電子技術實驗——課程設計與仿真

內容簡介

本書是山東省精品課程“電子技術基礎”配套系列教材之一，是參照教育部高等學校電子電氣基礎課程教學指導分委員會最新修訂的電子技術基礎實驗教學的基本要求編寫的，其內容融入了作者多年從事電子技術理論教學、電子技術實踐教學及電灶背子設計競賽活動的教學經驗及體會撰寫而成。該教材突出了電子籃朽葛技術基礎實踐教學的系統性、實踐性、創新性及探索性，將每個實驗內容分成基礎實驗、提高實套婆熱奔驗及創新實驗，以滿足不同教趨己懂學要求及教學對象的需要。

全書共分為8章，主要內容為電子測量的基本知識、常用電子儀器的使用方法、電子電宙匙船寒路的安裝調試及測試技術、常用電子元器件及積體電路、模擬電子技術基礎實驗、數字電子技術基礎實驗、電子電路的計算機輔助分析與設計、電子技術基礎課程設計。對於模擬電子技術基礎和數字電子技術基礎實驗均增加了設計型實驗項目，同時對每章、每個實驗及課程設計單元均附有大量的習題、思考題。

本書主要作為高等學校電氣、電子信息及自動化專業電子技術實驗和課程設計的教材使用，也可作為職業技術院校相關專業的電子技術實驗、電子技術設計等課程的參考書，還可供電子設計競賽培訓、電子技術工程技術人員及電子愛好者使用。

圖書目錄

第1章電子測量的基本知識1

1.1電子測量的基本概念1

1.1.1電子測量的特點1

1.1.2電子測量的內店禁墊容2

1.1.3電子測量的方法2

1.1.4選擇電子測量方法的原則3

1.2測量誤差與數據處理3

1.2.1測量誤差的定義3

1.2.2測量誤差的分類4

1.2.3測量數據的處理5

1.2.4誤差的合成6

思考題7

第2章常用電子儀器及使用8

2.1萬用表8

2.1.1指針式萬用表8

2.1.2數字萬用表10

2.2交流毫伏表13

2.2.1模擬交流毫伏表13

2.2.2數字交流毫伏表15

2.3函式發生器18

2.3.1TFG1910B函式發生器的技術指標18

2.3.2TFG1910B函式發生器的使用方法20

2.4電子示波器29

2.4.1模擬示波器29

2.4.2數字存儲示波器37

2.5直流穩壓電源50

2.5.1GPS3303C直流穩壓電源介紹50

2.5.2GPS3303C直流穩壓電源的使用方法52

思考題54第3章電子電路的安裝及測試技術55

3.1常祖腿台見的電子電路系統55

3.1.1模擬電子電路系統55

3.1.2數字電子電路系統55

3.1.3模擬數字電子混合系統56

3.2電子電路系統的一般設計方法56

3.2.1模擬電子電路系統的設計方法56

3.2.2傳統數字電路系統的設計方法58

3.2.3現代數字電路系統的設計方法59

3.3電子電路基本參數的測量60

3.3.1電壓的測量60

3.3.2頻率與周期的測量62

3.3.3相位差的測量63

3.3.4放大器性能指標的測量64

3.4電子電路的安裝與調試68

3.4.1模擬電子電路的安裝與調試68

3.4.2數字電子電路的安裝與調試69

3.5電子電路的抗干擾措施70

3.5.1正確選擇器件70

3.5.2合理分布元器件70

3.5.3交流輸入電源加入濾波器70

3.5.4施加禁止措施71

3.5.5採取合理的接地方式72

3.5.6抑制寄生振盪74

3.6電子測量儀器使用要點77

3.6.1正確選用電子測量儀器77

3.6.2正確選擇電子測量儀器的量程和測量方法77

3.6.3電子儀器的操作規程及連線方式78

3.6.4注意電子儀器的共地問題78

思考題80

第4章常用電子元器件及積體電路81

4.1常用電子製作工具81

4.1.1電工刀、試電筆81

4.1.2鉗子81

4.1.3螺絲刀82

4.1.4其他工具82

4.1.5電烙鐵與吸錫器82

4.2常用電子製作材料82

4.2.1導線83

4.2.2絕緣材料83

4.2.3其他材料84

4.3常用電子元器件84

4.3.1電阻器84

4.3.2電位器88

4.3.3電容器89

4.3.4電感器93

4.3.5變壓器94

4.3.6開關與接外掛程式95

4.3.7繼電器97

4.3.8散熱器100

4.3.9電聲器件101

4.3.10半導體二極體102

4.3.11半導體三極體110

4.3.12場效應管113

4.4模擬積體電路115

4.4.1集成運算放大器116

4.4.2集成電壓比較器123

4.4.3線性集成穩壓器125

4.4.4開關集成穩壓器132

4.4.5集成功率放大器133

4.5數字積體電路137

4.5.1TTL與CMOS積體電路的主要參數137

4.5.2常用數字積體電路139

4.5.3CMOS集成模擬開關139

4.5.4555集成定時器154

4.5.5集成單穩態觸發器154

4.5.6A/D轉換器156

4.5.7D/A轉換器158

4.6顯示器件160

4.6.1半導體發光二極體160

4.6.2LED數碼管160

思考題161

第5章模擬電子技術實驗163

5.1實驗一常用電子儀器及測量163

一、實驗目的163

二、實驗設備及器件163

三、預習要求163

四、實驗原理163

五、實驗內容163

六、實驗報告要求165

七、思考題166

5.2實驗二三極體單級共射極放大器166

一、實驗目的166

二、實驗設備及器件166

三、預習要求166

四、實驗原理167

五、基本實驗168

六、提高實驗170

七、創新實驗170

八、實驗報告要求170

九、思考題170

5.3實驗三場效應管放大器171

一、實驗目的171

二、實驗儀器及器件171

三、預習要求171

四、實驗原理171

五、基本實驗173

六、提高實驗175

七、創新實驗175

八、預習要求175

九、思考題175

5.4實驗四兩級阻容耦合放大器176

一、實驗目的176

二、實驗儀器及器件176

三、預習要求176

四、實驗原理176

五、基本實驗178

六、提高實驗179

七、創新實驗179

八、實驗報告要求179

九、思考題179

5.5實驗五差動放大器180

一、實驗目的180

二、實驗儀器及器材180

三、預習要求180

四、實驗原理180

五、基礎實驗182

六、提高實驗184

七、創新實驗184

八、實驗報告要求184

九、思考題184

5.6實驗六負反饋放大器185

一、實驗目的185

二、實驗儀器及器件185

三、預習要求185

四、實驗原理185

五、基本實驗187

六、提高實驗189

七、創新實驗189

八、實驗報告要求189

九、思考題189

5.7實驗七低頻功率放大器190

一、實驗目的190

二、實驗儀器及器件190

三、預習要求190

四、實驗原理190

五、基礎實驗192

六、提高實驗193

七、創新實驗193

八、實驗報告要求194

九、思考題194

5.8實驗八集成運算放大器參數測試194

一、實驗目的194

二、實驗儀器及器材194

三、預習要求194

四、實驗原理195

五、基礎實驗197

六、提高實驗198

七、創新實驗198

八、實驗報告要求198

九、思考題198

5.9實驗九集成運算放大器組成的基本運算電路199

一、實驗目的199

二、實驗儀器及器件199

三、預習要求199

四、實驗原理199

五、基礎實驗201

六、提高實驗203

七、創新實驗203

八、實驗報告要求203

九、思考題203

5.10實驗十有源濾波器203

一、實驗目的203

二、實驗儀器及器件204

三、預習要求204

四、實驗原理204

五、基礎實驗206

六、提高實驗207

七、創新實驗207

八、實驗報告要求207

九、思考題207

5.11實驗十一信號發生器208

一、實驗目的208

二、實驗儀器及器件208

三、預習要求208

四、實驗原理208

五、基礎實驗210

六、提高實驗211

七、創新實驗211

八、實驗報告要求212

九、思考題212

5.12實驗十二線性直流穩壓電源212

一、實驗目的212

二、實驗儀器及器件212

三、預習要求213

四、實驗原理213

五、基礎實驗216

六、提高實驗218

七、創新實驗218

八、實驗報告要求218

九、思考題218

5.13實驗十三開關式直流穩壓電源219

一、實驗目的219

二、實驗儀器及器件219

三、預習要求219

四、實驗原理219

五、基礎實驗223

六、提高實驗223

七、創新實驗224

八、實驗報告要求224

九、思考題224

5.14實驗十四簡易信號發生器的設計224

一、實驗目的224

二、設計任務要求225

三、預習要求225

四、設計方案參考225

五、實驗步驟及要求225

六、思考題226

5.15實驗十五直流穩壓電源的設計226

一、實驗目的226

二、設計任務要求226

三、預習要求226

四、設計方案參考226

五、實驗步驟及要求227

六、思考題227

5.16實驗十六直流電機轉速調節器的設計227

一、實驗目的227

二、設計任務要求227

三、預習要求228

四、設計方案參考228

五、實驗步驟及要求229

六、思考題230

5.17實驗十七音響放大器的設計230

一、實驗目的230

二、設計任務要求230

三、預習要求230

四、設計方案參考230

五、實驗步驟及要求232

六、思考題233

第6章數字電子技術實驗234

6.1實驗一電晶體測試及開關特性研究234

一、實驗目的234

二、實驗儀器及器材234

三、預習要求234

四、實驗原理234

五、基本實驗237

六、提高實驗238

七、創新實驗238

八、實驗報告要求238

九、思考題239

6.2實驗二集成門電路的參數測試239

一、實驗目的239

二、實驗儀器及器材239

三、預習要求239

四、實驗原理239

五、基本實驗內容241

六、提高實驗內容243

七、創新實驗內容243

八、實驗報告要求243

九、思考題243

6.3實驗三組合邏輯電路的測試與設計244

一、實驗目的244

二、實驗儀器及器材244

三、預習要求244

四、實驗原理244

五、基本實驗245

六、提高實驗246

七、創新實驗246

八、實驗報告要求247

九、思考題247

6.4實驗四集成編碼器、解碼器的功能測試及套用247

一、實驗目的247

二、實驗儀器及器件247

三、預習要求247

四、實驗原理247

五、基本實驗250

六、提高實驗251

七、創新實驗251

八、實驗報告要求251

九、思考題252

6.5實驗五集成數據選擇器、數值比較器功能測試及套用252

一、實驗目的252

二、實驗儀器及器件252

三、預習要求252

四、實驗原理252

五、基本實驗254

六、提高實驗255

七、創新實驗256

八、實驗報告要求256

九、思考題256

6.6實驗六集成觸發器的功能測試及套用256

一、實驗目的256

二、實驗儀器及器材256

三、預習要求257

四、實驗原理257

五、基本實驗260

六、提高實驗262

七、創新實驗262

八、實驗報告要求262

九、思考題262

6.7實驗七集成計數器的測試及套用262

一、實驗目的262

二、實驗儀器及器材263

三、預習要求263

四、實驗原理263

五、基本實驗265

六、提高實驗266

七、創新實驗266

八、實驗報告要求266

九、思考題267

6.8實驗八集成暫存器及其套用267

一、實驗目的267

二、實驗儀器及器材267

三、預習要求267

四、實驗原理267

五、基本實驗269

六、提高實驗270

七、創新實驗270

八、實驗報告要求271

九、思考題271

6.9實驗九555集成定時器的套用272

一、實驗目的272

二、實驗儀器及器材272

三、預習要求272

四、實驗原理273

五、基本實驗274

六、提高實驗275

七、創新實驗275

八、實驗報告要求275

九、思考題276

6.10實驗十D/A轉換器276

一、實驗目的276

二、實驗儀器及器件276

三、預習要求276

四、實驗原理276

五、基本實驗280

六、提高實驗280

七、創新實驗281

八、實驗報告要求281

九、思考題281

6.11實驗十一A/D轉換器281

一、實驗目的281

二、實驗設備及器件281

三、預習要求282

四、實驗原理282

五、基本實驗284

六、提高實驗284

七、創新實驗285

八、實驗報告要求285

九、思考題285

6.12實驗十二簡易數顯式電容測試儀的設計285

一、實驗目的285

二、設計任務要求285

三、預習要求286

四、設計方案參考286

五、實驗步驟及要求287

六、思考題287

6.13實驗十三數字式秒表的設計288

一、實驗目的288

二、設計任務要求288

三、預習要求288

四、設計方案參考288

五、實驗步驟及要求289

六、思考題289

6.14實驗十四步進電機控制器的設計290

一、實驗目的290

二、設計任務要求290

三、預習要求290

四、設計方案參考290

五、實驗步驟及要求292

六、思考題293

第7章電子電路的計算機仿真與PCB設計294

7.1Multisim 12.0主視窗界面介紹294

7.1.1選單欄294

7.1.2工具列299

7.2Multisim 12.0虛擬儀器介紹300

7.2.1虛擬儀器的分類和特點301

7.2.2數字萬用表301

7.2.3函式發生器301

7.2.4示波器302

7.2.5波特圖儀305

7.2.6伏安分析儀305

7.2.7失真度分析儀306

7.2.8功率表307

7.2.9邏輯分析儀308

7.2.10字信號發生器309

7.2.11邏輯轉換器310

7.3Multisim仿真電路的步驟311

7.3.1建立電路檔案311

7.3.2放置元件311

7.3.3修改元件參數312

7.3.4編輯元件313

7.3.5連線電路313

7.3.6保存電路檔案313

7.3.7仿真並測量電路參數313

7.4Multisim在數字電路中的仿真314

7.4.1邏輯函式互相轉換314

7.4.2組合邏輯電路競爭冒險現象的研究318

7.4.3常用中規模組合邏輯積體電路的測試及套用322

7.4.4觸發器及時序邏輯電路的仿真分析326

7.4.5常用中規模集成時序邏輯電路的仿真分析331

7.4.6555定時器的套用仿真分析334

7.4.7A/D和D/A轉換器的工作原理及套用電路仿真338

7.4.8Multisim在數字電子鐘系統中的設計與仿真341

7.5Multisim在模擬電路中的仿真345

7.5.1單級共射極放大電路的仿真345

7.5.2場效應管放大器的仿真354

7.5.3差動放大器的仿真分析357

7.5.4負反饋放大器電路的仿真361

7.5.5OTL音頻功率放大器的仿真分析364

7.5.6RC有源濾波器的仿真分析366

7.5.7信號發生器電路的仿真分析370

7.5.8直流穩壓電源電路的仿真372

7.6Ultiboard在印刷電路板設計中的套用374

7.6.1印製電路板設計基礎374

7.6.2Ultiboard 12.0簡介375

7.6.3軟體的全局設定380

7.6.4PCB屬性設定386

7.6.5定製用戶界面391

7.6.6檔案的創建、設定與操作392

7.6.7元件、部件操作和相關設定397

7.6.8放置銅膜導線和覆銅層402

7.6.9設計檔案的後處理404

7.6.10Ultiboard設計實例——兩級放大電路的PCB設計405

第8章電子技術基礎課程設計407

8.1音頻功率放大器設計407

一、設計任務407

二、設計方案分析407

三、主要單元電路參考設計412

四、音頻功率放大器的調試414

五、思考題415

8.2多功能信號發生器設計416

一、設計任務416

二、設計方案分析416

三、主要單元電路參考設計417

四、系統安裝與調試421

五、思考題421

8.3心電信號放大器設計422

一、設計任務422

二、設計方案分析422

三、主要單元電路參考設計423

四、電路安裝與調試425

五、思考題426

8.4鎳鎘/鎳氫電池用恆流充電器設計426

一、設計任務426

二、設計方案分析426

三、單元電路設計參考427

四、電路安裝與調試429

五、思考題430

8.5DCDC升壓穩壓變換器設計430

一、設計任務430

二、設計方案分析430

三、主要單元電路設計433

四、系統安裝與調試435

五、思考題435

8.6程控二階有源帶通濾波器設計436

一、設計任務436

二、設計方案分析436

三、主要單元電路設計438

四、系統安裝與調試440

五、思考題440

8.7數字電子鐘計時系統設計441

一、設計任務441

二、設計方案分析441

三、主要單元電路參考設計441

四、電路的安裝與調試445

五、思考題445

8.8交通燈控制器設計445

一、設計任務445

二、設計方案分析446

三、主要單元電路參考設計446

四、電路安裝與調試449

五、思考題450

8.9籃球比賽進攻24s計時器設計450

一、設計任務450

二、設計方案分析450

三、主要單元電路參考設計451

四、系統安裝與調試453

五、思考題454

8.10多路彩燈控制器設計454

一、設計任務454

二、設計方案分析454

三、主要單元電路參考設計455

四、系統安裝與調試457

五、思考題457

8.11數字頻率計設計458

一、設計任務458

二、設計方案分析458

三、主要單元電路參考設計459

四、電路安裝與調試462

五、思考題462

8.12溫度控制器設計462

一、設計任務462

二、設計方案分析463

三、主要單元電路參考設計464

四、溫度控制器的調試467

五、思考題468

8.13工頻數字相位差測量儀設計468

一、設計任務468

二、設計方案分析469

三、主要單元電路參考設計469

四、電路安裝與調試472

五、思考題473

8.14自動延時聲光控制燈設計473

一、設計任務473

二、設計方案分析473

三、主要單元電路參考設計473

四、系統安裝及調試475

五、思考題476

8.15電子技術基礎課程設計課題476

8.15.1簡易半導體三極體參數測試儀476

8.15.2簡易數字顯示交流毫伏表476

8.15.3簡易電阻、電容和電感測試儀477

8.15.4數控直流電流源477

8.15.5程控高增益選頻放大器477

8.15.6紅外多路遙控發射/接收系統478

8.15.7自動往返電動小車478

8.15.8全自動洗衣機控制器478

8.15.9電梯控制器479

8.15.10高效音頻功率放大器479

8.15.11直流電機速度調節及測量控制器480

參考文獻481

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