本書是普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材、教育部高等學(xué)校電工電子基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)推薦教材、新工科系列規(guī)劃教材,本書也是浙江大學(xué)MOOC課程教材。 本書共分6章,包含了電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、繼電接觸控制等理論的基本內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,包括電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、常用儀器儀表與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、Multisim仿真基礎(chǔ)、Verilog HDL基礎(chǔ)及Vivado設(shè)計(jì)工具使用、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)等章節(jié)。本書編寫力求理論聯(lián)系實(shí)際,敘述上由淺入深、通俗易懂;編排上循序漸進(jìn)、融會(huì)貫通。本書實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方法既方便課堂教學(xué),也適合學(xué)生自主性和開放性實(shí)驗(yàn)使用。 本書配套齊全的教輔資料,包括:微課視頻、實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作視頻、電子課件、實(shí)驗(yàn)設(shè)備說明書等。
孫暉,浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院電工電子基礎(chǔ)教學(xué)中心副主任,工學(xué)博士,副教授,2020年入選浙江大學(xué)卓越教學(xué)崗,是國家級(jí)一流本科課程“信號(hào)分析與處理”和“電工電子學(xué)”課程骨干教師。主編教材4部,主持國家級(jí)教改項(xiàng)目2項(xiàng)、省級(jí)教改項(xiàng)目2項(xiàng),發(fā)表論文40余篇。曾獲全國高校電工電子基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例設(shè)計(jì)競(jìng)賽全國一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)、浙江省高校青年教師教學(xué)技能比賽優(yōu)秀獎(jiǎng)、浙江大學(xué)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)。
目 錄
第一篇 電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)
第1章 電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí) 1
1.1 學(xué)習(xí)目的和實(shí)驗(yàn)任務(wù) 1
1.2 課程基本要求 1
1.3 課程學(xué)習(xí)方法與步驟 2
1.3.1 實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí) 2
1.3.2 實(shí)驗(yàn)操作 2
1.3.3 實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫 3
1.3.4 排除故障的基本方法 4
1.4 課外實(shí)踐 5
1.5 安全用電 5
1.6 常用電子元器件認(rèn)識(shí) 6
1.6.1 電阻器 6
1.6.2 電容器 9
1.6.3 電感器 11
第2章 常用儀器儀表與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 13
2.1 概述 13
2.2 直流電源 13
2.3 萬用表 13
2.4 示波器 14
2.5 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 14
2.6 電工電子綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái) 15
2.7 模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱 15
2.8 數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱 15
2.9 可編程控制器 15
2.10 課外實(shí)踐套件 16
2.10.1 硬件描述 16
2.10.2 配套軟件 19
2.10.3 應(yīng)用實(shí)例 24
2.11 Basys3數(shù)字電路教學(xué)開發(fā)板套件 27
2.11.1 Basys3概述 27
2.11.2 主要硬件構(gòu)成 27
第3章 Multisim仿真基礎(chǔ) 33
3.1 概述 33
3.2 Multisim的基本界面 33
3.2.1 菜單欄 34
3.2.2 工具欄 34
3.2.3 常用虛擬儀器介紹 37
3.3 Multisim的基本操作 41
3.3.1 電路板總體設(shè)計(jì)流程 41
3.3.2 建立電路 42
3.3.3 電路仿真 49
3.4 Multisim的仿真實(shí)例 57
3.4.1 二極管伏安特性曲線測(cè)量 57
3.4.2 三相交流電路 58
3.4.3 晶體管共射放大電路 62
第4章 Verilog HDL基礎(chǔ)及Vivado設(shè)計(jì)工具使用 66
4.1 數(shù)字電路EDA技術(shù) 66
4.1.1 EDA技術(shù)概述 66
4.1.2 FPGA技術(shù)概述 66
4.1.3 硬件描述語言 67
4.1.4 FPGA開發(fā)工具 67
4.2 Verilog HDL程序結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵字 67
4.3 模塊 68
4.3.1 模塊結(jié)構(gòu) 68
4.3.2 模塊的描述方式 71
4.3.3 模塊測(cè)試 72
4.4 Verilog HDL語法 73
4.4.1 標(biāo)識(shí)符 73
4.4.2 注釋 73
4.4.3 常量與變量 73
4.4.4 運(yùn)算符與表達(dá)式 76
4.4.5 非阻塞賦值與阻塞賦值 80
4.4.6 條件語句與循環(huán)語句 81
4.5 Vivado設(shè)計(jì)套件簡(jiǎn)介 84
4.5.1 Vivado設(shè)計(jì)套件概述 84
4.5.2 Vivado設(shè)計(jì)流程 84
4.5.3 Vivado窗口界面 85
4.5.4 Vivado軟件設(shè)計(jì)實(shí)例 88
第二篇 電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
第5章 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 101
5.1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)1 基本電量測(cè)量與測(cè)量方法誤差 101
5.2 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)2 電路元件伏安特性與電源外特性測(cè)量 106
5.3 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)3 疊加定理和等效電源定理驗(yàn)證 110
5.4 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)4 單相交流電路特性及功率因數(shù)提高 114
5.5 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)5 三相交流電路 117
5.6 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)6 電路頻率特性的研究 121
5.7 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)7 一階RC電路的瞬態(tài)分析 125
5.8 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)8 晶體管共射放大電路 130
5.9 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)9 放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定性研究 135
5.10 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)10 門電路和組合邏輯電路 138
5.11 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)11 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路 144
5.12 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)12 計(jì)數(shù)、譯碼和顯示 148
5.13 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)13 門電路和組合邏輯電路—基于Basys3 152
5.14 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)14 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路—基于Basys3 157
5.15 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)15 計(jì)數(shù)、譯碼和顯示—基于Basys3 161
5.16 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)16 模擬信號(hào)運(yùn)算電路 165
5.17 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)17 比較器、波形發(fā)生及脈寬調(diào)制電路 168
5.18 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)18 低頻功率放大電路 173
5.19 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)19 波形振蕩電路 176
5.20 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)20 集成定時(shí)器及其應(yīng)用 179
5.21 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)21 有源濾波器 184
5.22 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)22 直流穩(wěn)壓電源 188
5.23 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)23 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)及運(yùn)動(dòng)控制(Ⅰ) 193
5.24 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)24 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)及運(yùn)動(dòng)控制(Ⅱ) 196
5.25 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)25 可編程控制器基本編程(Ⅰ) 200
5.26 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)26 可編程控制器基本編程(Ⅱ) 211
第6章 綜合實(shí)驗(yàn) 214
6.1 綜合實(shí)驗(yàn)1 溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 214
6.2 綜合實(shí)驗(yàn)2 薄膜壓力傳感器信號(hào)獲取與應(yīng)用 218
6.3 綜合實(shí)驗(yàn)3 音響放大器 224
6.4 綜合實(shí)驗(yàn)5 直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制、測(cè)量和顯示系統(tǒng) 231
6.5 綜合實(shí)驗(yàn)6 電動(dòng)氣壓止血帶設(shè)計(jì) 235
6.6 綜合實(shí)驗(yàn)7 三層立體停車庫的PLC控制 239
參考文獻(xiàn) 246