《電工電子技術基礎》課程既有理論知識,又有實踐內容,是職業學校工科類專業的一門重要專業基礎課。筆者在多年的教學中,試將形象思維運用到課程理論教學中,收到了顯著的效果。
一、電與水相聯系
電是看不見、摸不著(低壓)的,要想掌握它的特性,全靠資料上的介紹和自己的想象,確實難于理解。水是我們非常熟悉的,它既看得見,也摸得著,人們每天都離不開水,所以對它的物理性質很了解。
如果我們把電比喻成水,則電流、電壓、電阻、交流電、直流電、漏電、紋波、電路、電容等名詞就很容易理解。把電看成水后,則電流相當于水流,電壓相當于水壓,電阻相當于水流中的障礙物,漏電相當于漏水,紋波相當于水波浪,電路相當于水路,電容相當于盛水的容器。在放大電路中,首先要獲得適當的直流工作電壓,它才能正常工作。例如放大管為NPN型三極管,則其直流電流從三極管的基極流向發射極,同時集電極電流也流向發射極,這個直流電流的方向是固定不變的,相當于大河的水流;但是,被三極管放大的交流信號其電流方向則有規律地變化。這里我們把直流電流看成大河里的水流;而把交流信號電流看成大河里的機動船,雖水流方向不變,但機動船既可以順水航行,也可以逆水航行。若無水,則船不能行(三極管無靜態工作電流,則無放大作用)。
二、放大器與汽車相聯系
放大器是能夠將微弱信號放大的電子裝置,初學者不易理解,它既不像放大鏡,也不符合能量守恒定律。汽車油門大家都清楚,它是控制汽車速度的,在相同的檔位下,油門開得越大,車速就越快,反之就慢。汽車油門又是通過司機的腳去控制的,腳用力大小決定車速快慢,那么我們可以認為汽車把司機腳使的力放大了,汽車就是放大器,腳用的力就是微弱信號,車速就是放大了的信號。放大的本質是實現能量的控制,即用小能量去控制大能量,能量來源于直流電源,即用小能量去控制直流電源釋放大能量,與能量守恒定律并不矛盾。
三、電視信號流通與交通工具相聯系
廣播電視信號在發送端,要把視頻和音頻信號調制成高頻信號,通過天線發射出去(視頻和音頻信號頻電視信號變成固定的中頻信號(38mJ2),經過放大等處理后,恢復(解調)成發射端的視頻和音頻信號,再送到各自相關的電路中去。我們把音頻和視頻信號當作是兩個鄰居,他們一起去很遠的地方出差(不適合步行),辦理登機(飛機)手續就是調制成高頻信號,飛機起飛就是發射,飛機經過飛行后降落就是接收,他們再從目的地(機場)一起坐出租車就是變成中頻信號,乘坐交通工具旅行的路程結束一起下車就是解調,最后各自步行到達自己的終點。
四、同步信號與北京時間相聯系
同步信號分為行同步信號和場同步信號,它們分別使行、場掃描與發送端同頻同相。要求頻率相同,可以理解,但對相位的理解就有一定難度。我們對計時用的鐘表很熟悉,全國都要以北京時間為準,中央電視臺和中央廣播電臺每間隔1小時(整時)都要報一次北京時間(同步信號),其中的一個原因就是要我們把自己鐘表上的時間(行、場掃描信號)與之(同步信號)比較,若有誤差及時校正。你若買一塊相當精確的新手表或鐘,就算它與南京紫京山天文臺的鐘一樣精確,也只能說它們的頻率相同(同頻),在開始使用前必須與北京時間校正(保持同相),否則只能同頻而不同相,沒有使用意義。例如北京時間為9點鐘,而你的新手表才剛好5點鐘,如果不校正,它們將永遠相差4個小時(不同相)。只有通過與北京時間校正后,才能保持與之同步(同頻同相)。一般的鐘表都不是十分精確(行、場振蕩頻率也是一樣),不同頻必然引起不同相,與北京時間產生誤差,所以每過一段時刻要用北京時間(同步信號)來校正。
五、解碼與密信相聯系
現在的彩電電視機解碼電路都采用了集成電路,初學者對解碼電路感到深奧難學。這還得從電視機信號發射端講起,電視發送端對送來的r、g、b三基色電信號進行編碼調制(因為三基色信號不能直接發射),只能發射亮度信號y和兩個色差信號b-y、r-y。在接收端(彩電)就要對檢波后得到的亮度信號y和色差信號b-y、r-y進行解碼,還原出三基色電信號r、g、b。這里把編碼比喻成信件加密書寫,解碼就是信件解密過程。由于密信不能明寫,需要用加密方法書寫(特殊書寫液),收信人為了知道信件內容,就必須對信件進行解密(如用化學藥水一涂,字跡馬上顯示出來)。
(作者單位:江蘇省揚州市江都職業教育集團)