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基本信息

书名:电子技术综合实验(全国普通高等院校电子信息规划教材)

：22.00元

售价：15.0元,便宜7.0元,折扣68

作者:滕道祥

出版社：清华大学出版社

出版日期：2014-05-01

ISBN：9787302356561

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

　　《电子技术综合实验(全国普通高等院校电子信息规划教材)》为“电子技术综合实验”教材，主要介绍电子技术综合实验的基础知识及实验内容，实验涉及半导体及固体物理、激光技术、光纤通信、光电技术、综合电子技术等，包含验证型、综合型、设计型和仿真等30个实验。《电子技术综合实验(全国普通高等院校电子信息规划教材)》可作为高等院校电子科学与技术、应用物理学、电气信息类等高年级本科专业的教材和参考书，也可作为第二课堂选修课选用，并可作相关工程技术人员的参考书。

目录

电子技术综合实验概述
实验一 音频信号光纤传输实验
实验二 液晶电光效应综合实验
实验三 光控自动寻迹小车设计实验
实验四 全固体激光器的装调
实验五 半导体激光泵浦功率标定
实验六 全固体激光器的调试及输出特性研究
实验七 腔内倍频实验
实验八 全固体激光器被动调Q脉冲激光实验
实验九 光敏电阻伏安特性实验
实验十 光敏电阻的变换电路
实验十一 光电池的偏置电路与特性参数测量实验
实验十二 光敏电阻光控灯设计
实验十三 光敏电阻可控振荡器电子鸟设计
实验十四 红外线耳机制作
实验十五 温度监测及控制电路
实验十六 LED特性系列实验
实验十七 风光互补系统负载特性研究
实验十八 彩灯控制器的设计
实验十九 智力竞赛抢答器的仿真设计100实验二十交通信号灯控制器的仿真设计
实验二十一 用运算放大器组成的万用表
实验二十二 3-8译码器的应用
实验二十三 七段LED显示8421BCD码的综合设计实验
实验二十四 4位串行全加器
实验二十五 六十进制计数器
实验二十六 数字电子钟的设计、安装与调试
实验二十七 智力竞赛抢答器设计、安装与调试
实验二十八 简单暗激发光调控光电路设计实验
实验二十九 精密暗激发光调控光电路设计实验
实验三十 探测报警设计实验
附录A 电子技术综合实验报告格式
附录B 逻辑元件新、旧图形符号对照
附录C 集成触发器新、旧图形符号对照
附录D 常用数字集成电路型号及引脚图
附件E 面包板的使用说明
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《电子技术综合实验》 前言 本书旨在为普通高等院校电子信息类专业的学生提供一个系统、深入的电子技术实践平台。在信息技术飞速发展的今天，扎实的理论基础与精湛的实践技能是电子信息人才的核心竞争力。本书正是在此背景下，紧密结合教学需求与行业发展趋势，精心编撰而成，力求帮助学生将抽象的理论知识转化为具体的实践操作，从而全面提升其在电子技术领域的分析、设计、调试及创新能力。 本书内容覆盖电子技术教学的多个关键环节，从基础的模拟电路分析到复杂的数字系统设计，再到嵌入式系统应用与开发，力求为学生构建一个由浅入深、循序渐进的学习路径。我们深知，理论的深度与实践的广度同等重要。因此，本书不仅注重实验设计的科学性和系统性，还强调实验的可操作性和趣味性，引导学生在动手实践中发现问题、分析问题、解决问题，激发其对电子技术的浓厚兴趣和探索精神。 本书的编写团队由一批在电子技术教学和科研领域具有丰富经验的专家学者组成。在编写过程中，我们广泛参考了国内外高校相关课程的先进教学理念和实验内容，并结合我国电子信息产业的实际发展需求，力求使本书内容既具有前瞻性，又贴合实际应用。我们始终秉持“以学生为中心”的教学理念，注重培养学生的自主学习能力、团队协作能力和工程实践能力。 第一章 模拟电路基础实验 本章重点在于夯实学生对模拟电子技术基本原理的理解，并通过一系列经典实验，使学生掌握模拟电路的设计、分析和调试方法。 实验一：放大电路的特性分析 实验目的： 学习设计和搭建不同类型的单级放大电路（如共发射极放大电路、共集电极放大电路、共基极放大电路），理解不同组态放大电路的输入输出特性、电压放大倍数、电流放大倍数、输入电阻和输出电阻等关键参数。掌握使用示波器、信号发生器、万用表等基本测量仪器进行模拟电路参数测量的方法。 实验内容： 1. 根据给定的技术指标，设计一个单级共发射极放大电路。 2. 焊接并搭建设计的电路。 3. 测量电路的静态工作点，并分析其稳定性。 4. 测量不同频率下电路的电压放大倍数，绘制频率响应曲线，分析通频带。 5. 测量输入电阻和输出电阻。 6. 分析负载变化对放大电路性能的影响。 7. 尝试使用不同类型的晶体管（如NPN、PNP）进行实验，对比其性能差异。 核心概念： 晶体管的静态工作点、动态参数、电压增益、输入/输出阻抗、频率响应、通频带、稳定性、负载效应。 延伸讨论： 如何提高放大电路的稳定性？如何设计多级放大电路以获得更高的增益？ 实验二：反馈放大电路的分析与设计 实验目的： 深入理解负反馈和正反馈在放大电路中的作用，掌握负反馈对放大电路性能（如增益稳定性、输入输出阻抗、频带宽度、失真度）的改善机制。学习设计和搭建不同类型的反馈放大电路。 实验内容： 1. 设计并搭建一个串联电压负反馈放大电路。 2. 测量不同负反馈组态下放大电路的电压增益、输入电阻和输出电阻，并与无反馈情况下的参数进行对比。 3. 测量负反馈对放大电路失真度的改善效果。 4. 研究频率变化对负反馈放大电路稳定性的影响，观察可能出现的振荡现象。 5. 设计并观察正反馈电路（如施密特触发器），理解其应用。 核心概念： 负反馈的四种组态（串联电压、并联电压、串联电流、并联电流）、反馈深度、闭环增益、稳定性分析、寄生参数、正反馈、阈值电压。 延伸讨论： 实际工程中负反馈的应用案例分析。如何防止负反馈放大器在高频时的振荡？ 实验三：信号发生器与波形变换 实验目的： 学习振荡器的工作原理，掌握不同类型振荡器（如RC振荡器、LC振荡器）的设计与实现。学习方波、三角波、锯齿波等非正弦波的产生和变换方法。 实验内容： 1. 设计并搭建一个RC正弦波振荡器（如文氏电桥振荡器）。测量其输出波形的频率和幅度，并分析其稳定性。 2. 设计并搭建一个LC振荡器（如哈特利振荡器或科皮兹振荡器）。 3. 利用积分电路将方波信号变换为三角波信号，学习其原理和电路设计。 4. 利用微分电路将方波信号变换为尖脉冲信号，学习其原理和电路设计。 5. 利用555定时器集成电路搭建多谐振荡器，产生不同占空比的方波。 核心概念： 振荡条件（幅度条件、相位条件）、正弦波振荡器的种类、LC振荡器、RC振荡器、波形变换、积分电路、微分电路、555定时器。 延伸讨论： 振荡器的频率稳定性和幅度稳定性控制方法。其他非正弦波的产生与变换电路。 实验四：滤波器设计与应用 实验目的： 学习低通、高通、带通、带阻等基本滤波器的原理，掌握有源滤波器和无源滤波器的设计方法，并理解其在信号处理中的作用。 实验内容： 1. 设计并搭建一个无源RC低通滤波器和高通滤波器，测量其截止频率和幅频响应特性。 2. 设计并搭建一个有源RC低通滤波器（如使用运放）。对比无源和有源滤波器的性能差异。 3. 设计并搭建一个带通滤波器，观察其通带特性。 4. 设计并搭建一个带阻滤波器，观察其阻带特性。 5. 尝试利用滤波器去除信号中的噪声。 核心概念： 滤波器类型（低通、高通、带通、带阻）、截止频率、通带、阻带、衰减、阶数、Q值、有源滤波器、无源滤波器、运放。 延伸讨论： 实际应用中的滤波需求分析，如音频信号滤波、射频信号滤波。Butterworth、Chebyshev等不同类型滤波器的特性。 第二章 数字电路基础与逻辑设计 本章旨在使学生掌握数字电路的基本构成模块和逻辑设计方法，能够运用布尔代数和逻辑门电路实现组合逻辑和时序逻辑功能。 实验五：逻辑门电路及其组合应用 实验目的： 熟悉各种基本逻辑门（与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门）的功能，掌握其逻辑符号、真值表和集成电路实现。学习利用逻辑门电路实现简单的组合逻辑功能。 实验内容： 1. 使用TTL或CMOS集成逻辑门芯片，搭建基本逻辑门电路，验证其逻辑功能。 2. 根据给定的真值表或逻辑表达式，设计并实现一个简单的组合逻辑电路，如加法器、译码器、编码器。 3. 学习使用逻辑电平转换器处理不同逻辑系列的信号。 4. 利用集成电路（如74LS系列）实现复杂的组合逻辑功能，如多路选择器。 核心概念： 布尔代数、逻辑门、真值表、逻辑表达式、最小项、最大项、卡诺图化简、组合逻辑电路、加法器、减法器、译码器、编码器、数据选择器。 延伸讨论： TTL和CMOS逻辑系列芯片的特性比较。如何优化组合逻辑电路的设计以减少门电路数量？ 实验六：时序逻辑电路的设计与实现 实验目的： 学习触发器（SR、D、JK、T）的工作原理和状态转换特性。掌握寄存器、计数器、移位寄存器等基本时序逻辑电路的设计方法，并了解其在数据存储和处理中的应用。 实验内容： 1. 搭建并测试SR触发器、D触发器、JK触发器，理解其触发方式（电平触发、边沿触发）和状态转换。 2. 设计并实现一个8位移位寄存器，完成数据的串入串出操作。 3. 设计并实现一个同步十进制加法计数器，观察其计数规律。 4. 设计并实现一个任意模数的异步计数器。 5. 利用集成电路（如74LS164、74LS193）实现更复杂的移位和计数功能。 核心概念： 触发器、时钟信号、状态、状态转移图、状态转移表、寄存器、移位寄存器、计数器（同步、异步）、模数、伪随机序列。 延伸讨论： 异步电路和同步电路的设计区别与优缺点。如何设计一个状态机？ 实验七：可编程逻辑器件（PLD）基础应用 实验目的： 了解可编程逻辑器件（如CPLD/FPGA）的基本结构和工作原理。学习使用硬件描述语言（HDL，如Verilog或VHDL）进行逻辑设计，并实现逻辑功能。 实验内容： 1. 学习使用EDA（Electronic Design Automation）软件（如Quartus、Vivado）进行项目创建和仿真。 2. 使用HDL语言描述一个简单的组合逻辑电路（如加法器），并在仿真器中验证其功能。 3. 使用HDL语言描述一个简单的时序逻辑电路（如D触发器或计数器），并在仿真器中验证其功能。 4. 将设计的HDL代码综合、布局布线，并下载到开发板上，实现硬件功能。 5. 尝试实现一个更复杂的逻辑功能，如一个简单的状态机控制器。 核心概念： PLD、CPLD、FPGA、HDL、Verilog、VHDL、综合、布局布线、仿真、时序约束、开发板。 延伸讨论： HDL在现代数字系统设计中的重要性。不同EDA工具的使用体验。 第三章 微处理器与嵌入式系统 本章将引导学生走进微处理器和嵌入式系统的世界，理解其工作原理，掌握基本的硬件连接和软件编程，并能实现简单的嵌入式应用。 实验八：微处理器工作原理与基础指令 实验目的： 理解微处理器的基本结构（CPU、存储器、I/O接口）和工作流程。学习汇编语言编程，掌握基本的指令集，理解程序执行过程。 实验内容： 1. 使用微处理器开发板（如ARM系列或AVR系列），连接电源和调试器。 2. 学习使用汇编语言编写简单的程序，如数据传输、算术运算、逻辑运算。 3. 通过调试器观察程序的执行过程，理解寄存器状态、存储器内容的变化。 4. 实现一个简单的加法或乘法程序，并验证结果。 5. 学习如何通过I/O端口控制LED的亮灭，实现简单的输出功能。 核心概念： CPU、存储器（RAM、ROM）、I/O接口、总线（地址总线、数据总线、控制总线）、指令集、汇编语言、寄存器、程序计数器（PC）、栈指针（SP）、中断。 延伸讨论： 不同微处理器架构的特点（如RISC vs CISC）。 实验九：嵌入式系统硬件接口与外设驱动 实验目的： 学习微处理器与常见外设（如LED、按键、数码管、LCD显示屏、ADC、DAC、UART）的硬件连接和通信协议。掌握编写外设驱动程序的方法。 实验内容： 1. 连接并控制多个LED灯，实现流水灯效果。 2. 读取按键输入，并根据按键状态控制LED显示。 3. 驱动数码管显示数字。 4. 驱动LCD显示屏（字符型或点阵型）显示文本或简单图形。 5. 使用ADC模块读取模拟信号（如电位器或光敏电阻），并通过DAC模块输出模拟信号。 6. 通过UART接口实现与PC机的串行通信，发送和接收数据。 核心概念： GPIO、ADC、DAC、UART、I2C、SPI、中断处理、轮询、中断向量表、设备驱动程序。 延伸讨论： 常见通信协议（I2C, SPI）的工作原理和应用。如何优化中断处理效率？ 实验十：嵌入式系统软件开发与应用 实验目的： 学习使用C语言进行嵌入式系统软件开发。掌握嵌入式操作系统的基本概念（如RTOS），并能编写简单的RTOS应用。 实验内容： 1. 使用C语言编写程序，实现实验九中的硬件控制功能。 2. 学习使用Makefile进行项目编译和管理。 3. （选修）如果条件允许，学习使用嵌入式Linux开发环境，进行简单的应用程序开发。 4. （选修）学习使用RTOS（如FreeRTOS），创建多个任务，实现多任务并发执行，如一个任务控制LED，另一个任务处理按键。 5. 尝试开发一个简单的嵌入式应用，例如一个简易的时钟、一个温度监测系统。 核心概念： C语言在嵌入式中的应用、Makefile、交叉编译、嵌入式操作系统（RTOS）、任务、调度、信号量、消息队列、并发、同步。 延伸讨论： 嵌入式系统的功耗优化。嵌入式系统中的调试技巧。 第四章 传感器与信号采集 本章关注传感器技术在电子系统中的应用，重点在于如何选择合适的传感器，以及如何有效地采集和处理传感器输出的信号。 实验十一：各类传感器的原理与应用 实验目的： 了解不同类型传感器（如温度传感器、光敏传感器、压力传感器、加速度传感器、超声波传感器）的工作原理，掌握其选型和基本使用方法。 实验内容： 1. 使用温度传感器（如LM35, DS18B20）测量环境温度，并通过ADC采集温度值，在数码管或LCD上显示。 2. 使用光敏电阻或光电二极管测量光照强度，并根据光照强度控制LED亮度或执行其他操作。 3. 使用超声波测距传感器测量距离。 4. （选修）尝试使用加速度传感器或陀螺仪传感器，采集姿态信息。 核心概念： 传感器、信号转换、灵敏度、量程、线性度、迟滞、噪声、数字传感器、模拟传感器。 延伸讨论： 传感器的误差分析与补偿方法。物联网（IoT）中的传感器网络。 实验十二：信号调理与数据采集系统 实验目的： 学习如何对传感器输出的原始信号进行调理（如放大、滤波、隔离），以满足后续数据采集的要求。了解数据采集系统的基本组成和工作流程。 实验内容： 1. 设计并搭建一个仪表放大器电路，用于放大微弱的传感器信号。 2. 利用滤波器对传感器信号进行滤波，去除干扰。 3. （选修）学习使用数据采集卡（DAQ），连接传感器，并使用配套软件进行数据采集和初步分析。 4. 将前一实验中采集到的模拟信号进行数字化处理，并在计算机上进行显示和保存。 核心概念： 信号调理、仪表放大器、滤波器（低通、高通、带通）、隔离、数据采集系统（DAQ）、采样率、量化、分辨率、数字信号处理（DSP）。 延伸讨论： 信号采集系统中的抗混叠滤波。不同数据采集方式的优劣。 第五章 现代电子技术应用探索 本章旨在拓展学生的视野，介绍一些现代电子技术的前沿领域，并通过一些具有挑战性的项目，激发学生的创新思维和实践能力。 实验十三：无线通信基础实验（如蓝牙/Wi-Fi模块应用） 实验目的： 学习低功耗蓝牙（BLE）或Wi-Fi模块的基本工作原理，掌握模块的配对、数据传输等基本操作。 实验内容： 1. 使用BLE模块，实现一个简单的串口透传功能，通过手机APP与嵌入式设备通信。 2. 使用Wi-Fi模块，实现与云平台的连接，上传传感器数据或接收控制指令。 3. （选修）探索BLE Mesh或Wi-Fi Direct等技术。 核心概念： 无线通信协议、射频、BLE、Wi-Fi、配对、扫描、数据包、TCP/IP、MQTT、云平台。 延伸讨论： 物联网通信协议的安全性问题。LoRa等长距离低功耗通信技术的应用。 实验十四：电机驱动与控制 实验目的： 学习不同类型电机（如直流电机、步进电机、伺服电机）的工作原理，掌握PWM（脉冲宽度调制）控制技术，实现电机的速度和方向控制。 实验内容： 1. 使用L298N等电机驱动模块，控制直流电机的正反转和速度。 2. 使用步进电机驱动器，实现步进电机的精确位置控制。 3. （选修）学习使用伺服电机，实现角度控制。 核心概念： 直流电机、步进电机、伺服电机、PWM、H桥、驱动器、编码器。 延伸讨论： 电机选型原则。无刷直流电机（BLDC）的驱动。 实验十五：综合设计项目（课程设计/毕业设计） 实验目的： 引导学生综合运用本书所学知识，独立或分组完成一个具有一定复杂度的小型电子系统设计。培养学生独立分析问题、设计方案、实现功能、测试验证的工程能力。 实验内容： 项目方向示例： 智能家居控制系统（如通过手机APP控制灯光、窗帘） 环境监测系统（如监测温湿度、空气质量，并将数据上传云端） 机器人小车（如遥控、避障、循迹） 数据采集与分析平台 电子时钟与闹钟 项目流程： 1. 需求分析与方案设计。 2. 原理图设计与PCB绘制（如有必要）。 3. 元器件选型与采购。 4. 硬件搭建与焊接。 5. 软件编程与调试。 6. 系统集成与测试。 7. 撰写设计报告。 核心能力培养： 项目管理、系统集成、团队协作、问题解决、工程实践、文档撰写。 结语 本书的编写，力求为每一位电子信息专业的学生提供一条通往精深实践的道路。我们坚信，理论与实践的有机结合，是培养卓越工程师的基石。本书的每一项实验，都不仅仅是简单的操作流程，更是一次对电子技术深刻理解的契机。通过亲手搭建电路，通过代码的逐行推敲，通过参数的细致测量，学生将逐渐领悟那些隐藏在书本中的奥秘，点亮对电子世界的热情。 我们鼓励学生在完成本书实验的基础上，积极探索更广阔的电子技术领域，参与各类科技竞赛，将所学知识应用于解决实际问题。愿本书能成为您电子技术学习旅程中的良师益友，助您在未来科技浪潮中乘风破浪，贡献自己的智慧和力量。