電子電工仿真實驗技術/21世紀高等學校規劃教材 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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王瑞，何平，馮玉田 著

圖書標籤:

• 電子技術
• 電工學
• 仿真實驗
• 高等教育
• 規劃教材
• 電路分析
• MATLAB
• Simulink
• 實驗教學
• 21世紀

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302333692

版次：1

商品編碼：11397868

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： 21世紀高等學校規劃教材

開本：16開

齣版時間：2014-01-01

用紙：膠版紙

頁數：208

字數：341000

正文語種：中文

編輯推薦

　　教學目標明確，注重理論與實踐的結閤
　　教學力法靈活，培養學生自主學習的能力
　　教學內容先進，反映瞭電子信息學科的最新發展
　　教學模式完善，提供瞭配套的教學資源解決方案

內容簡介

　　《電子電工仿真實驗技術/21世紀高等學校規劃教材》是電路、電子技術實驗及設計教材，內容包括電路技術（包括信號與係統）仿真實驗、模擬電子技術（包括高頻、低頻）仿真實驗、數字電子技術仿真實驗、電工技術仿真實驗，涵蓋瞭驗證實驗、綜閤實驗及設計實驗（基礎設計、綜閤設計）。同時為每個實驗都配備瞭仿真電路實例，以培養學生的創新思維及能力。
　　《電子電工仿真實驗技術/21世紀高等學校規劃教材》可作為高等院校本科電類、非電類專業的實驗及設計教材，也可作為高職高專及成人教育的專業教材，同時可供從事電氣信息類實驗、電子設計和研製的工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

第一篇 實驗概論
一、實驗教學的基本要求
二、Multisim10軟件簡介
三、Multisim10的基本使用方法
四、虛擬儀器儀錶的使用
五、電路仿真實例與分析

第二篇 電路、信號與係統
實驗一 疊加定理和比例性
實驗二 戴維南定理、基爾霍夫定理
實驗三 元件與電源伏安特性的測試
實驗四 受控源特性的研究
實驗五 正弦交流電路的相量關係
實驗六 R、L、C阻抗特性測試
實驗七 串聯諧振的特性研究
實驗八 單、雙T網絡頻率特性的研究
實驗九 周期信號頻譜特性的研究
實驗十 閤成信號頻譜特性的研究
實驗十一 綫性時不變係統的分析與測量
實驗十二 RC低通濾波器的頻率特性的研究
實驗十三 無源濾波器的研究（綜閤設計）

第三篇 模擬電子技術
實驗一 二極管基本應用電路
實驗二 單級低頻放大器
實驗三 場效應管放大電路
實驗四 負反饋放大器
實驗五 差動放大電路
實驗六 集成運算放大器的應用
實驗七 有源濾波器的性能測試
實驗八 LC振蕩器的仿真（綜閤設計）
實驗九 小信號諧振放大器
實驗十 電容三點式振蕩器
實驗十一 模擬乘法器調幅與解調
實驗十二 高頻功率放大器的特性測試

第四篇 數字電子技術
實驗一 集成邏輯門測試及其應用
實驗二 譯碼器和編碼器
實驗三 數據選擇器及其應用
實驗四 組閤邏輯電路的設計
實驗五 集成觸發器及其應用
實驗六 集成計數器及其應用
實驗七 數字式秒錶設計（綜閤設計）
實驗八 4人搶答器（綜閤設計）

第五篇 電工技術
實驗一 單相橋式整流電路
實驗二 三相電路仿真
實驗三 功率因數的提高

《現代電子電路設計與實踐》 內容梗概 本書深入探討瞭現代電子電路的設計原理、分析方法以及實際應用技術。全書共分為十一章，係統性地梳理瞭從基礎元件特性到復雜集成電路設計的全過程，並結閤大量典型案例，強調理論與實踐的緊密結閤。 第一章 模擬電路基礎 本章作為全書的起點，旨在為讀者構建紮實的模擬電路基礎知識體係。我們將從最基本的電子元件入手，詳細介紹電阻、電容、電感等無源元件的靜態和動態特性，以及二極管、三極管（BJT）、場效應管（FET）等有源器件的工作原理、伏安特性麯綫以及在不同偏置狀態下的行為模式。在此基礎上，我們將深入講解晶體管放大電路的各種組態（共射、共集、共基）的直流和交流分析，包括增益、輸入阻抗、輸齣阻抗、頻率響應等關鍵參數的計算與影響因素。對於多級放大電路，我們將探討其級聯方式、性能提升以及穩定性問題。運算放大器（Op-Amp）作為模擬電路設計中的核心元件，在本章將得到詳盡的闡述，包括其理想模型、基本特性、各種綫性應用電路（如同相比例、反相比例、差分放大、積分、微分電路）的設計與分析，以及非綫性應用（如比較器、施密特觸發器）。同時，還將介紹各種濾波器（低通、高通、帶通、帶阻）的設計原理和實際電路實現，包括有源濾波器和無源濾波器的優缺點比較。本章的重點在於培養讀者對模擬信號的理解、對電路工作狀態的判斷以及對基本模擬電路的設計能力。 第二章 數字電路基本原理 本章聚焦於數字電路的基礎理論和核心邏輯。我們將從二進製數製及其運算（加、減、乘、除）講起，介紹數製間的轉換。隨後，深入講解邏輯門電路（與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門、同或門）的邏輯功能、真值錶和邏輯符號，並介紹這些基本門電路的集成實現。本章的重要內容包括布爾代數及其化簡方法，如卡諾圖（Karnaugh map）和奎因-麥剋拉斯基（Quine-McCluskey）方法，旨在幫助讀者設計齣最簡化的邏輯電路。接著，我們將介紹組閤邏輯電路的設計，包括編碼器、譯碼器、多路選擇器（Multiplexer）、數據分配器（Demultiplexer）等典型組閤邏輯電路的功能、結構和應用。然後，我們將轉嚮時序邏輯電路，介紹觸發器（Flip-flop）作為時序電路的基本存儲單元，包括SR觸發器、JK觸發器、D觸發器、T觸發器等不同類型的觸發器的工作原理、狀態轉移圖和時序圖。在此基礎上，我們將講解寄存器（Register）和計數器（Counter）的設計與工作原理，包括移位寄存器、移位寄存器計數器、同步計數器、異步計數器等，並探討它們在數據存儲和定時控製中的作用。最後，本章將觸及數模轉換器（DAC）和模數轉換器（ADC）的基本原理，為後續章節中更復雜的係統設計打下基礎。 第三章 信號調理與處理電路 本章關注如何對原始信號進行有效的放大、濾波和整形，以滿足後續處理的要求。我們將詳細介紹儀錶放大器（Instrumentation Amplifier）的設計與應用，它能夠提供高輸入阻抗、高共模抑製比和精確的可調增益，特彆適用於測量微弱信號。對於傳感器信號的采集，本章將深入探討各種傳感器接口電路的設計，包括溫度傳感器（如熱敏電阻、熱電偶）、壓力傳感器、光敏傳感器等信號的 acondicionamiento（調理）。我們將學習如何使用電荷放大器（Charge Amplifier）處理來自壓電傳感器的信號。此外，濾波電路在本章將得到更全麵的闡述，除瞭第一章提到的基本濾波器外，還將介紹更復雜的濾波器類型，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、貝塞爾（Bessel）等濾波器，分析它們的幅頻特性、相頻特性以及設計參數的選擇。針對直流偏置和交流信號的耦閤，本章將介紹直流耦閤、交流耦閤電路的設計，以及如何在信號傳輸中避免或減去直流分量。最後，我們將討論信號整形電路，如比較器（Comparator）在信號閾值檢測中的應用，以及如何利用運算放大器實現信號的限幅、鉗位和包絡提取等功能。 第四章 電源電路設計 穩定的電源是所有電子係統正常工作的基石。本章將係統性地介紹各類電源電路的設計與實現。我們將從基礎的綫性穩壓器（Linear Regulator）講起，分析其工作原理、效率、紋波抑製能力以及優缺點，重點介紹三端固定穩壓器（如78xx係列、79xx係列）和可調穩壓器（如LM317、LM337）的使用方法和設計技巧。隨後，我們將深入探討開關穩壓電源（Switching Regulator）的設計，包括其基本拓撲結構，如降壓（Buck）、升壓（Boost）、升降壓（Buck-Boost）和反激（Flyback）變換器。本章將詳細講解開關電源的工作原理、PWM（脈衝寬度調製）控製技術、功率開關元件（MOSFET、IGBT）的選擇與驅動，以及儲能元件（電感、電容）的設計計算。為瞭提高電源效率和減少電磁乾擾，我們還將討論軟啓動（Soft-start）、過流保護（Overcurrent Protection）、過壓保護（Overvoltage Protection）和短路保護（Short-circuit Protection）等重要功能的設計。對於電池供電的便攜式設備，本章還將介紹低功耗電源管理技術，如LDO（Low Dropout Regulator）的選擇與應用，以及低功耗開關穩壓器的設計。最後，我們將討論一些特殊電源電路，如隔離電源、高壓電源的設計要點。 第五章 振蕩器與定時電路 本章將聚焦於産生周期性信號的振蕩器電路和實現精確時間控製的定時電路。我們將詳細介紹不同類型的正弦波振蕩器，包括RC振蕩器（移相振蕩器、文氏電橋振蕩器）、LC振蕩器（哈特萊振蕩器、科皮茨振蕩器）和晶體振蕩器（如石英晶體振蕩器）。我們將分析這些振蕩器的工作原理、頻率穩定性、起振條件以及影響其性能的因素。對於非正弦波信號的産生，我們將討論多諧振蕩器（Multivibrator）的設計，包括無穩態多諧振蕩器（方波發生器）、單穩態多諧振蕩器（脈衝發生器）和雙穩態多諧振蕩器（觸發器）。特彆地，我們將深入講解基於555定時器集成電路的設計，利用其豐富的應用模式（單穩態、多諧、施密特觸發）實現各種定時和振蕩功能，如延時計時、脈衝寬度控製、頻率閤成等。此外，本章還將介紹壓控振蕩器（VCO）的基本原理，及其在鎖相環（PLL）等係統中的應用。最後，我們將探討一些晶體管和集成運放實現的實用振蕩器和定時電路設計。 第六章 功率電子技術基礎 本章將初步介紹功率電子技術，它涉及將電能從一種形式轉換為另一種形式，通常伴隨著電壓、電流或頻率的變換。我們將從功率開關器件（如電力二極管、晶閘管（SCR）、TRIAC、GTO、IGBT、MOSFET）的特性和工作原理入手，分析它們在承受電壓、電流和開關速度方麵的差異。隨後，我們將介紹一些基本的功率變換電路，如AC-DC變換（整流電路）、DC-AC變換（逆變電路）、DC-DC變換（斬波電路）和AC-AC變換（變頻電路）。重點將放在如何利用這些功率器件實現對電能的控製，例如在電機驅動、電源係統和電力傳輸中的應用。本章將為讀者理解後續章節中更復雜的功率電子係統奠定基礎。 第七章 通信電路基礎 本章將介紹通信係統中常用的電路原理和設計方法。我們將從調製與解調（Modulation and Demodulation）的基本概念齣發，解釋AM（幅度調製）、FM（頻率調製）、PM（相位調製）等不同調製方式的原理和特點，並介紹相應的調製器和解調器電路。隨後，我們將探討射頻（RF）電路的基本構成，包括放大器（如低噪聲放大器LNA、功率放大器PA）、濾波器（用於信道選擇）和混頻器（用於頻率變換）。我們將分析這些RF電路在設計中需要考慮的匹配問題、噪聲和失真。對於數字通信，本章將介紹數字調製技術，如ASK（幅度鍵控）、FSK（頻率鍵控）、PSK（相位鍵控）和QAM（正交幅度調製）的基本原理。同時，也將觸及接收端信號處理，如低中頻（Low-IF）和零中頻（Zero-IF）接收機的架構。本章旨在為讀者理解無綫通信、有綫通信等領域的電路實現提供基礎。 第八章 微控製器（MCU）與嵌入式係統 本章將引導讀者進入嵌入式係統設計的領域，以微控製器（MCU）為核心。我們將詳細介紹MCU的內部結構，包括CPU、存儲器（RAM、ROM、Flash）、輸入/輸齣（I/O）接口、定時器/計數器、中斷控製器、ADC/DAC等模塊的功能和工作方式。本章將重點講解如何使用MCU進行程序開發，包括匯編語言和高級語言（如C語言）在嵌入式開發中的應用，以及開發環境（IDE）的使用。我們將深入探討MCU的常用接口技術，如GPIO（通用輸入輸齣）、UART（通用異步收發傳輸器）、SPI（串行外設接口）、I2C（集成電路互聯）等，並介紹它們在與外圍設備通信中的應用。此外，我們將學習如何利用MCU的定時器實現精確延時和脈衝生成，如何通過ADC采集模擬信號，如何通過DAC輸齣模擬信號。本章還將涵蓋中斷機製的工作原理，以及如何利用中斷提高係統的響應速度和效率。最後，我們將討論嵌入式係統的軟件設計流程，包括係統初始化、任務調度和實時操作係統（RTOS）的基本概念。 第九章 傳感器技術與接口電路 本章將深入探討各類傳感器的原理、特性以及與微控製器或其它電子係統連接的接口電路設計。我們將詳細介紹傳感器的工作機製，包括電阻式、電容式、電感式、壓電式、光學式、熱敏式、磁敏式等傳感器。針對不同的傳感器類型，我們將分析其信號輸齣特性（模擬量、數字量、頻率等），並重點講解如何設計閤適的信號調理電路（如放大、濾波、偏置）來匹配傳感器的輸齣信號，使其能夠被後續電路有效讀取。例如，對於微弱模擬信號輸齣的傳感器，我們將學習使用差分放大器或儀錶放大器進行高精度放大；對於需要特定激勵信號的傳感器，我們將設計相應的激勵源電路。本章還將深入講解數字傳感器接口，如I2C、SPI接口的傳感器，分析其通信協議和時序，並展示如何通過MCU直接讀取其數據。此外，對於需要特殊處理的傳感器信號，如來自溫度傳感器（熱電偶、RTD）或應變片，我們將介紹相應的綫性化、補償和校準技術。本章的目的是讓讀者掌握傳感器選型、接口電路設計以及數據采集的基本技能。 第十章 PCB設計與製造 本章將係統性地介紹印刷電路闆（PCB）的設計流程、設計規則以及製造工藝。我們將從原理圖的繪製和元器件庫的建立開始，詳細講解如何使用專業的PCB設計軟件（如Altium Designer, Eagle, KiCad等）進行PCB布局（Placement）和布綫（Routing）。在布局過程中，我們將學習如何考慮元器件的放置位置、信號路徑的長度、散熱以及電磁兼容性（EMC）等因素。在布綫方麵，我們將重點講解信號完整性（Signal Integrity）和電源完整性（Power Integrity）的設計原則，如何處理高頻信號、差分信號的布綫，以及電源和地綫的規劃。本章還將深入討論多層PCB的設計，包括內層信號層、電源層和地層的使用。此外，我們還將介紹PCB製造中的一些關鍵工藝，如鑽孔、蝕刻、電鍍、錶麵處理（如沉金、OSP、噴锡）等。對於特定應用，如射頻PCB、高密度互聯（HDI）PCB，本章也將提供相關的設計指導。本章的最終目標是使讀者能夠獨立完成高質量的PCB設計。 第十一章 電子係統集成與故障診斷 本章將聚焦於將前麵章節中學到的各個模塊有機地集成到一個完整的電子係統中，並掌握係統級的故障診斷和排除方法。我們將通過若乾典型綜閤案例，展示如何將微控製器、傳感器、電源、信號處理電路等有機結閤，構建功能完整的電子産品。在係統集成過程中，我們將重點講解不同模塊之間的接口匹配、時序協調以及整體性能的優化。此外，本章還將深入探討電子係統的故障診斷技術。我們將學習如何利用萬用錶、示波器、邏輯分析儀等常用儀器進行電路測量和信號分析，從而定位故障。本章將介紹各種常見的故障模式，如元器件失效、焊接不良、短路、開路、信號失真、電源不穩定等，並提供相應的診斷策略。我們將學習如何通過係統性的排除法，逐步縮小故障範圍，最終找到並修復問題。對於復雜的係統，我們還將介紹一些高級的故障診斷方法，如軟件調試、在綫監測和故障預測。本章的宗旨是培養讀者將理論知識轉化為實際應用的能力，以及解決復雜工程問題的能力。 適用讀者 本書適閤高等院校電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術等專業本科生、研究生閱讀。同時，也適用於從事電子産品研發、係統集成和技術支持的工程師以及對電子技術有濃厚興趣的愛好者。 學習目標 通過對本書的學習，讀者將能夠： 1. 深刻理解模擬電路和數字電路的基本原理。 2. 掌握各類信號調理、處理和電源電路的設計方法。 3. 熟悉振蕩器、定時電路和功率電子器件的工作原理。 4. 瞭解通信電路和微控製器在現代電子係統中的作用。 5. 掌握傳感器接口電路設計和PCB布局布綫技巧。 6. 具備將分散的電子模塊集成到完整係統並進行故障診斷的能力。 7. 提升解決實際電子工程問題的創新能力和工程實踐能力。

評分☆☆☆☆☆

第一段 初次翻開這本《電子電工仿真實驗技術》，就被其紮實的理論基礎和前沿的實踐應用所吸引。作者們顯然對電子電工領域有著深厚的理解，並能將復雜的概念以一種極其清晰易懂的方式呈現齣來。書中的實驗設計邏輯嚴謹，步驟細緻入微，即使是沒有太多實驗經驗的讀者，也能在指導下逐步完成。我尤其欣賞其中關於電路仿真的部分，它不僅介紹瞭各種主流仿真軟件的使用技巧，更重要的是，深入剖析瞭仿真結果與實際測量之間的差異原因，以及如何通過調整參數來優化仿真模型，使其更貼近真實世界。這對於初學者來說，無疑是建立正確仿真觀念的絕佳途徑，避免瞭“紙上談兵”的局限。書中穿插的案例分析也十分精彩，通過解決實際工程中的典型問題，讓讀者在實踐中學習理論，在理論指導下解決實踐問題，形成瞭一個良性的學習閉環。整體而言，這本書在理論深度、實踐指導性以及對讀者學習路徑的引導方麵都做得相當齣色，絕對是電子電工愛好者和從業者的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

第五段 這本《電子電工仿真實驗技術》給我的感覺是，它真正做到瞭“與時俱進”。在當今科技飛速發展的時代，僅僅依靠傳統的實驗方法已經難以跟上步伐，而仿真技術恰恰是解決這一難題的關鍵。書中的內容，從基礎的元件模型建立，到復雜的係統級仿真，都進行瞭詳盡的闡述。我特彆贊賞書中對“模型精度”和“仿真速度”之間權衡的討論，這充分體現瞭作者的專業洞察力。書中提供的各種仿真實例，覆蓋瞭從模擬電路到數字電路，再到混閤信號電路的廣泛領域，為我提供瞭豐富的實踐素材。我嘗試瞭書中關於“PCB布局仿真”的部分，它讓我明白瞭如何通過仿真來預測和避免潛在的信號完整性問題，這在實際的硬件設計中是至關重要的。這本書的優點還在於其條理性非常強，知識點的組織結構清晰，讓讀者能夠循序漸進地掌握仿真技術的精髓。總而言之，這是一本集理論性、實踐性和前瞻性於一體的優秀教材，強烈推薦給所有對電子電工仿真感興趣的讀者。

評分☆☆☆☆☆

第三段 坦白說，在拿到《電子電工仿真實驗技術》之前，我對“仿真實驗”這個概念並沒有一個清晰的認識，總覺得它隻是電腦上的操作，與實際動手相去甚遠。但這本書徹底顛覆瞭我的想法。它通過大量精心設計的仿真實驗，讓我深刻體會到仿真技術在縮短研發周期、降低實驗成本、以及進行極端條件下的實驗研究等方麵的巨大優勢。書中在講解各種仿真工具時，都非常注重其實際應用場景，並結閤具體的電子元器件和電路拓撲結構進行演示。我最喜歡的是關於“故障診斷”的仿真章節，通過模擬各種電路故障，並觀察仿真結果的變化，我學會瞭如何利用仿真工具快速定位問題，這在實際維修中是極其寶貴的技能。這本書的語言風格也非常平實易懂，即使是初學者也能很快掌握，同時，其內容的深度和廣度又能滿足有一定基礎的讀者深入研究的需求。它就像一位耐心的導師，一步步引導我探索電子電工世界的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

第四段 作為一名即將步入社會的電子信息工程專業的學生，我深知紮實的實驗能力是獲得理想工作的重要敲門磚。《電子電工仿真實驗技術》這本書，恰恰滿足瞭我對實驗能力提升的迫切需求。它不僅涵蓋瞭傳統電子電工實驗的基礎知識，更重要的是，它將前沿的仿真技術融入其中，讓我有機會在虛擬環境中進行各種復雜的實驗操作。書中對不同仿真軟件的優缺點分析，以及在不同場景下的適用性建議，讓我對仿真工具的選擇有瞭更清晰的認識。我尤其欣賞書中關於“參數化仿真”和“濛特卡羅仿真”的介紹，這些高級的仿真技巧，在我的課程設計和畢業設計中都發揮瞭巨大的作用，幫助我更有效地優化設計方案。這本書的編排也十分閤理，理論講解與實驗操作緊密結閤，每一章都配有相應的習題和思考題，能夠很好地檢驗和鞏固學習效果。我認為，這本書不僅僅是一本教材，更是一份寶貴的職業發展指南。

評分☆☆☆☆☆

第二段 作為一個在電子領域摸爬滾打多年的工程師，我對市麵上大多數教材都抱著審慎的態度，因為很多都流於錶麵，缺乏深度。然而，《電子電工仿真實驗技術》這本書卻給瞭我驚喜。它並非簡單地羅列各種實驗，而是從根本上探討瞭仿真技術在電子電工教學和研發中的重要性。書中對仿真原理的闡述，不僅僅是技術層麵的介紹，更包含瞭對仿真方法論的思考，例如如何科學地建立模型，如何閤理地選擇仿真參數，以及如何有效地分析和解讀仿真結果。我特彆喜歡書中關於“虛擬儀錶”使用的部分，它將各種虛擬示波器、信號發生器等工具的使用與實際操作相結閤，讓讀者能夠直觀地感受到數字世界與模擬世界之間的聯係。此外，書中對一些復雜電路的仿真分析，如放大電路、濾波電路等，都提供瞭非常詳盡的步驟和解讀，這對於我來說，既是對原有知識的鞏固，也是對新方法的學習。這本書的價值在於，它不僅僅是一本實驗指導手冊，更是一本培養讀者批判性思維和解決復雜問題能力的工具書。