基本信息
书名:电路实验技术
定价:14.00元
作者:薛同泽,李翠英
出版社:人民邮电出版社
出版日期:2003-08-01
ISBN:9787115114655
字数:
页码:
版次:1
装帧:平装
开本:
商品重量:0.4kg
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内容提要
本书共分两部分。部分为实验内容,主要包括直流电路、交流电路、系统时域分析、系统频域分析及可编程控制器等方面的综合性实验。第二部分为仪器仪表及使用,主要包括常用电工电子仪器仪表的原理及使用方法。
本书可作为《电路》、《电工技术》的配套实验教材,也可作为《电路实验》独立设课教材。
目录
作者介绍
文摘
序言
《精通电子测量与仪器:原理、实践与应用》 前言 在蓬勃发展的电子技术领域,精确的测量与可靠的仪器是推动创新、保障产品质量的基石。从微观的半导体器件特性分析,到宏观的通信系统性能评估,再到复杂的工业自动化控制,无一不依赖于先进的电子测量技术与高精度的测量仪器。本书旨在深入剖析电子测量与仪器的核心原理,阐述各类常用仪器的构成、工作机制、使用方法及注意事项,并结合丰富的实际应用案例,帮助读者构建扎实的理论基础,掌握娴熟的实践技能,从而在科研、工程设计、生产制造、故障诊断等多个领域游刃有余。 第一章 电子测量的基本概念与发展趋势 本章将为您揭示电子测量的本质。我们将从“测量”这一基本行为出发,探讨其在电子科学中的重要性,以及与物理量、单位、量值、不确定度等基本概念的联系。您将了解到,电子测量不仅仅是将读数记录下来,更是一个严谨的科学过程,其核心在于对未知量进行量化。 我们将深入探讨电子测量中的几个关键要素: 测量对象与测量目的: 不同的电子器件和系统,其需要测量的物理量差异巨大,例如电压、电流、电阻、电容、电感、频率、功率、信号的波形、噪声水平,乃至更复杂的参数如阻抗、增益、相位、失真度等。明确测量目的,才能选择合适的测量方法和仪器。 测量误差与不确定度: 任何测量都存在误差,理解误差的来源(如系统误差、随机误差、观察误差)以及如何评估和减小误差至关重要。我们将介绍不确定度的概念,它是对测量结果真实值范围的科学估计,是衡量测量质量的关键指标。 测量系统的构成: 一个完整的测量系统通常包含传感器(将被测量转换为电信号)、信号调理电路(放大、滤波、衰减等)、数据采集与处理单元,以及显示与记录装置。了解这些组成部分的功能,有助于我们理解整个测量流程。 此外,本章还会展望电子测量技术的发展前沿: 智能化与自动化: 随着人工智能和大数据技术的发展,未来的测量仪器将更加智能化,能够自主完成参数设置、数据分析、故障诊断,甚至进行自适应优化。 高精度与宽带宽: 随着电子器件向更高速度、更低功耗发展,测量仪器需要具备更高的精度、更快的采样率和更宽的测量带宽,以适应新一代电子技术的挑战。 虚拟化与远程测量: 软件定义仪器(SDI)和远程测量技术正在兴起,用户可以通过软件灵活配置仪器功能,并通过网络远程访问和控制测量设备,极大地提高了测量效率和灵活性。 第二章 常用电子测量仪器详解 本章是本书的核心内容之一,我们将逐一深入介绍各类在电子领域不可或缺的测量仪器。每种仪器都将从其基本原理、主要技术指标、典型应用、使用注意事项及故障排除等方面进行详细阐述。 万用表(Digital Multimeter - DMM): 作为电子工程师的“瑞士军刀”,万用表集电压表、电流表、欧姆表等多种功能于一体。我们将详细讲解其直流/交流电压、直流/交流电流、电阻的测量原理,以及导通测试、二极管测试等高级功能。同时,会强调量程选择、探头连接、安全注意事项等实际操作要点。 示波器(Oscilloscope): 示波器是观察和分析动态电信号波形的必备工具。我们将深入剖析其核心组成部分——扫描系统、垂直放大系统、触发系统,并详细讲解不同类型的示波器(模拟示波器、数字示波器、混合信号示波器)的工作原理和特点。您将学会如何解读波形、设置时基和电压灵敏度、理解触发模式,以及如何利用游标和光标进行精确测量。 信号发生器(Signal Generator): 信号发生器用于产生各种标准信号(如正弦波、方波、三角波、脉冲波、任意波形),是电路设计、调试和测试中的重要激励源。本章将介绍其工作原理,不同类型信号发生器(函数发生器、任意波形发生器、射频信号发生器)的特点,以及如何设置输出频率、幅度、波形和调制方式。 频谱分析仪(Spectrum Analyzer): 频谱分析仪能够显示信号在频率域的分布特性,是分析射频信号、噪声、谐波失真等的重要工具。我们将讲解其基本原理(如外差原理),关键参数(如分辨率带宽RBW、视频带宽VBW、扫描宽度),以及如何进行频率扫描、功率测量和频谱显示。 逻辑分析仪(Logic Analyzer): 针对数字电路的测试,逻辑分析仪可以同时捕捉和显示多个数字信号的状态变化,是调试数字系统、接口协议和时序问题的利器。我们将介绍其采样率、通道数、触发条件等关键指标,以及如何分析时序图和状态图。 LCR测试仪(LCR Meter): LCR测试仪专门用于测量电感(L)、电容(C)、电阻(R)等基本元器件的参数,特别是在不同频率下的测量能力,是元器件选型和质量检测的重要设备。 电源(Power Supply): 可调直流电源是提供稳定、可控直流电压和电流的设备,在电路实验和调试中扮演着至关重要的角色。我们将介绍其稳压、稳流原理,以及不同电源类型的特点。 第三章 电子测量的实践技巧与方法 理论知识的掌握是基础,而熟练的实践操作则是将理论转化为实际能力的桥梁。本章将聚焦于电子测量过程中的实用技巧和先进方法。 探头与连接技术: 测量结果的准确性很大程度上取决于信号的正确采集。我们将详细讲解不同类型探头(如无源探头、有源探头、差分探头)的选择与使用,以及探头补偿、接地、阻抗匹配等关键技术,以避免引入不必要的测量误差。 接地技术的艺术: 良好的接地是保证测量稳定性和准确性的重要前提。我们将探讨单点接地、多点接地、星形接地等不同接地方式的适用场景,以及接地回路的危害与规避方法。 阻抗匹配与信号完整性: 在高频电路测量中,阻抗匹配对于信号的有效传输至关重要。我们将介绍阻抗的概念,反射的产生原因,以及如何通过匹配网络实现阻抗匹配,从而保证信号的完整性。 系统校准与溯源: 测量仪器需要定期校准,以确保其测量结果的准确性和可靠性。本章将介绍校准的基本流程、标准件的使用,以及测量结果的溯源性概念。 数据采集与处理: 现代测量仪器通常具备数据存储和导出功能。我们将介绍如何有效地采集和管理测量数据,以及利用基本的数据处理技术(如平均值、标准差、滤波)来提高测量结果的可靠性。 第四章 电子测量在典型应用中的实战案例 理论学习最终要落脚于解决实际问题。本章将通过一系列具体而典型的应用案例,展示电子测量技术在不同领域的实际应用。 基础电子器件特性测量: 如何利用万用表和示波器测量电阻、电容、电感,以及二极管、三极管、场效应管等半导体器件的伏安特性曲线,从而理解其工作原理和性能参数。 模拟电路性能分析: 利用示波器、信号发生器和频谱分析仪,测量运算放大器的增益、带宽、噪声,放大器电路的频率响应,以及滤波器电路的通带、阻带和截止特性。 数字电路时序分析与故障诊断: 使用逻辑分析仪和示波器,分析数字信号的时序关系,检查总线信号的建立时间、保持时间,查找数字电路中的竞争冒险、时钟抖动等问题。 通信系统参数测量: 学习如何使用射频信号发生器和频谱分析仪,测量无线通信模块的发射功率、频谱纯度、调制质量(如EVM),以及接收灵敏度。 电源效率与稳定性评估: 利用万用表、示波器和功率计,测量开关电源的输出电压纹波、瞬态响应,以及负载调整率和线性调整率。 嵌入式系统开发与调试: 结合示波器和逻辑分析仪,对嵌入式系统的I/O信号、通信接口(如UART, SPI, I2C)进行实时监控和调试。 第五章 电子测量仪器的高级功能与前沿探索 随着技术的不断进步,电子测量仪器也在不断发展,涌现出许多强大的高级功能和新的测量范式。 嵌入式分析功能: 许多现代示波器和频谱分析仪集成了强大的嵌入式分析功能,例如眼图分析、抖动分析、失真分析、功率分析等,能够直接在仪器上完成复杂的信号质量评估。 协议分析: 针对各种串行通信协议(如USB, PCIe, DDR),专门的协议分析仪能够解码和分析协议帧,帮助工程师理解和调试复杂的通信链路。 眼图测试: 在高速数字通信中,眼图是一个重要的评估指标,反映了信号在接收端的质量。我们将介绍眼图的生成原理和分析方法。 阻抗测量与网络分析: 除了LCR测试仪,更专业的矢量网络分析仪(VNA)能够进行更全面的阻抗和S参数测量,对于射频和微波电路设计至关重要。 信号发生器的任意波形生成(AWG)与高级调制: AWG功能使得信号发生器可以生成任意形状的波形,并支持复杂的调制方式,极大地扩展了其应用范围。 结语 《精通电子测量与仪器:原理、实践与应用》旨在为读者提供一个全面、深入的学习平台。我们相信,通过系统地学习本书内容,掌握电子测量仪器的原理、熟练运用其进行实践操作,并理解其在各类典型应用中的价值,读者将能够更自信、更高效地应对电子技术领域中层出不穷的挑战,为创新和发展贡献力量。掌握精湛的测量技能,就是掌握了探索未知、理解世界的钥匙。
我对这本书的语言风格感到非常困惑,它简直是两种截然不同的语态在互相打架。一半的内容,比如理论推导和公式讲解部分,用词极为规范、书面化,充满了诸如“鉴于此”、“兹考察”、“夫”这类在现代科技写作中已经绝迹的词汇,读起来像是在啃一本晦涩难懂的法律条文。然而,紧接着的实验步骤描述部分,却突然切换成了一种近乎口语化、带着强烈个人色彩的指导语气,甚至偶尔还会冒出一些听起来像是在实验室里对助教发牢骚的嘀咕,比如“这里如果电阻值取小了,烧了别怪我啊!”这种强烈的反差,让我在阅读时总是处于一种精神上的拉扯状态。一方面要跟上其严密的逻辑结构,另一方面又时不时被这种突兀的“人情味”打断,感觉作者的写作心态可能在“学术报告”和“闲聊心得”之间反复横跳,最终形成了一种极其独特、但也着实让人摸不着头脑的阅读体验。