图书简介:
目 录
第1章 电工电子学实验基础知识 1
1.1 学习目的和实验任务 1
1.2 课程基本要求 1
1.3 课程学习方法与步骤 2
1.3.1 实验前预习 2
1.3.2 实验操作 2
1.3.3 实验报告的书写 3
1.3.4 排除故障的基本方法 5
1.4 安全用电 5
1.5 常用电子元器件认识 6
1.5.1 电阻器 6
1.5.2 电容器 9
1.5.3 电感器 11
第2章 常用仪器仪表与实验系统 13
2.1 概述 13
2.2 直流电源 13
2.3 万用表 13
2.4 示波器 14
2.5 函数信号发生器 14
2.6 电工电子综合实验台 15
2.7 模拟电子技术实验箱 15
2.8 数字电子技术实验箱 15
2.9 可编程控制器 15
2.10 A+D Lab理工实验套件 16
2.10.1 A+D Lab理工实验
套件概述 16
2.10.2 “雷实验”软件及硬件仪器的配套软件
界面 17
2.10.3 应用实例 22
2.11 Basys3数字电路教学
开发板套件 28
2.11.1 Basys3概述 28
2.11.2 主要硬件构成 28
第3章 Multisim仿真基础 33
3.1 概述 33
3.2 Multisim的基本界面 33
3.2.1 菜单栏 34
3.2.2 工具栏 35
3.2.3 常用虚拟仪器介绍 37
3.3 Multisim的基本操作 42
3.3.1 电路板总体设计流程 42
3.3.2 建立电路 43
3.3.3 电路仿真 53
3.4 Multisim仿真实例 62
3.4.1 二极管伏安特性曲线
测量 62
3.4.2 三相交流电路 62
3.4.3 单管放大电路 66
第4章 Verilog HDL基础及Vivado
设计工具使用 71
4.1 数字电路EDA技术 71
4.1.1 EDA技术概述 71
4.1.2 FPGA 71
4.1.3 硬件描述语言 72
4.1.4 FPGA开发工具 72
4.2 Verilog HDL程序结构与
关键字 72
4.3 模块 73
4.3.1 模块结构 73
4.3.2 模块的描述方式 76
4.3.3 模块测试 77
4.4 Verilog HDL语法 78
4.4.1 标识符 78
4.4.2 注释 78
4.4.3 常量与变量 79
4.4.4 运算符与表达式 81
4.4.5 非阻塞赋值与阻塞
赋值 86
4.4.6 条件语句与循环
语句 87
4.5 Vivado设计套件简介 90
4.5.1 Vivado设计套件
概述 90
4.5.2 Vivado设计流程 90
4.5.3 Vivado窗口界面 91
4.5.4 Vivado软件设计
实例 94
第5章 基础实验 108
5.1 基础实验1 基本电量测量及
常用仪器仪表的使用 108
5.2 基础实验2 电路元件伏安
特性测量 111
5.3 基础实验3 叠加定理和等效
电源定理验证 114
5.4 基础实验4 单相交流电路
特性及功率因数提高 117
5.5 基础实验5 三相交流电路 120
5.6 基础实验6 电路频率
特性的研究 124
5.7 基础实验7 一阶RC电路的
瞬态分析 128
5.8 基础实验8 单管电压放大
电路 132
5.9 基础实验9 放大电路静态
工作点稳定性研究 136
5.10 基础实验10 门电路和组合
逻辑电路 139
5.11 基础实验11 触发器和时序
逻辑电路 145
5.12 基础实验12 计数、译码和
显示 148
5.13 基础实验13 门电路和组合
逻辑电路—基于Basys3 153
5.14 基础实验14 触发器和时序
逻辑电路—基于Basys3 157
5.15 基础实验15 计数、译码和
显示—基于Basys3 162
5.16 基础实验16 集成运算
放大器应用(I)
—模拟信号运算电路 166
5.17 基础实验17 集成运算
放大器应用(II)
—比较器、波形发生及
脉宽调制 169
5.18 基础实验18 低频功率
放大电路 173
5.19 基础实验19 波形振荡
电路 176
5.20 基础实验20 集成定时器及
其应用 180
5.21 基础实验21 有源滤波器 185
5.22 基础实验22 直流稳压
电源 189
5.23 基础实验23 三相异步电动机
的启动及运动控制(I) 193
5.24 基础实验24 三相异步电动机
的启动及运动控制(II) 197
5.25 基础实验25 可编程控制器
基本编程(Ⅰ) 201
5.26 基础实验26 可编程控制器
基本编程(Ⅱ) 213
第6章 综合实验 216
6.1 综合实验1 温度监测系统 216
6.2 综合实验2 薄膜压力传感器
信号获取与应用 221
6.3 综合实验3 音响放大器 227
6.4 综合实验4 直流电机转速
控制、测量和显示系统 234
6.5 综合实验5 电动气压止血带
设计 238
6.6 综合实验6 三层立体停
车库的PLC控制 243
参考文献 250
展开
前 言
本书是工科非电类专业学生学习电工电子系列课程的实验教材。本书内容充分考虑了电工电子学实验的基本要求,使学生得到电工电子学的基本技能训练,编写力求理论联系实际,培养学生分析问题和解决问题的能力。
在教学内容上,本书采用分层次方法设计实验,设计了26个基础实验,内容涵盖电工电子学理论的各方面。同时还设计了6个综合性实验,均组合了若干个不同的知识点,实验内容面向电工电子学理论在不同领域的应用。
在教学方法上,本书吸收了浙江大学电工电子国家级实验教学示范中心近年来优秀的实验教学成果,注重学生课外预习和综合实践。在课外预习上,注重仿真软件和便携式实验平台的使用:通过对实验线路进行仿真,与理论分析、实际实验结果相比较,更能深化对相关理论的理解;便携式实验平台集成了示波器、函数信号发生器、电压表等常用的仪器设备,学生可通过使用便携式实验平台在课外随时随地开展实验操作。在本书部分实验项目的预习要求中,增加了学生使用便携式实验平台验证实际电路的内容。实际电路来自于简化的实验室实验电路,预习能促进学生顺利在实验室完成实验,进一步加深对相关理论的理解,以及拓宽便携式实验设备的应用范围。
考虑到不同学校的需求,除设计较多的基础实验和综合性实验外,在教材内容的编排上,突出灵活性和服务性。实验室设备的说明上传至出版社网站,并不断更新。对每个实验准备了足够多的预习要求,内容包括理论分析、仿真处理、利用便携式实验平台进行实验验证等各项内容,教师可根据实际需求进行取舍。为适应科技发展,本书引进了Basys3教学开发板进行数字电子技术实验,同时也保留了采用传统中小规模器件实施组合和时序逻辑电路的分析和设计。此外,Basys3作为综合性实验的基本实验平台,学生可充分利用Basys3集成的丰富资源,或通过附带的Pmod接口扩充各类功能,与外部电路相结合,完成某一实际工程应用。
本书配套齐全的教学辅助资料,包括:微课视频、A+D Lab实验操作视频、电子课件、参考教学设计、程序代码、习题参考答案、实验参考结果、实验设备说明等。
本书第1章,第2章2.1节、2.2节、2.8节、2.9节,第5章5.10节、5.11节、5.13节、5.14节,第6章6.1节~6.5节由孙晖执笔。第2章2.3节~2.5节、2.7节、2.10节,第3章,第5章5.8节~5.9节、5.16节、5.17节、5.22节由张冶沁执笔,5.7节由张冶沁、孙晖共同执笔。第1章1.4节初稿、第5章5.23节~5.26节、第6章6.6节由潘丽萍执笔。第5章5.18节~5.21节由姜国均执笔。第2章2.6节、第5章5.1节、5.2节、5.4~5.6节由应群民执笔。第5章5.3节由熊素铭执笔,第2章2.11节、第4章、5.12节、5.15节由熊素铭和孙晖共同执笔。有关便携式实验平台的实验内容由孙晖执笔。第5章5.23节~5.26节、第6章6.6节由潘丽萍统稿,其余章节由孙晖统稿。全书由孙晖主编。
赵江萍做了基于便携式实验平台的相关实验内容的验证和修订工作,沈远做了第4章和基于Basys3教学开发板的相关实验内容的验证和修订工作。
本书由浙江大学蒋黔麟教授主审,蒋教授在审稿中极为严谨,提出了很多宝贵的意见,使编者受益匪浅,在此深表谢意。
本书的撰写得到了教育部在线教育研究中心智慧教学平台(雨课堂)智慧实验项目负责人李甫成先生的大力支持和帮助,在此深表谢意。
本书得到了浙江大学电工电子国家级实验教学示范中心领导和同仁的支持,也得到了电子工业出版社的大力支持,在此深表感谢。
限于编者的水平和时间,书中不妥和错误之处,恳请批评指正。
编 者
2018年7月于浙江大学求是园
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