具体描述
基本信息
书名:电工电子技术实验指导 (高等院校精品规划教材)
：27.50元
售价：18.7元,便宜8.8元,折扣68
作者:朱菊霞
出版社：水利水电出版社
出版日期：2007-11-01
ISBN：9787508450803
字数：
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.4kg
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内容提要
目录
作者介绍
文摘
序言
电工电子技术实验指导 (高等院校精品规划教材) 内容简介 本书是一本为高等院校工科类专业学生量身定制的实验指导教材，旨在系统性地引导学生掌握电工电子技术的核心理论知识，并通过大量精心设计的实验，培养学生动手实践能力、分析问题和解决问题的能力，以及创新意识。本书紧密结合当前电工电子技术发展的最新趋势和研究热点，内容涵盖了从基础的电路分析到复杂的电子系统设计，力求为学生打下坚实的专业基础，为未来深入学习和从事相关领域的工作做好充分准备。 第一部分：基础电路实验 本部分是本书的基石，旨在让学生深入理解电路的基本概念、定律和分析方法。 实验一：欧姆定律与基尔霍夫定律验证 实验目的： 深刻理解和验证欧姆定律在直流电路中的普遍适用性，掌握基尔霍夫电压定律和电流定律在复杂直流电路分析中的应用。 实验内容： 搭建简单的串联、并联电阻电路，使用数字万用表测量各元件的电压和电流，验证欧姆定律。 设计包含多个电源和电阻的复杂直流电路，通过实验测量验证基尔霍夫电压定律（电路中各支路电压降之和等于电源电动势之和）和基尔霍夫电流定律（电路中任意节点流入电流之和等于流出电流之和）。 分析实验数据，对比理论计算值和测量值，探讨误差来源及减小误差的方法。 实验器件： 直流稳压电源、电阻箱、数字万用表、导线。 实验意义： 这是所有后续电路实验的基础，熟练掌握这些基本定律是分析和设计任何电工电子电路的必备技能。 实验二：RLC串联谐振电路特性分析 实验目的： 学习交流电路的分析方法，理解RLC串联电路的阻抗特性，掌握谐振现象及其条件，并分析谐振时电路的幅频特性和相频特性。 实验内容： 搭建RLC串联电路，使用信号发生器提供不同频率的正弦交流信号。 在不同频率下，测量电路中的总电压、总电流以及电感、电容、电阻上的电压。 绘制电路的总阻抗与频率的关系曲线，确定谐振频率。 在谐振频率附近，测量不同频率下的电流幅值，绘制幅频特性曲线（也称为选频特性曲线）。 记录谐振频率附近的相角变化，了解相频特性。 分析谐振时电路的功率因数和品质因数。 实验器件： 信号发生器、RLC元件（电感、电容、电阻）、数字万用表（或交流毫伏表）、示波器。 实验意义： 谐振电路在通信、滤波、振荡等领域有广泛应用，本实验有助于理解其工作原理和设计要素。 实验三：叠加定理与戴维南定理验证 实验目的： 掌握简化复杂线性电路分析的两种重要方法——叠加定理和戴维南定理，并进行实验验证。 实验内容： 叠加定理： 构建一个包含两个或多个独立电源的线性电路。首先，保持一个电源有效，将其他电源置零（电压源置短路，电流源置开路），测量某支路的电流或电压。重复此过程，对所有电源进行操作。最后，将各独立贡献叠加起来，得到该支路的最终电流或电压。实验测量结果与叠加理论计算值进行对比。 戴维南定理： 构建一个线性电路，选取电路中的某两个端点作为输出端。计算并联（或串联）负载接入时的等效电阻（开路电压下，将所有独立电源置零，计算输出端的等效电阻）。测量这两个端点之间的开路电压（即戴维南等效电压）。根据戴维南定理，将原电路等效为一个电压源（戴维南电压）和一个串联电阻（戴维南等效电阻）。在实际电路中接入不同阻值的负载，测量负载上的电压和电流，与理论计算值进行对比。 实验器件： 直流稳压电源（多个）、电阻箱、数字万用表、导线。 实验意义： 这两种定理是分析复杂电路的强大工具，能够极大地简化计算过程，提高分析效率。 第二部分：半导体器件与电路实验 本部分深入探讨半导体器件的特性及其在电路中的应用。 实验四：二极管特性测试与整流电路设计 实验目的： 学习二极管的基本伏安特性，理解单向导电性，并掌握二极管在整流电路中的应用，学习设计半波、全波和桥式整流电路。 实验内容： 二极管特性测试： 使用半导体器件特性图示仪或万用表，测试不同类型二极管（如普通二极管、稳压二极管）的正向和反向伏安特性曲线。分析二极管的导通电压、反向击穿电压等关键参数。 整流电路设计： 半波整流： 搭建基于单只二极管的半波整流电路，使用示波器观察输出电压波形，分析其失真情况和平均电压。 全波整流（中心抽头变压器）： 搭建基于中心抽头变压器和两只二极管的全波整流电路，观察输出电压波形，计算平均电压。 桥式整流： 搭建基于四只二极管的桥式整流电路，这是最常用的全波整流方式。观察输出波形，比较其与中心抽头变压器全波整流的优缺点。 滤波与稳压（选做）： 在整流电路输出端接入滤波电容，观察滤波效果，并尝试使用稳压二极管实现简单的稳压功能。 实验器件： 不同类型的二极管、中心抽头变压器、信号发生器（或交流电源）、滤波电容、电阻、示波器、数字万用表。 实验意义： 整流是电源电路的核心环节，几乎所有的电子设备都需要直流电源，因此整流电路的学习至关重要。 实验五：三极管（BJT）特性测试与放大电路设计 实验目的： 掌握三极管（BJT）的基本结构、工作原理，理解电流放大作用，并能设计和分析一个简单的单级共射放大电路。 实验内容： 三极管特性测试： 使用三极管特性图示仪或搭建电路，测试NPN型三极管的输出特性曲线（IC-VCE）和输入特性曲线（IB-VBE）。分析三极管的放大区、饱和区和截止区，确定关键参数如电流放大系数β。 单级共射放大电路设计： 设计一个基于固定偏置或分压偏置的单级共射放大电路。 选择合适的电路参数（偏置电阻、集电极电阻、旁路电容等），使三极管工作在放大区，并获得合适的静态工作点。 施加一个微小的正弦交流信号作为输入，使用示波器观察输出信号的波形，测量放大电路的电压增益、输入电阻和输出电阻。 分析放大电路的频率响应特性（可选）。 实验器件： NPN型三极管（如9013, 8050等）、电阻、电容、信号发生器、示波器、数字万用表。 实验意义： 放大电路是电子技术中最基本的电路单元，是实现信号处理、控制等功能的基础。 实验六：场效应管（FET）特性测试与共源放大电路 实验目的： 学习场效应管（FET）的结构和工作原理，理解其与BJT的区别，并能设计和分析一个简单的共源放大电路。 实验内容： 场效应管特性测试： 测试JFET或MOSFET的漏极特性曲线（ID-VDS）和转移特性曲线（ID-VGS）。理解其电压控制电流的特性，并确定跨导gm等参数。 共源放大电路设计： 设计一个基于自偏置或分压偏置的MOSFET（或JFET）共源放大电路。 选择合适的偏置电阻和负载电阻，确保场效应管工作在放大区。 施加输入信号，观察输出信号，测量放大电路的电压增益。 比较FET放大电路与BJT放大电路的特点（如输入阻抗、功耗等）。 实验器件： MOSFET或JFET（如2N7000, BS170等）、电阻、电容、信号发生器、示波器、数字万用表。 实验意义： 场效应管在集成电路设计中占有重要地位，了解其特性和应用有助于理解现代电子系统。 第三部分：集成电路应用实验 本部分聚焦于集成电路（IC）的广泛应用，特别是运算放大器（Op-amp）和逻辑门。 实验七：运算放大器（Op-amp）基本应用电路 实验目的： 深入理解运算放大器的理想特性，掌握其在基本模拟信号处理电路中的应用，如反相比例器、同相比例器、加法器、减法器、积分器和微分器。 实验内容： 理想运放模型验证： 搭建一个简单的反相比例器，输入一个正弦信号，观察输出信号，验证当闭环增益为-R2/R1时，输出信号是输入信号的放大（或衰减）并反相。 同相比例器： 搭建同相比例器，观察输入输出信号的关系，验证电压跟随器（增益为1）和一般同相比例器。 加法器与减法器： 搭建基于运放的多个输入信号的加法器和差分放大器，验证其叠加性和差值放大特性。 积分器与微分器： 搭建RC积分器和微分器电路，施加不同类型的输入信号（如正弦波、方波、三角波），观察输出波形，分析其数学运算功能，并了解实际电路中的局限性（如高频增益过大导致的噪声问题）。 有源滤波器（可选）： 设计并搭建一个简单的一阶或二阶有源低通或高通滤波器，观察其滤波效果。 实验器件： 通用运算放大器（如LM741, LM358等）、电阻、电容、信号发生器、示波器、直流稳压电源。 实验意义： 运算放大器是现代模拟电子电路的核心，其通用性和灵活性使其成为信号调理、滤波、控制等领域的基石。 实验八：数字逻辑门与组合逻辑电路 实验目的： 学习基本的数字逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR）的工作原理，理解真值表，并能设计和实现简单的组合逻辑电路。 实验内容： 基本逻辑门测试： 使用TTL或CMOS集成电路，分别测试AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR等逻辑门的输入输出关系，验证其真值表。 组合逻辑电路设计与实现： 译码器： 设计并实现一个2-4线译码器或3-8线译码器。 编码器： 设计并实现一个4-2线编码器或8-3线编码器。 多路选择器（MUX）： 设计并实现一个4选1或8选1的多路选择器。 加法器： 设计并实现一个半加器和全加器。 其他简单组合逻辑： 根据课程需求，实现其他根据逻辑表达式设计的组合电路，如比较器等。 逻辑电路的仿真与验证： 建议使用逻辑电路仿真软件（如Logisim, Multisim等）进行设计和初步验证，然后搭建实际电路进行实验。 实验器件： TTL或CMOS逻辑门集成电路（74LS系列或CD4000系列）、拨码开关（作为输入）、发光二极管（作为输出）、面包板、导线。 实验意义： 数字逻辑电路是数字电子技术的基础，是计算机、微处理器等现代数字系统的基石。 实验九：时序逻辑电路（触发器与寄存器） 实验目的： 学习时序逻辑电路的基本单元——触发器（Flip-flop）的工作原理，理解其状态存储特性，并能设计和实现简单的寄存器和移位寄存器。 实验内容： 触发器测试： SR触发器： 搭建SR触发器（门控SR触发器），观察其置位（S=1, R=0）、复位（S=0, R=1）和保持（S=0, R=0）状态，并理解无效输入（S=1, R=1）下的行为。 JK触发器： 搭建JK触发器（门控JK触发器），验证其置位、复位、保持和翻转（J=1, K=1）功能。 D触发器： 搭建D触发器，验证其数据锁存功能。 T触发器（可选）： 基于JK触发器实现T触发器，观察其翻转功能。 寄存器设计与实现： 数据存储器（寄存器）： 使用4个D触发器构建一个4位并行输入/并行输出寄存器。实现数据的并行写入和读出。 移位寄存器： 构建一个4位左移或右移移位寄存器。观察数据在寄存器中的逐位移动过程。 实验器件： JK触发器集成电路（如74LS73, 74LS107等）、D触发器集成电路（如74LS74）、SR触发器（可由NAND/NOR门搭建）、拨码开关、发光二极管、时钟信号发生器（或脉冲发生器）、面包板、导线。 实验意义： 时序逻辑电路是构成更复杂数字系统的基础，如计数器、状态机、存储器等，在数字系统设计中不可或缺。 第四部分：进阶与综合实验 本部分将前面学习的知识进行整合，并引入一些更具挑战性的实验。 实验十：数模混合电路与传感器应用 实验目的： 学习和实践数模混合电路的基本原理，了解传感器的工作原理，并尝试将传感器信号进行处理和输出。 实验内容： 数模转换（DAC）与模数转换（ADC）基础： DAC： 搭建一个简单的R-2R梯形DAC电路，输入数字信号，输出模拟电压，验证其转换精度。 ADC： 使用现成的ADC集成电路（如ADCCounter, Flash ADC等）或利用微控制器（如Arduino, STM32）的ADC功能，输入模拟信号，通过数字接口读取数字值，验证其转换过程。 传感器接口电路： 温度传感器： 连接温度传感器（如LM35, DS18B20），采集温度数据，并通过显示器（LED数码管或LCD）显示，或通过串口发送到计算机。 光敏电阻/光电二极管： 连接光敏器件，检测环境亮度，并根据亮度变化控制LED的亮灭或控制一个小电机。 霍尔传感器： 演示霍尔传感器对磁场的响应，可用于接近开关或计数。 简单的自动控制系统（可选）： 结合前面学习的运算放大器、数字逻辑和传感器，设计一个简单的闭环控制系统，例如基于光照强度的自动台灯亮度调节，或基于温度的恒温控制。 实验器件： DAC/ADC芯片、微控制器（可选）、各种传感器（温度、光、磁等）、LED数码管/LCD显示屏、驱动电路、运算放大器、面包板、导线。 实验意义： 现实世界的很多信息是模拟的，而计算机处理的是数字信号。数模混合电路是连接这两者的桥梁，传感器则是感知世界的“眼睛”和“耳朵”。 实验十一：电子测量技术与仪器使用 实验目的： 熟练掌握常用电子测量仪器的使用方法，如示波器、信号发生器、数字万用表、函数发生器、频谱分析仪（可选），并能利用它们进行电路的参数测量和性能分析。 实验内容： 示波器高级应用： 学习示波器的触发模式、光标测量、数学运算功能（如FFT），测量信号的幅值、频率、周期、相位差、上升/下降时间等。 信号发生器与函数发生器： 学习生成不同波形（正弦波、方波、三角波、任意波形）和频率的信号，并进行调制（AM, FM等，可选）。 数字万用表： 熟练使用万用表测量直流/交流电压、直流/交流电流、电阻、二极管压降、通断。 LCR表（可选）： 测量电感、电容、电阻的参数，了解其频率特性。 实际电路的参数测量： 利用上述仪器，对前面实验中设计的放大电路、滤波器等进行更精确的参数测量和性能评估，对比实验结果与理论值，分析误差。 故障诊断与排除（模拟）： 针对一些典型的电路故障（如元件损坏、接线错误），学习如何利用测量仪器进行诊断和排除。 实验器件： 示波器、信号发生器/函数发生器、数字万用表、LCR表（可选）、频谱分析仪（可选）、各种实验电路板。 实验意义： 熟练掌握电子测量仪器是进行电子系统设计、调试和维护的关键技能。 实验十二：微控制器（MCU）基础应用（如Arduino/STM32） 实验目的： 学习微控制器的基本结构和工作原理，掌握嵌入式程序设计的基本方法，并能利用微控制器实现简单的控制和数据采集功能。 实验内容： MCU开发环境搭建： 安装相应的集成开发环境（IDE），了解编程语言（如C/C++）。 GPIO端口操作： 实现LED的闪烁（控制IO输出），读取按键输入（控制IO输入）。 定时器与中断： 使用定时器实现精确延时，利用外部中断响应按键事件。 ADC与DAC（若MCU支持）： 实现模拟信号的采集（如读取电位器或传感器）和输出（如控制PWM信号）。 通信接口（UART, SPI, I2C）： 实现MCU与PC之间的串口通信，或与外围模块（如传感器、显示器）进行通信。 综合项目： 设计一个简单的项目，例如： 一个简单的电子时钟。 一个基于超声波传感器的距离测量仪。 一个简单的温湿度监测仪并数据上传。 一个简易的直流电机速度控制器。 实验器件： 微控制器开发板（如Arduino Uno, STM32 Nucleo等）、USB数据线、LED、按键、电位器、传感器（超声波、温湿度等）、数码管/LCD显示屏、电机驱动模块、杜邦线。 实验意义： 微控制器是现代电子产品智能化和自动化实现的核心，掌握MCU编程将极大地扩展学生在嵌入式系统和物联网领域的应用能力。 本书特点： 1. 理论与实践紧密结合： 每个实验都围绕特定的理论知识点展开，通过实验加深对理论的理解，同时实验结果的分析也反过来印证和巩固理论。 2. 循序渐进，难度递增： 实验内容从基础的直流电路开始，逐步深入到半导体器件、集成电路、数模混合以及嵌入式系统，符合学生学习的认知规律。 3. 内容丰富，覆盖面广： 涵盖了电工电子技术领域的核心内容，力求为学生提供一个全面而系统的实验训练平台。 4. 注重工程实践能力培养： 鼓励学生独立思考、设计和排查问题，培养严谨的科学态度和创新精神。 5. 实验设计合理，易于操作： 实验项目在保证教学效果的前提下，尽量选用成本较低、易于获取的实验器材，并考虑了实验的可重复性和安全性。 6. 配套资源丰富（如配套PPT、视频）： （此处为示例，实际本书可能包含或不包含，但为使简介更饱满而加入）本书可能提供丰富的配套资源，如详细的实验指导PPT、关键实验步骤的教学视频、仿真软件的使用指南等，方便学生课前预习、课后复习和深入探究。 适用对象： 本书适用于高等院校电子信息工程、自动化、电气工程及其自动化、通信工程、测控技术与仪器等工科专业的本科生。也适用于对电工电子技术感兴趣的函授生、研究生以及从事相关技术工作的工程师。 通过本实验指导，学生将能够： 掌握电工电子技术的基本原理和分析方法。 熟练操作和使用各种电工电子实验仪器。 具备设计、搭建和调试基本电子电路的能力。 培养解决实际工程问题的能力和科学创新精神。 本书旨在成为学生在电工电子技术学习道路上的得力助手，为他们未来的学习和职业生涯奠定坚实的基础。
