电路与电子实验教程及计算机仿真(附CD-ROM光盘一张)/普通高等教育规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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卓郑安 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111105428

商品编码：29739497646

包装：平装

出版时间：2002-08-01

基本信息

书名:电路与电子实验教程及计算机仿真(附CD-ROM光盘一张)/普通高等教育规划教材

：18.00元

售价：12.2元,便宜5.8元,折扣67

作者:卓郑安

出版社：机械工业出版社

出版日期：2002-08-01

ISBN：9787111105428

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版次：1

装帧：平装

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内容提要

本书列入普通高等教育规划教材，主要总结了在电路和电子技术实验方面长期的教学经验，深入浅出地介绍了电路实验、模拟电子技术实验和数字电子技术实验、电机与控制实验及计算机仿真实验。突出重点和难点，可操作性强。对各相关实验均进行了计算机仿真，并给出仿真结果及操作光盘。仿真实验简明易读，实用性强。
　　本书特色是力求使验证性实验和设计性实验相结合，使传统实验和计算机仿真实验相结合，使软件仿真和硬件仿真相结合。
　　本书可作为高等学校电气信息类和其他相近专业的本、专科生教材，也可供有关工程技术人员参考。

目录

前言
对实验报告的要求
章 电路与电子实验基础知识
1.1 常用电子仪器的使用
1.2 电路与电子测量基本知识及安全用电
1.3 常用电子电路设计的安装调试及常见故障的检查
第二章 电路实验
2.1 电路基础实验
2.2 动态电路实验
2.3 正弦电路实验
2.4 三相交流电路实验
2.5 二端口网络实验
2.6 异步电动机控制实验
2.7 电路的计算机仿真实验
第三章 模拟电子技术实验
3.1 基本放大电路实验
3.2 两级放大电路实验
3.3 集成运算放大电路实验
3.4 功率放大电路实验
3.5 集成稳压电路实验
3.6 模拟电子技术的计算机仿真实验
第四章 数字电子技术实验
4.1 集成逻辑门电路及组合逻辑电路实验
4.2 触发器及时序逻辑电路实验
4.3 脉冲波形的产生和整形电路
4.4 数字电子技术的计算机仿真实验
第五章 电路与电子实验的计算机仿真
5.1 OrCAD、PSpice9.1简介
5.2 EWB简介
5.3 ISP简介
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《基础电路分析与仿真技术》 第一部分：电路基础理论与核心概念 本书旨在为读者提供扎实的电路分析基础，深入剖析各类电路元件的特性、工作原理以及它们在不同电路拓扑中的相互作用。我们将从最基本的概念出发，逐步引导读者理解电荷、电流、电压、电阻、电容、电感等核心物理量，以及它们在电路中的意义与量纲。 1. 直流电路分析： 欧姆定律与基尔霍夫定律： 我们将详细讲解欧姆定律 ($V = IR$)，阐明电压、电流和电阻之间的线性关系，并重点介绍在复杂电路分析中不可或缺的基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。通过大量的实例，读者将学会如何运用这些基本定律搭建电路方程，求解节点电压和支路电流。 电路等效变换： 学习串联、并联电阻的等效计算方法，以及戴维南定理和诺顿定理等电源等效变换技术。这些工具能够极大地简化复杂电路的分析过程，使问题化繁为简。 节点分析法与网孔分析法： 深入探讨两种系统性的电路分析方法——节点分析法（基于KCL）和网孔分析法（基于KVL）。我们将剖析其构建方程的步骤、变量的定义以及求解过程，并提供不同类型电路的对比分析，帮助读者选择最适合的分析工具。 二端口网络分析： 介绍二端口网络的定义、端口参数（如阻抗参数z、导纳参数y、混合参数h），以及它们之间的转换关系。重点分析串联、并联、级联等二端口网络的组合特性，为后续更复杂的系统分析打下基础。 电容和电感元件的特性： 详细阐述电容的充放电过程、电感存储磁场能量的特性，以及它们在直流电路中的行为（稳态时电容视为开路，电感视为短路）。理解其动态特性对于分析瞬态过程至关重要。 2. 交流电路分析： 相量法与复数运算： 引入相量概念，将时域的交流信号转化为复数域表示，极大地简化了正弦稳态电路的分析。详细介绍复数的加减乘除运算在电路分析中的应用。 阻抗与导纳： 深入理解电阻、电容、电感在交流电路中的复阻抗表示形式，以及它们之间的串并联计算。引入导纳概念，并分析RLC串联和并联谐振电路的特性，包括谐振频率、品质因数和带宽。 交流功率分析： 讲解瞬时功率、平均功率、视在功率和无功功率的概念，以及功率因数及其提高方法。重点分析三相交流电路的连接方式（星形、三角形）和功率计算。 二阶电路瞬态分析： 分析含有电容和电感的二阶电路在开关动作后的瞬态响应，包括过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三种情况，并讲解求解微分方程的方法。 3. 信号与系统基础： 傅里叶级数与傅里叶变换： 介绍周期信号的傅里叶级数分解和非周期信号的傅里叶变换，理解信号的频谱特性。这为分析电路对不同频率信号的响应提供了理论基础。 拉普拉斯变换： 引入拉普拉斯变换，将时域的微分方程转化为复频域的代数方程，简化了瞬态响应的求解。详细介绍常用的拉普拉斯变换对和性质，以及逆拉普拉斯变换的应用。 线性时不变（LTI）系统： 定义LTI系统的概念，以及卷积定理在系统分析中的作用。理解系统的频率响应和瞬态响应。 第二部分：电子元件特性与基本电路设计 本部分将深入探讨各类电子元件的物理特性、工作原理及其在实际电路中的应用，并引导读者进行一些基础的电子电路设计。 1. 半导体器件基础： PN结特性： 详细讲解PN结的形成、伏安特性曲线，以及正向偏置、反向偏置和零偏置下的工作状态。 二极管： 介绍各种类型二极管（如普通二极管、稳压二极管、发光二极管）的结构、工作原理和应用。重点讲解二极管在整流、限幅、钳位电路中的作用。 三极管（BJT）： 深入剖析双极结型晶体管（BJT）的结构（NPN和PNP）、工作区域（截止、放大、饱和），以及基极、集电极、发射极电流之间的关系。讲解BJT的放大作用和开关作用，并介绍其基本放大电路（共发射、共集电极、共基极）。 场效应管（FET）： 介绍结型场效应管（JFET）和金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）的结构、工作原理和伏安特性。重点讲解MOSFET的增强型和耗尽型，以及其在高输入阻抗和开关应用中的优势。 2. 放大电路设计： 单级放大电路： 分析共发射放大电路的静态工作点设置（偏置电路），动态输出电阻、输入电阻和电压增益的计算。讲解反馈在放大电路中的作用，如负反馈对增益、带宽和失真的影响。 多级放大电路： 介绍直接耦合、阻容耦合、变压器耦合等放大电路的耦合方式。分析级联放大电路的整体增益、输入输出阻抗和频率响应。 运算放大器（Op-Amp）： 详细介绍运算放大器的基本组成、理想运放模型及其重要特性（高开环增益、高输入阻抗、低输出阻抗）。重点讲解同相、反相放大器、电压跟随器、加法器、减法器、积分器、微分器等基本应用电路。 有源滤波器设计： 运用运算放大器设计低通、高通、带通和带阻滤波器，并分析滤波器的阶数、截止频率和阻带衰减。 3. 振荡电路与信号产生： 正弦波振荡器： 讲解正弦波振荡器的工作原理，介绍RC振荡器（移相、文氏电桥）和LC振荡器（哈特莱、科尔皮兹、克拉普）的电路结构和振荡条件。 非正弦波振荡器： 介绍方波、三角波、锯齿波等非正弦波的产生方法，如多谐振荡器、施密特触发器。 4. 数字电路基础（选讲）： 逻辑门电路： 介绍基本逻辑门（与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门）的逻辑功能和真值表。 组合逻辑电路： 讲解编码器、译码器、多路选择器、数据分配器等组合逻辑电路的设计与应用。 时序逻辑电路： 介绍触发器（SR、JK、D、T触发器）的工作原理，以及寄存器、计数器等基本时序逻辑电路的设计。 第三部分：计算机仿真技术在电路分析与设计中的应用 本部分将引导读者掌握使用专业的电路仿真软件进行电路分析和设计的技能，从而提高学习效率，加速设计过程，并深入理解电路的动态行为。 1. SPICE仿真软件概述： SPICE的基本原理： 介绍SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）仿真软件的核心思想——节点电压法和电流法，以及其数值计算方法（如欧拉法、虎克法）。 SPICE网表编写： 详细讲解SPICE网表（Netlist）的结构和语法，包括节点定义、元件声明、电源定义、分析命令和输出控制。读者将学会如何手动编写网表来描述电路。 SPICE仿真类型： 直流工作点分析（.OP）： 求解电路的直流稳态工作点。 直流扫描分析（.DC）： 扫描一个或多个直流电源的值，观察电路参数的变化。 瞬态分析（.TRAN）： 模拟电路在时间轴上的动态响应，观察电压、电流随时间的变化。 交流小信号稳态分析（.AC）： 求解电路在不同频率下的稳态响应（幅度-频率特性、相位-频率特性）。 傅里叶变换分析（.FOUR）： 对瞬态分析结果进行傅里叶变换，提取信号的频谱信息。 噪声分析（.NOISE）： 分析电路的噪声贡献。 参数扫描分析（.STEP, .SWEEP）： 扫描元件参数的变化，观察电路性能的影响。 2. 常用SPICE仿真软件操作（以LTspice或Multisim为例）： 软件界面介绍： 熟悉软件的工作界面，包括原理图绘制窗口、元件库、仿真设置面板、波形显示窗口等。 原理图绘制： 学习如何从元件库中选择所需元件，并在原理图上进行连接，形成电路图。 设置仿真参数： 掌握如何根据分析需求设置仿真类型、时间步长、终止时间、频率范围等参数。 运行仿真与结果分析： 学习如何运行仿真，并在波形显示窗口中观察电压、电流、功率等波形。学会使用光标、探针等工具进行精确测量。 高级仿真技巧： 受控源的应用： 掌握电压控制电压源（VCVS）、电流控制电压源（VCIS）、电压控制电流源（VCCS）、电流控制电流源（CCIS）的仿真。 受控开关与受控二极管： 学习仿真中如何使用受控开关和二极管。 模型文件（.MODEL）与子电路（.SUBCKT）： 学习如何导入外部元件模型文件，或定义和调用子电路，以仿真更复杂的集成电路。 参数化设计： 利用参数化元件和分析命令，实现对电路参数的灵活调整和优化。 版图提取仿真： 介绍如何将绘制的版图信息提取并进行仿真分析（如针对集成电路设计）。 3. 仿真在电路分析与设计中的具体应用实例： 复杂电路的瞬态响应仿真： 模拟二阶电路、RC滤波器、RLC振荡电路在开关跳变、阶跃输入等情况下的瞬态行为。 交流电路频率响应分析： 仿真放大器、滤波器等电路的幅频特性和相频特性曲线，直观理解其滤波效果或放大特性。 非线性电路仿真： 仿真二极管、三极管、MOSFET等非线性元件构成的电路，观察其在不同偏置下的行为。 电源电路仿真： 仿真整流滤波电路、稳压电路的输出波形和稳压精度。 传感器与驱动电路仿真： 仿真传感器信号的处理电路、电机驱动电路等。 数字电路行为仿真： （若涵盖数字部分）仿真组合逻辑和时序逻辑电路的时序波形和逻辑功能。 参数优化与灵敏度分析： 利用仿真工具对电路的关键参数进行扫描，找出最佳工作点，并分析参数变化对电路性能的影响。 第四部分：实践项目与案例分析 本部分将通过一系列精心设计的实验项目和实际案例，将理论知识与实践技能相结合，帮助读者巩固所学内容，提升解决实际问题的能力。 基础元件参数测量实验： 学习使用万用表、示波器等测量工具，测量电阻、电容、电感等元件的实际参数。 直流稳态电路分析与仿真验证： 搭建简单的直流电路，测量各支路电流和节点电压，并与SPICE仿真结果进行对比。 交流稳态电路谐振现象观测： 搭建RLC串联或并联谐振电路，通过扫频分析，观测谐振频率和带宽，并与理论计算值对比。 放大电路的设计与测试： 设计一个单级或多级放大电路，搭建在面包板上，测试其电压增益、输入输出阻抗和频率响应。 运算放大器应用电路设计： 设计并实现一个基于运放的滤波器、信号发生器或信号处理电路，并进行仿真和实际测试。 电源电路的仿真与搭建： 仿真一个简单的线性稳压电源或开关电源，并尝试搭建一个简易的实际电路进行验证。 综合性设计项目： 例如，设计一个简易的信号采集与处理系统、一个LED驱动控制器、一个简单的音频放大器等。这些项目将涵盖多个章节的知识点，并强调仿真与实际搭建的结合。 通过以上四个部分的系统学习，读者将能够深入理解电路的基本原理，掌握电子元件的特性与应用，熟练运用计算机仿真工具进行电路分析与设计，并具备初步的电路设计与实现能力。本书的编写力求理论与实践并重，循序渐进，旨在培养具备扎实理论基础和实践能力的工程技术人才。

评分☆☆☆☆☆

这本书在实验内容的深度和广度上拿捏得非常到位，真正做到了“教程”与“仿真”的完美结合。实验项目的设计不是那种流于表面的简单重复课本例题，而是充满了实际工程中的挑战性和趣味性。我特别喜欢其中关于传感器应用和简单数字电路设计的那几章，它们不仅教会了我如何搭建电路，更启发了我去思考如何优化设计以满足特定的性能指标。更关键的是，它没有将仿真技术视为一种可有可无的辅助工具，而是将其深度嵌入到实验流程中——先仿真验证理论模型的正确性，再付诸实践，遇到误差再反过来分析仿真模型的局限性。这种“虚拟先行，实践为辅，相互印证”的学习路径，极大地提高了实验的效率，也培养了我们对于现代电子设计流程的整体概念，而非仅仅停留在焊接和测试的层面。

评分☆☆☆☆☆

相较于我过去接触的其他电子实验教材，这本书最大的亮点在于它培养的不仅仅是“会操作”的技能，更侧重于“会分析”和“会排错”的能力。在每个实验的“讨论与分析”环节，作者都留出了充足的空间，引导读者去思考“如果元件参数发生变化会怎样？”、“为什么实际测得的结果与理论值存在偏差？”、“当电路出现故障时，应该从哪些方面入手排查？”。这些开放性的引导性问题，强迫我们必须跳出既定的步骤，主动去探究背后的物理原理和工程实践中的不确定性。这使得学习过程不再是被动地跟随指令，而变成了一种主动的、探究性的科学活动。这种思维训练，对于未来真正走向研发岗位或者高级技术维护工作，其价值远远超过了书本上任何一个具体的电路连接方法。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让我眼前一亮，封面采用了那种略带磨砂质感的纸张，手感温润，色彩搭配上选择了沉稳的深蓝色调，辅以清晰的白色和亮黄色的标题字体，显得既专业又不失活力。内页的纸张质量也是上乘，印刷字迹清晰锐利，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到明显的疲劳。我特别欣赏它在细节上的用心，比如书籍的装订非常牢固，即便是频繁翻阅查找特定章节，书页也不会松动，这对于实验教程这种需要经常查阅的工具书来说，简直是太重要了。而且，书脊的设计也很人性化，摊开时可以完全平放，这在实验台上操作时尤其方便，不用费力去压着书本。整体来说，这本书从物理形态上传达出一种严谨、可靠的学术气息，让人在尚未深入内容之前，就已经对它产生了强烈的信赖感，仿佛拿到手的就不仅仅是一本书，而是一个精良的工具。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的整体结构安排感到非常满意，它显然是经过精心设计的，逻辑流程清晰流畅，完全符合学习和实践的认知规律。从基础的电路元件识别和基本定律引入，到逐步深入到复杂的半导体器件和基础放大电路，再到最后连接到实际的电子系统构建，每一步的过渡都自然而然，没有那种为了凑章节数而生硬堆砌内容的尴尬感。尤其是它在理论讲解和实验步骤之间的衔接处理，简直堪称教科书级别的典范。理论部分阐述得深入浅出，用词精准到位，为接下来的动手操作打下了坚实的理论基础，而不是那种高深莫测让人望而却步的纯理论堆砌。这种循序渐进的编排方式，极大地降低了初学者的学习门槛，让他们能够带着清晰的思路，自信地进入实验环节，避免了“知道怎么做但不知道为什么”的窘境。

评分☆☆☆☆☆

章节中的插图和图表质量，直接决定了一本技术类书籍的实用价值，而这本书在这方面做得尤为出色，几乎达到了可以称之为“视觉教科书”的水平。电路图绘制得极为规范和清晰，导线走向清晰，元件符号准确无误，即便是复杂的拓扑结构，也能一眼看出信号的流向和关键节点的连接关系。更值得称赞的是，涉及到波形、特性曲线和仿真结果展示的部分，其分辨率和色彩对比度都非常高，那些关键的转折点、饱和区或截止区，都标识得毫不含糊。我发现，很多时候，我光是仔细研究书中的某个示波器波形图，就能对某一元件的工作状态豁然开朗，这比单纯阅读文字描述有效得多。这种对视觉化表达的重视，无疑是提升自学效率的巨大助力。