內容簡介
《電路電子技術實驗及設計教程(第2版)/21世紀高等學校電子信息工程規劃教材》是電路、電子技術實驗及設計教材。內容包括電路技術(包括信號與係統)實驗、模擬電子技術(包括高頻、低頻)實驗、數字電子技術實驗、電工技術實驗、附錄五篇。涵蓋瞭驗證實驗、綜閤實驗以及設計實驗(基礎設計、綜閤設計),附錄提供瞭實驗的基礎知識以及有關實驗的部分資料。同時為大部分實驗安排瞭基礎設計實驗,給齣瞭具體的設計方法及參考電路,以培養學生的創新思維及能力。
《電路電子技術實驗及設計教程(第2版)/21世紀高等學校電子信息工程規劃教材》不僅可以作為高等院校本科電類、非電類專業的實驗及設計教材,亦可作為高專及成人教育的專業教材,同時也可供從事電氣信息類實驗、電子設計和研製的工程技術人員參考。
內頁插圖
目錄
第一篇 電路、信號與係統
實驗一 電路元件與萬用錶
實驗二 直流電路的研究之一――疊加原理、比例性和電位
實驗三 直流電路的研究之二――戴維南定理、基爾霍夫定律
實驗四 受控源特性的研究
實驗五 伏安特性的研究
實驗六 多量程測量係統(係統設計Multisim)
實驗七 常用電子儀器
實驗八 一階電路的暫態過程
實驗九 研究正弦交流電路的相量關係
實驗十 元件與電路阻抗特性的研究與測試
實驗十一 串聯諧振的研究
實驗十二 無源濾波器的研究(綜閤設計)
實驗十三 耦閤電感的研究與測試
實驗十四 信號頻譜特性的研究之一――周期信號
實驗十五 信號頻譜特性的研究之二――閤成信號
實驗十六 離散信號頻譜和抽樣定理
實驗十七 綫性係統頻率特性的研究
第二篇 模擬電子技術
實驗一 二極管基本應用電路的設計
實驗二 單級放大電路研究之一――電路參數對靜態工作點、輸齣波形的影響
實驗三 單級放大電路研究之二――電路參數對動態指標的影響
實驗四 場效應管放大電路的研究與測試
實驗五 共集電極放大電路(射極輸齣器)的研究與測試
實驗六 多級放大電路的研究與測試
實驗七 負反饋放大電路的研究與測試(Multisim)
實驗八 差動放大電路的研究與測試
實驗九 集成運算放大器的應用研究之一――運算電路
實驗十 集成運算放大器的應用研究之二――有源濾波器
實驗十一 集成運算放大器的應用研究之三――信號發生電路(綜閤設計)
實驗十二 直流穩壓電源的研究與測試
實驗十三 小信號諧振放大器的研究與測試
實驗十四 LC振蕩器的研究與測試
實驗十五 LC正弦振蕩器的應用與設計
實驗十六 模擬乘法器的調幅與解調
實驗十七 調幅波解調――二極管峰值包絡檢波器
實驗十八 OCL低頻功率放大器(綜閤實驗)
實驗十九 溫度控製器(綜閤設計)
第三篇 數字電子技術
實驗一 TTL集成邏輯門的參數測試
實驗二 組閤邏輯電路的分析與設計之一――門電路
實驗三 組閤邏輯電路的分析與設計之二――門電路
實驗四 組閤邏輯電路的設計與應用(MSI)之――譯碼器/數據分配器
實驗五 組閤邏輯電路的設計與應用(MSI)之二――數據選擇器
實驗六 LED數字顯示係統設計(綜閤設計)
實驗七 鎖存器、觸發器及其應用
實驗八 時序邏輯電路的分析與設計
實驗九 集成計數器(分頻器)的分析與設計
實驗十 移位寄存器及其應用
實驗十一 555集成定時器及其應用
實驗十二 D/A、A/D轉換器
實驗十三 小汽車尾燈模擬控製係統設計(綜閤設計)
實驗十四 交通信號燈管理係統(MSI)(綜閤設計)
實驗十五 硬件描述語言(Verilog HDL)之一8位計數器的設計示例與分析
實驗十六硬件描述語言(Verilog HDL)之二――數字時鍾(係統設計)
實驗十七 硬件描述語言(Verilog HDL)之三――交通信號燈管理係統(綜閤設計)
第四篇 電工技術
實驗一 三錶法測量交流電路、元件的等效參數
實驗二 日光燈電路及其功率因數的研究
實驗三 單相變壓器
實驗四 三相交流電路
實驗五 三相電路功率及其相序的研究
實驗六 繼電接觸控製電路之一――三相異步電動機正、反轉控製電路
實驗七 繼電接觸控製電路之二――時間控製與行程控製電路(係統設計)
實驗八 PLC基礎實驗
實驗九 PLC應用-――交通信號燈管理係統
第五篇 附錄
附錄一 實驗基本知識
附錄二 部分常用集成電路外部引綫排列及功能錶
附錄三 數字多用錶――M9803R型颱式數字多用錶、MS8265數字多用錶
附錄四 GFG-8219A函數信號發生器
附錄五 LDS20205數字存儲示波器
附錄六 毫伏錶
附錄七 DSA815頻譜分析儀
附錄八 Multisim 11電子設計自動化軟件簡介
附錄九 STEP 7編程軟件的使用方法及S7-300的介紹
附錄十 FPGA實驗指導手冊
參考文獻
前言/序言
【聚焦前沿,精煉實踐】 《現代電子係統設計與仿真》(第二版) 是一部專為新世紀高等學校電子信息工程專業學生量身打造的精品教材。本教材在保持原有嚴謹學術性的基礎上,緊密追蹤電子技術和信息産業發展的最新動態,將理論知識與前沿技術深度融閤,旨在培養學生具備紮實的理論基礎、卓越的實踐能力以及麵嚮未來的創新思維。 核心內容聚焦與創新性: 本教材係統地闡述瞭現代電子係統的構建原理、設計流程、關鍵技術以及仿真驗證方法。內容涵蓋瞭從基礎的模擬電路、數字電路到復雜的數字信號處理、嵌入式係統、射頻電路等多個關鍵領域。我們摒棄瞭陳舊過時的概念,將目光聚焦於當前電子信息工程領域中最具活力和應用前景的技術方嚮。 模擬電路與信號處理: 除瞭對運算放大器、濾波器等經典模擬電路進行深入剖析,本教材更側重於介紹現代模擬電路設計中的關鍵考量,例如低功耗設計、高精度測量、噪聲抑製技術以及在傳感器接口電路中的應用。我們還會探討諸如高頻模擬設計在通信係統中的挑戰,以及如何通過元器件選擇和版圖設計來優化性能。 數字邏輯與係統設計: 本教材以邏輯門電路為起點,係統地講解瞭組閤邏輯和時序邏輯的設計方法。在此基礎上,重點介紹現代數字係統設計中不可或缺的硬件描述語言(HDL),如Verilog或VHDL,以及基於FPGA的數字係統實現方法。內容將深入探討狀態機設計、流水綫技術、並行處理以及如何優化時序和麵積。 微處理器與嵌入式係統: 嵌入式係統是現代電子信息産品的心髒。本教材將深入介紹微處理器的基本架構,包括CPU、內存、I/O接口等。隨後,我們將詳細講解嵌入式係統的開發流程,包括硬件選型、軟件開發環境搭建、操作係統(如RTOS)的應用、驅動程序編寫以及外設接口(如SPI, I2C, UART)的通信協議。教材還將通過實例,展示如何在嵌入式係統中實現復雜的控製算法和數據處理。 通信原理與射頻電路: 隨著移動通信、物聯網等技術的飛速發展,通信原理和射頻電路設計已成為電子信息工程的重要分支。本教材將從信息傳輸的基本原理齣發,介紹調製解調技術、編碼解碼技術、信道模型等。在射頻電路部分,我們將探討阻抗匹配、放大器設計、濾波器設計、振蕩器設計等關鍵技術,以及其在無綫通信係統中的應用。 現代信號處理技術: 數字信號處理(DSP)在現代電子係統中無處不在。本教材將詳細介紹離散時間信號與係統、傅裏葉變換、Z變換等核心概念。重點講解各種濾波器(FIR, IIR)的設計與實現,以及自適應濾波、譜估計等高級信號處理技術,並結閤實際應用案例,如音頻處理、圖像處理和通信信號分析。 電源技術與管理: 電子係統的穩定運行離不開高效可靠的電源。本教材將介紹綫性穩壓器、開關電源(Buck, Boost, Buck-Boost)等主流電源拓撲的原理與設計。同時,將重點關注低功耗電源管理技術、電池管理係統(BMS)以及在便攜式設備中的應用,探討如何優化電源效率和延長電池壽命。 電子係統設計流程與EDA工具: 除瞭理論知識,本教材還高度重視實際的設計流程和工具的使用。我們將詳細介紹從需求分析、方案設計、電路仿真、PCB設計到硬件調試的完整流程。教材將引導學生熟練掌握業界主流的EDA(Electronic Design Automation)工具,如Cadence, Altium Designer, PSpice等,並通過實例演示如何利用這些工具高效地完成電路設計和驗證。 實踐導嚮與創新培養: 本教材最大的特色在於其強烈的實踐導嚮。我們堅信,電子工程領域的學習和成長離不開動手實踐。因此,教材的每一個章節都緊密結閤實際工程應用,並設計瞭大量的實驗和項目。 精選實驗項目: 本教材精心設計瞭一係列具有代錶性的實驗項目,這些項目緊扣理論知識,涵蓋瞭模擬電路的搭建與調試、數字邏輯的實現與驗證、嵌入式係統的開發與應用、通信模塊的接口設計等。實驗項目的設計循序漸進,從基礎的元器件級實驗,到模塊級集成,再到係統級設計,旨在讓學生逐步掌握工程實踐的技能。 案例驅動的教學模式: 教材大量引用來自工業界的一綫設計案例,通過分析真實世界的電子産品和技術難題,幫助學生理解理論知識的實際應用價值。這些案例不僅展示瞭先進的技術理念,也揭示瞭工程師在實際工作中可能遇到的挑戰和解決方案。 仿真技術的深度融閤: 在現代電子工程設計中,仿真技術扮演著至關重要的角色。本教材將EDA工具的仿真功能貫穿於整個教學過程,鼓勵學生在設計過程中充分利用仿真來驗證電路的正確性、優化性能參數,並提前發現潛在的設計缺陷。我們將詳細介紹如何進行DC分析、AC分析、瞬態分析、噪聲分析以及濛特卡洛仿真等,幫助學生掌握利用仿真技術提升設計效率和可靠性的方法。 鼓勵創新思維與問題解決: 教材在設計實驗和項目時,注重為學生留有發揮創意的空間。我們鼓勵學生在掌握基本方法的基礎上,嘗試不同的設計方案,解決遇到的工程問題,並從中培養獨立思考和創新解決問題的能力。教材還會引導學生關注行業發展趨勢,思考未來電子技術可能的發展方嚮。 麵嚮未來與行業接軌: 《現代電子係統設計與仿真》(第二版)緻力於培養麵嚮未來的高素質電子信息工程人纔。教材緊密結閤當前和未來電子信息産業的發展需求,內容前瞻且實用。 緊貼行業發展趨勢: 教材內容緊跟物聯網(IoT)、人工智能(AI)、5G通信、大數據、智能製造等熱門技術領域,重點介紹與這些領域相關的電子技術基礎和設計方法。 培養工程素養: 除瞭技術知識,本教材還注重培養學生的工程素養,包括嚴謹的科學態度、細緻的設計方法、有效的溝通協作能力以及對質量和安全的重視。 為進一步深造和就業奠定堅實基礎: 本教材的內容深度和廣度,為學生繼續攻讀研究生學位或進入電子信息工程相關行業就業打下瞭堅實的基礎。學生通過本教材的學習,將能夠勝任從電路設計、係統集成到嵌入式開發、應用工程師等多種崗位。 結構與特點: 本書在結構上力求清晰、係統、易於理解。每一章節都以明確的學習目標開始,以關鍵概念的總結和習題結束,方便學生迴顧和鞏固所學知識。理論講解與實例分析相結閤,圖文並茂,生動形象。 循序漸進的章節安排: 從基礎概念到復雜係統,章節安排遵循邏輯順序,便於學生逐步掌握知識體係。 豐富的圖示與錶格: 大量采用電路圖、波形圖、流程圖、錶格等可視化錶達方式,使抽象的概念更加直觀易懂。 高質量的習題與思考題: 每章末都配有精心設計的習題,涵蓋瞭概念理解、計算分析和設計應用等多個層麵,以及啓發思考的題目,鼓勵學生深入探究。 《現代電子係統設計與仿真》(第二版) 是一本集理論深度、實踐廣度、技術前沿性和創新培養於一體的優秀教材。我們相信,它將成為電子信息工程專業學生在學習道路上不可或缺的良師益友,助力他們在快速發展的電子信息時代中脫穎而齣,成為未來的技術骨乾和創新者。