高等學校“十一五”規劃教材·電子工程類:電路分析實驗(第2版)

高等學校“十一五”規劃教材·電子工程類:電路分析實驗(第2版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

韋宏利 等 編
圖書標籤:
  • 電路分析
  • 電子工程
  • 實驗教學
  • 高等教育
  • 教材
  • 電子技術
  • 模擬電路
  • 電路原理
  • 大學教材
  • 理工科
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齣版社: 西北工業大學齣版社
ISBN:9787561218679
版次:2
商品編碼:11132414
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2008-12-01
用紙:膠版紙
頁數:138
正文語種:中文

具體描述

編輯推薦

  《高等學校“十一五”規劃教材·電子工程類:電路分析實驗(第2版)》初版於2005年1月,這次修訂再版,是在原書的基礎上進行的。 第1章基本技能實驗,共有11個實驗,主要是工科電路分析Ⅰ的實驗內容,包括電流、電壓、功率、阻抗、動態響應等的測量;第2章技能提高實驗,共有8個實驗,主要是工科電路分析Ⅱ的部分內容及選做的實驗內容;第3章是計算機仿真實驗;最後一部分附錄,主要包括電工測量的基本知識及常用電工儀器儀錶的介紹和使用方法。

內容簡介

  《高等學校“十一五”規劃教材·電子工程類:電路分析實驗(第2版)》的編寫旨在培養和訓練學生的實驗能力,其主要內容包括工科電路分析Ⅰ的基本技能實驗,工科電路分析Ⅱ的部分技能提高實驗以及計算機仿真實驗。 《電路分析實驗(第2版電子工程類高等學校十一五規劃教材)》可作為普通高等學校自動控製、通信、計算機、測控技術與儀器等專業實驗課的教材。

目錄

緒論
第1章 基本技能實驗
1.1 電阻元件伏安特性的測試
1.2 疊加定理、基爾霍夫定律和電位的研究
1.3 戴維南定理、諾頓定理、電源等效變換、最大功率傳輸定理
1.4 電子示波器和信號發生器的使用
1.5 一階電路暫態過程的研究
1.6 交流參數的測量(一)——三錶法
1.7 交流參數的測量(二)——電橋法
1.8 RLC串聯諧振電路的研究
1.9 並聯諧振及功率因數的提高
1.10 三相電路中電壓和電流的測量
1.11 三相電路功率的測量

第2章 技能提高實驗
2.1 非正弦周期電流電路的研究
2.2 特勒根定理與互易定理的研究
2.3 耦閤電感的研究
2.4 受控源電路的研究
2.5 無源濾波器和有源濾波器的研究
2.6 二階電路的響應與狀態軌跡的研究
2.7 負阻抗變換器及應用
2.8 二端網絡參數的測定

第3章 計算機仿真實驗——Multisim 9.0的應用
3.1 Multisim 9.0介紹
3.2 仿真電路設計舉例

附錄
附錄1 電工測量的基本知識
附錄2 磁電式、電磁式、電動式儀錶的工作原理
附錄3 電流、電壓的測量
附錄4 萬用錶及其使用方法
附錄5 雙路晶體管直流穩壓電源
附錄6 調壓變壓器的使用
附錄7 功率錶的使用方法
附錄8 QS18A能電橋使用說明
附錄9 NY4510型交流毫伏級電壓錶使用說明
附錄10 低頻信號發生器使用說明
附錄11 POS9020雙蹤示波器及其使用方法
附錄12 EEL-2型電工電子實驗颱簡介
電路分析實驗(第2版) 前言 作為高等學校“十一五”規劃教材的配套實驗指導,本書旨在為電子工程類專業的學生提供紮實、係統、全麵的電路分析實驗訓練。在信息技術日新月異、科技發展一日韆裏的今天,掌握精深的電路理論知識並具備熟練的實驗操作技能,是成為優秀電子工程師的基石。本書緊密圍繞現代電子工程教育的發展趨勢,結閤國傢高等教育教學改革的指導精神,力求通過豐富的實驗內容、嚴謹的實驗設計、詳實的實驗指導,幫助學生深入理解電路理論的精髓,培養其科學嚴謹的實驗態度、獨立分析解決問題的能力,以及團隊協作精神。 本實驗教材的編寫,是在第一版成功運行的基礎上,根據近年來電子工程學科的最新發展、實驗教學的反饋以及廣大學生的學習需求,進行瞭全麵的修訂與完善。第二版在保留原有經典實驗的基礎上,新增瞭若乾更具前沿性和實踐性的實驗項目,並對部分實驗的原理講解、操作步驟、數據處理以及誤差分析等方麵進行瞭更為細緻的闡述。我們深信,本書將為您的電路分析學習之旅提供一份堅實的理論指導和生動的實踐體驗。 第一章 緒論 本章作為全書的起點,旨在為讀者建立對電路實驗學習的基本認識,並為後續實驗的順利開展奠定基礎。 1.1 實驗目的與意義 深化理論理解: 電路理論是電子工程的基石。然而,純粹的理論學習往往顯得抽象和枯燥。通過實驗,學生可以將書本上的公式、定理、定律轉化為生動的物理現象,直觀地感受到它們在實際電路中的體現。例如,歐姆定律、基爾霍夫定律等基本定律,在實驗颱上通過測量電壓、電流的變化,可以獲得直觀的驗證,從而加深對這些抽象概念的理解和記憶。 培養科學思維與創新能力: 實驗過程本身就是一種科學探究的過程。學生需要根據實驗目的,設計實驗方案,選擇閤適的元器件,搭建電路,進行測量,並對測量結果進行分析。這個過程中,需要運用邏輯思維、分析能力和判斷能力。當實驗結果與理論預期不符時,學生需要思考原因,分析誤差來源,甚至提齣改進方案。這種經曆能夠有效地鍛煉學生的科學思維方式,培養其發現問題、分析問題和解決問題的能力,為未來的科技創新打下堅實基礎。 掌握基本實驗技能: 熟練的實驗技能是進行電子設計和調試的基礎。本實驗教材涵蓋瞭電阻、電容、電感等基本元件的測量,電源的搭建與使用,導綫連接、焊接、麵包闆應用等基礎操作。同時,還介紹瞭萬用錶、示波器、信號發生器等常用電工測量儀器的使用方法和注意事項。掌握這些技能,不僅能夠獨立完成本教材中的實驗,更為將來進行更復雜的電子係統設計和故障排查打下堅實基礎。 瞭解實驗誤差與不確定性: 任何實際的測量都存在誤差。本章將引導學生認識到實驗誤差的普遍性,並學習區分係統誤差和隨機誤差。通過對實驗數據的處理和分析,學生能夠學會如何量化誤差,並對實驗結果的不確定性有一個清晰的認識。這有助於培養學生嚴謹認真的科學態度,避免對實驗結果産生不切實際的絕對化認識。 安全用電知識: 電力安全是實驗中的重中之重。本章會強調實驗室安全操作規程,包括正確的電源連接方式、避免短路、認識高壓危險以及緊急情況的處理方法等。安全意識的培養,是每一位實驗者的基本素養。 1.2 實驗儀器與設備 基本測量儀器: 數字萬用錶(DMM): 介紹其功能(電壓、電流、電阻測量)、量程選擇、檔位切換、零點校準等使用要點。強調不同測量模式下(直流、交流)的使用區彆。 模擬示波器/數字示波器: 講解其基本構成(掃描電路、垂直偏轉、水平偏轉、觸發係統)、主要參數(帶寬、采樣率、存儲深度)以及基本操作(波形顯示、時基、幅度、觸發電平調整)。重點演示如何觀察不同信號的波形,測量電壓、周期、頻率等。 信號發生器: 介紹其能夠産生的各種波形(正弦波、方波、三角波、鋸齒波等)以及頻率、幅度、占空比等參數的調節。強調輸齣阻抗對測量結果的影響。 直流穩壓電源: 講解其輸齣電壓、電流的調節方式,以及過載保護功能。強調輸齣特性(內阻)對電路的影響。 基礎實驗器材: 電阻箱/電阻套件: 介紹不同阻值、功率的電阻,以及電阻箱的變阻原理。 電容箱/電容套件: 介紹不同容量、耐壓的電容,以及電容箱的原理。 電感綫圈: 介紹不同電感量、直流電阻的電感。 導綫: 各種規格的導綫,連接插頭等。 麵包闆/洞洞闆: 介紹其結構特點和在電路搭建中的應用。 測試夾、測試探頭: 用於連接儀器和電路。 其他可能用到的設備: 根據具體實驗內容,可能會涉及函數發生器、電源適配器、電位器、晶體管、集成運放等。 1.3 實驗基本方法與操作規程 實驗前準備: 認真閱讀實驗指導書: 徹底理解實驗原理、目的、步驟、儀器要求及安全注意事項。 熟悉儀器設備: 事先瞭解並熟悉實驗儀器的功能、操作方法和性能參數。 設計實驗電路圖: 在草稿紙上繪製清晰、規範的電路原理圖和接綫圖。 準備實驗器材: 清點並檢查所需元器件的規格、參數是否符閤要求,並做好記錄。 檢查電路連接: 在通電前,務必仔細檢查所有導綫連接是否正確、牢固,防止短路。 實驗中操作: 規範接綫: 按照接綫圖,仔細、準確地連接導綫,注意極性。 閤理設置儀器: 根據實驗要求,正確選擇儀器的量程、檔位,設置信號參數。 循序漸進: 按照實驗步驟,一步一步進行操作,不要隨意跳躍。 認真觀察與記錄: 仔細觀察實驗現象,準確記錄所有測量數據,包括單位、量綱,並注明記錄數據的儀器型號和精度。 及時處理異常: 若發現異常現象(如冒煙、異味、儀器報警等),立即切斷電源,並嚮指導教師報告。 閤理使用儀器: 避免儀器過載,注意儀器的使用壽命和保護。 實驗後整理: 斷開電源: 實驗結束後,務必先關閉所有儀器電源,再斷開電源綫。 拆除電路: 按照接綫圖,小心地拆除電路連接。 整理器材: 將所有元器件、儀器設備歸位,保持實驗颱整潔。 數據處理與分析: 對記錄的實驗數據進行整理、計算,繪製圖錶,並與理論值進行比較。 撰寫實驗報告: 認真撰寫實驗報告,總結實驗結果,分析誤差,得齣結論。 1.4 實驗誤差分析與數據處理 誤差的定義與分類: 絕對誤差: 測量值與真值之差。 相對誤差: 絕對誤差與真值之比,常以百分比錶示。 係統誤差: 由於測量儀器本身、測量方法不完善或環境因素等引起的,具有規律性、可重復性的誤差。例如,儀器的零點誤差、刻度不準確、測量方法的係統性偏差等。 隨機誤差: 由於各種偶然因素引起的,大小和符號難以預測,但具有統計規律性的誤差。例如,讀數誤差、外界乾擾等。 誤差的來源: 儀器誤差: 儀器本身的精度限製。 讀數誤差: 觀察者在讀取儀錶數值時産生的誤差。 連接誤差: 導綫電阻、接觸不良等。 元件參數誤差: 元件的實際參數與標稱值之間存在偏差。 環境影響: 溫度、濕度等環境變化對電路參數和儀器性能的影響。 數據處理方法: 平均值法: 對於隨機誤差,多次測量取平均值可以減小隨機誤差的影響。 圖錶法: 將實驗數據繪製成圖錶,直觀地反映變量之間的關係,便於分析和發現規律。 最小二乘法: 用於擬閤直綫或麯綫,找到最佳的數學模型來描述實驗數據。 顯著性檢驗: 用於判斷實驗結果是否與理論預測存在顯著差異。 不確定度評估: 介紹基本的不確定度評估方法,使學生瞭解測量結果的可靠性範圍。 1.5 實驗報告撰寫規範 實驗報告的組成部分: 題目: 實驗項目的名稱。 姓名、學號、班級、日期。 實驗目的: 簡要列齣本實驗要達到的主要目標。 實驗原理: 簡述與實驗內容相關的電路理論知識,推導關鍵公式。 實驗儀器與器材: 列齣所使用的主要儀器設備和實驗器材的型號、規格。 實驗電路圖: 繪製清晰、規範的電路原理圖和接綫圖。 實驗步驟: 詳細記錄實驗的操作過程。 實驗數據: 按錶格形式清晰、準確地記錄原始測量數據,包含單位。 數據處理與分析: 對原始數據進行計算、分析,繪製圖錶,並與理論值進行比較。 實驗結果與討論: 總結實驗結果,分析誤差來源,探討誤差對結果的影響,並對實驗現象做齣解釋。 結論: 概括實驗的主要發現和體會。 思考與提高(選填): 提齣對實驗的改進意見或進一步的思考。 報告的撰寫要求: 真實性: 報告內容必須基於實際的實驗操作和數據,不得弄虛作假。 準確性: 數據、計算、公式等必須準確無誤。 規範性: 圖錶、符號、單位等符閤科學規範。 條理性: 結構清晰,邏輯嚴謹,層次分明。 簡潔性: 言簡意賅,突齣重點。 第二章 直流電路實驗 本章將引導學生通過一係列直流電路實驗,深入理解直流電路的基本定律、元件特性以及穩壓電路的工作原理。 2.1 歐姆定律與基爾霍夫定律驗證實驗 實驗目的: 親身驗證歐姆定律和基爾霍夫電壓、電流定律在實際電路中的適用性。 實驗原理: 歐姆定律: 對於一個純電阻電路,其通過的電流與外加電壓成正比,與電阻成反比。即 $I = U/R$。 基爾霍夫電壓定律(KVL): 在一個閉閤迴路中,所有電勢降(電阻上的電壓降)之和等於所有電勢升(電源電壓)之和。 基爾霍夫電流定律(KCL): 在任何一個節點處,流入該節點的電流之和等於流齣該節點的電流之和。 實驗內容: 歐姆定律驗證: 選用不同阻值的電阻,固定電壓源,測量不同電阻上的電流;或固定電阻,改變電壓源,測量不同電壓下的電流。通過繪製 $I-U$ 或 $U-I$ 麯綫,觀察其綫性關係,並計算電阻值。 KVL驗證: 構建包含多個電阻串聯或串並聯的迴路,測量各支路電壓及電源電壓,驗證各支路電壓之和是否等於電源電壓。 KCL驗證: 構建包含多個節點和支路的電路,測量流入和流齣節點的電流,驗證節點電流的代數和是否為零。 數據處理與分析: 計算實驗測得的電阻值,與標稱值進行比較,計算相對誤差。利用測量數據驗證KVL和KCL的有效性,分析實驗誤差來源。 2.2 電阻的串聯與並聯實驗 實驗目的: 驗證電阻串聯和並聯時的等效電阻計算公式,並瞭解實際接綫中的影響。 實驗原理: 串聯: $R_{eq} = R_1 + R_2 + ... + R_n$。總電壓等於各分電壓之和。 並聯: $1/R_{eq} = 1/R_1 + 1/R_2 + ... + 1/R_n$。總電流等於各分電流之和。 實驗內容: 串聯實驗: 將兩個或多個電阻串聯,用萬用錶測量總電阻,與各電阻阻值之和進行比較。測量總電壓和各電阻上的電壓,驗證KVL。 並聯實驗: 將兩個或多個電阻並聯,用萬用錶測量總電阻,與公式計算值進行比較。測量總電流和各支路電流,驗證KCL。 數據處理與分析: 計算串聯和並聯電路的等效電阻,與理論值比較,分析誤差。 2.3 等效電源(戴維寜定理)實驗 實驗目的: 驗證戴維寜定理,並學習如何求一個綫性復雜網絡的等效直流電源。 實驗原理: 任何一個綫性雙端口網絡,從其端口看進去,都可以等效為一個理想電壓源 $U_{Th}$ 與一個電阻 $R_{Th}$ 串聯的電路。 $U_{Th}$:開路電壓。 $R_{Th}$:等效電阻,可以通過斷開電源,用萬用錶測量端口間的電阻,或者通過短路端口,測量某個支路的電流與開路電壓之比來獲得。 實驗內容: 構建一個含有多個電阻和直流電源的復雜網絡。 通過測量,確定該網絡的等效直流電壓源 $U_{Th}$(即端口開路電壓)。 通過測量,確定該網絡的等效電阻 $R_{Th}$(例如,通過斷開內部電源,測量端口間電阻)。 用測量得到的 $U_{Th}$ 和 $R_{Th}$ 組成等效電源,連接一個負載電阻,測量負載上的電壓和電流。 將原復雜網絡連接相同的負載電阻,測量負載上的電壓和電流,進行對比。 數據處理與分析: 比較原電路和等效電路在相同負載下的輸齣參數,驗證戴維寜定理的正確性。分析測量 $U_{Th}$ 和 $R_{Th}$ 過程中的誤差。 2.4 直流穩壓電源實驗 實驗目的: 瞭解穩壓電路的基本原理,並動手製作一個簡單的直流穩壓電源。 實驗原理: 穩壓電路通過反饋和比較,使輸齣電壓在負載或輸入電壓變化時保持恒定。常用的穩壓器件包括穩壓二極管、串聯型穩壓集成電路(如78xx係列)等。 實驗內容: 穩壓二極管穩壓: 使用穩壓二極管構建簡單的穩壓電路,測試在不同輸入電壓和負載電流下的輸齣電壓穩定性。 集成穩壓器穩壓: 使用78xx係列集成穩壓器,設計並搭建一個固定輸齣電壓的穩壓電源,例如7805(輸齣+5V)或7812(輸齣+12V)。測試其在不同輸入電壓和負載電流下的穩壓性能,以及紋波抑製能力。 數據處理與分析: 計算不同條件下輸齣電壓的變化範圍,評估穩壓電源的穩壓係數。分析穩壓電路的優缺點。 第三章 交流電路實驗 本章將重點探索正弦穩態下電路的分析方法,包括阻抗、相量、諧振等概念,並涉及RLC串並聯電路的特性。 3.1 RLC串聯電路的阻抗與相量分析 實驗目的: 驗證RLC串聯電路中阻抗的計算公式,理解相量在交流電路分析中的應用。 實驗原理: 阻抗(Impedance): 交流電路中電壓與電流之比,是一個復數,包含電阻(實部)和電抗(虛部)。 電阻(R): 電壓和電流同相。 感抗($X_L = omega L$): 電壓超前電流 90 度。 容抗($X_C = 1/(omega C)$): 電壓滯後電流 90 度。 總阻抗(Z): $Z = R + j(X_L - X_C)$。 相量(Phasor): 用復數錶示交流電壓或電流的幅值和相位。 實驗內容: 搭建RLC串聯電路,使用信號發生器提供不同頻率的正弦信號。 測量不同頻率下,電路的總阻抗(通過測量輸入電壓、電流及其相位差)。 根據元件的額定參數,計算理論阻抗和相位差。 利用示波器觀察電壓和電流的波形,測量它們之間的相位差。 數據處理與分析: 將實驗測量得到的阻抗和相位差與理論計算值進行比較,分析誤差。繪製不同頻率下電路的阻抗模值和相位隨頻率變化的麯綫,觀察其特性。 3.2 RLC並聯電路的阻抗與相量分析 實驗目的: 驗證RLC並聯電路中總導納(Admittance)的計算公式,理解並聯電路的分析方法。 實驗原理: 導納(Admittance): 阻抗的倒數,也是一個復數。 總導納(Y): $Y = G + j(B_C - B_L)$,其中 $G$ 為電導,$B_C$ 為容納,$B_L$ 為感納。 總阻抗(Z): $Z = 1/Y$。 實驗內容: 搭建RLC並聯電路。 通過測量總電壓、總電流及其相位差,計算並聯電路的總導納和總阻抗。 與理論計算值進行比較。 數據處理與分析: 分析RLC並聯電路與串聯電路在阻抗特性上的差異。 3.3 交流穩態諧振電路實驗 實驗目的: 學習串聯和並聯諧振電路的特性,理解諧振頻率、品質因數和選擇性。 實驗原理: 串聯諧振: 當感抗 $X_L$ 等於容抗 $X_C$ 時,電路發生串聯諧振。此時電路總阻抗最小,為純電阻 R,電流最大。諧振頻率 $f_0 = 1/(2pisqrt{LC})$。 並聯諧振: 當感抗 $X_L$ 等於容抗 $X_C$ 時,電路發生並聯諧振。此時電路總阻抗最大,為純電阻 R,總電流最小。 品質因數(Q): 描述瞭諧振電路儲能能力與損耗能量的比值,也反映瞭諧振的尖銳程度。 選擇性: 諧振電路區分不同頻率信號的能力。 實驗內容: 串聯諧振: 搭建RLC串聯電路,改變信號發生器的頻率,觀察當阻抗最小、電流最大時對應的頻率,即為諧振頻率。測量不同頻率下的電流,繪製電流隨頻率變化的麯綫,觀察諧振峰。計算品質因數。 並聯諧振: 搭建RLC並聯電路,改變信號發生器的頻率,觀察當阻抗最大、總電流最小時對應的頻率,即為諧振頻率。測量不同頻率下的總電流,繪製電流隨頻率變化的麯綫,觀察諧振榖。 數據處理與分析: 比較實驗測得的諧振頻率與理論計算值,分析誤差。討論品質因數對諧振麯綫形狀的影響,以及諧振電路的選擇性。 3.4 濾波器電路實驗(低通、高通、帶通) 實驗目的: 瞭解RC和RL濾波器電路的組成,理解其濾波原理,並測量其幅頻特性和相頻特性。 實驗原理: 低通濾波器: 允許低頻信號通過,阻止高頻信號通過。 高通濾波器: 允許高頻信號通過,阻止低頻信號通過。 帶通濾波器: 隻允許特定頻率範圍內的信號通過。 截止頻率($f_c$): 信號幅度衰減到最大幅度的 $1/sqrt{2}$(或 -3dB)時的頻率。 實驗內容: RC低通濾波器: 搭建RC低通濾波器,改變信號發生器的頻率,測量不同頻率下的輸齣電壓幅值,繪製幅頻特性麯綫。測量輸齣電壓與輸入電壓的相位差,繪製相頻特性麯綫。 RC高通濾波器: 類似地,搭建RC高通濾波器,測量並繪製其幅頻特性和相頻特性麯綫。 RLC帶通濾波器(或LC濾波): 搭建RLC帶通濾波器,測量其幅頻特性,觀察其在諧振頻率附近的最大增益,以及其帶寬。 數據處理與分析: 根據幅頻特性麯綫,確定濾波器的截止頻率,並與理論計算值進行比較。分析不同類型濾波器的性能特點。 第四章 暫態分析與信號分析實驗 本章將涉及電路在開關瞬態過程中的行為,以及對不同類型信號(如非正弦周期信號、脈衝信號)的分析。 4.1 RC和RL一階電路的暫態響應 實驗目的: 觀察和測量RC和RL電路在直流信號階躍作用下的充電和放電過程。 實驗原理: RC充電: 電容電壓 $u_C(t) = U_s(1 - e^{-t/ au})$,電流 $i(t) = (U_s/R)e^{-t/ au}$,其中 $ au = RC$ 為時間常數。 RC放電: 電容電壓 $u_C(t) = U_0 e^{-t/ au}$,電流 $i(t) = -(U_0/R)e^{-t/ au}$,其中 $ au = RC$。 RL充電/放電: 類似地,電流和電壓遵循指數規律變化,時間常數為 $ au = L/R$。 實驗內容: RC充電: 搭建RC串聯電路,用一個開關控製輸入電壓的接通。用示波器觀察電容上的電壓和通過電阻的電流隨時間的變化,比較實驗麯綫與理論麯綫。 RC放電: 調整電路,實現電容的放電過程,觀察電壓和電流的變化。 RL電路: 類似地,進行RL電路的充電和放電實驗。 數據處理與分析: 測量實驗麯綫的時間常數 $ au$,並與理論計算值比較。分析實驗中存在的誤差,例如示波器的帶寬限製、開關的瞬態特性等。 4.2 二階電路(RLC)的暫態響應 實驗目的: 觀察RLC電路在開關瞬態作用下的響應,瞭解欠阻尼、臨界阻尼和過阻尼三種情況。 實驗原理: 二階電路的暫態響應由其特徵方程的根決定,分為欠阻尼(振蕩衰減)、臨界阻尼(最快到達穩態)和過阻尼(緩慢到達穩態)三種情況。 實驗內容: 搭建RLC串聯或並聯電路。 通過改變R、L、C的值,觀察在開關瞬態作用下,電路中某個元件的電壓或電流的暫態波形。 重點觀察欠阻尼情況下的振蕩衰減波形,以及臨界阻尼和過阻尼情況下響應的快慢。 數據處理與分析: 測量欠阻尼情況下的振蕩頻率和衰減速率,並與理論計算值進行比較。分析不同阻尼情況下暫態響應的特點。 4.3 傅裏葉級數分析非正弦周期信號 實驗目的: 瞭解非正弦周期信號可以通過傅裏葉級數分解為一係列正弦信號(基波和各次諧波)的疊加,並掌握分析方法。 實驗原理: 任何周期性信號都可以錶示為直流分量、基波頻率的正弦分量和各次諧波(頻率是基波頻率整數倍)的正弦分量的疊加。 實驗內容: 使用信號發生器産生方波、三角波等非正弦周期信號。 使用示波器觀察這些信號的波形。 通過信號發生器的內置功能或藉助頻譜分析儀(如果條件允許),觀察信號的頻譜,即其包含的基波和各次諧波的幅值和相位。 理論上計算這些信號的傅裏葉級數展開,並將理論結果與實驗觀測結果進行對比。 數據處理與分析: 分析不同非正弦周期信號的諧波成分,理解諧波對信號波形的影響。 4.4 脈衝信號的分析 實驗目的: 瞭解脈衝信號的參數(寬度、上升時間、下降時間、占空比等),並分析脈衝信號在電路中的響應。 實驗原理: 脈衝信號在數字電路和通信係統中非常重要。其響應分析往往與暫態分析結閤。 實驗內容: 使用信號發生器産生不同參數的脈衝信號(例如,不同的脈衝寬度、重復周期)。 將脈衝信號輸入到RC或RL電路中,用示波器觀察輸齣信號的波形。 分析脈衝寬度、電路時間常數等參數對輸齣信號形狀的影響。 數據處理與分析: 記錄和分析不同參數下電路的響應。 第五章 運算放大器(OP-AMP)基本應用實驗 本章將進入模擬電子電路的範疇,重點關注運算放大器這一強大的集成電路模塊,並實現其在信號放大、信號處理等方麵的基本應用。 5.1 運算放大器的基本特性與理想模型 實驗目的: 瞭解運算放大器的基本工作原理、重要參數(開環增益、輸入電阻、輸齣電阻、共模抑製比、帶寬等),以及理想運放模型在電路分析中的應用。 實驗原理: 理想運放模型: 開環增益無窮大,輸入電阻無窮大,輸齣電阻為零。 虛短與虛斷: 在負反饋作用下,理想運放的兩個輸入端電壓相等(虛短),且流入兩個輸入端的電流都為零(虛斷)。 實驗內容: 開環測試: 在不使用負反饋的情況下,觀察輸入電壓微小變化時,輸齣電壓的變化範圍,感受其高增益特性。 輸入輸齣特性麯綫: 測量在不同輸入電壓下的輸齣電壓,繪製輸入輸齣特性麯綫,觀察其飽和現象。 數據處理與分析: 通過實驗現象,理解理想運放模型的簡化意義。 5.2 反相放大器與同相放大器 實驗目的: 學習運算放大器實現電壓放大功能的兩種基本電路——反相放大器和同相放大器,並驗證其電壓增益公式。 實驗原理: 反相放大器: 輸入信號與輸齣信號相位相反,電壓增益 $A_v = -R_f/R_{in}$。 同相放大器: 輸入信號與輸齣信號相位相同,電壓增益 $A_v = 1 + R_f/R_{in}$。 實驗內容: 反相放大器: 搭建反相放大器電路,輸入一個正弦信號,用示波器觀察輸入和輸齣信號的幅值和相位關係,驗證增益公式。 同相放大器: 搭建同相放大器電路,輸入一個正弦信號,觀察輸入和輸齣信號的幅值和相位關係,驗證增益公式。 數據處理與分析: 測量實際的電壓增益,並與理論值進行比較,分析誤差。 5.3 運算放大器構成的加法器與減法器 實驗目的: 學習如何利用運算放大器實現多個輸入信號的綫性組閤(加法和減法)。 實驗原理: 加法器: 通過並聯多個輸入電阻到反相輸入端,實現多個信號的加權求和。 減法器: 通常由兩個反相放大器或一個同相輸入和一個反相輸入組閤而成。 實驗內容: 加法器: 搭建一個具有兩個或三個輸入信號的加法器,輸入不同幅值和頻率的正弦信號,觀察輸齣信號是否為輸入信號的綫性組閤。 減法器: 搭建一個減法器,輸入兩個信號,觀察輸齣是否為兩者之差(或差值的倍數)。 數據處理與分析: 驗證加法器和減法器的綫性組閤能力。 5.4 運算放大器構成的積分器與微分器 實驗目的: 瞭解積分器和微分器在信號處理中的應用,以及它們在實際電路中存在的問題。 實驗原理: 積分器: 輸齣信號是輸入信號的積分。在反相放大器的反饋支路上用電容代替電阻。 微分器: 輸齣信號是輸入信號的微分。在反相放大器的輸入端用電容,反饋支路上用電阻。 實驗內容: 積分器: 輸入一個方波信號,觀察輸齣是否為三角波。輸入一個正弦信號,觀察輸齣是否為餘弦波(或相位偏移的信號)。 微分器: 輸入一個方波信號,觀察輸齣是否為脈衝信號。輸入一個正弦信號,觀察輸齣是否為負餘弦波(或相位偏移的信號)。 數據處理與分析: 重點分析積分器和微分器在實際電路中的局限性,例如噪聲放大、高頻不穩定等問題,並討論如何改進(如增加電阻)。 5.5 運算放大器構成的有源濾波器 實驗目的: 學習如何利用運算放大器構建具有更好性能的有源濾波器,例如二級以上濾波器,以及更復雜的濾波器類型。 實驗原理: 有源濾波器結閤瞭無源元件(R、C)和有源器件(運算放大器),可以實現信號放大、隔離,並構建齣更陡峭的濾波特性,避免瞭無源濾波器的插入損耗。 實驗內容: 有源低通/高通濾波器: 搭建基於運算放大器的有源低通或高通濾波器,測量其幅頻特性,並與理論值比較。 有源帶通/帶阻濾波器: 進一步實現更復雜的濾波器類型,如帶通或帶阻濾波器,並分析其性能。 數據處理與分析: 比較有源濾波器和無源濾波器在性能上的優勢。 附錄 實驗數據記錄錶模闆 常用電子元器件參數速查錶 實驗室安全操作規程細則 結語 通過以上詳細的實驗章節,我們希望為各位電子工程專業的學生提供一個全麵、深入的電路分析實驗學習平颱。從基礎的直流電路到復雜的模擬信號處理,本書力求在理論與實踐之間搭建堅實的橋梁。在實驗過程中,請務必秉持科學嚴謹的態度,細心操作,認真觀察,深入思考。理論知識的掌握離不開實踐的驗證,而精湛的實驗技能更是成為優秀工程師的必備素質。我們鼓勵大傢在完成規定實驗的基礎上,積極探索,勇於創新,將所學知識融會貫通,為未來的學習和研究奠定堅實的基礎。祝願大傢在電路分析的實驗世界裏有所收獲,有所成長!

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這本書給我的感覺是,它不僅僅是一本教科書,更像是一位經驗豐富的導師。在閱讀過程中,我常常能感受到作者在文字間流露齣的深厚功底和對教學的用心。書中對一些容易混淆的概念,例如電容的充放電過程、電感的儲能原理等,都進行瞭非常細緻和深入的剖析,並且通過類比和形象化的描述,讓抽象的物理過程變得生動易懂。最讓我印象深刻的是,書中在討論一些復雜電路的分析時,並沒有直接給齣高深的公式,而是先從基本定律齣發,一步一步推導,讓讀者能夠理解公式的由來,而不是僅僅記住公式。這種循序漸進的教學方式,極大地增強瞭我對知識的理解深度。而且,書中對一些常見的電路故障分析和排除方法也有涉及,這對於我們這些未來的工程師來說,是非常實用的知識。整體來看,這本書不僅教會我如何“分析”電路,更教會我如何“思考”電路,如何從本質上去理解問題,這對我未來的學習和工作都將産生深遠的影響。

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不得不說,這本書在實驗設計和操作指導方麵,確實為我們提供瞭一個非常紮實的平颱。我非常喜歡它將理論知識與實際動手操作緊密結閤的方式。書中提供的每一個實驗,都不是那種脫離實際、紙上談兵的設計,而是緊密圍繞著我們課程教學大綱和實際工程應用的需求來展開的。每一個實驗都有明確的實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗步驟以及預期的實驗結果。尤其值得稱贊的是,在描述實驗步驟時,書中用瞭大量的插圖和流程圖,這對於我們這些動手能力還在培養階段的學生來說,簡直太友好瞭。復雜的接綫圖和儀器操作都變得一目瞭然,大大降低瞭實驗操作的難度,也減少瞭齣錯的可能性。而且,書中對於實驗數據的記錄和處理也給齣瞭詳細的指導,甚至包括一些常用的數據分析方法和圖錶繪製技巧。這不僅幫助我們完成當下的實驗任務,更是為我們今後進入科研或工程領域打下瞭良好的基礎。

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我一直在尋找一本能夠幫助我深入理解電路分析基本原理的教材,而這本《電路分析實驗(第2版)》在這一點上做得相當齣色。雖然書名中帶有“實驗”二字,但我認為它不僅僅局限於實驗操作的指導,更重要的是它在理論闡述和實驗設計之間的橋梁作用。我特彆欣賞書中對於每一個基本電路元件的講解,雖然是基礎,但作者的講解角度很新穎,不是簡單的羅列參數,而是從物理本質齣發,結閤實際應用場景,讓讀者能更深刻地理解元件的特性和行為。例如,在講解電阻時,書中不僅列齣瞭歐姆定律,還深入探討瞭不同材料電阻率的影響,以及在實際電路中如何考慮溫度變化對電阻值的影響。這種由淺入深、由錶及裏的講解方式,讓我在學習過程中能夠舉一反三,而不是死記硬背。而且,書中在理論部分融入的許多例題,都非常有代錶性,覆蓋瞭各種典型的電路分析場景,並且解題過程條理清晰,思路明確,對於我這種需要通過大量練習來鞏固知識的學生來說,簡直是福音。

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這本《電路分析實驗(第2版)》在內容的新穎性和前沿性方麵,給我留下瞭深刻的印象。雖然是“十一五”規劃教材,但它的內容並沒有顯得過時,反而是在經典的電路分析框架下,融入瞭一些與時俱進的理念和技術。我注意到書中在介紹某些經典電路分析方法時,會穿插一些現代電子技術在其中的應用案例,這讓我感到非常驚喜。例如,在講解節點電壓法和網孔電流法時,書中會提到這些方法在現代復雜電路設計中的作用,以及如何藉助計算機輔助設計工具來簡化計算。另外,一些實驗設計也體現瞭現代電子技術的發展趨勢,例如,書中可能會涉及到一些關於傳感器接口電路的實驗,或者簡單的數字信號處理在電路分析中的初步應用。這種將經典理論與現代技術巧妙結閤的方式,讓我在學習過程中,不僅掌握瞭紮實的電路基礎,更能感受到電子工程領域的廣闊前景和發展脈絡,極大地激發瞭我進一步學習和探索的興趣。

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這本書拿到手後,我最直觀的感受是它的分量。厚厚的一本,沉甸甸的,拿在手裏就有一種踏實感,好像裏麵承載著無窮的知識寶藏。翻開扉頁,印刷質量相當不錯,紙張細膩,字跡清晰,沒有模糊不清的地方,這點對於一本需要經常翻閱的教材來說非常重要。目錄部分的編排也很閤理,層層遞進,從基礎概念到更復雜的電路分析方法,邏輯性很強,讓人一眼就能看齣這本書的學習脈絡。即使是對電路分析不太熟悉的初學者,也能通過目錄對內容有一個大緻的瞭解,知道自己需要掌握哪些知識點。封麵設計也比較樸實,沒有花哨的圖案,反而顯得更加專業和嚴謹,符閤“高等學校‘十一五’規劃教材”的定位。我個人比較喜歡這種簡潔大方的設計風格,不會分散注意力,讓人能更專注於書本內容本身。整體而言,從第一印象來看,這本書的齣版質量和內容組織的初步設計都讓人感到滿意,為接下來的深入學習打下瞭良好的基礎。

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