复旦博学·电子学基础系列·模拟与数字电路实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王勇 著

图书标签:

• 电子学
• 模拟电路
• 数字电路
• 电路实验
• 复旦大学
• 博学系列
• 高等教育
• 实验指导
• 电子技术
• 大学教材

出版社： 复旦大学出版社

ISBN：9787309094732

版次：1

商品编码：11195708

包装：平装

丛书名： 复旦博学·电子学基础系列

开本：16开

出版时间：2013-02-01

内容简介

　　《博学·电子学基础系列：模拟与数字电路实验》是在已出版的实验教材《模拟与数字电路实验》基础上经过修订、补充而成。全书以设计性硬件实验为主，注重提高学生综合设计能力，实验内容包括低频模拟电路、数字电路和高频电路。模拟电路部分包含：二级负反馈分立元件放大器设计实验、典型的三运放测量放大器及有源滤波器实验、晶体管输出特性曲线测量电路实验、高频LC振荡器实验、调幅与检波实验、模拟集成锁相环应用实验、宽带放大器及AGC实验、大功率音频功率放大器实验。数字电路部分包含：用FPGA器件实现一些数字系统（如洗衣机控制器、密码锁、数字频率计、出租车计价器、音乐播放、电梯控制器、交通灯控制器等）、脉冲电路实验和综合实验。综合实验部分包含：抢答器、四路彩灯、数字频率计、模拟信号六位频率计、六位ADC、直流数字电压表、射频应答器、D类功率放大器等。

目录

第一单元 分立元件放大电路实验 1．1放大器的设计考虑 1．1．1放大器静态工作点的选择原则 1．1．2偏置电路的形式及其静态工作点 1．1．3放大器电压放大倍数 1．1．4频率响应特性 1．2放大器的调整与测试 1．2．1测试前的电路检查 1．2．2静态工作点的测试和调整 1．2．3最大动态范围Vopp的测试 1．2．4放大器输入电阻Ri的测试 1．2．5放大器输出电阻Ro的测试 1．2．6放大倍数的测试 1．2．7放大器幅频特性的测试 1．3放大器中的寄生反馈 1．3．1通过直流电源内阻的寄生反馈 1．3．2通过地线产生的寄生反馈 1．3．3通过分布电容的寄生反馈 1．3．4放大器中的干扰 1．4阻容耦合晶体管放大器的设计 1．4．1放大器设计指标 1．4．2放大器的设计步骤 1．5实验题目 实验1-1示波器的使用 实验1-2晶体管放大器 第二单元 运算放大器及其应用 2．1运放电路的安装 2．2运放的保护、调零和频率补偿 2．2．1保护 2．2．2调零 2．2．3频率补偿与消除自激 2．3多级电路的调试 2．4实验题目 实验2-1运放基本应用电路 实验2-2测量放大器 实验2-3晶体管输出特性曲线测试电路 实验2-4功率放大电路 附录 附录2-1运放应用电路 附录2-2RC有源滤波器的设计 第三单元 模拟乘法器 3．1模拟乘法器的原理 3．2集成模拟乘法器的电路结构 3．3乘法器的应用 3．4实验题目 实验调幅与检波 第四单元 LC正弦波振荡器 4．1三点式振荡器 4．2实验题目 实验LC三点式振荡器 第五单元 反馈控制电路 5．1锁相环路基本原理 5．1．1锁相环的组成 5．1．2环路方程 5．1．3锁相环路的主要特性 5．2集成模拟锁相环电路 5．2．1鉴相器PD 5．2．2环路滤波器 5．2．3压控振荡器VCO 5．3模拟集成锁相环的应用 5．3．1FM调制 5．3．2FM解调 5．4锁相环同步范围与捕捉范围的测试方法 5．4．1同步范围的测试 5．4．2捕捉范围的测试 5．5实验题目 实验FM调制与解调实验 附录宽带AGC放大器实验 第六单元 数字电路的FPGA实现 6．1概述 6．2FPGA系统设计方法 6．2．1软硬件环境 6．2．2FPGA设计步骤及方法 6．3FPGA数字电路实验板 6．3．1常用板上资源I/O管脚定义 6．3．2FPGA实验板使用步骤 6．4Spartan库说明 6．5建立ISE工程、功能仿真、下载验证实验步骤 6．5．1建立ISE工程 6．5．2原理图编辑并完成综合 6．5．3对电路进行仿真测试 6．5．4分配管脚并完成布线和生成下载文件 6．5．5下载bit程序到板卡上进行测试 6．6其他操作要点 6．6．1总线操作要点 6．6．2宏模块操作 6．7实验题目 实验6-1电梯楼层显示控制器的FPGA设计 实验6-2计数型控制器的FPGA设计 实验6-3出租车候时计价系统的FPGA设计 实验6-4时钟的FPGA设计 实验6-5音乐的FPGA设计 实验6-6交通灯的FPGA设计 实验6-7运动员反应时间测量电路 实验6-8洗衣机状态控制电路 实验6-9数字密码锁设计 实验6-两位十进制计算器设计 第七单元 脉冲电路及其应用 7．1晶体管的开关特性 7．1．1晶体二极管的开关特性 7．1．2晶体三极管的开关特性 7．1．3加速电容的作用 7．2集成门电路组成的脉冲单元电路 7．2．1自激多谐振荡器 7．2．2单稳态触发器 7．3施密特电路和定时器 7．3．1施密特电路 7．3．5定时器 7．4实验题目 实验低频脉冲信号发生器电路设计 第八单元 小型数字系统及综合实验 8．1小型数字系统设计概述 8．1．1小型数字系统的组成 8．1．2系统的设计步骤 8．1．3系统设计中应予考虑的几个问题 8．1．4设计举例 8．2小型数字系统控制器设计 8．2．1概述 8．2．2设计举例 8．3用中规模集成器件设计数字系统 8．4实验题目 实验8-1计数型控制器设计 实验8-2智力竞赛抢答计时系统设计 实验8-3三位数字频率计系统设计 实验8-4六位ADC系统设计 实验8-5六位频率计系统设计 实验8-6直流数字电压表 实验8-7D类功放 实验8-8射频识别系统 参考文献

前言/序言

探寻电学奥秘：从基础到应用的实验之旅 在信息技术日新月异的今天，电子学作为驱动现代文明的核心力量，其重要性不言而喻。无论是智能手机的触控屏，还是强大的超级计算机，亦或是精准的医疗设备，背后都离不开对模拟信号和数字信号的深入理解与巧妙运用。而掌握电子学的精髓，最直接有效的方式莫过于亲身实践——通过实验，将枯燥的理论化为生动的电路，让抽象的信号在手中跳跃。 本书旨在为广大电子工程及相关领域的学习者提供一条清晰、系统且富有实践指导的实验学习路径。我们深知，电子学并非空中楼阁，而是一门建立在严谨理论和扎实实践基础之上的学科。因此，本书将从最基础的模拟电路和数字电路概念入手，循序渐进地引导读者构建起完整的知识体系，并通过一系列精心设计的实验，帮助读者深入理解理论知识的实际应用，培养解决实际问题的能力。 模拟电路：感受信号的温度与脉搏 模拟电路是电子学最古老也最基础的分支之一。它处理的是连续变化的信号，这些信号如同现实世界中的声波、光线、温度等，蕴含着丰富的信息。理解和操控模拟信号，是掌握高级电子技术的基石。 本书的模拟电路实验部分，将从最基本的元器件——电阻、电容、电感——的特性分析开始。我们将带领您亲手搭建简单的电阻电路，测量其伏安特性，理解欧姆定律在实际电路中的体现。通过实验，您将直观地感受到不同阻值对电流的影响，理解串联与并联电路的电流、电压分配规律。 接着，我们将深入电容和电感的奇妙世界。您将通过实验了解电容的充放电过程，观察其滤波特性，理解它在信号耦合和隔直中的作用。电感的储能特性、阻碍电流变化的原理，也将通过实验得到生动印证。这些基础元器件的深入理解，是构建更复杂模拟电路的前提。 在此基础上，我们将进入半导体元器件的学习。二极管作为最简单的半导体器件，其单向导电性和整流特性将在实验中得到充分验证。您将搭建简单的半波整流和全波整流电路，观察不同波形的输出，理解整流电路在电源设计中的重要性。 三极管，作为电子学中的“万能开关”和“放大器”，我们将对其进行深入的实验探索。您将亲手搭建共发射极、共集电极、共基极放大电路，测量不同偏置条件下的输出特性，理解电流放大作用和电压放大作用的原理。通过调整电路参数，您将体验到放大器增益、输入阻抗、输出阻抗等关键参数的变化，从而深刻理解其工作机制。MOSFET等场效应管，作为现代电子器件的重要组成部分，其电压控制特性和功率放大能力也将通过实验进行演示。 运算放大器（Op-amp）是模拟集成电路的灵魂。本书将详细介绍运算放大器的基本原理，并提供一系列经典的运算放大器实验，包括同相放大器、反相放大器、加法器、减法器、积分器、微分器等。您将通过这些实验，深刻理解运算放大器在信号处理、滤波、信号生成等方面的强大能力。从简单的信号放大到复杂的信号运算，您将亲眼见证运算放大器如何将理论转化为强大的实用功能。 此外，本书还将涵盖滤波器电路的实验，包括低通、高通、带通和带阻滤波器。您将通过实验观察不同频率下信号的衰减情况，理解滤波器的频率响应特性，并了解它们在信号去噪和选择性接收中的关键作用。振荡器电路的搭建与分析，也将是模拟电路部分的重要组成部分。您将学习如何利用RC、LC等电路构建不同类型的振荡器，理解振荡器产生周期性信号的原理，并将其应用于信号发生等场合。 数字电路：探索逻辑的严谨与二进制的魅力 数字电路与模拟电路截然不同，它处理的是离散的、非连续的信号，通常只有两种状态——“0”和“1”。虽然看起来简单，但正是这种二值化的逻辑，构成了当今所有数字计算和信息处理系统的基石。 本书的数字电路实验部分，将从最基本的逻辑门电路开始。您将学习并验证AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR等基本逻辑门的真值表，理解它们的逻辑功能。通过亲手搭建电路，您将直观地看到输入信号如何通过逻辑门产生特定的输出，从而建立起对逻辑运算的直观认识。 在此基础上，我们将进入组合逻辑电路的学习。您将学习如何利用逻辑门构建更复杂的组合逻辑电路，如编码器、译码器、多路选择器、数据分配器等。通过实验，您将理解这些电路如何实现数据的选择、传输和转换，以及它们在数据处理和控制系统中的应用。 时序逻辑电路是数字电路的核心，它引入了“时间”的概念，能够存储信息并根据时钟信号进行状态的改变。本书将详细介绍触发器（Flip-flops）的基本工作原理，包括SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器等。您将通过实验，学习如何利用触发器构建各种存储单元，理解它们在存储和移位寄存器中的作用。 移位寄存器和计数器是时序逻辑电路的重要应用。您将学习如何利用触发器搭建移位寄存器，实现数据的串行输入输出和并行输入输出。计数器的实验将让您了解如何实现加法计数、减法计数以及各种模计数，并理解它们在频率分频、数字定时和控制中的应用。 集成电路（IC）是现代数字电路的载体。本书将介绍常用的数字集成电路芯片，如逻辑门芯片、触发器芯片、计数器芯片等。您将学习如何查阅芯片的数据手册，正确地连接芯片，并通过实验验证其功能。 本书的数字电路部分还将涉及更高级的概念，如微处理器的工作原理简介、存储器的工作原理等，并可能通过简单的实验模拟来展示这些复杂系统的基本运作方式。例如，通过搭建简单的加法器或比较器电路，可以让读者初步体验到计算机运算的雏形。 实践与创新：连接理论与工程的桥梁 本书并非仅仅停留在理论知识的讲解和电路的搭建，更注重培养读者的实践能力和创新精神。 详细的实验步骤与指导： 每一个实验都提供了清晰、详细的步骤说明，配以必要的电路图和元器件清单，确保读者能够准确无误地完成实验。 深入的原理分析： 在实验步骤之后，我们会对实验所涉及的电路原理进行深入的分析和讲解，帮助读者理解“为什么”这样连接，以及电路是如何工作的。 数据记录与分析： 鼓励读者仔细记录实验数据，并引导他们对数据进行分析和讨论，从而培养科学的实验态度和数据处理能力。 常见问题解答与调试技巧： 针对实验过程中可能遇到的常见问题，本书提供相应的排查方法和调试技巧，帮助读者克服困难，独立解决问题。 综合性实验与设计挑战： 在掌握了基础的模拟和数字电路知识后，本书还提供了一些综合性的实验项目，鼓励读者将所学知识融会贯通，设计并实现更复杂的电路系统。这些项目可能涉及简单的信号发生器、简易滤波器、基本的逻辑控制电路等，旨在激发读者的创造力。 理论与实践的融合： 我们始终强调理论知识与实验实践相结合的重要性。通过实验，读者可以将书本上的抽象概念转化为看得见、摸得着的实体，从而加深理解，巩固记忆。 本书的价值与目标读者 本书的目标读者群广泛，包括但不限于： 电子工程、自动化、通信工程等相关专业的本科生和研究生： 作为课程实验的有力补充，帮助学生扎实掌握模拟与数字电路的基本理论和实验技能。 职业技术学院和高等专科学校的相关专业学生： 为其提供系统性的实践训练，培养动手能力和工程素养。 电子爱好者和自学者： 为希望系统学习电子技术，从零开始构建个人电子项目的人士提供了一条清晰的学习路径。 从事电子技术相关工作的工程师： 作为一本实用的参考书，帮助其巩固基础知识，了解新的实验方法和技术。 通过本书的学习，读者将能够： 深刻理解模拟电路和数字电路的基本原理。 熟练掌握各种电子元器件的特性和应用。 独立设计、搭建和调试基本的模拟与数字电路。 分析和解决实际电路问题。 为进一步学习更高级的电子技术奠定坚实的基础。 电子学的世界广阔而迷人，充满着探索的乐趣和创新的可能。本书希望成为您在这条探索之路上的忠实伙伴，陪伴您一步步揭开电学奥秘的面纱，感受电子世界带来的无限精彩。愿您在本书的引导下，通过每一次成功的实验，点亮对电子学的热情，开启更广阔的科技视野！

评分☆☆☆☆☆

这本书的编辑和排版做得非常出色，整体的阅读体验非常流畅。首先，它在内容组织上非常有逻辑性，从模拟电路的基础知识，如电阻、电容、电感、二极管、晶体管等，到更复杂的集成电路应用，再到数字电路的基础，如逻辑门、触发器、计数器等，层层递进，非常适合系统学习。每个实验都提供了清晰的实验目的、原理介绍、实验器材列表、详细的实验步骤、以及预期的实验结果分析。更重要的是，书中对实验原理的讲解深入浅出，能够帮助读者更好地理解理论知识在实际电路中的应用。我特别喜欢它在讲解元器件参数选择时提供的指导，例如如何根据具体需求选择合适的电阻值、电容值，以及如何计算放大电路的偏置电阻等，这些都是实际工程中非常重要的技能。书中还包含了很多关于电路仿真和测量技巧的介绍，这对于提高实验效率和数据准确性至关重要。例如，它会教你如何使用Multisim等仿真软件来验证电路设计，以及如何使用示波器、万用表等测量仪器来获取实验数据。我觉得这本书的价值不仅仅在于指导我们完成实验，更在于培养我们独立分析和解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我刚拿到这本书的时候，并没有抱太大的期望。市面上关于模拟与数字电路实验的书籍太多了，大部分都差不多，要么过于理论化，要么过于流程化，缺乏深度和灵活性。但这本书，真的给了我一个大大的惊喜。它最大的特点在于，不仅仅是告诉你“怎么做”，更重要的是“为什么这么做”。在讲解每一个实验之前，都会有一个清晰的理论回顾，将书本上的抽象概念与实际的电路操作紧密联系起来。我特别喜欢它对元器件特性的详细阐述，比如不同型号晶体管的差异、电容的ESR对电路性能的影响等等，这些细节是很多其他教材忽略的。书中的实验设计也非常有针对性，能够很好地巩固所学的理论知识，并且提供了多种不同难度的实验项目，从入门级的电阻电容串并联到更复杂的集成运算放大器应用，循序渐进，很有挑战性。而且，书中还给出了大量关于数据采集和分析的指导，这对于理解实验结果、进行数据处理非常有帮助。我经常会在做完实验后，对照书上的分析方法来处理我的实验数据，发现了很多之前自己没有注意到的问题，也学到了很多分析技巧。这本书的插图和图示也相当精良，清晰明了，能够帮助我们更好地理解电路结构和连接方式。总而言之，这是一本既适合初学者打基础，也适合有一定基础的同学深入学习的实验教材，绝对是值得推荐！

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一个工程背景相对薄弱的读者来说，学习电子学的基础知识一直是我的一个挑战。理论书本上晦涩难懂的公式和概念，总是让我望而却步。这本书的出现，就像一束光，照亮了我学习电子学实验的道路。它没有上来就给你一堆复杂的公式，而是从最基础的元器件开始，比如电阻、电容、二极管，详细讲解了它们的基本特性以及在电路中的作用。然后，它会循序渐进地引入更复杂的概念，比如晶体管的放大作用、集成运算放大器的基本原理等，并且每一个概念都通过相应的实验来验证和巩固。我尤其欣赏它在讲解实验步骤时的严谨和细致。不仅仅是告诉你“连接A到B”，而是会详细说明连接的含义，以及需要注意的事项。比如，在讲解二极管的正向导通电压时，它会教你如何用示波器测量，如何观察电压电流特性曲线，并且还会提醒你要注意测量时的精度问题。书中还包含了很多关于电路调试和故障排除的技巧，这对于初学者来说简直是救命稻草。我记得有一次，我按照书上的步骤搭建了一个简单的放大电路，结果一直不稳定，后来对照书上的“常见故障分析”章节，才发现是焊接的时候不小心造成了虚焊。这本书让我觉得，学习电子实验不再是一件令人沮丧的事情，而是变得充满乐趣和成就感。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我曾经对电子实验感到过一丝恐惧，总觉得那些密密麻麻的电路图和各种元器件是个巨大的挑战。但自从翻阅了这本书，这种感觉被彻底颠覆了。它将枯燥的理论知识转化为生动有趣的实践过程，让我切实体会到了电子世界的魅力。本书在讲解每一个实验的时候，都做到了“知其然，更知其所以然”。它不仅仅是给出一堆操作指令，而是会深入浅出地解释背后蕴含的物理原理和电路特性。例如，在介绍放大器实验时，它不会仅仅告诉你如何连接，还会详细讲解不同类型的放大器（共射、共集、共基）的特点和适用范围，以及它们在实际电路中是如何工作的。我尤其欣赏书中对实验现象的预测和解释，这让我能够更清晰地理解实验结果，并且在遇到意外情况时，能够迅速找到原因。书中还提供了一些“扩展实验”和“思考题”，这极大地激发了我进一步探索和学习的兴趣。我曾经尝试着按照思考题的提示去修改电路参数，观察结果的变化，在这个过程中，我不仅巩固了已有的知识，还学到了很多新的东西。这本书就像一位循循善诱的良师益友，引领我一步步走进电子学的奇妙世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书实在是太棒了，我之前学习模拟电路的时候，一直觉得理论和实践之间隔着一层纱，怎么也捅不破。看书的时候觉得很明白，一上手做实验就傻眼了。各种元器件怎么接，信号怎么测量，参数怎么调整，常常让我摸不着头脑。这本书的出现，简直就像及时雨！它不仅仅是罗列实验步骤，更重要的是，它非常细致地讲解了每一个实验背后的原理，让你明白为什么要这么做，而不是死记硬背。比如，在讲解滤波电路的时候，它会从基本RC电路的截止频率推导开始，然后详细分析不同元件（电阻、电容、电感）对频率响应的影响，最后再引到实际的实验设计，给出具体的元器件选型和参数计算方法。最让我惊喜的是，它还穿插了很多“陷阱”和“常见错误”，告诉我哪些地方容易出错，以及如何去排查问题。这一点太重要了！很多时候，我们花费大量时间不是在成功搭建电路，而是在纠结于为什么电路不工作。这本书就像一个经验丰富的老师，提前帮你预判了可能遇到的难题，并提供了解决方案。我记得有一次做放大电路实验，怎么都调不出预期的增益，后来对照书上的“故障排除”章节，才发现是某个元器件的极性接反了，虽然是个小错误，但如果没有书的提示，我可能又要浪费好几个小时。总之，这本书在理论深度和实验指导性上达到了一个非常好的平衡，是我近期阅读过的电子类书籍中最有价值的一本。