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內容簡介

　　電子工藝基礎訓練是電子信息類各專業的一門技術實踐基礎課程，它從基本元器件認知，基本焊接技能入手，引導剛剛進入電子信息領域的學生開展實踐學習。教材中總結瞭河海大學聲通315團隊近年來在教學實踐、學科競賽實踐、産學研實踐中積纍的經驗，以常用典型實例引導，結閤問題分析，加強基本技能訓練；同時注意吸收專業領域內的先進技術，如仿真技術等內容。

目錄

前言 第1部分電子工藝設計基礎知識 第1章基本電子元器件1 1.1電阻器和電位器1 1.1.1電阻器和電位器的型號1 1.1.2電阻器的主要技術指標2 1.1.3電阻器的標識方法3 1.1.4常用電阻器5 1.2電容器6 1.2.1電容器的分類和型號6 1.2.2電容器的主要技術指標8 1.2.3電容器的標識方法9 1.2.4常用電容器9 1.2.5電容器的應用及注意事項12 1.3電感器和變壓器13 1.3.1電感器的結構特點及分類13 1.3.2電感器的型號及常用類型14 1.3.3電感器的主要技術指標15 1.3.4電感器的標識方法16 1.3.5變壓器16 1.4半導體分立器件——二極管和雙極型晶體管16 1.4.1二極管16 1.4.2雙極型晶體管20 1.5集成電路27 第2章焊接技術29 2.1焊接的基本工具29 2.1.1電烙鐵29 2.1.2焊料30 2.1.3焊劑31 2.2手工焊接技術31 2.3焊接的要求及質量檢驗36 2.3.1焊接的要求36 2.3.2焊接的質量檢驗36 第3章印製電路闆的設計與製作38 3.1元器件庫的創建與繪製38 3.1.1原理圖庫的創建38 3.1.2封裝庫的創建44 3.1.3集成庫的創建48 3.2原理圖的創建與繪製50 3.2.1畫圖前的準備50 3.2.2元器件布局53 3.2.3布綫55 3.2.4檢查與完成57 3.3PCB圖的創建與繪製58 3.3.1PCB圖的生成58 3.3.2元器件封裝布局60 3.3.3PCB的布綫60 3.3.4檢查與完成64 3.4電路闆製作介紹65 3.4.1打印PCB圖65 3.4.2覆銅闆的預處理67 3.4.3轉印電路圖68 3.4.4蝕刻電路闆69 3.4.5焊接元器件70 3.5電路闆設計的常見問題及解決方法70 [TPMY.tif,+8mm。148mm〗〖1〗目錄第4章儀器儀錶與電子測量技術73 4.1電子測量儀器73 4.1.1分類73 4.1.2主要性能指標74 4.1.3抗乾擾措施75 4.2常用儀器介紹80 4.2.1直流穩壓電源80 4.2.2示波器80 4.2.3數字萬用錶85 4.2.4信號發生器88 4.3測量誤差和數據處理89 4.3.1測量誤差的來源、分類89 4.3.2測量誤差的錶示方法90 4.3.3測量數據的處理——有效數字及其捨入原則91 4.3.4測量數據的錶示方法92 第2部分電子設計實例 第5章基礎型電子設計實例93 5.1實例一直流綫性穩壓電源的設計與製作93 5.1.1原理93 5.1.2電路製作95 5.1.3電路調試96 5.2實例二信號閤成器的設計與製作97 5.2.1方波産生電路的設計與製作97 5.2.2三角波産生電路的設計與製作99 5.3實例三51單片機最小係統的設計與製作100 5.3.1原理101 5.3.2電路製作101 5.3.3電路調試102 5.4實例四多路搶答器的設計與製作102 5.4.1原理103 5.4.2電路製作104 5.4.3電路調試105 5.5實例五聲光雙控燈的設計與製作106 5.5.1原理106 5.5.2電路製作106 5.5.3電路調試107 第6章仿真型電子設計實例109 6.1實例一EWB實踐操作——基於555定時器的方波信號發生器109 6.1.1EWB5.0的基本界麵109 6.1.2EWB5.0的基本操作方法110 6.1.3EWB實踐操作——基於555定時器的任意占空比方波信號發生器112 6.2實例二Multisim實踐操作——RC橋式振蕩電路115 6.2.1Multisim10的基本界麵115 6.2.2Multisim10的基本操作方法117 6.2.3Multisim 10實踐操作——RC橋式振蕩電路119 6.3實例三Proteus實踐操作——單片機流水燈電路121 6.3.1Proteus的基本界麵121 6.3.2Proteus實踐操作——單片機流水燈電路的模擬調試121 第7章提高型電子設計實例133 7.1實例一寬帶信號發生器133 7.1.1設計任務要求133 7.1.2係統方案設計133 7.1.3理論分析和參數計算134 7.1.4電路與程序設計135 7.2實例二Σ-Δ型A/D轉換電路138 7.2.1設計任務要求138 7.2.2係統方案設計139 7.2.3理論分析和參數計算141 7.2.4電路與程序設計143 7.3實例三電能無綫傳輸裝置144 7.3.1設計任務要求144 7.3.2係統方案設計145 7.3.3理論分析與計算146 7.3.4電路設計147 7.4實例四簡易頻率特性測試儀149 7.4.1設計任務要求149 7.4.2係統方案設計150 7.4.3理論分析與計算151 7.4.4電路與程序設計153 7.5實例五微弱信號檢測裝置155 7.5.1設計任務要求155 7.5.2係統方案設計156 7.5.3理論分析與計算157 7.5.4電路與程序設計158 第3部分團隊模式下提高本科生實踐創新能力的探索實踐 第8章提高“電子工藝基礎訓練”課堂教學實效的探索與實踐161 8.1團隊模式下提高“電子工藝基礎訓練”課程教學質量的探索與實踐161 8.1.1在實踐課程建設中引入團隊先進理念161 8.1.2建立“三位一體”雙循環教學模式161 8.1.3重視過程管理，保證教學相長雙循環162 8.1.4探索與實踐小結164 8.2團隊模式下培養“電子工藝基礎訓練”課程骨乾同學的探索與實踐165 8.2.1學習先進經驗，基於實情建團隊165 8.2.2通過“學生團隊建設”提高學生實踐創新能力的探索167 8.2.3探索與實踐小結169 第9章“電子工藝基礎訓練”課後以點帶麵的探索與實踐171 9.1藉鑒“雁陣效應”提高大學生實踐創新能力的探索與實踐171 9.1.1“雁陣效應”的成因分析171 9.1.2仿效“雁陣效應”提高大學生實踐創新能力的實踐探索173 9.1.3探索與實踐小結176 9.2有效利用從眾心理開展大學生實踐創新能力培養的探索與實踐176 9.2.1從眾心理的成因及其負麵影響176 9.2.2剋服從眾心理負麵影響的實踐研究177 9.2.3探索與實踐小結178 9.3團隊模式下培養本科生科技創新能力的探索與實踐179 9.3.1持之以恒，建設培養體係，構建交流互動機製179 9.3.2傾情投入，引導學生科研，培養創新能力180 9.3.3學以緻用，實施校企閤作，提升工程實踐素養181 9.3.4精心組織，指導學科競賽，增強學生綜閤素質181 9.3.5堅持不懈，潛心教學研究，共享教書育人成果183 9.3.6探索與實踐小結184 附錄185 附錄A安全常識185 A.1安全用電185 A.2觸電及防護185 A.3電子製作過程中的安全防護189 附錄B二極管的主要參數190 B.1常用二極管的主要參數190 B.2常用整流橋的主要參數191 B.3常用穩壓二極管的主要參數192 附錄C晶體管和場效應晶體管的主要參數192 C.13AX51(3AX31)型PNP型鍺低頻小功率晶體管的主要參數192 C.23AX81型PNP型鍺低頻小功率晶體管的主要參數193 C.33BX31型NPN型鍺低頻小功率晶體管的主要參數194 C.43DG100(3DG6)型NPN型矽高頻小功率晶體管的主要參數194 C.53DG130(3DG12)型NPN型矽高頻小功率晶體管的主要參數195 C.69011~9018型塑封矽晶體管的主要參數196 C.7常用場效應晶體管的主要參數196 附錄DIC型號命名方法197 參考文獻206

前言/序言

　　前言　　與發達國傢相比，中國的高等教育在嚴守規範的契約精神、積極探索的實踐創新意識、理性分析的批判性思維能力等方麵的培養均需要更進一步加強，對此國傢和學校采取瞭諸多辦法，有的已收到瞭良好實效，受到瞭學生的歡迎和社會的好評。作者所在的河海大學聲通315團隊（以下簡稱315團隊）從2002年建立以來，堅持以“學生成為最好的自己，在和諧進取的氛圍中練就過硬的創新創業能力”為培養理念，已培養齣300多名社會責任意識與專業技術水平都受到社會好評的本科畢業生。從2013年起，為瞭將團隊的培養經驗讓全院學生分享，學院又讓315團隊的10多位教師共同承擔瞭學院400多名學生的“電子工藝基礎訓練”課程，采用學生通過兩周完整的時間進行該課程學習的方式，使全體學生在電子工藝規範、電子設計和電子工程創新三個方麵得到一定的基礎性培養，受到瞭學生廣泛認可。 　　在這些實踐教學中，有以下幾點體會： 　　實踐教學目標需要緊密切閤企業對人纔培養的需求。因此，在接受教學任務後，團隊10多位教師和40多名學生先後多次到企業和兄弟院校進行瞭調研。在對企業的調研中，瞭解到企業對學生最為關注的是“嚴守規範的契約精神”，而且企業當下對新入職員工在規範培養上花的精力很大。為此，我們感到，應在每一教學過程中都對相應的規範加以強調，如電烙鐵的使用規範、每個電子儀器的使用規範、安全用電的規範、進齣實驗室的規範等，而且均應特彆提齣，並作為評定成績關注點和要點之一。同時，在規範的培養過程中，應由學生參與管理，事前師生一起學習相關規範，並擬定共同遵守的細則，據此引入學生互評機製，教師進行過程調控，在實踐過程中培養學生嚴守規範的契約精神。 　　實踐教學模式需要緊密結閤學生的認知需求。包括兩個方麵：教師適時適度地輔助指導和以學生作為實踐主體的中心地位。 　　課程教學團隊在探索中發現，當每個老師指導人數不大於8人時，實踐教學效果最優，而本科教學中，一般給每個自然班（約30人）配備一名主講教師，因此並不能保證實踐教學效果最好。解決的辦法是,藉鑒團隊運作成熟的“梯隊人纔培養模式”，在每個自然班發展並建立4~5人的小輔導老師隊伍，協助主講教師完成實踐教學指導，以保證最多8個學生獲得一個人的指導。其中，小輔導老師的來源是授課班級中的315團隊成員。期望成為團隊成員的學生在大學一年級即可自主申請進入315團隊，至電子工藝實踐開課時，由於每個成員在團隊已接受瞭一個學期以上時間的培訓和考核，因此每一位成員不僅懂得實踐應知應會規範，而且更具備瞭製作簡單電子電路的基本技能。為瞭使這些期望的成員達到小輔導老師的要求，團隊老師可利用暑期對全體小輔導老師進行針對性的培訓。培訓內容包括：基本元器件的識彆、Protel軟件的安裝和使用訓練、製闆工具的使用、電路闆的焊接與調試訓練等。在培訓過程中，團隊老師協同小輔導老師對每一個模塊內容整理瞭一套簡單的操作流程，對於手工製闆錄製瞭相應的視頻教程，方便在實踐教學過程中學生預習。在每個培訓結點，展開討論，並對每個人遇到的問題及解決方法進行匯總、共享，便於實施過程中遇到相同的問題時，小輔導老師能夠快速準確地進行解答。培訓結束後，要結閤電子工藝實踐教學的具體實施項目，進行集體備課，針對當次實踐要求的基礎題目和提高題目，每個人親手做一遍，對於過程中遇到的問題進行交流總結和分享，提高輔導的效果。通過集中培訓和集體備課成長起來的小輔導老師，可以比較有效地解決1師8生問題，確保對每一位學生指導到位。 　　[TPMY.tif,+8mm。148mm〗〖1〗前言學生是電子工藝實踐教學的主體，對於剛升入大二的學生而言，他們多數隻具備簡單電路的基本理論知識，沒有接觸過畫電路圖、製作單元電路的過程。為瞭確保每一位學生在兩周教學時間內能聽懂、學透、獨立完成實踐項目，團隊教師以學生為中心，將課堂下移，延伸課堂外學習。同時，對教學過程進行瞭優化，把教學過程分為四個階段：第一個階段學習基礎知識。這一階段重視課前預習，以提高基礎入門信息量。在課前下發關於基本元器件的認識和製作項目原理講解的電子講稿，方便學生預習。好的開頭是成功的一半，有瞭預習做基礎，就可以在課堂上給學生介紹很多優秀的學生電子設計作品，重在激發學生的興趣與對電子設計的感知認識。第二個階段學習Protel畫原理圖和印製電路闆（PCB）圖。軟件的安裝包以及安裝方法提前一天下發，安裝到學生自備的計算機上，對於安裝不成功的學生由輔導老師輔助，保證軟件在課前安裝到位，不影響學習進程。課堂進度跟著學生走，教師講解，學生同步操作，每一位小輔導老師負責解答附近8位學生的問題，主講教師每講解20分鍾左右，就會暫停一段時間，給同學們解決自己遇到的問題，並練習剛剛講過的內容。盡量讓每一位同學不僅能夠入門，還要明明白白地掌握，以提高整體學習效率和學習水平。第三個階段練習焊接。課前下發錄製好的視頻，供學生提前自學，課堂上著重講解焊接規範中的注意事項和常見問題。學生進行焊接練習時，1師8生現場指導。焊接過關後，進入第四個階段——學習實踐製作，內容包括手工製闆、焊接和調試。通過講解和演示手工製闆的完整過程，即打印電路圖、熱轉印、腐蝕電路闆、鑽孔、電路闆測試、元器件測試、電路焊接和電路調試等，加上預習視頻的輔助，學生可以較快地上手，獨立實踐製作的過程。其間，1師8生指導不間斷，隨時解答學生遇到的問題。這樣以學生為中心，課堂下移的教學過程，可以較好地提升學習效果。 　　考核不僅僅是一種評價方式，更是促使學生對知識和技能精確熟練掌握的有效手段。為此，除第一個學習階段外，在其後每一個階段的同步講解學習和練習之後，采取隨機抽題的方式，加入考核環節。重點考察學生應用所學知識解決具體問題的能力和不足，給齣改進建議，做齣評定。考核標準由主講教師給齣，涵蓋瞭PCB整體布局、焊點質量、作品運行情況等。小輔導老師交叉對學生的軟件和硬件作品打分，避免人為因素對評定的影響。 　　以每一位學生為中心的電子工藝實踐類課程，旨在引導學生熟悉應知應會的規範，在電子設計和製作中能夠做到遊刃有餘；通過實踐，學生體驗自己的智慧和雙手設計製作齣自己想要的東西，感受那種躍變的過程；通過實踐，激發學生深入學習專業知識的熱情，享受電子設計的樂趣。 　　在兩周集中實踐結束後，教師給學生布置基本要求和提高要求兩方麵的課後作業。其中，基本要求是每位學生必須完成的。基本要求的內容是，撰寫課程報告，報告中除對收獲與體會進行總結外，特彆要求對本次課程教學內容、教學方法、教學手段、教學形式等提齣意見與建議。提高要求的內容是，依據個人興趣與特長，對本次課程的實踐項目進行拓展、創新、優化。學生用四周時間完成課後作業，並在全班進行作業交流答辯，課後作業及答辯環節，給學生獨立思考、總結提高提齣瞭要求，旨在對學生批判性的學習能力進行培養。 　　本書內容是315團隊師生10多年實踐能力培養與近年來通過課程教學由點帶麵的總結。由於水平有限，書中還存在不少錯誤和不妥之處，作者熱忱希望使用本書的師生和其他讀者給予指正，幫助改進。在完成書稿的過程中學習和參考瞭許多同行的教學學術成果，在此深錶謝意。 　　本書為江蘇高校品牌專業建設工程資助項目（PPZY2015B141）和國傢自然科學基金資助項目（11274092）。 　　編者

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