《电子电路实验》是为适应电子电路实验教学改革的需要,在总结多年实验教学经验的基础上编写而成的实验教材。《电子电路实验》共分为9章,内容是:电子电路实验的基础知识、常用电子仪器的原理与使用、模拟电路基础型实验、数字电路基础型实验、电子电路的计算机辅助分析与设计、电子电路设计型实验、电子电路研究型实验、可编程逻辑器件及其应用、实验用电路元器件等。
《电子电路实验》安排了较多的实验题目,且每个实验题目包括较多的实验项目,其内容和难易程度基本上覆盖了不同层次的教学要求,任课教师可以根据实际情况灵活选用。为了适应不同类型实验课的需求,每个实验都附有实验原理、参考实验电路和思考题。
《电子电路实验》可作为高等学校电类本科和高等学校工程电类专科的电子电路实验的教材,也可作为从事电子技术工作的工程技术人员的参考书。

《电子电路实验》是为了适应电子技术的飞跃发展和培养高质量人才的需要,在清华大学出版社2004年出版的《电子技术实验》的基础上,总结多年的教学改革和实践经验编写而成的。考虑到《电子电路实验》是配合电子技术类与电子线路类课程中的模拟电路和数字电路两门理论课程的实验教材,故改名为《电子电路实验》。
电子电路实验的主要任务是培养学生的实践能力、研究与创新能力,因此要突出基本实验技能、科学实验方法的训练,突出电路设计与电路实现能力、使用计算机工具能力的培养,突出研究、探索和创新精神。为此,电子电路实验的课程体系与内容需要不断地改革。
《电子电路实验》在编写过程中,力图建立以培养能力和创新精神为目标的分层次的实验教学新体系,将主要实验教学内容分为基础型实验、设计型实验、研究型实验三个层次。注意将培养创新能力和研究性思维贯穿整个实验教学之中,包括大力开发研究型实验项目,增加研究型实验的比例,在基础型实验和设计型实验中尽可能增加研究的内容。努力做到以学生为本,为学生营造自主学习、自主研究的环境和氛围,使学生有多种选择的空间。同时,尽量以实验任务书来代替实验指导书,许多实验题目和实验项目一般只提出实验要求,由学生自己自主设计实验方案,设计实验电路,选定实验元器件、测试方法等,以便充分调动和发挥学生的积极性和主动性,使学生有独立思考的空间。
《电子电路实验》可作为一般电子电路实验和课程设计的教材。《电子电路实验》共分为9章。
第1章介绍电子电路实验的基础知识,包括电子电路实验的主要内容、过程与要求,实验测量误差,实验数据处理,基本电量和电子电路主要参数的测量方法,以及电子电路的安装、调试与故障排除方法等,为后面的实验打下基础。
电子仪器是观察物理现象,测量电子系统或电路性能的工具,了解常用电子仪器的基本原理,正确选择与使用电子仪器,掌握电路与系统的测试方法是进行电路实验和科学研究的基础,也是培养实验能力的重要内容。对于从事电子技术工作的科技人员来说,是必须具有的基本功,电子电路实验课程必须充分重视这一问题。因此,《电子电路实验》第2章专门介绍了常用电子仪器的原理、使用方法和电子网络主要性能指标的测试方法等,并安排专门的实验进行练习,且将此项训练作为基本要求贯穿整个实验教学过程中。
按照基础型实验、设计型实验和研究型实验来安排实验内容。《电子电路实验》的第3、4章分别安排了模拟电路和数字电路基础型实验。第6、7章分别安排了设计型实验和研究型实验。研究型实验是具有研究性和探索性的大型实验,需要较多的时间和较多的条件,第7章可作为课程设计或大型专题实验的教材或参考资料。
随着电子设计自动化程度的迅速提高和集成电路技术与工艺的迅速进步,电子系统已进入片上系统的阶段。使用计算机辅助分析和设计工具来分析与设计电路,已经成为电类本科生必须掌握的基础知识和**的基本能力。所以培养学生具有使用工具的习惯和能力是电子电路实验课程的另一项重要任务。《电子电路实验》的第5章,以典型软件OrCAD PSpice A/D 9为例,介绍PSpice软件的功能、使用方法,并通过电路实例和实验,使学生逐步掌握如何使用CAD工具进行电路分析与设计的基本方法,培养学生具有使用CAD工具的习惯和能力。
近年来,采用大规模可编程逻辑器件为电路载体,以硬件描述语言表达系统的逻辑关系,以微机和开发软件作为设计工具来设计数字系统已成为一种趋势。因此,《电子电路实验》的第8章简单介绍了大规模可编程逻辑器件(FPGA/CPLD)、硬件描述语言(VHDL)、软件开发工具等基础知识,并安排相应的实验,使学生受到基本训练,为今后使用可编程逻辑器件设计较复杂的数字系统打下较好的基础。
《电子电路实验》第9章为实验常用电路元器件,供查阅。
为了适应不同实验课的类型和不同实验学时的需求,《电子电路实验》安排了较多的实验题目,且每个实验题目包括较多的实验项目,其内容和难易程度基本上覆盖了不同层次的教学要求,为因材施教提供了基本素材,任课教师可以根据实际情况灵活选用。此外,每个实验都附有实验原理和思考题,有的还附有参考实验电路。多数学生可以通过自学或在教师的指导下,自行拟定实验步骤和测试方法,独立完成实验全过程。
参加《电子电路实验》编写工作的有高文焕(第1、2章及附录A)、张尊侨(第3、4、9章)、徐振英(第6、7章)、金平(第5章)、许忠信(第8章及附录B)等同志,高文焕同志为主编,负责《电子电路实验》的组织和定稿。
在编写过程中得到清华大学电工电子实验教学**许多同志的支持。在此,对以上所有给予支持、帮助和指导的同志致以衷心的感谢。
由于编者水平有限,书中难免有不妥和错误之处,敬请读者批评指正。
编者2007年12月于北京清华园

第1章电子电路实验的基础知识
1.1电子电路实验课的意义与要求
1.1.1电子电路实验在人才培养中的作用
1.1.2电子电路实验的主要内容与基本要求
1.2电子电路实验的一般过程和要求
1.3实验测量误差
1.3.1测量误差的来源与分类
1.3.2测量误差的表示方法
1.3.3误差的估计
1.3.4误差的消除方法
1.4实验数据处理
1.4.1测量读数的处理
1.4.2实验数据的处理方法
1.5常用基本电量和电路参数的测量方法
1.5.1电压的测量
1.5.2输入电阻与输出电阻的测量
1.5.3电压增益及频率特性的测量
1.6电子电路的安装、调试与故障排除方法
1.6.1电子电路的安装
1.6.2电子电路的调试
1.6.3电子电路的故障排除方法
第2章常用电子仪器的原理与使用
2.1电子示波器的原理与应用
2.1.1示波器的组成及显示波形的基本原理
2.1.2示波器电路的组成及工作原理
2.1.3电子示波器的主要技术指标和正确使用方法
2.1.4使用示波器测量电压、相位、时间与频率
2.2SS7804/7810型示波器的主要技术指标和使用方法
2.2.1SS7804型示波器的主要性能指标
2.2.2SS7804型示波器前面板各部件的作用及使用方法
2.2.3SS7810型示波器简介
2.2.4SS7804/7810型示波器的屏幕字符显示
2.2.5SS7804/7810型示波器的校准方法
2.2.6使用SS7804/7810型示波器测量电压、相位、时间和频率
2.3EE1642B1型函数信号发生器的原理与应用
2.3.1EE1642B1型函数信号发生器的组成及工作原理
2.3.2EE1642B1型函数信号发生器主要技术指标
2.3.3EE1642B1型函数信号发生器使用说明
2.3.4AFG310型任意函数波形发生器简介
2.4DH1718 E4型双路直流稳压电源简介
2.4.1概述
2.4.2电源的主要性能指标
2.4.3电源面板各部件的作用与使用方法
2.5GH4821型晶体管特性图示仪简介
2.5.1晶体管图示仪的基本原理
2.5.2GH4821型晶体管特性图示仪的主要技术指标
2.5.3GH4821型晶体管特性图示仪的面板各部件的作用与使用方法
2.6SA1030型数字频率特性测试仪的原理与应用
2.6.1概述
2.6.2SA1030型数字频率特性测试仪的组成及工作原理
2.6.3SA1030型数字频率特性测试仪的主要技术指标
2.6.4SA1030型数字频率特性测试仪的前面板简介
2.6.5SA1030型数字频率特性测试仪的菜单操作
2.6.6SA1030型数字频率特性测试仪的使用方法
2.7实验常用电子仪器的使用与二端口网路参数的测量方法
第3章模拟电路基础型实验
3.1实验1单管放大电路
3.2实验2多级放大电路
3.3实验3由集成运算放大器构成的负反馈放大电路
3.4实验4增益自动切换的电压放大电路
3.5实验5波形产生电路
3.6实验6RC有源滤波电路
3.7实验7函数信号发生器电路
3.8实验8集成功率放大电路
3.9实验9555定时器的应用
第4章数字电路基础型实验
4.1实验1与非门电路的测试
4.2实验2简单组合逻辑电路的设计
4.3实验3键盘输入电路的设计
4.4实验4计数器电路实验
4.5实验5定时控制电路的设计
4.6实验6交通指挥灯电路的设计
4.7实验7扫描显示电路的设计
4.8实验8误码测试仪电路的设计
第5章电子电路的计算机辅助分析与设计
5.1概述
5.1.1电路CAD技术及工具
5.1.2电子电路CAD工具PSpice软件简介
5.2OrCAD PSpice软件功能介绍

5.2.1电路基本特性的分析功能

5.2.2电路复杂特性的分析功能
5.3OrCAD PSpice的元器件及其模型参数
5.3.1OrCAD PSpice程序常用电路元器件
5.3.2OrCAD PSpice程序中常用半导体器件的模型参数
5.4使用 OrCAD Capture软件绘制电路图
5.4.1运行Capture软件
5.4.2绘制电路原理图
5.5OrCAD PSpice仿真分析
5.5.1OrCAD PSpice仿真分析的基本步骤
5.5.2OrCAD PSpice仿真分析的操作方法
5.6数字电路的仿真分析
5.6.1数字电路仿真分析的基本概念
5.6.2数字电路仿真实例
5.7数模混合电路的仿真分析
5.8电子电路的仿真实验
5.8.1教学目的与要求
5.8.2实验1单管共发射极放大电路
5.8.3实验2有源负载差动放大电路
5.8.4实验3多级放大电路
5.8.5实验4由集成运放组成的多谐振荡电路
5.8.6实验5直流稳压电源
5.8.7实验6两位全减器电路
5.8.8实验7十字路口交通信号灯控制电路
5.8.9实验8序列码产生电路
5.8.10实验9十六进制加法计数器
第6章电子电路设计型实验
6.1概述
6.1.1电子电路设计型实验的意义和教学目的
6.1.2设计型实验的主要教学环节
6.1.3电子电路设计中应注意的几个问题
6.2设计型实验的设计举例
6.2.1实验任务与要求
6.2.2设计分析与电路设计
6.2.3思考题
6.3实验1负反馈放大电路
6.4实验2产品分档电路的设计
6.5实验3压控波形发生器
6.6实验4密码锁电路
6.7实验5抢答电路的设计
6.8实验6彩灯电路的设计
6.9实验7流水线产品统计电路设计
6.10实验8A/D和D/A转换器应用电路设计
6.11实验9超声波遥控电路的设计
第7章电子电路研究型实验
7.1概述
7.1.1电子电路研究型实验的意义和教学目的
7.1.2电子系统电路的设计与实现
7.1.3实验的总结与交流答辩
7.2研究型实验的分析设计举例
7.2.1实验任务和要求
7.2.2方案研究与电路设计分析
7.2.3电路实际运行现象研究和电路改进
7.3实验1超声波测距系统的设计
7.4实验2超声波测速系统的设计
7.5实验3数字温度计的设计
7.6实验4量程自动切换的数字电压表的设计
7.7实验5简易频率特性测试电路的设计
7.8实验6半导体器件参数测量电路的设计
7.9实验7汽车踏板压力测量仪电路的设计
7.10实验8瓶装液体灌装机控制电路的设计
7.11实验9简易失真度测量电路的设计
7.12实验10简易低频频谱分析仪电路的设计
第8章可编程逻辑器件及其应用
8.1可编程逻辑器件FPGA/CPLD简介
8.1.1FPGA/CPLD的基本结构
8.1.2FPGA/CPLD器件
8.1.3FPGA/CPLD的开发工具
8.2VHDL基础
8.2.1VHDL的基本结构
8.2.2VHDL语言要素
8.2.3VHDL常用语句
8.2.4层次化设计
8.2.5结构体的三种描述方法
8.2.6VHDL设计范例
8.3可编程逻辑器件的开发工具QuartusII
8.3.1QuartusII基本设计流程
8.3.2QuartusII 设计示例
8.3.3LPM宏功能模块应用
8.3.4嵌入式逻辑分析仪SignalTapII的使用方法
8.4FPGA实验
8.4.1FPGA实验的一般过程与要求
8.4.2实验1多路选择器的设计
8.4.3实验21位十进制加减法运算器的设计
8.4.4实验3乘法器的设计
8.4.5实验4计数器的设计
8.4.6实验5时钟分频电路的设计
8.4.7实验6用状态机实现简单计算器
8.4.8实验7VGA显示控制器设计
8.4.9实验8PS/2键盘接口控制器设计
第9章实验用电路元器件
9.1常用电阻电容元件
9.1.1电阻器型号命名与识别方法
9.1.2电容器的型号命名与识别方法
9.2常用半导体器件
9.2.1常用半导体器件型号命名的**标准
9.2.2常用二极管的型号及性能
9.2.3常用三极管的型号及性能
9.3几种常用模拟集成电路简介
9.3.1μA741通用集成运算放大器
9.3.2LM318 高速集成运算放大器
9.3.3μA348四通用集成运算放大器
9.3.4μA324四通用单电源集成运算放大器
9.3.5OP07集成运算放大器
9.3.6LF347集成运算放大器
9.3.7电压比较器LM311
9.3.8音频功率放大器LM386
9.3.9音频功率放大器LM388
9.3.10音频功率放大器LA4102
9.3.11四象限相乘器MC1496
9.3.12CMOS模拟开关4052
9.3.13CMOS模拟开关4066
9.3.14555、556 定时器电路
9.3.15集成三端稳压器电路
9.4常用的数字集成电路简介
9.4.1几类常用数字集成电路的典型电参数
9.4.2常用的TTL数字集成电路功能及引脚图
9.4.3常用CMOS数字集成电路引脚图
9.5常用的显示器件
9.5.1发光二极管
9.5.2字码管
9.5.3发光二极管阵列显示器
9.6A/D与D/A变换电路
9.6.1A/D转换器ADC0804
9.6.2D/A转换器DAC0832
9.7存储器
9.7.1静态随机存取存储器(RAM)6116简介
9.7.2静态随机存取存储器(RAM)2114简介
9.8特殊器件
9.8.1发射/接收型超声波传感器
9.8.2光电耦合器
9.8.3压力传感器——应变式电阻传感器
9.8.4压电陶瓷蜂鸣片
附录A电子技术实验学习机
A.1概述
A.2学习机的组成
附录BGW48PK2 EDA/SOPC实验开发系统
B.1GW48实验系统的基本结构
B.2实验电路结构图
B.3GW48实验系统默认设置
参考文献
……