电路与电子技术实验及Multisim仿真

定位明确——该实验教材是配合电气工程、控制科学与工程、信息与通信工程等学科和参照高等院校电类相关专业学习“电路”“模拟电子技术”“数字电路”等基础课程的实验教学要求而编写的。

内容丰富——以Multisim 13、电路测试与实验、电子测试与实验和电子技术实验为主要部分， 还包含了学生实验守则、实验报告书写要求及常用集成块外管脚排列图等。

适应面广——可作为高等院校本科电气工程类、信息类和工程专科电气类、电子类等专业的电路与电子技术基础实验教材，也可作为电子爱好者的学习参考工具书。

注重应用——在保证进行基本实验操作的基础上，注重加强设计性综合应用能力、创新能力、计算机应用能力的培养，将部分实验内容与应用计算机技术分析仿真结合起来。

伴随着现代科学技术的快速发展，电路与电子技术实验课程的知识体系和教学理念也在悄然转变，开始提倡注重培养学生的设计性综合应用能力、计算机应用能力和创新能力。电学实验教学更应该是以验证性实验为基础，设计性实验为提高，创新性实验为延伸。在实验课程的组织上要充分体现实验教学与培养能力相结合，实验教学与理论教学相结合，基础理论与新技术相结合，课内教学与课外实践结合。

本实验教材是配合自动化、电气工程、电子科学与技术、电子信息工程与通信工程和其他相近学科的“电路测试与实验”“电子测试与实验”“电子技术与实验”等独立开设的实验课程而编写的。遵循教学规律，按照由浅入深、循序渐进的学习和能力培养原则，分层次安排实验内容，逐步加深，既相互独立，又相互联系，可根据不同专业教学需要、课时要求、培养目标进行内容取舍和组合，构建出不同的实验教学模块。本书编写既力争切合学生学习的实际情况，又结合具体实验条件，使实验内容得以实现。保证学生掌握基本电子电路实验原理，掌握电路性能参数的调试、测试方法和故障分析排除等基本能力；培养学生既具有基本的电子电路组装调试能力，又有初步的综合分析和设计电路的能力。

本书编写的指导思想是：

1．电路的计算机仿真能力是电类专业学生就业的重要技能之一，但因总学时有限，通常只开设几个仿真实验供学生了解。本书第1部分对Multisim 13仿真软件作了较详细的介绍，方便学生深入学习电路仿真软件。

2．基础实验教学重点放在基本技能训练上。基础实验教学以技能培养作为主线组织教学。因此本教材第2、3部分的基础实验均列出了较详细的实验原理、实验步骤，同时在第2部分还介绍了常用元器件的识别、常用仪器使用和故障的调试与排除等实验基础知识。

3．为适应不同学校对实验课的不同要求，本教材实验都附有实验原理、参考电路和思考题，学生可通过自学实验原理后，自行完成实验。学生在完成Multisim 13仿真软件学习后，部分实验的软件测试部分可安排为预习实验部分。

4．为加强设计性综合应用能力及创新能力的培养，第4部分的实验按设计要求和设计思路与参考电路两部分来安排，教学时也可安排学生分组讨论、自行设计实验方案。

5．实验过程中故障产生的原因较多，情况也较复杂。本书第2部分虽做了简要介绍，但指导教师应抓住实验中典型故障，由教师或学生向全班现场讲解故障现象及其消除方法，引导学生进行思考，以提高学生分析问题、解决问题的能力。

全书分为四个部分：

第1部分：Multisim 13。对Multisim 13仿真软件的基本操作、元件仪表库及分析处理功能进行较详细介绍，以便学生课外自学。

第2部分：电路测试与实验。包含常用元器件识别、基本测试技术等实验基础知识及“电路”课程的基础实验。

第3部分：电子测试与实验。包含模拟电子技术基础实验和数字电路技术基础实验。

第4部分：电子技术实验。此部分主要是综合设计类实验。

附录包含了电学基础实验课的作用、学生实验守则、实验报告书写要求及常用集成块外管脚排列图。

本教材按总学时80～110学时左右编写。各学校可根据教学条件和不同的教学基本要求灵活安排。建议第1部分安排学生自学；第2～4部分可分三学期完成，其中第1个学期完成常用元件识别、仪器使用和电路基础实验（12个实验项目可选，建议安排32学时）；第2个学期完成模拟电子技术基础实验及数字电路基础实验（19个实验项目可选，建议安排48学时）；第3个学期完成电子技术实验（9个实验项目可选，建议安排30学时）。第2、3部分的基础实验项目约2～3学时，第4部分的综合设计性实验项目通过课堂的讨论和方案论证后，学生利用课余时间自主完成或者利用课程设计完成。

本教材的编写由武汉轻工大学电气与电子工程学院胡淑均、周天庆、戴哲转、夏秋华四位老师共同完成，其中第1～4章由胡淑均副教授编写，第5章由戴哲转老师编写，第6～7章由周天庆老师编写，第8章由夏秋华老师编写，附录由戴哲转和夏秋华老师共同完成。教材的编写得到了武汉轻工大学教务处长徐伟民教授、电气与电子工程学院院长周龙教授及电气与电子工程学院多位领导和同事的关心与大力支持。张双德教授、常晓萍、张玉姣等老师也对初稿进行了认真审阅，提出了许多宝贵的意见和修改建议，在此一并致谢！

电子技术日新月异，教学改革任重道远。作为湖北省电工电子实验教学示范中心，多年来我们虽然在电路及电子技术基础实验改革中做了一些工作，但和要求相比，还有很大差距。由于水平有限，书中难免有错误和不妥之处，恳请读者批评指正。

编 者

2016年6月

第1部分 Multisim 13

第1章 Multisim 13概述与基本操作 1
1.1 Multisim 13概述 1
1.2 Multisim基本操作 2
1.2.1 Multisim界面导论 2
1.2.2 Multisim操作介绍 7
第2章 Multisim元件库与仪表库 23
2.1 Multisim元件库 23
2.2 Multisim仪表库 33
2.2.1 数字万用表 34
2.2.2 函数信号发生器 34
2.2.3 瓦特表 35
2.2.4 示波器 36
2.2.5 波特图图示仪 37
2.2.6 字信号发生器 38
2.2.7 逻辑分析仪 40
2.2.8 逻辑转换仪 41
2.2.9 失真度分析仪 43
2.2.10 频谱分析仪 44
2.2.11 网络分析仪 45
第3章 Multisim 13分析与处理功能 48
3.1 Multisim 13基本分析功能 48
3.1.1 直流工作点分析 48
3.1.2 交流分析 52
3.1.3 瞬态分析 53
3.1.4 傅里叶分析 55
3.1.5 噪声分析 57
3.1.6 失真分析 58
3.2 Multisim 13高级分析功能 59
3.2.1 直流扫描分析 59
3.2.2 灵敏度分析 60
3.2.3 参数扫描分析 62
3.2.4 温度扫描分析 63
3.2.5 零点与极点分析 63
3.2.6 传递函数分析 64
3.2.7 最坏情况分析 66
3.2.8 蒙特卡罗分析 69
3.2.9 批处理分析 71
3.2.10 用户自定义分析 71
3.2.11 射频分析 72
3.3 Multisim 13的处理功能 73
3.3.1 分析仿真图标显示窗口 73
3.3.2 后处理器 78
3.3.3 报告功能 80
3.3.4 传输功能 80

第2部分 电路测试与实验

第4章 电类实验基础知识 82
4.1 常用元件的识别 82
4.1.1 电阻、电容、电感的识别与简单测试 82
4.1.2 二极管、三极管的识别与简单测试 91
4.1.3 集成电路的识别 94
4.2 基本测试技术 98
4.2.1 电压的测量 98
4.2.2 常用电子仪器在测量中的应用 100
4.2.3 故障的调试与排除 104
第5章 电路基础实验 108
5.1 电阻元件的伏安特性测试 108
5.1.1 实验目的 108
5.1.2 实验原理 108
5.1.3 实验仪器 109
5.1.4 实验内容 109
5.1.5 实验注意事项 110
5.1.6 软件测试内容 110
5.1.7 实验报告要求 110
5.2 电源的伏安特性测试 111
5.2.1 实验目的 111
5.2.2 实验原理 111
5.2.3 实验仪器 114
5.2.4 实验内容 114
5.2.5 实验注意事项 115
5.2.6 软件测试内容 116
5.2.7 实验报告要求 116
5.3 叠加定理 117
5.3.1 实验目的 117
5.3.2 实验原理 117
5.3.3 实验仪器 117
5.3.4 实验内容 117
5.3.5 实验注意事项 118
5.3.6 软件测试内容 118
5.3.7 实验报告要求 119
5.4 戴维宁定理 119
5.4.1 实验目的 119
5.4.2 实验原理 120
5.4.3 实验仪器 120
5.4.4 实验内容 121
5.4.5 实验报告要求 121
5.5 示波器法测试元件的伏安特性 122
5.5.1 实验目的 122
5.5.2 实验原理 122
5.5.3 实验仪器 122
5.5.4 实验内容 123
5.5.5 实验注意事项 124
5.5.6 实验报告要求 124
5.6 一阶RC电路研究 124
5.6.1 实验目的 124
5.6.2 实验原理 124
5.6.3 实验仪器 125
5.6.4 实验内容 125
5.6.5 实验注意事项 125
5.6.6 软件测试内容 126
5.6.7 实验报告要求 127
5.7 二阶RLC电路研究 127
5.7.1 实验目的 127
5.7.2 实验原理 127
5.7.3 实验仪器 129
5.7.4 实验内容 129
5.7.5 实验注意事项 130
5.7.6 软件测试内容 130
5.7.7 实验报告要求 131
5.8 负阻抗变换器的测试 131
5.8.1 实验目的 131
5.8.2 实验原理 131
5.8.3 实验仪器 132
5.8.4 实验内容 132
5.8.5 实验注意事项 132
5.8.6 实验报告要求 132
5.9 功率因数的提高 132
5.9.1 实验目的 132
5.9.2 实验原理 133
5.9.3 实验仪器 133
5.9.4 实验内容 134
5.9.5 实验注意事项 134
5.9.6 实验报告要求 135
5.10 三相电路的电压、电流和功率的测量 136
5.10.1 实验目的 136
5.10.2 实验原理 136
5.10.3 实验仪器 137
5.10.4 实验内容 137
5.10.5 实验注意事项 138
5.10.6 实验报告要求 138
5.11 交流电路等效参数的测定 139
5.11.1 实验目的 139
5.11.2 实验原理 139
5.11.3 实验仪器 140
5.11.4 实验内容 140
5.11.5 实验注意事项 141
5.11.6 实验报告要求 141
5.12 三相异步电动机 142
5.12.1 实验目的 142
5.12.2 实验原理 142
5.12.3 实验仪器 143
5.12.4 实验内容 143
5.12.5 实验注意事项 143
5.12.6 实验报告要求 144

第3部分 电子测试与实验

第6章 模拟电子技术基础实验 146
6.1 整流滤波与并联稳压电路 146
6.1.1 实验目的 146
6.1.2 实验原理 146
6.1.3 实验仪器 147
6.1.4 实验内容 147
6.1.5 实验注意事项 147
6.1.6 实验报告要求 147
6.2 单级共射放大电路 147
6.2.1 实验目的 147
6.2.2 实验原理 147
6.2.3 实验仪器 149
6.2.4 实验内容 149
6.2.5 实验注意事项 150
6.2.6 软件测试内容 150
6.2.7 实验报告要求 153
6.3 单级放大电路的设计 153
6.3.1 设计任务 153
6.3.2 设计要求 153
6.3.3 实验报告要求 153
6.4 共射-共集放大电路 154
6.4.1 实验目的 154
6.4.2 实验原理 154
6.4.3 实验仪器 155
6.4.4 实验内容 155
6.4.5 实验注意事项 156
6.4.6 软件测试内容 156
6.4.7 实验报告要求 157
6.5 负反馈放大电路 157
6.5.1 实验目的 157
6.5.2 实验原理 157
6.5.3 实验仪器 159
6.5.4 实验内容 159
6.5.5 实验注意事项 160
6.5.6 软件测试内容 160
6.5.7 实验报告要求 160
6.6 基本运算电路 161
6.6.1 实验目的 161
6.6.2 实验原理 161
6.6.3 实验仪器 163
6.6.4 实验内容 163
6.6.5 实验注意事项 164
6.6.6 实验报告要求 164
6.7 有源滤波电路 164
6.7.1 实验目的 164
6.7.2 实验原理 164
6.7.3 实验仪器 166
6.7.4 实验内容 166
6.7.5 实验注意事项 166
6.7.6 软件测试内容 166
6.7.7 实验报告要求 169
6.8 正弦波振荡电路 169
6.8.1 实验目的 169
6.8.2 实验原理 169
6.8.3 实验仪器 170
6.8.4 实验内容 170
6.8.5 实验注意事项 170
6.8.6 实验报告要求 170
6.9 集成功率放大器 170
6.9.1 实验目的 170
6.9.2 实验原理 171
6.9.3 实验仪器 171
6.9.4 实验内容 171
6.9.5 实验报告要求 171
第7章 数字电路基础实验 172
7.1 门电路逻辑功能测试 172
7.1.1 实验目的 172
7.1.2 实验元件 172
7.1.3 实验内容 172
7.1.4 实验注意事项 173
7.1.5 软件测试内容 173
7.1.6 实验报告要求 174
7.2 用SSI构成的组合逻辑电路的设计 174
7.2.1 实验目的 174
7.2.2 实验原理 174
7.2.3 实验元件 175
7.2.4 实验内容 175
7.2.5 实验注意事项 176
7.2.6 实验报告要求 176
7.3 集成触发器 176
7.3.1 实验目的 176
7.3.2 实验原理 176
7.3.3 实验元件 177
7.3.4 实验内容 177
7.3.5 实验注意事项 177
7.3.6 实验报告要求 177
7.4 计数器和寄存器 177
7.4.1 实验目的 177
7.4.2 实验原理 178
7.4.3 实验元件 179
7.4.4 实验内容 179
7.4.5 实验注意事项 179
7.4.6 实验报告要求 180
7.5 555集成定时器及应用 180
7.5.1 实验目的 180
7.5.2 实验原理 180
7.5.3 实验元件 182
7.5.4 实验内容 182
7.5.5 实验注意事项 183
7.5.6 实验报告要求 183
7.6 译码器和数据选择器 183
7.6.1 实验目的 183
7.6.2 实验原理 183
7.6.3 实验元件 183
7.6.4 实验内容 183
7.6.5 实验报告要求 186
7.7 四人抢答电路 186
7.7.1 实验目的 186
7.7.2 实验元件 186
7.7.3 实验内容 186
7.7.4 实验报告要求 187
7.8 八彩灯循环电路 187
7.8.1 实验要求 187
7.8.2 实验参考电路 187
7.8.3 实验报告要求 187
7.9 模M的十进制加/减可逆计数器设计 187
7.9.1 实验目的 187
7.9.2 实验要求 188
7.9.3 设计思路 188
7.9.4 实验报告要求 189
7.10 比赛用换人电子显示板 190
7.10.1 设计要求 190
7.10.2 设计原理 190
7.10.3 实验参考电路 191

第4部分 电子技术实验

第8章 电子技术实验 193
8.1 压控振荡电路 193
8.1.1 设计要求 193
8.1.2 设计思路与参考电路 193
8.2 楼道声光控制照明电路 194
8.2.1 设计要求 194
8.2.2 设计思路与参考电路 194
8.3 心电信号放大电路 196
8.3.1 设计要求 196
8.3.2 设计思路与参考电路 196
8.4 红外通信收发电路设计 201
8.4.1 设计要求 201
8.4.2 设计思路 201
8.5 简易数控直流电源 203
8.5.1 设计要求 203
8.5.2 设计思路与参考电路 204
8.6 简易数字频率计 207
8.6.1 设计要求 207
8.6.2 设计思路与参考电路 207
8.7 低频数字式相位测量仪 211
8.7.1 设计要求 211
8.7.2 设计思路与参考电路 212
8.8 数字钟电路 215
8.8.1 设计要求 215
8.8.2 设计思路与参考电路 215
8.9 扩音机电路 221
8.9.1 设计要求 221
8.9.2 设计思路与参考电路 221
附录1 226
附录2 228
参考文献 236

1. 庭院风骨—树、灌、篱 [创意房主 著]
2. Python语言程序设计教程 [郭其标 房宜汕]
3. 微积分（经管类）教程篇（下册） [曹海军 王海棠 周玲丽]
4. 微积分（经管类）教程篇（上册） [曹海军 王海棠 周玲丽]
5. 微积分（经管类）导学篇（上册） [王海棠 曹海军 周玲丽]
6. 网站前端技术案例教程（HTML+CSS+JavaScript）（第二版） [黄华升]
7. 线性代数 [主编 史昱 陈凤欣]
8. 电力电子技术课程学习及实验指导 [主编 陈荣]
9. 成长对话：青春的榜样 [主编　施端银　黄武刚　应巨林]
10. 人工智能应用基础 [主编 杨缨 李佳]
11. 中华水文化（慕课版）（第二版） [毕雪燕 杨华轲 罗玲谊 等编著]
12. 电路与电子技术Ⅱ——电路分析基础 [主编 陈晓 金哲]
13. 飞机维修专业英语——飞机系统（第二版） [赵迎春]
14. 英语大爆炸：跟趣味情景剧学口语（微课版） [秦然　编著]
15. 机械工程制图任务跟踪训练 [主编 王瑞清 赵金考 周彦云 ]
16. 机械工程制图 [主编 覃国萍 刘百顺 禹晨]
17. 平面设计与制作项目化教程 [主编　李晨]
18. 后期影像剪辑技术 [主编　郭建伟]
19. 人工智能概论（第二版） [主编　任云晖　丁红　徐迎春 ]
20. 信息时代美育之道 [主编　刘宏宇　黎娅]
21. 数字媒体交互设计项目式教程（微课版） [主编　苏陆]
22. 动画运动规律项目实例解析（微课版） [孙珊珊　袁维坤]
23. 自然语言处理 [主编　冯建周]
24. 新媒体内容创作实务（微课版） [主编　覃思源]
25. 人工智能基础 [主编 余平 张春阳]
26. 人工智能导论 [主编 王飞 潘立武]
27. Amazing！儿童英语自然拼读分级教材（全8册） [王玲　编著]
28. Spark大数据处理技术 [主编　刘仁山　周洪翠　庄新妍]
29. 毫无PS痕迹—你的第一本Photoshop书（第二版） [赵鹏 著]
30. 电视新闻制作（活页式） [主编 王晓翠 刘传琳]