趙冬梅 崔海峰 周波

[摘? ? ? ? ? ?要]? 軍事職業(yè)教育在線課程是滿足部隊(duì)官兵職業(yè)發(fā)展需求、提升崗位任職能力的重要資源，是軍隊(duì)院校開(kāi)展混合式教學(xué)的基礎(chǔ)，在建設(shè)電子技術(shù)基礎(chǔ)在線課程時(shí)，為突出聚焦主責(zé)主業(yè)，貫徹落實(shí)新時(shí)代軍事教育方針，圍繞典型裝備電路進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，使課程更具“軍味兒”，挖掘課程的思政元素，“如鹽入味”般進(jìn)行價(jià)值塑造，為推動(dòng)軍事職業(yè)教育的持續(xù)發(fā)展起到積極作用。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 軍事職業(yè)教育;在線課程;教學(xué)設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2022）06-0043-03

一、引言

軍事職業(yè)教育是“三位一體”新型軍事人才培養(yǎng)體系的重要組成部分，相較于軍隊(duì)院校教育和部隊(duì)訓(xùn)練實(shí)踐，它能在更大空間、更高層次、更廣領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)軍地人才培養(yǎng)的良性互動(dòng)[1]。建設(shè)高質(zhì)量的在線課程是推動(dòng)軍事職業(yè)教育發(fā)展的重要途徑，也是當(dāng)前形勢(shì)下助力官兵學(xué)習(xí)訓(xùn)練的重要手段。為滿足全軍從事電氣電子類工作的官兵學(xué)習(xí)電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的需求，培養(yǎng)和提高崗位任職所需的專業(yè)素養(yǎng)，也為進(jìn)一步探索軍隊(duì)院校混合式教學(xué)模式的構(gòu)建和應(yīng)用，建設(shè)電子技術(shù)基礎(chǔ)方面的軍事職業(yè)教育在線課程是十分必要的。

二、在線課程教學(xué)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想

電子技術(shù)基礎(chǔ)課程理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)，清華大學(xué)、華中科技大學(xué)等諸多高校已經(jīng)錄制了在線課程，內(nèi)容翔實(shí)，講解透徹，是學(xué)習(xí)電子技術(shù)方面基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本技能的重要資源。在軍事職業(yè)教育體系中，僅有基本的理論和方法是不夠的，為貼近崗位需求，突出實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)，可圍繞典型裝備電路的組成模塊講授電子技術(shù)基礎(chǔ)的相關(guān)知識(shí)。

按照模塊化的設(shè)計(jì)思想，遵循學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律，課程內(nèi)容分為緒論、模擬電子技術(shù)及軍事應(yīng)用、數(shù)字電子技術(shù)及軍事應(yīng)用、現(xiàn)代電子技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)四大知識(shí)模塊。按照先器件后電路、先基礎(chǔ)后應(yīng)用的原則，每個(gè)模塊中既有基本知識(shí)點(diǎn)，又有知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)際裝備電路分析，在講解過(guò)程中，從家國(guó)情懷、科學(xué)精神、個(gè)人品格、工程素養(yǎng)和辯證唯物主義世界觀方法論等角度適時(shí)融入課程思政[2]。

三、在線課程教學(xué)設(shè)計(jì)舉例

以“二極管電路的分析及應(yīng)用”為例，介紹在線課程的教學(xué)設(shè)計(jì)。

（一）整流電路

二極管具有單向?qū)щ娦?，相?dāng)于一個(gè)受電源極性控制的開(kāi)關(guān)，只有陽(yáng)極電位高于陰極電位時(shí)，它才導(dǎo)通，有從陽(yáng)極流向陰極的電流。

二極管、限流電阻和正弦交流電源串聯(lián)構(gòu)成最簡(jiǎn)單的二極管電路，電阻兩端可得到單向脈動(dòng)的直流信號(hào)，稱這種電路為整流電路，由于只有半個(gè)周期有電壓輸出，稱這種整流為半波整流。

若在二極管兩端并聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)的通斷就可以控制電阻上的電壓是正弦電壓還是半波整流后的電壓，這兩個(gè)電壓功率不同，這就是電飯煲的加熱和保溫檔、電熱毯的高低溫檔、電吹風(fēng)的強(qiáng)弱風(fēng)擋的工作原理。

從輸出的直流電壓看，半波整流電路只利用了交流電壓的半個(gè)周期，輸出電壓低、效率低。為提高效率，最好將交流電壓的負(fù)半周也利用上，常見(jiàn)的電路結(jié)構(gòu)是橋式整流，目前市面上已有集成電路整流橋堆出售。

整流是交流電變換直流電的第一步，某型雷達(dá)電源調(diào)整電路如圖1所示，僅在這個(gè)電路中就有三種二極管，整流橋?qū)⒔涣麟妷鹤兂擅}動(dòng)的直流電壓，這個(gè)電壓含有較大的紋波，通過(guò)電容濾波加以濾除，發(fā)光二極管顯示電源的工作狀態(tài)是否正常，最后經(jīng)過(guò)三端集成穩(wěn)壓器得到穩(wěn)定電壓，穩(wěn)壓二極管可實(shí)現(xiàn)不同數(shù)值穩(wěn)定電壓的輸出。

（二）保護(hù)功能

換個(gè)角度分析由二極管、限流電阻和電源串聯(lián)而成的電路，若關(guān)注的是實(shí)際二極管兩端的電壓，該如何分析呢？

根據(jù)硅二極管的恒壓降模型，當(dāng)電源電壓大于0.7V時(shí)，二極管導(dǎo)通，導(dǎo)通后近似為0.7V的恒壓源，所以，輸出電壓為0.7V;當(dāng)電源電壓小于0.7V時(shí)，二極管截止，相當(dāng)于斷路，回路電流為0，電阻上的電壓為0，所以輸出電壓等于電源電壓。

通過(guò)輸出電壓的波形可以看出，這個(gè)電路的作用是讓信號(hào)在預(yù)置的電平范圍內(nèi)，比如這里是0.7V，有選擇地傳輸一部分，超過(guò)0.7V就不輸出了，稱這種電路為限幅電路。這個(gè)電路只限制了輸入信號(hào)的上峰值，是單向限幅。若在原來(lái)二極管兩端并聯(lián)一個(gè)反向的二極管，即可實(shí)現(xiàn)上下峰值都受限制的雙向限幅電路。若在兩個(gè)二極管支路各串聯(lián)一個(gè)恒壓源，即可調(diào)整限制的電壓幅度。

限幅電路通常做保護(hù)電路用，某裝備系統(tǒng)中的運(yùn)放反相放大電路如圖2所示，當(dāng)電路突然受到一個(gè)強(qiáng)脈沖干擾時(shí)，高壓可能使運(yùn)放器件損壞，若在運(yùn)放的輸入端接上兩個(gè)反向的二極管，即可將運(yùn)放凈輸入信號(hào)限制在0.7V以內(nèi)，起到保護(hù)器件和電路的作用。

除了限幅電路的形式，二極管還可通過(guò)提供一個(gè)電流通路起到保護(hù)的作用。比如在圖3所示某型雷達(dá)電源板穩(wěn)壓電路中，三端穩(wěn)壓器的輸入和輸出端跨接一個(gè)二極管，目的是當(dāng)輸入短路時(shí)，通過(guò)二極管給輸出電容一個(gè)放電通路，防止輸出電容的電壓作用于穩(wěn)壓器調(diào)整管的發(fā)射結(jié)上，造成發(fā)射結(jié)被擊穿而損壞[3]。

在圖4所示雷達(dá)預(yù)觸發(fā)電路中，用晶體管驅(qū)動(dòng)繼電器，在繼電器兩端并聯(lián)一個(gè)二極管，當(dāng)繼電器線圈斷電時(shí)，二極管因勢(shì)利導(dǎo)，為線圈高電壓提供釋放通路，所以也稱它為續(xù)流二極管，如果沒(méi)有續(xù)流二極管，繼電器斷開(kāi)時(shí)線圈兩端的高電壓將對(duì)晶體管造成極大的損壞，此時(shí)二極管也起到了保護(hù)作用。

（三）檢波電路

利用二極管的單向?qū)щ娦?，可從高頻調(diào)幅信號(hào)中取出原調(diào)制信號(hào)，這就是二極管的檢波功能。在圖5所示的雷達(dá)接收機(jī)二極管包絡(luò)檢波電路中，將調(diào)幅信號(hào)加到檢波二極管陽(yáng)極，正半周信號(hào)使二極管導(dǎo)通，輸入電壓通過(guò)二極管對(duì)電容充電，充電時(shí)間常數(shù)很小，充電速度快，輸出電壓增加很快。當(dāng)輸入電壓達(dá)到峰值開(kāi)始下降以后，二極管截止，電容將儲(chǔ)存的電能通過(guò)電阻釋放，放電時(shí)間常數(shù)較大，放電緩慢。當(dāng)輸入電壓增加到大于電容電壓后，二極管又導(dǎo)通，電容又充電……如此不斷充電、放電，當(dāng)電路元件參數(shù)選取合適時(shí)，即可得到和包絡(luò)基本變化一致的輸出電壓。

（四）開(kāi)關(guān)電路

開(kāi)關(guān)電路利用二極管的單向?qū)щ娦越油ɑ驍嚅_(kāi)電路，兩個(gè)二極管共陽(yáng)和共陰接法可分別實(shí)現(xiàn)與邏輯、或邏輯，這在數(shù)字電路中的應(yīng)用十分廣泛。

或邏輯的特點(diǎn)是讓兩個(gè)輸入電壓中的較高電平通過(guò)，但又不影響較低的電平，可用在斷電保護(hù)電路中。圖6所示電路是某裝備數(shù)顯裝置中的斷電保護(hù)單元，正常工作時(shí)，系統(tǒng)電源6.3V經(jīng)D1供電，此時(shí)D2反偏截止，6V電池組不消耗功率;當(dāng)系統(tǒng)電源出現(xiàn)故障時(shí)，D1截止，D2導(dǎo)通，6V電池組取代電源給數(shù)顯裝置供電。

（五）穩(wěn)壓功能

二極管導(dǎo)通后管壓降基本不變，利用這個(gè)特性，可構(gòu)成低電壓穩(wěn)壓電路。一個(gè)硅管提供0.7V的穩(wěn)壓值，需要不同穩(wěn)定電壓時(shí)可串聯(lián)多個(gè)二極管。圖7所示為某裝備功率放大電路的部分電路圖，兩個(gè)二極管產(chǎn)生的壓降為兩個(gè)晶體管提供適當(dāng)?shù)钠秒妷?，使它們處于微?dǎo)通狀態(tài)，從而消除交越失真。

若需要數(shù)值更靈活、性能更穩(wěn)定地輸出電壓，專門(mén)穩(wěn)壓的齊納二極管是更好的選擇。齊納二極管正常工作時(shí)，要處于反向擊穿狀態(tài)，和限流電阻配合使用，為電路提供不同的穩(wěn)壓值，在雷達(dá)主板電路、視頻混合延遲板電路、線性板電路中，既有兩腳穩(wěn)壓管，又有三腳雙穩(wěn)壓管?？梢?jiàn)，二極管的廣泛應(yīng)用不只是利用了它的單向?qū)щ娦浴?/p>

（六）溫度補(bǔ)償功能

在某型雷達(dá)信號(hào)處理單元晶體管放大電路中也有二極管的身影（如圖8所示），利用二極管的管壓降溫度特性，當(dāng)溫度升高時(shí)，二極管壓降會(huì)降低，使晶體管基極電位下降，基極電流減小，從而穩(wěn)定晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)，所以二極管可起到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔肹4]。在此處教學(xué)時(shí)可滲透哲學(xué)辯證思維——事物的兩面性，半導(dǎo)體器件的溫度特性既是弊又是利，對(duì)于晶體管，“熱敏性”是造成放大電路不穩(wěn)定的根源，這是弊;而對(duì)于二極管，它的“熱敏性”恰好補(bǔ)償了晶體管隨溫度改變的特性，為我們所用，這是利，故要辯證地一分為二地看待問(wèn)題。

（七）特殊二極管電路

某解碼板電路中的光耦合對(duì)CNY17，由砷化鎵紅外發(fā)光二極管耦合到一個(gè)硅NPN光電晶體管，它可以在保持輸入和輸出之間高度電氣隔離的同時(shí)，傳輸包括直流電平在內(nèi)的信號(hào)信息。

變?nèi)荻O管是利用PN結(jié)的結(jié)電容可變?cè)碇瞥傻陌雽?dǎo)體器件，在高頻調(diào)諧、通信等電路中作可變電容使用。調(diào)諧電路就是通過(guò)控制直流電壓來(lái)改變變?nèi)荻O管的結(jié)電容量，從而改變諧振頻率實(shí)現(xiàn)不同頻率選擇的。

四、結(jié)語(yǔ)

軍事職業(yè)教育在線課程應(yīng)貼近實(shí)戰(zhàn)需求，更偏重于提高學(xué)習(xí)者的崗位任職能力，為貫徹落實(shí)新時(shí)代軍事教育方針，圍繞“立德樹(shù)人”“為戰(zhàn)育人”，以課程思政和裝備案例為重要抓手進(jìn)行在線課程建設(shè)，取得了一定的成效，也為開(kāi)展混合式教學(xué)積累了豐富的資源。持續(xù)推進(jìn)思政元素的挖掘和裝備電路的融入，不斷提升在線課程的教學(xué)質(zhì)量，能為推動(dòng)軍事職業(yè)教育的發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]成曦.推動(dòng)軍事職業(yè)教育走深走實(shí)[N].解放軍報(bào)，2021-05-20（007）.

[2]張靜秋.模擬電子技術(shù)課程思政元素初探[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2020（44）：72-73.

[3]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）（第六版）[M].北京：高等教育出版社，2013.

[4]童詩(shī)白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2015.

◎編輯 栗國(guó)花