电路分析基础教学大纲(32学时计科信息安全)_信息安全工程教学大纲
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《电路分析基础》教学大纲（计算机科学与技术和信息安全专业）
Introductory Circuit Analysis
课程编号：14L105Q
适用专业：计算机科学与技术，信息安全 课程层次：大类专业基础
是否学位课：
？ 学 时 数：32
学 分 数：2 执 笔 者：闻 跃
编写日期：2009年5月
一、课程的任务和教学目标
本课程是计算机科学与技术和信息安全专业本科生的专业基础课程，向学生介绍在电子电路和计算机硬件相关课程学习中需要的必要知识和概念。通过本课程学习，学生应掌握电路分析的基本概念和基本原理，掌握对线性电路问题的分析和解决能力，了解电路仿真软件的使用。
在能力培养方面，注重问题解决方法方面的训练，结合电路分析教学内容，让学生掌握分解与叠加方法、等效和替代方法、理想化方法等在工程学科中普遍适用的分析与解决问题方法。
二、课程教学内容和学时分配
第一单元 基本概念和基本规律（5学时）
内容及要求
1.理解理想化元件的概念
2.掌握电压、电流变量及其参考方向的概念。
3.理解电阻元件、独立电源、受控源的伏安关系及功率特性。
4.了解电路连接关系，理解基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。5.掌握利用两类约束关系分析简单电路的方法。6.电源组合、电阻组合的简化，等效方法的初步引入
难点：参考方向的理解与应用，受控源模型及功率计算。方法与能力要求：模型化方法，理想化概念，等效概念。学时安排：课堂教学5学时，学生课外4学时。
课外阅读：自学电阻串并联、分压和分流电路内容。
读书报告：选择其他学科中一种理想化模型（例如力学中质点）与电路中元件模型化进行类比。
第二单元 线性电路分析方法（8学时）
内容及要求
1.掌握节点分析法，了解网孔分析法。
2.理解线性电路齐次性和叠加性概念，掌握叠加定理的应用3．理解等效电路与等效分析概念，掌握二端电路等效化简的变换方法（基本二端元件串并联，两种实际电源模型）。
4.掌握戴维南和诺顿定理及其应用，侧重戴维南和诺顿等效电路的求取。5.了解最大功率传输定理的应用。
6.了解利用Electronics Workbench软件分析直流电路的方法。
难点：
1.含有受控源电路的分析；
2.含有纯独立源支路电路的节点分析。
学时安排：课堂教学7学时，习题课2学时，课外阅读6学时。
方法与能力要求：线性性的概念和应用；分解与叠加方法，等效和替代方法。
自学内容：分析方法的比较和选择。Electronics Workbench的基本操作，直流电路仿真。读书报告：
1.对已经学习的线性电路分析的各种方法进行比较；
2.对已经学过的等效化概念和等效方法的应用进行归纳和总结，指出应注意的问题。应用问题：
1.数字-模拟转换器DAC原理研究。内容包括：利用叠加原理、等效原理分析R-2R电阻网络实现数字模拟转换的原理；利用EWB仿真方法研究DAC电路的性质，实现一些简单波形的产生。
第三单元 动态电路分析（7学时）
内容及要求
1.理解电容元件和电感元件的伏安特性、能量关系、换路特性。2.掌握一阶、二阶动态方程的建立、求解的基本方法。3.掌握电路变量确定初始值和直流稳态值的计算方法。
4.掌握一阶电路时间常数的概念及计算，熟练掌握直流电源作用下一阶电路响应的三要素方法。5.了解二阶RLC电路固有响应的三种形式及其判别方法。 6.了解利用Electronics Workbench软件分析动态电路的方法。
难点：动态方程的建立，二阶电路响应。
学时安排：课堂教学8学时，习题课1学时，课外阅读6学时。方法与能力要求：动态电路特性数学描述，等效方法应用。自学内容：Electronics Workbench动态电路仿真。读书报告：
1.讨论在动态电路分析中，分解与叠加方法，等效和替代方法的应用。应用问题：
1.运用动态电路分析原理研究RC消除噪声电路：利用RC电路的惯性来消除脉冲信号中尖峰干扰。要求根据给定的模型和要求，设计RC电路的参数。用到的分析方法就是一阶电路的三要素法。同时要求利用EWB动态仿真进行验证。
第四单元 正弦电路的稳态分析（10学时）
内容及要求1.理解正弦信号的特征量、相位差的概念。
2.理解正弦信号的相量表示、相量计算与正弦计算的对应关系及其应用。3.理解基尔霍夫定律和元件伏安关系的相量形式。
4.掌握阻抗与导纳的概念，会求无源二端网络的等效阻抗与导纳。
5.掌握相量图表示法，参考正弦量的概念，会用相量图法分析简单电路。 6.掌握正弦稳态相量分析一般方法及其步骤，会利用线性电路的各种分析方法分析正弦稳态电路。7.了解电压和电流有效值的概念，了解二端网络的平均功率、无功功率、视在功率和功率因数的概念及计算。
8.了解利用Electronics Workbench软件分析正弦交流电路的方法。
难点：相量的概念，变量相量图表示。
学时安排：课堂教学9学时，习题课1学时，课外阅读8学时。方法与能力要求：变换域分析的概念。
自学内容： 谐振电路，Electronics Workbench的AC电路仿真。读书报告：
1.相量分析中分解与叠加方法、等效方法与直流电路分析中对比有哪些不同？ 应用问题：
1.RC一阶滤波电路研究：分析、研究一个简单RC有源电路在不同的元件参数下表现出来的不同性质，了解电路的频率特性。要求理论计算加仿真的方法进行。（有源元件使用受控源）。
三、研究性教学载体
本课程研究性教学以强化基本概念和课程知识体系为重点，习题课/讨论课内容重点讨论上面列出的难点内容。
自学内容是一些相对容易、偏向应用的知识点，特别是计算机电路仿真软件的自学，可以在一定程度上弥补课程缺少试验环节的缺陷。
读书报告内容侧重基础知识的理解和梳理，知识的综合应用，目的在于督促和鼓励学生对教材和参考书籍的阅读，及时消化和完整理解课程的知识体系。
应用问题针对一个单元知识的较高层次的综合应用，题目是实际工程问题的简化。问题需要分析、综合计算、简单设计或用计算机仿真实验辅助来完成。应用问题是可选择的内容，根据课程进度情况、学生掌握情况等，让少量有能力的学生去完成，写出研究报告。对学生的作品可安排少量时间进行点评，给与适当加分鼓励。
三、课程教学安排
本课程教学环节包括：
1． 课堂教学30学时，其中理论讲授28学时，习题讨论课2学时。2． 机动/复习2学时。
3． 根据进度情况，可酌情安排1学时课上或课下小测验，检查学生掌握和运用所学内容的程度。4． 每次讲授内容后一般应有3-5个计算或概念习题。
5． 适当安排课外阅读作业，授课教师可酌情安排完成1个读书报告或应用问题研究报告。6． 答疑和作业辅导。
四、课程的考核
本课程的考核采用平时成绩与结课考试成绩相结合的办法。
平时成绩：占30%，包括习题作业成绩、测验成绩、读书报告或应用问题研究报告等。
结课考试：占70%。考试一般应采用闭卷笔试，题型应多样，其中计算题比例不应低于50%，以便考察学生分析解决问题的思路和能力。
五、本课程与其它课程的联系与分工
先修课程为高等数学的微积分部分，物理学的电磁学部分。本课程的后续课程为信号与系统、模拟和数字电路。
六、建议教材及教学参考书
教学原则上指定1种教材。建议在授课时，可采用一种国内经典教材或国外英文原版教材作为主要阅读或自学参考教材，同时推荐其他相关教材的阅读。
［1］ 闻跃等，《基础电路分析》，第二版修订本 清华大学出版社2008 ［2］ 李翰荪，《简明电路分析基础》第四版，高等教育出版社2005 ［3］ Alexander C K Sadiku M.，Fundamentals of electric circuit，清华大学出版社2000 ［4］ William H.Hayt,Jr.Jack E.Kemmerly,Steven M.Durbin, Engineering Circuit Analysis, 6th Edition, 电子工业出版社影印版，2002 [5] 周守昌．电路原理．北京：高等教育出版社，1999 [6] 邱关源．电路．第４版．北京：高等教育出版社，1999 [7] Floyd T L.Electronics fundamentals circuits, devices and applications.5th ed.Prentice Hall Inc, 2000 [8] 高岩等 电路分析学习指导及习题精解 清华大学出版社、北京交大出版社出版 2005
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