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电路与电子技术基础实验指导

凝结20年教学经验、精心设计实验内容 拒绝纸上谈兵式教学、培养学生综合实践技能

作者:吕知辛、宋雪萌
丛书名:面向新工科专业建设计算机系列教材
定价:29.80
印次:1-1
ISBN:9787302598541
出版日期:2022.03.01
印刷日期:2022.02.25

“电路与电子技术基础”是各高校计算机类、电子类等专业的一门专业基础课程。作为一门典型的硬件基础课程,该课程只有通过理论与实践相结合的授课方式,才能使学生真正掌握理论知识,积累解决实际问题的经验。因此,本书作为面向新工科专业建设计算机系列教材《电路与电子技术基础》配套使用的实验教材,旨在为该课程的实践教学提供相应的教学内容。具体而言,本书选编了与电路分析和模拟电子技术相关的20个基础实验。这些实验所需的元器件均为市场常见元器件,实验环境也没有特殊要求。同时,本书的附录提供了实验可能用到的设备(如插件板、万用表、示波器和信号发生器)的使用方法及注意事项。 本书既可作为高等学校计算机、通信、电子及自动化等专业的教材,也可作为自学考试、成人教育和电子工程技术人员的自学用书。

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前言 本书为“电路与电子技术基础”理论课程配套使用的实验教材,从实用的角度出发,选编了与电路分析和模拟电子技术相关的共20个基础实验。具体包括直流电路实验5个,交流电路实验3个,半导体实验7个,集成运算放大器实验4个,直流电源实验1个。实验所需元器件均为市场常见元器件,实验平台是指结合使用插件板、实验箱和其他实验台搭建的实验环境,并无特殊针对的实验环境要求。同时,本书的附录提供了实验可能用到的设备(如插件板、万用表、示波器和信号发生器)的使用方法及注意事项。 一、 实验教学目标与基本要求 “电路与电子技术基础”是一门实践性很强的专业基础课。通过本课程的实验教学,可以使学生进一步理解电路与电子技术的基本概念和基本规律,进一步巩固所学的理论知识,提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力;使学生能正确地使用常用电工仪表及电子仪器,掌握电工及电子技术的基本实践技能和实验方法,具备一定的分析和解决实际问题的能力;增加学生的动手能力和感性认识,培养按照实验要求完成实验内容的能力,也要求学生能够进行自我设计实验,为将来的科研打下良好的基础。 在实验之前,要求学生根据理论知识推算出实验的结果;在实验的过程中,要求必须忠实记录实验数据;实验完成后,将理论计算值与实验记录值进行比对,得出相应的实验结果或结论,验证实验所得出的结果是否正确,如果与理论计算值差别较大,要分析出现的原因;若是推导性实验,要根据实验数据得出相应的推导性结论。 除了实验的技术性要求之外,要求学生一定养成恢复现场的良好习惯,即结束实验时,一定将自己的实验环境恢复到开始的状态。同时,为了培养学生规范的实验报告书写习惯,本书给出如下的实验报告参考模板。该模板主要包含实验题目、实验目的、实验地点、实验人员、实验设备及器材、实验内容、实验步骤、实验数据、实验分析和实验结论10个组成部分。(1) 实验题目。 (2) 实验目的: 该实验准备达到的目的、结果。 (3) 实验地点: 该实验的进行地点。 (4) 实验人员: 参与实验的人员,包括同组人员姓名。 (5) 实验设备及器材: 实验涉及的实验环境、器材。 (6) 实验内容: 详细描述实验的要求,采用的电路,使用的分析方法,以及使用这些分析方法得到的理论计算数据。 (7) 实验步骤: 记录实验过程中的主要步骤,包括实验仪器的使用等。 (8) 实验数据: 忠实记录在相同实验条件下得到的多组测量数据,根据测量数据做出统计结果,如分布图、表等。 (9) 实验分析: 实验过程中问题的解决,实验的体会,通过实验自己的收获等。 (10) 实验结论: 从实验数据得出实验结论,如通过实验测量的数据与理论计算的数据比较,验证某个定理的正确性。电路与电子技术基础实验指导前言二、 实验课程内容和学时分配 本实验课程内容和学时分配适用32学时的教学,所以选取了本书中比较重点的实验。续表实验项目 名称实验内容和目的学时要求性质类别所用主要 器材基尔霍夫电压定律和叠加原理学习实验仪器设备的使用,测量直流电压、电流,验证基尔霍夫电压定律、叠加原理2必做验证基础电路实验平台、万用表戴维南定理学习电路测量技能,熟悉电路基本定理,理解电路等效的概念2必做验证基础电路实验平台、万用表电流源特性及有阻电源的等效变换了解电流源的功能特性,熟悉有阻电压源与有阻电流源之间的等效互换2必做验证基础电路实验平台、万用表直流电路节点电压分析通过测量两节点电路、三节点电路的节点电压,分析和验证节点电压分析法2必做验证基础电路实验平台、万用表正弦交流电路观察正弦交流信号的波形,三要素测量;熟悉电感、电容、电阻的电压和电流的相位关系;验证提高功率因数的方法(利用日光灯电路)4必做验证基础电路实验平台、万用表、示波器、信号发生器等RLC正弦交流电路和RC电路的过渡过程熟悉RC电路的过渡过程,以及时间常数的意义2必做综合基础电路实验平台、万用表、示波器半导体器件熟悉和验证二极管的单向导电性、晶体管的工作状态及电流分配关系,并由二极管、晶体管构建与、或、非等逻辑门4必做验证基础模拟电子实验箱、万用表、示波器固定偏置单管交流放大电路熟悉和了解晶体管交流电压放大作用、各处的工作波形、静态工作点的影响等2必做验证基础模拟电子实验箱、万用表、示波器分压偏置单管交流放大电路熟悉和了解晶体管的分压偏置电路与固定偏置的区别2必做验证基础模拟电子实验箱、万用表、示波器集成运算放大器的主要特性及线性应用熟悉集成运算放大器的性能指标,自己设计集成运算放大器的比例、加法、减法等线性运算电路4必做设计 验证基础模拟电子实验箱、万用表、示波器集成运算放大器的非线性应用熟悉集成运算放大器在非线性应用中的特性4选做综合基础模拟电子实验箱、万用表、示波器串联型直流稳压电源熟悉整流、滤波、稳压电路的功能特性2必做综合基础模拟电子实验箱、万用表、示波器三、 考核办法 根据实验完成情况、实验报告中的表述情况和实际动手能力进行综合评估,按“优”“良”“中”“及格”“不及格”五级评分。 四、 实验教科书和参考书1. 教科书《电路与电子技术基础实验指导》。 2. 参考书 吕知辛和宋雪萌编著的《电路与电子技术基础》(清华大学出版社,2020)。 电路与电子技术发展极迅速,且编者水平有限,更兼时间和精力所限,书中不妥和错漏之处在所难免,恳请读者批评指正。 编者2021年12月

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  • 吕知辛,1985年毕业于清华大学自动化系,获工学学士学位,1988年毕业于清华大学自动化系,获工学硕士学位,现为山大大学计算机科学与技术学院教师,副教授。长期从事一线教学工作,积累了丰富的教学经验;并常年从事模式识别、工业控制等应用型项目的研究,在教学中结合实际应用,更能生动、明晰地讲解。
  • 实验内容与面向新工科专业建设计算机系列教材《电路与电子技术基础》紧密配套,更好地服务面向新工科专业建设的硬件实验教学。

    实验所需元器件均为市场常见元器件,可以结合使用插接板、实验箱和实验台。

    实验内容全面,涵盖电路分析和模拟电子两大部分。

    结合多年的实验教学经验,提供细致的实验设备使用方法及注意事项。

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  • 目录

    实验一学习使用数字万用表1

    实验二基尔霍夫电压定律和叠加原理5

    实验三戴维南定理7

    实验四电流源特性及有阻电源的等效变换9

    实验五直流电路节点电压分析12

    实验六正弦交流电路(一)15

    实验七正弦交流电路(二)18

    实验八RLC正弦交流电路和RC电路的过渡过程21

    实验九半导体器件23

    实验十半导体二极管、晶体管工作状态的判定26

    实验十一半导体二极管、晶体管构建的逻辑电路29

    实验十二固定偏置单管交流放大电路33

    实验十三分压偏置单管交流放大电路36

    实验十四负反馈多级放大电路39

    实验十五集成运算放大器的主要特性41

    实验十六集成运算放大器的线性应用44

    实验十七集成运算放大器的非线性应用47

    实验十八集成运算放大电路设计50

    实验十九功率放大电路51

    实验二十串联型直流稳压电源54

    附录A常用实验设备及器材56

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