基于NI myDAQ的自主电路实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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应柏青，赵彦珍，邹建龙，沈瑶 著

图书标签:

• MyDAQ
• 电路实验
• 自主学习
• 虚拟仪器
• 实验教学
• 电子技术
• 信号处理
• 数据采集
• LabVIEW
• 高等教育

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111541981

版次：1

商品编码：11993754

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： “十三五”普通高等教育规划教材

开本：16开

出版时间：2016-07-01

用纸：胶版纸

页数：202

编辑推荐

适读人群 ：电气信息类专业本科生
　　本书强调自主实验，即以学生作为主体，自行开展实验，可作为电气信息类专业本科生“电路”课程的实验与上机教学用书，也可作为网络注册学生在教学授课点或参与“MOOC”的学生在翻转课堂的“电路”课程的实验用书，还可作为其他相关专业教师、研究生以及工程技术人员的参考用书。

内容简介

　　本书是为“电路”课程编写的基于NImyDAQ教学平台的实验与上机指导书。内容分为5章，包括NI综述、NImyDAQ电路基础实验、Multisim电路仿真、电路综合实验以及基于LabVIEW的电路设计。
　　本书以验证、巩固和加深电路的理论知识为主，以注重培养学生的实验操作能力、综合分析能力、解决问题能力以及科研创新能力为目标，对传统的电路基础实验和电路仿真实验内容进行了丰富和完善；基于多年的教学成果，紧扣电路原理，结合大学本科一年级、二年级其他课程，适当引入后续课程的知识，增加了综合实验和设计实验内容。
　　本书强调自主实验，即以学生作为主体，自行开展实验，可作为电气信息类专业本科生“电路”课程的实验与上机教学用书，也可作为网络注册学生在教学授课点或参与“MOOC”的学生在翻转课堂的“电路”课程的实验用书，还可作为其他相关专业教师、研究生以及工程技术人员的参考用书。

目录

前言
第1章NI综述
11基于NI myDAQ的电路实验
111电路实验的目的
112电路实验的基本要求
113本书特色
12NI myDAQ简介
121NI myDAQ设备
122接口说明
123软件安装
124硬件设置
125虚拟仪器性能指标
126虚拟仪器软面板
13NI Multisim 2013概述
131Multisim简介
132Multisim 2013特点
133常用元器件库
134常用虚拟仪器仪表
135常用分析方法
136电路仿真的步骤
137电路仿真实例
14LabVIEW 2013概述
141LabVIEW简介
142LabVIEW 2013编程环境
143VI建立实例
第2章电路基础实验
21二端元件电阻的测量
22可调电压源与电流源的实现
23基尔霍夫定律和叠加定理
24戴维南等效电路和诺顿等效电路的
确定
25基本运算电路
26一阶动态电路的过渡过程
27电容的测量
28RC选频网络的实现
29负阻抗变换器
210方波三角波发生器
第3章电路仿真实验
31受控源电路
32线性电路的叠加性与齐次性
33二阶电路的时域分析
34RLC串联电路的谐振
35功率因数的提高
36交直流电路最大功率传输的
仿真测试
37三相电路
38具有互感的电路
39带通滤波电路
310范德坡振荡电路
第4章电路综合实验
41电阻网络有限可测点的故障诊断
42空心电感设计程序的研制
43无损耗传输线的研究
44受控源电路模拟变压器
45护眼灯的原理探究——移相电路
46温度检测电路的实现
47电流互感器同名端测定仪的实现
48电压越限报警电路的制作
第5章基于LabVIEW的电路设计
51延时器电路的设计
52数-模转换解码电路的设计
53惠斯通电桥烟雾探测器的设计
54音效电路的实现
55电压频率变换器电路的设计
56光照检测电路的设计
57催眠曲播放电路的设计
58峰值检测电路的设计
59电抗器匝间短路报警电路的设计
510保密通信的研究——混沌同步电路的
设计
附录
附录A相关器材介绍
A1电阻、电感和电容
A2二极管
A3运算放大器
A4集成稳压器
A5NE555集成电路
A6继电器HF-49F
A7光耦LP521
A8蜂鸣器
A9晶体管
A10EIC-102B面包板介绍
附录B相关仪器介绍
B1YS1127微波信号发生器
B2YS3892选频放大器
附录CPSpice 9 工程软件使用介绍
C1PSpice 9 功能简介
C2运行要求
C3PSpice 9电路仿真过程
附录D基于NI myDAQ可开展的
研究项目
参考文献

前言/序言

　　实验教学对于培养学生的实验技能、科学精神和创新能力具有无可替代的意义。“电路”课程是高等学校电气信息类专业本科生必修的一门专业技术基础课。为配合“电路”课程建设，更好地进行电路实验教学，保证和提高实验教学质量，我们积极开展了基于NI myDAQ的自主电路实验教学改革，对原有的电路实验和电路仿真内容进行了充实和丰富，并结合多年的教学成果，开设了综合和基于LabVIEW的电路设计实验。
　　本书是基于NI myDAQ的自主电路实验教材，在编写过程中强调自主实验，即以学生为主体，自行开展实验。因此，本书将电路基础、Multisim仿真、综合实验及基于LabVIEW的设计实验内容均列入其中，构成一个完整的实验教学体系。同时，将Multisim仿真、手动实验、数据采集、LabVIEW数据流编程及程序设计语言编程等多种实验方法及手段纳入实验教学中，开阔学生的视野，激发学生的学习热情，使学生明白“电路”课程不再是一门枯燥、抽象的课程，而是一门理论与实践有机结合、会创造无穷可能的课程。
　　本书的宗旨是以验证、巩固和加深电路理论知识为主，以培养学生的实验操作能力、综合分析能力、解决问题能力以及科研创新能力为目标，内容涵盖NI综述、NI myDAQ电路基础实验、Multisim电路仿真、电路综合实验以及基于LabVIEW的电路设计共5个章节，38个实验。
　　第1章为NI综述，主要介绍基于NI myDAQ的电路实验、NI myDAQ简介、NI Multisim 2013及NI LabVIEW2013。在NI myDAQ简介章节中，主要介绍了它的接口、软件安装、硬件设置、虚拟仪器性能指标及虚拟仪器软面板等内容。另外，通过具体实例介绍了NI myDAQ教学平台中的两个工具软件Multisim和LabVIEW。
　　第2章为NI myDAQ电路基础实验，结合NI myDAQ虚拟仪器的功能，在通过实验验证电路理论的同时，介绍了虚拟仪器的使用方法，引导学生通过虚拟仪器观察、思考及分析实验过程、现象和原理。为便于学生自行开展实验，每个实验都附有NI myDAQ使用示例。内容包括： 二端元件电阻的测量、可调电压源与电流源的实现、基尔霍夫定律和叠加定理、戴维南等效电路和诺顿等效电路的确定、基本运算电路、一阶动态电路的过渡过程、电容的测量、RC选频网络的实现、负阻抗变换器以及方波三角波发生器，共10个实验。
　　第3章为Multisim电路仿真，每个仿真实验都有详细的操作步骤及结果展示，便于学生在课外自学。内容包括：受控源电路、线性电路的叠加性与齐次性、二阶电路的时域分析、RLC串联电路的谐振、功率因数的提高、交直流电路最大功率传输的仿真测试、三相电路、具有互感的电路、带通滤波电路及范德坡振荡电路，共10个实验。
　　第4章为电路综合实验，以工程实际为背景，需要学生综合应用电路理论、测量技术、程序设计以及工程仿真分析等相关知识完成实验。实验分层设计，学生可根据所选层次自行设计实验方法、安排实验进度、完成实验任务并撰写实验报告。本章节的特色在于作者对每个实验都提供了参考信息，可使学生在参考信息的提示下，开拓思路，对实验内容自行拓展。内容包括：电阻网络有限可测点的故障诊断、空心电感设计程序的研制、无损耗传输线的研究、受控源电路模拟变压器、护眼灯的原理探究——移相电路、温度检测电路的实现、电流互感器同名端测定仪的实现及电压越限报警电路的制作，共8个实验。
　　第5章为基于LabVIEW的电路设计，结合电路理论及LabVIEW选取具有典型性、趣味性的实验项目，通过电路设计、搭建实际电路、数据采集以及LabVIEW数据流编程等一系列实验过程，使学生提前接受毕业设计训练，培养学生的综合分析和综合设计能力，增强学生的自信心，激发学生的学习激情，培育学生的科研创新能力。本章节的特色在于作者对每个实验都提供了包括设计原理、Multisim仿真、NI myDAQ数据采集功能的设置、LabVIEW 前面板及程序框图的设计示例，可开阔学生思路，引导学生科研创新。内容包括：延时器电路的设计、数-模转换解码电路的设计、惠斯通电桥烟雾探测器的设计、音效电路的实现、电压频率变换器电路的设计、光照检测电路的设计、催眠曲播放电路的设计、峰值检测电路的设计、电抗器匝间短路报警电路的设计及保密通信的研究——混沌同步电路的设计，共10个实验。
　　本书内容丰富、全面，富有代表性、趣味性及先进性；编排按先易后难、先基本后综合再创新的顺序，具有层次化、模块化的结构，便于选用。
　　本书由应柏青、赵彦珍、邹建龙和沈瑶编写。马西奎教授作为主审对本书进行了细致严格的审阅，在此，编者向他致以衷心的感谢。此外，参加实验教学改革实践活动的有陈欣琰、范新凯、王一凯和蔡宇麟等同学，他们的实践活动为本书提供了详实的实验数据，在此对他们所做的工作表示感谢。
　　限于作者的水平和实践经验，书中定有不少疏漏和不足之处，敬请读者赐教。来信请寄西安交通大学电气工程学院，或者可通过电子邮件磠樀琀甀无搀甀揠渀与我们联系。
　　编者

《探索电子世界的无限可能：从原理到实践的深度之旅》 内容概要： 本书是一部面向广大电子技术爱好者、在校学生以及初入职场工程师的综合性指南，旨在系统性地带领读者深入探索电子世界的奥秘。我们避开了具体的硬件平台依赖，而是将焦点放在电子电路最核心、最基础的原理与实践上，通过清晰的理论阐述、精妙的实验设计以及丰富的案例分析，帮助读者构建起扎实的电子学知识体系，并掌握独立分析、设计和调试电路的能力。本书的编写理念是“理论与实践并重，理解与应用同步”，致力于让每一位读者都能在理解基本原理的基础上，灵活运用所学知识解决实际问题。 第一部分：电子电路的基石——理解核心元件与基本定律 本部分将从最基础的概念入手，为读者打下坚实的理论基础。我们首先会深入剖析构成现代电子世界的三大基本无源元件：电阻、电容和电感。通过对这些元件的物理特性、工作原理、伏安特性曲线以及在电路中的作用进行详尽的讲解，帮助读者理解它们在电流、电压以及能量存储与释放过程中的关键角色。我们会探讨不同类型的电阻（固定电阻、可变电阻、敏感电阻）、电容（极性电容、无极性电容、高频电容）和电感（空心电感、铁芯电感）的结构、参数选择及其对电路性能的影响。 紧接着，我们将系统介绍电子电路中最 fundamental 的几条基本定律：欧姆定律、基尔霍夫电压定律（KVL）和基尔霍夫电流定律（KCL）。这些定律是分析和设计任何复杂电路的基石。我们将通过大量的图示和实例，演示如何运用这些定律来计算电路中的电压、电流和功率，以及分析串联、并联和混联电路的等效参数。此外，我们还将引入“戴维宁定理”和“诺顿定理”等等效电路分析方法，教会读者如何简化复杂的线性电路，从而更方便地进行分析和计算。 第二部分：直流与交流电路的深度解析 在掌握了基本元件和定律之后，我们将进入直流（DC）和交流（AC）电路的专题讨论。 直流电路： 在直流电路部分，我们将重点关注各种直流电源的特性，包括理想直流电源和实际直流电源（如带内阻的电源）。我们将深入讲解二极管及其在整流电路、限幅电路、钳位电路等基本应用中的原理。同时，我们会详细介绍各种晶体管（BJT和MOSFET）作为电子开关和放大器的基本工作原理，包括它们的电学特性曲线、不同偏置方式及其在放大电路和开关电路中的应用。我们会通过分析简单的共射放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路，展示晶体管放大的基本概念和设计思路。 交流电路： 交流电路是电子学中更加广泛和重要的领域。我们将从交流信号的产生（如正弦波）开始，介绍其幅值、频率、相位等基本概念。然后，我们将重点讲解电容和电感在交流电路中的“阻抗”特性，即电抗（容抗和感抗）的概念，以及它们如何随频率变化。本书将详细阐述RLC串联和并联谐振电路的工作原理、谐振频率、品质因数（Q值）和带宽等关键参数，并介绍谐振电路在选频、滤波等方面的应用。我们还将引入“相量法”和“复数阻抗”等工具，来简化交流电路的分析，并演示如何计算交流电路中的电压、电流和功率（包括有功功率、无功功率和视在功率）。 第三部分：信号的获取、处理与应用——从传感器到输出 本部分将带领读者认识如何获取现实世界的物理信号，并对其进行处理和应用。 传感器技术入门： 我们将介绍多种常见传感器的原理和应用，例如温度传感器（热敏电阻、热电偶）、光传感器（光敏电阻、光电二极管、光电三极管）、压力传感器、位移传感器等。我们会讲解这些传感器如何将物理量转换为电信号，以及如何根据不同的应用场景选择合适的传感器。 信号调理与滤波： 传感器输出的原始信号往往带有噪声，或者幅值不适合后续处理。因此，信号调理和滤波至关重要。我们将讲解基本的信号调理技术，如放大（差分放大、仪表放大）、衰减和偏置。在滤波方面，我们将详细介绍低通、高通、带通和带阻滤波器的基本原理和设计方法，包括有源滤波器和无源滤波器的区别与优缺点。通过这些技术，读者可以有效地去除信号中的干扰，提取有用的信息。 运算放大器（Op-Amp）的强大应用： 运算放大器是模拟电路中的“万金油”。我们将深入剖析运算放大器的理想模型及其关键参数，并详细介绍其在各种经典电路中的应用，例如反相比例器、同相比例器、加法器、减法器、积分器、微分器、比较器以及有源滤波器等。通过大量的实例，读者将深刻理解运算放大器如何实现精确的信号处理功能。 第四部分：数字电路的基础与逻辑设计 本部分将引导读者进入数字电路的世界，理解数字信号的逻辑运作。 数字信号与逻辑门： 我们将介绍二进制数、逻辑状态（0和1）以及数字信号的特点。然后，我们将详细讲解构成数字电路基本单元的逻辑门（AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR）的逻辑功能、真值表和电路实现。 组合逻辑与时序逻辑： 我们将介绍组合逻辑电路的设计方法，如卡诺图（Karnaugh Map）化简法，以及如何设计译码器、编码器、多路选择器（MUX）、数据分配器（DEMUX）等常用组合逻辑电路。接着，我们将进入时序逻辑电路的学习，包括触发器（SR、D、JK、T触发器）的工作原理、状态转换和应用。我们将讲解锁存器、寄存器、计数器（行波计数器、同步计数器）以及移位寄存器等基本时序逻辑单元的设计与功能。 数模转换与模数转换： 掌握了数字电路的基础后，我们将介绍数字信号与模拟信号之间的转换。我们将讲解常用的数模转换（DAC）和模数转换（ADC）技术，如逐次逼近式ADC、双积分式ADC、Σ-Δ ADC等，并探讨它们在实际系统中的应用，例如数据采集和信号重构。 第五部分：现代电子系统的构建与进阶 在掌握了以上基础知识后，本部分将引导读者将所学知识融会贯通，并展望更广阔的电子技术领域。 系统级设计思维： 我们将从系统级角度出发，讲解如何将各种分立的电路模块组合成一个完整的电子系统。我们会介绍系统框图的绘制、模块之间的接口设计以及整体性能的权衡。 常见电子系统剖析： 本部分将通过分析一些典型的电子系统，如简单的电源管理模块、信号发生器、数据采集系统、基本的通信模块等，来演示如何将前面学到的原理和技术应用到实际问题中。我们会强调在实际设计中需要考虑的因素，例如功耗、噪声、稳定性、成本和可靠性。 嵌入式系统简介： 随着技术的发展，嵌入式系统已经无处不在。我们将对嵌入式系统的基本概念进行介绍，包括微控制器（MCU）的结构和工作原理、嵌入式软件开发的基本流程，以及如何通过接口将传感器、执行器与微控制器连接，从而构建具有一定智能的电子设备。 未来的探索方向： 最后，本书将对一些前沿的电子技术领域进行简要介绍，如射频（RF）电路、功率电子、混合信号集成电路、物联网（IoT）技术以及新兴的电子材料等，以激发读者对更深入学习的兴趣。 总结： 《探索电子世界的无限可能：从原理到实践的深度之旅》并非一本局限于某个特定实验平台或工具的书籍。它致力于提供一种普适性的电子电路学习方法论，让读者能够独立思考，不受限于特定的硬件限制，在任何环境下都能运用所学知识解决问题。通过本书的学习，读者将不仅能够理解电子电路的工作原理，更能培养出分析问题、解决问题的能力，为日后在电子技术领域的发展奠定坚实的基础，开启一段充满无限可能探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大方，透露出一种严谨而不失活力的学术气息。当我第一次翻开它，就被书中丰富的内容深深吸引。虽然我不是电子工程领域的专家，但书中的图文并茂的讲解方式，让我这个初学者也能大致理解其核心概念。尤其是在介绍NI myDAQ这一实验平台时，作者花了相当多的篇幅去阐述它的硬件构成、连接方式以及软件操作流程，这对于像我这样希望从零开始接触实验的朋友来说，无疑是一份宝贵的入门指南。书中还详细介绍了如何利用NI myDAQ搭建各种基础电路，例如电阻、电容、电感的串并联电路，以及一些简单的信号发生和测量电路。每一个实验都配有详细的步骤说明、电路图示以及预期的实验结果分析，这使得读者在动手实践的过程中，能够有条不紊地进行，并且在遇到问题时，能够及时找到解决方案。我尤其欣赏书中对于实验数据处理和分析部分的阐述，它不仅教我们如何记录数据，更引导我们如何从数据中提取有用的信息，并进行合理的解释，这对于培养科学思维和严谨的实验态度至关重要。总而言之，这本书为我打开了自主电路实验的大门，让我对电子世界的探索充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度和广度都令人印象深刻。作者在讲解基础概念时，并没有停留在浅尝辄止的层面，而是深入挖掘了背后的原理和细节。比如，在讨论信号处理方面，书中不仅介绍了基本的信号类型和变换，还涉及了一些更高级的概念，如傅里叶变换的应用，以及数字滤波器的设计。这些内容对于想要深入理解电路工作原理的读者来说，是非常有价值的。同时，这本书在实验设计上也展现了其独特性。它鼓励读者进行“自主”的探索，而不是简单地照搬步骤。书中会设置一些开放性的问题，引导读者去思考如何调整参数、如何设计更优的方案，甚至是如何利用NI myDAQ来实现一些更具创造性的应用。我特别喜欢其中关于“智能家居”和“环境监测”的章节，这些实验将电路知识与实际生活中的应用紧密结合，让读者能够看到电子技术如何改变我们的生活。通过这些实验，我不仅学习到了搭建电路的技能，更培养了从实际需求出发，利用电子技术解决问题的能力。这本书的价值，在于它不仅仅传授知识，更重要的是启发思考，培养创造力。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉是一种“循序渐进，融会贯通”的学习体验。作者在安排章节和实验时，考虑到了不同读者的基础差异，从最基本的电路元件和概念讲起，逐步深入到更复杂的系统。每一个章节的学习都建立在前一章节的基础上，使得知识的学习过程非常自然和流畅。NI myDAQ作为实验平台，在书中得到了充分的利用，它被视为一个连接理论与实践的桥梁。书中详细介绍了如何利用NI myDAQ的各种输入输出端口，实现对模拟信号和数字信号的采集与控制。我尤其欣赏书中关于“虚拟仪器”的概念讲解，它让我理解了如何利用软件来模拟和实现各种复杂的测量仪器功能，这极大地降低了实验成本，并提高了实验的灵活性。书中还涉及到了一些关于数据可视化的内容，如何将采集到的数据以图表的形式呈现出来，这对于分析实验结果非常有帮助。这本书的教学方法，是一种“做中学”的理念，通过动手实践，让读者在解决实际问题的过程中，巩固和深化理论知识，最终达到融会贯通的学习效果。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的吸引力在于它对于“自主”和“创新”的强调。在如今信息爆炸的时代，能够主动学习和独立解决问题变得尤为重要，而这本书正是朝着这个方向引导读者。它不仅仅是一本实验手册，更像是一位经验丰富的导师，在引导你进行探索。NI myDAQ这一平台的引入，更是为自主实验提供了强大的支撑，它能够让读者摆脱传统实验设备的束缚，更加灵活地进行电路设计和调试。书中提出的许多实验项目，都具有一定的挑战性，能够激发读者的好奇心和求知欲。我特别被书中关于“机器人控制”和“物联网传感器网络”的设计思路所吸引，这些项目不仅需要扎实的电路知识，还需要一定的编程能力和系统集成能力。通过完成这些项目，读者能够培养出综合运用知识解决复杂问题的能力，这对于未来的学习和工作都将大有裨益。这本书的价值，在于它能够点燃读者的学习热情，培养他们的创新精神，让他们在电子实验的海洋中，勇敢地探索属于自己的航道。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受就是它在理论与实践的结合上做得相当出色。书中的理论讲解部分，虽然篇幅不至于过于冗长，但却十分精炼，能够快速抓住核心知识点。例如，在讲解某些传感器的工作原理时，作者会引用清晰的物理模型和数学公式，但同时又能用通俗易懂的语言解释这些公式的物理意义，避免了纯理论的枯燥乏味。而到了实验部分，更是这本书的亮点所在。每一个实验都设计得非常贴合实际应用，让读者能够真正体会到理论知识在实际电路中的应用。书中对NI myDAQ这一平台的深入挖掘，让我看到了它在教学实验中的巨大潜力，如何通过这个小巧而强大的设备，模拟出复杂的电路行为，并进行精确的测量和控制。我印象深刻的是其中一个关于PID控制器实现的实验，作者不仅详细讲解了PID算法的原理，还指导读者如何在NI myDAQ上搭建相应的硬件电路和软件控制逻辑，并进行参数调整和性能优化。这个实验让我深刻体会到，自主实验不仅仅是搭建电路，更重要的是理解控制系统的设计思路和调试过程。这本书的实验设计，更像是一系列精心策划的“技术挑战”，能够有效地激发读者的学习兴趣和解决问题的能力。