电工电子实验教程（第4版）

本书系统地阐述了电工电子实验的基础知识、测量仪器仪表及测试技术、电工电子实验以及实验设计案例。本书分为三篇：基础篇、实验篇和案例篇。共13章。基础篇包括1~4章，主要内容包括：实验管理与安全、电量测量与数据处理、各类仪器仪表的使用方法、常用的电子元器件。实验篇包括5~10章，主要内容包括：电路电工实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验、EDA技术实验、Multisim软件、Quartus II工具软件的使用。案例篇包括11~13章，主要内容包括：多级放大电路设计、跑马灯电路设计、可控增益放大器的设计。本书配套电子课件、仿真程序代码、实验参考结果等。

目 录 基础篇 第1章 实验管理与安全 1 1.1 实验管理 1 1.1.1 实验纪律要求 1 1.1.2 实验教学过程 1 1.1.3 实验成绩考核 2 1.2 实验安全 2 1.2.1 电工电子实验安全 操作规范 2 1.2.2 实验室用电安全管理 3 1.2.3 实验室消防安全管理 6 1.2.4 实验室防盗安全管理 6 第2章 电量测量与数据处理 8 2.1 常用电量的测量 8 2.1.1 电压的测量 8 2.1.2 电流的测量 8 2.1.3 功率的测量 9 2.1.4 时间的测量 10 2.1.5 频率的测量 11 2.1.6 相位差的测量 11 2.2 实验误差分析 11 2.2.1 误差的相关概念 12 2.2.2 误差的分类 12 2.2.3 误差的表示方法 15 2.2.4 误差的估计与消除方法 17 2.3 实验数据处理 24 2.3.1 有效数字的表示 24 2.3.2 有效数字的运算 25 2.3.3 有效数字的舍入 26 2.3.4 测量数据的等精度处理 26 2.3.5 测量数据的图解分析 28 第3章 常用仪器仪表的使用 30 3.1 示波器 30 3.1.1 数字示波器的基本原理 及技术指标 30 3.1.2 DS1000系列数字示波器 31 3.1.3 示波器的安全使用方法 37 3.2 信号发生器 38 3.2.1 信号发生器的基本原理 38 3.2.2 DG1000系列信号发生器 39 3.2.3 信号发生器的安全 使用方法 42 3.3 直流稳压电源 42 3.3.1 稳压电源的基本原理 及技术指标 42 3.3.2 SK33231直流稳压 电源的使用 43 3.3.3 稳压电源的使用注意事项 44 3.4 万用表 45 3.4.1 万用表的基本原理 45 3.4.2 典型数字式万用表的使用 45 3.4.3 万用表的使用注意事项 46 3.5 交流毫伏表 46 3.5.1 交流毫伏表的基本原理 及技术指标 46 3.5.2 UT621型交流毫伏表 的使用 47 3.6 交流功率表 48 第4章 常用电子元器件 50 4.1 基本元器件 50 4.1.1 电阻器 50 4.1.2 电位器 52 4.1.3 电容器 54 4.1.4 电感器 58 4.1.5 变压器 61 4.2 半导体器件 63 4.2.1 二极管 63 4.2.2 三极管 65 4.2.3 晶闸管 67 4.2.4 场效应管 69 4.2.5 集成电路 70 4.3 其他常用元器件 75 4.3.1 开关元件 75 4.3.2 电声元件 77 4.3.3 显示元件 78 实验篇 第5章 电路电工实验 80 5.1 常用电子仪器仪表的使用 80 5.2 常用电工仪器仪表的使用 83 5.3 基尔霍夫定律的验证 86 5.4 叠加原理的验证 89 5.5 戴维南定理的研究与应用 91 5.6 一阶电路的研究 94 5.7 二阶电路响应的仿真 96 5.8 RLC串联谐振电路的研究 99 5.9 RLC元件阻抗特性的测定 102 5.10 交流参数的测定 104 5.11 功率因数的提高和无功功率 补偿的研究 106 5.12 三相交流电路的研究 108 5.13 电机的继电接触控制 109 5.14 非正弦周期电流电路的仿真 111 第6章 模拟电子技术实验 115 6.1 仪器仪表使用及二极管 三极管的测试 115 6.2 基本放大电路 118 6.3 多级放大电路 121 6.4 直流差动放大电路 124 6.5 负反馈放大电路 128 6.6 基本运算放大电路 132 6.7 RC正弦波振荡电路 136 6.8 有源滤波电路 137 6.9 功率放大电路 139 6.10 直流稳压电源 142 第7章 数字电子技术实验 148 7.1 集成门电路参数的测试 148 7.2 门电路逻辑功能测试 150 7.3 组合逻辑电路的设计 153 7.4 触发器的应用设计 154 7.5 计数、译码、显示电路的设计 156 7.6 基于FPGA的分频器设计 158 7.7 基于FPGA的跑马灯电路设计 160 7.8 555定时器电路设计 162 7.9 倒计时计数器设计 164 7.10 交通信号控制电路设计 166 第8章 EDA技术实验 168 8.1 基础实验 168 8.1.1 组合逻辑电路设计 168 8.1.2 分频电路设计 169 8.1.3 动态显示模块设计 169 8.1.4 阵列键盘扫描模块设计 171 8.1.5 状态机电路设计 172 8.2 综合设计应用实验 172 8.2.1 计时秒表 172 8.2.2 数字频率计 173 8.2.3 交通灯控制器 173 8.2.4 自动打铃系统 174 8.2.5 数控脉宽脉冲 信号发生器 175 8.2.6 呼吸灯控制电路的设计 176 第9章 Multisim软件的使用 178 9.1 Multisim电路仿真软件简介 178 9.1.1 基本操作界面 178 9.1.2 元件库 181 9.1.3 虚拟仪器 183 9.2 Multisim电路仿真软件使用 185 9.2.1 原理图绘制及仿真 185 9.2.2 基本分析方法 187 9.3 Multisim电路仿真示例 192 9.3.1 Multisim仪器仪表的 使用实验 192 9.3.2 流水灯仿真电路示例 196 9.3.3 波形发生仿真电路示例 196 第10章 Quartus II软件的使用 198 10.1 Quartus II软件 198 10.1.1 Quartus II软件简介 198 10.1.2 QuartusII软件的安装 198 10.1.3 Quartus II界面 功能和操作 199 10.2 Quartus II的设计实例 200 10.2.1 设计流程 201 10.2.2 Quartus II使用常见问题 211 案例篇 第11章 多级放大电路设计 212 11.1 设计指标要求 212 11.2 设计要求分析 212 11.3 电路结构设计 213 11.4 元件参数计算 214 11.5 电路仿真验证 219 第12章 跑马灯电路设计 222 12.1 设计指标要求 222 12.2 设计要求分析 222 12.3 电路单元分析 223 12.4 电路单元设计 224 12.5 电路实验验证 226 第13章 可控增益放大器设计 228 13.1 设计指标要求 228 13.2 设计要求分析 228 13.3 电路设计思路 229 13.4 电路仿真验证 230 附录A 常用半导体器件引脚图及功能说明 232 附录B 课程实验教学内容安排 248 参考文献 253