信息与自动化系列 电子技术实验教程(第2版)/刘大力 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 哈尔滨工程大学出版社

ISBN：9787566114839

版次：2

商品编码：12200406

包装：平装

丛书名： 信息与自动化系列

开本：其他

出版时间：2017-04-01

页数：117

内容简介

本教程在结构上分为四部分：**章实验基础知识；第二章模拟电子技术实验；第三章数字电子技术实验；第四章综合实验。目的是培养学生电学基础实验技能，使学生掌握常用仪器设备使用，分析实验过程中出现的故障，注重培养学生实践动手能力和创新能力。

《电子技术基础与实践》 作者： 王明 教授，李强 博士 出版社： 科技教育出版社 出版日期： 2023年10月 前言 在当今信息爆炸、技术飞速发展的时代，电子技术作为现代科技的基石，其重要性日益凸显。无论是通信、计算、控制，还是人工智能、物联网，都离不开坚实的电子技术基础。为了帮助广大读者，特别是高等院校的电子信息类、自动化类专业的学生以及相关领域的工程技术人员，系统地掌握电子技术的核心概念、基本原理和实验技能，《电子技术基础与实践》应运而生。 本书并非仅仅罗列枯燥的理论知识，而是力求将理论与实践紧密结合，通过生动详实的讲解和丰富多样的实验案例，引导读者深入理解电子电路的设计、分析与应用。我们深知，理论的海洋固然浩瀚，但没有实践的舟楫，便难以抵达认知的彼岸。因此，本书将理论讲解的深度与实验操作的广度有机融合，旨在培养读者解决实际问题的能力，激发其探索电子技术奥秘的兴趣。 本书的编写团队汇聚了一批在电子技术领域深耕多年的资深教授和优秀工程师。他们不仅具备深厚的学术造诣，更拥有丰富的教学与工程实践经验。在编写过程中，我们始终秉持“以人为本，学以致用”的理念，力求使本书内容既具有前沿性，又易于理解和掌握。我们参考了国内外众多优秀的电子技术教材和实验指导书，并结合了近年来电子技术发展的新趋势和教学改革的新要求，力求为读者提供一份高质量的学习资源。 本书的结构设计循序渐进，从最基础的模拟电路概念入手，逐步深入到复杂的数字电路设计与应用，并涵盖了微控制器原理及嵌入式系统开发等现代电子技术的重要领域。每个章节都配有详细的理论阐述、典型的例题分析，以及配套的实验项目。实验部分的设计充分考虑了实验的可行性、安全性与趣味性，力求让读者在动手实践中巩固理论知识，培养创新思维。 我们希望，《电子技术基础与实践》能够成为您在电子技术学习道路上的良师益友，帮助您打下坚实的专业基础，为未来的学术研究或工程实践奠定坚实而宽广的平台。 目录 第一部分：模拟电子电路基础 第一章：电路基本概念与元件 1.1 电压、电流、电阻、电容、电感 1.2 基尔霍夫定律 1.3 欧姆定律与功率 1.4 常用无源元件：电阻器、电容器、电感器 1.5 常用有源元件：二极管、三极管、场效应管 1.6 实验一：电路基本定律验证与常用元件参数测量 第二章：晶体管放大电路 2.1 BJT（双极结型晶体管）特性曲线与静态参数 2.2 BJT放大电路的基本组态：共发射极、共集电极、共基极 2.3 放大电路的动态参数：电压增益、电流增益、输入电阻、输出电阻 2.4 放大电路的频率响应 2.5 FET（场效应晶体管）的结构与工作原理 2.6 FET放大电路的基本组态 2.7 实验二：单级BJT放大电路的设计与调试 2.8 实验三：FET放大电路的设计与性能分析 第三章：多级放大电路与反馈 3.1 多级放大电路的耦合方式 3.2 级间耦合电路：阻容耦合、变压器耦合、直接耦合 3.3 复合管与集成运放基础 3.4 反馈的概念与类型：负反馈、正反馈 3.5 负反馈对放大电路性能的影响 3.6 实验四：多级RC耦合放大电路的设计与测试 3.7 实验五：集成运放基本应用电路（同相、反相、加法、减法） 第四章：信号发生电路与波形变换 4.1 振荡电路的基本原理 4.2 RC正弦波振荡电路（相移式、 Wien电桥式） 4.3 LC正弦波振荡电路（Hartley、 Colpitts） 4.4 间歇振荡器与多谐振荡器 4.5 运放构成的三角波、方波发生器 4.6 实验六：RC正弦波振荡器设计与参数调整 4.7 实验七：方波发生器与三角波发生器制作 第五章：电源电路与稳压 5.1 整流电路：半波、全波、桥式整流 5.2 滤波电路：电容滤波、电感滤波、RC滤波 5.3 稳压电路：串联型稳压电路（三极管、集成稳压器）、开关型稳压电路 5.4 实验八：二极管桥式整流滤波电路设计 5.5 实验九：集成稳压器应用与可调稳压电源制作 第二部分：数字电子电路基础 第六章：数字电路基础与逻辑门 6.1 数制与码制（二进制、八进制、十六进制、BCD码） 6.2 逻辑代数基础：基本逻辑运算、逻辑门（与、或、非、与非、或非、异或） 6.3 逻辑函数的表示方法（真值表、逻辑图、逻辑表达式） 6.4 逻辑函数的化简（卡诺图法、代数法） 6.5 TTL与CMOS逻辑门电路介绍 6.6 实验十：基本逻辑门功能测试与逻辑组合电路设计 第七章：组合逻辑电路 7.1 组合逻辑电路的特点与设计流程 7.2 译码器、编码器、多路选择器（Multiplexer）、分频器 7.3 比较器、加法器、减法器 7.4 顺序逻辑电路的应用（如：LED流水灯、交通灯控制器） 7.5 实验十一：组合逻辑电路设计与实现（如：一位全加器） 7.6 实验十二：LED数码显示译码器设计 第八章：时序逻辑电路 8.1 时序逻辑电路的特点与分类 8.2 触发器：SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器 8.3 触发器的状态转换图与状态表 8.4 寄存器：串入串出、并入串出、串入并出、并入并出 8.5 计数器：异步计数器、同步计数器、环形计数器、扭环计数器 8.6 实验十三：不同类型触发器功能测试 8.7 实验十四：异步计数器与同步计数器设计与实现 第九章：数模混合电路与接口 9.1 数模转换器（DAC）：基本原理、类型（R-2R、权电流型） 9.2 模数转换器（ADC）：基本原理、类型（逐次逼近、双积分、Σ-Δ） 9.3 信号的采集与处理流程 9.4 常用接口技术简介 9.5 实验十五：DAC与ADC电路的测试与应用 9.6 实验十六：简单的传感器信号采集与处理系统 第三部分：现代电子技术与实践 第十章：微控制器原理与应用 10.1 微控制器（MCU）概述：结构、特点、发展 10.2 典型微控制器架构（如：ARM Cortex-M 系列） 10.3 MCU的存储器、I/O端口、定时器、中断系统 10.4 MCU的开发环境与编程基础（C语言） 10.5 实验十七：LED闪烁与按键输入检测（基于某典型MCU） 10.6 实验十八：定时器中断与外部中断应用 第十一章：嵌入式系统开发初步 11.1 嵌入式系统概念与组成 11.2 嵌入式软件开发流程 11.3 常用嵌入式通信协议（UART, SPI, I2C） 11.4 简单的嵌入式硬件平台搭建 11.5 实验十九：基于MCU的UART通信实验 11.6 实验二十：基于MCU的SPI/I2C通信实验（如：与传感器通信） 第十二章：传感器技术与应用 12.1 传感器的工作原理与分类 12.2 常见传感器类型：温度、湿度、光照、压力、位移传感器 12.3 传感器的信号调理与接口技术 12.4 传感器在实际应用中的案例分析 12.5 实验二十一：温度/湿度传感器数据采集与显示 12.6 实验二十二：光敏电阻/红外传感器应用 第十三章：通信电路基础 13.1 模拟通信与数字通信概述 13.2 调制与解调基本原理 13.3 常用通信协议简介（如：RS-232, USB） 13.4 无线通信基础（如：Wi-Fi, Bluetooth 基础） 13.5 实验二十三：简单数据传输模块（如：NRF24L01）通信测试 13.6 实验二十四：RS-232通信接口应用 第十四章：电子测量与仪器 14.1 常用电子测量仪器：万用表、示波器、信号发生器、逻辑分析仪 14.2 仪器的基本使用方法与注意事项 14.3 电子电路的故障诊断与排除方法 14.4 实验二十五：使用示波器观察信号波形与测量参数 14.5 实验二十六：利用万用表与示波器进行电路故障排查 附录 附录A：常用电子元件符号与参数表 附录B：常用集成电路芯片功能简介 附录C：电子实验安全须知 正文内容示例（节选） 第二章 晶体管放大电路 2.1 BJT（双极结型晶体管）特性曲线与静态参数 晶体管作为现代电子电路的核心元件之一，其放大作用是实现信号增强的关键。双极结型晶体管（BJT）的结构通常由两层N型半导体夹一层P型半导体（NPN型）或两层P型半导体夹一层N型半导体（PNP型）构成。其三个电极分别为基极（Base, B）、集电极（Collector, C）和发射极（Emitter, E）。 2.1.1 BJT的输出特性曲线 BJT的输出特性曲线描绘了集电极电流 $I_C$ 与集电极-发射极电压 $V_{CE}$ 之间的关系，同时以基极电流 $I_B$ 或基极-发射极电压 $V_{BE}$ 为参数。对于NPN型晶体管，当基极电流 $I_B$ 保持恒定时，随着集电极-发射极电压 $V_{CE}$ 的增大，集电极电流 $I_C$ 也会增大，但最终趋于一个饱和值。这个饱和过程表明，在一定范围内，集电极电流 $I_C$ 基本不受 $V_{CE}$ 的影响，而主要由基极电流 $I_B$ 控制。 输出特性曲线可以划分为三个区域： 截止区 (Cut-off Region): 在此区域，$I_B$ 非常小（接近于零），且 $V_{CE}$ 较小，此时晶体管处于截止状态，几乎没有电流流过集电极。 放大区 (Active Region): 这是晶体管最常用的工作区域。在放大区，$I_C$ 随着 $I_B$ 的变化而近似线性地变化，并且 $I_C$ 的变化量远大于 $I_B$ 的变化量。此时，晶体管表现出放大作用。 饱和区 (Saturation Region): 当 $V_{CE}$ 足够小时，即使基极电流 $I_B$ 增大，集电极电流 $I_C$ 的增长也会变慢，并趋于一个最大值。此时，$I_C$ 主要由外部电路决定，晶体管失去放大能力，进入饱和状态。 2.1.2 BJT的输入特性曲线 BJT的输入特性曲线描绘了基极电流 $I_B$ 与基极-发射极电压 $V_{BE}$ 之间的关系，以集电极-发射极电压 $V_{CE}$ 为参数。与二极管的正向特性类似，当 $V_{BE}$ 增大到一定值（约为0.7V，对于硅管）时，基极电流 $I_B$ 开始迅速增大。 2.1.3 静态参数 集电极电流 $I_C$: 流过集电极的电流。 基极电流 $I_B$: 流过基极的电流。 发射极电流 $I_E$: 流发射极的电流。根据基尔霍夫电流定律，$I_E = I_B + I_C$。 共射电流增益 $eta$ (hfe): 这是BJT最重要的参数之一，定义为集电极电流 $I_C$ 与基极电流 $I_B$ 的比值：$eta = frac{Delta I_C}{Delta I_B}$。在放大区，$eta$ 的值通常在几十到几百之间。$eta$ 的值会随着工作点、温度和不同管子而变化。 基极-发射极电压 $V_{BE}$: 施加在基极和发射极之间的电压。 集电极-发射极电压 $V_{CE}$: 施加在集电极和发射极之间的电压。 2.2 BJT放大电路的基本组态 BJT可以构成三种基本放大组态：共发射极放大电路、共集电极放大电路（也称为电压跟随器）和共基极放大电路。 2.2.1 共发射极放大电路 共发射极放大电路是应用最广泛的一种放大电路，它提供电压增益和电流增益。在信号源连接到基极，输出端从集电极取出，而发射极则通过一个电阻接地（或者接一个旁路电容）。 电路结构: 信号源连接到基极，集电极连接到负载电阻 $R_L$ 和电源 $V_{CC}$，发射极接地或通过一个发射极电阻 $R_E$ 接地。 工作原理: 当输入信号电压在基极产生微小的变化时，根据BJT的放大特性，基极电流 $I_B$ 会随之发生相应的变化。由于集电极电流 $I_C approx eta I_B$，基极电流的微小变化会引起集电极电流的较大变化。集电极电流的变化流过负载电阻 $R_L$，从而在集电极输出端产生一个较大的电压变化。 优点: 具有较高的电压增益和电流增益。 缺点: 输入电阻相对较低，输出电阻相对较高，输出信号与输入信号存在180度的相位反转。 2.2.2 共集电极放大电路 (电压跟随器) 共集电极放大电路的输入信号连接到基极，输出信号从发射极取出，而集电极则直接连接到电源 $V_{CC}$（或者通过一个滤波电容）。 电路结构: 信号源连接到基极，集电极连接到电源 $V_{CC}$，输出端从发射极引出，发射极通过负载电阻 $R_L$ 接地。 工作原理: 输入信号加到基极，当输入电压 $v_{in}$ 变化时，引起基极电流 $i_b$ 和集电极电流 $i_c$ 的变化。由于发射极电流 $i_e = i_b + i_c approx (1+eta)i_b$，并且输出电压 $v_{out} = i_e R_L = v_{be} + v_{ce}$，由于集电极是共用的，所以 $v_{ce}$ 的变化通常很小。因此，发射极输出的电压变化近似地跟随输入信号电压的变化。 优点: 具有较高的输入电阻和较低的输出电阻，电压增益接近于1，常用于缓冲和阻抗匹配。输出信号与输入信号同相。 缺点: 电压增益非常小，接近于1，几乎没有电压放大作用。 2.2.3 共基极放大电路 共基极放大电路的输入信号连接到发射极，输出信号从集电极取出，而基极则通过一个电阻接地（或接一个偏置电压）。 电路结构: 输入信号加到发射极，基极接地，输出信号从集电极引出，集电极通过负载电阻 $R_L$ 连接到电源 $V_{CC}$。 工作原理: 输入信号电压施加在发射极，引起发射极电流的变化。根据晶体管的特性，发射极电流的变化会引起集电极电流的近似相等的变化。集电极电流的变化流过负载电阻 $R_L$，产生输出电压。 优点: 输入电阻非常低，输出电阻非常高，电压增益较高。 缺点: 电流增益小于1，通常用于高频放大电路。 实验二：单级BJT放大电路的设计与调试 实验目的: 1. 掌握共发射极放大电路的基本结构和工作原理。 2. 学习如何根据给定的技术指标（如增益、输入电阻、输出电阻）设计放大电路的元件参数。 3. 熟练使用万用表、示波器等仪器进行电路的调试和性能测试。 4. 理解静态工作点的设置对放大电路性能的影响。 实验仪器与材料: 直流稳压电源（0-15V） 函数信号发生器 双踪示波器 万用表 面包板 导线 BJT（如BC547、9013等） 电阻（不同阻值） 电容（不同容值） 实验内容: 1. 电路设计: 给定一个放大指标，例如要求输出正弦波信号的峰峰值电压为4V，输入正弦波信号的峰峰值电压为0.2V。 根据晶体管的参数（如 $eta$ 值）和设计要求，选择合适的静态工作点（如 $V_{CEQ} approx V_{CC}/2$），计算并选择基极偏置电阻 $R1, R2$、集电极负载电阻 $R_L$ 和发射极电阻 $R_E$ 的数值。 选择合适的耦合电容 $C_{in}, C_{out}$ 和旁路电容 $C_E$。 2. 电路搭建: 在面包板上按照设计好的电路图搭建电路。 3. 静态工作点测量: 在不加输入信号的情况下，使用万用表测量基极电流 $I_B$、集电极电流 $I_C$ 和集电极-发射极电压 $V_{CE}$，验证静态工作点是否符合设计要求。 4. 动态性能测试: 连接函数信号发生器，输入低频正弦波信号（例如1kHz），幅度从0.01V开始逐渐增大。 使用双踪示波器同时观察输入信号和输出信号的波形。 测量输入信号的峰峰值电压 $V_{in(pp)}$ 和输出信号的峰峰值电压 $V_{out(pp)}$。 计算电压增益 $A_v = frac{V_{out(pp)}}{V_{in(pp)}}$。 观察输出信号是否存在失真，并分析原因（如过载、静态工作点不当）。 逐渐增大输入信号幅度，观察输出信号的饱和和截止现象。 5. 参数调整与分析: 尝试改变发射极电阻 $R_E$ 的值（或用电容 $C_E$ 旁路），观察对放大电路增益和稳定性的影响。 调整基极偏置电阻 $R1, R2$ 的比例，观察对静态工作点和增益的影响。 实验报告要求: 详细列出电路设计过程，包括参数计算。 绘制搭建好的电路图。 记录静态工作点的测量数据，并与设计值进行比较。 记录动态性能测试数据（不同输入幅度下的输出幅度、增益），绘制输入-输出幅度曲线。 附上示波器拍摄的输入输出波形图，并进行分析。 对实验结果进行讨论，分析可能出现的误差，并提出改进意见。 本书特色 1. 理论与实践的深度融合： 本书在讲解每个电子电路概念和原理后，都紧密结合相应的实验项目，让读者能够通过动手实践来验证和深化理解。 2. 循序渐进的知识体系： 从最基础的电路元件和模拟电路，逐步过渡到数字电路、微控制器以及更广泛的嵌入式系统应用，构建完整的电子技术知识框架。 3. 丰富的实验案例： 实验项目设计多样，涵盖了从基础验证到综合应用，具有一定的挑战性和趣味性，能有效培养读者的工程实践能力。 4. 现代技术内容涵盖： 除了传统的模拟和数字电路，本书还包含了微控制器、嵌入式开发、传感器技术等当前电子技术领域的热点内容，为读者提供前沿知识。 5. 清晰易懂的讲解风格： 语言通俗易懂，公式推导清晰，图示丰富，力求让读者在轻松愉快的氛围中掌握复杂的电子技术知识。 6. 注重问题解决能力培养： 通过实例分析和实验指导，引导读者主动思考，分析问题，并尝试解决实际工程中的电路问题。 目标读者 高等院校电子信息工程、通信工程、自动化、电气工程及其相关专业的本科生和研究生。 从事电子产品设计、开发、测试及维护的工程师。 对电子技术感兴趣的业余爱好者和自学者。 结语 电子技术是一门实践性极强的学科。我们希望《电子技术基础与实践》不仅是一本教材，更是一个帮助您踏入电子技术广阔天地、激发创新思维的平台。通过理论学习和实践操作相结合，您将能够真正理解电子世界的奥秘，并为未来的学习和工作打下坚实的基础。我们期待着您在电子技术领域取得辉煌的成就！

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我是一名非电子专业出身的学生，在学习这本《信息与自动化系列 电子技术实验教程(第2版)》的过程中，最大的感受就是它的“亲和力”。我之前对电子实验一直心存畏惧，觉得那是一门高深的学科，只有专业人士才能掌握。但这本书的编写风格非常适合像我这样的初学者。它没有使用过多晦涩难懂的术语，即使是第一次接触到某些概念，作者也会用非常形象的比喻来解释，让我很容易理解。例如，在讲解模数转换时，作者打了个比方，把连续的模拟信号比作一条平滑的河流，而数字信号则像是把河流分割成一个个小水滴，这样一比喻，我就瞬间明白了其中的转换过程。实验部分的设计也考虑到初学者的特点，元器件的选用都是市面上比较常见且容易购买到的，实验电路图也非常清晰明了，甚至连一些连接的细节都标注得很清楚。我尝试了书中关于逻辑电平检测的实验，用万用表去测量不同点位的电压，书里详细说明了在不同状态下应该看到的电压值，我按照步骤操作，看到结果和书上描述的一致，那种感觉真的很棒。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，最直观的感受就是它内容丰富，涵盖的知识点很广，但又不会显得杂乱无章。作者刘大力在信息与自动化这个大主题下，将电子技术实验进行了系统性的梳理和整合。我特别欣赏书中关于模拟电路与数字电路的衔接部分，它不像有些书那样将两者完全割裂开来，而是通过一些过渡性的实验，展示了模拟信号如何被转换成数字信号，以及数字信号如何在系统中进行处理。我在做关于滤波器设计的实验时，深刻体会到了这一点。书中不仅讲解了不同类型滤波器的原理，还提供了实际搭建滤波器并用示波器验证其频率响应的方法。这种从理论到实践，再从实践反哺理论的学习过程，让我对电子技术有了更全面、更深入的认识。而且，书中的案例选取得都很有代表性，很多都与实际的自动化系统息息相关，例如关于传感器数据采集和初步处理的实验，让我看到了电子技术在工业自动化中的实际应用。感觉这套教程不仅是学习电子技术，更是在学习如何利用电子技术去解决实际问题。

评分☆☆☆☆☆

这本《信息与自动化系列 电子技术实验教程(第2版)》给我的整体感觉是，它在理论深度和实践操作性之间找到了一个很好的平衡点。我之前也看过一些电子技术方面的书，有些可能理论讲得非常深入，但实践部分却很欠缺，导致学了之后不知道如何下手；也有一些实践类的教程，但理论讲解又过于肤浅，难以深入理解。这本书在这方面做得就比较到位。它在介绍某个实验之前，会先对相关的理论知识进行讲解，而且讲解得相当透彻，比如关于数字电路逻辑门的工作原理，它不仅给出了真值表，还详细解释了每个逻辑门背后的半导体器件是如何实现的，以及在实际电路中如何应用。然后，它会给出详细的实验步骤，包括需要准备的元器件、实验电路图、焊接方法等等。我印象特别深的是关于单片机编程的那部分，作者没有直接给出复杂的代码，而是从最基本的输入输出开始，一步一步引导读者编写程序，让初学者也能逐步掌握单片机的控制技巧。我跟着做了好几个实验，比如用单片机控制LED闪烁，用按键输入控制程序的执行，感觉非常有成就感。

评分☆☆☆☆☆

说实话，拿到这本《信息与自动化系列 电子技术实验教程(第2版)》的时候，我其实是带着一种“试试看”的心态。我之前对电子实验的印象，总觉得会很枯燥，又是各种电阻电容，又是各种枯燥的公式推导。但这本书完全颠覆了我的看法。它更像是一本“玩转电子”的指南，引导你一步步探索信号处理的奥秘。我印象最深的是关于信号发生器和示波器的应用部分，这部分内容讲得非常具体，不是那种泛泛而谈的介绍，而是告诉你如何使用这些工具来分析和测量各种信号的波形、频率、幅值等关键参数。书中还穿插了一些有趣的案例，比如如何用示波器观察声音信号的变化，感觉特别有意思。我还尝试跟着教程搭建了一个简单的数据采集系统，虽然一开始连接线的时候搞混了几根，但作者很细致地给出了详细的接线图和注意事项，让我很快就找到了问题所在。整个过程下来，我不仅学到了书本上的知识，还锻炼了自己的动手能力和逻辑思维能力。感觉这本书就像一位耐心的老师，不厌其烦地指导你，让你在实践中体会电子技术的魅力，而不是死记硬背那些理论。

评分☆☆☆☆☆

这本书我看了好几天了，感觉内容还是蛮扎实的。一开始翻开的时候，我对“信息与自动化”这个名字还有点模糊，不知道具体会涉及哪些方面。但随着深入阅读，尤其是看到那些详细的实验步骤和理论讲解，我慢慢明白了它试图构建的知识体系。作者刘大力老师在电子技术方面应该是有深厚积累的，他的讲解清晰易懂，即使是一些相对复杂的电路原理，也能被他拆解成更容易理解的部分。我特别喜欢书中关于传感器的那几章，讲到了好几种不同类型的传感器，比如光敏电阻、霍尔传感器、超声波传感器等等，并且详细解释了它们的工作原理、性能参数以及在实际应用中的优缺点。更重要的是，每一部分都配有相应的实验，让我可以亲自动手去验证理论，加深理解。我尝试做了其中几个实验，比如用光敏电阻控制LED亮度的电路，调试过程中遇到了一些小问题，但根据书里的提示和排查方法，最终都顺利解决了。这种理论与实践相结合的学习方式，确实比纯粹看书要有效得多。而且，书中的电路图都很规范，元器件的选用也考虑到了实用性和易获取性，这点对于初学者来说非常友好。我感觉这套教程不仅仅是教你如何做实验，更是在培养你分析问题、解决问题的能力，这对于将来从事电子技术相关的工作非常有帮助。