基於PocketLab的電子電路實踐教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王蓉，王歡 著

圖書標籤:

• 電子電路
• 實踐教學
• PocketLab
• 實驗教程
• 電路設計
• 傳感器
• 數據采集
• Arduino
• STEM教育
• 電子製作

齣版社： 東南大學齣版社

ISBN：9787564176402

版次：1

商品編碼：12314783

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2018-01-01

用紙：膠版紙

頁數：192

字數：318000

正文語種：中文

內容簡介

　　《基於PocketLab的電子電路實踐教程》以口袋實驗室Pocket Lab為硬件測試設備，按照教指委製定的“電子綫路”課程的基本要求來設計和編排實驗。首先介紹瞭什麼是口袋實驗室，讓讀者對這種新型的實驗手段有個基本的瞭解。然後介紹口袋實驗室中的兩大利器：仿真工具Multisim和硬件測試工具Pocket Lab的基本使用方法。最後提供瞭十個實驗，包括晶體二極管、晶體三極管、單管晶體管放大器分析與設計、差分放大器、頻率響應與失真、電流源與多級放大器、多級放大器的頻率補償和反饋、運算放大器及應用電路、功率電子綫路和振蕩器，每個實驗都貫穿瞭理論計算、計算機軟件仿真和硬件實驗三個環節，可使讀者更好的掌握完整的電子設計流程。
　　《基於PocketLab的電子電路實踐教程》可以作為高等學校電子信息類、電氣類、自動化類等相關專業的電子綫路實踐教學指導書，也可以作為日益豐富的MOOC資源以及翻轉課堂的教學補充，幫助自學和在綫課程學習的學生在課外和實驗室外建立自己的專屬實驗室，有更充分的時間和空間來實踐電子綫路實驗。書中實驗內容基於Pocket Lab開發，但不僅限於Pocket Lab測試，可移植性強，在所有虛擬測試儀器構建的口袋實驗室和真實實驗室環境中均可完成測試。

內頁插圖

目錄

第一章 口袋實驗室
1．1 虛擬儀器
1．1．1 虛擬儀器係統的硬件構成
1．1．2 虛擬儀器係統的軟件構成
1．2 Pocket Lab能乾什麼？
1． 2．1 它是信號發生器
1．2．2 它是直流電壓源
1．2．3 它是示波器
1．2．4 它是頻譜測試儀
1．2．5 它是波特圖儀（掃頻儀）
1．2．6 它是數字直流電壓錶
1．2．7 它是邏輯分析儀
1．2．8 它有強大的數學功能
1．3 口袋實驗室——隨時隨地實現實驗構想
1．4 本書特色

第二章 口袋實驗室中的兩大利器
2．1 Multisim仿真軟件
2．1．1 Multisim 12仿真環境簡介
2．1．2 使用實例
2．2 Pocket Lab虛擬儀器
2．2．1 核心硬件
2．2．2 功能說明與參數
2．2．3 軟件的運行
2．2．4 虛擬實驗室功能使用

第三章 玩轉電子電路
3．1 晶體二極管
3．2 晶體三極管
3．3 單管晶體管放大器分析與設計
3．4 差分放大器
3．5 頻率響應與失真
3．6 電流源與多級放大器
3．7 多級放大器的頻率補償和反饋
3．8 運算放大器及應用電路
3．9 功率電子綫路
3． 10振蕩器

附錄一 Pocket Lab的軟件交裝
1 程序安裝
2 驅動安裝
附錄二 Pocket Lab的軟件接口
1 通用命令
2 模擬信號相關指令
3 邏輯分析儀相關指令
參考文獻

前言/序言

　　隨著社會對學生素質要求的提高，學生作為獨立個體，自主性增強，多樣化和自主創新的需求提升。同時，在綫課程、翻轉課堂等全新的教學方式盛行，使得提高學生的分析、設計能力和獨立解決問題的能力變得越來越重要。特彆是對於實踐性較強的課程體係，如三電課程：“電路”“數字電路”和“模擬電路”，需要將實踐教學納入常態化教學體係，纔能極大地發揮理論和實踐教學的互相促進作用，極大地提升學生的動手實踐能力和解決問題的能力。
　　“電子綫路”作為一門電子類的專業基礎課，內容涵蓋瞭半導體器件、放大器分析與設計、頻響、反饋、集成運放的應用、功率電路、振蕩器等多方麵內容，知識點多，理論和實踐結閤性要求高，工程應用背景強。實驗作為理論課的有效補充，不僅可以加強學生對理論知識的消化和吸收能力，而且可以增強學生動手實踐和創新能力，在實踐中提高分析和解決問題的能力。另一方麵，電學實驗的測量和調試離不開測量儀器，傳統實驗手段對實驗地點和實驗時間均提齣瞭極大的限製，使得實驗隻能在確定的地點和閤適的時間開展。有限又昂貴的實驗室資源也無法支撐大量學生的研究性實驗。近年來，EDA技術不斷發展成熟，電子産品和虛擬儀器價格不斷下降，現代電子化設備的發展和翻轉課堂、MOOC課程的興起，都對實驗教學提齣瞭新的要求和挑戰。因此，便攜式口袋實驗室成為實驗教學的新型手段。圍繞口袋實驗室可以建立豐富多彩的課堂教學方式，可以讓學生在圖書館，在宿捨，在教室，在翻轉課堂，在在綫課程學習中，都可以隨時建立起屬於自己的實驗環境，滿足學生日益增強的自主研學需求。
　　口袋實驗室的構建和發展為學生創造瞭隨時隨地做實驗的環境，也為開展研究性和設計性實驗奠定瞭基礎，而閤適的實驗指導書就變得更為重要。實驗指導書要能體現理論的重點和難點，還要兼顧驗證性、設計性和探討性實驗比例，既能加強學生的理論學習，又能增強他們的動手能力，同時提升他們思考和解決問題的能力，為實驗課堂的探討性研究提供實驗素材。在此背景下，筆者編著瞭基於Pocket Lab口袋實驗室的電子綫路實踐教程。
　　本書以電子綫路的理論內容為依托，以口袋實驗室Pocket Lab為硬件基礎，注重理論計算、計算機仿真和硬件實驗三個環節的融閤，注重提升學生的分析、設計能力和獨立解決問題的能力。優化設計實驗內容，提高實驗的可操控性和靈活性，注重讓學生通過設計和優化器件參數等方式加深對電路的理解，注重提齣問題，讓學生自行設計解決方案，激發學生的主動性。本書注重平衡驗證性實驗和設計性實驗。加大課後思考題比重，以思考題的方式實現對實驗結果的總結和提升。
　　本書的實驗內容是按照教指委製定的“電子綫路”課程的基本要求進行設計和編排。實驗內容的安排突齣反映“電子綫路”課程的教學重點和難點，實現用理論指導實驗，用實驗結果加深對理論的理解。本書第一章介紹瞭什麼是口袋實驗室，讓讀者對這種新型的實驗手段有個基本瞭解；第二章介紹瞭口袋實驗室中的兩大利器：仿真工具Multisim和硬件測試工具Pocket Lab的基本使用方法。第三章是全書的主體部分，提供瞭十個實驗，包括晶體二極管、晶體三極管、單管晶體管放大器分析與設計、差分放大器、頻率響應與失真、電流源與多級放大器、多級放大器的頻率補償和反饋、運算放大器及應用電路、功率電子綫路和振蕩器。附錄部分提供瞭Pocket Lab口袋實驗室的軟件安裝和接口說明。Pocket Lab提供瞭用於計算機端二次開發的控製接口協議，可供有興趣的讀者通過C++、LabVIEW、Matlab等軟件進行二次開發，構成其他的測量、控製係統。
　　每個實驗中都貫穿瞭理論計算、計算機軟件仿真和硬件實驗三個環節。這三個環節也是現代電子設計的三個主要階段：理論分析能力是設計能力和分析能力的基礎；然後利用EDA軟件工具針對分析或設計的電路進行仿真，驗證設計和分析的正確性；最後進行硬件實現和測試，並分析測試結果，務求使讀者能掌握完整的電子設計流程。在實驗欄目設計中，我們設計瞭“背景知識迴顧”和“背景知識小考查”，以培養學生對所學理論知識的掌握、復習和運用，“一起做仿真”注重仿真工具的使用和仿真方法的培養；“動手搭硬件”注重硬件搭試和測試分析能力的提升；“設計大挑戰”欄目提齣設計類題目，“研究與發現”提齣探索性問題，注重培養學生在實踐中發現問題和解決問題的素養訓練。每個實驗階段都配有一定的思考題，啓發學生對實驗現象進行思考，並鼓勵學生對思考結果進行理論分析和實踐驗證。

《掌上實驗室：電子世界探索之旅》 在這紛繁復雜的電子時代，從智能手機的微小芯片到浩瀚的物聯網網絡，電子技術已滲透到我們生活的方方麵麵。然而，許多人對電子世界的奧秘仍感到遙遠而神秘。如果你渴望撥開迷霧，親手觸摸電流的脈搏，感受元件的溫度，搭建屬於自己的小小電子王國，那麼，《掌上實驗室：電子世界探索之旅》將是你理想的起點。 本書並非枯燥乏味的理論堆砌，也不是冷冰冰的電路圖解析。它是一場融匯瞭理論、實踐與創意的奇妙旅程，以一種前所未有的方式，讓你在動手操作中，深刻理解電子學的本質。我們摒棄瞭傳統教程中繁瑣的公式推導和晦澀的概念，轉而采用一種更直觀、更生動、更貼近生活的方式，帶你一步步揭開電子世界的神秘麵紗。 一、 點亮你的好奇心：從零開始，樂趣無窮 你是否曾經對閃爍的LED、嗡嗡作響的電機、或者能夠接收遙遠信號的收音機感到好奇？《掌上實驗室》將滿足你的這份好奇。本書的編排充分考慮瞭初學者的需求，從最基礎的概念講起，循序漸進。 第一章：電子的初相——理解電流與電壓的秘密 我們將從“電”這個最基本的概念入手。究竟什麼是電流？它又是如何流動的？電壓又扮演著怎樣的角色？你無需擔心抽象的物理定律，我們將通過生動的比喻和簡單的類比，讓你輕鬆理解這些核心概念。想象水流在管道中流動，水壓就是電壓，水流的速度就是電流。我們還將介紹導綫、電阻等基本元件，讓你瞭解它們在電路中的作用，就像河流中的石頭和河床一樣，它們會影響水流的方嚮和速度。 動手實踐： 你將學習如何使用最基礎的工具，如萬用錶，來測量電壓和電流，甚至可以嘗試點亮一個小小的LED燈，感受電流帶來的光明。 第二章：樂高式的積木——認識電子元件的傢族 電路是由各種各樣的電子元件組成的，它們就像樂高積木一樣，通過不同的組閤，可以搭建齣功能各異的設備。本章將為你介紹最常見、最核心的電子元件： 電阻（Resistor）： 控製電流大小的“守門員”，理解其阻值的意義，以及如何根據需求選擇閤適的電阻。 電容（Capacitor）： 儲存電荷的“小水庫”，瞭解其充放電過程，以及在濾波、定時等方麵的應用。 二極管（Diode）： 隻允許電流單嚮流動的“單行道”，認識它的整流作用，讓交流電變成直流電。 晶體管（Transistor）： 電子電路中的“指揮官”或“開關”，理解其放大和開關功能，這是現代電子設備的核心。 LED（Light Emitting Diode）： 發光的二極管，讓你的電路擁有色彩和生命。 動手實踐： 通過實際觀察和操作，你將學會識彆這些元件的符號和外觀，並通過簡單的組閤，完成一些有趣的小實驗，比如製作一個簡單的LED閃爍電路。 第三章：迴路的魅力——搭建你的第一個電路 理解瞭基本的元件，接下來就是將它們連接起來，形成有用的電路。本章將引導你理解串聯和並聯的概念，以及它們對電路性能的影響。 串聯： 元件首尾相連，電流隻有一條路徑。就像人們排隊一樣，一個人接著一個人。 並聯： 元件各自連接到電源的兩端，電流可以分流。就像多條道路匯入同一個目的地。 動手實踐： 你將學習繪製簡單的電路圖，並按照圖紙，親手搭建一個可以控製LED亮度的電路，或者一個簡單的蜂鳴器報警電路。我們將強調安全操作的重要性，讓你在探索中保持謹慎。 二、 穿越創意的邊界：從簡單到復雜，激發無限可能 本書的精髓在於其循序漸進的項目化學習方式。我們為你設計瞭一係列從易到難、從基礎到高級的實踐項目，讓你在解決實際問題的過程中，深化對電子學的理解，並激發你的創新思維。 第四章：聲音的魔術——簡易音頻放大器 你是否想過，為什麼你的手機播放的音樂會那麼響亮？本章將帶你製作一個能夠放大聲音信號的簡易音頻放大器。你將瞭解到放大器的工作原理，以及如何利用晶體管來增強微弱的音頻信號。 動手實踐： 搭建一個能夠連接MP3播放器或手機，並驅動小喇叭發聲的音頻放大器。想象一下，用自己親手製作的設備播放音樂，那將是一種怎樣的成就感！ 第五章：時間的魔法師——延時與振蕩電路 有些電路需要延遲一段時間纔能工作，有些則可以産生周期性的信號。本章將為你揭示時間控製的奧秘。 延時電路： 讓你實現的某項功能在按下開關後，需要等待一段時間纔能開始。例如，在你啓動車輛後，車燈延遲一段時間纔熄滅。 振蕩電路： 産生周期性的電信號，是許多現代電子設備的基礎，比如收音機就需要振蕩器來産生特定頻率的載波信號。 動手實踐： 製作一個簡單的延時開關，例如，按下按鈕後，LED燈會在幾秒鍾後亮起。或者，嘗試製作一個能夠發齣不同頻率聲音的“電子口哨”。 第六章：光影的對話——光敏與邏輯電路 光綫作為一種重要的外部信息，在電子設備中扮演著關鍵角色。本章將探索如何利用光綫來控製電路。 光敏電阻： 顧名思義，它的阻值會隨著光照強度的變化而變化。 自動感應燈： 當周圍環境變暗時，燈就會自動亮起，天亮時則熄滅。 邏輯電路： 電子設備的大腦，由“與”、“或”、“非”等基本邏輯門構成，它們負責處理和判斷信息。 動手實踐： 製作一個基於光敏電阻的自動感應路燈，或者設計一個簡單的“人來燈亮”的感應裝置。你還將初步接觸邏輯門電路，理解數字信號的二元性（0和1）。 第七章：電機的舞動——驅動與控製 讓機器動起來是電子技術的重要應用之一。本章將介紹如何控製電機的轉動。 繼電器（Relay）： 一個由小電流控製大電流的開關，常用於控製大功率設備，如電機。 H橋（H-bridge）： 能夠讓電機正轉、反轉甚至刹車的電路，是實現電機精確控製的關鍵。 動手實踐： 製作一個簡單的遙控小車，能夠前進、後退、轉彎。你將體驗到如何用電子信號來控製物理世界的運動。 三、 擁抱創新與未來：你的電子夢想，從此啓航 《掌上實驗室：電子世界探索之旅》不僅僅是一本教程，它更是一個開啓你電子探索之旅的起點。我們鼓勵你在這趟旅程中，發揮你的想象力和創造力。 調試的藝術： 在搭建電路的過程中，遇到問題是必然的。本書將引導你掌握基本的調試技巧，學會如何分析電路故障，並逐步找到解決方案。這是一種寶貴的解決問題的能力，將伴隨你一生。 開源社區的融入： 電子技術的發展離不開開源社區的貢獻。我們將為你介紹一些有用的開源硬件和軟件平颱，鼓勵你與其他電子愛好者交流經驗，分享你的創作。 未來的方嚮： 隨著物聯網、人工智能等技術的發展，電子學將在未來扮演更加重要的角色。本書將為你打下堅實的基礎，讓你能夠更自信地迎接未來的挑戰，甚至創造齣屬於你自己的電子奇跡。 本書適閤誰？ 對電子技術充滿好奇，想要瞭解其工作原理的學生。 希望通過動手實踐，學習電子知識的愛好者。 想要培養孩子動手能力和科學素養的傢長。 任何渴望探索電子世界，體驗創造樂趣的你。 《掌上實驗室：電子世界探索之旅》相信，每個人內心都蘊藏著創造的火花。通過本書，你將獲得點燃這團火花的燃料，掌握開啓電子世界大門的鑰匙。準備好，與我們一起，開啓這段精彩的電子探索之旅吧！在這裏，理論與實踐完美結閤，枯燥的電子元件將化為你手中的魔法棒，創造齣屬於你的無限可能！

評分☆☆☆☆☆

評價五 我拿到《基於PocketLab的電子電路實踐教程》這本書時，腦海裏立刻浮現齣無數種可能的實驗場景。這本書最大的亮點，無疑是將PocketLab這款創新性的多功能傳感器融入到瞭電子電路的學習中，這為傳統的電子實踐教學注入瞭新的活力。我非常期待書中能夠提供一些超越基礎的進階項目，比如利用PocketLab的多個傳感器協同工作，來創建一個更復雜的係統。例如，書中是否會指導讀者如何利用PocketLab的陀螺儀和加速度計來構建一個平衡車模型，或者如何利用PocketLab的磁力計來創建一個簡易的指南針？這些項目不僅能讓讀者深入理解傳感器的工作原理，更能培養他們係統性的工程思維。此外，我希望書中能夠關注到電路的功耗、穩定性等實際工程中非常重要的方麵，並給齣相應的指導。PocketLab的可視化數據輸齣能力，對於分析電路的性能和調試問題，應該會非常有幫助。我希望這本書能夠幫助我突破以往學習電子電路的局限，掌握更前沿的實驗方法，並且能夠啓發我進行更具創造性的項目設計。這本書，在我看來，不僅僅是一本教程，更是一扇通往未來電子技術實踐的大門。

評分☆☆☆☆☆

評價四 《基於PocketLab的電子電路實踐教程》這本書，給我的第一印象是“輕便”和“靈活”。我一直想找一本能夠讓我擺脫實驗室束縛，隨時隨地進行電子實驗的書。PocketLab的便攜性完美契閤瞭這一點。我設想書中會涵蓋一係列從易到難的電子項目，這些項目都以PocketLab為核心，旨在幫助讀者掌握電子電路的基本原理和實際操作技巧。例如，我非常期待書中能夠有關於如何使用PocketLab來構建一個簡單的環境監測係統，比如測量光照強度、濕度，並將這些數據通過PocketLab傳輸到電腦或手機上進行分析。這種將傳感器數據與實際環境聯係起來的實驗，非常有意義。另外，書中是否會涉及一些關於電機控製、LED點陣顯示等更具視覺效果的實踐內容？我希望書中能夠提供清晰的電路圖、詳細的步驟說明，以及必要的代碼示例（如果涉及到微控製器編程）。而且，PocketLab的App界麵設計是否友好，是否能夠方便地進行數據采集和可視化，也直接影響著學習體驗。我堅信，通過這本書，我能夠將枯燥的理論知識轉化為生動的實踐過程，並且在動手實踐中不斷發現新的樂趣和挑戰。

評分☆☆☆☆☆

評價一 拿到這本《基於PocketLab的電子電路實踐教程》的時候，我滿心期待著能有一場激動人心的電子探索之旅。作者在書中開篇就點明瞭PocketLab這款多功能傳感器的潛力，讓我對它在電子電路教學中的應用充滿瞭好奇。我一直覺得，理論知識固然重要，但親手實踐更能加深理解。書中對PocketLab的介紹很詳盡，它的各種傳感器，比如加速度計、陀螺儀、磁力計、壓力計、溫度計等等，都可以直接與電子元件互動，這簡直是為DIY電子愛好者量身定做的利器。我特彆期待看到書中是如何將這些傳感器巧妙地融入到不同的電路設計中，比如如何利用加速度計來檢測物體的運動，進而控製LED燈的閃爍，或者如何用溫度傳感器來構建一個簡單的溫控開關。我設想，書中一定會包含很多循序漸進的實驗，從基礎的電阻、電容、晶體管電路，到更復雜的微控製器接口，一步步引導讀者熟悉電子世界的奧秘。而且，PocketLab作為一款便攜式的設備，意味著我們可以隨時隨地進行實驗，這大大降低瞭學習的門檻，也增加瞭學習的趣味性。我個人非常看重實踐齣真知，所以這本書的齣現，對我來說，就像是打開瞭一扇通往電子電路實踐世界的大門，讓我看到瞭將抽象概念轉化為具體成果的可能性。我希望書中不僅僅是教會我們如何搭建電路，更能引導我們思考電路的工作原理，培養解決問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

評價三 作為一名對物理和工程領域充滿好奇心的學生，《基於PocketLab的電子電路實踐教程》這本書的名字本身就勾起瞭我的興趣。我一直認為，將物理學的原理與實際的工程應用相結閤，是學習最有效的方式之一。PocketLab作為一款集成瞭多種傳感器的設備，似乎提供瞭一個絕佳的平颱，讓我們能夠直觀地觀察到物理現象在電路中的體現。我期待書中能夠深入探討一些基礎但關鍵的電子元器件，比如二極管、三極管、運算放大器等，並詳細介紹如何利用PocketLab來驗證它們的特性。例如，書中是否會展示如何用PocketLab測量二極管的正嚮導通電壓，或者如何用PocketLab來觀察三極管的放大作用？我更希望這本書能夠引導我們去理解“為什麼”這些電路會這樣工作，而不僅僅是“怎麼”搭建。書中可能會包含一些涉及信號處理的內容，比如如何用PocketLab來采集音頻信號，並對其進行初步分析，或者如何利用PocketLab的運動傳感器來構建一個簡單的遊戲控製器。這樣的內容，不僅能夠滿足我們對電子電路的好奇心，更能激發我們在科學和技術領域的創造力。我期待書中能夠提供一些富有啓發性的案例，讓我們看到PocketLab在解決實際問題中的應用潛力。

評分☆☆☆☆☆

評價二 《基於PocketLab的電子電路實踐教程》這本書，在我看來，最吸引我的地方在於它所傳遞的那種“即插即用”的實驗精神。過去接觸電子電路，總是需要各種昂貴的示波器、信號發生器，或者復雜的編程環境。但PocketLab的齣現，似乎打破瞭這些壁壘。我設想書中會介紹如何利用PocketLab的各種輸入輸齣接口，與Arduino、樹莓派等開源硬件平颱進行無縫對接。比如，書中可能會教我們如何用PocketLab的模擬輸入來讀取電位器的數值，從而控製LED的亮度，或者如何用PocketLab的數字輸齣去驅動一個電機。更讓我興奮的是，PocketLab本身具備一定的智能，通過配套的App，我們可以實時監測和分析數據，這對於理解電路的動態行為非常有幫助。想象一下，當我們搭建好一個電路，然後通過PocketLab實時觀察電流、電壓的變化，甚至是傳感器的響應麯綫，這比單純看靜態的電路圖要生動得多。書中可能還會涉及一些傳感器融閤的應用，比如結閤加速度計和陀螺儀的數據，來創建一個簡易的姿態監測係統。這樣的實踐教程，對於初學者來說，能夠快速建立起對電子世界的感性認識，對於有一定基礎的人來說，也能提供新的思路和工具。我迫切地想知道書中是如何將PocketLab的強大功能與電子電路的基礎理論相結閤，創造齣既有深度又不失趣味性的學習體驗。