基於NI myDAQ的自主電路實驗 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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應柏青，趙彥珍，鄒建龍，瀋瑤 著

圖書標籤:

• MyDAQ
• 電路實驗
• 自主學習
• 虛擬儀器
• 實驗教學
• 電子技術
• 信號處理
• 數據采集
• LabVIEW
• 高等教育

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111541981

版次：1

商品編碼：11993754

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： “十三五”普通高等教育規劃教材

開本：16開

齣版時間：2016-07-01

用紙：膠版紙

頁數：202

編輯推薦

適讀人群 ：電氣信息類專業本科生
　　本書強調自主實驗，即以學生作為主體，自行開展實驗，可作為電氣信息類專業本科生“電路”課程的實驗與上機教學用書，也可作為網絡注冊學生在教學授課點或參與“MOOC”的學生在翻轉課堂的“電路”課程的實驗用書，還可作為其他相關專業教師、研究生以及工程技術人員的參考用書。

內容簡介

　　本書是為“電路”課程編寫的基於NImyDAQ教學平颱的實驗與上機指導書。內容分為5章，包括NI綜述、NImyDAQ電路基礎實驗、Multisim電路仿真、電路綜閤實驗以及基於LabVIEW的電路設計。
　　本書以驗證、鞏固和加深電路的理論知識為主，以注重培養學生的實驗操作能力、綜閤分析能力、解決問題能力以及科研創新能力為目標，對傳統的電路基礎實驗和電路仿真實驗內容進行瞭豐富和完善；基於多年的教學成果，緊扣電路原理，結閤大學本科一年級、二年級其他課程，適當引入後續課程的知識，增加瞭綜閤實驗和設計實驗內容。
　　本書強調自主實驗，即以學生作為主體，自行開展實驗，可作為電氣信息類專業本科生“電路”課程的實驗與上機教學用書，也可作為網絡注冊學生在教學授課點或參與“MOOC”的學生在翻轉課堂的“電路”課程的實驗用書，還可作為其他相關專業教師、研究生以及工程技術人員的參考用書。

目錄

前言
第1章NI綜述
11基於NI myDAQ的電路實驗
111電路實驗的目的
112電路實驗的基本要求
113本書特色
12NI myDAQ簡介
121NI myDAQ設備
122接口說明
123軟件安裝
124硬件設置
125虛擬儀器性能指標
126虛擬儀器軟麵闆
13NI Multisim 2013概述
131Multisim簡介
132Multisim 2013特點
133常用元器件庫
134常用虛擬儀器儀錶
135常用分析方法
136電路仿真的步驟
137電路仿真實例
14LabVIEW 2013概述
141LabVIEW簡介
142LabVIEW 2013編程環境
143VI建立實例
第2章電路基礎實驗
21二端元件電阻的測量
22可調電壓源與電流源的實現
23基爾霍夫定律和疊加定理
24戴維南等效電路和諾頓等效電路的
確定
25基本運算電路
26一階動態電路的過渡過程
27電容的測量
28RC選頻網絡的實現
29負阻抗變換器
210方波三角波發生器
第3章電路仿真實驗
31受控源電路
32綫性電路的疊加性與齊次性
33二階電路的時域分析
34RLC串聯電路的諧振
35功率因數的提高
36交直流電路最大功率傳輸的
仿真測試
37三相電路
38具有互感的電路
39帶通濾波電路
310範德坡振蕩電路
第4章電路綜閤實驗
41電阻網絡有限可測點的故障診斷
42空心電感設計程序的研製
43無損耗傳輸綫的研究
44受控源電路模擬變壓器
45護眼燈的原理探究——移相電路
46溫度檢測電路的實現
47電流互感器同名端測定儀的實現
48電壓越限報警電路的製作
第5章基於LabVIEW的電路設計
51延時器電路的設計
52數-模轉換解碼電路的設計
53惠斯通電橋煙霧探測器的設計
54音效電路的實現
55電壓頻率變換器電路的設計
56光照檢測電路的設計
57催眠麯播放電路的設計
58峰值檢測電路的設計
59電抗器匝間短路報警電路的設計
510保密通信的研究——混沌同步電路的
設計
附錄
附錄A相關器材介紹
A1電阻、電感和電容
A2二極管
A3運算放大器
A4集成穩壓器
A5NE555集成電路
A6繼電器HF-49F
A7光耦LP521
A8蜂鳴器
A9晶體管
A10EIC-102B麵包闆介紹
附錄B相關儀器介紹
B1YS1127微波信號發生器
B2YS3892選頻放大器
附錄CPSpice 9 工程軟件使用介紹
C1PSpice 9 功能簡介
C2運行要求
C3PSpice 9電路仿真過程
附錄D基於NI myDAQ可開展的
研究項目
參考文獻

前言/序言

　　實驗教學對於培養學生的實驗技能、科學精神和創新能力具有無可替代的意義。“電路”課程是高等學校電氣信息類專業本科生必修的一門專業技術基礎課。為配閤“電路”課程建設，更好地進行電路實驗教學，保證和提高實驗教學質量，我們積極開展瞭基於NI myDAQ的自主電路實驗教學改革，對原有的電路實驗和電路仿真內容進行瞭充實和豐富，並結閤多年的教學成果，開設瞭綜閤和基於LabVIEW的電路設計實驗。
　　本書是基於NI myDAQ的自主電路實驗教材，在編寫過程中強調自主實驗，即以學生為主體，自行開展實驗。因此，本書將電路基礎、Multisim仿真、綜閤實驗及基於LabVIEW的設計實驗內容均列入其中，構成一個完整的實驗教學體係。同時，將Multisim仿真、手動實驗、數據采集、LabVIEW數據流編程及程序設計語言編程等多種實驗方法及手段納入實驗教學中，開闊學生的視野，激發學生的學習熱情，使學生明白“電路”課程不再是一門枯燥、抽象的課程，而是一門理論與實踐有機結閤、會創造無窮可能的課程。
　　本書的宗旨是以驗證、鞏固和加深電路理論知識為主，以培養學生的實驗操作能力、綜閤分析能力、解決問題能力以及科研創新能力為目標，內容涵蓋NI綜述、NI myDAQ電路基礎實驗、Multisim電路仿真、電路綜閤實驗以及基於LabVIEW的電路設計共5個章節，38個實驗。
　　第1章為NI綜述，主要介紹基於NI myDAQ的電路實驗、NI myDAQ簡介、NI Multisim 2013及NI LabVIEW2013。在NI myDAQ簡介章節中，主要介紹瞭它的接口、軟件安裝、硬件設置、虛擬儀器性能指標及虛擬儀器軟麵闆等內容。另外，通過具體實例介紹瞭NI myDAQ教學平颱中的兩個工具軟件Multisim和LabVIEW。
　　第2章為NI myDAQ電路基礎實驗，結閤NI myDAQ虛擬儀器的功能，在通過實驗驗證電路理論的同時，介紹瞭虛擬儀器的使用方法，引導學生通過虛擬儀器觀察、思考及分析實驗過程、現象和原理。為便於學生自行開展實驗，每個實驗都附有NI myDAQ使用示例。內容包括： 二端元件電阻的測量、可調電壓源與電流源的實現、基爾霍夫定律和疊加定理、戴維南等效電路和諾頓等效電路的確定、基本運算電路、一階動態電路的過渡過程、電容的測量、RC選頻網絡的實現、負阻抗變換器以及方波三角波發生器，共10個實驗。
　　第3章為Multisim電路仿真，每個仿真實驗都有詳細的操作步驟及結果展示，便於學生在課外自學。內容包括：受控源電路、綫性電路的疊加性與齊次性、二階電路的時域分析、RLC串聯電路的諧振、功率因數的提高、交直流電路最大功率傳輸的仿真測試、三相電路、具有互感的電路、帶通濾波電路及範德坡振蕩電路，共10個實驗。
　　第4章為電路綜閤實驗，以工程實際為背景，需要學生綜閤應用電路理論、測量技術、程序設計以及工程仿真分析等相關知識完成實驗。實驗分層設計，學生可根據所選層次自行設計實驗方法、安排實驗進度、完成實驗任務並撰寫實驗報告。本章節的特色在於作者對每個實驗都提供瞭參考信息，可使學生在參考信息的提示下，開拓思路，對實驗內容自行拓展。內容包括：電阻網絡有限可測點的故障診斷、空心電感設計程序的研製、無損耗傳輸綫的研究、受控源電路模擬變壓器、護眼燈的原理探究——移相電路、溫度檢測電路的實現、電流互感器同名端測定儀的實現及電壓越限報警電路的製作，共8個實驗。
　　第5章為基於LabVIEW的電路設計，結閤電路理論及LabVIEW選取具有典型性、趣味性的實驗項目，通過電路設計、搭建實際電路、數據采集以及LabVIEW數據流編程等一係列實驗過程，使學生提前接受畢業設計訓練，培養學生的綜閤分析和綜閤設計能力，增強學生的自信心，激發學生的學習激情，培育學生的科研創新能力。本章節的特色在於作者對每個實驗都提供瞭包括設計原理、Multisim仿真、NI myDAQ數據采集功能的設置、LabVIEW 前麵闆及程序框圖的設計示例，可開闊學生思路，引導學生科研創新。內容包括：延時器電路的設計、數-模轉換解碼電路的設計、惠斯通電橋煙霧探測器的設計、音效電路的實現、電壓頻率變換器電路的設計、光照檢測電路的設計、催眠麯播放電路的設計、峰值檢測電路的設計、電抗器匝間短路報警電路的設計及保密通信的研究——混沌同步電路的設計，共10個實驗。
　　本書內容豐富、全麵，富有代錶性、趣味性及先進性；編排按先易後難、先基本後綜閤再創新的順序，具有層次化、模塊化的結構，便於選用。
　　本書由應柏青、趙彥珍、鄒建龍和瀋瑤編寫。馬西奎教授作為主審對本書進行瞭細緻嚴格的審閱，在此，編者嚮他緻以衷心的感謝。此外，參加實驗教學改革實踐活動的有陳欣琰、範新凱、王一凱和蔡宇麟等同學，他們的實踐活動為本書提供瞭詳實的實驗數據，在此對他們所做的工作錶示感謝。
　　限於作者的水平和實踐經驗，書中定有不少疏漏和不足之處，敬請讀者賜教。來信請寄西安交通大學電氣工程學院，或者可通過電子郵件磠樀琀甀無攙甀揠渀與我們聯係。
　　編者

《探索電子世界的無限可能：從原理到實踐的深度之旅》 內容概要： 本書是一部麵嚮廣大電子技術愛好者、在校學生以及初入職場工程師的綜閤性指南，旨在係統性地帶領讀者深入探索電子世界的奧秘。我們避開瞭具體的硬件平颱依賴，而是將焦點放在電子電路最核心、最基礎的原理與實踐上，通過清晰的理論闡述、精妙的實驗設計以及豐富的案例分析，幫助讀者構建起紮實的電子學知識體係，並掌握獨立分析、設計和調試電路的能力。本書的編寫理念是“理論與實踐並重，理解與應用同步”，緻力於讓每一位讀者都能在理解基本原理的基礎上，靈活運用所學知識解決實際問題。 第一部分：電子電路的基石——理解核心元件與基本定律 本部分將從最基礎的概念入手，為讀者打下堅實的理論基礎。我們首先會深入剖析構成現代電子世界的三大基本無源元件：電阻、電容和電感。通過對這些元件的物理特性、工作原理、伏安特性麯綫以及在電路中的作用進行詳盡的講解，幫助讀者理解它們在電流、電壓以及能量存儲與釋放過程中的關鍵角色。我們會探討不同類型的電阻（固定電阻、可變電阻、敏感電阻）、電容（極性電容、無極性電容、高頻電容）和電感（空心電感、鐵芯電感）的結構、參數選擇及其對電路性能的影響。 緊接著，我們將係統介紹電子電路中最 fundamental 的幾條基本定律：歐姆定律、基爾霍夫電壓定律（KVL）和基爾霍夫電流定律（KCL）。這些定律是分析和設計任何復雜電路的基石。我們將通過大量的圖示和實例，演示如何運用這些定律來計算電路中的電壓、電流和功率，以及分析串聯、並聯和混聯電路的等效參數。此外，我們還將引入“戴維寜定理”和“諾頓定理”等等效電路分析方法，教會讀者如何簡化復雜的綫性電路，從而更方便地進行分析和計算。 第二部分：直流與交流電路的深度解析 在掌握瞭基本元件和定律之後，我們將進入直流（DC）和交流（AC）電路的專題討論。 直流電路： 在直流電路部分，我們將重點關注各種直流電源的特性，包括理想直流電源和實際直流電源（如帶內阻的電源）。我們將深入講解二極管及其在整流電路、限幅電路、鉗位電路等基本應用中的原理。同時，我們會詳細介紹各種晶體管（BJT和MOSFET）作為電子開關和放大器的基本工作原理，包括它們的電學特性麯綫、不同偏置方式及其在放大電路和開關電路中的應用。我們會通過分析簡單的共射放大電路、共集電極放大電路和共基極放大電路，展示晶體管放大的基本概念和設計思路。 交流電路： 交流電路是電子學中更加廣泛和重要的領域。我們將從交流信號的産生（如正弦波）開始，介紹其幅值、頻率、相位等基本概念。然後，我們將重點講解電容和電感在交流電路中的“阻抗”特性，即電抗（容抗和感抗）的概念，以及它們如何隨頻率變化。本書將詳細闡述RLC串聯和並聯諧振電路的工作原理、諧振頻率、品質因數（Q值）和帶寬等關鍵參數，並介紹諧振電路在選頻、濾波等方麵的應用。我們還將引入“相量法”和“復數阻抗”等工具，來簡化交流電路的分析，並演示如何計算交流電路中的電壓、電流和功率（包括有功功率、無功功率和視在功率）。 第三部分：信號的獲取、處理與應用——從傳感器到輸齣 本部分將帶領讀者認識如何獲取現實世界的物理信號，並對其進行處理和應用。 傳感器技術入門： 我們將介紹多種常見傳感器的原理和應用，例如溫度傳感器（熱敏電阻、熱電偶）、光傳感器（光敏電阻、光電二極管、光電三極管）、壓力傳感器、位移傳感器等。我們會講解這些傳感器如何將物理量轉換為電信號，以及如何根據不同的應用場景選擇閤適的傳感器。 信號調理與濾波： 傳感器輸齣的原始信號往往帶有噪聲，或者幅值不適閤後續處理。因此，信號調理和濾波至關重要。我們將講解基本的信號調理技術，如放大（差分放大、儀錶放大）、衰減和偏置。在濾波方麵，我們將詳細介紹低通、高通、帶通和帶阻濾波器的基本原理和設計方法，包括有源濾波器和無源濾波器的區彆與優缺點。通過這些技術，讀者可以有效地去除信號中的乾擾，提取有用的信息。 運算放大器（Op-Amp）的強大應用： 運算放大器是模擬電路中的“萬金油”。我們將深入剖析運算放大器的理想模型及其關鍵參數，並詳細介紹其在各種經典電路中的應用，例如反相比例器、同相比例器、加法器、減法器、積分器、微分器、比較器以及有源濾波器等。通過大量的實例，讀者將深刻理解運算放大器如何實現精確的信號處理功能。 第四部分：數字電路的基礎與邏輯設計 本部分將引導讀者進入數字電路的世界，理解數字信號的邏輯運作。 數字信號與邏輯門： 我們將介紹二進製數、邏輯狀態（0和1）以及數字信號的特點。然後，我們將詳細講解構成數字電路基本單元的邏輯門（AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR）的邏輯功能、真值錶和電路實現。 組閤邏輯與時序邏輯： 我們將介紹組閤邏輯電路的設計方法，如卡諾圖（Karnaugh Map）化簡法，以及如何設計譯碼器、編碼器、多路選擇器（MUX）、數據分配器（DEMUX）等常用組閤邏輯電路。接著，我們將進入時序邏輯電路的學習，包括觸發器（SR、D、JK、T觸發器）的工作原理、狀態轉換和應用。我們將講解鎖存器、寄存器、計數器（行波計數器、同步計數器）以及移位寄存器等基本時序邏輯單元的設計與功能。 數模轉換與模數轉換： 掌握瞭數字電路的基礎後，我們將介紹數字信號與模擬信號之間的轉換。我們將講解常用的數模轉換（DAC）和模數轉換（ADC）技術，如逐次逼近式ADC、雙積分式ADC、Σ-Δ ADC等，並探討它們在實際係統中的應用，例如數據采集和信號重構。 第五部分：現代電子係統的構建與進階 在掌握瞭以上基礎知識後，本部分將引導讀者將所學知識融會貫通，並展望更廣闊的電子技術領域。 係統級設計思維： 我們將從係統級角度齣發，講解如何將各種分立的電路模塊組閤成一個完整的電子係統。我們會介紹係統框圖的繪製、模塊之間的接口設計以及整體性能的權衡。 常見電子係統剖析： 本部分將通過分析一些典型的電子係統，如簡單的電源管理模塊、信號發生器、數據采集係統、基本的通信模塊等，來演示如何將前麵學到的原理和技術應用到實際問題中。我們會強調在實際設計中需要考慮的因素，例如功耗、噪聲、穩定性、成本和可靠性。 嵌入式係統簡介： 隨著技術的發展，嵌入式係統已經無處不在。我們將對嵌入式係統的基本概念進行介紹，包括微控製器（MCU）的結構和工作原理、嵌入式軟件開發的基本流程，以及如何通過接口將傳感器、執行器與微控製器連接，從而構建具有一定智能的電子設備。 未來的探索方嚮： 最後，本書將對一些前沿的電子技術領域進行簡要介紹，如射頻（RF）電路、功率電子、混閤信號集成電路、物聯網（IoT）技術以及新興的電子材料等，以激發讀者對更深入學習的興趣。 總結： 《探索電子世界的無限可能：從原理到實踐的深度之旅》並非一本局限於某個特定實驗平颱或工具的書籍。它緻力於提供一種普適性的電子電路學習方法論，讓讀者能夠獨立思考，不受限於特定的硬件限製，在任何環境下都能運用所學知識解決問題。通過本書的學習，讀者將不僅能夠理解電子電路的工作原理，更能培養齣分析問題、解決問題的能力，為日後在電子技術領域的發展奠定堅實的基礎，開啓一段充滿無限可能探索之旅。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺是一種“循序漸進，融會貫通”的學習體驗。作者在安排章節和實驗時，考慮到瞭不同讀者的基礎差異，從最基本的電路元件和概念講起，逐步深入到更復雜的係統。每一個章節的學習都建立在前一章節的基礎上，使得知識的學習過程非常自然和流暢。NI myDAQ作為實驗平颱，在書中得到瞭充分的利用，它被視為一個連接理論與實踐的橋梁。書中詳細介紹瞭如何利用NI myDAQ的各種輸入輸齣端口，實現對模擬信號和數字信號的采集與控製。我尤其欣賞書中關於“虛擬儀器”的概念講解，它讓我理解瞭如何利用軟件來模擬和實現各種復雜的測量儀器功能，這極大地降低瞭實驗成本，並提高瞭實驗的靈活性。書中還涉及到瞭一些關於數據可視化的內容，如何將采集到的數據以圖錶的形式呈現齣來，這對於分析實驗結果非常有幫助。這本書的教學方法，是一種“做中學”的理念，通過動手實踐，讓讀者在解決實際問題的過程中，鞏固和深化理論知識，最終達到融會貫通的學習效果。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受就是它在理論與實踐的結閤上做得相當齣色。書中的理論講解部分，雖然篇幅不至於過於冗長，但卻十分精煉，能夠快速抓住核心知識點。例如，在講解某些傳感器的工作原理時，作者會引用清晰的物理模型和數學公式，但同時又能用通俗易懂的語言解釋這些公式的物理意義，避免瞭純理論的枯燥乏味。而到瞭實驗部分，更是這本書的亮點所在。每一個實驗都設計得非常貼閤實際應用，讓讀者能夠真正體會到理論知識在實際電路中的應用。書中對NI myDAQ這一平颱的深入挖掘，讓我看到瞭它在教學實驗中的巨大潛力，如何通過這個小巧而強大的設備，模擬齣復雜的電路行為，並進行精確的測量和控製。我印象深刻的是其中一個關於PID控製器實現的實驗，作者不僅詳細講解瞭PID算法的原理，還指導讀者如何在NI myDAQ上搭建相應的硬件電路和軟件控製邏輯，並進行參數調整和性能優化。這個實驗讓我深刻體會到，自主實驗不僅僅是搭建電路，更重要的是理解控製係統的設計思路和調試過程。這本書的實驗設計，更像是一係列精心策劃的“技術挑戰”，能夠有效地激發讀者的學習興趣和解決問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書最大的吸引力在於它對於“自主”和“創新”的強調。在如今信息爆炸的時代，能夠主動學習和獨立解決問題變得尤為重要，而這本書正是朝著這個方嚮引導讀者。它不僅僅是一本實驗手冊，更像是一位經驗豐富的導師，在引導你進行探索。NI myDAQ這一平颱的引入，更是為自主實驗提供瞭強大的支撐，它能夠讓讀者擺脫傳統實驗設備的束縛，更加靈活地進行電路設計和調試。書中提齣的許多實驗項目，都具有一定的挑戰性，能夠激發讀者的好奇心和求知欲。我特彆被書中關於“機器人控製”和“物聯網傳感器網絡”的設計思路所吸引，這些項目不僅需要紮實的電路知識，還需要一定的編程能力和係統集成能力。通過完成這些項目，讀者能夠培養齣綜閤運用知識解決復雜問題的能力，這對於未來的學習和工作都將大有裨益。這本書的價值，在於它能夠點燃讀者的學習熱情，培養他們的創新精神，讓他們在電子實驗的海洋中，勇敢地探索屬於自己的航道。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大方，透露齣一種嚴謹而不失活力的學術氣息。當我第一次翻開它，就被書中豐富的內容深深吸引。雖然我不是電子工程領域的專傢，但書中的圖文並茂的講解方式，讓我這個初學者也能大緻理解其核心概念。尤其是在介紹NI myDAQ這一實驗平颱時，作者花瞭相當多的篇幅去闡述它的硬件構成、連接方式以及軟件操作流程，這對於像我這樣希望從零開始接觸實驗的朋友來說，無疑是一份寶貴的入門指南。書中還詳細介紹瞭如何利用NI myDAQ搭建各種基礎電路，例如電阻、電容、電感的串並聯電路，以及一些簡單的信號發生和測量電路。每一個實驗都配有詳細的步驟說明、電路圖示以及預期的實驗結果分析，這使得讀者在動手實踐的過程中，能夠有條不紊地進行，並且在遇到問題時，能夠及時找到解決方案。我尤其欣賞書中對於實驗數據處理和分析部分的闡述，它不僅教我們如何記錄數據，更引導我們如何從數據中提取有用的信息，並進行閤理的解釋，這對於培養科學思維和嚴謹的實驗態度至關重要。總而言之，這本書為我打開瞭自主電路實驗的大門，讓我對電子世界的探索充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度和廣度都令人印象深刻。作者在講解基礎概念時，並沒有停留在淺嘗輒止的層麵，而是深入挖掘瞭背後的原理和細節。比如，在討論信號處理方麵，書中不僅介紹瞭基本的信號類型和變換，還涉及瞭一些更高級的概念，如傅裏葉變換的應用，以及數字濾波器的設計。這些內容對於想要深入理解電路工作原理的讀者來說，是非常有價值的。同時，這本書在實驗設計上也展現瞭其獨特性。它鼓勵讀者進行“自主”的探索，而不是簡單地照搬步驟。書中會設置一些開放性的問題，引導讀者去思考如何調整參數、如何設計更優的方案，甚至是如何利用NI myDAQ來實現一些更具創造性的應用。我特彆喜歡其中關於“智能傢居”和“環境監測”的章節，這些實驗將電路知識與實際生活中的應用緊密結閤，讓讀者能夠看到電子技術如何改變我們的生活。通過這些實驗，我不僅學習到瞭搭建電路的技能，更培養瞭從實際需求齣發，利用電子技術解決問題的能力。這本書的價值，在於它不僅僅傳授知識，更重要的是啓發思考，培養創造力。