内容简介
《电子测量技术》根据目前高职、高专教育的特点,从电子测量技术的实际应用出发,简明扼要地介绍了电子测量技术及常用电子测量仪器使用技术,重点讨论了相关仪器的正确操作方法和典型应用实例,且每章后附有相关实验内容。这些实验题目选题典型、可操作性强,通过实验操作能使学生很好地掌握相关知识。
《电子测量技术》共分为9章,主要内容包括电子测量的基本知识,信号发生器,电子示波器及测量技术,万用表及其测试技术,电压测量技术,时间与频率测量技术,扫频仪与晶体管特性图示仪和集成电路测试仪,计算机仿真测量技术,电子仪器的发展趋势和自动测试系统。
《电子测量技术》可供高职高专、中职中专电子技术应用类专业的师生使用,也可供从事电子技术应用类工作的工程技术人员参考和作为职业技术工人的培训教材。
内页插图
目录
前言
第1章 电子测量的基本知识
1.1 概述
1.1.1 电子测量的内容
1.1.2 电子测量的特点
1.2 电子测量的分类
1.2.1 按测量手段分类
1.2.2 按测量性质分类
1.3 电子测量实验室的常识
1.3.1 电子测量实验室的环境条件
1.3.2 电子测量仪器的组成
1.3.3 电子测量仪器的接地
1.4 测量误差的基本概念
1.4.1 测量误差的表示方法
1.4.2 测量误差的来源与分类
1.5 误差的合成
1.5.1 和、差函数的合成误差
1.5.2 积函数的合成误差
1.5.3 商函数的合成误差
1.5.4 和、差、积、商函数的合成误差
1.6 测量结果的处理
1.6.1 数据处理
1.6.2 图解分析法
本章小结
练习题
第2章 信号发生器
2.1 概述
2.1.1 信号发生器的分类
2.1.2 信号发生器的一般组成
2.1.3 信号发生器的主要技术指标
2.2 低频信号发生器
2.2.1 低频信号发生器的组成与原理
2.2.2 低频信号发生器的主要性能指标
2.2.3 低频信号发生器的使用方法
2.2.4 低频信号发生器在测量放大倍数时的应用
2.3 高频信号发生器
2.3.1 高频信号发生器的组成与原理
2.3.2 高频信号发生器的主要性能指标
2.3.3 高频信号发生器在调收音机中频时的应用
2.3.4 锁相技术简介
2.4 函数信号发生器
2.4.1 函数信号发生器的组成与原理
2.4.2 正弦波形成电路
2.4.3 函数信号发生器的性能指标
本章小结
综合实验
实验一 低频信号发生器的使用
实验二 高频信号发生器的使用
练习题
第3章 电子示波器及测量技术
3.1 概述
3.1.1 电子示波器的特点
3.1.2 电子示波器的类型
3.2 示波管及波形显示原理
3.2.1 示波管
3.2.2 波形显示原理
3.3 通用电子示波器
3.3.1 通用电子示波器的基本组成
3.3.2 示波器的垂直系统(Y轴系统)
3.3.3 示波器的水平系统(X轴系统)
3.3.4 主机系统(Z轴系统)
3.4 通用电子示波器的使用
3.4.1 示波器的选择
3.4.2 示波器的正确使用
3.5 SR8型示波器的面板图
3.5.1 主要技术性能
3.5.2 面板布置
3.5.3 示波器的使用方法
3.6 示波器的基本测量方法
3.6.1 电压的测量
3.6.2 时间和频率的测量
3.7 电子示波器的发展概况
本章小结
综合实验
实验一 用示波器观测正弦信号的幅度
实验二 用李萨育图形法观测频率
实验三 使用示波器观测电路的波形
练习题
第4章 万用表及其测试技术
4.1 概述
4.2 模拟式万用表
4.2.1 模拟式万用表的基本原理
4.2.2 MF500型万用表
4.2.3 模拟式万用表的使用
4.2.4 模拟式万用表应用实例
4.3 数字式万用表
4.3.1 数字式万用表结构图
4.3.2 数字式万用表的分类
4.3.3 数字式万用表的性能特点
4.3.4 DT830型数字式万用表
4.3.5 数字式万用表的应用实例
本章小结
综合实验
实验一 电压、电阻和电容的测量
实验二 半导体器件的测量
练习题
第5章 电压测量技术
5.1 概述
5.1.1 电子电路中电压的特点
5.1.2 交流电压的基本参数
5.1.3 电子电压表的分类
5.2 模拟式电子电压表
5.2.1 均值型电子电压表
5.2.2 峰值型电压表
5.2.3 有效值电子电压表
5.2.4 应用实例
5.3 数字电子电压表
5.3.1 数字电压表的基本原理
5.3.2 多用型DVM工作原理
5.3.3 DVM主要性能指标与测量误差
5.4 电子电压表的使用方法
本章小结
综合实验
实验一 电压表波形响应的研究
实验二 变压器变比及直流稳压电源纹波系数的测量
练习题
第6章 时间与频率测量技术
6.1 概述
6.2 频段的划分及常用测频方法
6.3 电子计数器的功能
6.3.1 电子计数器的组成与主要技术指标
6.3.2 时基信号产生与变换单元
6.4 电子计数器的测量原理
6.4.1 测量频率
6.4.2 量化误差
6.4.3 电子计数器的测周功能
6.4.4 电子计数器的其他功能
6.5 电子计数器的测量误差
6.5.1 电子计数器测量误差的分类
6.5.2 测量频率误差分析
6.5.3 测量周期的误差分析
6.5.4 中界频率的确定
6.6 电子计数器的应用
6.6.1 提高测频性能的方法
6.6.2 E434BI型频率计数器简介
本章小结
综合实验
电子计数器的应用
练习题
第7章 扫频仪与晶体管特性图示仪和数字集成电路测试仪
7.1 扫频仪概述
7.1.1 频率特性测试原理
第8章 计算机仿真测量技术
第9章 电子仪器的发展趋势和自动测试系统
参考文献
前言/序言
本教材是基于目前高职、高专教育的特点及高职、高专毕业生就业岗位的需要而编写的。电子测量技术是一门应用性很强的实用技术,其理论与实践技能是学习电子测量技术不可缺少的,理论与实践的紧密结合,是本书的重要特点。本课程既不是纯理论课,也不是一般的实验课,而是介于两门课程之间的一门理论联系实际比较紧密的课程。本课程内容也是培养学生动手能力和提供基本技能训练的重要环节。
本教材遵循高职、高专学校的教育特点:加强实践技能操作,提高学生的动手能力,重点介绍了各种基本测量技术,并在此基础上结合各种通用仪器进一步讨论了它们的基本组成、工作原理和使用方法等方面的知识,对仪器的组成电路不作详尽的讨论和分析。每章后附有实训实验内容,与章节重点知识紧密结合,可操作性强,从某些方面讲,可以拓宽学生的思路,锻炼和提高学生分析、处理问题的能力。同时,本教材增加了一些新知识内容,如虚拟仪器的应用等。
全书共分9章。第1章介绍了电子测量的基本知识;第2~8章分别讨论了信号发生器、电子示波器及测量技术、万用表及其测试技术、电压测量技术、时间与频率测量技术、扫频仪与晶体管特性图示仪和集成电路测试仪、计算机仿真测量技术等的基本原理及其相关仪器的基本组成、工作原理和使用。第9章介绍了电子仪器的发展趋势和自动测试系统的基本知识。
本课程参考学时为70学时。
本教材由在职业教育教学一线工作、积累有丰富教学经验的各学校教师通力编著。河北机电职业技术学院孟凤果任主编,编写了第1、3、4、5、9章;辽宁机电职业技术学院李福军编写了第2章;常州机电职业技术学院颜云华编写了第6章;安徽机电职业技术学院笪秉宏编写第7章;四川电子工业学校吴晓艳编写第8章。河北机电职业技术学院王晗、滑洁、孙静、都鑫为本教材的电子教案编写做了很多工作。
在本教材编写过程中,得到了河北机电职业技术学院各级领导的大力支持和帮助,在这里表示诚挚的感谢!同时,也向对本教材提供了很多支持的各位同仁表示衷心感谢!尽管作者在教材的组织、编写方面做了许多努力,但由于编者水平所限,书中不足之处在所难免,欢迎广大读者批评指正。
《电路基础:从原理到实践》 内容简介: 本书深入浅出地剖析了现代电子技术的核心——电路。我们将从最基本的电学定律开始,逐步构建起对电阻、电容、电感等基本元器件的深刻理解,并在此基础上,详细阐述它们在直流和交流电路中的行为特性。这不是一本枯燥的理论教材,而是通过大量的实例分析、图示讲解以及循序渐进的练习,引导读者掌握分析和设计各种基本电路的方法。 第一部分:直流电路的基本原理 电荷、电流与电压: 本章将从最基础的物理概念出发,介绍电荷的性质,以及电流和电压的定义。我们将通过形象的比喻,如水流和水位差,来帮助读者理解这些抽象的概念。电压源和电流源作为电路的基本组成部分,也将得到详细的介绍,包括它们的特性和应用场景。 欧姆定律与基尔霍夫定律: 这是分析直流电路的两大基石。欧姆定律将以各种形式进行推导和应用,从最简单的串联、并联电阻电路,到更复杂的网络。基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)将通过实例分析,展示如何运用它们来解决复杂的电路问题,例如节点电压法和网孔电流法。 电阻的串联与并联: 本章将重点关注电阻网络的简化方法。详细讲解如何计算等效电阻,并分析不同连接方式下电流和电压的分配规律。我们将提供一系列典型的电阻网络分析题目,帮助读者熟练掌握计算技巧。 功率与能量: 电路中的功率和能量是至关重要的概念。我们将介绍焦耳定律,讲解电阻消耗的功率计算,以及电源的输出功率。同时,还会讨论能量守恒定律在电路中的体现,以及能量的存储和转换。 戴维南定理与诺顿定理: 这两个定理是简化复杂线性电路的有力工具。我们将详细推导这两个定理的原理,并演示如何将任意一个线性二端网络等效为一个简单的电压源或电流源与一个电阻的组合,极大地简化了电路分析过程。 电容与电感: 虽然本章主要聚焦直流电路,但理解电容和电感在直流稳态下的行为至关重要。我们将介绍电容存储电荷的原理,以及在直流电路中它表现出的开路特性。同样,电感在直流稳态下表现出的短路特性也将得到讲解,为后续交流电路的学习打下基础。 第二部分:交流电路的基本原理 正弦交流电的产生与特性: 本章将介绍交流电的产生方式,以及描述正弦交流电的三个关键参数:幅值、频率和初相位。我们将深入理解周期、瞬时值、最大值、平均值和有效值之间的关系,并着重讲解有效值在交流电路功率计算中的重要性。 阻抗与相量: 交流电路的分析需要引入复数运算和相量概念。我们将详细讲解阻抗(Z)的概念,它包含了电阻、感抗(XL)和容抗(XC)。相量作为一种矢量的表示方法,能够直观地表示交流量的幅值和相位,极大地简化了复杂的正弦交流信号运算。 RLC串联与并联电路: 这是交流电路分析的重点。我们将分别详细分析RLC串联和并联电路的阻抗、电流和电压之间的相位关系。重点将放在谐振现象上,讲解发生谐振时的条件、阻抗特性以及其在实际应用中的意义。 功率在交流电路中的概念: 交流电路的功率比直流电路复杂。我们将区分有功功率(P)、无功功率(Q)和视在功率(S),并介绍功率因数(cosφ)的概念及其提高方法。理解这些概念对于提高电力系统的效率至关重要。 交流电源与负载: 本章将介绍不同类型的交流电源,如单相电源和三相电源,并讨论它们各自的特点和应用。同时,我们将分析各种典型交流负载的特性,如纯电阻负载、纯感性负载和纯容性负载,以及它们的组合。 第三部分:半导体器件基础 二极管: 本章将详细介绍半导体二极管的基本结构、工作原理和特性曲线。我们将重点讲解正向导通和反向截止的特性,以及二极管在整流、稳压等电路中的应用。各种类型的二极管,如整流二极管、稳压二极管、发光二极管(LED)等,也将得到介绍。 三极管(BJT): 双极结型晶体管(BJT)是放大电路的核心。我们将深入剖析其PNP和NPN结构,以及基极、集电极、发射极三个电极的作用。详细讲解其放大和开关两种工作模式,以及不同偏置方式下的工作特性。 场效应管(FET): 场效应管(FET)是另一种重要的半导体器件,以其高输入阻抗而著称。我们将介绍JFET和MOSFET的结构和工作原理,以及它们的栅极、漏极、源极。重点将放在MOSFET的放大和开关应用,以及它在数字电路中的广泛使用。 放大电路基础: 在掌握了三极管和场效应管的原理后,本章将引导读者构建简单的放大电路。我们将介绍单级放大电路的组成,分析其电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等关键参数。不同放大电路组态(如共射、共集、共基)的特性也将得到比较。 基本运算放大器: 运算放大器(Op-amp)是集成电路中最基本也是最重要的器件之一。本章将介绍运算放大器的理想模型和主要参数,并演示其在多种基本运算电路中的应用,如反相比例器、同相比例器、加法器、减法器、积分器和微分器等。 第四部分:数字电路基础 数制与编码: 本章将介绍计算机和数字电路中常用的数制,如二进制、十进制、十六进制,并讲解它们之间的相互转换。同时,我们将介绍各种编码方式,如ASCII码、BCD码等,以及它们在数据表示中的作用。 逻辑门: 逻辑门是构成所有数字电路的基本单元。我们将详细介绍与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等基本逻辑门的功能和逻辑符号,并通过真值表来理解它们的逻辑关系。 组合逻辑电路: 本章将讲解如何将基本逻辑门组合成更复杂的逻辑电路,以实现特定的逻辑功能。我们将介绍组合逻辑电路的设计方法,如卡诺图化简法,并以译码器、编码器、数据选择器、加法器等为例进行分析。 时序逻辑电路: 与组合逻辑电路不同,时序逻辑电路具有记忆功能,其输出不仅取决于当前输入,还取决于其历史状态。我们将介绍触发器(如D触发器、JK触发器)的基本原理和工作特性,并在此基础上构建寄存器和计数器等时序逻辑电路。 数字电路的实现: 本章将简要介绍数字电路在实际中的实现方式,如使用TTL(晶体管-晶体管逻辑)和CMOS(互补金属氧化物半导体)等集成电路芯片,以及FPGA(现场可编程门阵列)等可编程逻辑器件。 第五部分:电路应用实例与调试 电源电路: 本章将通过实际案例,讲解如何构建常用的电源电路,包括AC-DC变换(整流、滤波、稳压)以及DC-DC变换。我们将分析滤波电路(如RC滤波器、LC滤波器)和稳压电路(如线性稳压器、开关稳压器)的工作原理。 信号发生电路: 介绍如何利用振荡电路(如RC振荡电路、LC振荡电路、多谐振荡器)产生不同频率和波形的信号,以及它们在测试和通信领域中的应用。 放大与滤波电路在音频应用中的实例: 以音频放大器和音频滤波器为例,展示如何将学到的放大和滤波知识应用于实际产品设计中。 简单传感器接口电路: 介绍如何将常见的传感器(如温度传感器、光敏电阻)与电路连接,并进行信号调理,以便于后续处理。 电路调试与故障排除: 本章将提供一些实用的电路调试技巧和故障排除方法。我们将讨论如何使用万用表、示波器等基本仪器来测量电路参数,定位问题,并提出一些常见的电路故障及其原因分析。 本书旨在为读者建立扎实的电路理论基础,并培养解决实际电路问题的能力。通过理论讲解与实践应用相结合的方式,读者将能够理解并设计出各种基本的电子电路,为进一步深入学习电子技术打下坚实的基础。