电路分析和电子线路基础,模拟电子技术是电子信息类等专业的两门核心工程基础课程,既具有较强的系统性又强调工程性,是从事电子系统硬件学习的入门课程。《电路分析原理与电子线路基础 下册·电子线路基础》将两门课程的教学内容有机融合在一起,既克服电路课程“不接地气”的缺陷,又解决模拟电子技术课程“接地有余而顶天不足”的问题。全书分上、下两册,下册为电子线路基础部分,共6章:分立元件放大电路基础、集成放大电路及其应用、信号产生与整形电路、逻辑门电路基础、直流稳压电源、数字与模拟信号转换电路。书中着重基本概念、基本原理和基本电路的分析与应用。例题和习题除围绕上述重点外,还注意思考性、启发性,使读者能增强分析问题和解决问题的能力。
为方便读者了解半导体器件的工作机理,《电路分析原理与电子线路基础 下册·电子线路基础》附录介绍了半导体器件基础。
本册既可单独用作电子信息类等相关专业本专科电子线路基础或模拟电子技术课程的教材,也可与上册配合作为电路分析原理与电子线路基础单门课程的教材。
《电路分析原理与电子线路基础 下册·电子线路基础》对于相关工程技术人员也是一本实用的参考书。
电路分析(电路基础、电路原理等,简称电路)与电子线路基础(模拟电子技术、模拟电子技术基础等,简称模电)是高等学校电类相关专业的核心基础课程,大多数专业的专业基础课及专业课都要求将这两门课程作为基本的先修课程,而电路课程又要求具备高等数学及大学物理的基础,因此,国内各高等学校电类专业大多将这两门课程安排在大学物理和高等数学课程基本结束时再开设,比较合理的时间应该在大学二年级□□学期开设电路课程,第二学期开设模电课程。但是,随着科学技术的发展,各专业需要在教学中安排的新知识和新技术不断增加,由于受这两门基础课的时间安排限制,课程安排非常困难。另一方面,高等学校面临学生就业,进一步加剧了这种排课的压力。为了克服排课的压力,我们尝试了将电路课程提前到大学一年级开设,虽然时间上得到一定的缓解,但是,由于先修基础的不足,导致教学过程进展十分艰难,效果也差强人意,造成学生的学习基础不牢,连带影响整个人才培养的质量得不到保障。
从教学过程和教学内容来看,电路课程是□□门涉及电类专业的基础课,学生基本不具备专业知识,这门课程延续了先修课程高等数学和大学物理的理论分析严谨的特点,从方法上给出了严密的介绍并在教学中要求学生进行严格的训练。但是,电路问题本身却是从电磁场问题中近似抽象出来的,而电路理论仅仅是在由近似得到的电路模型上作数学分析,因此,电路课程教学一直以来都处于一种比较尴尬的境地,一方面课程中要求学生牢牢掌握这些基础方法,另一方面学生却茫然于这些方法的实际应用价值,使得电路课程往往“不接地气”。
模电课程是电路课程□紧密的后续课程,这门课程实践性很强,也是学生接触电子电气类工程的□□门课程。在大多数教材和实际教学中,模电课程都十分强调工程实际,学习中要理论联系实际,但是,往往实际有余而理论不足,过分强调电子电路分析设计中的工程近似,对于电路分析理论的应用则多数仅仅限于□基本的KCL和KVL。这就加深了学生在学习过程中对电路课程教学目标的误解,也使得模电课程教学流于表面的实践性,不能很好地适应集成电路设计等的高级需求,简单地说,模电课程“接地有余而顶天不足”。
针对教学组织和实施过程中的困难和困惑,殷瑞祥教授从□008年开始进行了课程融合小范围尝试,首先在两门课程的教学中对自身先修基础和相互之间的知识衔接方面进行调整,将电路课程与大学物理和电磁场理论课程衔接,同时适当地引入电子电路工程实际内容,模电课程中则加强与电路分析方法的衔接,力求使课程能够“顶天立地”。
电路课程的内容调整,首先从描述电、磁现象的麦克斯韦方程组出发,在特定近似条件下逐步引出电路问题,明确电路的基础是建立在一系列工程近似前提下的;接着将实际电子电气线路中的器件建模融入电路课程,建立理想元件的基本概念,这样就为原本偏于理论的电路课程找到工程立脚点,也从一开始就给学生建立起工程与电路理论之间的联系,教学中更多地采用实际电子线路单元作为电路分析实例。
原先电路课程中的二端口网络一章主要偏于网络理论,实际上二端口网络正是模电课程中□主要单元——放大电路的典型抽象,这是将两门课程结合起来的天然结合点。
模电课程中,充分利用电路课程中已经建立的各种分析方法,有利于从系统角度理解电子线路的工作原理、故障原因、调整方向,在反馈放大电路的分析中,结合二端口网络的连接方法及参数计算,很容易理解反馈对放大电路性能的影响原理,可以有效提高教学效率。
经过在两门课程中教学内容的调整尝试,结合教育部电工电子基础课程教学指导分委员会对电子线路基础课程内容的讨论意见,我们开始思考将电路与模电融合为一门课的方案,并在课程教学内容调整的尝试基础上形成了本书的□□个讲义版本,□015年在学校的创新班开始试用,由殷瑞祥教授讲授96学时的融合课程电路分析原理与电子线路基础,经过四轮教学使用和不断修改,□终形成现在这个版本的书稿。
本书在内容组织上,将涉及管级电路的“逻辑门电路”和模拟数字混合的“A/D、D/A转换电路”各单列一章,以便与数字电路与逻辑设计课程衔接。
本书分为上、下两册,上册为电路分析原理部分,下册为电子线路基础部分。将电子线路仿真软件Multisim简介作为附录放在上册末尾,供读者参考,并在全书中作为电路例子的仿真工具。在下册末尾则安排了半导体器件基础附录,供学生自学和参考。本书既可供单门课程电路分析原理与电子线路基础作教材使用,也可供两门单独课程电路分析原理和电子线路基础/模拟电子技术作教材使用。
与教材配套的数字资源包括各章主要例题的Multisim电路仿真文件、关键知识点的视频讲解、各章习题答案,可在与教材配套的Abook网站下载或通过扫描二维码获得。
本书是在殷瑞祥教授教学讲义基础上整理完成的,其中上册1~6章由李志坚整理,下册1~□章由晋建秀整理,3~6章由胡志辉整理,附录由晋建秀和胡志辉整理编写。
本书从教学尝试到编写大纲,均在华南理工大学电子与信息学院相关领导的关心下进行,得到华南理工大学电类□台课程组全体老师的支持,教材内容的修改也得到参与教学的创新班所有同学们的积极反馈,在此作者一并表示衷心感谢。
在我们开展教学改革的过程中,始终得到教育部电工电子基础课程教学指导分委员会的指导,主任委员东南大学王志功教授和西安交通大学邓建国教授还就教材的组织给予了很多具体建议,对此编者表示深深的谢意。
本书承蒙教育部电工电子基础课程教学指导分委员会主任委员东南大学王志功教授担任主审,王教授在百忙之中审阅了全部书稿,为我们指出了错漏之处并给出修改建议,感谢王教授对本书的大力支持。
感谢高等教育出版社编辑和相关工作人员为本书的出版付出的大量心血。
殷瑞祥,教授,198□年本科毕业子南京工学院(东南大学)无线电技术专业,1987年获华南工学院通信与电子系统工学硕士学位,□000年获华南理工大学通信与信息系统工学博士学位。1999年至□013年担任广东省高等学校电工电子技术研究会理事长,□013年起担任研究会名誉理事长;□001年起连续三届(□001-□017)被聘为教育部高等学校电工电子基础课程教学指导委员会委员。□015年被聘为广东省高校电子信息类本科专业教学指导委员会主任委员。长期从事电工电子基础课程教学和集成电路设计与产业推广工作,主编出版教材14本,其中十一五国家规划教材□套,十二五国家规划教材1套。□007年获得教育部“对口支援西部地区高等学校工作先进个人”称号。□007年获得广东省“南粤优秀教师”称号。主要科研方向有数字信号处理的算法与实现、图像处理、模式识别、超大规模集成电路设计等。主持和参加的科研项目□0多项,其中国家自然科学基金项目5项,省级基金项目和重大专项6项。在国内外学术刊物发表学术论文50多篇。获国家教学成果二等奖3项,省级科技进步奖1项,省级教学成果一等奖5项。