高等学校“十一五”规划教材·电子工程类:电路分析实验(第2版)

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韦宏利 等 编
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出版社: 西北工业大学出版社
ISBN:9787561218679
版次:2
商品编码:11132414
包装:平装
开本:16开
出版时间:2008-12-01
用纸:胶版纸
页数:138
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

  《高等学校“十一五”规划教材·电子工程类:电路分析实验(第2版)》初版于2005年1月,这次修订再版,是在原书的基础上进行的。 第1章基本技能实验,共有11个实验,主要是工科电路分析Ⅰ的实验内容,包括电流、电压、功率、阻抗、动态响应等的测量;第2章技能提高实验,共有8个实验,主要是工科电路分析Ⅱ的部分内容及选做的实验内容;第3章是计算机仿真实验;最后一部分附录,主要包括电工测量的基本知识及常用电工仪器仪表的介绍和使用方法。

内容简介

  《高等学校“十一五”规划教材·电子工程类:电路分析实验(第2版)》的编写旨在培养和训练学生的实验能力,其主要内容包括工科电路分析Ⅰ的基本技能实验,工科电路分析Ⅱ的部分技能提高实验以及计算机仿真实验。 《电路分析实验(第2版电子工程类高等学校十一五规划教材)》可作为普通高等学校自动控制、通信、计算机、测控技术与仪器等专业实验课的教材。

目录

绪论
第1章 基本技能实验
1.1 电阻元件伏安特性的测试
1.2 叠加定理、基尔霍夫定律和电位的研究
1.3 戴维南定理、诺顿定理、电源等效变换、最大功率传输定理
1.4 电子示波器和信号发生器的使用
1.5 一阶电路暂态过程的研究
1.6 交流参数的测量(一)——三表法
1.7 交流参数的测量(二)——电桥法
1.8 RLC串联谐振电路的研究
1.9 并联谐振及功率因数的提高
1.10 三相电路中电压和电流的测量
1.11 三相电路功率的测量

第2章 技能提高实验
2.1 非正弦周期电流电路的研究
2.2 特勒根定理与互易定理的研究
2.3 耦合电感的研究
2.4 受控源电路的研究
2.5 无源滤波器和有源滤波器的研究
2.6 二阶电路的响应与状态轨迹的研究
2.7 负阻抗变换器及应用
2.8 二端网络参数的测定

第3章 计算机仿真实验——Multisim 9.0的应用
3.1 Multisim 9.0介绍
3.2 仿真电路设计举例

附录
附录1 电工测量的基本知识
附录2 磁电式、电磁式、电动式仪表的工作原理
附录3 电流、电压的测量
附录4 万用表及其使用方法
附录5 双路晶体管直流稳压电源
附录6 调压变压器的使用
附录7 功率表的使用方法
附录8 QS18A能电桥使用说明
附录9 NY4510型交流毫伏级电压表使用说明
附录10 低频信号发生器使用说明
附录11 POS9020双踪示波器及其使用方法
附录12 EEL-2型电工电子实验台简介
电路分析实验(第2版) 前言 作为高等学校“十一五”规划教材的配套实验指导,本书旨在为电子工程类专业的学生提供扎实、系统、全面的电路分析实验训练。在信息技术日新月异、科技发展一日千里的今天,掌握精深的电路理论知识并具备熟练的实验操作技能,是成为优秀电子工程师的基石。本书紧密围绕现代电子工程教育的发展趋势,结合国家高等教育教学改革的指导精神,力求通过丰富的实验内容、严谨的实验设计、详实的实验指导,帮助学生深入理解电路理论的精髓,培养其科学严谨的实验态度、独立分析解决问题的能力,以及团队协作精神。 本实验教材的编写,是在第一版成功运行的基础上,根据近年来电子工程学科的最新发展、实验教学的反馈以及广大学生的学习需求,进行了全面的修订与完善。第二版在保留原有经典实验的基础上,新增了若干更具前沿性和实践性的实验项目,并对部分实验的原理讲解、操作步骤、数据处理以及误差分析等方面进行了更为细致的阐述。我们深信,本书将为您的电路分析学习之旅提供一份坚实的理论指导和生动的实践体验。 第一章 绪论 本章作为全书的起点,旨在为读者建立对电路实验学习的基本认识,并为后续实验的顺利开展奠定基础。 1.1 实验目的与意义 深化理论理解: 电路理论是电子工程的基石。然而,纯粹的理论学习往往显得抽象和枯燥。通过实验,学生可以将书本上的公式、定理、定律转化为生动的物理现象,直观地感受到它们在实际电路中的体现。例如,欧姆定律、基尔霍夫定律等基本定律,在实验台上通过测量电压、电流的变化,可以获得直观的验证,从而加深对这些抽象概念的理解和记忆。 培养科学思维与创新能力: 实验过程本身就是一种科学探究的过程。学生需要根据实验目的,设计实验方案,选择合适的元器件,搭建电路,进行测量,并对测量结果进行分析。这个过程中,需要运用逻辑思维、分析能力和判断能力。当实验结果与理论预期不符时,学生需要思考原因,分析误差来源,甚至提出改进方案。这种经历能够有效地锻炼学生的科学思维方式,培养其发现问题、分析问题和解决问题的能力,为未来的科技创新打下坚实基础。 掌握基本实验技能: 熟练的实验技能是进行电子设计和调试的基础。本实验教材涵盖了电阻、电容、电感等基本元件的测量,电源的搭建与使用,导线连接、焊接、面包板应用等基础操作。同时,还介绍了万用表、示波器、信号发生器等常用电工测量仪器的使用方法和注意事项。掌握这些技能,不仅能够独立完成本教材中的实验,更为将来进行更复杂的电子系统设计和故障排查打下坚实基础。 了解实验误差与不确定性: 任何实际的测量都存在误差。本章将引导学生认识到实验误差的普遍性,并学习区分系统误差和随机误差。通过对实验数据的处理和分析,学生能够学会如何量化误差,并对实验结果的不确定性有一个清晰的认识。这有助于培养学生严谨认真的科学态度,避免对实验结果产生不切实际的绝对化认识。 安全用电知识: 电力安全是实验中的重中之重。本章会强调实验室安全操作规程,包括正确的电源连接方式、避免短路、认识高压危险以及紧急情况的处理方法等。安全意识的培养,是每一位实验者的基本素养。 1.2 实验仪器与设备 基本测量仪器: 数字万用表(DMM): 介绍其功能(电压、电流、电阻测量)、量程选择、档位切换、零点校准等使用要点。强调不同测量模式下(直流、交流)的使用区别。 模拟示波器/数字示波器: 讲解其基本构成(扫描电路、垂直偏转、水平偏转、触发系统)、主要参数(带宽、采样率、存储深度)以及基本操作(波形显示、时基、幅度、触发电平调整)。重点演示如何观察不同信号的波形,测量电压、周期、频率等。 信号发生器: 介绍其能够产生的各种波形(正弦波、方波、三角波、锯齿波等)以及频率、幅度、占空比等参数的调节。强调输出阻抗对测量结果的影响。 直流稳压电源: 讲解其输出电压、电流的调节方式,以及过载保护功能。强调输出特性(内阻)对电路的影响。 基础实验器材: 电阻箱/电阻套件: 介绍不同阻值、功率的电阻,以及电阻箱的变阻原理。 电容箱/电容套件: 介绍不同容量、耐压的电容,以及电容箱的原理。 电感线圈: 介绍不同电感量、直流电阻的电感。 导线: 各种规格的导线,连接插头等。 面包板/洞洞板: 介绍其结构特点和在电路搭建中的应用。 测试夹、测试探头: 用于连接仪器和电路。 其他可能用到的设备: 根据具体实验内容,可能会涉及函数发生器、电源适配器、电位器、晶体管、集成运放等。 1.3 实验基本方法与操作规程 实验前准备: 认真阅读实验指导书: 彻底理解实验原理、目的、步骤、仪器要求及安全注意事项。 熟悉仪器设备: 事先了解并熟悉实验仪器的功能、操作方法和性能参数。 设计实验电路图: 在草稿纸上绘制清晰、规范的电路原理图和接线图。 准备实验器材: 清点并检查所需元器件的规格、参数是否符合要求,并做好记录。 检查电路连接: 在通电前,务必仔细检查所有导线连接是否正确、牢固,防止短路。 实验中操作: 规范接线: 按照接线图,仔细、准确地连接导线,注意极性。 合理设置仪器: 根据实验要求,正确选择仪器的量程、档位,设置信号参数。 循序渐进: 按照实验步骤,一步一步进行操作,不要随意跳跃。 认真观察与记录: 仔细观察实验现象,准确记录所有测量数据,包括单位、量纲,并注明记录数据的仪器型号和精度。 及时处理异常: 若发现异常现象(如冒烟、异味、仪器报警等),立即切断电源,并向指导教师报告。 合理使用仪器: 避免仪器过载,注意仪器的使用寿命和保护。 实验后整理: 断开电源: 实验结束后,务必先关闭所有仪器电源,再断开电源线。 拆除电路: 按照接线图,小心地拆除电路连接。 整理器材: 将所有元器件、仪器设备归位,保持实验台整洁。 数据处理与分析: 对记录的实验数据进行整理、计算,绘制图表,并与理论值进行比较。 撰写实验报告: 认真撰写实验报告,总结实验结果,分析误差,得出结论。 1.4 实验误差分析与数据处理 误差的定义与分类: 绝对误差: 测量值与真值之差。 相对误差: 绝对误差与真值之比,常以百分比表示。 系统误差: 由于测量仪器本身、测量方法不完善或环境因素等引起的,具有规律性、可重复性的误差。例如,仪器的零点误差、刻度不准确、测量方法的系统性偏差等。 随机误差: 由于各种偶然因素引起的,大小和符号难以预测,但具有统计规律性的误差。例如,读数误差、外界干扰等。 误差的来源: 仪器误差: 仪器本身的精度限制。 读数误差: 观察者在读取仪表数值时产生的误差。 连接误差: 导线电阻、接触不良等。 元件参数误差: 元件的实际参数与标称值之间存在偏差。 环境影响: 温度、湿度等环境变化对电路参数和仪器性能的影响。 数据处理方法: 平均值法: 对于随机误差,多次测量取平均值可以减小随机误差的影响。 图表法: 将实验数据绘制成图表,直观地反映变量之间的关系,便于分析和发现规律。 最小二乘法: 用于拟合直线或曲线,找到最佳的数学模型来描述实验数据。 显著性检验: 用于判断实验结果是否与理论预测存在显著差异。 不确定度评估: 介绍基本的不确定度评估方法,使学生了解测量结果的可靠性范围。 1.5 实验报告撰写规范 实验报告的组成部分: 题目: 实验项目的名称。 姓名、学号、班级、日期。 实验目的: 简要列出本实验要达到的主要目标。 实验原理: 简述与实验内容相关的电路理论知识,推导关键公式。 实验仪器与器材: 列出所使用的主要仪器设备和实验器材的型号、规格。 实验电路图: 绘制清晰、规范的电路原理图和接线图。 实验步骤: 详细记录实验的操作过程。 实验数据: 按表格形式清晰、准确地记录原始测量数据,包含单位。 数据处理与分析: 对原始数据进行计算、分析,绘制图表,并与理论值进行比较。 实验结果与讨论: 总结实验结果,分析误差来源,探讨误差对结果的影响,并对实验现象做出解释。 结论: 概括实验的主要发现和体会。 思考与提高(选填): 提出对实验的改进意见或进一步的思考。 报告的撰写要求: 真实性: 报告内容必须基于实际的实验操作和数据,不得弄虚作假。 准确性: 数据、计算、公式等必须准确无误。 规范性: 图表、符号、单位等符合科学规范。 条理性: 结构清晰,逻辑严谨,层次分明。 简洁性: 言简意赅,突出重点。 第二章 直流电路实验 本章将引导学生通过一系列直流电路实验,深入理解直流电路的基本定律、元件特性以及稳压电路的工作原理。 2.1 欧姆定律与基尔霍夫定律验证实验 实验目的: 亲身验证欧姆定律和基尔霍夫电压、电流定律在实际电路中的适用性。 实验原理: 欧姆定律: 对于一个纯电阻电路,其通过的电流与外加电压成正比,与电阻成反比。即 $I = U/R$。 基尔霍夫电压定律(KVL): 在一个闭合回路中,所有电势降(电阻上的电压降)之和等于所有电势升(电源电压)之和。 基尔霍夫电流定律(KCL): 在任何一个节点处,流入该节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。 实验内容: 欧姆定律验证: 选用不同阻值的电阻,固定电压源,测量不同电阻上的电流;或固定电阻,改变电压源,测量不同电压下的电流。通过绘制 $I-U$ 或 $U-I$ 曲线,观察其线性关系,并计算电阻值。 KVL验证: 构建包含多个电阻串联或串并联的回路,测量各支路电压及电源电压,验证各支路电压之和是否等于电源电压。 KCL验证: 构建包含多个节点和支路的电路,测量流入和流出节点的电流,验证节点电流的代数和是否为零。 数据处理与分析: 计算实验测得的电阻值,与标称值进行比较,计算相对误差。利用测量数据验证KVL和KCL的有效性,分析实验误差来源。 2.2 电阻的串联与并联实验 实验目的: 验证电阻串联和并联时的等效电阻计算公式,并了解实际接线中的影响。 实验原理: 串联: $R_{eq} = R_1 + R_2 + ... + R_n$。总电压等于各分电压之和。 并联: $1/R_{eq} = 1/R_1 + 1/R_2 + ... + 1/R_n$。总电流等于各分电流之和。 实验内容: 串联实验: 将两个或多个电阻串联,用万用表测量总电阻,与各电阻阻值之和进行比较。测量总电压和各电阻上的电压,验证KVL。 并联实验: 将两个或多个电阻并联,用万用表测量总电阻,与公式计算值进行比较。测量总电流和各支路电流,验证KCL。 数据处理与分析: 计算串联和并联电路的等效电阻,与理论值比较,分析误差。 2.3 等效电源(戴维宁定理)实验 实验目的: 验证戴维宁定理,并学习如何求一个线性复杂网络的等效直流电源。 实验原理: 任何一个线性双端口网络,从其端口看进去,都可以等效为一个理想电压源 $U_{Th}$ 与一个电阻 $R_{Th}$ 串联的电路。 $U_{Th}$:开路电压。 $R_{Th}$:等效电阻,可以通过断开电源,用万用表测量端口间的电阻,或者通过短路端口,测量某个支路的电流与开路电压之比来获得。 实验内容: 构建一个含有多个电阻和直流电源的复杂网络。 通过测量,确定该网络的等效直流电压源 $U_{Th}$(即端口开路电压)。 通过测量,确定该网络的等效电阻 $R_{Th}$(例如,通过断开内部电源,测量端口间电阻)。 用测量得到的 $U_{Th}$ 和 $R_{Th}$ 组成等效电源,连接一个负载电阻,测量负载上的电压和电流。 将原复杂网络连接相同的负载电阻,测量负载上的电压和电流,进行对比。 数据处理与分析: 比较原电路和等效电路在相同负载下的输出参数,验证戴维宁定理的正确性。分析测量 $U_{Th}$ 和 $R_{Th}$ 过程中的误差。 2.4 直流稳压电源实验 实验目的: 了解稳压电路的基本原理,并动手制作一个简单的直流稳压电源。 实验原理: 稳压电路通过反馈和比较,使输出电压在负载或输入电压变化时保持恒定。常用的稳压器件包括稳压二极管、串联型稳压集成电路(如78xx系列)等。 实验内容: 稳压二极管稳压: 使用稳压二极管构建简单的稳压电路,测试在不同输入电压和负载电流下的输出电压稳定性。 集成稳压器稳压: 使用78xx系列集成稳压器,设计并搭建一个固定输出电压的稳压电源,例如7805(输出+5V)或7812(输出+12V)。测试其在不同输入电压和负载电流下的稳压性能,以及纹波抑制能力。 数据处理与分析: 计算不同条件下输出电压的变化范围,评估稳压电源的稳压系数。分析稳压电路的优缺点。 第三章 交流电路实验 本章将重点探索正弦稳态下电路的分析方法,包括阻抗、相量、谐振等概念,并涉及RLC串并联电路的特性。 3.1 RLC串联电路的阻抗与相量分析 实验目的: 验证RLC串联电路中阻抗的计算公式,理解相量在交流电路分析中的应用。 实验原理: 阻抗(Impedance): 交流电路中电压与电流之比,是一个复数,包含电阻(实部)和电抗(虚部)。 电阻(R): 电压和电流同相。 感抗($X_L = omega L$): 电压超前电流 90 度。 容抗($X_C = 1/(omega C)$): 电压滞后电流 90 度。 总阻抗(Z): $Z = R + j(X_L - X_C)$。 相量(Phasor): 用复数表示交流电压或电流的幅值和相位。 实验内容: 搭建RLC串联电路,使用信号发生器提供不同频率的正弦信号。 测量不同频率下,电路的总阻抗(通过测量输入电压、电流及其相位差)。 根据元件的额定参数,计算理论阻抗和相位差。 利用示波器观察电压和电流的波形,测量它们之间的相位差。 数据处理与分析: 将实验测量得到的阻抗和相位差与理论计算值进行比较,分析误差。绘制不同频率下电路的阻抗模值和相位随频率变化的曲线,观察其特性。 3.2 RLC并联电路的阻抗与相量分析 实验目的: 验证RLC并联电路中总导纳(Admittance)的计算公式,理解并联电路的分析方法。 实验原理: 导纳(Admittance): 阻抗的倒数,也是一个复数。 总导纳(Y): $Y = G + j(B_C - B_L)$,其中 $G$ 为电导,$B_C$ 为容纳,$B_L$ 为感纳。 总阻抗(Z): $Z = 1/Y$。 实验内容: 搭建RLC并联电路。 通过测量总电压、总电流及其相位差,计算并联电路的总导纳和总阻抗。 与理论计算值进行比较。 数据处理与分析: 分析RLC并联电路与串联电路在阻抗特性上的差异。 3.3 交流稳态谐振电路实验 实验目的: 学习串联和并联谐振电路的特性,理解谐振频率、品质因数和选择性。 实验原理: 串联谐振: 当感抗 $X_L$ 等于容抗 $X_C$ 时,电路发生串联谐振。此时电路总阻抗最小,为纯电阻 R,电流最大。谐振频率 $f_0 = 1/(2pisqrt{LC})$。 并联谐振: 当感抗 $X_L$ 等于容抗 $X_C$ 时,电路发生并联谐振。此时电路总阻抗最大,为纯电阻 R,总电流最小。 品质因数(Q): 描述了谐振电路储能能力与损耗能量的比值,也反映了谐振的尖锐程度。 选择性: 谐振电路区分不同频率信号的能力。 实验内容: 串联谐振: 搭建RLC串联电路,改变信号发生器的频率,观察当阻抗最小、电流最大时对应的频率,即为谐振频率。测量不同频率下的电流,绘制电流随频率变化的曲线,观察谐振峰。计算品质因数。 并联谐振: 搭建RLC并联电路,改变信号发生器的频率,观察当阻抗最大、总电流最小时对应的频率,即为谐振频率。测量不同频率下的总电流,绘制电流随频率变化的曲线,观察谐振谷。 数据处理与分析: 比较实验测得的谐振频率与理论计算值,分析误差。讨论品质因数对谐振曲线形状的影响,以及谐振电路的选择性。 3.4 滤波器电路实验(低通、高通、带通) 实验目的: 了解RC和RL滤波器电路的组成,理解其滤波原理,并测量其幅频特性和相频特性。 实验原理: 低通滤波器: 允许低频信号通过,阻止高频信号通过。 高通滤波器: 允许高频信号通过,阻止低频信号通过。 带通滤波器: 只允许特定频率范围内的信号通过。 截止频率($f_c$): 信号幅度衰减到最大幅度的 $1/sqrt{2}$(或 -3dB)时的频率。 实验内容: RC低通滤波器: 搭建RC低通滤波器,改变信号发生器的频率,测量不同频率下的输出电压幅值,绘制幅频特性曲线。测量输出电压与输入电压的相位差,绘制相频特性曲线。 RC高通滤波器: 类似地,搭建RC高通滤波器,测量并绘制其幅频特性和相频特性曲线。 RLC带通滤波器(或LC滤波): 搭建RLC带通滤波器,测量其幅频特性,观察其在谐振频率附近的最大增益,以及其带宽。 数据处理与分析: 根据幅频特性曲线,确定滤波器的截止频率,并与理论计算值进行比较。分析不同类型滤波器的性能特点。 第四章 暂态分析与信号分析实验 本章将涉及电路在开关瞬态过程中的行为,以及对不同类型信号(如非正弦周期信号、脉冲信号)的分析。 4.1 RC和RL一阶电路的暂态响应 实验目的: 观察和测量RC和RL电路在直流信号阶跃作用下的充电和放电过程。 实验原理: RC充电: 电容电压 $u_C(t) = U_s(1 - e^{-t/ au})$,电流 $i(t) = (U_s/R)e^{-t/ au}$,其中 $ au = RC$ 为时间常数。 RC放电: 电容电压 $u_C(t) = U_0 e^{-t/ au}$,电流 $i(t) = -(U_0/R)e^{-t/ au}$,其中 $ au = RC$。 RL充电/放电: 类似地,电流和电压遵循指数规律变化,时间常数为 $ au = L/R$。 实验内容: RC充电: 搭建RC串联电路,用一个开关控制输入电压的接通。用示波器观察电容上的电压和通过电阻的电流随时间的变化,比较实验曲线与理论曲线。 RC放电: 调整电路,实现电容的放电过程,观察电压和电流的变化。 RL电路: 类似地,进行RL电路的充电和放电实验。 数据处理与分析: 测量实验曲线的时间常数 $ au$,并与理论计算值比较。分析实验中存在的误差,例如示波器的带宽限制、开关的瞬态特性等。 4.2 二阶电路(RLC)的暂态响应 实验目的: 观察RLC电路在开关瞬态作用下的响应,了解欠阻尼、临界阻尼和过阻尼三种情况。 实验原理: 二阶电路的暂态响应由其特征方程的根决定,分为欠阻尼(振荡衰减)、临界阻尼(最快到达稳态)和过阻尼(缓慢到达稳态)三种情况。 实验内容: 搭建RLC串联或并联电路。 通过改变R、L、C的值,观察在开关瞬态作用下,电路中某个元件的电压或电流的暂态波形。 重点观察欠阻尼情况下的振荡衰减波形,以及临界阻尼和过阻尼情况下响应的快慢。 数据处理与分析: 测量欠阻尼情况下的振荡频率和衰减速率,并与理论计算值进行比较。分析不同阻尼情况下暂态响应的特点。 4.3 傅里叶级数分析非正弦周期信号 实验目的: 了解非正弦周期信号可以通过傅里叶级数分解为一系列正弦信号(基波和各次谐波)的叠加,并掌握分析方法。 实验原理: 任何周期性信号都可以表示为直流分量、基波频率的正弦分量和各次谐波(频率是基波频率整数倍)的正弦分量的叠加。 实验内容: 使用信号发生器产生方波、三角波等非正弦周期信号。 使用示波器观察这些信号的波形。 通过信号发生器的内置功能或借助频谱分析仪(如果条件允许),观察信号的频谱,即其包含的基波和各次谐波的幅值和相位。 理论上计算这些信号的傅里叶级数展开,并将理论结果与实验观测结果进行对比。 数据处理与分析: 分析不同非正弦周期信号的谐波成分,理解谐波对信号波形的影响。 4.4 脉冲信号的分析 实验目的: 了解脉冲信号的参数(宽度、上升时间、下降时间、占空比等),并分析脉冲信号在电路中的响应。 实验原理: 脉冲信号在数字电路和通信系统中非常重要。其响应分析往往与暂态分析结合。 实验内容: 使用信号发生器产生不同参数的脉冲信号(例如,不同的脉冲宽度、重复周期)。 将脉冲信号输入到RC或RL电路中,用示波器观察输出信号的波形。 分析脉冲宽度、电路时间常数等参数对输出信号形状的影响。 数据处理与分析: 记录和分析不同参数下电路的响应。 第五章 运算放大器(OP-AMP)基本应用实验 本章将进入模拟电子电路的范畴,重点关注运算放大器这一强大的集成电路模块,并实现其在信号放大、信号处理等方面的基本应用。 5.1 运算放大器的基本特性与理想模型 实验目的: 了解运算放大器的基本工作原理、重要参数(开环增益、输入电阻、输出电阻、共模抑制比、带宽等),以及理想运放模型在电路分析中的应用。 实验原理: 理想运放模型: 开环增益无穷大,输入电阻无穷大,输出电阻为零。 虚短与虚断: 在负反馈作用下,理想运放的两个输入端电压相等(虚短),且流入两个输入端的电流都为零(虚断)。 实验内容: 开环测试: 在不使用负反馈的情况下,观察输入电压微小变化时,输出电压的变化范围,感受其高增益特性。 输入输出特性曲线: 测量在不同输入电压下的输出电压,绘制输入输出特性曲线,观察其饱和现象。 数据处理与分析: 通过实验现象,理解理想运放模型的简化意义。 5.2 反相放大器与同相放大器 实验目的: 学习运算放大器实现电压放大功能的两种基本电路——反相放大器和同相放大器,并验证其电压增益公式。 实验原理: 反相放大器: 输入信号与输出信号相位相反,电压增益 $A_v = -R_f/R_{in}$。 同相放大器: 输入信号与输出信号相位相同,电压增益 $A_v = 1 + R_f/R_{in}$。 实验内容: 反相放大器: 搭建反相放大器电路,输入一个正弦信号,用示波器观察输入和输出信号的幅值和相位关系,验证增益公式。 同相放大器: 搭建同相放大器电路,输入一个正弦信号,观察输入和输出信号的幅值和相位关系,验证增益公式。 数据处理与分析: 测量实际的电压增益,并与理论值进行比较,分析误差。 5.3 运算放大器构成的加法器与减法器 实验目的: 学习如何利用运算放大器实现多个输入信号的线性组合(加法和减法)。 实验原理: 加法器: 通过并联多个输入电阻到反相输入端,实现多个信号的加权求和。 减法器: 通常由两个反相放大器或一个同相输入和一个反相输入组合而成。 实验内容: 加法器: 搭建一个具有两个或三个输入信号的加法器,输入不同幅值和频率的正弦信号,观察输出信号是否为输入信号的线性组合。 减法器: 搭建一个减法器,输入两个信号,观察输出是否为两者之差(或差值的倍数)。 数据处理与分析: 验证加法器和减法器的线性组合能力。 5.4 运算放大器构成的积分器与微分器 实验目的: 了解积分器和微分器在信号处理中的应用,以及它们在实际电路中存在的问题。 实验原理: 积分器: 输出信号是输入信号的积分。在反相放大器的反馈支路上用电容代替电阻。 微分器: 输出信号是输入信号的微分。在反相放大器的输入端用电容,反馈支路上用电阻。 实验内容: 积分器: 输入一个方波信号,观察输出是否为三角波。输入一个正弦信号,观察输出是否为余弦波(或相位偏移的信号)。 微分器: 输入一个方波信号,观察输出是否为脉冲信号。输入一个正弦信号,观察输出是否为负余弦波(或相位偏移的信号)。 数据处理与分析: 重点分析积分器和微分器在实际电路中的局限性,例如噪声放大、高频不稳定等问题,并讨论如何改进(如增加电阻)。 5.5 运算放大器构成的有源滤波器 实验目的: 学习如何利用运算放大器构建具有更好性能的有源滤波器,例如二级以上滤波器,以及更复杂的滤波器类型。 实验原理: 有源滤波器结合了无源元件(R、C)和有源器件(运算放大器),可以实现信号放大、隔离,并构建出更陡峭的滤波特性,避免了无源滤波器的插入损耗。 实验内容: 有源低通/高通滤波器: 搭建基于运算放大器的有源低通或高通滤波器,测量其幅频特性,并与理论值比较。 有源带通/带阻滤波器: 进一步实现更复杂的滤波器类型,如带通或带阻滤波器,并分析其性能。 数据处理与分析: 比较有源滤波器和无源滤波器在性能上的优势。 附录 实验数据记录表模板 常用电子元器件参数速查表 实验室安全操作规程细则 结语 通过以上详细的实验章节,我们希望为各位电子工程专业的学生提供一个全面、深入的电路分析实验学习平台。从基础的直流电路到复杂的模拟信号处理,本书力求在理论与实践之间搭建坚实的桥梁。在实验过程中,请务必秉持科学严谨的态度,细心操作,认真观察,深入思考。理论知识的掌握离不开实践的验证,而精湛的实验技能更是成为优秀工程师的必备素质。我们鼓励大家在完成规定实验的基础上,积极探索,勇于创新,将所学知识融会贯通,为未来的学习和研究奠定坚实的基础。祝愿大家在电路分析的实验世界里有所收获,有所成长!

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不得不说,这本书在实验设计和操作指导方面,确实为我们提供了一个非常扎实的平台。我非常喜欢它将理论知识与实际动手操作紧密结合的方式。书中提供的每一个实验,都不是那种脱离实际、纸上谈兵的设计,而是紧密围绕着我们课程教学大纲和实际工程应用的需求来展开的。每一个实验都有明确的实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤以及预期的实验结果。尤其值得称赞的是,在描述实验步骤时,书中用了大量的插图和流程图,这对于我们这些动手能力还在培养阶段的学生来说,简直太友好了。复杂的接线图和仪器操作都变得一目了然,大大降低了实验操作的难度,也减少了出错的可能性。而且,书中对于实验数据的记录和处理也给出了详细的指导,甚至包括一些常用的数据分析方法和图表绘制技巧。这不仅帮助我们完成当下的实验任务,更是为我们今后进入科研或工程领域打下了良好的基础。

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这本书给我的感觉是,它不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的导师。在阅读过程中,我常常能感受到作者在文字间流露出的深厚功底和对教学的用心。书中对一些容易混淆的概念,例如电容的充放电过程、电感的储能原理等,都进行了非常细致和深入的剖析,并且通过类比和形象化的描述,让抽象的物理过程变得生动易懂。最让我印象深刻的是,书中在讨论一些复杂电路的分析时,并没有直接给出高深的公式,而是先从基本定律出发,一步一步推导,让读者能够理解公式的由来,而不是仅仅记住公式。这种循序渐进的教学方式,极大地增强了我对知识的理解深度。而且,书中对一些常见的电路故障分析和排除方法也有涉及,这对于我们这些未来的工程师来说,是非常实用的知识。整体来看,这本书不仅教会我如何“分析”电路,更教会我如何“思考”电路,如何从本质上去理解问题,这对我未来的学习和工作都将产生深远的影响。

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这本《电路分析实验(第2版)》在内容的新颖性和前沿性方面,给我留下了深刻的印象。虽然是“十一五”规划教材,但它的内容并没有显得过时,反而是在经典的电路分析框架下,融入了一些与时俱进的理念和技术。我注意到书中在介绍某些经典电路分析方法时,会穿插一些现代电子技术在其中的应用案例,这让我感到非常惊喜。例如,在讲解节点电压法和网孔电流法时,书中会提到这些方法在现代复杂电路设计中的作用,以及如何借助计算机辅助设计工具来简化计算。另外,一些实验设计也体现了现代电子技术的发展趋势,例如,书中可能会涉及到一些关于传感器接口电路的实验,或者简单的数字信号处理在电路分析中的初步应用。这种将经典理论与现代技术巧妙结合的方式,让我在学习过程中,不仅掌握了扎实的电路基础,更能感受到电子工程领域的广阔前景和发展脉络,极大地激发了我进一步学习和探索的兴趣。

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这本书拿到手后,我最直观的感受是它的分量。厚厚的一本,沉甸甸的,拿在手里就有一种踏实感,好像里面承载着无穷的知识宝藏。翻开扉页,印刷质量相当不错,纸张细腻,字迹清晰,没有模糊不清的地方,这点对于一本需要经常翻阅的教材来说非常重要。目录部分的编排也很合理,层层递进,从基础概念到更复杂的电路分析方法,逻辑性很强,让人一眼就能看出这本书的学习脉络。即使是对电路分析不太熟悉的初学者,也能通过目录对内容有一个大致的了解,知道自己需要掌握哪些知识点。封面设计也比较朴实,没有花哨的图案,反而显得更加专业和严谨,符合“高等学校‘十一五’规划教材”的定位。我个人比较喜欢这种简洁大方的设计风格,不会分散注意力,让人能更专注于书本内容本身。整体而言,从第一印象来看,这本书的出版质量和内容组织的初步设计都让人感到满意,为接下来的深入学习打下了良好的基础。

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我一直在寻找一本能够帮助我深入理解电路分析基本原理的教材,而这本《电路分析实验(第2版)》在这一点上做得相当出色。虽然书名中带有“实验”二字,但我认为它不仅仅局限于实验操作的指导,更重要的是它在理论阐述和实验设计之间的桥梁作用。我特别欣赏书中对于每一个基本电路元件的讲解,虽然是基础,但作者的讲解角度很新颖,不是简单的罗列参数,而是从物理本质出发,结合实际应用场景,让读者能更深刻地理解元件的特性和行为。例如,在讲解电阻时,书中不仅列出了欧姆定律,还深入探讨了不同材料电阻率的影响,以及在实际电路中如何考虑温度变化对电阻值的影响。这种由浅入深、由表及里的讲解方式,让我在学习过程中能够举一反三,而不是死记硬背。而且,书中在理论部分融入的许多例题,都非常有代表性,覆盖了各种典型的电路分析场景,并且解题过程条理清晰,思路明确,对于我这种需要通过大量练习来巩固知识的学生来说,简直是福音。

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