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电路分析基础课程研究型教学

第一篇：电路分析基础课程研究型教学电路分析基础课程研究型教学学生用辅导材料北京交通大学电工电子教学基地电路教学组2009.3电路分析基础课程研究型教学学生用辅导材料目录一.为什么要进行专题研讨二.专题研讨报告的写作要求三.专题研讨参考题目1数字-模拟转换器(DAC)原理研究2DC-DC电压转换电路原理研究RLC电路的动态和频率特性综合研究4互感和谐振电路应用——RFID原理研究一．为什么要进行专题研讨电路分析课程作为专业基础课程，不仅有完整的理论体系，也有很强的工程应用背景。在电子工程、控制工程和通信工程的许多实际问题中，电路分析的理论和方法都起着重要作用。事实上，电路分析课程中的许多知识点设定、例题和习题均来自于工程实践。了解电路分析方法如何应用在实际问题的解决过程中，有助于同学们理解电路课程的知识体系，加深对于所学理论和方法的理解。电路课程也是一门实践性很强的课程。在电路理论和方法的研究与应用中，对电路问题的建模，对电路模型的理论分析，针对工程问题的综合与设计，以及电路实验和计算机仿真方法都是相互联系、不可分割的。受到课程学时和安排的限制，电路基础课程的课堂教学一般只能介绍其中最基础的分析方法；布置的习题作业大多针对刚刚讲过的知识点。综合性和设计型的作业比较少。通过专题研讨题目，同学们可以接触到一些综合性、设计型的题目，将理论分析、软件仿真和实验方法结合起来，了解工程问题解决的过程。电子信息领域又是一个发展迅速、不断创新的领域。电路理论的应用背景、研究的侧重点和分析手段也有变化和更新。作为精简的电路分析基础课程，一方面要回归电路分析最基本概念和方法，另一方面也需要将现代电子技术的最新发展介绍给同学们。这就需要通过同学自己的努力，突破教材内容的限制，通过参考资料的搜集和阅读，了解新知识、新领域和新方法。最后，像对待其它任何课程一样，同学们可以将电路分析课程的学习课程作为锻炼自己学习能力和研究、解决问题能力的过程。项目问题作业由同学们自主完成，借此熟悉解决实际问题（或简化的准实际问题）的过程；一些问题没有唯一的方法和解答，同学们可以根据自己的理解、发挥自己的创造性去解决；超出课上知识的内容，需要通过查阅参考书、搜集互联网上的资源来了解；需要计算机仿真作为验证理论分析和方案的手段。完成这些环节的过程。二．专题研讨报告的写作要求项目问题的完成按小组进行，每组选择一个题目，完成一份报告。报告的内容和格式要求如下。（1）报告标题（2）作者姓名，班级，学号（3）对于题目的简要描述（4）方案和电路原理的描述；理论分析和计算，包括步骤、结果、讨论（5）仿真实验方案设计，仿真电路，仿真结果。需要包括关键步骤的图形，数据和波（6）发挥和扩展（7）总结：为什么选择这个题目？归纳一下，那些知识来自于教材？那些知识来自于教材之外的？哪些内容参考了其它参考资料（包括书籍和电子文档）？将那些在报告中直接引用的材料，以参考文献的方式列在报告的最后（编号、作者，文章或书籍标题，出版社或期刊号，时间），引用网络上的资源要给出作者和网址。形。有哪些没有预料到或没有解决的问题？总结一下收获和体会。关于此项内容，你有什么意见和建议？三．专题研讨参考题目1.数字-模拟转换器（DAC）原理研究DAC：将计算机或控制器产生的二进制数字转换成与之成比例的模拟电压。利用等效方法和叠加原理可以分析DAC电路的工作原理。图1-1可作为研究DA转换电路的模型，其中开关2，2，2分别与三位二进制数相对应。当二进制数为“1”时开关接入相应电压Vs，为“0”时开关接地。设Vs=12V。（1）列出从000到111所有数字信号对应的模拟电压。（2）若每隔1us可以给出一个数字信号，试给出一种产生周期为16us，幅度为7V的锯齿波和三角波和方波的数字信号方案（仅给出一个波形周期的数字信号即可）。用EWB软件仿真你的设计方案。021kΩ1kΩ2kΩVs2kΩ20Vs2kΩ2kΩ21Vs222kΩV0图1-1（3）查阅DAC0832芯片手册，分析其倒置R-2R电阻网络（图1-2）进行DAC转换原理。当其输出接电流电压转换运放如图1-3时，推导其输出电压。图1-2图1-3（4）扩展：设计一个数字控制增益的电压放大器，V0=nkVi，其中n=0-15，k=2,Vi=+/-5V。用EWB仿真设计结果。2.DC-DC电压转换电路原理研究在各种电子设备中，经常需要将输入的直流电压转换到电路所需要的直流电压，同时，将不稳定的直流电压变成稳定的电压，这种电路称为DC-DC电源电路。电路通常用电子开关器件和起储能和平滑作用的电感和电容构成。用动态电路分析方法可以解释这种电路的工作原理。图4-1是降压转换器的原理电路，图4-2是升压转换器的原理电路。电路中两个开关周期交替闭