本書是國家電工電子教學基地系列教材之一,是《基礎電路分析》的后續教材,2002年被列為北京市高等教育精品教材立項項目。
本書在第1版的基礎上做了全面的修訂,分為8章。書中系統深入地介紹了以計算機分析為基礎的現代電路分析理論,內容包括:網絡拓撲理論、電路方程建立及矩陣方法、線性方程組的計算機解法及稀疏矩陣、非線性電路分析、多端口網絡分析、運算放大器電路分析及有源濾波器、Multisiim和PSpice工具軟件的應用。每章后給出習題,書后附有習題答案和參考文獻。
本書可作為大學本、?粕鷮W習電路理論的教材,也可作為相關專業技術人員的參考書。
第2版前言
本書所涉及的內容為現代電路理論部分,2002年出版以后,被列為北京市高等教育精品教材立項項目。在經過兩屆本科生教學實踐和吸納了讀者意見、建議的基礎上,我們對本書進行了重新修訂。
本次修訂充實和調整了第1、2、3、6、8章的內容。第1章增加了數值分析的概念,目的是提醒讀者在利用計算機語言編程分析電路時要注意的問題,這在工程上是十分重要的。第2、3章充實了習題,增加了習題數量,并嚴格篩選了原來的習題,使得列入的題目全部可以使用。鑒于第6章的內容在實用上應該進一步發展,所以重新編寫,增加了不少在工程中可以實際使用的內容,以培養學生解決實際問題的能力。第8章全部重新編寫,主要是適應電路工具軟件的升級換代,因為原來的EWB工具軟件已經換代為Multisim。同時對新的工具軟件的擴展功能、例題、習題進行了精心安排,以充分發揮工具軟件的作用。
另外,為了使本書更加實用,特開發了配套的網絡課件,并且精心制作了電子教案,同時對所有的習題編制了詳盡的題解。讀者對本書有什么意見和要求,請發電子郵件和作者聯系,郵件地址pxdu@centernjtueducn。
感謝讀者和同行對本書的關心和批評指正。
作者[]2004年1月
第1版前言
約在35年前,電路分析與設計很少運用計算方法。當時一個熟練的設計者只要進行少量的計算就能夠綜合出簡單的電路,然后安裝在實驗板上進行測試、修改,從而獲得滿意的結果。
現在的情況已大不相同了。由于集成電路的出現,使得手工計算或簡單的計算工具遠遠不能滿足要求,從而使得計算機的應用越來越普遍。反過來,集成電路的發展使得計算機更可靠、更便宜,而新的計算機又使集成電路的設計更為簡便,以至于許多個人均已購置了計算機。毋庸置疑,計算方法將會變得越來越重要。從另一角度看,科技發展已使一個芯片上能包含百萬計的晶體管,顯然這種芯片的設計不能在實驗板上實現,所以必須要使用計算機來仿真。
近年來,社會對工程技術人員分析問題與解決問題的能力、綜合運用基礎理論的能力和工程軟件的應用能力要求愈來愈高,要求技術人員既要掌握扎實的基本理論知識也要能熟練運用專業軟件工具。
目前電路分析仿真軟件的使用已經非常普及,已成為實際電路設計中的重要工具。引入計算機方法,將軟件仿真方法作為必修內容來要求,這樣做對學生的益處是:①計算機方法與理論學習相結合,可補充理論學習,加深對概念的理解;②掌握一種電路仿真軟件的使用方法,為后續課程學習和實際工作做好準備;③利用仿真軟件提供的更接近于實際器件的模型,接觸到實際電路的知識;④利用虛擬實驗,了解實際的電路搭建和測量知識。
基于上述理由,我們重新規劃了電路分析的知識點,將電路分析分為兩部分,即基礎電路分析部分和現代電路分析部分。
本書所涉及的內容為現代電路分析部分。教材在內容選擇與要求方面,強調基本概念和方法,適當淡化手工計算技巧;介紹實際應用背景,增加一些綜合性分析、簡單設計問題。將工程方法、計算機方法與電路理論教學有機地結合,可以促進學生對理論的理解,培養解決實際問題能力,彌補在動手試驗方面的不足,激發學習興趣和積極思考,培養分析和解決問題的能力。
本書第1章引入了矩陣和計算機數值方法,從而可以使用更為規范的方式來建立方程;把分析理論與數值分析方法結合起來,這就是本書第2章、
第3章所討論的主要問題,即矩陣分析法和建立方程的一般方法。
本書第4章介紹了非線性電阻電路分析。除非線性電路的基本概念外,側重討論非線性電路線性化方法的基本思路。非線性電路的求解是非常復雜的問題,涉及大量高深的數學知識,即使使用大容量的計算機,其分析效率也十分低下。其實,在大部分仿真或模擬過程中并不一定要求非常高的精度,可以采用近似的方法來解決該類問題,即把非線性電路用分段線性電路來近似代替。
本書第5章介紹雙端口網絡的分析,這部分內容包括各種網絡函數分析、網絡的連接、傳輸的概念,以及分布參數網絡的分析。
本書第6章專門討論含運算放大器電路的基本分析方法及典型應用,并以較為典型的半導體器件廠商MAXIM的線性集成有源濾波器產品為實例來進行分析。
隨著大規模集成電路和電子計算機的迅速發展,電子電路的分析與設計方法發生了重大變革。以計算機輔助分析與設計為基礎的電子設計自動化技術已廣泛應用于集成電路與系統的設計之中,改變了以定量估算和電路實驗為基礎的傳統設計方法,成為現代電子系統設計的關鍵技術之一,是必不可少的工具與手段。
目前國內外流行最廣的當屬SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)。它已發展成為一個家族,具有功能強、速度快、精度高、容量大、使用方便等優點。其中OrCAD公司推出的、基于美國加州大學伯克利分校Spice的微機版本PSpice倍受青睞,具有廣闊的應用前景。第7章介紹了PSpice的概況和應用。
Workbench是另一個界面相當友好的仿真軟件,該軟件具有十分形象的虛擬常用儀器。利用它來分析電路,就如同置身于設備先進、齊全的現代化實驗室中,可以方便、快速、準確地得到分析結果。本書第8章將加以介紹。
運用上述工具,通過電路舉例與習題,系統、深入地分析計算電路課程中各章節的主要典型電路,并由計算結果,分析討論電路(或器件)的工作原理、性能特點、技術指標、影響電路性能的主要參數以及電路設計等問題,這樣就將電路分析內容與CAA(Computer Aided Analysis)及CAD(Computer Aided Design)技術緊密結合在一起。通過實例分析與設計,一方面使讀者具有使用集成電路和電子系統計算機輔助分析與設計工具的能力,掌握現代電路分析技術與方法;另一方面使讀者更深入地學習和理解電路分析課程中各章節內容的原理、特點及應用,提高分析問題和解決問題的能力,擴展知識面,為今后從事電路和系統設計、進入電子設計自動化領域打下良好基礎。這就是編寫本書的主要目的,也是本書的一個特點。
本書由杜普選主編。第1、2、3、6章由杜普選編寫,第4、5章由高巖編寫,第7、8章由聞躍編寫。全書由左塏教授主審。本書的編寫得益于很多老師和研究生的支持與幫助:左塏先生雖年事己高,但認真嚴謹的作風令作者十分敬佩,本書的最后完成,離不開他的認真指導和鼓勵。養雪琴老師為本書搜集整理
了許多相關資料,張源、陳海航、李棟、陶峰同學對本書的錄入及排版工作付出了辛勤的勞動,謹此表示致謝。
鑒于作者的水平有限,書中內容難免有不當之處,編排中也可能存在一些錯誤,敬請讀者批評指正。
作者 []2002年1月
目錄
目錄
電路理論部分常用符號說明1
第1章矩陣運算的計算機方法及稀疏矩陣1
11計算數學的幾個基本概念1
12高斯消元法解線性方程組3
121例題分析4
122算法說明5
123選主元素7
13LU分解法解線性方程組7
131算法說明8
132例題分析9
14稀疏矩陣原理10
141選主元和排序10
142稀疏矩陣存儲13
15復頻率與復平面15
習題18
第2章電路的矩陣分析20
21網絡拓撲20
211圖20
212樹21
213割集22
214環集24
215對偶性25
22矩陣分析法26
221標準支路26
222割集矩陣27
223環集矩陣29
224關聯矩陣31
225網孔分析33
23有源電路38
231轉移阻抗耦合38
232互感39
233轉移導納耦合40
234普遍化42
235含相互耦合的四端網絡元件43
24節點導納矩陣44
241節點導納矩陣的填寫方法45
242節點電壓法46
243歸一化問題48
習題49
第3章建立方程的一般方法52
31表矩陣法52
311表矩陣方程的建立52
312單圖表矩陣54
32用單圖建立改進的節點方程組60
321基爾霍夫方程的分組表示60
322建立單圖改進的節點方程組61
33用觀察法建立改進節點方程組63
331理想元件的改進節點法表示63
332觀察法建立改進的節點方程67
333有源網絡的改進節點方程68
34分離的電流和電壓圖70
341分離的電壓圖和電流圖的規則70
342雙圖的表示方法及方程的建立73
35用I圖和V圖建立改進節點方程組76
351計算機上圖的表示76
352雙圖改進的節點法77
353理想元件的雙圖表示及填入80
36建立方程組的方法總結83
習題84
第4章非線性電路直流分析86
41非線性電阻電路及其方程的建立86
411非線性電阻元件86
412非線性電阻電路的電路方程87
42非線性電阻電路的圖解分析法88
421非線性電阻的串聯與并聯88
422非線性電阻電路的圖解分析法90
43非線性電阻電路的分段線性分析法91
431非線性電阻元件伏安特性曲線的分段線性化92
432用分段線性法確定非線性電阻電路的工作點92
44具有一個非線性電阻電路的牛頓迭代法95
441一元牛頓迭代法95
442非線性電阻電路的牛頓迭代分析法96
443牛頓迭代法的幾何解釋97
444牛頓迭代法的電路解釋98
45一般非線性電路99
451推廣的牛頓迭代法99
452用牛頓迭代法進行分析100
453非線性直流節點分析法105
習題106
第5章雙口網絡分析109
51網絡函數109
511策動點函數111
512傳遞函數112
52雙口網絡函數113
521Y參數和Z參數115
522傳輸參數或鏈接參數120
53雙口網絡的連接122
531鏈接122
532并聯124
533串聯126
54特性參數及波參數理論127
541雙口網絡的特性阻抗127
542雙口網絡的傳輸常數131
543由特性參數表示的傳輸方程式135
544分析和設計舉例136
545兩端口網絡的匹配鏈接140
546傳輸線與波參數143
55工作參數理論149
551輸入阻抗和反射系數150
552插入衰減151
553工作衰減152
習題155
第6章運算放大器及有源濾波器158
61理想運算放大器及單元電路158
611理想運算放大器158
612阻抗變換器161
613模擬電感及頻變負阻162
62用運放實現RC有源基本節164
621傳遞函數164
622歸一化問題166
623一階基本節166
624二階單端正反饋電路167
625二階無限增益多端負反饋169
626多運放實現的二階基本節170
63有源濾波器實例171
64有源集成濾波器介紹175
習題177
第7章PSpice電路仿真軟件181
71CAD PSpice簡介181
711電路仿真與電子設計自動化181
712OrCAD PSpice功能與組成182
713用PSpice分析電路的一般步驟183
72PSpice A/D分析電路的基本約定184
721PSpice A/D中的元件184
722PSpice A/D中的數字和單位185
723電路圖中的節點編號185
724輸出變量的基本表示格式186
725輸出變量的別名表示186
73OrCAD Capture基本操作188
731Capture軟件界面188
732建立仿真項目190
733仿真項目中的資源191
734元件放置與修改191
735常用元件符號和元件庫192
736元件的屬性193
737導線連接和節點標號194
738PSpice對電路的一些限制196
74PSpice分析基礎196
741PSpice A/D和Probe的操作界面196
742直流工作點198
743直流小信號傳輸函數200
744直流掃描分析201
745交流分析202
746暫態分析204
747參數分析207
75PSpice分析應用舉例208
751直流小信號戴維南等效電路的計算208
752一階RC電路DC、AC和暫態分析209
753運算放大器電路的參數分析211
習題213
第8章Multisim電路仿真軟件216
81Multisim軟件簡介216
811什么是Multisim216
812Multisim電路仿真原理217
82Multisim的基本操作219
821Multisim軟件界面219
822Multisim仿真元件模型222
823電路分析與仿真的主要步驟223
83使用Multisim的虛擬儀器226
831Multisim的虛擬儀器227
832Multisim虛擬測量實例232
84Multisim電路分析234
841Multisim分析功能和參數設置234
842直流工作點分析236
843直流掃描分析237
844交流分析239
845暫態分析239
846參數掃描分析240
847直流小信號傳遞函數分析241
848Fourier分析242
849零極點分析243
85Multisim電路仿真和分析實例244
851RLC電路瞬態分析和零極點分析244
852非線性電路分析246
853RC雙T帶阻濾波器頻率特性分析249
854積分器電路251
習題252
部分習題答案257
第1章257
第2章258
第3章261
第4章264
第5章265
第6章266
參考文獻267
電路理論部分常用符號說明
(一)
B電納
R 電阻
L 電感
C 電容
G 電導
M 互感
X 電抗
Y 導納
Z 阻抗
P 功率
W 能量
s 復頻率
σ 復頻率的實部
ω 實頻率
(二)
S 開關
nT 樹枝數
nL 連支數
nV 獨立電壓數
nI 獨立電流數
nCV 獨立電壓源數
nCI 獨立電流源數
D 割集矩陣
A 關聯矩陣
M 網孔矩陣
C 環集矩陣
e 標準支路支路電壓矢量
I 標準支路獨立電流源矢量
i 標準支路支路電流矢量
E 標準支路獨立電壓源矢量
eT 標準支路e矢量的樹枝部分
v 標準支路矩陣元電壓矢量
j 標準支路矩陣元電流矢量
iL 標準支路電流矢量的連支部分
e′ 標準支路節點電壓矢量
i′ 標準支路網孔電流矢量
g 正向轉移導納
μ 電壓控制電壓源控制量
r 正向轉移阻抗
α 電流控制電流源控制量
Ω 歸一化頻率
Yn 節點導納矩陣
Ai 電流圖關聯矩陣
Av 電壓圖關聯矩陣
① 原電路節點號
△2 電壓圖節點號
電流圖節點號
H Hessian矩陣
T T參數矩陣
Zc 特性阻抗
θ 傳輸常數
ρ 反射系數
ZL 負載阻抗
γ 傳輸線傳輸常數
V+ 入射電壓
V- 反射電壓
I+ 入射電流
I- 反射電流
P0 視在功率
Psr 輸入功率
Pf 反射功率
PL 負載吸收的功率
aρ 反射衰減
ag 工作衰減
τ 群時延
λ 波長
(三)
CCVS 電流控制電壓源
VCCS 電壓控制電流源
CCCS 電流控制電流源
VCVS 電壓控制電壓源
GIC 通用阻抗變換器
FDNR 頻變負阻
H(s) 傳遞函數
Q 傳遞函數的品質因數
KCL 基爾霍夫電流定理
KVL 基爾霍夫電壓定理
LU LU分解法的簡寫
L 拉普拉斯算子
L-1 拉普拉斯逆運算算子
注: 本書第7、8章中,計算機軟件PSpice和Multisim所采用的仿真電路元件符號、元件單位和比例因子符號,有些與國標符號和本書其余章節的符號約定不相同。為了便于軟件講解,軟件界面圖形、仿真電路圖和軟件仿真結果的屏幕拷貝一律保持原樣。在正文有關軟件參數設置說明中,必要時也采用軟件的約定。在第7、8章習題中,有標準原理圖與軟件仿真電路圖共存的情況,請讀者注意不同類型圖中符號差別。仿真電路圖中元件符號、參數單位與國標的主要差別列于下表,其余不同點將在有關章節中加以說明。
名稱[]國標符號[]軟件符號電阻[][]電阻值單位(歐姆)[]Ω[]ohm或省略電導值單位(西門子)[]S[]mho或省略比例因子符號(10-6)[]μ[]u或U北京市高等教育精品教材立項項目
●●國家電工電子教學基地系列教材
電 路 基 礎 實 驗
陳同占吳北玲
養雪琴張梅編著
杜普選主審
清華大學出版社
北方交通大學出版社
·北京·國家電工電子教學基地系列教材
模擬集成電路基礎
李金平主編
李金平路 勇延鳳平編著
董在望主審
清華大學出版社
北方交通大學出版社
·北京·
內 容 簡 介
本書是國家電工電子教學基地系列教材之一,2002年被列為北京市高等教育精品教材立項項目。書中系統地介紹了電路實驗基礎知識、實驗一般過程、儀器使用、元器件、電子基本測量及電路的設計方法,此外還介紹了電路仿真——虛擬實驗的內容。
本書除介紹基本理論和實驗方法外,還配置了32個實驗。這些實驗有的是針對課堂教學,有的則是來源于生活,具有較強的實用性。書中還介紹了12種常見的電子儀器,以滿足實驗室不同配置的需要。
本書可作為大學電類電路實驗教材,也可作為大學高年級學生課程設計及相關專業技術人員的參考書。
版權所有,翻印必究。
本書封面貼有清華大學出版社激光防偽標簽,無標簽者不得銷售。
圖書在版編目 (CIP) 數據
電路基礎實驗/陳同占等編著 —北京:北方交通大學出版社,20035
(國家電工電子教學基地系列教材)
北京市高等教育精品教材立項項目
ISBN 7810820567
Ⅰ電…Ⅱ陳…Ⅲ電路-實驗-高等學校-教材ⅣTM13-33
中國版本圖書館CIP數據核字(2003)第016206號
責任編輯: 郭潔
印 刷 者: 北京東光印刷廠
出版發行: 北方交通大學出版社郵編: 100044電話: 01051686045,62237564
清華大學出版社郵編: 100084
經銷: 各地新華書店
開本: 787×9601/16印張:1325字數:300千字
版次: 2003年5月第1版2003年5月第1次印刷
印數: 5 000冊定價:1900元
國家電工電子教學基地系列教材
編審委員會成員名單
主任談振輝
副主任張思東趙爾沅孫雨耕
委員(以姓氏筆畫為序)
王化深盧先河劉京南朱定華沈嗣昌
嚴國萍杜普選李金平李哲英張有根
張傳生陳后金鄒家鄭光信屈波
侯建軍賈懷義徐國治徐佩霞廖桂生
薛質戴瑜興
總序
當今信息科學技術日新月異,以通信技術為代表的電子信息類專業知識更新尤為迅猛。培養具有國際競爭能力的高水平的信息技術人才,促進我國信息產業發展和國家信息化水平的提高,都對電子信息類專業創新人才的培養、課程體系的改革、課程內容的更新提出了富有時代特色的要求。近年來,國家電工電子教學基地對電子信息類專業的技術基礎課程群進行了改革與實踐,探索了各課程的認知規律,確定了科學的教育思想,理順了課程體系,更新了課程內容,融合了現代教學方法,取得了良好的效果。為總結和推廣這些改革成果,在借鑒國內外同類有影響教材的基礎上,決定出版一套以電子信息類專業的技術基礎課程為基礎的“國家電工電子教學基地系列教材”。
本系列教材具有以下特色:
● 在教育思想上,符合學生的認知規律,使教材不僅是教學內容的載體,也是思維方法和認知過程的載體;
● 在體系上,建立了較完整的課程體系,突出了各課程內在聯系及課群內各課程的相互關系,體現微觀與宏觀、局部與整體的辯證統一;
● 在內容上,體現現代與經典、數字與模擬、軟件與硬件的辯證關系,反映當今信息科學與技術的新概念和新理論,內容闡述深入淺出,詳略得當。增加工程性習題、設計性習題和綜合性習題,培養學生分析問題和解決問題的素質與能力;
● 在輔助工具上,注重計算機軟件工具的運用,使學生從單純的習題計算轉移到基本概念、基本原理和基本方法的理解和應用,提高了學習效率和效果。
本系列教材包括:
《基礎電路分析》、《現代電路分析》、《模擬集成電路基礎》、《信號與系統》、《電子測量技術》、《微機原理與接口技術》、《電路基礎實驗》、《電子電路實驗及仿真》、《數字實驗一體化教程》、《數字信號處理綜合設計實驗》、《電路基本理論》、《現代電子線路(上、下冊)》。
本系列教材的編寫和出版得到了教育部高等教育司的指導、北方交通大學教務處及電子與信息工程學院的支持,在教育思想、課程體系、教學內容、教學方法等方面獲得了國內同行們的幫助,在此表示衷心的感謝。
北方交通大學
“國家電工電子教學基地系列教材”
編審委員會主任
2003年2月模擬集成電路基礎前言
前言
電路基礎理論及電子技術發展到今天,已經建立起成熟的理論體系,其分析方法、解題技巧已日趨完備,計算機輔助分析、電路仿真、計算機自動化設計也越來越多地用來處理電路問題。
然而,任何一種理論,都有它的適用范圍和限制條件,而且建立一種理論,不僅是為了解釋自然現象和客觀規律,更重要、更有意義的是利用這種理論去改造世界,造福于人類。
將一門科學技術、一種理論轉化為生產力,其間都要有一個過渡過程,過渡手段就是實驗(實踐)。通過實驗,通過理論與實踐之間的磨合,就可以不斷完善理論,積累實踐經驗,將理論進一步發展到應用。本書力求將電路理論過渡到具體應用,在理論與實踐之間架起一座橋梁。
長期以來,實驗都是作為理論課的輔助教學手段而設置的,其目的是為了驗證理論,幫助學生加深對概念的理解,增加學習理論課的興趣。近年來,盡管人們對實驗教學環節在觀念上、教學目的上有所改變,但是因受傳統觀念的影響,重理論、輕實驗的現象在不同的方面還有所表現,較為突出的是實驗體系的改革及實驗內容的設置總是擺脫不了理論課的約束。本書的編寫,在這方面做了一些大膽的改革與嘗試。
例如,以往學生都是在實驗中學習儀器、了解器件。這樣做會使部分同學因只注重實驗結果,忽視了對儀器的正確使用;而對接觸過的器件僅能從外觀上認識,談不上實際使用。本書把儀器使用作為實驗課的重點內容之一,單開實驗,要求人人必須掌握。對元器件的認識,除了要了解一般特征外,還要重點掌握它們的測試方法和如何使用,在種類上也遠遠超出了過去在實驗中出現的有限幾種。本書不是從電路中認識器件,而是要求能用器件去組成電路。在實驗的設置上,不追求與理論課的內容一一對應,也不在電路形式上做文章,重點在于通過實驗,歸納出對電路的探討方法和測試手段。
在使用本教材時,應注意以下幾點:
——注意理論在實驗中的指導作用,強調對實驗結果能夠做出理論分析和正確解釋;
——側重于基本技能、測量方法、實驗方法的掌握和實驗經驗的積累;
——突出能力的培養和技能的訓練。
本書是一本電子技術實驗入門教材。在編寫時,力圖打破傳統的實驗觀念,建立新的實驗體系;不以驗證理論為目標,重在培養大學生實驗能力和技能。本書是一本將理論過渡到實踐的指導書,適合大學二年級第一學期使用,內容重點放在了實驗基礎知識、實驗基本過程、基本測量方法和電路設計方法上。另外,電路仿真作為新的實驗手段引進了本教材。
本書分為8章。第1章講述實驗課的開設意義與學習方法。第2章介紹實驗基礎知識,包括用電常識、基本測量常識、實驗經歷過程、常見故障現象及排除方法等。第3章介紹電子儀器的使用,按種類分別介紹其功能、使用方法、注意事項,不涉及儀器的具體型號。第4章電子元器件,介紹了部分常用無源器件和有源器件的功能、用途及使用方法。第5、6章介紹電子測量方法,其中第5章介紹時域測量方法并討論了元件參數、電路結構對系統的影響,第6章介紹頻域測量方法。第7章介紹電路綜合和電路設計,是前幾章的拓展和實驗的最后環節。第8章電路仿真,介紹虛擬實驗方法,是本書引進的新的實驗手段。另外,附錄A介紹了一些常見新、老電子儀器的使用;附錄B介紹了電路仿真軟件MultiSim 2001的使用。
本書在各章均設置了“討論與思考”,作為讀者學完相關內容后的自我檢查和知識面的拓展。實驗后的思考題,能幫助實驗者更好地達到實驗目的。
除第1、2章外,其余各章均分為理論和實驗兩部分。第1、2章及各章理論內容的大部分或全部,要求學生以自學為主,實驗部分在計劃學時內進行。由于實驗內容較多,而且又受學時的限制,所以可根據需要加以取舍,也可采用多種形式進行教學。
本書第1~6章、第8章為基本教學內容,計劃24學時。附錄B可根據需要作為實驗內容放在第4章后進行(2學時)。第7章的實驗,可作為前面相應章節的選做內容,或在課外進行,或采用其他教學方式來完成。
本書第1、2、7章由陳同占編寫,第3、4章由吳北玲編寫,第5、6、8章及附錄B由養雪琴編寫,附錄A由張梅編寫。全書由陳同占主編,杜普選主審。
本書在編寫過程中得到許多老師的關心和幫助,杜普選、高巖等對書稿提出了寶貴的建設性意見,聞躍為第8章、附錄B的編寫提供了大量資料,在此誠意致謝。
由于時間倉促、作者水平有限,書中必然會存在錯誤及不足之處,望讀者批評指正,提出寶貴意見。
作者
2003年5月目錄
目錄
第1章緒論1
11電路基礎實驗課的開設意義及目的1
12本課程的學習方法及要求2
121實驗要求2
122本課程與其他相關課程的聯系和區別4
123實驗課的學習方法6
13預習報告及實驗報告的要求及編寫7
131預習報告的編寫與要求7
132實驗報告的編寫與要求8
討論與思考9
第2章實驗基礎知識10
21實驗室供電系統及安全用電10
211實驗室供電系統10
212零線與保護地線的區別11
213電子儀器的動力電引入及其信號輸入輸出線的連接12
214安全用電13
22基本測量13
221電子基本測量的意義14
222電子基本測量的范圍14
223基本測量中的幾個問題14
23器件的安裝固定與連接16
231器件安裝固定與連接的發展過程17
232黑白圖的制作方法18
233面包板和通用板18
24測量結果的處理20
241列表法20
242曲線法21
25故障檢查與排除的一般方法22
251常見故障22
252排除故障的一般方法23
討論與思考25
第3章基本電子儀器原理與使用26
31概述26
32穩壓電源及信號源26
321直流穩壓電源27
322信號源28
33測量儀器儀表30
331萬用表30
332晶體管毫伏表34
333頻率計數器36
334示波器37
討論與思考48
實驗31函數發生器、直流穩壓電源及毫伏表的正確使用48
實驗32示波器的正確使用49
實驗33儀器性能研究50
第4章電子元器件的認知與應用52
41無源器件52
411電阻器53
412電位器57
413特殊電阻器58
414開關59
415電容器60
416電感器及互感器65
417繼電器68
418二極管69
419數碼管72
42有源器件73
421雙極型三極管73
422場效應管76
423晶閘管76
424運算放大器78
43表面安裝元件79
討論與思考79
實驗41器件識別與檢測80
實驗42器件特性研究80
實驗43器件的應用82
第5章電路的時域測量83
51電路的響應83
511零輸入響應83
512零狀態響應84
513完全響應84
514暫態響應及暫態響應波形的觀測方法85
52一階RC電路研究86
521一階RC時間常數的測量86
522一階RC積分電路89
523一階RC微分電路90
53二階RLC電路的時域特性90
531二階RLC串聯電路的響應91
532二階RLC串聯電路的狀態軌跡93
討論與思考94
實驗51一階RC電路的研究95
實驗52二階RLC電路的響應與狀態軌跡96
第6章電路的頻域測量99
61網絡函數99
62策動點阻抗的測量100
63傳輸電壓比的測量101
631逐點描繪測量法101
632頻率特性測試儀測量法102
64電平的概念102
65頻率特性曲線的繪制104
66RLC串聯諧振電路的測量104
661串聯諧振電路諧振頻率和品質因數的測量104
662諧振曲線和通頻帶的測量105
討論與思考106
實驗61策動點阻抗的測量106
實驗62一階RC電路頻率特性的研究107
實驗63二階RLC電路頻率特性的研究109
第7章實驗綜合與電路設計111
71概述111
72實驗綜合111
721實驗綜合的意義111
722實驗綜合任務112
723實驗綜合方法112
73電路設計113
731電路設計的一般步驟114
732選題立項114
733制訂方案114
734電路設計115
735搭接實驗電路119
736測試調整120
74設計實例120
741直流穩壓電源設計120
742加法器設計123
討論與思考124
實驗71儀器內阻對測量的影響124
實驗72特殊(幅度、頻率)信號的測量125
實驗730~60dB衰減器的設計與實現126
實驗74可變電阻網絡設計與實現126
實驗75整流電路研究127
實驗76數碼管的測試與應用127
實驗77繼電器的測試與應用128
實驗78整流與濾波電路的研究與設計129
實驗790~180°移相器的設計實現129
實驗710音頻分路電路的設計與實現130
實驗711接收機接收電路設計130
實驗712波形轉換電路的設計與實現131
實驗713555芯片輸出波形的觀測及振蕩頻率的確定132
實驗714基本運算單元電路的設計與實現132
實驗715反相器與比較器電路的設計與實現133
實驗716波形產生及波形轉換電路的設計133
實驗717四路直流穩壓電源的設計與實現134
實驗7183位半數字電壓、電流表的設計與實現134
第8章電路仿真135
81用虛擬工作臺方式仿真電路135
82直流工作點分析137
83交流分析138
84瞬態分析139
85參數掃描分析140
86直流小信號傳遞函數分析141
87零極點分析142
實驗81直流電路分析143
實驗82電路的時域分析145
實驗83電路的頻率特性147
附錄A常見儀器的使用說明150
A1MF30型萬用表150
A11功能簡介150
A12技術指標150
A13面板圖及說明150
A14使用方法及注意事項151
A2DT930FD型萬用表152
A21功能簡介152
A22技術指標153
A23面板圖及說明153
A24使用方法及注意事項153
A3ZX21a型旋轉式電阻箱156
A31技術指標156
A32面板圖及說明156
A33使用注意事項157
A4YB1631型功率函數發生器157
A41功能簡介157
A42技術指標157
A43面板圖及說明157
A44使用方法及注意事項159
A5YB1639型函數發生器159
A51功能簡介159
A52技術指標159
A53面板圖及說明160
A6YB1610函數信號發生器161
A61功能簡介161
A62技術指標161
A63面板圖及說明162
A64使用方法163
A7XD 22型低頻信號發生器164
A71功能簡介164
A72技術指標164
A73面板圖及說明165
A74使用方法及注意事項166
A8YB1731型直流穩壓電源166
A81功能簡介166
A82技術指標167
A83面板圖及說明167
A84使用方法 168
A9DA16FS雙路晶體管毫伏表168
A91功能簡介 168
A92技術指標169
A93面板圖及說明169
A94使用方法及注意事項169
A10YB2173交流毫伏表170
A101功能簡介170
A102技術指標170
A103面板圖及說明170
A104使用方法及注意事項171
A11YB4320雙蹤示波器172
A111功能簡介172
A112技術指標173
A113面板圖及說明174
A114使用方法及注意事項176
A12GOS620 20MHz雙蹤示波器177
A121功能簡介177
A122技術指標177
A123面板圖及說明179
A124使用方法181
附錄B電路仿真軟件MultiSim 2001使用簡介182
B1軟件界面182
B11Electronics Workbench 和MultiSim 2001簡介182
B12MultiSim 2001主窗口182
B13菜單欄183
B14設計工具欄186
B15元件工具欄和儀表工具欄186
B2軟件基本操作188
B21創建電路188
B22常用元件參數設置190
B23虛擬儀器193
參考文獻198