電路與電子技術實驗及Multisim仿真
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【作 者】胡淑均 周天慶 戴哲轉 夏秋華
【I S B N 】978-7-5170-4730-8
【責任編輯】李炎
【適用讀者群】本專通用
【出版時間】2016-10-15
【開 本】16開
【裝幀信息】平裝(光膜)
【版 次】第1版第1次印刷
【頁 數】248
【千字數】382
【印 張】15.5
【定 價】¥45
【叢 書】應用技術型高等教育“十三五”規劃教材
【備注信息】
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本書是為高等院校的自動化、電氣工程、電子科學與技術、電子信息工程與通信工程和其他相近學科而編寫的電路與電子技術實驗教材。
本教材參照高等院校電類相關專業學習“電路”“模擬電子技術”“數字電路技術”等基礎課程的實驗教學要求而編寫,并考慮面向教學改革的要求,在保證進行基本實驗操作的基礎上,注重加強設計性綜合應用能力、創新能力、計算機應用能力的培養,將部分實驗內容與應用計算機技術分析仿真結合起來。
全書分為四個部分:Multisim 13、電路測試與實驗、電子測試與實驗和電子技術實驗。附錄包含了電學基礎實驗課的作用、學生實驗守則、實驗報告書寫要求及常用集成塊外管腳排列圖。
本書可作為高等院校本科電氣工程類、信息類和工程?齐姎忸、電子類等專業的電路與電子技術基礎實驗教材,也可作為電子愛好者的學習參考工具書。
定位明確——該實驗教材是配合電氣工程、控制科學與工程、信息與通信工程等學科和參照高等院校電類相關專業學習“電路”“模擬電子技術”“數字電路”等基礎課程的實驗教學要求而編寫的。
內容豐富——以Multisim 13、電路測試與實驗、電子測試與實驗和電子技術實驗為主要部分, 還包含了學生實驗守則、實驗報告書寫要求及常用集成塊外管腳排列圖等。
適應面廣——可作為高等院校本科電氣工程類、信息類和工程?齐姎忸、電子類等專業的電路與電子技術基礎實驗教材,也可作為電子愛好者的學習參考工具書。
注重應用——在保證進行基本實驗操作的基礎上,注重加強設計性綜合應用能力、創新能力、計算機應用能力的培養,將部分實驗內容與應用計算機技術分析仿真結合起來。
伴隨著現代科學技術的快速發展,電路與電子技術實驗課程的知識體系和教學理念也在悄然轉變,開始提倡注重培養學生的設計性綜合應用能力、計算機應用能力和創新能力。電學實驗教學更應該是以驗證性實驗為基礎,設計性實驗為提高,創新性實驗為延伸。在實驗課程的組織上要充分體現實驗教學與培養能力相結合,實驗教學與理論教學相結合,基礎理論與新技術相結合,課內教學與課外實踐結合。
本實驗教材是配合自動化、電氣工程、電子科學與技術、電子信息工程與通信工程和其他相近學科的“電路測試與實驗”“電子測試與實驗”“電子技術與實驗”等獨立開設的實驗課程而編寫的。遵循教學規律,按照由淺入深、循序漸進的學習和能力培養原則,分層次安排實驗內容,逐步加深,既相互獨立,又相互聯系,可根據不同專業教學需要、課時要求、培養目標進行內容取舍和組合,構建出不同的實驗教學模塊。本書編寫既力爭切合學生學習的實際情況,又結合具體實驗條件,使實驗內容得以實現。保證學生掌握基本電子電路實驗原理,掌握電路性能參數的調試、測試方法和故障分析排除等基本能力;培養學生既具有基本的電子電路組裝調試能力,又有初步的綜合分析和設計電路的能力。
本書編寫的指導思想是:
1.電路的計算機仿真能力是電類專業學生就業的重要技能之一,但因總學時有限,通常只開設幾個仿真實驗供學生了解。本書第1部分對Multisim 13仿真軟件作了較詳細的介紹,方便學生深入學習電路仿真軟件。
2.基礎實驗教學重點放在基本技能訓練上;A實驗教學以技能培養作為主線組織教學。因此本教材第2、3部分的基礎實驗均列出了較詳細的實驗原理、實驗步驟,同時在第2部分還介紹了常用元器件的識別、常用儀器使用和故障的調試與排除等實驗基礎知識。
3.為適應不同學校對實驗課的不同要求,本教材實驗都附有實驗原理、參考電路和思考題,學生可通過自學實驗原理后,自行完成實驗。學生在完成Multisim 13仿真軟件學習后,部分實驗的軟件測試部分可安排為預習實驗部分。
4.為加強設計性綜合應用能力及創新能力的培養,第4部分的實驗按設計要求和設計思路與參考電路兩部分來安排,教學時也可安排學生分組討論、自行設計實驗方案。
5.實驗過程中故障產生的原因較多,情況也較復雜。本書第2部分雖做了簡要介紹,但指導教師應抓住實驗中典型故障,由教師或學生向全班現場講解故障現象及其消除方法,引導學生進行思考,以提高學生分析問題、解決問題的能力。
全書分為四個部分:
第1部分:Multisim 13。對Multisim 13仿真軟件的基本操作、元件儀表庫及分析處理功能進行較詳細介紹,以便學生課外自學。
第2部分:電路測試與實驗。包含常用元器件識別、基本測試技術等實驗基礎知識及“電路”課程的基礎實驗。
第3部分:電子測試與實驗。包含模擬電子技術基礎實驗和數字電路技術基礎實驗。
第4部分:電子技術實驗。此部分主要是綜合設計類實驗。
附錄包含了電學基礎實驗課的作用、學生實驗守則、實驗報告書寫要求及常用集成塊外管腳排列圖。
本教材按總學時80~110學時左右編寫。各學校可根據教學條件和不同的教學基本要求靈活安排。建議第1部分安排學生自學;第2~4部分可分三學期完成,其中第1個學期完成常用元件識別、儀器使用和電路基礎實驗(12個實驗項目可選,建議安排32學時);第2個學期完成模擬電子技術基礎實驗及數字電路基礎實驗(19個實驗項目可選,建議安排48學時);第3個學期完成電子技術實驗(9個實驗項目可選,建議安排30學時)。第2、3部分的基礎實驗項目約2~3學時,第4部分的綜合設計性實驗項目通過課堂的討論和方案論證后,學生利用課余時間自主完成或者利用課程設計完成。
本教材的編寫由武漢輕工大學電氣與電子工程學院胡淑均、周天慶、戴哲轉、夏秋華四位老師共同完成,其中第1~4章由胡淑均副教授編寫,第5章由戴哲轉老師編寫,第6~7章由周天慶老師編寫,第8章由夏秋華老師編寫,附錄由戴哲轉和夏秋華老師共同完成。教材的編寫得到了武漢輕工大學教務處長徐偉民教授、電氣與電子工程學院院長周龍教授及電氣與電子工程學院多位領導和同事的關心與大力支持。張雙德教授、常曉萍、張玉姣等老師也對初稿進行了認真審閱,提出了許多寶貴的意見和修改建議,在此一并致謝!
電子技術日新月異,教學改革任重道遠。作為湖北省電工電子實驗教學示范中心,多年來我們雖然在電路及電子技術基礎實驗改革中做了一些工作,但和要求相比,還有很大差距。由于水平有限,書中難免有錯誤和不妥之處,懇請讀者批評指正。
編 者
2016年6月
第1章 Multisim 13概述與基本操作 1
1.1 Multisim 13概述 1
1.2 Multisim基本操作 2
1.2.1 Multisim界面導論 2
1.2.2 Multisim操作介紹 7
第2章 Multisim元件庫與儀表庫 23
2.1 Multisim元件庫 23
2.2 Multisim儀表庫 33
2.2.1 數字萬用表 34
2.2.2 函數信號發生器 34
2.2.3 瓦特表 35
2.2.4 示波器 36
2.2.5 波特圖圖示儀 37
2.2.6 字信號發生器 38
2.2.7 邏輯分析儀 40
2.2.8 邏輯轉換儀 41
2.2.9 失真度分析儀 43
2.2.10 頻譜分析儀 44
2.2.11 網絡分析儀 45
第3章 Multisim 13分析與處理功能 48
3.1 Multisim 13基本分析功能 48
3.1.1 直流工作點分析 48
3.1.2 交流分析 52
3.1.3 瞬態分析 53
3.1.4 傅里葉分析 55
3.1.5 噪聲分析 57
3.1.6 失真分析 58
3.2 Multisim 13高級分析功能 59
3.2.1 直流掃描分析 59
3.2.2 靈敏度分析 60
3.2.3 參數掃描分析 62
3.2.4 溫度掃描分析 63
3.2.5 零點與極點分析 63
3.2.6 傳遞函數分析 64
3.2.7 最壞情況分析 66
3.2.8 蒙特卡羅分析 69
3.2.9 批處理分析 71
3.2.10 用戶自定義分析 71
3.2.11 射頻分析 72
3.3 Multisim 13的處理功能 73
3.3.1 分析仿真圖標顯示窗口 73
3.3.2 后處理器 78
3.3.3 報告功能 80
3.3.4 傳輸功能 80
第2部分 電路測試與實驗
第4章 電類實驗基礎知識 82
4.1 常用元件的識別 82
4.1.1 電阻、電容、電感的識別與簡單測試 82
4.1.2 二極管、三極管的識別與簡單測試 91
4.1.3 集成電路的識別 94
4.2 基本測試技術 98
4.2.1 電壓的測量 98
4.2.2 常用電子儀器在測量中的應用 100
4.2.3 故障的調試與排除 104
第5章 電路基礎實驗 108
5.1 電阻元件的伏安特性測試 108
5.1.1 實驗目的 108
5.1.2 實驗原理 108
5.1.3 實驗儀器 109
5.1.4 實驗內容 109
5.1.5 實驗注意事項 110
5.1.6 軟件測試內容 110
5.1.7 實驗報告要求 110
5.2 電源的伏安特性測試 111
5.2.1 實驗目的 111
5.2.2 實驗原理 111
5.2.3 實驗儀器 114
5.2.4 實驗內容 114
5.2.5 實驗注意事項 115
5.2.6 軟件測試內容 116
5.2.7 實驗報告要求 116
5.3 疊加定理 117
5.3.1 實驗目的 117
5.3.2 實驗原理 117
5.3.3 實驗儀器 117
5.3.4 實驗內容 117
5.3.5 實驗注意事項 118
5.3.6 軟件測試內容 118
5.3.7 實驗報告要求 119
5.4 戴維寧定理 119
5.4.1 實驗目的 119
5.4.2 實驗原理 120
5.4.3 實驗儀器 120
5.4.4 實驗內容 121
5.4.5 實驗報告要求 121
5.5 示波器法測試元件的伏安特性 122
5.5.1 實驗目的 122
5.5.2 實驗原理 122
5.5.3 實驗儀器 122
5.5.4 實驗內容 123
5.5.5 實驗注意事項 124
5.5.6 實驗報告要求 124
5.6 一階RC電路研究 124
5.6.1 實驗目的 124
5.6.2 實驗原理 124
5.6.3 實驗儀器 125
5.6.4 實驗內容 125
5.6.5 實驗注意事項 125
5.6.6 軟件測試內容 126
5.6.7 實驗報告要求 127
5.7 二階RLC電路研究 127
5.7.1 實驗目的 127
5.7.2 實驗原理 127
5.7.3 實驗儀器 129
5.7.4 實驗內容 129
5.7.5 實驗注意事項 130
5.7.6 軟件測試內容 130
5.7.7 實驗報告要求 131
5.8 負阻抗變換器的測試 131
5.8.1 實驗目的 131
5.8.2 實驗原理 131
5.8.3 實驗儀器 132
5.8.4 實驗內容 132
5.8.5 實驗注意事項 132
5.8.6 實驗報告要求 132
5.9 功率因數的提高 132
5.9.1 實驗目的 132
5.9.2 實驗原理 133
5.9.3 實驗儀器 133
5.9.4 實驗內容 134
5.9.5 實驗注意事項 134
5.9.6 實驗報告要求 135
5.10 三相電路的電壓、電流和功率的測量 136
5.10.1 實驗目的 136
5.10.2 實驗原理 136
5.10.3 實驗儀器 137
5.10.4 實驗內容 137
5.10.5 實驗注意事項 138
5.10.6 實驗報告要求 138
5.11 交流電路等效參數的測定 139
5.11.1 實驗目的 139
5.11.2 實驗原理 139
5.11.3 實驗儀器 140
5.11.4 實驗內容 140
5.11.5 實驗注意事項 141
5.11.6 實驗報告要求 141
5.12 三相異步電動機 142
5.12.1 實驗目的 142
5.12.2 實驗原理 142
5.12.3 實驗儀器 143
5.12.4 實驗內容 143
5.12.5 實驗注意事項 143
5.12.6 實驗報告要求 144
第3部分 電子測試與實驗
第6章 模擬電子技術基礎實驗 146
6.1 整流濾波與并聯穩壓電路 146
6.1.1 實驗目的 146
6.1.2 實驗原理 146
6.1.3 實驗儀器 147
6.1.4 實驗內容 147
6.1.5 實驗注意事項 147
6.1.6 實驗報告要求 147
6.2 單級共射放大電路 147
6.2.1 實驗目的 147
6.2.2 實驗原理 147
6.2.3 實驗儀器 149
6.2.4 實驗內容 149
6.2.5 實驗注意事項 150
6.2.6 軟件測試內容 150
6.2.7 實驗報告要求 153
6.3 單級放大電路的設計 153
6.3.1 設計任務 153
6.3.2 設計要求 153
6.3.3 實驗報告要求 153
6.4 共射-共集放大電路 154
6.4.1 實驗目的 154
6.4.2 實驗原理 154
6.4.3 實驗儀器 155
6.4.4 實驗內容 155
6.4.5 實驗注意事項 156
6.4.6 軟件測試內容 156
6.4.7 實驗報告要求 157
6.5 負反饋放大電路 157
6.5.1 實驗目的 157
6.5.2 實驗原理 157
6.5.3 實驗儀器 159
6.5.4 實驗內容 159
6.5.5 實驗注意事項 160
6.5.6 軟件測試內容 160
6.5.7 實驗報告要求 160
6.6 基本運算電路 161
6.6.1 實驗目的 161
6.6.2 實驗原理 161
6.6.3 實驗儀器 163
6.6.4 實驗內容 163
6.6.5 實驗注意事項 164
6.6.6 實驗報告要求 164
6.7 有源濾波電路 164
6.7.1 實驗目的 164
6.7.2 實驗原理 164
6.7.3 實驗儀器 166
6.7.4 實驗內容 166
6.7.5 實驗注意事項 166
6.7.6 軟件測試內容 166
6.7.7 實驗報告要求 169
6.8 正弦波振蕩電路 169
6.8.1 實驗目的 169
6.8.2 實驗原理 169
6.8.3 實驗儀器 170
6.8.4 實驗內容 170
6.8.5 實驗注意事項 170
6.8.6 實驗報告要求 170
6.9 集成功率放大器 170
6.9.1 實驗目的 170
6.9.2 實驗原理 171
6.9.3 實驗儀器 171
6.9.4 實驗內容 171
6.9.5 實驗報告要求 171
第7章 數字電路基礎實驗 172
7.1 門電路邏輯功能測試 172
7.1.1 實驗目的 172
7.1.2 實驗元件 172
7.1.3 實驗內容 172
7.1.4 實驗注意事項 173
7.1.5 軟件測試內容 173
7.1.6 實驗報告要求 174
7.2 用SSI構成的組合邏輯電路的設計 174
7.2.1 實驗目的 174
7.2.2 實驗原理 174
7.2.3 實驗元件 175
7.2.4 實驗內容 175
7.2.5 實驗注意事項 176
7.2.6 實驗報告要求 176
7.3 集成觸發器 176
7.3.1 實驗目的 176
7.3.2 實驗原理 176
7.3.3 實驗元件 177
7.3.4 實驗內容 177
7.3.5 實驗注意事項 177
7.3.6 實驗報告要求 177
7.4 計數器和寄存器 177
7.4.1 實驗目的 177
7.4.2 實驗原理 178
7.4.3 實驗元件 179
7.4.4 實驗內容 179
7.4.5 實驗注意事項 179
7.4.6 實驗報告要求 180
7.5 555集成定時器及應用 180
7.5.1 實驗目的 180
7.5.2 實驗原理 180
7.5.3 實驗元件 182
7.5.4 實驗內容 182
7.5.5 實驗注意事項 183
7.5.6 實驗報告要求 183
7.6 譯碼器和數據選擇器 183
7.6.1 實驗目的 183
7.6.2 實驗原理 183
7.6.3 實驗元件 183
7.6.4 實驗內容 183
7.6.5 實驗報告要求 186
7.7 四人搶答電路 186
7.7.1 實驗目的 186
7.7.2 實驗元件 186
7.7.3 實驗內容 186
7.7.4 實驗報告要求 187
7.8 八彩燈循環電路 187
7.8.1 實驗要求 187
7.8.2 實驗參考電路 187
7.8.3 實驗報告要求 187
7.9 模M的十進制加/減可逆計數器設計 187
7.9.1 實驗目的 187
7.9.2 實驗要求 188
7.9.3 設計思路 188
7.9.4 實驗報告要求 189
7.10 比賽用換人電子顯示板 190
7.10.1 設計要求 190
7.10.2 設計原理 190
7.10.3 實驗參考電路 191
第4部分 電子技術實驗
第8章 電子技術實驗 193
8.1 壓控振蕩電路 193
8.1.1 設計要求 193
8.1.2 設計思路與參考電路 193
8.2 樓道聲光控制照明電路 194
8.2.1 設計要求 194
8.2.2 設計思路與參考電路 194
8.3 心電信號放大電路 196
8.3.1 設計要求 196
8.3.2 設計思路與參考電路 196
8.4 紅外通信收發電路設計 201
8.4.1 設計要求 201
8.4.2 設計思路 201
8.5 簡易數控直流電源 203
8.5.1 設計要求 203
8.5.2 設計思路與參考電路 204
8.6 簡易數字頻率計 207
8.6.1 設計要求 207
8.6.2 設計思路與參考電路 207
8.7 低頻數字式相位測量儀 211
8.7.1 設計要求 211
8.7.2 設計思路與參考電路 212
8.8 數字鐘電路 215
8.8.1 設計要求 215
8.8.2 設計思路與參考電路 215
8.9 擴音機電路 221
8.9.1 設計要求 221
8.9.2 設計思路與參考電路 221
附錄1 226
附錄2 228
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