内容简介
《中等职业教育国家规划教材配套教学用书:电子测量仪器(电子与信息技术专业)》根据《中等职业学校专业目录》并结合目前中等职业学校的教学现状与电子测量仪器的更新发展以及地方精品课程建设教学成果编写而成。
《中等职业教育国家规划教材配套教学用书:电子测量仪器(电子与信息技术专业)》主要内容包括测量基础、信号源、波形测量、电压测量、频率和周期测量、元器件参数测量、频域测量以及综合电路调测。
《中等职业教育国家规划教材配套教学用书:电子测量仪器(电子与信息技术专业)》主要按照待测电参量组织教学内容,符合实际的工作场景,操作步骤清晰,图文并茂,内容深浅适度,符合中职学生的认知特点。
《中等职业教育国家规划教材配套教学用书:电子测量仪器(电子与信息技术专业)》配套光盘内容包括书中全部任务的操作过程视频,并在书上相应位置附有资源名称和路径说明,方便读者使用。另外,光盘中还收录了项目8中综合电路的电路图、PCB制板文件、元器件清单等相关资料,方便教学。
本书可作为中等职业学校电子与信息技术专业的教材,也可作为从事电子测量工作的技术人员的参考用书或岗位培训用书。
内页插图
目录
准备篇
项目1 测量基础
任务1 认识电子测量
任务2 测量误差和数据处理
项目2 信号源
任务1 认识信号源
任务2 函数信号发生器使用
基础篇
项目3 波形测量
任务1 校准信号测量
任务2 示波器常规测量
任务3 数字存储示波器测量
项目4 电压测量
任务1 直流电压测量
任务2 交流电压测量
项目5 频率和周期测量
任务1 频率测量
任务2 周期测量
项目6 元器件参数测量
任务1 集总元件参数测量
任务2 晶体管参数测量
项目7 频域测量
任务 认识频域测量
提高篇
项目8 综合电路调测
任务1 模拟烘手机电路调测
任务2 收音机电路调测
参考文献
前言/序言
本书是中等职业教育国家规划教材配套教学用书,根据《中等职业学校专业目录》并结合目前中等职业学校的教学现状与电子测量仪器的更新发展以及地方精品课程建设教学成果编写而成。
本书分准备篇、基础篇、提高篇三大部分,共8个项目16个任务。准备篇主要包括电子测量技术的基本知识和信号源的介绍;基础篇从待测电参量着手,通过波形测量、电压测量、频率和周期测量、元器件参数测量、频域测量等测量任务的实施,系统介绍了常用电子测量仪器的主要功能和操作方法,包括示波器、电子电压表、电子计数器、万能电桥、晶体管特性图示仪、扫频仪;提高篇是电子装配与调试技能大赛电路调测和实际的收音机产品调测两个综合测量实例,涵盖了典型电子测量仪器的应用,帮助学生提高实践能力。
本书主要按照被测电参量组织教学内容,符合实际的工作场景,培养学生根据测量需要选择测量方案、选用测量仪器、实施测量任务的能力。首先“任务布置”提出任务,明确“任务目的”;通过“任务分析”,理解测量对象和测量要求,并在此基础上合理选择测量仪器;“认识仪器”介绍仪器各部件的主要功能和性能指标;然后进行“任务实施”,操作仪器完成测量任务,记录测量结果,分析和处理数据;“知识链接”环节在完成测量任务操作的基础上,讲解测量仪器的结构组成、测量原理;“拓展延伸”部分使学生掌握测量仪器的深入应用,拓展学生的能力;“任务评估”引导学生对任务实施的过程与结果进行总结、反思,正确评价任务完成情况;“巩固练习”使学生进一步熟练掌握操作技能。
本书注重培养学生的实践操作能力和对基本的测量方法、原理的理解,弱化深奥的理论讲解和复杂的仪器内部电路介绍,内容深浅适度。全书采用大量的实物图片和表格,辅以简洁的文字表述,直观明了,清晰易懂。
《电子测量仪器:原理、应用与实践》 书籍简介 在信息技术飞速发展的时代,精确、可靠的测量是电子产品设计、制造、维修以及科学研究的基石。而电子测量仪器,作为这一切的眼睛和标尺,其重要性不言而喻。本书《电子测量仪器:原理、应用与实践》旨在为读者提供一个全面、深入且易于理解的电子测量仪器知识体系,涵盖其核心原理、典型仪器的工作方式、实际应用场景以及相关实验操作,力求使读者掌握现代电子测量技术的核心技能,为在电子与信息技术领域深入发展打下坚实基础。 第一部分:电子测量仪器基础理论 本部分将系统阐述电子测量仪器所依赖的基本物理原理、电学理论和信号处理技术。我们将从电测量的基本概念入手,介绍物理量、电量、单位制以及测量误差的来源和分类。在此基础上,深入讲解模拟信号与数字信号的特性,以及它们在测量过程中的转换与处理。 测量误差与不确定度分析: 准确把握测量结果的可靠性是至关重要的。本章将详细探讨系统误差、随机误差、过失误差等各类误差的产生原因,并介绍多种误差分析方法,如极限法、概率法,以及不确定度的概念和评定方法。读者将学会如何评估测量结果的精度和准确度,并采取有效措施减小误差。 信号的表示与处理: 电子信号是测量的载体。我们将介绍周期信号、非周期信号、稳态信号和瞬态信号等信号的分类及其数学表示方法,如傅里叶级数和傅里叶变换。此外,还将深入讲解信号的滤波、放大、衰减、移相等基本信号处理技术,以及采样定理、量化原理等数字信号处理的基础知识。 测量仪器的基本组成与工作原理: 任何测量仪器都离不开核心的传感元件、信号调理电路、显示与记录单元以及电源等部分。本章将解析这些基本组成部分的功能和作用,并从宏观层面揭示各类测量仪器的工作流程和基本原理。 第二部分:常用电子测量仪器详解 本部分将聚焦于当前电子与信息技术领域中最常用、最重要的电子测量仪器,详细介绍它们的结构、工作原理、技术指标、使用方法和典型应用。 数字万用表(DMM): 作为电子工程师和技术人员的“瑞士军刀”,数字万用表集电压表、电流表、欧姆表、甚至频率计、电容表等多种功能于一体。我们将深入讲解其内部电路设计,如直流/交流电压测量、直流/交流电流测量、电阻测量(包括二极管和三极管测试)的工作原理。同时,会强调不同档位的选择、量程的确定、内部保护机制以及使用时的注意事项,帮助读者熟练掌握其各项功能。 示波器(Oscilloscope): 示波器是观察和分析电信号波形形态的必备工具。本章将系统介绍示波器的基本原理,包括模拟示波器和数字存储示波器(DSO)的结构与工作方式。重点讲解垂直系统(衰减器、放大器)、水平系统(时基发生器、触发电路)、扫描系统以及存储与显示系统。读者将学会如何设置示波器的触发条件、时基、垂直灵敏度等参数,解读波形,并利用其进行瞬态信号捕捉、失真分析、相位测量等。 信号发生器(Signal Generator): 信号发生器是为电子电路提供标准测试信号的设备。我们将介绍函数信号发生器(产生正弦波、方波、三角波等)和任意波形发生器(AWG)的工作原理。详细讲解信号的频率、幅度、波形、失真度等关键参数的调节和输出。学习如何利用信号发生器对放大器、滤波器等电路进行频率响应测试、参数验证。 频谱分析仪(Spectrum Analyzer): 频谱分析仪能够显示信号在频率域上的分布情况,是分析射频(RF)信号、噪声、干扰等不可或缺的工具。本章将介绍频谱分析仪的基本结构,包括混频器、本地振荡器、中频滤波器、检波器和对数放大器等。重点讲解如何设置频谱分析仪的分辨带宽(RBW)、视频带宽(VBW)、中心频率、扫描宽度等参数,以及如何解读频谱图,识别信号的频率成分、功率和失真。 逻辑分析仪(Logic Analyzer): 逻辑分析仪是用于观察和分析数字信号的时序关系和状态的仪器。我们将介绍其采样原理、触发方式(边沿触发、状态触发)和数据显示方式。读者将学会如何捕捉和分析数字总线上的数据流,诊断数字电路的逻辑错误和时序问题。 LCR数字电桥(LCR Meter): LCR电桥是测量电感(L)、电容(C)和电阻(R)参数的专用仪器。本章将介绍其测量原理,包括交流桥式测量法和直接测量法。重点讲解不同频率下的测量影响,以及如何准确测量元件的寄生参数(如ESR、损耗角正切等),这对于元件选型和电路性能优化至关重要。 其他常用仪器简介: 除了上述核心仪器,本书还将简要介绍频率计、功率计、阻抗测试仪、低频信号源、扫频仪等常用电子测量仪器,使其知识体系更加完整。 第三部分:电子测量仪器的应用与实践 理论知识需要与实际操作相结合,才能真正转化为解决问题的能力。本部分将结合具体的工程应用场景,演示电子测量仪器在实际工作中的运用。 电路的静态参数测量: 如何使用万用表精确测量直流/交流电压、电流和电阻,以及二极管、三极管的正反向特性。 电路的动态参数测量: 利用示波器和信号发生器,进行放大器的增益、频率响应、失真度测试;分析滤波器的幅频特性和相频特性;观察振荡电路的输出波形和稳定性。 数字电路的时序分析: 使用逻辑分析仪对微处理器、FPGA等数字系统的总线信号进行时序分析,诊断通信错误和逻辑异常。 射频(RF)电路的测试与调试: 借助频谱分析仪,分析射频信号的纯度、功率谱密度,识别干扰信号;使用网络分析仪(简要介绍)进行RF器件的S参数测量。 传感器信号的采集与处理: 讨论如何使用示波器、数据采集卡等仪器,对温度、压力、光照等传感器输出的模拟信号进行测量和初步处理。 故障诊断与维修实践: 结合典型电路的故障案例,演示如何运用不同的测量仪器,有条理地进行故障定位和排除。例如,如何利用万用表检查电源轨是否正常,如何使用示波器观察信号丢失或异常,如何用逻辑分析仪判断数字接口是否工作。 实验操作指导: 本部分将提供一系列贴近实际的实验项目,引导读者亲手操作各类电子测量仪器,完成具体的测量任务。实验内容涵盖基本测量技能的训练,到复杂电路的分析与测试,力求让读者在实践中巩固所学知识,提升动手能力。 第四部分:新一代电子测量技术展望 随着科技的进步,电子测量仪器也在不断发展。本部分将对一些前沿的测量技术进行展望,如高带宽示波器的发展、数字示波器采样率与存储深度的提升、智能测量仪器的应用、虚拟仪器技术等。 总结 《电子测量仪器:原理、应用与实践》不仅是一本理论教科书,更是一本实践指南。通过对本书的学习,读者将能够: 深刻理解电子测量的基本原理和误差分析方法。 熟练掌握数字万用表、示波器、信号发生器、频谱分析仪等核心测量仪器的使用技巧。 将理论知识应用于实际电路的分析、测试和故障诊断。 培养严谨细致的科学测量素养。 为从事电子产品设计、开发、制造、测试、维修等相关工作奠定坚实的专业基础。 本书适合高等院校电子信息类、通信工程、自动化、电气工程等专业本科生、研究生,以及从事电子技术相关工作的工程师、技术人员作为学习和参考之用。