电子电工仿真实验技术/21世纪高等学校规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王瑞，何平，冯玉田 著

图书标签:

• 电子技术
• 电工学
• 仿真实验
• 高等教育
• 规划教材
• 电路分析
• MATLAB
• Simulink
• 实验教学
• 21世纪

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302333692

版次：1

商品编码：11397868

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 21世纪高等学校规划教材

开本：16开

出版时间：2014-01-01

用纸：胶版纸

页数：208

字数：341000

正文语种：中文

编辑推荐

　　教学目标明确，注重理论与实践的结合
　　教学力法灵活，培养学生自主学习的能力
　　教学内容先进，反映了电子信息学科的最新发展
　　教学模式完善，提供了配套的教学资源解决方案

内容简介

　　《电子电工仿真实验技术/21世纪高等学校规划教材》是电路、电子技术实验及设计教材，内容包括电路技术（包括信号与系统）仿真实验、模拟电子技术（包括高频、低频）仿真实验、数字电子技术仿真实验、电工技术仿真实验，涵盖了验证实验、综合实验及设计实验（基础设计、综合设计）。同时为每个实验都配备了仿真电路实例，以培养学生的创新思维及能力。
　　《电子电工仿真实验技术/21世纪高等学校规划教材》可作为高等院校本科电类、非电类专业的实验及设计教材，也可作为高职高专及成人教育的专业教材，同时可供从事电气信息类实验、电子设计和研制的工程技术人员参考。

内页插图

目录

第一篇 实验概论
一、实验教学的基本要求
二、Multisim10软件简介
三、Multisim10的基本使用方法
四、虚拟仪器仪表的使用
五、电路仿真实例与分析

第二篇 电路、信号与系统
实验一 叠加定理和比例性
实验二 戴维南定理、基尔霍夫定理
实验三 元件与电源伏安特性的测试
实验四 受控源特性的研究
实验五 正弦交流电路的相量关系
实验六 R、L、C阻抗特性测试
实验七 串联谐振的特性研究
实验八 单、双T网络频率特性的研究
实验九 周期信号频谱特性的研究
实验十 合成信号频谱特性的研究
实验十一 线性时不变系统的分析与测量
实验十二 RC低通滤波器的频率特性的研究
实验十三 无源滤波器的研究（综合设计）

第三篇 模拟电子技术
实验一 二极管基本应用电路
实验二 单级低频放大器
实验三 场效应管放大电路
实验四 负反馈放大器
实验五 差动放大电路
实验六 集成运算放大器的应用
实验七 有源滤波器的性能测试
实验八 LC振荡器的仿真（综合设计）
实验九 小信号谐振放大器
实验十 电容三点式振荡器
实验十一 模拟乘法器调幅与解调
实验十二 高频功率放大器的特性测试

第四篇 数字电子技术
实验一 集成逻辑门测试及其应用
实验二 译码器和编码器
实验三 数据选择器及其应用
实验四 组合逻辑电路的设计
实验五 集成触发器及其应用
实验六 集成计数器及其应用
实验七 数字式秒表设计（综合设计）
实验八 4人抢答器（综合设计）

第五篇 电工技术
实验一 单相桥式整流电路
实验二 三相电路仿真
实验三 功率因数的提高

《现代电子电路设计与实践》 内容梗概 本书深入探讨了现代电子电路的设计原理、分析方法以及实际应用技术。全书共分为十一章，系统性地梳理了从基础元件特性到复杂集成电路设计的全过程，并结合大量典型案例，强调理论与实践的紧密结合。 第一章 模拟电路基础 本章作为全书的起点，旨在为读者构建扎实的模拟电路基础知识体系。我们将从最基本的电子元件入手，详细介绍电阻、电容、电感等无源元件的静态和动态特性，以及二极管、三极管（BJT）、场效应管（FET）等有源器件的工作原理、伏安特性曲线以及在不同偏置状态下的行为模式。在此基础上，我们将深入讲解晶体管放大电路的各种组态（共射、共集、共基）的直流和交流分析，包括增益、输入阻抗、输出阻抗、频率响应等关键参数的计算与影响因素。对于多级放大电路，我们将探讨其级联方式、性能提升以及稳定性问题。运算放大器（Op-Amp）作为模拟电路设计中的核心元件，在本章将得到详尽的阐述，包括其理想模型、基本特性、各种线性应用电路（如同相比例、反相比例、差分放大、积分、微分电路）的设计与分析，以及非线性应用（如比较器、施密特触发器）。同时，还将介绍各种滤波器（低通、高通、带通、带阻）的设计原理和实际电路实现，包括有源滤波器和无源滤波器的优缺点比较。本章的重点在于培养读者对模拟信号的理解、对电路工作状态的判断以及对基本模拟电路的设计能力。 第二章 数字电路基本原理 本章聚焦于数字电路的基础理论和核心逻辑。我们将从二进制数制及其运算（加、减、乘、除）讲起，介绍数制间的转换。随后，深入讲解逻辑门电路（与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门）的逻辑功能、真值表和逻辑符号，并介绍这些基本门电路的集成实现。本章的重要内容包括布尔代数及其化简方法，如卡诺图（Karnaugh map）和奎因-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）方法，旨在帮助读者设计出最简化的逻辑电路。接着，我们将介绍组合逻辑电路的设计，包括编码器、译码器、多路选择器（Multiplexer）、数据分配器（Demultiplexer）等典型组合逻辑电路的功能、结构和应用。然后，我们将转向时序逻辑电路，介绍触发器（Flip-flop）作为时序电路的基本存储单元，包括SR触发器、JK触发器、D触发器、T触发器等不同类型的触发器的工作原理、状态转移图和时序图。在此基础上，我们将讲解寄存器（Register）和计数器（Counter）的设计与工作原理，包括移位寄存器、移位寄存器计数器、同步计数器、异步计数器等，并探讨它们在数据存储和定时控制中的作用。最后，本章将触及数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC）的基本原理，为后续章节中更复杂的系统设计打下基础。 第三章 信号调理与处理电路 本章关注如何对原始信号进行有效的放大、滤波和整形，以满足后续处理的要求。我们将详细介绍仪表放大器（Instrumentation Amplifier）的设计与应用，它能够提供高输入阻抗、高共模抑制比和精确的可调增益，特别适用于测量微弱信号。对于传感器信号的采集，本章将深入探讨各种传感器接口电路的设计，包括温度传感器（如热敏电阻、热电偶）、压力传感器、光敏传感器等信号的 acondicionamiento（调理）。我们将学习如何使用电荷放大器（Charge Amplifier）处理来自压电传感器的信号。此外，滤波电路在本章将得到更全面的阐述，除了第一章提到的基本滤波器外，还将介绍更复杂的滤波器类型，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、贝塞尔（Bessel）等滤波器，分析它们的幅频特性、相频特性以及设计参数的选择。针对直流偏置和交流信号的耦合，本章将介绍直流耦合、交流耦合电路的设计，以及如何在信号传输中避免或减去直流分量。最后，我们将讨论信号整形电路，如比較器（Comparator）在信号阈值检测中的应用，以及如何利用运算放大器实现信号的限幅、钳位和包络提取等功能。 第四章 电源电路设计 稳定的电源是所有电子系统正常工作的基石。本章将系统性地介绍各类电源电路的设计与实现。我们将从基础的线性稳压器（Linear Regulator）讲起，分析其工作原理、效率、纹波抑制能力以及优缺点，重点介绍三端固定稳压器（如78xx系列、79xx系列）和可调稳压器（如LM317、LM337）的使用方法和设计技巧。随后，我们将深入探讨开关稳压电源（Switching Regulator）的设计，包括其基本拓扑结构，如降压（Buck）、升压（Boost）、升降压（Buck-Boost）和反激（Flyback）变换器。本章将详细讲解开关电源的工作原理、PWM（脉冲宽度调制）控制技术、功率开关元件（MOSFET、IGBT）的选择与驱动，以及储能元件（电感、电容）的设计计算。为了提高电源效率和减少电磁干扰，我们还将讨论软启动（Soft-start）、过流保护（Overcurrent Protection）、过压保护（Overvoltage Protection）和短路保护（Short-circuit Protection）等重要功能的设计。对于电池供电的便携式设备，本章还将介绍低功耗电源管理技术，如LDO（Low Dropout Regulator）的选择与应用，以及低功耗开关稳压器的设计。最后，我们将讨论一些特殊电源电路，如隔离电源、高压电源的设计要点。 第五章 振荡器与定时电路 本章将聚焦于产生周期性信号的振荡器电路和实现精确时间控制的定时电路。我们将详细介绍不同类型的正弦波振荡器，包括RC振荡器（移相振荡器、文氏电桥振荡器）、LC振荡器（哈特莱振荡器、科皮茨振荡器）和晶体振荡器（如石英晶体振荡器）。我们将分析这些振荡器的工作原理、频率稳定性、起振条件以及影响其性能的因素。对于非正弦波信号的产生，我们将讨论多谐振荡器（Multivibrator）的设计，包括无稳态多谐振荡器（方波发生器）、单稳态多谐振荡器（脉冲发生器）和双稳态多谐振荡器（触发器）。特别地，我们将深入讲解基于555定时器集成电路的设计，利用其丰富的应用模式（单稳态、多谐、施密特触发）实现各种定时和振荡功能，如延时计时、脉冲宽度控制、频率合成等。此外，本章还将介绍压控振荡器（VCO）的基本原理，及其在锁相环（PLL）等系统中的应用。最后，我们将探讨一些晶体管和集成运放实现的实用振荡器和定时电路设计。 第六章 功率电子技术基础 本章将初步介绍功率电子技术，它涉及将电能从一种形式转换为另一种形式，通常伴随着电压、电流或频率的变换。我们将从功率开关器件（如电力二极管、晶闸管（SCR）、TRIAC、GTO、IGBT、MOSFET）的特性和工作原理入手，分析它们在承受电压、电流和开关速度方面的差异。随后，我们将介绍一些基本的功率变换电路，如AC-DC变换（整流电路）、DC-AC变换（逆变电路）、DC-DC变换（斩波电路）和AC-AC变换（变频电路）。重点将放在如何利用这些功率器件实现对电能的控制，例如在电机驱动、电源系统和电力传输中的应用。本章将为读者理解后续章节中更复杂的功率电子系统奠定基础。 第七章 通信电路基础 本章将介绍通信系统中常用的电路原理和设计方法。我们将从调制与解调（Modulation and Demodulation）的基本概念出发，解释AM（幅度调制）、FM（频率调制）、PM（相位调制）等不同调制方式的原理和特点，并介绍相应的调制器和解调器电路。随后，我们将探讨射频（RF）电路的基本构成，包括放大器（如低噪声放大器LNA、功率放大器PA）、滤波器（用于信道选择）和混频器（用于频率变换）。我们将分析这些RF电路在设计中需要考虑的匹配问题、噪声和失真。对于数字通信，本章将介绍数字调制技术，如ASK（幅度键控）、FSK（频率键控）、PSK（相位键控）和QAM（正交幅度调制）的基本原理。同时，也将触及接收端信号处理，如低中频（Low-IF）和零中频（Zero-IF）接收机的架构。本章旨在为读者理解无线通信、有线通信等领域的电路实现提供基础。 第八章 微控制器（MCU）与嵌入式系统 本章将引导读者进入嵌入式系统设计的领域，以微控制器（MCU）为核心。我们将详细介绍MCU的内部结构，包括CPU、存储器（RAM、ROM、Flash）、输入/输出（I/O）接口、定时器/计数器、中断控制器、ADC/DAC等模块的功能和工作方式。本章将重点讲解如何使用MCU进行程序开发，包括汇编语言和高级语言（如C语言）在嵌入式开发中的应用，以及开发环境（IDE）的使用。我们将深入探讨MCU的常用接口技术，如GPIO（通用输入输出）、UART（通用异步收发传输器）、SPI（串行外设接口）、I2C（集成电路互联）等，并介绍它们在与外围设备通信中的应用。此外，我们将学习如何利用MCU的定时器实现精确延时和脉冲生成，如何通过ADC采集模拟信号，如何通过DAC输出模拟信号。本章还将涵盖中断机制的工作原理，以及如何利用中断提高系统的响应速度和效率。最后，我们将讨论嵌入式系统的软件设计流程，包括系统初始化、任务调度和实时操作系统（RTOS）的基本概念。 第九章 传感器技术与接口电路 本章将深入探讨各类传感器的原理、特性以及与微控制器或其它电子系统连接的接口电路设计。我们将详细介绍传感器的工作机制，包括电阻式、电容式、电感式、压电式、光学式、热敏式、磁敏式等传感器。针对不同的传感器类型，我们将分析其信号输出特性（模拟量、数字量、频率等），并重点讲解如何设计合适的信号调理电路（如放大、滤波、偏置）来匹配传感器的输出信号，使其能够被后续电路有效读取。例如，对于微弱模拟信号输出的传感器，我们将学习使用差分放大器或仪表放大器进行高精度放大；对于需要特定激励信号的传感器，我们将设计相应的激励源电路。本章还将深入讲解数字传感器接口，如I2C、SPI接口的传感器，分析其通信协议和时序，并展示如何通过MCU直接读取其数据。此外，对于需要特殊处理的传感器信号，如来自温度传感器（热电偶、RTD）或应变片，我们将介绍相应的线性化、补偿和校准技术。本章的目的是让读者掌握传感器选型、接口电路设计以及数据采集的基本技能。 第十章 PCB设计与制造 本章将系统性地介绍印刷电路板（PCB）的设计流程、设计规则以及制造工艺。我们将从原理图的绘制和元器件库的建立开始，详细讲解如何使用专业的PCB设计软件（如Altium Designer, Eagle, KiCad等）进行PCB布局（Placement）和布线（Routing）。在布局过程中，我们将学习如何考虑元器件的放置位置、信号路径的长度、散热以及电磁兼容性（EMC）等因素。在布线方面，我们将重点讲解信号完整性（Signal Integrity）和电源完整性（Power Integrity）的设计原则，如何处理高频信号、差分信号的布线，以及电源和地线的规划。本章还将深入讨论多层PCB的设计，包括内层信号层、电源层和地层的使用。此外，我们还将介绍PCB制造中的一些关键工艺，如钻孔、蚀刻、电镀、表面处理（如沉金、OSP、喷锡）等。对于特定应用，如射频PCB、高密度互联（HDI）PCB，本章也将提供相关的设计指导。本章的最终目标是使读者能够独立完成高质量的PCB设计。 第十一章 电子系统集成与故障诊断 本章将聚焦于将前面章节中学到的各个模块有机地集成到一个完整的电子系统中，并掌握系统级的故障诊断和排除方法。我们将通过若干典型综合案例，展示如何将微控制器、传感器、电源、信号处理电路等有机结合，构建功能完整的电子产品。在系统集成过程中，我们将重点讲解不同模块之间的接口匹配、时序协调以及整体性能的优化。此外，本章还将深入探讨电子系统的故障诊断技术。我们将学习如何利用万用表、示波器、逻辑分析仪等常用仪器进行电路测量和信号分析，从而定位故障。本章将介绍各种常见的故障模式，如元器件失效、焊接不良、短路、开路、信号失真、电源不稳定等，并提供相应的诊断策略。我们将学习如何通过系统性的排除法，逐步缩小故障范围，最终找到并修复问题。对于复杂的系统，我们还将介绍一些高级的故障诊断方法，如软件调试、在线监测和故障预测。本章的宗旨是培养读者将理论知识转化为实际应用的能力，以及解决复杂工程问题的能力。 适用读者 本书适合高等院校电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术等专业本科生、研究生阅读。同时，也适用于从事电子产品研发、系统集成和技术支持的工程师以及对电子技术有浓厚兴趣的爱好者。 学习目标 通过对本书的学习，读者将能够： 1. 深刻理解模拟电路和数字电路的基本原理。 2. 掌握各类信号调理、处理和电源电路的设计方法。 3. 熟悉振荡器、定时电路和功率电子器件的工作原理。 4. 了解通信电路和微控制器在现代电子系统中的作用。 5. 掌握传感器接口电路设计和PCB布局布线技巧。 6. 具备将分散的电子模块集成到完整系统并进行故障诊断的能力。 7. 提升解决实际电子工程问题的创新能力和工程实践能力。

评分☆☆☆☆☆

第四段 作为一名即将步入社会的电子信息工程专业的学生，我深知扎实的实验能力是获得理想工作的重要敲门砖。《电子电工仿真实验技术》这本书，恰恰满足了我对实验能力提升的迫切需求。它不仅涵盖了传统电子电工实验的基础知识，更重要的是，它将前沿的仿真技术融入其中，让我有机会在虚拟环境中进行各种复杂的实验操作。书中对不同仿真软件的优缺点分析，以及在不同场景下的适用性建议，让我对仿真工具的选择有了更清晰的认识。我尤其欣赏书中关于“参数化仿真”和“蒙特卡罗仿真”的介绍，这些高级的仿真技巧，在我的课程设计和毕业设计中都发挥了巨大的作用，帮助我更有效地优化设计方案。这本书的编排也十分合理，理论讲解与实验操作紧密结合，每一章都配有相应的习题和思考题，能够很好地检验和巩固学习效果。我认为，这本书不仅仅是一本教材，更是一份宝贵的职业发展指南。

评分☆☆☆☆☆

第一段 初次翻开这本《电子电工仿真实验技术》，就被其扎实的理论基础和前沿的实践应用所吸引。作者们显然对电子电工领域有着深厚的理解，并能将复杂的概念以一种极其清晰易懂的方式呈现出来。书中的实验设计逻辑严谨，步骤细致入微，即使是没有太多实验经验的读者，也能在指导下逐步完成。我尤其欣赏其中关于电路仿真的部分，它不仅介绍了各种主流仿真软件的使用技巧，更重要的是，深入剖析了仿真结果与实际测量之间的差异原因，以及如何通过调整参数来优化仿真模型，使其更贴近真实世界。这对于初学者来说，无疑是建立正确仿真观念的绝佳途径，避免了“纸上谈兵”的局限。书中穿插的案例分析也十分精彩，通过解决实际工程中的典型问题，让读者在实践中学习理论，在理论指导下解决实践问题，形成了一个良性的学习闭环。整体而言，这本书在理论深度、实践指导性以及对读者学习路径的引导方面都做得相当出色，绝对是电子电工爱好者和从业者的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

第三段 坦白说，在拿到《电子电工仿真实验技术》之前，我对“仿真实验”这个概念并没有一个清晰的认识，总觉得它只是电脑上的操作，与实际动手相去甚远。但这本书彻底颠覆了我的想法。它通过大量精心设计的仿真实验，让我深刻体会到仿真技术在缩短研发周期、降低实验成本、以及进行极端条件下的实验研究等方面的巨大优势。书中在讲解各种仿真工具时，都非常注重其实际应用场景，并结合具体的电子元器件和电路拓扑结构进行演示。我最喜欢的是关于“故障诊断”的仿真章节，通过模拟各种电路故障，并观察仿真结果的变化，我学会了如何利用仿真工具快速定位问题，这在实际维修中是极其宝贵的技能。这本书的语言风格也非常平实易懂，即使是初学者也能很快掌握，同时，其内容的深度和广度又能满足有一定基础的读者深入研究的需求。它就像一位耐心的导师，一步步引导我探索电子电工世界的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

第二段 作为一个在电子领域摸爬滚打多年的工程师，我对市面上大多数教材都抱着审慎的态度，因为很多都流于表面，缺乏深度。然而，《电子电工仿真实验技术》这本书却给了我惊喜。它并非简单地罗列各种实验，而是从根本上探讨了仿真技术在电子电工教学和研发中的重要性。书中对仿真原理的阐述，不仅仅是技术层面的介绍，更包含了对仿真方法论的思考，例如如何科学地建立模型，如何合理地选择仿真参数，以及如何有效地分析和解读仿真结果。我特别喜欢书中关于“虚拟仪表”使用的部分，它将各种虚拟示波器、信号发生器等工具的使用与实际操作相结合，让读者能够直观地感受到数字世界与模拟世界之间的联系。此外，书中对一些复杂电路的仿真分析，如放大电路、滤波电路等，都提供了非常详尽的步骤和解读，这对于我来说，既是对原有知识的巩固，也是对新方法的学习。这本书的价值在于，它不仅仅是一本实验指导手册，更是一本培养读者批判性思维和解决复杂问题能力的工具书。

评分☆☆☆☆☆

第五段 这本《电子电工仿真实验技术》给我的感觉是，它真正做到了“与时俱进”。在当今科技飞速发展的时代，仅仅依靠传统的实验方法已经难以跟上步伐，而仿真技术恰恰是解决这一难题的关键。书中的内容，从基础的元件模型建立，到复杂的系统级仿真，都进行了详尽的阐述。我特别赞赏书中对“模型精度”和“仿真速度”之间权衡的讨论，这充分体现了作者的专业洞察力。书中提供的各种仿真实例，覆盖了从模拟电路到数字电路，再到混合信号电路的广泛领域，为我提供了丰富的实践素材。我尝试了书中关于“PCB布局仿真”的部分，它让我明白了如何通过仿真来预测和避免潜在的信号完整性问题，这在实际的硬件设计中是至关重要的。这本书的优点还在于其条理性非常强，知识点的组织结构清晰，让读者能够循序渐进地掌握仿真技术的精髓。总而言之，这是一本集理论性、实践性和前瞻性于一体的优秀教材，强烈推荐给所有对电子电工仿真感兴趣的读者。