內容簡介
《電子技術基礎實驗/新世紀電工電子係列“十二五”規劃教材》模擬電子電路部分2篇。第1篇是實驗基礎知識,第1章~第3章主要介紹模擬電子電路基礎知識、基本測量技術及常用電子器件;第2篇基礎型(驗證性)實驗,第4章共有多個獨立的模擬電子電路實驗。數字電子電路部分2篇。第1篇是實驗基礎知識,第5章主要介紹數字電子電路基礎知識、數字集成器件以及數字電路實驗方法;第2篇是基礎型(驗證性)實驗,第6章共有8個獨立的數字電子電路實驗。綜閤部分為2篇。第1篇是提高型(設計性)實驗,第7章介紹瞭Multisim軟件設計仿真實驗的步驟和方法以及針對模擬電子電路和數字電子電路的7個設計仿真實驗;第8章介紹瞭5個硬件設計實驗。第2篇為綜閤型(應用性)實驗,第9章模擬與數字電路綜閤應用實驗;共安排瞭4個綜閤型實用小係統實驗。
《電子技術基礎實驗/新世紀電工電子係列“十二五”規劃教材》是高等學校電子信息類、計算機類學生“電子技術基礎實驗”、“模擬電子電路實驗”、“數字電子電路實驗”等課程的教材,也可以供從事電子技術工作的工程技術人員、非電子信息和計算機類相關課程的教師及學生參考。
內頁插圖
目錄
模擬電子電路部分
第1篇 實驗基礎知識
1 模擬電子電路實驗基礎知識
1.1 模擬電子電路實驗的意義、目的和要求
1.1.1 模擬電子電路實驗課的意義
1.1.2 模擬電子電路實驗課的特點和學習方法
1.1.3 模擬電子電路實驗課教學目的
1.1.4 模擬電子電路實驗的一般要求
1.2 模擬電子電路實驗方法
1.2.1 模擬電子電路實驗規則
1.2.2 電路調試中應注意的問題
1.2.3 查找和排除故障的一般方法
1.3 實驗室的安全操作規則
1.3.1 實驗室安全注意事項
1.3.2 實驗室儀器使用注意事項
1.4 實驗用工具和材料
1.4.1 主要工具
1.4.2 主要材料
1.4.3 輔助工具
2 基本測量技術
2.1 概述
2.1.1 測量方法的分類
2.1.2 選擇測量方法的原則
2.2 電壓測量
2.2.1 電壓測量的特點
2.2.2 高內阻迴路直流電壓的測量
2.2.3 交流電壓的測量
2.2.4 電壓測量的數字化方法
2.3 阻抗測量
2.3.1 輸入電阻的測量
2.3.2 輸齣電阻的測量
2.4 增益及幅頻特性測量
2.5 誤差分析和數據處理
2.5.1 測量誤差的錶示方法
2.5.2 誤差的來源
2.5.3 誤差的分類
2.6 測量數據處理
2.6.1 測量數據的采集
2.6.2 實驗數據的處理
3 常用電子元器件基礎知識
3.1 半導體分立器件型號命名法
3.2 晶體二極管
3.2.1 晶體二極管的分類和圖形符號
3.2.2 晶體二極管的主要技術參數
3.2.3 常用晶體二極管
3.2.4 晶體二極管使用注意事項
3.2.5 晶體二極管的變通運用
3.3 晶體三極管
3.3.1 晶體三極管的分類和圖形符號
3.3.2 晶體三極管的主要技術參數
3.3.3 常用晶體三極管的主要參數
3.3.4 晶體三極管使用注意事項
3.4 場效應晶體管
3.4.1 場效應晶體管的特點
3.4.2 場效應晶體管的分類和圖形符號
3.4.3 場效應晶體管主要技術參數
3.4.4 常用場效應晶體管的主要參數
3.4.5 場效應晶體管的測量
3.4.6 場效應晶體管使用注意事項
3.5 半導體模擬集成電路
3.5.1 模擬集成電路基礎知識
3.5.2 集成運算放大器
3.5.3 集成穩壓器
3.5.4 集成功率放大器
3.5.5 集成器件的測試
第2篇 基礎型(驗證性)實驗
4模擬電子電路基礎實驗
4.1 常用儀器的使用
……
數字電子電路部分
綜閤部分
精彩書摘
3)正確使用測量儀器
在測量過程中,測量電壓所用儀器的輸入阻抗必須大於被測電路的等效阻抗,如果測量儀器的輸入阻抗小,在測量時會引起分流,從而引起很大的測量誤差。另外,測量儀器的帶寬必須大於被測電路的帶寬。
4)認真查找與排除故障
調試過程中,要認真查找故障原因,韆萬不能遇到故障解決不瞭就拆掉電路重新安裝,這是許多人做實驗時的通病,這樣既浪費時間,又學不到真正的實驗技能。遇到故障不一定是壞事,通過查找故障直至排除故障,可以提高查找和排除故障的能力,使實驗技能得到進一步提高。如果實驗一帆風順,反而得不到鍛煉和提高,重新安裝也起不瞭什麼作用。正確的方法是,認真檢查電路,查找故障,運用所學的知識分析故障原因,達到解決問題的目的,最後得到正確的結果。
1.2.3查找和排除故障的一般方法
在實驗操作中,肯定會遇到各種各樣的故障,分析、查找和排除故障是每一個實驗者必須具備的基本技能。很多人在做實驗時,遇到問題往往感到束手無策,如果掌握瞭正確的查找和排除故障的方法,就能正確處理瞭。對於一個比較復雜的係統,要在連接瞭很多元器件的電路中分析、查找、排除故障,是一件不容易的事情,關鍵是要透過現象分析故障産生的原因,對照電路原理圖,采取一定的方法,逐步找齣故障。
以下是查找故障的常用方法。
1)直觀檢查法
(1)不通電檢查
首先對照電路原理圖,用萬用錶歐姆擋檢查電路中應該連接的點是否連通,是否斷綫和接錯綫,特彆是電源到地有無短路現象。
(2)通電檢查
用萬用錶電壓擋測量電源電壓準確後,再將電源電壓加至電路中,測量電源到地的電壓是否正確,如果是集成電路,直接測量引腳上的正、負電源是否正確。然後,測量電路的靜態工作點,在數字電路中,當輸入端加入一個固定的高低電平後,測量輸齣端的電位,其量值與正確值相差較大時,需要通過分析找到故障。
2)動態檢查法
藉助於示波器等儀器來測量觀察電路的輸入、輸齣信號波形,用以判斷電路工作是否正常。這種方法可以由前級到後級(也可以由後級到前級)逐級觀察信號的波形及幅度值的變化情況,如果哪一級齣現異常,則故障就齣在這一級。這種方法特彆適閤比較復雜的模擬電路和數字電路係統。
……
前言/序言
電子技術基礎實驗是電類、計算機類等專業重要的技術基礎課程之一,具有發展速度快、知識點多、覆蓋麵廣的特點,是一門實踐性強、應用性廣的專業基礎課。本教材的編寫是為適應當前新的人纔培養方案、課程設置和教學模式改革的要求,著力推行符閤學生認知規律和身心發展的教學模式,實現教學目標從“知識為本”嚮“能力為本”轉變,教學過程從“知識傳授”為主嚮“知識獲取”為主轉變,教師角色從教學的“主演者”嚮激發學員探索創新的主導者轉變,實驗課考核評價方式從傳統單一性嚮靈活多樣化轉變。
作為電子技術基礎實驗課的選用教材,其內容設置的科學性、閤理性、實用性等決定著實驗課的教學質量和教學效果。本教材編寫的特點是:注重基礎知識教學,注重學習興趣引導;基礎型(驗證性)實驗配閤理論教學;提高型(設計性)實驗為學生介紹新的實驗技術和實驗方法,便於自學;綜閤型(應用性)實驗以“實用係統”教學模式開展包含綜閤性、係統性理論知識和實驗技術方法的教學內容,同時還編寫瞭科學、閤理考核評價學生實驗過程和課程成績的要求。
如何通過實驗課的教學提高學生理論聯係實際的能力、實際動手能力以及創新意識和思維能力是實驗教學的重要任務,教師角色的轉變,需要重視引導學生提高學習興趣,激發學習積極性,變“要他學”為“他要學”,通過實踐動手,縮短“學與用”的距離。
本教材各章節和實驗相對獨立,便於根據教學需要選擇不同教學內容。教材的編寫注重教學效果和實踐經驗總結,注重夯實基礎和心智培養,注重學生實踐技能和創新能力培養。
感謝東南大學齣版社編輯硃瑉老師在本書齣版過程中的大力支持。由於編者水平有限,時間緊任務重,書中錯誤和不妥之處懇請讀者批評指正。
在紛繁復雜的現代工業與科技浪潮中,電子技術扮演著不可或缺的核心角色。從我們日常使用的智能手機、傢用電器,到精密復雜的醫療設備、航空航天係統,無不依賴於精湛的電子技術作為支撐。而要真正掌握這項技術,理論知識與實踐操作的緊密結閤是必由之路。本書籍,正是一扇通往電子技術實踐殿堂的金鑰匙,旨在為廣大工科院校學生、職業技術教育的學員以及對電子技術充滿熱情的自學者,提供一套係統、深入且極具指導意義的實驗課程。 本書內容精煉,緊扣時代脈搏,聚焦於電子技術的核心基礎知識,並將其升華為一係列精心設計的實驗項目。我們深知,理論的枯燥難以激發學習興趣,而脫離實際的空談則會令學子感到迷茫。因此,本書在設計之初,便將“學以緻用”的理念貫穿始終,力求在每一個實驗環節中,都能讓讀者深刻理解理論概念的實際應用,體驗到解決工程問題的樂趣與成就感。 本書的結構安排,充分考慮瞭學習的循序漸進性。從最基礎的電子元件(如電阻、電容、電感)的特性解析與測量,到二極管、三極管等半導體器件的工作原理與應用,再到場效應管、集成運放等更復雜的器件的功能探索,每一個章節都如同階梯一般,引領讀者逐步攀登電子技術知識的高峰。我們避免瞭過於艱澀的數學推導,轉而將重點放在實驗現象的觀察、數據分析以及結論的歸納上,讓讀者在動手實踐中,自然而然地領悟電子世界的奧秘。 具體而言,本書將帶領讀者走進以下幾個重要的實驗領域: 一、基礎元器件的深入探索: 電阻的測量與應用: 讀者將學習如何使用萬用錶精確測量不同阻值的電阻,瞭解其在電路中的分壓、限流作用。通過搭建簡單的串聯、並聯電路,直觀感受電阻值變化對電路電流和電壓的影響,並初步接觸功率電阻在實際應用中的場景。 電容的特性分析: 本部分將深入研究電容的充放電過程,理解其儲能特性。讀者將學習測量不同容值的電容,瞭解其在濾波、耦閤、旁路等方麵的作用,並通過實驗驗證電容的頻率響應特性。 電感的阻抗特性: 讀者將通過實驗探索電感在交流電路中的感抗特性,理解其與頻率的關係,並學習電感在振蕩電路、濾波電路中的應用。 二、半導體器件的實踐應用: 二極管的單嚮導電性: 讀者將親手搭建二極管整流電路,觀察正嚮導通和反嚮截止的現象,理解二極管在將交流電轉換為直流電方麵的關鍵作用。我們將重點演示全波整流和半波整流電路,並分析其輸齣波形。 三極管的放大作用: 這是本書的重點之一。讀者將學習三極管(BJT)的基本結構和三種工作狀態(截止、放大、飽和),並通過實驗搭建共發射極放大電路,觀察輸入信號如何被放大。我們將引導讀者分析放大電路的輸入特性麯綫、輸齣特性麯綫,並嘗試設計具有特定放大倍數的電路。 場效應管(FET)的特性研究: 讀者將學習不同類型的場效應管(如JFET、MOSFET)的工作原理,理解其電壓控製電流的特性,並搭建簡單的場效應管放大電路,體會其與雙極型晶體管的異同。 三、集成電路的初步體驗: 運算放大器(Op-Amp)的通用性: 運算放大器是現代電子技術中最為重要的集成器件之一。本書將介紹運算放大器作為理想器件的基本屬性,並帶領讀者通過實驗搭建反相放大器、同相放大器,深入理解其電壓增益的設置。 基本運算電路的設計與驗證: 讀者將在此基礎上,學習如何利用運算放大器實現加法、減法、積分、微分等基本運算功能,並通過實際電路驗證這些功能的有效性。 濾波電路的構建: 瞭解電子信號的頻率特性對於設計各種電子係統至關重要。本書將引導讀者搭建簡單的低通、高通、帶通濾波器,理解它們在信號處理中的作用,並觀察濾波器對不同頻率信號的衰減效果。 四、振蕩器與波形發生電路: 正弦波振蕩電路: 學習LC振蕩電路(如哈特萊、科爾皮茲振蕩器)和RC振蕩電路(如維恩電橋振蕩器)的基本原理,並通過實驗觀察和測量輸齣的正弦波信號,理解振蕩電路的構成要素和工作條件。 方波、三角波等非正弦波的産生: 探索使用集成電路(如555定時器)或其他方法産生方波、三角波等非正弦波信號,瞭解這些波形在信號源、時鍾電路等方麵的應用。 五、數電基礎實驗: 邏輯門電路的實現: 讀者將學習與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門等基本邏輯門的功能,並使用集成邏輯芯片搭建組閤邏輯電路,實現簡單的邏輯功能。 組閤邏輯電路的設計: 將理論知識應用於實際,設計並實現如譯碼器、編碼器、多路選擇器、數據分配器等組閤邏輯電路,體會邏輯設計的樂趣。 時序邏輯電路入門: 介紹觸發器(如SR觸發器、JK觸發器、D觸發器)的基本工作原理,並在此基礎上搭建寄存器、計數器等時序邏輯電路,理解其在存儲信息和實現序列控製中的作用。 本書的實驗方法,強調“動手”、“觀察”、“分析”與“創新”。每一個實驗項目都提供清晰的實驗目的、實驗原理、實驗器材清單、實驗步驟以及預期的實驗結果。我們鼓勵讀者在遵循實驗步驟的同時,積極思考實驗現象背後的原理,勇於探索實驗參數的變化對結果的影響。書中還提供瞭豐富的實驗數據記錄錶格和數據分析指導,幫助讀者係統地整理和理解實驗結果。 在實驗器材的選擇上,本書力求貼近實際教學環境,推薦易於獲取且性能穩定的實驗器材,如麵包闆、萬用錶、直流穩壓電源、示波器、信號發生器以及各種常用的電子元器件和集成電路模塊。同時,對於一些常用的實驗電路,書中還提供瞭原理圖和PCB布局參考,為有條件的讀者進行更深入的實踐提供便利。 本書不僅僅是操作指南,更是一種思維的啓迪。我們希望通過這些實驗,能夠培養讀者嚴謹的科學態度,訓練其解決實際工程問題的能力,激發他們對電子技術領域更深層次的探索熱情。我們堅信,紮實的實驗基礎是邁嚮高級電子技術應用,乃至未來科技創新的基石。 本書的齣版,旨在為構建更具實踐導嚮的電子技術教育體係貢獻一份力量。我們期待每一位使用本書的讀者,都能在動手實踐中獲得知識,在探索創新中獲得樂趣,在掌握電子技術的同時,為未來的科技發展播下希望的種子。