電路分析仿真實驗教程

《電路分析仿真實驗教程》是2014年清華大學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 書名：電路分析仿真實驗教程
• ISBN：9787302357117
• 定價：39.5元
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2014-9-23
• 裝幀：平裝
• 版次：1-1

圖書簡介

本書第1章到第8章的內容順序和《電路分析》教材完全一致。只要擁有一台電腦，安裝上NI Multisim 11仿真軟體，就不再受時間、地點的限制，隨時隨地都可以做電路方面的仿真實驗。通過仿真實驗可以大大提高分析、理解問題的能力和培養創新能力。本書第9章介紹了NI Multisim 11仿真軟體的使用方法、儀器儀表的使用方法和仿真分析法的使用步驟，並配有例題，便於自學。

本書可以作為高等院校電子信息、自動化、通信類等專業電路分析課程的輔助教材，也可供有關技術人員參考。

圖書目錄

第1章電路的基本概念與基本定律1

1.1電路的基本物理量及其參考方向1

1.1.1電路的作用1

1.1.2電流及電流的參考方向2

1.1.3電壓及電壓的參考方向3

1.1.4電流和電壓的關聯參考方向4

1.1.5電路功率的測量和用電器的額定值4

1.2歐姆定律的仿真實驗7

1.2.1歐姆定律的仿真實驗過程7

1.2.2電源有載工作、開路與短路9

1.2.3電源外特性的仿真實驗10

1.3基爾霍夫定律的驗證12

1.3.1基爾霍夫電流定律(KCL)的驗證12

1.3.2基爾霍夫電壓定律的驗證13

1.3.3電路中的電壓和電位的仿真測量14

1.4電壓源和電流源的仿真16

1.4.1電壓源和實際電壓源16

1.4.2理想電流源和實際電流源18

1.4.3實際電壓源和實際電流源的串聯、並聯22

1.5受控源的仿真實驗24

1.5.1電壓控制電壓源25

1.5.2電流控制電壓源25

1.5.3電壓控制電流源26

1.5.4電流控制電流源27

練習題28第2章直流電路的分析31

2.1電阻電路的等效變換31

2.1.1電阻的串聯31

2.1.2電阻的並聯35

2.1.3電阻的混聯 36[1][2]2.2電阻星形連線與三角形連線的等效互換39

2.2.1星形網路等效變換為三角形網路39

2.2.2三角形網路等效為星形網路40

2.3電壓源與電流源的等效變換40

2.3.1電壓源變換為電流源41

2.3.2電流源變換為電壓源41

2.3.3有源電路的化簡42

2.4支路電流法的仿真驗證43

2.5網孔電流法的仿真驗證45

2.6節點電壓法的仿真驗證46

2.6.1理論計算46

2.6.2仿真測量法48

2.7疊加定理和替代定理的仿真48

2.7.1疊加定理的驗證49

2.7.2含受控源電路的疊加定理套用49

2.7.3齊次定理的驗證50

2.7.4替代定理的驗證50

2.8戴維南定理和諾頓定律的仿真驗證52

2.8.1戴維南定理的驗證52

2.8.2諾頓定理的仿真驗證54

2.9最大功率傳輸定理的仿真55

2.10互易定理和特勒根定理的仿真57

2.10.1互易定理的驗證57

2.10.2特勒根定理的仿真58

練習題59第3章正弦電路的穩態分析62

3.1正弦交流電三要素的仿真62

3.1.1正弦交流電的三要素62

3.1.2相位差的測量63

3.1.3正弦交流電的有效值64

3.2正弦交流電路65

3.2.1純電阻電路65

3.2.2純電容電路66

3.2.3純電感電路68

3.3RLC串聯電路71

3.3.1RC串聯電路71

3.3.2RL串聯電路72

3.3.3RLC串聯電路73

3.4RLC並聯電路75

3.4.1RC並聯電路75

3.4.2RL並聯電路76

3.4.3RLC並聯電路78

3.5交流電路的功率79

3.5.1RLC並聯電路的功率79

3.5.2功率因數的提高80

3.5.3正弦交流電路的最大功率傳遞定理80

練習題84第4章諧振電路與互感86

4.1RC電路的頻率特性86

4.1.1一階RC低通濾波電路86

4.1.2一階RC高通濾波器88

4.1.3RC帶通濾波器89

4.1.4RC移相電路90

4.2RLC串聯諧振電路91

4.2.1串聯諧振電路的理論分析92

4.2.2串聯諧振電路的仿真實驗93

4.3並聯諧振電路的仿真實驗99

4.3.1並聯諧振電路的理論分析99

4.3.2並聯諧振電路的仿真分析101

4.4互感電路106

4.4.1自感現象的仿真實驗106

4.4.2互感線圈同名端的判斷107

4.4.3互感線圈互感係數M和耦合係數K的測量110

4.4.4理想變壓器的仿真實驗111

練習題112第5章三相交流電路的仿真實驗114

5.1對稱三相電源114

5.2三相負載的連線116

5.2.1負載的星形連線116

5.2.2負載的三角形連線118

5.3三相電路的功率測量120

5.3.1三相四線制星形接法120

5.3.2三相三線制電路120

5.4三相交流電相序的測量124

練習題126第6章非正弦周期電路的仿真分析128

6.1非正弦周期信號的傅立葉分析與合成128

6.1.1非正弦周期信號的傅立葉分析128

6.1.2非正弦周期信號的合成142

6.2非正弦周期量的有效值、平均值和平均功率143

6.2.1非正弦周期量的電壓或電流的有效值143

6.2.2平均值145

6.2.3平均功率145

6.3非正弦周期電流電路的穩態分析147

練習題149第7章線性動態電路的時域分析151

7.1換路定律的仿真151

7.1.1過渡過程151

7.1.2換路定律153

7.1.3電路初始值的確定153

7.2一階電路的零狀態回響156

7.2.1RC電路的零狀態回響156

7.2.2RL電路的零狀態回響160

7.3一階電路的零輸入回響163

7.3.1RC電路的零輸入回響163

7.3.2RL電路的零輸入回響165

7.4一階電路的全回響168

7.4.1RC電路的全回響168

7.4.2RL電路的全回響172

7.5一階電路全回響的三要素法174

7.6RC電路在周期性矩形脈衝激勵下的回響177

7.6.1RC微分電路177

7.6.2RC積分電路179

7.7一階電路的階躍回響和衝激回響181

7.7.1階躍回響181

7.7.2一階電路的衝激回響182

7.8二階電路的回響182

7.8.1二階電路的零輸入回響182

7.8.2RLC電路的零狀態回響188

7.8.3RLC電路的全回響191

練習題194第8章二連線埠網路參數的測量196

8.1二連線埠網路的參數196

8.1.1阻抗參數的測量196

8.1.2導納參數的測量199

8.1.3傳輸參數的測量201

8.1.4混合參數的測量202

8.2二連線埠網路的連線207

8.2.1二連線埠網路的串聯208

8.2.2二連線埠網路的並聯210

8.2.3二連線埠網路的級聯212

8.3負阻抗變換器和迴轉器213

8.3.1負阻抗變換器213

8.3.2迴轉器218

練習題221第9章NI Multisim 11基本操作223

9.1仿真電路界面的設定223

9.2元器件庫228

9.2.1電源庫/信號源庫229

9.2.2基本元件庫229

9.2.3二極體庫229

9.2.4電晶體庫229

9.2.5模擬集成元件庫230

9.2.6TTL元件庫230

9.2.7COMS元件庫230

9.2.8混雜數字器件庫230

9.2.9混合器件庫230

9.2.10指示器件庫230

9.2.11電源器件庫231

9.2.12其他元器件庫231

9.2.13高級外設元器件庫231

9.2.14射頻器件庫231

9.2.15機電器件庫232

9.2.16NI 庫232

9.2.17微控制器庫232

9.3元器件操作232

9.3.1元器件的選用232

9.3.2元器件的放置232

9.3.3元器件的選中233

9.3.4元器件的複製、移動、刪除233

9.3.5元器件的旋轉與反轉233

9.3.6設定元器件屬性234

9.3.7設定元器件顏色235

9.4導線的連線235

9.4.1導線的連線、刪除與改動235

9.4.2連線點的使用236

9.4.3匯流排的放置236

9.5添加文本237

9.5.1添加文本內容237

9.5.2添加電路描述窗237

9.5.3添加標題欄237

9.5.4保存電路檔案239

9.6NI Multisim 11虛擬儀器的使用239

9.6.1數字萬用表239

9.6.2函式信號發生器241

9.6.3雙通道示波器244

9.6.4四通道示波器246

9.6.5功率表249

9.6.6IV分析儀249

9.6.7電流探針251

9.6.8測量探針252

9.6.9電壓表和電流257

9.6.10失真分析儀259

9.6.11波特圖示儀260

9.6.12頻率計262

9.6.13頻譜分析儀263

9.6.14網路分析儀267

9.7常用仿真分析法271

9.7.1仿真分析步驟271

9.7.2直流工作點分析274

9.7.3交流分析277

9.7.4瞬態分析280

9.7.5傅立葉分析284

9.7.6單一頻率交流分析288

9.7.7直流掃描分析294

9.7.8參數掃描分析297參考文獻301第1章半導體器件仿真實驗1

1.1半導體二極體1

1.1.1二極體單嚮導電性仿真實驗1

1.1.2二極體的伏安特性仿真實驗2

1.2二極體的套用5

1.2.1二極體模型5

1.2.2二極體整流電路6

1.2.3限幅電路11

1.2.4開關電路11

1.3特殊二極體的套用13

1.3.1穩壓二極體的套用13

1.3.2發光二極體的套用15

1.3.3光電耦合器15

1.4半導體三極體16

1.4.1三極體內部電流分配關係16

1.4.2三極體共射極輸入特性測試18

1.4.3三極體的輸出特性曲線18

1.5場效應電晶體21

1.5.1結型場效應管基本特性的測試21

1.5.2MOSFET的基本特性測試23

練習題27第2章基本放大電路的仿真實驗29

2.1放大電路的直流與交流工作狀態29

2.1.1共發射極放大電路的靜態工作點29

2.1.2基本共發射極放大電路的波形圖31

2.2靜態工作點的設定35

2.2.1靜態工作點的正確設定35

2.2.2靜態工作點的穩定39

2.3分壓式負反饋電路41

2.3.1分壓式負反饋電路的靜態工作點41

2.3.2分壓式負反饋放大電路性能指標的測試432.3.3三極體電流放大係數β和電壓放大倍數的關係49

2.4共集電極和共基極放大電路51

2.4.1共集電極放大電路的參數測量51

2.4.2共基極放大電路53

2.5場效應管放大電路55

2.5.1結型場效應管自偏壓放大電路56

2.5.2分壓式自偏壓電路57

2.5.3耗盡型絕緣柵場效應管分壓式放大電路57

2.5.4增強型絕緣柵場效應管放大器58

2.5.5共漏極場效應管放大器58

練習題59[1][2]第3章放大電路頻率特性的仿真實驗61

3.1低通電路和高通電路61

3.1.1一階RC低通電路61

3.1.2一階RC高通電路62

3.2影響放大電路頻率回響的因素63

3.2.1影響放大電路低頻特性的因素63

3.2.2影響放大器高頻特性的因素65

3.3多級放大器的頻率回響66

3.3.1多級放大器的頻率特性66

3.3.2放大器的非線性失真和線性失真67

3.3.3三極體參數的修改69

練習題72第4章功率放大電路的仿真實驗73

4.1甲類功率放大電路73

4.1.1甲類功率放大電路概述73

4.1.2射極輸出器作功率放大75

4.2乙類功率放大電路75

4.2.1乙類單管射極輸出功放電路75

4.2.2乙類雙電源互補對稱功率放大電路77

4.3甲乙類互補對稱功放電路78

4.3.1甲乙類OCL功放電路78

4.3.2複合管OCL互補對稱功放電路78

4.3.3甲乙類單電源互補對稱功放電路79

4.3.4集成功率放大電路TDA203081

練習題83第5章模擬積體電路基礎85

5.1電流源電路85

5.1.1鏡像電流源85

5.1.2比例電流源85

5.1.3微電流源86

5.1.4改進型電流源86

5.1.5威爾遜電流源87

5.1.6多路電流源87

5.2差分式放大電路88

5.2.1長尾式差分放大電路的靜態工作點88

5.2.2差分放大器輸入電壓為零時的情況88

5.2.3差分放大器的差模特性88

5.2.4差分放大器的共模特性89

5.2.5典型差動放大電路90

5.2.6差模放大倍數的測量91

5.2.7共模電壓放大倍數的測量(RL=∞)92

5.2.8單端輸入差動放大器95

5.2.9差動放大器的輸入與輸出電阻96

練習題98第6章負反饋放大電路100

6.1反饋的分類及判斷100

6.1.1串聯反饋和並聯反饋100

6.1.2電流串聯負反饋101

6.1.3電流並聯負反饋104

6.1.4電壓串聯負反饋106

6.1.5電壓並聯負反饋108

6.2負反饋對放大器性能的影響109

6.2.1提高放大器增益的穩定性109

6.2.2負反饋對輸入電阻的影響110

6.2.3負反饋對輸出電阻的影響111

6.2.4負反饋能夠擴展放大器的通頻帶113

6.2.5減小非線性失真114

6.3深度負反饋放大器的仿真測試115

6.3.1電流串聯負反饋電路115

6.3.2電壓串聯負反饋電路116

6.3.3電壓並聯負反饋117

6.3.4電流並聯負反饋118

練習題119第7章模擬信號運算電路121

7.1運算電路的三種輸入方式121

7.1.1反相輸入放大電路121

7.1.2同相輸入比例運算電路123

7.1.3減法運算電路125

7.1.4加法運算電路127

7.2積分和微分電路128

7.2.1積分電路128

7.2.2微分電路130

7.3對數和指數電路132

7.3.1對數放大器電路132

7.3.2指數運算電路133

7.4模擬乘法器典型套用電路134

7.4.1乘法和平方運算電路134

7.4.2除法運算和開平方運算電路134

7.4.3正弦波倍頻135

7.5集成運算放大器交流放大電路135

7.5.1反相交流放大器135

7.5.2同相交流放大器137

練習題139第8章信號處理電路140

8.1有源濾波器140

8.1.1一階有源低通濾波器140

8.1.2二階有源低通濾波器142

8.1.3二階有源高通濾波器143

8.1.4有源帶通濾波電路143

8.1.5雙T帶阻濾波器146

8.1.6三階和四階低通濾波器146

8.2運算放大器的非線性套用148

8.3信號變換電路157

8.3.1電壓電流轉換電路157

8.3.2電流電壓轉換電路158

8.3.3電壓頻率轉換電路159

8.3.4精密整流電路159

8.4運算放大器與受控源162

8.4.1受控源162

8.4.2用運算放大器構成的受控電源164

練習題165第9章波形發生器電路167

9.1RC正弦波振盪電路167

9.1.1RC串並聯網路的選頻特性167

9.1.2文氏電橋振盪電路168

9.1.3RC雙T正弦波振盪電路169

9.1.4RC移相式正弦波振盪器169

9.2LC正弦波振盪器170

9.2.1變壓器反饋式振盪電路170

9.2.2電感三點式振盪器172

9.2.3電容三點式振盪器173

9.2.4克拉潑振盪器173

9.2.5西勒振盪器174

9.3非正弦波振盪器175

9.3.1方波產生電路175

9.3.2三角波發生器176

9.3.3占空比可調的方波、鋸齒波發生器177

練習題178第10章直流電源180

10.1單相整流濾波電路180

10.1.1單相整流濾波電路180

10.1.2變壓器帶中心抽頭的單相全波整流濾波電路182

10.1.3橋式整流電路183

10.1.4倍壓整流電路185

10.2並聯和串聯型直流穩壓電源185

10.2.1矽穩壓二極體並聯穩壓電源185

10.2.2串聯型穩壓電源186

10.3線性集成穩壓器187

10.3.1三端固定輸出集成穩壓器187

10.3.2三端可調式集成穩壓器189

10.3.3擴大輸出電流的穩壓電路189

練習題191第11章常用仿真分析法192

11.1仿真分析步驟192

11.1.1創建電路原理圖，設定顯示節點編號192

11.1.2選擇分析類型192

11.1.3仿真分析參數設定193

11.1.4分析結果顯示194

11.2直流工作點分析195

11.3交流分析197

11.4瞬態分析199

11.5傅立葉分析202

11.6傳遞函式分析207

11.7直流掃描分析208

11.8參數掃描分析213

11.9溫度掃描分析217

練習題220第12章Multisim10虛擬儀器的使用222

12.1數字萬用表222

12.1.1連線222

12.1.2面板操作223

12.1.3操作實例223

12.2函式信號發生器224

12.2.1連線224

12.2.2面板操作225

12.3雙通道示波器227

12.3.1連線227

12.3.2面板操作228

12.3.3雙蹤示波器的使用229

12.4四通道示波器230

12.4.1連線230

12.4.2面板操作231

12.5功率表232

12.5.1連線232

12.5.2面板操作232

12.6IV分析儀233

12.6.1連線233

12.6.2面板操作23312.7電流探針237

12.7.1連線237

12.7.2電流探針的操作238

12.8測量探針239

12.8.1連線239

12.8.2測量探針的設定240

12.9電壓表和電流表243

12.9.1電壓表的連線243

12.9.2電壓表面板操作243

12.9.3電流表的連線243

12.9.4電流表面板操作243

12.10失真分析儀244

12.10.1連線244

12.10.2面板操作245

12.11波特圖示儀246

12.11.1連線246

12.11.2面板操作247

12.12頻率計249

12.12.1連線249

12.12.2面板操作249

練習題250附錄AMultisim10的基本操作252

A.1NIMultisim10的用戶界面及設定252

A.1.1NIMultisim10的啟動252

A.1.2NIMultisim10基本界面簡介252

A.1.3NIMultisim10基本界面的定製254

A.2Multisim10元器件庫及其元器件263

A.2.1Multisim10的元器件庫263

A.2.2元器件的查找273

A.2.3使用虛擬元器件275參考文獻278