电路与电子技术实验教程（第二版）

中国水利水电出版社

【作者】主编张静秋

【I S B N 】978-7-5226-1111-2

【责任编辑】王玉梅

【适用读者群】本科

【出版时间】2023-02-08

【开本】16开

【装帧信息】平装（光膜）

【版次】第2版第1次印刷

【页数】340

【千字数】405

【印张】21.25

【定价】￥48

【丛书】普通高等教育电工电子类课程新形态教材

【备注信息】

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简介

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本书是中南大学电工电子类课程新形态系列教材中的三本实践教材之一，与电路理论、模拟电子技术、数字电子技术三门理论课程配套，主要内容包括常用仪器仪表与实验设备、电路实验、模拟电路实验、数字电路实验、实用电子系统的仿真设计与实现、常用电子元器件。

为了适应新工科教学改革的要求，加强理论与实践相结合，助力学生综合运用基本知识，提高基本技能并掌握基本方法，实验内容的设置从基本、综合、设计到制作分层递进。对所有的硬件实验，本书提供了主要的仿真实验结果的链接资料，指导学生在进实验室之前进行虚拟仿真实验，快速准确地预知实验结果。针对模拟电路实验，本书提供了丰富的公开发表过的专题论文链接资料，引导读者更深入和系统地进行模拟电路的仿真研究与设计。针对数字电路实验，除了常用集成逻辑电路芯片的基础实验，还有基于Verilog HDL的EDA综合实验。在电路理论、模拟电子技术和数字电子技术这三个模块各有一个NI虚拟仿真综合实验。

扫二维码可链接的资源包括常用仪器仪表使用方法的介绍视频、硬件实验的虚拟仿真测试方案文本以及现场实验测试画面和视频、EDA实验的相关HDL设计文本等，大大扩展了教材的容量。

本书可作为高等院校本科电气信息类和机电类专业的实验教材，也可供从事电气信息类实验工作的工程技术人员参考。

每个实验均包含实验目的、原理、内容与要求、注意事项与常见故障处理、实验报告要求等。

每个硬件实验均提供了虚拟仿真实验方案的链接，便于远程教学和课前预习。

配备丰富的教学资源，包括常用仪器仪表使用方法介绍视频、硬件实验的虚拟仿真测试方案文本、实验现场测试视频等。

第二版前言

本书第一版出版以来经过了7次重印，每次印刷都会根据实验设备的变动和教学的需要做些小的调整。这次改版是为了配合学校2022版培养方案，突出新工科的教学要求和融媒体教材的需要，在数字电子技术部分增加了基于FPGA和Verilog HDL描述的EDA综合设计实验；还增加了“电子实用系统的仿真设计与实现”一章，可用于综合实验或课外实践指导。

本书是电路理论、模拟电子技术、数字电子技术这三门理论课的配套实验教程，主要特色是在电路理论、模拟电子技术、数字电子技术以及实用电子系统四大模块中，各给出了一个NI Multisim虚拟仿真的综合设计性实验；每个硬件实验均提供了虚拟仿真实验方法的链接，便于远程教学和课前预习；数电模块包含了基于普通集成芯片（如74LS138）的基础硬件实验，以及基于FPGA和Verilog HDL描述的EDA综合设计实验。

实验内容均安排多个步骤进行，从基础到综合，再到设计性实验项目；在此基础上增加了“电子实用系统的仿真设计与实现”，引入驻极体、红外对管、LED等器件构成趣味实用的电子系统，实现模拟电路与数字电路的综合应用，并利用EDA平台实现交通信号和步进电机等控制系统。

每个实验均包含实验目的、原理、内容与要求、注意事项与常见故障处理、仪器设备、实验报告要求等，紧贴实验内容简述相关知识点，从基础实验到设计进阶层层递进，明确做什么、怎么做。根据设计进阶的指引，读者可以自行设计并实现更复杂的功能。针对实验中可能出现的问题和故障，给出了提示和具体的解决方案；对于重点实验内容给出操作视频链接。最后提供了常用电子元器件的介绍，方便查询使用。

本书由张静秋任主编，毛先柏、陈丽萍、彭卫韶任副主编。其中，张静秋负责编写第2章的2.9节、第3章、第4章的4.7～4.10节、第5章、第6章，以及实验电路的仿真和实验操作视频等链接资料；毛先柏负责编写第2章的2.1～2.8节；陈丽萍负责编写第4章的4.1～4.6节；彭卫韶负责编写第1章。全书最后由张静秋统稿、修改和定稿。

本书的编写还得到中南大学电工电子教学中心和实验中心全体老师的大力支持和帮助，包括覃爱娜、李飞、刘献如、吴显金、谢平凡、梁宁宁、曹宏宇、朱利香、吕向阳、周志东、姜锡等老师，在此表示衷心感谢！

国防科技大学邹逢兴教授担任本书的主审，邹教授在百忙之中精心审阅了全部书稿，提出了许多宝贵意见，对完善和提高教材质量起到了重要作用，在此向邹教授表示深深的谢意。

编者

2022年4月

序
第二版前言
第一版前言
绪论 1
第1章实验仪器仪表与设备使用方法介绍 4
1.1 数字万用表 4
1.1.1 概述 4
1.1.2 UT56型数字万用表的使用方法 4
1.1.3 注意事项 6
1.2 数字毫安表 6
1.2.1 概述 6
1.2.2 HG3001型数字毫安表的使用方法 7
1.2.3 注意事项 7
1.3 交流毫伏表 7
1.3.1 概述 7
1.3.2 SM2030A型数字交流毫伏表面板介绍 7
1.3.3 SM2030A型数字交流毫伏表的使用方法 9
1.3.4 注意事项 10
1.4 直流稳定电源 10
1.4.1 概述 10
1.4.2 GPS-3303型可跟踪直流稳定电源的使用方法 11
1.4.3 注意事项 13
1.5 函数信号发生器 13
1.5.1 概述 13
1.5.2 TFG6920A型函数信号发生器的面板介绍 14
1.5.3 数据输入方式 15
1.5.4 基本操作 16
1.5.5 注意事项 16
1.6 数字存储示波器 17
1.6.1 概述 17
1.6.2 TBS2102B型数字存储示波器的使用方法 18
1.6.3 注意事项 20
1.7 交流综合实验台 21
1.8 模拟电路实验箱 23
1.9 数字电路实验箱 25
1.10 EDA综合实验平台 29
1.10.1 GL0301H型实验箱各单元的功能介绍 29
1.10.2 GL0301H型实验箱使用方法及注意事项 33
1.10.3 EDA实验流程介绍 33
1.11 Multisim虚拟仿真实验平台 41
1.11.1 Multisim 14.0常用主菜单 42
1.11.2 Multisim 14.0中提供的常用
仪器仪表 46
1.11.3 Multisim 14.0提供的分析功能 49
1.12 NI ELVIS虚拟仪器实验平台 52
1.12.1 概述 52
1.12.2 实验开始前的自检 53
1.12.3 一般实验方法简介 54
第2章电路理论实验 56
2.1 直流电路的基本概念 56
2.1.1 实验目的 56
2.1.2 实验原理 56
2.1.3 实验内容与要求 57
2.1.4 实验注意事项与常见故障处理 61
2.1.5 仪器设备 62
2.1.6 预习要求 62
2.1.7 实验报告要求 63
2.2 线性有源单口网络等效电路的研究 63
2.2.1 实验目的 63
2.2.2 实验原理 63
2.2.3 实验内容与要求 65
2.2.4 实验注意事项与常见故障处理 69
2.2.5 仪器设备 69
2.2.6 预习要求 69
2.2.7 实验报告要求 70
2.3 交流电路阻抗频率特性的研究 70
2.3.1 实验目的 70
2.3.2 实验原理 70
2.3.3 实验内容与要求 72
2.3.4 实验注意事项 75
2.3.5 仪器设备 76
2.3.6 预习要求 76
2.3.7 实验报告要求 76
2.4 阻抗参数的测量及功率因数的提高 76
2.4.1 实验目的 76
2.4.2 实验原理 77
2.4.3 实验内容与要求 78
2.4.4 实验注意事项 82
2.4.5 仪器设备和元器件 83
2.4.6 预习要求 83
2.4.7 实验报告要求 83
2.5 串联谐振电路的研究 84
2.5.1 实验目的 84
2.5.2 实验原理 84
2.5.3 实验内容与要求 87
2.5.4 实验注意事项 89
2.5.5 仪器设备 90
2.5.6 预习要求 90
2.5.7 实验报告要求 90
2.6 三相电路电压和电流的测量 91
2.6.1 实验目的 91
2.6.2 实验原理 91
2.6.3 实验内容与要求 93
2.6.4 实验注意事项 95
2.6.5 仪器设备和元器件 96
2.6.6 预习要求 96
2.6.7 实验报告要求 96
2.7 三相电路功率测量 97
2.7.1 实验目的 97
2.7.2 实验原理 97
2.7.3 实验内容与要求 98
2.7.4 实验注意事项 102
2.7.5 仪器设备和元器件 103
2.7.6 预习要求 103
2.7.7 实验报告要求 103
2.8 一阶电路过渡过程的研究 103
2.8.1 实验目的 103
2.8.2 实验原理 104
2.8.3 实验内容与要求 107
2.8.4 实验注意事项 111
2.8.5 仪器设备 111
2.8.6 预习要求 111
2.8.7 实验报告要求 111
2.9 RC和LC选频网络频率特性的设计与仿真测试 112
2.9.1 实验目的 112
2.9.2 实验原理 112
2.9.3 实验内容与要求 113
2.9.4 实验注意事项与常见故障处理 120
2.9.5 仪器设备 121
2.9.6 预习要求 121
2.9.7 实验报告要求 121
第3章模拟电子技术实验 122
3.1 共射放大电路的测试 122
3.1.1 实验目的 122
3.1.2 实验原理 122
3.1.3 实验内容与要求 125
3.1.4 实验注意事项与常见故障处理 129
3.1.5 仪器设备 130
3.1.6 实验报告要求 130
3.2 功率放大电路的测试 131
3.2.1 实验目的 131
3.2.2 实验原理 131
3.2.3 实验内容与要求 132
3.2.4 实验注意事项与常见故障处理 135
3.2.5 仪器设备 136
3.2.6 实验报告要求 136
3.3 负反馈放大电路的设计与测试 136
3.3.1 实验目的 136
3.3.2 实验原理 137
3.3.3 实验内容与要求 139
3.3.4 实验注意事项与常见故障处理 141
3.3.5 仪器设备和元器件 142
3.3.6 实验报告要求 143
3.4 电压比较器的设计与测试 143
3.4.1 实验目的 143
3.4.2 实验原理 143
3.4.3 实验内容与要求 146
3.4.4 实验注意事项与常见故障处理 149
3.4.5 仪器设备和元器件 151
3.4.6 实验报告要求 151
3.5 二阶有源滤波电路的设计与测试 151
3.5.1 实验目的 151
3.5.2 实验原理 151
3.5.3 实验内容与要求 154
3.5.4 实验注意事项与常见故障处理 156
3.5.5 仪器设备和元器件 157
3.5.6 实验报告要求 157
3.6 正弦波发生与转换电路的设计与测试 157
3.6.1 实验目的 157
3.6.2 实验原理 157
3.6.3 实验内容与要求 159
3.6.4 实验注意事项与常见故障处理 161
3.6.5 仪器设备和元器件 161
3.6.6 实验报告要求 162
3.7 非正弦波振荡电路的综合研究 162
3.7.1 实验目的 162
3.7.2 实验原理 162
3.7.3 实验内容与要求 164
3.7.4 实验注意事项与常见故障处理 166
3.7.5 仪器设备和元器件 166
3.7.6 实验报告要求 166
3.8 整流滤波和稳压电路的测试 167
3.8.1 实验目的 167
3.8.2 实验原理 167
3.8.3 实验内容与要求 168
3.8.4 实验注意事项与常见故障处理 171
3.8.5 仪器设备 171
3.8.6 实验报告要求 172
3.9 基于三端集成稳压器的直流稳压电源仿真设计与实现 172
3.9.1 实验目的 172
3.9.2 实验原理 172
3.9.3 实验内容与要求 174
3.9.4 实验注意事项与常见故障处理 179
3.9.5 仪器设备 179
3.9.6 实验报告要求 179
第4章数字电子技术实验 180
4.1 集成逻辑门及应用电路的测试 180
4.1.1 实验目的 180
4.1.2 实验原理 180
4.1.3 实验内容与要求 182
4.1.4 实验注意事项与常见故障处理 189
4.1.5 仪器设备和元器件 189
4.1.6 实验报告要求 189
4.2 组合逻辑器件应用电路的设计与测试 190
4.2.1 实验目的 190
4.2.2 实验原理 190
4.2.3 实验内容与要求 191
4.2.4 实验注意事项与常见故障处理 195
4.2.5 仪器设备和元器件 196
4.2.6 实验报告要求 196
4.3 集成触发器应用电路的设计与测试 196
4.3.1 实验目的 196
4.3.2 实验原理 196
4.3.3 实验内容与要求 197
4.3.4 实验注意事项与常见故障处理 203
4.3.5 仪器设备和元器件 203
4.3.6 实验报告要求 203
4.4 时序逻辑器件应用电路的设计与测试 203
4.4.1 实验目的 203
4.4.2 实验原理 204
4.4.3 实验内容与要求 206
4.4.4 实验注意事项与常见故障处理 210
4.4.5 仪器设备和元器件 211
4.4.6 实验报告要求 211
4.5 集成555定时器应用电路的设计与测试 211
4.5.1 实验目的 211
4.5.2 实验原理 211
4.5.3 实验内容与要求 213
4.5.4 实验注意事项与常见故障处理 215
4.5.5 仪器设备和元器件 216
4.5.6 实验报告要求 216
4.6 集成EEPROM应用电路的设计与测试 216
4.6.1 实验目的 216
4.6.2 实验原理 216
4.6.3 实验内容与要求 217
4.6.4 实验注意事项与常见故障处理 220
4.6.5 仪器设备 221
4.6.6 实验报告要求 221
4.7 基于Multisim 14.0的数字系统的仿真设计 221
4.7.1 实验目的 221
4.7.2 实验原理 221
4.7.3 实验内容与要求 224
4.7.4 仪器设备 228
4.7.5 实验报告要求 228
4.8 基于HDL显示译码器的设计与测试 228
4.8.1 实验目的 228
4.8.2 实验原理 228
4.8.3 实验内容与要求 229
4.8.4 实验注意事项与常见故障处理 240
4.8.5 仪器设备 241
4.8.6 实验报告要求 241
4.9 基于Verilog HDL实用组合逻辑电路的设计与测试 241
4.9.1 实验目的 241
4.9.2 实验原理 241
4.9.3 实验内容与要求 243
4.9.4 仪器设备 250
4.9.5 实验报告要求 250
4.10 基于Verilog HDL实用时序逻辑电路的设计与测试 250
4.10.1 实验目的 250
4.10.2 实验原理 250
4.10.3 实验内容与要求 251
4.10.4 仪器设备 257
4.10.5 实验报告要求 257
第5章实用电子系统的仿真设计与实现 258
5.1 基于三极管的声控旋律灯 258
5.1.1 实验目的 258
5.1.2 实验原理 258
5.1.3　电路仿真测试 259
5.1.4 元件清单 263
5.1.5 实验测试 263
5.1.6 实验报告要求 263
5.2 基于CD4013的电子模拟蜡烛 263
5.2.1 实验目的 263
5.2.2 实验原理 264
5.2.3 电路仿真测试 265
5.2.4 元件清单 266
5.2.5 实验测试 266
5.2.6 实验报告要求 267
5.3 基于555定时器的红外防撞报警器 267
5.3.1 实验目的 267
5.3.2 实验原理 267
5.3.3 电路仿真测试 269
5.3.4 元件清单 273
5.3.5 实验测试 274
5.3.6 实验报告要求 274
5.4 基于HDL的数控分频器 274
5.4.1 实验目的 274
5.4.2 实验原理 274
5.4.3 基于VHDL的参考程序 275
5.4.4 逻辑功能仿真 276
5.4.5 引脚锁定与硬件测试 276
5.4.6 设计进阶 277
5.4.7 实验报告要求 278
5.5 基于HDL的交通信号控制器 278
5.5.1 实验目的 278
5.5.2 实验原理 278
5.5.3 基于VHDL的参考程序 279
5.5.4 逻辑功能仿真 282
5.5.5 引脚锁定和硬件测试 283
5.5.6 设计进阶 284
5.5.7 实验报告要求 285
5.6 基于HDL的步进电动机/直流电动机运行控制器 285
5.6.1 实验目的 285
5.6.2 实验原理 285
5.6.3 基于VHDL的参考程序 286
5.6.4 逻辑功能仿真 290
5.6.5 引脚锁定与硬件测试 291
5.6.6 设计进阶 293
5.6.7 实验报告要求 293
第6章常用电子元器件和集成电路简介 294
6.1 电阻和电位器 294
6.1.1 电阻和电位器的型号和命名方法 294
6.1.2 常用电阻的种类和特点 295
6.1.3 电阻的主要性能指标 295
6.2 电容 296
6.2.1 电容的型号和命名方法 296
6.2.2 常用电容的种类和特点 298
6.2.3 电容的主要性能指标 298
6.3 常用半导体分立器件 299
6.3.1 半导体分立器件的命名方法 299
6.3.2 常用半导体二极管的参数 302
6.3.3 常用整流桥的主要参数 303
6.3.4 常用稳压二极管的主要参数 304
6.3.5 常用双极结型晶体管的主要参数 305
6.3.6 常用场效应管的主要参数 305
6.4 Ｓ冒氲继寮傻缏� 306
6.4.1 半导体集成电路的命名方法 306
6.4.2 部分常用TTL和CMOS的数字集成电路汇编 308
6.4.3 集成电路引脚分布图 312
参考文献 325

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