质优劣、测试运行错误以及游戏的服务器承载量等。
综上分析,将游戏中最为重要的因素总结出来,即游戏开发的三大要素。游戏的筋骨:游戏策划。游戏的血肉:计算机技术。游戏的服饰:美工与音效。充分发挥和整合这三个要素,是游戏制作成功的关键所在。
游戏开发人才需要不同知识结构的人才,对于高职艺术院校游戏专业来说,培养目标如何定位是培养游戏开发人才要解决的首要问题。
2艺术类院校游戏设计人才的培养目标定位
主导人类的思维模式分为两大类型:一为“理性思维”,是指运用逻辑推理的能力。“理性思维”的主要特点是尽量地反映客观现实,并以此为基础做出相应的判断和行为。“理性思维”往往被认为显示了一位科学工作者的思维模式。二为“感性思维”,是指丰富的想象力与表现能力。“感性思维”的主要特点是借助人类的感性来反映主观和客观世界。“感性思维”一般是艺术工作者的意念特征。艺术院校的学生具有良好的艺术基础,以“感性思维”方式来进行学习和创作,逻辑推理的能力显得不足,所以要艺术院校中培养出能懂艺术设计又掌握计算机程序设计、音乐等的综合应用人才是十分困难。从与国外艺术院校的交流情况来看,如澳大利亚皇家墨尔本理工大学艺术设计学院、新加坡南洋理工学院的游戏动漫设计院专业的课程设置都将培养游戏美工设计人才作为艺术学院游戏设计方向的主要培养目标。所以在游戏行业中,将游戏美工设计作为艺术院校游戏设计专业培养目标能更好地适应社会职业分工和岗位群职业能力的要求。
游戏设计专业的培养目标定位于游戏美工的开发和设计,重点放在游戏美工设计的专业能力培养上。我们将游戏的UI界面设计、游戏场景美工设计、游戏角色美工设计,游戏动作美工设计和工作流程等课程作为教学的主要内容,尽量地做到直接与产业接轨,更快的适应针对行业中的各种工作。
3游戏设计专业课程体系和结构
3.1加强基本功训练,提高艺术设计能力
随着社会的高速发展,艺术与设计的关系越来越紧密,任何富有创造性的设计都必然渗透、交织和表现着美。设计与艺术互相渗透、互相补充、互相启发。若没有深厚的美术基础,纯公式化的设计不会成为真正有创造力和感染力的作品,设计创造中充满了艺术的美感和想象力。艺术设计的宗旨是实用与美观的结合,赋予物质与精神双重作用。在游戏美工设计中的审美、直觉和想象等思维特征都孕育着极强的艺术感染力,充满了艺术的美感和想象力,游戏美工设计的最基本的专业素质就是美术基础。游戏场景原画设定,游戏角色原画设定及角色造型等是游戏设计专业基础教学中必修课。旨在培养学生对游戏美工的设计能力和造型能力,对形体感知理解能力以及对游戏场景及角彩的认知和应用色彩表现的能力,以提高美学修养。(学生作品图1)
3.2加强计算机软件应用能力训练
游戏设计更有赖于计算机技术与艺术的结合。游戏是通过绘画艺术来诉说故事,用计算机技术来表现故事的一种娱乐活动,它与计算机技术有着密不可分的联系。计算机技术为艺术设计创造了新的视觉空间,游戏中的场景及角色都需要游戏美工设计人员通过计算机各类图形设计软件进行艺术设计。这要求游戏美工设计者不但具有良好的美术基础,还应具备各类计算机图形软件的应用能力,使游戏美工设计者成为艺术与计算机技术结合的综合性人才。
3DS MAX是目前应用最广泛的游戏制作软件。它可以制作出高质量的游戏角色、动画及场景,也可以设计出特殊效果,是目前大多数国内游戏设计公司使用的三维动画软件;Photoshop是用于游戏美工材质贴图处理的基本平面设计软件。在课程教学中,应充分体现这类计算机软件课程的课程设置,掌握计算机应用软件技术。
3.3提高职业素质,加强专业技能的训练
游戏设计是科学、艺术、文学、哲学、心理学为一体的综合性艺术设计。随着计算机技术水平的高速发展,各款游戏的不断推出,电子游戏已经形成独特的游戏文化。一位好的游戏美工设计者不但具有良好的美工基础及计算机软件应用能力,还必须了解玩家的心理及玩家的期望,使得绚丽的游戏场景画面及生动的游戏角色设计能够极大地吸引玩家,进而动心去玩这款游戏。所以在教学课程体系中也应设置如“游戏设计基本原理”、“游戏艺术设计概论”等课程,更好地了解玩家对游戏的所思所愿,使游戏场景及角色设计更贴近玩家心理需求。
游戏美工的任务是创造出游戏所有的视觉元素。目前游戏从网络游戏发展到次时代游戏,无论是游戏场景还是游戏玩家手中的角色变得越来越复杂,任务也越来越重。游戏专业设置的专业课程主要有游戏场景概念及设计、游戏角色概念及设计、游戏动画设计、游戏特效设计、游戏UI界面设计等课程。
游戏场景一般是指游戏角色之外的一切物体,游戏中的主体是游戏角色,它是玩家主要操控对象。游戏场景是围绕在角色周围与角色有关系的所有景物,是角色所处的生活场景,社会环境,自然环境以及历史环境。游戏场景概念及设计课程不仅仅是进行游戏场景各元素的美工制作,更重要的是注重游戏场景所在时空关系,游戏场景营造的情绪氛围等游戏场景设计的概念和思想,只有这样设计的场景才能营造出一个虚拟又接近于真实的游戏世界。(学生作品图2)
游戏角色就是在游戏中能够被玩家操控并具备全部或部分生命特征的生物形象。在玩游戏的过程中,玩家总是要扮演某个角色,角色是影响玩家带入感情的重要因素之一,游戏角色具有一定的形象特征、属性特征、性格特征、角色背景。除此以外,在游戏场景中还有非玩家控制的角色NPC,这些NPC不仅可以和玩家交流,还可自己在某个特定场景中交互,目的就是营造一个气氛,使玩家更容易被带入到游戏中。在游戏角色设计的课程教学中,要注意游戏角色属性的设定,体现游戏角色在游戏中的生命特征,思想特征。让学生能充分理解游戏角色不仅仅是用3D和PS软件来制作游戏角色模型和合理的布线,而且要设计出具有生命的游戏角色。(学生作品图3)
游戏美工设计中的UI界面是玩家与游戏之间的沟通渠道,这一点往往在教学中容易忽视。虽然游戏UI界面并不是游戏的内核,但只有通过游戏UI界面玩家才能够控制游戏,因此对游戏来说,UI界面决定了游戏的大部分内容。在游戏UI界面设计课程教学中要注重从设计人性化界面设计、简化控制模式、避免游戏界面干扰游戏显示区域几个方面来考虑,更要注重UI界面具有一定的游戏风格,使玩家进入游戏界面就被带入游戏的氛围中。
游戏动作制作是游戏美工设计的一个重要环节。角色的形象及行为特征是通过角色的动作来表达。目前实时动作捕捉仪给动作制作带来了极大的便捷,对于街舞和运动
类游戏动作制作应用实时动作捕捉仪真实地记录下每帧动作表现。但对于一般的非街舞和运动类游戏来说,应用计算机图形软件来调制游戏动作还是常用的一种方式。在游戏中行走、奔跑、攻击等动作都有游戏的特殊表现。游戏动作应具有的游戏感,游戏角色动作要求自然协调,但又不同与真实行为,更不同与影视动画中的动作表现,这就是游戏感给游戏制作人的新思想。所以游戏动作设计课程不但要学习骨骼和蒙皮的技术方式,更为重要的是能够通过动作来表现游戏角色设定的属性特征。
游戏特效设计,每个游戏公司有不同的制作方法。但它与游戏引擎的功能密切相关,许多游戏引擎带有游戏特效编辑器,也有许多公司用三维设计软件结合他们自己开发的特效编辑器制作出精美的游戏特效。目前大多数游戏公司仍然用三维设计软件制作游戏特效。所以游戏特效制作课程以三维设计软件作为制作工具来进行游戏特效的制作。在教学中重点放在游戏特效设计、特效贴图的绘制及特效的基本动画。要结合游戏场景、游戏角色、游戏角色动作及剧情等来设计特效效果,并应用平面设计软件绘制特效贴图。
3.4与游戏公司紧密结合,加强游戏美工设计综合实训
游戏场景、角色、动作、特效等是游戏美工设计相互联系的有机体,是构成一款游戏的一件精美服饰。在课程体系中设置游戏项目综合设计,可以提高学生游戏设计综合应用的能力。我们在游戏项目设计中,聘请游戏公司的资深美工设计担任课程的设计及指导教学工作,选用游戏公司现行或以往的游戏美工设计项目作为游戏美工设计综合实训内容,并与游戏公司联合办学,使学生直接参与到游戏公司的美工设计之中。
4结束语
游戏美术是艺术和技术的有机结合体,二者缺一不可。艺术是整个游戏的灵魂,是视觉的感染力和冲击力的关键,也是大量创作内容所在。技术是基础,是整个游戏的载体。二者紧密结合,才能把梦幻般的虚拟世界展现出来。游戏美术师游戏艺术的创造者,对知识结构与游戏艺术的理解将最终决定一个游戏美术师的发展道路。所以只有充分分析游戏设计人才的需求结构及职业,明确高职艺术院校游戏设计人才的培养方向,合理设置教学课程体系,才能培养出具有良好美术绘图能力、游戏艺术设计思想,并掌握游戏美工设计技能和方法的游戏美工设计人才。
参考文献:
[1] 杨霆. 游戏艺术工厂[M]. 兵器工业出版社.
[2] 张涛. 3DS MAX 游戏美工设计风云[M]. 北京:科海电子出版社.
[3] 荣钦科技. 游戏设计概论[M]. 北京科海电子出版社.
ui设计课程总结篇6
关键词: 物理教学 发散思维
发散思维是一种沿着不同方向、不同角度去思考问题,从多方面寻求多样性答案的展开性思维方式.学生解题往往以追求唯一“标准”答案为目标,养成收敛式的思维习惯而缺乏发散思维的品质.从物理教学实践中得知,一般说来,学生的发散思维比集中思维能力差,在授课过程中,教师应有意识地培养学生的发散思维.
首先,教师要鼓励学生大胆发挥想象力.
学生学习知识不能“唯书是从”,也不要迷信老师、家长,要大胆质疑,淡化标准答案,鼓励多向思维.在寻求唯一答案的影响下,学生往往是受教育越多,思维越单一,想象力越有限.这就要求教师充分挖掘教材的潜在因素,在课堂上启发学生,展开丰富的想象力,展现物理情景,构想物理过程,想象物理结果.
在物理概念规律的教学中引导学生多方位理解、体验,打破常规,弱化思维定式,构建物理量和物理规律的方向思维.
例如,利用并联电路特点结合欧姆定律推导出“两导体并联后总电阻与支路电阻的关系:1R=1R1+1R2.”组织学生讨论R=R1R2R1+R2是否比R1 、 R2都小.不设具体数据,能通过代数式变换证明,引导学生从数学的量值关系,侧面理解刚学过的物理规律.
又如,通过探索欧姆定律的实验数据比较分析,得出导体AB的UI=10V/A,小于导体CD的UI=15V/A.在相同的电压(6.0V)下,IAB=0.6A>ICD=0.4A.提问:这个比值为什么是反映导体本身阻碍电流的性质,而不是反映导体容易导电的性质.反映导体导电性质,同一导体衡量值该是UI还是IU?通过正向、反向思维加深对电阻的理解,从而使I-U图象上图线的斜率误为电阻值的失误减小.
其次,通过“一题多解”培养学生的发散思维.
针对同一个知识点,从相互关联的不同角度考虑,尽可能多地给自己提一些“假如……”“假定……”“否则……”之类的问题,培养他们多向考虑的高质量思维品质.
例如,如图1,一灯泡标有“6V,6W”字样,现要将它接到9V的电源上,并使灯泡正常发光.求:(1)需要串联一个多大的电阻?(2)电阻消耗的功率为多大?
解法1:小灯泡正常工作,灯L与电阻R串联,根据IL = IR 得:
PLUL=U-ULR,即6W6V=9V-6VR,
解得:R=3Ω.
RR=(PLUL)2R=3W.
解法2:由电路中各用电器消耗的功率之和等于总功率计算.
小灯泡正常工作I=PLUL=6W6V=1A.
总功率P=UI=9V×1A=9W.
R消耗的功率PR=P-PL=3W.
R=PLI2=3W(1A)2=3Ω.
解法3:根据串联电路电压分配的关系计算.
I=PLUL=6W6V=1A.
U=U-UL=9V-6V=3V.
R=URI=3V1A=3Ω.
PR=URI=3V×1A=3W.
点评:通过“一题多解”,使学生不满足于常规的一般解法,勤思多想,从多角度进行发散思维训练,使学生的思维定式具有流畅性,而不至于妨碍思维的灵活性和独创性.
再次,利用开放性试题,培养学生的发散思维.
开放性试题主要表现在物理情景、条件的不定性,解题过程、方法的多样性,解题和结论的不唯一性.教学过程中经常设计开放性试题,有利于培养学生的综合能力和创造能力.
例如,小明同学利用图2所示的电路计算电阻Rx消耗的功率,已知电源电压不变,R的阻值为R0,开关S闭合后电流表A1的示数I0,由于缺少条件,他无法得出结果,请你补充一个条件,帮他算出电阻Rx消耗的功率.
分析:此题条件不足,利用公式P=U2R可以求出Rx消耗的功率,R与Rx并联,可知Rx上的电压,只要知道Rx的阻值,便可求出Rx消耗的功率.所以应该补充可求出Rx的功率条件:Rx的阻值为R'或者通过Rx的电流为I'.
解法1:补充条件:Rx = R'.则
Px=U2xRx=I20R′R20.
解法2:补充条件:通过Rx的电流为I'时,
Px=UxIx=I0R0I′.
解法3:补充条件:干路电流为I.则
Px=UxIx=I0R0(I-I0).
最后,在课堂教学和日常练习中,可以通过让学生自己编题,锻炼他们的发散思维.自己编题使学生处于主动地位,提高了学习的积极性,由于在编题中要考虑各种可能性,所以同时也训练了学生思考问题的全面性.如:给出条件,通过学生自己编题培养学生从部分出发认识整体的分析性思维;给出部分条件和结果,通过自己编题得到需要的条件,训练学生的逆向思维,从而培养学生的发散思维.
例如,请你根据电功公式W=UIt 和电热公式Q=I2Rt ,自编一道非纯电阻电路的计算题,并求出W和Q.
分析:一台电动机正常工作时的电压为380V,线圈电阻是2Ω,通过线圈的电流是10A,电动机正常工作1s 电流做功为W,线圈产生的热量为Q,求出W和Q.
解:W=UIt=380V×10A×1s=3800J.
Q=I2Rt=(10A)2×2Ω×1s=200J.
ui设计课程总结篇7
【摘要】
目的观察三七总苷对应激大鼠胃黏膜损伤及胃壁细胞超微结构的影响。方法采用经典的水浸-束缚应激模型,应激6 h后,大鼠处死剖腹取胃,肉眼计数各组胃黏膜糜烂、出血情况并计算溃疡指数(UI);在透射电镜下观察各组胃黏膜壁细胞超微结构改变。结果肉眼观察正常对照组大鼠胃黏膜色泽红润,未见损伤性改变;模型组大鼠胃黏膜充血明显,腺胃部可见散在斑点状糜烂、出血,溃疡指数为(16.83±4.96);与模型组相比,三七总苷组和雷尼替丁组胃黏膜充血减少,UI值均明显下降(P
【关键词】 应激性溃疡 胃黏膜损伤 溃疡指数 壁细胞 超微结构
Abstract:ObjectiveTo observe the effect of total saponins of Panax notognseng (PNS) on gastric mucosal lesion and ultrastructure of gastric mucosal parietal cells of stress rats. MethodsWater-immersion restraint stress (WRS)was used to induce rat models of stress. Six hours after WRS, the rats were executed to obtain the gastric tissue. The erosion and hemorrhage of gastric mucosa in rats were observed by naked eyes, and then the ulceration index (UI) was calculated. The ultrastructure of gastric mucosal parietal cells in rats was observed under transmission electron microscope. ResultsThe results observed by naked eyes showed that no lesion was found in the normal group. However, in the model group, the gastric mucosal congestion was obvious, there existed scattered punctiform erosion and bleeding in the glandular stomach, and the UI was 16.83±4.96; compared with the model group, gastric mucosal congestion was reduced and UI decreased in the PNS group and ranitidine group (P
Key words:Stress ulcer; Gastric mucosal lesion; Ulceration index; Parietal cell; Ultrastructure
应激状态下,由于损伤因子的攻击和防御作用的减弱,可出现下丘脑调控垂体等内分泌腺体功能障碍、胃黏膜微循环障碍、胃黏膜屏障受损、迷走神经兴奋性异常增高、壁细胞激活、胃黏膜内脂质过氧化物含量升高和氧自由基产生增加等多方面改变[1]。目前国内外对应激状态下壁细胞结构与功能变化的研究资料很少,三七总苷对应激大鼠壁细胞超微结构改变以及胃黏膜的保护作用也未见报道。本研究采用水浸-束缚应激的方法制作动物应激模型,观察应激大鼠胃黏膜损伤程度及胃壁细胞超微结构的变化,探讨三七总苷对应激大鼠胃壁细胞超微结构的影响和对胃黏膜损伤的保护作用,为临床应用三七总苷防治应激性溃疡(SU)提供实验依据。
1 器材
1.1 试药三七总苷,购自云南植物药业有限公司,产品批号:200205086;规格:原料药,为淡黄无定形粉末;(Rb1+Rg1+R1)>60%,符合《中国药典》2000版规定标准。盐酸雷尼替丁胶囊,批号:H44021231,雅来(佛山)制药有限公司生产。
1.2 试剂与仪器动物手术器械一套,大鼠应激笼,自制。青岛海尔冰箱、低温冰箱、电子天平,台式低温离心机(德国);电热恒温水槽,上海医用恒温设备厂生产;721型可见光分光光度仪,上海第三分析仪器厂生产;高速内切式组织匀浆机,上海金达生化仪器厂生产;微量加样器、冻存管、玻璃器皿等。恒温磁力搅拌器,上海司乐仪器厂生产;电热恒温水浴箱,上海医疗器械五厂生产;H-800透射电镜,日本日立公司生产。
2 方法
2.1 动物分组与给药SPF级SD大鼠,36只,体重180~220 g,雌雄各半,广州中医药大学实验动物中心提供,合格证书:SCXK(粤)2003-0002,粤监证字2007A004。实验前适应性饲养1周(温度24~26℃。湿度60%~70%)。上述动物随机分为正常对照组、SU模型组、三七总苷低、中、高3个剂量组及阳性药物(雷尼替丁)组。各组预防性灌胃给药或给同体积蒸馏水。
2.2 试药剂量设计因临床成人静脉滴注络泰粉针剂(三七总苷制剂)用量为200 mg/d/次,按成人60 kg体重计算,成人用药剂量为每日3.3 mg/kg。故大鼠给药按成人用量的5,10,20倍计算为16.5,33.0,66.0 mg/kg,即每千克体重给药16.5,33.0,66.0 mg;各组动物预定给药体积1 ml/100 g体重。三七总苷溶液配制:称取三七总苷粉末99 mg,加蒸馏水溶解(加20滴吐温20助溶),定容至60 ml,使终浓度为16.5 mg/ml;称取三七总苷粉末198 mg,加蒸馏水溶解(加20滴吐温20助溶),定容至60 ml,使终浓度为33.0 mg/ml;称取三七总苷粉末198 mg,加蒸馏水溶解(加20滴吐温20助溶),定容至30 ml,使终浓度为66.0 mg/ml。
2.3 应激实验方法采用经典的水浸-束缚应激模型[1]。三七总苷组预防性给药3 d,第3天末次给药后(包括阳性药雷尼替丁),大鼠禁食24 h、禁水1 h 后,将各组大鼠放入自制的应激笼中,头部朝上,固定四肢,然后将应激笼垂直放入恒温水槽中 (19 ±1)℃水浴,水面平胸骨剑突。持续时间6 h。水浸-束缚应激模型制作完成后,将所有大鼠分别拉颈处死,剖腹并游离胃。取下胃后,沿胃大弯剪开胃壁使黏膜面外翻,用冰冷生理盐水漂洗后,将胃黏膜面向上展平于洁净滤纸上,肉眼仔细计数腺胃区点线状糜烂、出血情况,按计数胃黏膜损伤溃疡指数。每组任选3只大鼠,于腺胃前后壁中央处,剪取5mm大小的胃黏膜标本,用剃须刀片于电镜固定液4%多聚甲醛中切成1mm大小的组织数块,用于制作电镜标本。再用玻璃片刮下其余部分胃黏膜,放入冻存管内速冻,-80℃冰箱保存。
2.4 胃黏膜溃疡指数(UI)测定按Guth标准[2]计算溃疡指数(UI)。观察胃黏膜损伤的程度和形态。即点状病变为1分;病变长度4 mm为5分;病灶宽度>1 mm时分值×2。将所有分值相加即为此只大鼠胃黏膜UI,以下列公式计算出抑制百分率[3]。
抑制百分率(%)=对照组溃疡长度总和-实验组溃疡长度总和对照组溃疡长度总和×100%
2.5 透射电镜标本制备取大鼠胃后,在垫有冰粒的平皿上,沿胃大弯剖开,迅速去除胃内容物,在胃窦部剪取5 mm×5 mm胃组织,并在生理盐水中冲洗干净, 于电镜固定液4%多聚甲醛中切成1 mm3大小的组织数块,置2.5%的戊二醛磷酸缓冲液中4℃下固定3~4 h,1%锇酸(OsO4)固定40 min,巴比妥缓冲液浸洗,梯度乙醇、丙酮脱水,无水乙醇与环氧树脂浸透、包埋,半薄切片定位。定位后将标本修成块状,超薄切片机将标本切成40~60μm厚的薄片,铜网捞片,醋酸铀和枸橼酸铅双重染色,电子显微镜观察并拍照。
2.6 统计学分析应用 SPSS10.0统计软件进行分析,实验结果以±s表示,两组间比较采用t检验,P
3 结果
3.1 应激大鼠胃黏膜损伤程度(溃疡指数)及胃黏膜大体观察 结果见表1。
正常对照组大鼠胃黏膜色泽红润,未见损伤性改变。模型组大鼠胃黏膜充血明显,腺胃部可见散在斑点状糜烂、出血,UI为(16.83±4.96);与模型组相比,三七总苷治疗组和雷尼替丁组胃黏膜充血减少, UI值均明显下降(P
本研究采用水浸-束缚应激模型,应激组大鼠胃黏膜可见明显充血、糜烂、和溃疡形成,说明动物模型制作成功。预防性给予三七总苷和雷尼替丁后仅见胃黏膜轻度充血水肿,偶有黏膜表层脱落,出血、溃疡发生较轻。结果提示三七总苷及雷尼替丁均可明显预防大鼠应激性溃疡的发生。
表1 应激大鼠胃黏膜损伤程度及抑制率比较(略)
与模型组比较,P<0.01;n=6
3.2 透射电镜观察应激大鼠壁细胞形态变化结果见图1a~d。
正常对照组大鼠胃壁细胞呈圆形,细胞表面微绒毛排列整齐密集,细胞内可见大量线粒体及散在分布的囊泡和管泡状结构,分泌小管少见,且分泌小管内绒毛稀少或者缺如,呈现明显的静息状态,见图1a。
模型组的壁细胞内囊管泡结构明显减少或消失,分泌小管增多,有的分泌小管可见开口于细胞膜表面,分泌小管内绒毛增多增长,排列密集,胞浆内的线粒体丰富,细胞呈现泌酸激活状态。见图1b。说明水浸束缚应激可激活大鼠胃壁细胞泌酸状态,引起胃酸分泌增加,胃酸的分泌状态与壁细胞超微结构的改变相一致,并与胃黏膜损伤程度有明显相关性。
与模型组比较,三七总苷组大鼠的壁细胞内可见少量分泌小管扩张明显,小管内绒毛分布或稀少或密集,有的细胞内分泌小管明显塌陷,出现膜包绕的高致密影像,细胞内囊泡样结构增多;而雷尼替丁组的壁细胞内可见大量的囊泡样结构,分泌小管明显减少。实验结果表明,预防性应用三七总苷和雷尼替丁,可改善应激状态下壁细胞激活的超微结构改变,二者均能有效地抑制壁细胞的酸分泌,较好地发挥了预防应激性溃疡的作用见图1c~d。
图1 三七总苷对应激大鼠胃黏膜壁细胞超微结构的影响(略)
4 讨论
对应激性溃疡的认识始于100年前。1842年Curling报告了1例大面积烧伤患者并发十二指肠溃疡,1932年Cushing报告了中枢神经系统创伤或手术可并发胃十二指肠溃疡。随着胃肠生理学、重症监护医学等相关学科的发展,使人们对SU的研究更加深入全面,对其发生机制有了进一步认识。自1969年Guilbert提出应激的概念以来,人们逐渐认识到许多应激因素在细胞和器官水平,干扰机体正常的新陈代谢而导致各种疾病。目前,实验和临床研究都致力于探讨不同应激因素对机体的影响及作用机制。胃酸是最常见的内源性损伤因子,已取得了明确的研究结果和结论[4,5]。壁细胞的功能主要是泌酸,其超微结构改变与泌酸程度有关。陆国明等[6]的研究证明了水浸-束缚应激可引起大鼠胃壁细胞结构的改变,并与胃黏膜损伤程度有明显相关性。李兆申等[7]通过透射电镜观察发现水浸束缚应激大鼠,壁细胞呈现明显的分泌状态,从形态学上证实了水浸-束缚应激可刺激胃酸分泌。胃是人体对应激反应最敏感的器官。胃黏膜对缺血缺氧极其敏感,所以胃黏膜缺血缺氧是导致应激性溃疡的最基本条件[8]。
本课题以大鼠水浸-束缚模型为研究对象,观察应激后胃黏膜损伤情况以及胃壁细胞超微结构变化,并观察三七总苷对应激状态下胃黏膜损伤及对壁细胞超微结构的影响。
实验结果证实水浸-束缚应激时,胃黏膜出现广泛的糜烂、出血、溃疡形成。通过UI及抑制率比较,发现三七总苷可以明显减轻应激对胃黏膜的损伤,说明其对应激状态下大鼠胃黏膜具有保护作用。
实验发现,大鼠经水浸-束缚应激后致急性胃黏膜损伤的同时,壁细胞呈现不同程度的激活状态,尤以模型组为明显,壁细胞内分泌小管绒毛密集,胞浆内囊泡基本消失,呈明显的泌酸激活状态,并且这些超微结构的变化与胃黏膜损伤的大体观察相一致。提示应激因素可以激活壁细胞泌酸功能,从而加重胃黏膜损伤,而三七总苷可促进胃黏膜壁细胞从激活状态向静息状态转化,说明三七总苷对应激大鼠胃黏膜具有保护作用,可能通过调控壁细胞的泌酸功能而发挥其抗应激性胃黏膜损伤作用。
已有研究证实,三七总苷可通过抗自由基损伤和减轻脂质过氧化实现对肾缺血再灌注损伤的保护作用[9];三七皂苷能有效改善内皮功能,具有显著降低血小板表面活性、抑制血小板黏附和聚集、降低血黏度、改善微循环、抗血栓形成等作用[10]。通过本实验胃黏膜和壁细胞超微结构形态学方面的观察,说明预先给予三七总苷防治应激性溃疡的作用是明显有效的,我们下一步的实验研究,将从三七总苷对氧自由基的影响,进一步探讨其抗氧化损伤的作用机制,为临床使用三七总苷预防和治疗SU提供理论依据。
【参考文献】
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[2] Lo SK,Leung FW,Guth PH.Protection against absolute-etha- nol-induced gastric antra]and corpus mucosal injury:A gross and histologic study[J].D Dis Sci,1988,33(11):1403.
[3] 刘之光, 范科华,邹 毅,等.十五味黑药丸对大鼠应激性胃溃疡的影响[J]. 四川生理科学杂志,2007,29(1):24.
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[5] 李玉梅,李兆申,邹晓平,等.抑酸剂对应激状态下壁细胞形态及功能的影响[J].解放军医学杂志,2002,27(12):1078.
[6] 陆国明,李玉梅,邹晓平,等.应激后大鼠胃壁细胞结构变化[J].解剖学杂志,2003,26(2):184.
[7] 李兆申,湛先保,许国铭.胃黏膜损伤与保护—基础与临床[M].上海:上海科学技术出版社,2004:54.
[8] 杨 君,解 建.应激性溃疡的发病机制研究进展[J].中国急救医学,2007,27(11):1035.
[9] 张 可,李 华, 王 军.三七总苷对大鼠缺血再灌注肾损伤的保护作用[J].郑州大学学报(医学版), 2006,41(6):1165.
ui设计课程总结篇8
1、本课程教学目的:
本课程是电气信息类专业的主要技术基础课。其目的与任务是使学生掌握常用半导体器件和典型集成运放的特性与参数,掌握基本放大、负反馈放大、集成运放应用等低频电子线路的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法和工程计算方法;使学生具有一定的实践技能和应用能力;培养学生分析问题和解决问题的能力,为后续课程和深入学习这方面的内容打好基础。
2、本课程教学要求:
1.掌握半导体器件的工作原理、外部特性、主要参数、等效电路、分析方法及应用原理。
2.掌握共射、共集、共基、差分、电流源、互补输出级六种基本电路的组成、工作原理、特点及分析,熟悉改进放大电路,理解多级放大电路的耦合方式及分析方法,理解场效应管放大电路的工作原理及分析方法,理解放大电路的频率特性概念及分析。
3.掌握反馈的基本概念和反馈类型的判断方法,理解负反馈对放大电路性能的影响,熟练掌握深度负反馈条件下闭环增益的近似估算,了解负反馈放大电路产生自激振荡的条件及其消除原则。
4.了解集成运算放大器的组成和典型电路,理解理想运放的概念,熟练掌握集成运放的线性和非线性应用原理及典型电路;掌握一般直流电源的组成,理解整流、滤波、稳压的工作原理,了解电路主要指标的估算。
3、使用的教材:
杨栓科编,《模拟电子技术基础》,高教出版社
主要参考书目:
康华光编,《电子技术基础》(模拟部分)第四版,高教出版社
童诗白编,《模拟电子技术基础》,高等教育出版社,
张凤言编,《电子电路基础》第二版,高教出版社,
谢嘉奎编,《电子线路》(线性部分)第四版,高教出版社,
陈大钦编,《模拟电子技术基础
问答、例题、试题》,华中理工大学出版社,
唐竞新编,《模拟电子技术基础解题指南》,清华大学出版社,
孙肖子编,《电子线路辅导》,西安电子科技大学出版社,
谢自美编,《电子线路
设计、实验、测试》(二),华中理工大学出版社,
绪论
本章的教学目标和要求:
要求学生了解放大电路的基本知识;要求了解放大电路的分类及主要性能指标。
本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学)
§1-1 电子系统与信号
0.5
§1-2
放大电路的基本知识
0.5
本章重点:
放大电路的基本认识;放大电路的分类及主要性能指标。
本章教学方式:
课堂讲授
本章课时安排:
1
本章的具体内容:
1节
介绍本课程目的,教学参考书,本课程的特点以及在学习中应该注意的事项和学习方法;
介绍放大电路的基本认识;放大电路的分类及主要性能指标。
重点:
放大电路的分类及主要性能指标。
第1章
半导体二极管及其基本电路
本章的教学目标和要求:
要求学生了解半导体基础知识;理解PN结的结构与形成;熟练掌握普通二极管和稳压管的V-I特性曲线及其主要参数,熟练掌握普通二极管正向V-I特性的四种建模。
本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学)
§1-1 PN结
§1-2
半导体二极管
§1-3 半导体二极管的应用
§1-4 特殊二极管
本章重点:
PN结内部载流子的运动,PN结的特性,二极管的单向导电性、二极管的特性、参数、应用电路分析及稳压管的特性、参数及其特点。
本章难点:
PN结的形成原理,二极管的非线性伏安特性方程和曲线及其电路分析。
本章主要的切入点:
“管为路用”
从PN结是半导体器件的基础结构,PN结的形成原理入手,通过对器件的非线性伏安特性的描述,在分析电路时说明存在的问题,引出非线性问题线性化的必要性和可行性。
本章教学方式:
课堂讲授
本章课时安排:3
本章习题:
P26
1.1、1.2、1.7、1.9、1.12、1.13。
本章的具体内容:
2、3节
1、介绍本课程目的,教学参考书,本课程的特点以及在学习中应该注意的事项和学习方法;
2、讲解半导体基础知识,半导体,杂质半导体;
3、讲解PN结的特点,PN结的几个特性:单向导电性、伏安特性、温度特性、电容特性。
重点:
PN结的形成过程、PN结的单向导电性、伏安特性曲线的意义,伏安方程的应用。
4节
1、讲解半导体二极管结构和电路符号,基本特点,等效电路;
2、讲解稳压二极管工作原理,电路符号和特点,等效电路;
3、讲解典型限幅电路和稳压电路的分析。
重点:两种管子的电路符号和特点。
讲解课后习题,让学生更好地了解二极管基本电路及其分析方法。
【例1】电路如图(a)所示,已知,二极管导通电压。试画出uI与uO的波形,并标出幅值。
图(a)
【相关知识】
二极管的伏安特性及其工作状态的判定。
【解题思路】
首先根据电路中直流电源与交流信号的幅值关系判断二极管工作状态;当二极管的截止时,uO=uI;当二极管的导通时,。
【解题过程】
由已知条件可知二极管的伏安特性如图所示,即开启电压Uon和导通电压均为0.7V。
由于二极管D1的阴极电位为+3V,而输入动态电压uI作用于D1的阳极,故只有当uI高于+3.7V时
D1才导通,且一旦D1导通,其阳极电位为3.7V,输出电压uO=+3.7V。由于D2的阳极电位为-3V,
而uI作用于二极管D2的阴极,故只有当uI低于-3.7V时D2才导通,且一旦D2导通,其阴极电位即为-3.7V,输出电压uO=-3.7V。当uI在-3.7V到+3.7V之间时,两只管子均截止,故uO=uI。
uI和uO的波形如图(b)所示。
图(b)
【例1-8】
设本题图所示各电路中的二极管性能均为理想。试判断各电路中的二极管是导通还是截止,并求出A、B两点之间的电压UAB值。
【相关知识】
二极管的工作状态的判断方法。
【解题思路】
(1)首先分析二极管开路时,管子两端的电位差,从而判断二极管两端加的是正向电压还是反向电压。若是反向电压,则说明二极管处于截止状态;若是正向电压,但正向电压小于二极管的死区电压,则说明二极管仍然处于截止状态;只有当正向电压大于死区电压时,二极管才能导通。
(2)在用上述方法判断的过程中,若出现两个以上二极管承受大小不等的正向电压,则应判定承受正向电压较大者优先导通,其两端电压为正向导通电压,然后再用上述方法判断其它二极管的工作状态。
【解题过程】
在图电路中,当二极管开路时,由图可知二极管D1、D2两端的正向电压分别为
10V和25V。二极管D2两端的正向电压高于D1两端的正向电压,二极管D2优先导通。当二极管D2导通后,UAB=-15V,二极管
D1两端又为反向电压。故D1截止、D2导通。U
AB
=
-15V。
【例1-9】
硅稳压管稳压电路如图所示。其中硅稳压管DZ的稳定电压UZ=8V、动态电阻rZ可以忽略,UI=20V。试求:
(1)
UO、IO、I及IZ的值;
(2)
当UI降低为15V时的UO、IO、I及IZ值。
【相关知识】
稳压管稳压电路。
【解题思路】
根据题目给定条件判断稳压管的工作状态,计算输出电压及各支路电流值。
【解题过程】
(1)
由于
>UZ
稳压管工作于反向电击穿状态,电路具有稳压功能。故
UO
=
UZ
=
8V
IZ=
I-IO=6-4=2
mA
(2)
由于这时的
<UZ
稳压管没有被击穿,稳压管处于截止状态。故
IZ
=
【例1-10】电路如图(a)所示。其中未经稳定的直流输入电压UI值可变,稳压管DZ采用2CW58型硅稳压二极管,在管子的稳压范围内,当IZ为5mA时,其端电压UZ为10V、为20Ω,且该管的IZM为26mA。
(1)
试求当该稳压管用图(b)所示模型等效时的UZ0值;
(2)
当UO
=10V时,UI
应为多大?
(3)
若UI在上面求得的数值基础上变化±10%,即从0.9UI变到1.1UI,问UO
将从多少变化到多少?相对于原来的10V,输出电压变化了百分之几?在这种条件下,IZ变化范围为多大?
(4)
若UI值上升到使IZ=IZM,而rZ值始终为20Ω,这时的UI和UO分别为多少?
(5)
若UI值在6~9V间可调,UO将怎样变化?
图
(a)
图
(b)
【相关知识】
稳压管的工作原理、参数及等效模型。
【解题思路】
根据稳压管的等效模型,画出等效电路,即可对电路进行分析。
【解题过程】
(1)
由稳压管等效电路知,
(2)
(3)
设不变。当时
当时
(4)
(5)
由于U
I<UZ0,稳压管DZ没有被击穿,处于截止状态
故UO将随U
I在6~9
V之间变化
第2章
半导体三极管及放大电路基础
本章的教学目标和要求:
要求学生正确理解放大器的一些基本概念,掌握BJT的简化模型及其模型参数的求解方法,掌握BJT的偏置电路,及静态工作点的估算方法;掌握BJT的三种基本组态放大电路的组成,指标,特点及分析方法;理解放大器的频率响应的概念和描述,掌握放大器的低频、高频截止频率的估算,单管放大器的频率响应的分析,波特图的折线画法。
本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体与板书相结合的教学方式)
§2-1
半导体BJT
§2-2
共射极放大电路
§2-3
图解分析法
§2-4
小信号模型分析法
§2-5
放大电路的工作点稳定问题
§2-6
共集电极电路和共基极电路
§2-7
多级放大电路
§2-8
放大电路的频率响应
习题课
本章重点:
以共射极放大电路为例介绍基本放大电路的组成、工作原理、静态工作点的计算、性能指标计算。
频率响应的概述,波特图的定义;BJT的简化混合高频等效模型,单管共射放大器中频段、低频段、高频段的频率响应的分析和波特图的画法。
本章难点:
对放大概念的理解;等效模型的应用;对电路近似分析的把握。
本章主要的切入点:
通过易于理解的物理概念、作图的方法理解放大的概念;通过数学推导与物理意义的结合,加强对器件等效模型的理解;通过CB、CC、CS等基本电路的分析,强化工程分析的意识和分析问题的能力。
本章教学方式:
课堂讲授+仿真分析演示
本章课时安排:
14
本章习题:
P84
2.3、2.4、2.7、2.8、2.11、2.12、2.13、2.14、2.15、2.16、2.18、2.19、2.20。
本章的具体内容:
5、6、7节:
介绍半导体BJT的结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
重点:BJT内部载流子的移动、电流的分配关系和特性曲线。
8、9、10节:
介绍共射放大器组成原则,电路各元件的作用,介绍Q点定义及其合理设置的重要性,放大电路的工作原理,信号在放大电路各点的传输波形变化;放大电路组成原则。
重点:
强调对于各个基本概念的理解和掌握。
11、12、13、14节:
对放大电路进行分析,介绍直流、交流通路的画法原则,并例举几个电路示范;
采用图解法对放大电路的Q点、电压放大倍数和失真情况进行分析,强调交、直流负载线的区别。
再对一个典型共射放大电路进行完整的动态参数分析,并对其分析结果进行详细分析和讨论,从而作为此部分的一个小结。
重点:
直流、交流通路的画法原则,典型共射放大电路进行完整的动态参数分析。
15、16节:
介绍三极管的小信号等效模型、并用小信号模型法分析基本放大电路的主要性能指标Av,Ri,Ro。
重点:建立小信号电路模型,将非线性问题线性化。
讲解课后习题,使学生熟悉用图解法和小信号模型法分析放大电路的方式方法。
讨论放大电路Q点的稳定性。从影响Q点稳定的因素入手,在固定偏流电路的基础上介绍分压偏置电路,并对其稳定静态工作点的原理进行详细分析。
对典型分压偏置共射放大器进行直流分析,强调直流分析中VCC的分割,工程近似法计算Q点;
重点:
对典型分压偏置共射放大器进行交直流分析。
17、18节:
简要介绍有稳Q能力的其它电路结构形式,
介绍共集放大器(CC)的原理图、直流通路、交流通路、交直流分析,介绍其特点和典型应用;给出一个典型CC放大器和其分析结论由学生课外完成分析;
介绍共基放大器(CB),原理图,直流通路,交流通路,交直流分析,介绍其特点和典型应用;
给出一个典型CB放大器和其分析结论由学生课外完成分析。
结合一个简单综合性例题小结三组态的特点。
给出一个CE,CC,CB放大器比较对照表由学生课外完成分析。
重点:
共集放大器(CC)的交直流分析,共基放大器(CB)的交直流分析。
频率响应的概述,基本概念,三个频段的划分,引入RC高通电路模拟低频响应,RC低通电路模拟高频响应,它们的幅频响应,相频响应;的频率响应;波特图的定义;BJT的完整混合模型,简化高频等效模型,主要参数的推导;单管共射放大器中频段、低频段、高频段的频率响应的分析和波特图的画法。放大器增益带宽积的概念,影响因素,多级放大器的频率响应。以一个单管共射放大电路的分析为例题对以上内容做一个小结。
重点:
频率响应的基本概念,简化高频等效模型,主要参数的推导;单管共射放大器频率响应的分析。
讲解课后习题,并对本章内容作个简单的小结。
【例2-1】电路如图所示,晶体管的β=100,UBE=0.7
V,饱和管压降UCES=0.4
V;稳压管的稳定电压UZ=4V,正向导通电压UD=0.7
V,稳定电流IZ=5
mA,最大稳定电流IZM=25
mA。试问:
(1)当uI为0
V、1.5
V、25
V时uO各为多少?
(2)若Rc短路,将产生什么现象?
【相关知识】
晶体管工作状态的判断,稳压管是否工作在稳压状态的判断以及限流电阻的作用。
【解题思路】
(1)
根据uI的值判断晶体管的工作状态。
(2)
根据稳压管的工作状态判断uO的值。
【解题过程】
(1)当uI=0时,晶体管截止;稳压管的电流
在IZ和IZM之间,故uO=UZ=4
V。
当uI=15V时,晶体管导通,基极电流
假设晶体管工作在放大状态,则集电极电流
由于uO>UCES=0.4
V,说明假设成立,即晶体管工作在放大状态。
值得指出的是,虽然当uI为0
V和1.5
V时uO均为4
V,但是原因不同;前者因晶体管截止、稳压管工作在稳压区,且稳定电压为4
V,使uO=4
V;后者因晶体管工作在放大区使uO=4
V,此时稳压管因电流为零而截止。
当uI=2.5
V时,晶体管导通,基极电流
假设晶体管工作在放大状态,则集电极电流
在正电源供电的情况下,uO不可能小于零,故假设不成立,说明晶体管工作在饱和状态。
实际上,也可以假设晶体管工作在饱和状态,求出临界饱和时的基极电流为
IB=0.18
mA>IBS,说明假设成立,即晶体管工作在饱和状态。
(2)若Rc短路,电源电压将加在稳压管两端,使稳压管损坏。若稳压管烧断,则uO=VCC=12
V。
若稳压管烧成短路,则将电源短路;如果电源没有短路保护措施,则也将因输出电流过大而损坏。
【方法总结】
(1)
晶体管工作状态的判断:对于NPN型管,若uBE>Uon(开启电压),则处于导通状态;若同时满足UC≥UB>UE,则处于放大状态,IC=βIB;若此时基极电流
则处于饱和状态,式中ICS为集电极饱和电流,IBS是使管子临界饱和时的基极电流。 (2)稳压管是否工作在稳压状态的判断:稳压管所流过的反向电流大于稳定电流IZ才工作在稳压区,反向电流小于最大稳定电流IZM才不会因功耗过大而损坏,因而在稳压管电路中限流电阻必不可少。图示电路中Rc既是晶体管的集电极电阻,又是稳压管的限流电阻。
【例2-2】电路如图所示,晶体管导通时UBE=0.7V,β=50。试分析uI为0V、1V、1.5V三种情况下T的工作状态及输出电压uO的值。
【相关知识】
晶体管的伏安特性。
【解题思路】
根据晶体管的管压降与,以及基极电流和集电极电流的特点,直接可以判别出管子的
工作状态,算出输出电压。
【解题过程】
(1)当VBB=0时,T截止,uO=12V。
(2)当VBB=1V时,因为
μA
所以T处于放大状态。
(3)当VBB=3V时,因为
μA
所以T处于饱和状态。
【例2-3】试问图示各电路能否实现电压放大?若不能,请指出电路中的错误。图中各电容对交流可视为短路。
图(a)
图(b)
图(c)
图(d)
【相关知识】
放大电路的组成原理。
【解题思路】
放大电路的作用是把微弱的电信号不失真地放大到负载所需要的数值。即要求放大电路既要有一定的放大能力,又要不产生失真。因此,首先要检查电路中的晶体管(非线性器件)是否有合适的直流偏置,是否工作在放大状态(线性状态),其次检查信号源、放大器和负载之间的信号传递通道是否畅通,并具有电压放大的能力。
【解题过程】
图(a)电路不能实现电压放大。电路缺少集电极电阻,动态时电源相当于短路,输出端没有交流电压信号。
图(b)电路不能实现电压放大。电路中缺少基极偏置电阻,动态时电源相当于短路,输入交流电压信号也被短路。
图(c)
电路也不能实现电压放大。电路中晶体管发射结没有直流偏置电压,静态电流,放大电路工作在截止状态。
图(d)电路能实现小信号电压放大。为了保证输出信号不失真(截止、饱和),当输入信号为正时,应不足以使三极管饱和;当输入信号为负时,应不会使三极管截止。
【例2-4】单级放大电路如图所示,已知Vcc=15V,,,,
此时调到,,,,,,晶体管饱和压降UCES为1V,晶体管的结电容可以忽略。试求:
(1)静态工作点,:
(2)中频电压放大倍数、输出电阻、输入电阻;
(3)估计上限截止频率和下限截止频率;
(4)动态范围=?输入电压最大值Ui
p=?
(5)当输入电压的最大值大于Ui
p时将首先出现什么失真?
【相关知识】
(1)共射极放大电路。
(2)放大电路的频率特性。
【解题思路】
(1)根据直流通路可求得放大电路的静态工作点。
(2)根据交流通路可求得放大电路的、、。
(3)根据高频区、低频区的等效电路可分别求出和。
(4)根据静态工作点及交流负载线的斜率可求得动态范围
,同时可判断电路出现失真的状况。
(5)根据电压放大倍数和动态范围可求出Ui
p。
【解题过程】
(1)采用估算法求解静态工作点。由图可知
故
(2)利用微变等效电路法,求解放大电路的动态指标。
(3)当电路中只有一个惯性环节时,电路的截止频率可以表示为,其中
为电容
所在回路的等效电阻。
在高频区,根据题意,晶体管的结电容可以忽略,影响电路上限截止频率的电容只有负载等效电容。故电路的上限截止频率为
在低频区,影响下限截止频率的电容有、和。可以分别考虑输入回路电容(、)和输出回路电容()的影响,再综合考虑它们共同作用时对电路下限截止频率的影响。
只考虑输出回路电容时
只考虑输入回路电容和时,为了简化计算,忽略偏置电阻及射极电阻的影响,把射极旁路电容折算到基极回路,则有
由于,所以电路的下限截止频率为
(4)
由于,即电路的最大不失真输出电压受截止失真的限制,故电路的动态范围
输入电压最大值
(5)
由上述分析可知,当输入电压的最大值大于U
ip时,电路将首先出现截止失真。
【例2-5】
图示放大电路为自举式射极输出器。在电路中,设,,,,晶体管的,,各电容的容量足够大。试求:
(1)断开电容,求放大电路的输入电阻和输出电阻。
(2)接上电容,写出的表达式,并求出具体数值,再与(1)中的数值比较。
(3)接上电容,若通过增大来提高,那么的极限值等于多少?
图(a)
【解相关知识】
射极输出器、自举原理、密勒定理。
【解题思路】
根据放大电路的微变等效电路求放大电路的输入电阻。
【解题过程】
在分析电路的指标之前,先对自举式射极输出器的工作原理作一简要说明。在静态时,电容相
当于开路;在动态时,大电容相当于短路,点
E和点A的交流电位相等。由于点E的交流电位跟随输入信号(点B的交流电位)变化,所以两端的交流电位接近相等,流过的交流电流接近
于零。对交流信号来说,相当于一个很大的电阻,从而减小了、对电路输入电阻的影响。由于大电容C的存在,点A的交流电位会随着输入信号而自行举起,所以叫自举式射极输出器。
这种自举作用能够减小直流偏置电阻对电路输入电阻的影响,可以进一步提高射极输出器的输入电阻。
(1)在断开电容C后,电路的微变等效电路如图
(b)所示。图中
图(b)
。
由图可以求出
可见,射极输出器的原来是很大的,但由于直流偏置电阻的并联,使减小了很多。
(2)接上自举电容后,用密勒定理把等效为两个电阻,一个是接在B点和地之间的
,另一个是接在A(E)点和地之间的,其中是考虑了与、以及并联后的,如图(c)所示。
图(c)
由于,但小于1,所以是一个比大得多的负电阻,它与、、并联后,总的电阻仍为正。由于很大,它的并联效应可以忽略,从而使
此时
所以,自举式射极输出器的输入电阻
由于对的并联影响小得多,所以比没有自举电容时增大了。
(3)
通过增大以增大的极限情况为,即用自举电阻提高的结果,使
只取绝于从管子基极看进去的电阻,与偏置电阻几乎无关。
【例2-6】试判断图示各电路属于何种组态的放大电路,并说明输出电压相对输入电压的相位关系。
(a)
(b)
(c) (d)
【相关知识】
共集-共射,共射-共集,共集-共基组合放大电路。
【解题思路】
根据信号流向分析各个晶体管放大电路的组态及输出电压与输入电压的相位关系。
【解题过程】
图(a)所示电路第一级是共集电极放大电路,输出电压与输入电压同相;第二级是共射极放大电路,输出电压与输入电压反相。因此,整个电路是共集-共射组合电路,输出电压与输入电压反相。
图(b)所示电路第一级是共射极放大电路,输出电压与输入电压反相;第二级是共基极放大电路,输出电压与输入电压同相。因此,整个电路是共射-共基组合电路,输出电压与输入电压反相。
图(c)所示电路第一级是共集电极放大电路,输出电压与输入电压同相;第二级是共基极放大电
路,输出电压与输入电压同相。因此整个电路是共集-共基组合电路,输出电压与输入电压同相。
图(d)所示电路由于T1管集电极具有恒流特性,因而T1管是T2管的有源负载,所以T2管组成了有源负载的共射放大器,输出电压与输入电压反相。
【例2-7】
晶体管组成的共集-共射、共射-共集、共射-共基等几种组合放大电路各有其独特的优点,请你选择合适的组合放大电路,以满足如下所述不同应用场合的需求。
(1)电压测量放大器的输入级电路。
(2)输出电压受负载变化影响小的放大电路。
(3)负载为0.2kΩ,要求电压增益大于60dB的放大电路。
(4)输入信号频率较高的放大电路。
【相关知识】
共集-共射,共射-共集,共射-共基组合放大电路。
【解题思路】
根据三种组合放大电路的特点,选择满足应用需求的组合放大电路。三种组合放大电路的特点如下:
(1)共集-共射组合放大电路,不仅具有共集电极电路输入电阻大的特点,而且具有共射电路电压放大倍数大的特点;
(2)共射-共集组合放大电路,不仅具有共射电路电压放大倍数大的特点,而且具有共集电极电路输出电阻小的特点;
(3)共射-共基组合放大电路,共基极电路本身就有较好的高频特性,同时将输入电阻很小的共基极电路接在共射极电路之后,减小了共射极电路的电压放大倍数,使共射极接法的管子集电结电容效应减小,改善了放大电路的频率特性。因此,共射-共基组合放大电路在高频电路中获得了广泛的应用。该组合电路的电压放大倍数近似等于一般共射电路的电压放大倍数。
【解题过程】
(1)电压测量放大器的输入级既要有较大的输入电阻,又要有一定的电压放大能力,应采用共集-共射组合放大电路。
(2)输出电压受负载变化影响小的放大电路应具有较小的输出电阻,也要有一定的电压放大能力,应采用共射-共集组合放大电路。
(3)负载为0.2kΩ,电压增益大于60dB的放大电路应采用电压放大倍数大、输出电阻小的共射-共集组合电路,最好在输入级再增加一级具有高输入电阻的共集电极电路。
(4)输入信号频率较高时,应采用频率特性好的共射-共基组合放大电路。
第3章
场效应管放大电路
本章的教学目标和要求:
要求学生了解JFET、MOSFET的结构特点,理解其工作原理;掌握JFET、MOSFET的特性曲线及其主要参数,掌握BJT、JFET、MOSFET三者之间的差别;掌握FET的偏置电路,工作点估算方法,掌握FET的小信号跨导模型,掌握FET的共源和共漏电路的分析和特点。
本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学方式)
§3-1
结型场效应管
§3-2
金属-氧化物-半导体场效应管
§3-3
场效应管放大电路
习题课
本章重点:
各种场效应管的外特性及参数,场效应管放大电路的偏置电路及特点。
本章难点:
场效应管的工作原理以及静态工作点的计算。
本章教学方式:课堂讲授
本章课时安排:8
本章的具体内容:
19、20节:
介绍结型场效应管的工作原理、结型场效应管的特性曲线以及主要参数。
重点:对结型场效应管的特性曲线的理解。
21、22、23节:
介绍MOS效应管的工作原理、MOS效应管的特性曲线以及主要参数。
重点:对MOS效应管的特性曲线的理解。
24、25、26节:
FET放大电路的分类,Q点设置方法,两种偏置方法的特点,以及用图解法、计算法对电路进行分析。FET的小信号模型,并用它对共源、共漏放大器分析;加一习题课讲解习题并对本章作一小结。
重点:强调分析方法的掌握,以及电路结构、分析过程与BJT放大器的对比。
【例3-1】在图示电路中,已知场效应管的;问在下列三种情况,管子分别工作在那个区?
(1),
(2),
(3),
【相关知识】
场效应管的伏安特性。
【解题思路】
根据管子工作在不同区域的特点,判断管子的工作状态。
【解题过程】
(1)
因为
管子工作在截止区。
(2)
因为
管子工作在放大区。
(3)
因为
管子工作在可变电阻区。
【例3-2】
电路如图(a)示。其中,,,,场效应管的输出特性如图(b)
所示。试求电路的静态工作点、和之值。
图(a)
图(b)
【相关知识】
结型场效应管及其外特性,自给偏压电路,放大电路的直流通路、解析法、图解法。
【解题思路】
根据放大电路的直流通路,利用解析法或图解法可求得电路的静态工作点。
【解题过程】
由场效应管的输出特性可知管子的,
由式
及
得
与双极型晶体管放大电路类似,分析场效应管放大电路的静态工作点,也有两种方法,解析法和图解法
【另一种解法】
(1)在输出特性曲线上,根据输出回路直流负载线方程
作直流负载线MN,如图(d)所示。MN与不同
的输出特性曲线有不同的交点。Q点应该在MN上。
图(c)
图(d)
(2)由交点对应的、值在~坐标上作曲线,称为~控制特性,如图
(c)所示。
(3)在控制特性上,根据输入回路直流负载线方程
代入,可作出输入回路直流负载线。该负载线过原点,其斜率为,与控制特性曲线的
交点即为静态工作点。由此可得,
(4)根据,在输出回路直流负载线上可求得工作点,再由点可得
。
【例3-3】
两个场效应管的转移特性曲线分别如图
(a)、(b)所示,分别确定这两个场效应管的类型,并求其主要参数(开启电压或夹断电压,低频跨导)。测试时电流iD的参考方向为从漏极D到源极S。
(a)
(b)
【相关知识】
(1)场效应管的转移特性。
(2)场效应管的电参数。
【解题思路】
根据场效应管的转移特性确定其开启电压或夹断电压,及在某一工作点处的跨导。
【解题过程】
(a)图曲线所示的是P沟道增强型MOS管的转移特性曲线。其开启电压UGS(th)=-2V,IDQ=
-1mA
在工作点(UGS=-5V,
ID=-2.25mA)处,跨导
(b)图曲线所示的是N沟道耗尽型MOSFET的转移特性曲线,其夹断电压,
在工作点(UGS=-2V,
ID=1mA)处,跨导
第4章
集成运算放大器
本章的教学目标和要求:
要求学生了解差分式放大低电路的基本概念,简单差分式放大电路的组成、工作原理,差分放大电路静态工作点与主要性能指标的计算;了解集成运放电路的组成及特点;了解集成运放的主要参数和性能指标;理解理想运放的概念,掌握理想运放的线性工作区的特点,运放在线性工作区的典型应用;掌握理想运放的非线性工作区的特点,运放在非线性工作区的典型应用。
本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学)
§4-1
集成运放概述
§4-2
集成运放中的基本单元电路
§4-3 通用集成运放
§4-4 运放的主要参数几简化低频等效电路
本章重点:
差分式放大电路的组成、工作原理,差分放大电路静态工作点与主要性能指标的计算;零点漂移现象;差动放大器对差模信号的放大作用和对共模信号的抑制作用;半电路分析方法。
电流源电路的结构和工作原理、特点;
直接耦合互补输出级电路的结构原理、特点,交越失真的概念;
本章难点:
对差模信号共模信号的理解,对任意信号单端输入、单端输出差动放大器的分析;多级放大器前后级之间的相互影响。
本章教学方式:课堂讲授
本章课时安排:6
本章习题:
P144
4.1、4.2、4.3、4.5、4.6、4.10、4.11、4.12、4.13、4.19、4.20。
本章的具体内容:
27、28、29节:
介绍集成电路运算放大器中的几种电流源形式;介绍引入直接耦合放大电路的产生零点漂移的原因,零点漂移的抑制方法;直接耦合放大电路的直流分析。任意信号的差模共模分解,典型差分放大器的结构,对共模差模信号的不同响应。
重点:
产生零点漂移的原因,零点漂移的抑制方法;典型差分放大器的原理。
30、31、32节:
差分放大器对差模信号的放大作用的详细分析,共模抑制比的概念。差放的四种典型接法,并对几种结构的交流特性做分析。简要介绍改进型差放的改进原理。
介绍集成电路运算放大器的内部结构、工作原理、主要参数和性能指标。
重点:共模抑制比,差放的四种典型接法和集成运放的工作原理。
【例4-1】三个两级放大电路如下图所示,已知图中所有晶体管的β均为100,rbe均为1
kΩ,所有电容均为10
μF,VCC均相同。
填空:
(1)填入共射放大电路、共基放大电路等电路名称。
图(a)的第一级为_________,第二级为_________;
图(b)的第一级为_________,第二级为_________;
图(c)的第一级为_________,第二级为_________。
(2)三个电路中输入电阻最大的电路是_________,最小的电路是_________;输出电阻最大的电路是_________,最小的电路是_________;电压放大倍数数值最大的电路是_________;低频特性最好的电路是_________;若能调节Q点,则最大不失真输出电压最大的电路是_________;输出电压与输入电压同相的电路是_________。
【相关知识】
晶体管放大电路三种接法的性能特点,多级放大电路不同耦合方式及其特点,多级放大电路动态参数与组成它的各级电路的关系。
【解题思路】
(1)通过信号的流通方向,观察输入信号作用于晶体管和场效应管的哪一极以及从哪一极输出的信号作用于负载,判断多级放大电路中各级电路属于哪种基本放大电路。
(2)根据各种晶体管基本放大电路的参数特点,以及单级放大电路连接成多级后相互间参数的影响,分析各多级放大电路参数的特点。
【解题过程】
(1)在电路(a)中,T1为第一级的放大管,信号作用于其发射极,又从集电极输出,作用于负载(即第二级电路),故第一级是共基放大电路;T2和T3组成的复合管为第二级的放大管,第一级的输出信号作用于T2的基极,又从复合管的发射极输出,故第二级是共集放大电路。
在电路(b)中,T1和T2为第一级的放大管,构成差分放大电路,信号作用于T1和T2的基极,又从T2的集电极输出,作用于负载(即第二级电路),是双端输入单端输出形式,故第一级是(共射)差分放大电路;T3为第二级的放大管,第一级的输出信号作用于T3的基极,又从其发射极输出,故第二级是共集放大电路。
在电路(c)中,第一级是典型的Q点稳定电路,信号作用于T1的基极,又从集电极输出,作用于负载(即第二级电路),故为共射放大电路;T2为第二级的放大管,第一级的输出信号作用于T
2的基极,又从其集电极输出,故第二级是共射放大电路。
应当特别指出,电路(c)中T3和三个电阻(8.2
kΩ、1.8
kΩ、1
kΩ)组成的电路构成电流源,等效成T2的集电极负载,理想情况下等效电阻趋于无穷大。电流源的特征是其输入回路没有动态信号的作用。要特别注意电路(c)的第二级电路与互补输出级的区别。
(2)比较三个电路的输入回路,电路(a)的输入级为共基电路,它的e−b间等效电阻为rbe/(1+β),Ri小于rbe/(1+β);电路(b)的输入级为差分电路,Ri大于2rbe;电路(c)输入级为共射电路,Ri是rbe与10
kΩ、3.3
kΩ电阻并联,Ri不可能小于rbe/(1+β);因此,输入电阻最小的电路为(a),最大的电路为(b)。
电路(c)的输出端接T2和T3的集电极,对于具有理想输出特性的晶体管,它们对“地”看进去的等效电阻均为无穷大,故电路(c)的输出电阻最大。比较电路(a)和电路(b),虽然它们的输出级均为射极输出器,但前者的信号源内阻为3.3
kΩ,后者的信号源内阻为10
kΩ;且由于前者采用复合管作放大管,从射极回路看进去的等效电阻表达式中有1/(1+β)2,而后者从射极回路看进去的等效电阻表达式中仅为有1/(1+β),故电路(a)的输出电阻最小。
由于电路(c)采用两级共射放大电路,且第二级的电压放大倍数数值趋于无穷大,而电路(a)和(b)均只有第一级有电压放大作用,故电压放大倍数数值最大的电路是(c)。
由于只有电路(b)采用直接耦合方式,故其低频特性最好。
由于只有电路(b)采用±VCC两路电源供电,若Q点可调节,则其最大不失真输出电压的峰值可接近VCC,故最大不失真输出电压最大的电路是(b)。
由于共射电路的输出电压与输入电压反相,共集和共基电路的输出电压与输入电压同相,可以逐级判断相位关系,从而得出各电路输出电压与输入电压的相位关系。电路(a)和(b)中两级电路的输出电压与输入电压均同相,故两个电路的输出电压与输入电压均同相。电路(c)中两级电路的输出电压与输入电压均反相,故整个电路的输出电压与输入电压也同相。
综上所述,答案为(1)共基放大电路,共集放大电路;差分放大电路,共集放大电路;共射放大电路,共射放大电路;(2)(b),(a);(c),(a);(c);(b);(b);(a),(b),(c)。
【例4-2】电路如图所示。已知,,,,,。时,。
(1)试说明和、和、以及分别组成什么电路?
(2)若要求上电压的极性为上正下负,则输入电压的极性如何?
(3)写出差模电压放大倍数的表达式,并求其值。
【相关知识】
(1)差分放大电路。
(2)多级放大电路。
(3)电流源电路。
【解题过程】
根据差分放大电路、多级放大电路的分析方法分析电路。
【解题过程】
(1)、管组成恒流源电路,作和管的漏极有源电阻,、管组成差分放大电路,并且恒流源作源极有源电阻。管组成共射极放大电路,并起到电平转化作用,使整个放大
电路能达到零输入时零输出。管组成射极输出器,降低电路的输出电阻,提高带载能力,这
里恒流源作为管的射极有源电阻。
(2)为了获得题目所要求的输出电压的极性,则必须使基极电压极性为正,基极电压极性为负,也就是管的栅极电压极性应为正,而管的栅极电压极性应为负。
(3)整个放大电路可分输入级(差分放大电路)、中间级(共射放大电路)和输出级(射极输出器)。
对于输入级(差分放大电路),由于恒流源作漏极负载电阻,使单端输出具有与双端输出相同的放大倍数。所以
式中,漏极负载电阻,而
为管的等效电阻。为管组成的共射放大电路的输入电阻。
由于恒流源的。所以:
管组成的共射放大电路的电压放大倍数
由于管组成的射极输出器的输入电阻,所以:
管组成的射极输出器的电压放大倍数
则总的差模电压放大倍数的表达式为
其值为
【例4-3】下图所示为简化的集成运放电路,输入级具有理想对称性。选择正确答案填入空内。
(1)该电路输入级采用了__________。
A.共集−共射接法
B.
共集−共基接法
C.
共射−共基接法
(2)输入级采用上述接法是为了__________。
A.
展宽频带
B.
增大输入电阻
C.
增大电流放大系数
(3)T5和T6作为T3和T4的有源负载是为了__________。
A.
增大输入电阻
B.
抑制温漂
C.
增大差模放大倍数
(4)该电路的中间级采用__________。
A.
共射电路
B.
共基电路
C.
共集电路
(5)中间级的放大管为__________。
A.
T7
B.
T8
C.
T7和T8组成的复合管
(6)该电路的输出级采用__________。
A.
共射电路
B.
共基电路
C.
互补输出级
(7)D1和D2的作用是为了消除输出级的__________。
A.
交越失真
B.
饱和失真
C.
截止失真
(8)输出电压uO与uI1的相位关系为__________。
A.
反相
B.
同相
C.
不可知
【相关知识】
集成运放电路(输入级,中间级,互补输出级),基本放大电路的接法及性能指标,有源负载,差模放大倍数,复合管。
【解题思路】
(1)用基本的读图方法对放大电路进行分块,分析出输入级、中间级和输出级电路。
(2)分析各级电路的基本接法及性能特点。
【解题过程】
(1)输入信号作用于T1和T2管的基极,并从它们的发射极输出分别作用于T3和T4管的发射极,又从T3和T4管的集电极输出作用于第二级,故为共集−共基接法。
(2)上述接法可以展宽频带。
为什么不是增大输入电阻呢?因为共基接法的输入电阻很小,即T1和T2管等效的发射极电阻很小,所以输入电阻的增大很受限。因为共基接法不放大电流,所以不能增大电流放大系数。
(3)T5和T6作为T3和T4的有源负载是为了增大差模放大倍数。利用镜像电流源作有源负载,可使单端输出差分放大电路的差模放大倍数增大到近似等于双端输出时的差模放大倍数。
(4)为了完成“主放大器”的功能,中间级采用共射放大电路。
(5)由于第一级的输出信号作用于T7的基极以及T7和T8的连接方式,说明T7和T8组成的复合管为中间级的放大管。
(6)T9和T10的基极相连作为输入端,发射极相连作为输出端,故输出级为互补输出级。
(7)D1和D2的作用是为了消除输出级的交越失真。
(8)若在输入端uI1加“+”、uI2加“-”的差模信号,则T2的共集接法使其发射极(即T4的发射极)电位为“-”,T4的共基接法使其集电极(即T7的基极)电位也为“-”;以T7、T8构成的复合管为放大管的共射放大电路输出与输入反相,它们的集电极电位为“+”;互补输出级的输出与输入同相,输出电压为“+”;故uI1一端为同相输入端,uI2一端为反相输入端。
综上所述,答案为(1)B,(2)A,(3)C,(4)A,(5)C,(6)C,(7)A,(8)B。
第5章
反馈和负反馈放大电路
本章的教学目标和要求:
要求学生理解反馈的基本概念,掌握四种反馈类型;掌握实际反馈放大器的类型和极性的判断;掌握负反馈对放大电路的影响;掌握在深度负反馈条件下的计算;了解负反馈放大器的稳定性。
本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学)
§5-1
反馈的基本概念及类型
§5-2
负反馈对放大电路性能的影响
§5-3 负反馈放大电路的分析及近似计算
§5-4 负反馈放大电路的自激振荡几消除
本章重点:
反馈的基本概念;反馈类型的判断;负反馈对放大器性能的影响;在深度负反馈条件下放大器增益的估算。
本章难点:
反馈的基本概念;反馈类型的判断;自给振荡条件及消除振荡的措施
本章主要的切入点:为改善放大器的性能,引入负反馈的概念,通过方块图理解负反馈放大器的组成;通过方框图理解负反馈放大器的四种组态;定性理解负反馈对放大器的性能的理解;根据深度负反馈条件,估算放大器的增益。
本章教学方式:课堂讲授
本章课时安排:12
本章习题:
P183
5.3、5.4、5.5、5.8、5.9、5.10、5.11、5.13。
本章的具体内容:
33、34、35、36节:
反馈的基本概念,反馈放大器的组成,工作原理,反馈的判断(有无、正负、交流直流),结合对运放和分离元件放大器反馈电路的分析介绍。
四种基本反馈方式的划分,典型结构的分析,结合例题判断反馈组态。
重点:
反馈的基本概念,反馈组态判断。
37、38、39、40、41节:
反馈的引入对放大电路性能的影响,增益带宽积,负反馈引入的原则;
负反馈放大器的结构,特点,一般表达式的分析和推导。
在深度负反馈条件,在深度负反馈条件下负反馈放大器的性能分析,例题2个;
四种基本反馈在深度负反馈条件下放大器不同增益的表达式;
重点:
反馈的引入对放大电路性能的影响,负反馈引入的原则;一般表达式的分析和理解。
42、43、44节:
负反馈放大器的稳定性分析:负反馈放大器自激振荡产生的原因和条件,负反馈放大器的稳定性的定性分析和判断,负反馈放大器自激振荡的消除方法。
重点:
负反馈放大器自激振荡产生的原因和条件,负反馈放大器的稳定性的判断,负反馈放大器自激振荡的消除方法。
【例5-1】在括号内填入“√”或“×”,表明下列说法是否正确。
(1)若从放大电路的输出回路有通路引回其输入回路,则说明电路引入了反馈。
(2)若放大电路的放大倍数为“+”,则引入的反馈一定是正反馈,若放大电路的放大倍数为“−”,则引入的反馈一定是负反馈。
(3)直接耦合放大电路引入的反馈为直流反馈,阻容耦合放大电路引入的反馈为交流反馈。
(4)既然电压负反馈可以稳定输出电压,即负载上的电压,那么它也就稳定了负载电流。
(5)放大电路的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差,说明电路引入了串联负反馈;净输入电流等于输入电流与反馈电流之差,说明电路引入了并联负反馈。
(6)将负反馈放大电路的反馈断开,就得到电路方框图中的基本放大电路。
(7)反馈网络是由影响反馈系数的所有的元件组成的网络。
(8)阻容耦合放大电路的耦合电容、旁路电容越多,引入负反馈后,越容易产生低频振荡。
【相关知识】
反馈的有关概念,包括什么是反馈、直流反馈和交流反馈、电压负反馈和电流负反馈、串联负反馈和并联负反馈、负反馈放大电路的方框图、放大电路的稳定性
【解题思路】
正确理解反馈的相关概念,根据这些概念判断各题的正误。
【解题过程】
(1)通常,称将输出量引回并影响净输入量的电流通路为反馈通路。反馈是指输出量通过一定的方式“回授”,影响净输入量。因而只要输出回路与输入回路之间有反馈通路,就说明电路引入了反馈,而反馈通路不一定将放大电路的输出端和输入端相连接。例如,在下图所示反馈放大电路中,R2构成反馈通路,但它并没有把输出端和输入端连接起来。故本题说法正确。
(2)正、负反馈决定于反馈的结果是使放大电路的净输入量或输出量的变化增大了还是减小了,若增大则为正反馈,否则为负反馈;与放大电路放大倍数的极性无关。换言之,无论放大倍数的符号是“+”还是“−”,放大电路均可引入正反馈,也可引入负反馈。故本题说法错误。
(3)直流反馈是放大电路直流通路中的反馈,交流反馈是放大电路交流通路中的反馈,与放大电路的耦合方式无直接关系。本题说法错误。
(4)电压负反馈稳定输出电压,是指在输出端负载变化时输出电压变化很小,因而若负载变化则其电流会随之变化。故本题说法错误。
(5)根据串联负反馈和并联负反馈的定义,本题说法正确。
(6)本题说法错误。负反馈放大电路方框图中的基本放大电路需满足两个条件,一是断开反馈,二是考虑反馈网络对放大电路的负载效应。虽然本课程并不要求利用方框图求解负反馈放大电路,但是应正确理解方框图的组成。
(7)反馈网络包含所有影响反馈系数的元件组成反馈网络。例如,在上图所示电路中,反馈网络由R1、R2和R4组成,而不仅仅是R2。故本题说法正确。
(8)在低频段,阻容耦合负反馈放大电路由于耦合电容、旁路电容的存在而产生附加相移,若满足了自激振荡的条件,则产生低频振荡。根据自激振荡的相位条件,在放大电路中有三个或三个以上耦合电容、旁路电容,引入负反馈后就有可能产生低频振荡,而且电容数量越多越容易产生自激振荡。故本题说法正确。
综上所述,答案为:(1)√,(2)×,(3)×,(4)×,(5)√,(6)×,(7)√,(8)√
【例5-2】
电路如图所示,图中耦合电容器和射极旁路电容器的容量足够大,在中频范围内,它们的容抗近似为零。试判断电路中反馈的极性和类型(说明各电路中的反馈是正、负、直流、交流、电压、电流、串联、并联反馈)。
【相关知识】
反馈放大电路。
【解题思路】
根据反馈的判断方法判断电路中反馈的极性和类型。
【解题过程】
图示放大电路输出与输入之间没有反馈,第一级也没有反馈,第二级放大电路有两条反馈支路。一条反馈支路是,另一条反馈支路是和串联支路。支路有旁路电容,所以它是本级直流反馈,可以稳定第二级电路的静态工作点。和串联支路接在第二级放大电路的输出(集电极)和输入之间(
基极),由于的“隔直”作用,该反馈是交流反馈。
和串联支路交流反馈极性的判断:
当给第二级放大电路加上对地极性为♁的信号时,输出电压极性为㊀,由于电容对交流信号可认为短路,所以反馈信号极性也为㊀,因而反馈信号削弱输入信号的作用,该反馈为负反馈。判断过程如图所示。
负反馈组态的判断:
若令输出电压信号等于零,从输出端返送到输入电路的信号等于零,即反馈信号与输出电压信号成正比,那么该反馈是电压反馈;反馈信号与输入信号以电流的形式在基极叠加,所以它是并联反馈。
总结上述判别可知,图示电路中和串联支路构成交流电压并联负反馈。
【例5-3】试判断图示各电路中是否引入了反馈;若引入了反馈,则判断是正反馈还是负反馈,是直流反馈还是交流反馈;若引入了交流负反馈,则判断是哪种组态的负反馈。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
【相关知识】
分立元件放大电路(双极型管放大电路和单极型管放大电路)各种接法的极性判断,反馈的判断方法,包括判断是否引入了反馈、判断反馈的正负、判断直流反馈和交流反馈、判断交流负反馈的四种组态。
【解题思路】
(1)根据反馈的定义,判断电路中是否存在反馈通路,从而判断是否引入了反馈。
(2)若引入了反馈,利用瞬时极性法判断反馈的正负。
(3)根据直流反馈和交流反馈的定义,判断引入的反馈属于哪种反馈。
(4)根据交流反馈四种组态的判断方法,判断引入的反馈属于哪种组态。
【解题过程】
在图(a)电路中,Rf将输出回路与输入回路连接起来,故电路引入了反馈;且反馈既存在于直流通路又存在于交流通路,故电路引入了直流反馈和交流反馈。利用瞬时极性法,在规定输入电压瞬时极性时,可得到放大管基极、集电极电位的瞬时极性以及输入电流、反馈电流的方向,如图(e)所示。晶体管的基极电流等于输入电流与反馈电流之差,故电路引入了负反馈,且为并联负反馈。当输出电压为零(即输出端短路)时,Rf将并联在T的b−e之间,如图(e)中虚线所示;此时尽管Rf中有电流,但这个电流是uI作用的结果,输出电压作用所得的反馈电流为零,故电路引入了电压负反馈。综上所述,电路引入了直流负反馈和交流电压并联负反馈。
在图(b)电路中,R1将输出回路与输入回路连接起来,故电路引入了反馈;且反馈既存在于直流通路又存在于交流通路,故电路引入了直流反馈和交流反馈。利用瞬时极性法,在规定输入电压瞬时极性时,可得到放大管各极电位的瞬时极性以及输入电流、反馈电流方向,如图(f)所示。由于反馈减小了T1管的射极电流,故电路引入了并联负反馈。令输出电压为零,由于T2管的集电极电流(为输出电流)仅受控于它的基极电流,且R1、R2对其分流关系没变,反馈电流依然存在,故电路引入了电流负反馈。综上所述,该电路引入了直流负反馈和交流电流并联负反馈。
在图(c)电路中,R4在直流通路和交流通路中均将输出回路与输入回路连接起来,故电路引入了直流反馈和交流反馈。按u
I的假设方向,可得电路中各点的瞬时极性,如图(g)所示。输出电压uO作用于R4、R1,在R1上产生的电压就是反馈电压uF,它使得差分管的净输入电压减小,故电路引入了串联负反馈。由于uF取自于uO,电路引入了电压负反馈。综上所述,电路引入了直流负反馈和交流电压串联负反馈。
根据上述分析方法,图(d)电路的瞬时极性如图(h)所示。电路引入了直流负反馈和交流电流串联负反馈。
从图(c)和(d)电路可知,它们的输出电流均为输出级放大管的集电极电流,而不是负载电流。
【方法总结】
分立元件放大电路反馈的判断与集成运放负反馈放大电路相比有其特殊性。电路的净输入电压往往指输入级放大管输入回路所加的电压(如晶体管的b−e或e−b间的电压、场效应管的g−s或s−g间的电压),净输入电流往往指输入级放大管的基极电流或射极电流。在电流负反馈放大电路中,输出电流往往指输出级晶体管的集电极电流、发射极电流或场效应管的漏极电流、源极电流。
【常见错误】
在分立元件电流负反馈放大电路中,认为输出电流是负载RL上的电流。
【例5-4】某一负反馈放大电路的开环电压放大倍数,反馈系数。试问:
(1)闭环电压放大倍数为多少?
(2)如果发生20%的变化,则的相对变化为多少?
【相关知识】
(1)相对变化率
(2)闭环增益的一般表示式
【解题思路】
当已知的相对变化率来计算的相对变化率时,应根据的相对变化率的大小采用不同的方法。当的相对变化率较小时,可对求导推出与的关系式后再计算。当的相对变化率较大时,应通过计算出后再计算。
【解题过程】
(1)闭环电压放大倍数
(2)当变化20%,那么,
则的相对变化为
当变化-20%,那么
则的相对变化为
【常见错误】
本例中已有20%的变化,
的相对变化率较大,应通过计算出后再计算。
【例5-5】电路如图所示,试合理连线,引入合适组态的反馈,分别满足下列要求。
(1)减小放大电路从信号源索取的电流,并增强带负载能力;
(2)减小放大电路从信号源索取的电流,稳定输出电流。
【相关知识】
双极型管放大电路和单极型管放大电路各种接法的分析及其极性分析,反馈的基本概念,负反馈对放大电路性能的影响,放大电路中引入负反馈的一般原则。
【解题思路】
(1)分析图中两个放大电路的基本接法。
(2)设定两个放大电路输入端的极性为正,分别判断两个放大电路其它输入端和输出端的极性。
(3)根据要求引入合适的负反馈。
【解题过程】
图示电路的第一级为差分放大电路,输入电压uI对“地”为“+”时差分管T1的集电极(即④)电位为“−”,T2的集电极(即⑤)电位为“+”。第二级为共射放大电路,若T3管基极(即⑥)的瞬时极性为“+”,则其集电极(即⑧)电位为“−”,发射极(即⑦)电位为“+”;若反之,则⑧的电位为“+”,⑦的电位为“−”。
(1)减小放大电路从信号源索取的电流,即增大输入电阻;增强带负载能力,即减小输出电阻;故应引入电压串联负反馈。
因为要引入电压负反馈,所以应从⑧引出反馈;因为要引入串联负反馈,以减小差分管的净输入电压,所以应将反馈引回到③,故而应把电阻Rf接在③、⑧之间。Rb2上获得的电压为反馈电压,极性应为上“+”下“−”,即③的电位为“+”。因而要求在输入电压对“地”为“+”时⑧的电位为“+”,由此可推导出⑥的电位为“−”,需将⑥接到④。
结论是,需将③接⑨、⑩接⑧、⑥接④。
(2)减小放大电路从信号源索取的电流,即增大输入电阻;稳定输出电流,即增大输出电阻;故应引入电流串联负反馈。
根据上述分析,Rf的一端应接在③上;由于需引入电流负反馈,Rf的另一端应接在⑦上。为了引入负反馈,要求⑦的电位为“+”,由此可推导出⑥的电位为“+”,需将⑥接到⑤。
结论是,需将③接⑨、⑩接⑦、⑥接⑤。
【方法总结】
(1)减小放大电路从信号源索取的电流,即增大输入电阻,应引入串联负反馈。
(2)增强带负载能力,即减小输出电阻,应引入电压负反馈;稳定输出电压,即减小输出电阻,应引入电压负反馈。
(3)稳定输出电流,即增大输出电阻,应引入电流负反馈。
【常见错误】
在引入反馈时只注意保证引入的反馈组态正确,但没有保证引入的反馈为负反馈。
第6、7章
信号的运算与处理电路
本章的教学目标和要求:
要求学生理解掌握理想运放的虚短与虚断的特点,熟练掌握比例、加法、减法、微分、积分等几种基本理想运算电路的工作原理及应用;掌握实际运放的误差分析;理解对数和反对数运算电路以及模拟乘法器的基本概念及应用,有源滤波器的基本概念及一阶、二阶有源滤波器电路分析,单门限、双门限电压比较器电路分析。
本章的总体教学内容:(采用多媒体教学)
§6-1
基本运算电路
§6-2
对数和反对数运算电路
§6-3
模拟乘法器及其应用
§6-4
集成运放使用中的几个问题
§7-1
电子系统概述
§7-2
信号检测系统中的放大电路
§7-3
有源滤波电路
§7-4
电压比较器
习题课
本章重点:
理想运放线性应用的规律分析、基本运算电路分析、模拟乘法器的基本概念及应用、有源滤波器、电压比较器的基本概念、双门限电压比较器电路分析。
本章难点:
正确判断运放的工作区,并灵活运用所在区的特点分析电路的功能。
本章主要的切入点:
通过引入理想运放的概念,建立虚短与虚断的概念和零子模型电路;围绕理想运放的两个工作区各自的特点,分析比例、求和、,从而掌握运放应用电路的一般分析方法。
本章教学方式:课堂讲授
本章课时安排:8
本章习题:P203
P233
6.1、6.9、6.10、6.11、6.13、6.14、6.16、7.3、7.13、7.20、7.21、7.22。
45、46节:
运用虚短与虚断概念分析反相比例、同相比例、加法、减法、积分和微分运算电路的工作原理;对实际运算电路的误差进行分析。
重点:基本运算电路的工作原理。
47、48、49节:
运用虚短与虚断概念分析对数和反对数运算电路的工作原理。介绍模拟乘法器的工作原理及应用。
重点:
模拟乘法器的工作原理。
习题课:应用基本运算放大电路进行电路分析及计算。
50、51、52节:
滤波器的概念,分类,频带特性,对用运放构成的简单高通、低通滤波器电路进行分析。电压比较器的概念,分类,应用
重点:
有源高通、低通滤波器电路的分析;电压比较器的分析方法、原理及应用。
【例6-1】如图所示的理想运放电路,可输出对“地”对称的输出电压和。设,。
(1)试求/。
(2)若电源电压用15V,,电路能否正常工作?
【相关知识】
(1)运放特性。
(2)反相输入比例运算电路。
【解题思路】
分析各运放组成哪种单元电路,根据各单元电路输出与输入关系,推导出总的输出电压的关系式。
【解题过程】
(1)由图可知,运放A1和A2分别组成反相输入比例运算电路。故
(2)
若电源电压用15V,那么,运放的最大输出电压,当时,,。运放A1和A2的输出电压均小于电源电压,这说明两个运放都工作在线性区,故电路能正常工作。
【例6-2】电路如图所示,设运放均有理想的特性,写出输出电压与输入电压、的关系式。
【相关知识】
运放组成的运算电路。
【解题思路】
分析各运放组成哪种单元电路,根据各单元电路输出与输入关系,推导出总的输出电压的关系式。
【解题过程】
由图可知,运放A1、A2组成电压跟随器。
,
运放A4组成反相输入比例运算电路
运放A3组成差分比例运算电路
运放A3组成差分比例运算电路
以上各式联立求解得:
【例6-3】理想运放电路如图所示,试求输出电压与输入电压的关系式。
【相关知识】
加法器、减法器。
【解题思路】
由图可知,本电路为多输入的减法运算电路,利用叠加原理求解比较方便。
【解题过程】
当时
当时
利用叠加原理可求得上式中,运放同相输入端电压
于是得输出电压
【例7-1】现有有源滤波电路如下:
A、高通滤波器
B、低通滤波器
C、带通滤波器
D、带阻滤波器
选择合适答案填入空内。
(1)为避免50Hz电网电压的干扰进入放大器,应选用。
(2)已知输入信号的频率为1~2kHz,为了防止干扰信号的混入,应选用。
(3)为获得输入电压中的低频信号,应选用。
(4)为获得输入电压中的低频信号,应选用。
(5)输入信号频率趋于零时输出电压幅值趋于零的电路为。
(6)输入信号频率趋于无穷大时输出电压幅值趋于零的电路为。
(7)输入信号频率趋于零和无穷大时输出电压幅值趋于零的电路为。
(8)输入信号频率趋于零和无穷大时电压放大倍数为通带放大倍数的电路为。
【相关知识】
四种有源滤波电路的基本特性及其用途。
【解题思路】
根据四种有源滤波电路的基本特性及其用途来选择填入。
【解题过程】
根据表7.1.3可知
答案为(1)D,(2)C,(3)B,(4)A,(5)A、C,(6)B、C,(7)C,(8)D。
【例7-2】已知由理想运放组成的三个电路的电压传输特性及它们的输入电压uI的波形如图所示。
(1)分别说明三个电路的名称;
(2)画出uO1~uO3的波形。
【相关知识】
单限比较器、滞回比较器和窗口比较器电压传输特性的特征。
【解题思路】
(1)根据电压传输特性判断所对应的电压比较器的类型。
(2)电压传输特性及电压比较器的类型画出输出电压的波形。
【解题过程】
(1)图(a)说明电路只有一个阈值电压UT(=2
V),且uI<UT时uO1
=
UOL
=-0.7
V,uI>UT时uO1
=UOH=6
V;故该电路为单限比较器。
图(b)所示电压传输特性的两个阈值电压UT1=2
V、UT2=4
V,有回差。uI<UT1时uO2=
UOH
=+6
V,
uI>UT2时uO2=
UOL
=-6
V,
UT1<uI<UT2时uO决定于uI从哪儿变化而来;说明电路为滞回比较器。
图(c)所示电压传输特性的两个阈值电压UT1=1
V、UT2=3
V,由于uI<UT1和uI>UT2时uO3=
UOL=-6
V,UT1<uI<UT2时uO1=
UOH
=+6
V,故该电路为窗口比较器。
答案是具有如图(a)、(b)、(c)所示电压传输特性的三个电路分别为单限比较器、滞回比较器和窗口比较器。
(2)根据题目给出的电压传输特性和上述分析,可画出uO1~uO3的波形,如图(e)所示。
应当特别提醒的是,在uI<4
V之前的任何变化,滞回比较器的输出电压uO2
都保持不变,且在uI=4
V时uO2从高电平跃变为低电平,直至uI=2
V时uO2才从低电平跃变为高电平。
【方法总结】
根据滞回比较器电压传输特性画输出电压波形时,当输入电压单方向变化(即从小逐渐变大,或从大逐渐变小)经过两个阈值时,输出电压只跳变一次。例如本题中,当uI从小逐渐变大时,只有经过阈值电压UT2=4
V时输出电压才跳变;而当uI从大逐渐变小时,只有经过阈值电压UT1=2
V时输出电压才跳变。
【常见错误】
认为只要uI变化经过阈值电压UT1=2
V或UT2=4
V时输出电压就跳变。
图(e)
第8章
信号发生器
本章的教学目标和要求:
要求学生理解掌握正弦波信号产生电路的基本概念,RC串联、LC并联正弦信号产生电路的组成、振荡条件判断、振荡频率计算;掌握理想运放非线性应用的分析规律,方波产生电路组成及工作原理。
本章的总体教学内容:(采用多媒体教学)
§8-1
正弦波信号发生器
§8-2
非正弦波信号发生器
本章重点:
正弦波振荡电路的振荡条件及比较器的基本原理。
本章难点:
振荡条件的判别
本章教学方式:课堂讲授
本章课时安排:4
本章习题:
P259
8.1、8.2、9.2.3、8.4、8.5、8.7、8.8、8.9、8.10、8.12
53、54节:
介绍正弦波发生器的工作原理,组成结构,产生正弦波振荡的条件;
重点:
正弦波发生器的工作原理。
55、56节:
典型的RC桥式电路的结构及其工作原理;电容三点式、电感三点式振荡电路的结构及工作原理,振荡条件的判别;石英晶体振荡电路的工作原来。
重点:
RC、LC振荡电路的工作原理。
方波、锯齿波产生电路的工作原理。
【例8-1】图(a)所示电路是没有画完整的正弦波振荡器。
(1)完成各节点的连接;
(2)选择电阻的阻值;
(3)计算电路的振荡频率;
(4)若用热敏电阻(的特性如图(b)所示)代替反馈电阻,当(有效值)多大时该电路出现稳定的正弦波振荡?此时输出电压有多大?
图(a)
图(b)
【相关知识】
RC正弦波振荡器。
【解题思路】
根据RC正弦波振荡器的组成和工作原理对题目分析、求解。
【解题过程】
(1)在本题图中,当时,RC串—并联选频网络的相移为零,为了满足相位条件,放大器的相移也应为零,所以结点应与相连接;为了减少非线性失真,放大电路引入负反馈,结点
应与相连接。
(2)为了满足电路自行起振的条件,由于正反馈网络(选频网络)的反馈系数等于1/3(时),所以电路放大倍数应大于等于3,即。故应选则大于的电阻。
(3)电路的振荡频率
(4)由图(b)可知,当,即当电路出现稳定的正弦波振荡时,,此时输出电压的有效值
【例8-2】试判断图(a)所示电路是否有可能产生振荡。若不可能产生振荡,请指出电路中的错误,画出一种正确的电路,写出电路振荡频率表达式。
【相关知识】
LC型正弦波振荡器。
【解题思路】
(1)
从相位平衡条件分析电路能否产生振荡。
(2)
LC电路的振荡频率,L、C分别为谐振电路的等效电感和电容。
【解题过程】
图(a)电路中的选频网络由电容C和电感L(变压器的等效电感)组成;晶体管T及其直流偏置电路构成基本放大电路;变压器副边电压反馈到晶体管的基极,构成闭环系统统;本电路利用晶体管的非线性特性稳幅。静态时,电容开路、电感短路,从电路结构来看,本电路可使晶体管工作在放大状态,若参数选择合理,可使本电路有合适的静态工作点。动态时,射极旁路电容和基极耦合电容短路,集电极的LC并联网络谐振,其等效阻抗呈阻性,构成共射极放大电路。利用瞬时极性法判断相位条件:首先断开反馈信号(变压器副边与晶体管基极之间),给晶体管基极接入对地极性为的输入信号,则集电极对地的输出信号极性为㊀,即变压器同名端极性为㊀,反馈信号对地极性也为㊀。反馈信号输入信号极性相反,不可能产生振荡。若要电路满足相位平衡条件,只要对调变压器副边绕组接线,使反馈信号对地极性为即可。改正后的电路如图(c)所示。本电路振荡频率的表达式为
图(c)
图
(d)
图(b)电路中的选频网络由电容C1、C2和电感L组成;晶体管T是放大元件,但直流偏置不合适;电容C1两端电压可作为反馈信号,但放大电路的输出信号(晶体管集电极信号)没有传递到选频网络。本电路不可能产生振荡。首先修改放大电路的直流偏置电路:为了设置合理的偏置电路,选频网络与晶体管的基极连接时要加隔直电容,晶体管的偏置电路有两种选择,一种是固定基极偏置电阻的共射电路,另一种是分压式偏置的共射电路。选用静态工作点比较稳定的电路(分压式偏置电路)比较合理。修改交流信号通路:把选频网络的接地点移到C1和C2之间,并把原电路图中的节点2连接到晶体管T的集电极。修改后的电路如图(d)所示。然后再判断相位条件:在图(d)电路中,断开反馈信号(选频网络与晶体管基极之间),给晶体管基极接入对地极性为的输入信号,集电极输出信号对地极性为㊀(共射放大电路),当LC选频网络发生并联谐振时,LC网络的等效阻抗呈阻性,反馈信号(电容C1两端电压)对地极性为。反馈信号与输入信号极性相同,表明,修改后的电路能满足相位平衡条件,电路有可能产生振荡。本电路振荡频率的表达式为
第9章
功率放大电路
本章的教学目标和要求:
要求学生了解功率放大电路的基本概念和特点;掌握乙类双电源互补对称功率放大电路的组成、工作原理及性能指标的计算;掌握甲乙类互补对称功率放大电路OCL和OTL的组成、工作原理及性能指标的计算。
本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学方式)
§9-1
功率放大电路的特点及分类
§9-2
互补推挽功率放大电路
本章重点:
乙类、甲乙类互补对称功率放大电路的输出功率和效率的计算。
本章难点:
功率放大电路的工作原理及计算分析。
本章教学方式:课堂讲授
本章课时安排:4
本章的具体内容:
57、58节:
介绍结型场效应管的工作原理、结型场效应管的特性曲线以及主要参数。
重点:对结型场效应管的特性曲线的理解。
59、60节:
介绍MOS效应管的工作原理、MOS效应管的特性曲线以及主要参数。
重点:对MOS效应管的特性曲线的理解。
FET放大电路的分类,Q点设置方法,两种偏置方法的特点,以及用图解法、计算法对电路进行分析。FET的小信号模型,并用它对共源、共漏放大器分析;加一习题课讲解习题并对本章作一小结。
重点:强调分析方法的掌握,以及电路结构、分析过程与BJT放大器的对比。
【例9-1】单电源互补功率放大电路如图所示。设功率管、的特性完全对称,
管子的饱和压降,发射结正向压降,,,,并且电容器和的容量足够大。
(1)静态时,A点的电位、电容器C两端压降和输入端信号中的直流分量分别为多大?
(2)动态时,若输出电压仍有交越失真,应该增大还是减小?
(3)试确定电路的最大输出功率
、能量转换效率,及此时需要的输入激励电流的值;
(4)如果二极管D开路,将会出现什么后果?
【相关知识】
甲乙类互补推挽功放电路的工作原理。
【解题思路】
(1)为了使单电源互补推挽功放电路输出信号正负两个半周的幅值对称,静态时,A点的电位应等于电源电压的一半,由此可推算电容器C两端压降和输入端信号中的直流分量的大小。
(2)分析产生交越失真的原因,讨论的作用。
(3)确定输出电压最大值,求解最大输出功率、能量转换效率及此时需要的输入激励电流的值。
(4)断开二极管,分析电路可能出现的状况。
【解题过程】
(1)
静态时,调整电阻、和,保证功率管和处于微导通状态,使A点电位等于电源电压的一半,即。此时耦合电容C被充电,电容C两端的电压;输入信号中的直流分量的大小,应保证输入信号接通后不影响放大电路的直流工作点,即。
(2)
电路中设置电位器和二极管D的目的是为功率管提供合适的静态偏置,从而减小互补推挽电路的交越失真。若接通交流信号后输出电压仍有交越失真,说明偏置电压不够大,适当增大电位器的值之后,交越失真将会减小。
(3)
功率管饱和时,输出电压的幅值达到最大值,则电路的最大输出功率
此功放电路的能量转换效率最大
当输出电压的幅值达最大值时,功率管基极电流的瞬时值应为
(4)当D开路时,原电路中由电位器和二极管D给功率管和提供微导通的作用消失。、、和的发射结及将构成直流通路,有可能使和管完全导通。若和的值较小时,将会出现,从而使功放管烧坏。
【例9-2】在图示的电路中,已知运放性能理想,其最大的输出电流、电压幅值分别为15mA和15V。设晶体管和的性能完全相同,=60,
。试问:
(1)该电路采用什么方法来减小交越失真?请简述理由。
(2)如负载分别为20、10时,其最大不失真输出功率分别为多大?
【相关知识】
(1)乙类互补推挽功放。
(2)运算放大器。
(3)电压并联负反馈。
【解题思路】
(1)推导晶体管和即将导通时,管子发射结两端电压与输入电压关系,并由此分析电路减小交越失真的措施。
(2)根据运放输出电流和输出电压的最大值,确定功放电路输出电流和输出电压的最大值。在不同负载条件下,分析电路最大不失真输出功率是受输出电流的限制还是受输出电压的限制,从而可求出其最大不失真输出功率。
【解题过程】
(1)当输入信号小到还不足以使晶体管和导通时,电路中还没有形成负反馈。此时由电路图可列出以下关系式
与
和死区电压的关系为
当时,和未导通;
当时,
和导通。
由于运放的
很大,即使非常小时,
或也会导通,与未加运放的乙类推挽功放电路相比,输入电压的不灵敏区减小了,从而减小了电路的交越失真。
(2)由图可知,功放电路最大的输出电流幅值为
最大的输出电压幅值为
当时,因为,那么,受输出电压的限制,电路的最大输出功率为
当时,因为,受输出电流的限制,电路的最大输出功率为
【例9-3】图示为三种功率放大电路。已知图中所有晶体管的电流放大系数、饱和管压降的数值等参数完全相同,导通时b-e间电压可忽略不计;电源电压VCC和负载电阻RL均相等。填空:
(1)分别将各电路的名称(OCL、OTL或BTL)填入空内,图(a)所示为_______电路,图(b)所示为_______电路,图(c)所示为_______电路。
(2)静态时,晶体管发射极电位uE为零的电路为有_______。
(3)在输入正弦波信号的正半周,图(a)中导通的晶体管是_______,图(b)中导通的晶体管是_______,图(c)中导通的晶体管是_______。
(4)负载电阻RL获得的最大输出功率最大的电路为_______。
(5)效率最低的电路为_______。
【相关知识】
常用功率放大电路(OCL、OTL或BTL)。
【解题思路】
(1)根据三种功率放大电路(OCL、OTL或BTL)的结构特点来选择相应的电路填空。
(2)功率放大电路采用双电源供电时,其晶体管发射极电位uE为零。
(3)根据三种功率放大电路(OCL、OTL或BTL)的基本工作原理来选择相应的晶体管填空。
(4)分析三种功率放大电路的最大不失真输出电压,从而选出输出功率最大的电路。
(5)根据三种功率放大电路的最大输出功率以及功放管消耗的能量大小来确定效率最低的电路。
【解题过程】
(1)答案为OTL、OCL、BTL。
(2)由于图(a)和(c)所示电路是单电源供电,为使电路的最大不失真输出电压最大,静态应设置晶体管发射极电位为VCC/2。因此,只有图(b)所示的OCL电路在静态时晶体管发射极电位为零。因此答案为OCL。
(3)根据电路的工作原理,图(a)和(b)所示电路中的两只管子在输入为正弦波信号时应交替导通,图(c)所示电路中的四只管子在输入为正弦波信号时应两对管子(T1和T4、T2和T3)交替导通。
因此答案为T1,T1,T1和T4。
(4)在三个电路中,哪个电路的最大不失真输出电压最大,哪个电路的负载电阻RL获得的最大输出功率就最大。三个电路最大不失真输出电压的峰值分别为
,,
(5)根据(3)、(4)中的分析可知,三个电路中只有BTL电路在正弦波信号的正、负半周均有两只功放管的消耗能量,损耗最大,故转换效率最低。因而答案为(c)。
第10章
直流稳压电源
本章的教学目标和要求:
要求学生掌握直流电源的组成,各部分的作用,了解稳压电源的发展趋势和典型的元件。
本章总体教学内容和学时安排:(采用多媒体教学)
§10-1 概述
§10-2 单相整流及电容滤波电路
§10-3 串联反馈型线性稳压电路
习题课,复习
本章重点:
直流电源的组成及各部分的作用;单相桥式整流电路、电容滤波、稳压管稳压的工作原理。
本章难点:
滤波电路的定量计算。
本章主要的切入点:
从前几章电子电路对直流电源的要求,简略说明直流电源的任务,进而说明直流电源的组成。
本章教学方式:课堂讲授
本章课时安排:4
本章习题:
P299
10.1、10.3、10.6、10.13、10.10、10.17
61、62节:
直流电源的组成框图,各个部分的作用,主要参数,对器件的选择的要求。介绍半波整流电路,分析典型的单相桥式整流电路。介绍滤波、稳压部分的典型结构。重点:
单相桥式整流电路的工作原理。
63、64节
典型稳压电源电路的工作原理:简介串联反馈式稳压电路和串联开关式稳压电路的工作原理;介绍常用的三端集成稳压器件78XX和79XX系列。
重点:
串联反馈式稳压电路的工作原理。
习题课,讲解本章节的重难点习题,传授解题技巧;对本课程做总结性回顾。
【例10-1】在某一具有电容滤波的桥式整流电路中,设交流电源的频率为1000HZ,整流二极管正向压降为0.7V,变压器的内阻为2。要求直流输出电流IO=100mA,输出直流电压UO=12V,试计算:
(1)估算变压器副边电压有效值U2。
(2)选择整流二极管的参数值。
(3)选择滤波电容器的电容值。
【相关知识】
电容滤波的桥式整流电路。
【解题思路】
(1)根据估算变压器副边电压有效值U2。
(2)根据电路中流过二极管的电流及二极管承受的最高反压电压选择整流二极管。
(3)根据及电容器的耐压选择滤波电容器。
【解题过程】
(1)
由可得
。
(2)
流过二极管的电流
二极管承受的反压为
选2CP33型二极管,其参数为URM=25V,IDM=500mA。
(3)
由,,可得
取,那么
选C=22μF,耐压25V的电解电容。
【例10-2】串联型稳压电路如图所示。已知稳压管的稳定电压,负载。
(1)
标出运算放大器A的同相和反相输入端。
(2)
试求输出电压的调整范围。
(3)
为了使调整管的,试求输入电压的值。
【相关知识】
串联型稳压电路。
【解题思路】
(1)
运算放大器的同相和反相输入端的连接要保证电路引入电压负反馈。
(2)
根据确定输出电压的调整范围。
(3)
由,并考虑到电网电压有波动,确定输入电压的值。
【解题过程】
(1)
由于串联型稳压电路实际上是电压串联负反馈电路。为了实现负反馈,取样网络(反馈网络)应接到运放的反相输入端,基准电压应接到运放的同相输入端。所以,运放A的上端为反相输入端(–),下端为同相端(+)。
(2)
根据串联型稳压电路的稳压原理,由图可知
式中,为可变电阻滑动触头以下部分的电阻,。
当时,最小
当时,最大
因此,输出电压的可调范围为。
(3)由于
当时,为保证,输入电压
若考虑到电网电压有波动时,也能保证,那么,实际应用中,输入电压应取。
【常见的错误】
容易忽视电网电压有波动。
【例10-3】图中画出了两个用三端集成稳压器组成的电路,已知静态电流IQ=2mA。
(1)写出图(a)中电流IO的表达式,并算出其具体数值;
(2)写出图(b)中电压UO的表达式,并算出当R2=0.51k时的具体数值;
(3)说明这两个电路分别具有什么功能?
图(a)
图(b)
【相关知识】
三端集成稳压器。
【解题思路】
(4)
写出图(a)电路输出电流与稳压器输出电压的表达式。
(5)写出图(b)电路输出电压与稳压器输出电压的表达式。
(6)由表达式分析各电路的功能。
【解题过程】
(1)
(2)
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