本實(shí)驗(yàn)教材是為獨(dú)立設(shè)課的本科電類專業(yè)的電子電氣電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課編寫的,內(nèi)容涉及電路分析基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、模擬電子電路實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)、可編程邏輯器件(FPGA)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)以及應(yīng)用系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)等部分。通過實(shí)驗(yàn)課程的討論、設(shè)計(jì)和操作訓(xùn)練,學(xué)習(xí)和熟悉電路問題的一般處理方法,積累和提高電子實(shí)驗(yàn)技能,培養(yǎng)獨(dú)立分析問題、解決問題的能力;通過實(shí)驗(yàn)?zāi)ゾ?培養(yǎng)嚴(yán)肅、嚴(yán)格、嚴(yán)密的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng);通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和研究探討,鞏固學(xué)過的理論知識(shí),加深對(duì)知識(shí)應(yīng)用的理解,并從中獲得新的知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和個(gè)人思維習(xí)慣有非常重要的實(shí)際意義,并為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)和從事電類工程工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
從知識(shí)體系來看,電路分析基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、模擬電子電路實(shí)驗(yàn)和數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)三者中,電路是基礎(chǔ),模擬電子電路和數(shù)字電路則是基于具體元器件的實(shí)用功能電路。因此,從實(shí)驗(yàn)技術(shù)出發(fā)來看,三者可以統(tǒng)一為一體,有利于學(xué)習(xí)效率的提高,也有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的融會(huì)貫通。
本教材具體內(nèi)容有:實(shí)驗(yàn)常用元器件,實(shí)驗(yàn)室常用設(shè)備,常用的實(shí)驗(yàn)技能和方法,直流電路的構(gòu)建與測(cè)量,二端口網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí),衰減器和RC低通濾波器,電路的頻率特性與方波響應(yīng),阻抗變換器與電路的過渡過程,調(diào)壓器、功率表和實(shí)驗(yàn)臺(tái)的使用,工頻交流電路,變頻調(diào)速技術(shù)與變頻器簡(jiǎn)介,變頻器與異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速,分立元件放大電路的布線和調(diào)試基礎(chǔ),共發(fā)射極電壓放大電路,功率放大器的調(diào)整與測(cè)量,集成運(yùn)算放大器的基礎(chǔ)知識(shí),集成運(yùn)算放大器的特性測(cè)試和基本應(yīng)用,運(yùn)算放大器在波形產(chǎn)生和信號(hào)調(diào)制解調(diào)方面的應(yīng)用,周期信號(hào)諧波合成,運(yùn)算放大器在非正弦周期信號(hào)諧波提取方面的應(yīng)用,直流穩(wěn)壓電源的基礎(chǔ)知識(shí),直流穩(wěn)壓電源,集成定時(shí)電路555的組成和工作原理,集成定時(shí)電路555的基本應(yīng)用,利用定時(shí)電路555設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易電容測(cè)試儀,數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)的基本要求及實(shí)驗(yàn)方法,TTL與非門及CMOS門電路實(shí)驗(yàn),組合電路和簡(jiǎn)單時(shí)序電路設(shè)計(jì),簡(jiǎn)單的數(shù)字頻率計(jì),電子順序密碼鎖,數(shù)字化信號(hào)發(fā)生器,動(dòng)態(tài)掃描顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì),可編程器件GAL16V8 的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用,可編程器件FPGA的構(gòu)成及語法,FPGA的應(yīng)用設(shè)計(jì),應(yīng)用系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)開發(fā)。
本教材由張秀磊、范_昌波編寫。北京航空航天大學(xué)電工電子中心的艾虹、李可、吳冠、黃亞玲、孫丹、申文達(dá)、肖瑾、李莉、張靜、岳昊嵩等老師做了大量的準(zhǔn)備工作。
由于時(shí)間倉促,作者水平有限,書中難免有疏漏或不足之處,懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
編 者
2019年7月于北京
第1章 實(shí)驗(yàn)須知/ 1
第2章 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)與技能/ 5
2.1 實(shí)驗(yàn)常用元器件 /5
2.2 實(shí)驗(yàn)常用儀器設(shè)備/12
2.3 常用的實(shí)驗(yàn)技能和方法/ 38
第3章 電路構(gòu)造與測(cè)量 /50
3.1 實(shí)驗(yàn)一 直流電路的構(gòu)建與測(cè)量/ 50
3.2 二端口網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)/ 54
3.3 實(shí)驗(yàn)二 衰減器和RC低通濾波器/ 57
3.4 實(shí)驗(yàn)三 電路的頻率特性與方波響應(yīng)/ 60
3.5 實(shí)驗(yàn)四 阻抗變換器與電路的過渡過程/ 64
第4章 工頻交流、變頻調(diào)速及工業(yè)控制/ 72
4.1 功率表、調(diào)壓器和實(shí)驗(yàn)操作臺(tái) /72
4.2 實(shí)驗(yàn)五 鐵芯線圈參數(shù)測(cè)量和三相電路/ 77
4.3 變頻調(diào)速技術(shù)與變頻器簡(jiǎn)介/81
4.4 實(shí)驗(yàn)六 變頻器與異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速/91
4.5 工業(yè)控制器件———繼電控制電器與可編程控制器(PLC)/ 95
4.6 實(shí)驗(yàn)七 異步電動(dòng)機(jī)的繼電控制與PLC控制應(yīng)用/ 107
第5章 分立元件放大電路的構(gòu)造和調(diào)試/ 111
5.1 分立元件放大電路的布線和調(diào)試基礎(chǔ) / 111
5.2 實(shí)驗(yàn)八 共發(fā)射極電壓放大電路 / 115
5.3 實(shí)驗(yàn)九 功率放大器的調(diào)整與測(cè)量 / 120
第6章 集成運(yùn)放的特性與應(yīng)用/127
6.1 集成運(yùn)算放大器基礎(chǔ)知識(shí) /127
6.2 實(shí)驗(yàn)十 集成運(yùn)放的特性測(cè)試和基本應(yīng)用/ 133
6.3 實(shí)驗(yàn)十一 運(yùn)放在波形產(chǎn)生和信號(hào)調(diào)制解調(diào)方面的應(yīng)用/ 138
第7章 直流穩(wěn)壓電源/145
7.1 直流穩(wěn)壓電源的基礎(chǔ)知識(shí) /145
7.2 實(shí)驗(yàn)十二 直流穩(wěn)壓電源 /154
第8章 集成定時(shí)電路555/ 159
8.1 集成定時(shí)電路555的組成與應(yīng)用原理 / 159
8.2 實(shí)驗(yàn)十三 集成定時(shí)電路555的應(yīng)用 / 166
第9章 數(shù)字電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)/ 168
9.1 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)基本要求及常用技巧 / 168
9.2 實(shí)驗(yàn)十四 TTL與非門及CMOS門電路實(shí)驗(yàn) / 169
9.3 實(shí)驗(yàn)十五 組合電路和時(shí)序電路設(shè)計(jì) / 176
第10章 數(shù)字電路與模擬電路綜合實(shí)驗(yàn) / 188
10.1 實(shí)驗(yàn)十六 簡(jiǎn)單數(shù)字頻率計(jì)/ 188
10.2 實(shí)驗(yàn)十七 電子順序密碼鎖/ 196
10.3 實(shí)驗(yàn)十八 數(shù)字化信號(hào)發(fā)生器/ 205
10.4 實(shí)驗(yàn)十九 動(dòng)態(tài)掃描顯示系統(tǒng)/ 213
10.5 實(shí)驗(yàn)二十 非正弦周期信號(hào)諧波提取/ 219
10.6 實(shí)驗(yàn)二十一 周期信號(hào)諧波合成/ 229
第11章 可編程邏輯器件FPGA實(shí)驗(yàn) / 237
11.1 可編程邏輯器件概述及應(yīng)用/… 237
11.2 VHDL與Verilog HDL程序設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu) /246
11.3 VHDL與Verilog HDL語法簡(jiǎn)介 / 259
11.4 狀態(tài)機(jī)和綜合應(yīng)用實(shí)例/ 278
11.5 FPGA實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介/ 299
11.6 實(shí)驗(yàn)二十二 FPGA實(shí)驗(yàn)/375
第12章 電子電氣技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì) / 382
附錄 常用數(shù)字集成電路引腳圖/ 384
參考文獻(xiàn)/ 390