電路與電子技術(shù)實驗及Multisim仿真

定位明確——該實驗教材是配合電氣工程、控制科學(xué)與工程、信息與通信工程等學(xué)科和參照高等院校電類相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)“電路”“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電路”等基礎(chǔ)課程的實驗教學(xué)要求而編寫的。

內(nèi)容豐富——以Multisim 13、電路測試與實驗、電子測試與實驗和電子技術(shù)實驗為主要部分， 還包含了學(xué)生實驗守則、實驗報告書寫要求及常用集成塊外管腳排列圖等。

適應(yīng)面廣——可作為高等院校本科電氣工程類、信息類和工程專科電氣類、電子類等專業(yè)的電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗教材，也可作為電子愛好者的學(xué)習(xí)參考工具書。

注重應(yīng)用——在保證進行基本實驗操作的基礎(chǔ)上，注重加強設(shè)計性綜合應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力、計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)，將部分實驗內(nèi)容與應(yīng)用計算機技術(shù)分析仿真結(jié)合起來。

伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電路與電子技術(shù)實驗課程的知識體系和教學(xué)理念也在悄然轉(zhuǎn)變，開始提倡注重培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計性綜合應(yīng)用能力、計算機應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。電學(xué)實驗教學(xué)更應(yīng)該是以驗證性實驗為基礎(chǔ)，設(shè)計性實驗為提高，創(chuàng)新性實驗為延伸。在實驗課程的組織上要充分體現(xiàn)實驗教學(xué)與培養(yǎng)能力相結(jié)合，實驗教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合，基礎(chǔ)理論與新技術(shù)相結(jié)合，課內(nèi)教學(xué)與課外實踐結(jié)合。

本實驗教材是配合自動化、電氣工程、電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程與通信工程和其他相近學(xué)科的“電路測試與實驗”“電子測試與實驗”“電子技術(shù)與實驗”等獨立開設(shè)的實驗課程而編寫的。遵循教學(xué)規(guī)律，按照由淺入深、循序漸進的學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)原則，分層次安排實驗內(nèi)容，逐步加深，既相互獨立，又相互聯(lián)系，可根據(jù)不同專業(yè)教學(xué)需要、課時要求、培養(yǎng)目標進行內(nèi)容取舍和組合，構(gòu)建出不同的實驗教學(xué)模塊。本書編寫既力爭切合學(xué)生學(xué)習(xí)的實際情況，又結(jié)合具體實驗條件，使實驗內(nèi)容得以實現(xiàn)。保證學(xué)生掌握基本電子電路實驗原理，掌握電路性能參數(shù)的調(diào)試、測試方法和故障分析排除等基本能力；培養(yǎng)學(xué)生既具有基本的電子電路組裝調(diào)試能力，又有初步的綜合分析和設(shè)計電路的能力。

本書編寫的指導(dǎo)思想是：

1．電路的計算機仿真能力是電類專業(yè)學(xué)生就業(yè)的重要技能之一，但因總學(xué)時有限，通常只開設(shè)幾個仿真實驗供學(xué)生了解。本書第1部分對Multisim 13仿真軟件作了較詳細的介紹，方便學(xué)生深入學(xué)習(xí)電路仿真軟件。

2．基礎(chǔ)實驗教學(xué)重點放在基本技能訓(xùn)練上。基礎(chǔ)實驗教學(xué)以技能培養(yǎng)作為主線組織教學(xué)。因此本教材第2、3部分的基礎(chǔ)實驗均列出了較詳細的實驗原理、實驗步驟，同時在第2部分還介紹了常用元器件的識別、常用儀器使用和故障的調(diào)試與排除等實驗基礎(chǔ)知識。

3．為適應(yīng)不同學(xué)校對實驗課的不同要求，本教材實驗都附有實驗原理、參考電路和思考題，學(xué)生可通過自學(xué)實驗原理后，自行完成實驗。學(xué)生在完成Multisim 13仿真軟件學(xué)習(xí)后，部分實驗的軟件測試部分可安排為預(yù)習(xí)實驗部分。

4．為加強設(shè)計性綜合應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，第4部分的實驗按設(shè)計要求和設(shè)計思路與參考電路兩部分來安排，教學(xué)時也可安排學(xué)生分組討論、自行設(shè)計實驗方案。

5．實驗過程中故障產(chǎn)生的原因較多，情況也較復(fù)雜。本書第2部分雖做了簡要介紹，但指導(dǎo)教師應(yīng)抓住實驗中典型故障，由教師或?qū)W生向全班現(xiàn)場講解故障現(xiàn)象及其消除方法，引導(dǎo)學(xué)生進行思考，以提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

全書分為四個部分：

第1部分：Multisim 13。對Multisim 13仿真軟件的基本操作、元件儀表庫及分析處理功能進行較詳細介紹，以便學(xué)生課外自學(xué)。

第2部分：電路測試與實驗。包含常用元器件識別、基本測試技術(shù)等實驗基礎(chǔ)知識及“電路”課程的基礎(chǔ)實驗。

第3部分：電子測試與實驗。包含模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗和數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)實驗。

第4部分：電子技術(shù)實驗。此部分主要是綜合設(shè)計類實驗。

附錄包含了電學(xué)基礎(chǔ)實驗課的作用、學(xué)生實驗守則、實驗報告書寫要求及常用集成塊外管腳排列圖。

本教材按總學(xué)時80～110學(xué)時左右編寫。各學(xué)校可根據(jù)教學(xué)條件和不同的教學(xué)基本要求靈活安排。建議第1部分安排學(xué)生自學(xué)；第2～4部分可分三學(xué)期完成，其中第1個學(xué)期完成常用元件識別、儀器使用和電路基礎(chǔ)實驗（12個實驗項目可選，建議安排32學(xué)時）；第2個學(xué)期完成模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗及數(shù)字電路基礎(chǔ)實驗（19個實驗項目可選，建議安排48學(xué)時）；第3個學(xué)期完成電子技術(shù)實驗（9個實驗項目可選，建議安排30學(xué)時）。第2、3部分的基礎(chǔ)實驗項目約2～3學(xué)時，第4部分的綜合設(shè)計性實驗項目通過課堂的討論和方案論證后，學(xué)生利用課余時間自主完成或者利用課程設(shè)計完成。

本教材的編寫由武漢輕工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院胡淑均、周天慶、戴哲轉(zhuǎn)、夏秋華四位老師共同完成，其中第1～4章由胡淑均副教授編寫，第5章由戴哲轉(zhuǎn)老師編寫，第6～7章由周天慶老師編寫，第8章由夏秋華老師編寫，附錄由戴哲轉(zhuǎn)和夏秋華老師共同完成。教材的編寫得到了武漢輕工大學(xué)教務(wù)處長徐偉民教授、電氣與電子工程學(xué)院院長周龍教授及電氣與電子工程學(xué)院多位領(lǐng)導(dǎo)和同事的關(guān)心與大力支持。張雙德教授、常曉萍、張玉姣等老師也對初稿進行了認真審閱，提出了許多寶貴的意見和修改建議，在此一并致謝！

電子技術(shù)日新月異，教學(xué)改革任重道遠。作為湖北省電工電子實驗教學(xué)示范中心，多年來我們雖然在電路及電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗改革中做了一些工作，但和要求相比，還有很大差距。由于水平有限，書中難免有錯誤和不妥之處，懇請讀者批評指正。

編 者

2016年6月

第1部分 Multisim 13

第1章 Multisim 13概述與基本操作 1
1.1 Multisim 13概述 1
1.2 Multisim基本操作 2
1.2.1 Multisim界面導(dǎo)論 2
1.2.2 Multisim操作介紹 7
第2章 Multisim元件庫與儀表庫 23
2.1 Multisim元件庫 23
2.2 Multisim儀表庫 33
2.2.1 數(shù)字萬用表 34
2.2.2 函數(shù)信號發(fā)生器 34
2.2.3 瓦特表 35
2.2.4 示波器 36
2.2.5 波特圖圖示儀 37
2.2.6 字信號發(fā)生器 38
2.2.7 邏輯分析儀 40
2.2.8 邏輯轉(zhuǎn)換儀 41
2.2.9 失真度分析儀 43
2.2.10 頻譜分析儀 44
2.2.11 網(wǎng)絡(luò)分析儀 45
第3章 Multisim 13分析與處理功能 48
3.1 Multisim 13基本分析功能 48
3.1.1 直流工作點分析 48
3.1.2 交流分析 52
3.1.3 瞬態(tài)分析 53
3.1.4 傅里葉分析 55
3.1.5 噪聲分析 57
3.1.6 失真分析 58
3.2 Multisim 13高級分析功能 59
3.2.1 直流掃描分析 59
3.2.2 靈敏度分析 60
3.2.3 參數(shù)掃描分析 62
3.2.4 溫度掃描分析 63
3.2.5 零點與極點分析 63
3.2.6 傳遞函數(shù)分析 64
3.2.7 最壞情況分析 66
3.2.8 蒙特卡羅分析 69
3.2.9 批處理分析 71
3.2.10 用戶自定義分析 71
3.2.11 射頻分析 72
3.3 Multisim 13的處理功能 73
3.3.1 分析仿真圖標顯示窗口 73
3.3.2 后處理器 78
3.3.3 報告功能 80
3.3.4 傳輸功能 80

第2部分 電路測試與實驗

第4章 電類實驗基礎(chǔ)知識 82
4.1 常用元件的識別 82
4.1.1 電阻、電容、電感的識別與簡單測試 82
4.1.2 二極管、三極管的識別與簡單測試 91
4.1.3 集成電路的識別 94
4.2 基本測試技術(shù) 98
4.2.1 電壓的測量 98
4.2.2 常用電子儀器在測量中的應(yīng)用 100
4.2.3 故障的調(diào)試與排除 104
第5章 電路基礎(chǔ)實驗 108
5.1 電阻元件的伏安特性測試 108
5.1.1 實驗?zāi)康?108
5.1.2 實驗原理 108
5.1.3 實驗儀器 109
5.1.4 實驗內(nèi)容 109
5.1.5 實驗注意事項 110
5.1.6 軟件測試內(nèi)容 110
5.1.7 實驗報告要求 110
5.2 電源的伏安特性測試 111
5.2.1 實驗?zāi)康?111
5.2.2 實驗原理 111
5.2.3 實驗儀器 114
5.2.4 實驗內(nèi)容 114
5.2.5 實驗注意事項 115
5.2.6 軟件測試內(nèi)容 116
5.2.7 實驗報告要求 116
5.3 疊加定理 117
5.3.1 實驗?zāi)康?117
5.3.2 實驗原理 117
5.3.3 實驗儀器 117
5.3.4 實驗內(nèi)容 117
5.3.5 實驗注意事項 118
5.3.6 軟件測試內(nèi)容 118
5.3.7 實驗報告要求 119
5.4 戴維寧定理 119
5.4.1 實驗?zāi)康?119
5.4.2 實驗原理 120
5.4.3 實驗儀器 120
5.4.4 實驗內(nèi)容 121
5.4.5 實驗報告要求 121
5.5 示波器法測試元件的伏安特性 122
5.5.1 實驗?zāi)康?122
5.5.2 實驗原理 122
5.5.3 實驗儀器 122
5.5.4 實驗內(nèi)容 123
5.5.5 實驗注意事項 124
5.5.6 實驗報告要求 124
5.6 一階RC電路研究 124
5.6.1 實驗?zāi)康?124
5.6.2 實驗原理 124
5.6.3 實驗儀器 125
5.6.4 實驗內(nèi)容 125
5.6.5 實驗注意事項 125
5.6.6 軟件測試內(nèi)容 126
5.6.7 實驗報告要求 127
5.7 二階RLC電路研究 127
5.7.1 實驗?zāi)康?127
5.7.2 實驗原理 127
5.7.3 實驗儀器 129
5.7.4 實驗內(nèi)容 129
5.7.5 實驗注意事項 130
5.7.6 軟件測試內(nèi)容 130
5.7.7 實驗報告要求 131
5.8 負阻抗變換器的測試 131
5.8.1 實驗?zāi)康?131
5.8.2 實驗原理 131
5.8.3 實驗儀器 132
5.8.4 實驗內(nèi)容 132
5.8.5 實驗注意事項 132
5.8.6 實驗報告要求 132
5.9 功率因數(shù)的提高 132
5.9.1 實驗?zāi)康?132
5.9.2 實驗原理 133
5.9.3 實驗儀器 133
5.9.4 實驗內(nèi)容 134
5.9.5 實驗注意事項 134
5.9.6 實驗報告要求 135
5.10 三相電路的電壓、電流和功率的測量 136
5.10.1 實驗?zāi)康?136
5.10.2 實驗原理 136
5.10.3 實驗儀器 137
5.10.4 實驗內(nèi)容 137
5.10.5 實驗注意事項 138
5.10.6 實驗報告要求 138
5.11 交流電路等效參數(shù)的測定 139
5.11.1 實驗?zāi)康?139
5.11.2 實驗原理 139
5.11.3 實驗儀器 140
5.11.4 實驗內(nèi)容 140
5.11.5 實驗注意事項 141
5.11.6 實驗報告要求 141
5.12 三相異步電動機 142
5.12.1 實驗?zāi)康?142
5.12.2 實驗原理 142
5.12.3 實驗儀器 143
5.12.4 實驗內(nèi)容 143
5.12.5 實驗注意事項 143
5.12.6 實驗報告要求 144

第3部分 電子測試與實驗

第6章 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗 146
6.1 整流濾波與并聯(lián)穩(wěn)壓電路 146
6.1.1 實驗?zāi)康?146
6.1.2 實驗原理 146
6.1.3 實驗儀器 147
6.1.4 實驗內(nèi)容 147
6.1.5 實驗注意事項 147
6.1.6 實驗報告要求 147
6.2 單級共射放大電路 147
6.2.1 實驗?zāi)康?147
6.2.2 實驗原理 147
6.2.3 實驗儀器 149
6.2.4 實驗內(nèi)容 149
6.2.5 實驗注意事項 150
6.2.6 軟件測試內(nèi)容 150
6.2.7 實驗報告要求 153
6.3 單級放大電路的設(shè)計 153
6.3.1 設(shè)計任務(wù) 153
6.3.2 設(shè)計要求 153
6.3.3 實驗報告要求 153
6.4 共射-共集放大電路 154
6.4.1 實驗?zāi)康?154
6.4.2 實驗原理 154
6.4.3 實驗儀器 155
6.4.4 實驗內(nèi)容 155
6.4.5 實驗注意事項 156
6.4.6 軟件測試內(nèi)容 156
6.4.7 實驗報告要求 157
6.5 負反饋放大電路 157
6.5.1 實驗?zāi)康?157
6.5.2 實驗原理 157
6.5.3 實驗儀器 159
6.5.4 實驗內(nèi)容 159
6.5.5 實驗注意事項 160
6.5.6 軟件測試內(nèi)容 160
6.5.7 實驗報告要求 160
6.6 基本運算電路 161
6.6.1 實驗?zāi)康?161
6.6.2 實驗原理 161
6.6.3 實驗儀器 163
6.6.4 實驗內(nèi)容 163
6.6.5 實驗注意事項 164
6.6.6 實驗報告要求 164
6.7 有源濾波電路 164
6.7.1 實驗?zāi)康?164
6.7.2 實驗原理 164
6.7.3 實驗儀器 166
6.7.4 實驗內(nèi)容 166
6.7.5 實驗注意事項 166
6.7.6 軟件測試內(nèi)容 166
6.7.7 實驗報告要求 169
6.8 正弦波振蕩電路 169
6.8.1 實驗?zāi)康?169
6.8.2 實驗原理 169
6.8.3 實驗儀器 170
6.8.4 實驗內(nèi)容 170
6.8.5 實驗注意事項 170
6.8.6 實驗報告要求 170
6.9 集成功率放大器 170
6.9.1 實驗?zāi)康?170
6.9.2 實驗原理 171
6.9.3 實驗儀器 171
6.9.4 實驗內(nèi)容 171
6.9.5 實驗報告要求 171
第7章 數(shù)字電路基礎(chǔ)實驗 172
7.1 門電路邏輯功能測試 172
7.1.1 實驗?zāi)康?172
7.1.2 實驗元件 172
7.1.3 實驗內(nèi)容 172
7.1.4 實驗注意事項 173
7.1.5 軟件測試內(nèi)容 173
7.1.6 實驗報告要求 174
7.2 用SSI構(gòu)成的組合邏輯電路的設(shè)計 174
7.2.1 實驗?zāi)康?174
7.2.2 實驗原理 174
7.2.3 實驗元件 175
7.2.4 實驗內(nèi)容 175
7.2.5 實驗注意事項 176
7.2.6 實驗報告要求 176
7.3 集成觸發(fā)器 176
7.3.1 實驗?zāi)康?176
7.3.2 實驗原理 176
7.3.3 實驗元件 177
7.3.4 實驗內(nèi)容 177
7.3.5 實驗注意事項 177
7.3.6 實驗報告要求 177
7.4 計數(shù)器和寄存器 177
7.4.1 實驗?zāi)康?177
7.4.2 實驗原理 178
7.4.3 實驗元件 179
7.4.4 實驗內(nèi)容 179
7.4.5 實驗注意事項 179
7.4.6 實驗報告要求 180
7.5 555集成定時器及應(yīng)用 180
7.5.1 實驗?zāi)康?180
7.5.2 實驗原理 180
7.5.3 實驗元件 182
7.5.4 實驗內(nèi)容 182
7.5.5 實驗注意事項 183
7.5.6 實驗報告要求 183
7.6 譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器 183
7.6.1 實驗?zāi)康?183
7.6.2 實驗原理 183
7.6.3 實驗元件 183
7.6.4 實驗內(nèi)容 183
7.6.5 實驗報告要求 186
7.7 四人搶答電路 186
7.7.1 實驗?zāi)康?186
7.7.2 實驗元件 186
7.7.3 實驗內(nèi)容 186
7.7.4 實驗報告要求 187
7.8 八彩燈循環(huán)電路 187
7.8.1 實驗要求 187
7.8.2 實驗參考電路 187
7.8.3 實驗報告要求 187
7.9 模M的十進制加/減可逆計數(shù)器設(shè)計 187
7.9.1 實驗?zāi)康?187
7.9.2 實驗要求 188
7.9.3 設(shè)計思路 188
7.9.4 實驗報告要求 189
7.10 比賽用換人電子顯示板 190
7.10.1 設(shè)計要求 190
7.10.2 設(shè)計原理 190
7.10.3 實驗參考電路 191

第4部分 電子技術(shù)實驗

第8章 電子技術(shù)實驗 193
8.1 壓控振蕩電路 193
8.1.1 設(shè)計要求 193
8.1.2 設(shè)計思路與參考電路 193
8.2 樓道聲光控制照明電路 194
8.2.1 設(shè)計要求 194
8.2.2 設(shè)計思路與參考電路 194
8.3 心電信號放大電路 196
8.3.1 設(shè)計要求 196
8.3.2 設(shè)計思路與參考電路 196
8.4 紅外通信收發(fā)電路設(shè)計 201
8.4.1 設(shè)計要求 201
8.4.2 設(shè)計思路 201
8.5 簡易數(shù)控直流電源 203
8.5.1 設(shè)計要求 203
8.5.2 設(shè)計思路與參考電路 204
8.6 簡易數(shù)字頻率計 207
8.6.1 設(shè)計要求 207
8.6.2 設(shè)計思路與參考電路 207
8.7 低頻數(shù)字式相位測量儀 211
8.7.1 設(shè)計要求 211
8.7.2 設(shè)計思路與參考電路 212
8.8 數(shù)字鐘電路 215
8.8.1 設(shè)計要求 215
8.8.2 設(shè)計思路與參考電路 215
8.9 擴音機電路 221
8.9.1 設(shè)計要求 221
8.9.2 設(shè)計思路與參考電路 221
附錄1 226
附錄2 228
參考文獻 236

1. 信息技術(shù)基礎(chǔ)（麒麟操作系統(tǒng)+WPS Office） [主編　芮雪　蔣莉　王亮亮]
2. Office高級應(yīng)用項目式教程（第2版） [主編 李觀金 張倩文 黎夏克 ]
3. 巧用翻譯學(xué)英語：英漢互譯500例 [王學(xué)文 著]
4. 高等教育多維評價體系構(gòu)建與高質(zhì)量發(fā)展研究 [張妍 著]
5. 系統(tǒng)規(guī)劃與管理師章節(jié)習(xí)題與考點特訓(xùn)（第二版） [主編 薛大龍]
6. 計算機操作系統(tǒng)實踐指導(dǎo)（openEuler版） [主編 秦光 曾陳萍 岳付強]
7. 信息系統(tǒng)管理工程師真題及模考卷精析（適用機考） [主 編 薛大龍 程 剛 上官緒]
8. 航海類院校體育教育教學(xué)研究 [張利超 李寧 著]
9. 新時代背景下我國職業(yè)教育產(chǎn)教融合長效機制建設(shè)研究 [王玉賢 著]
10. 電路分析 [主編 李飛 毛先柏]
11. 信息系統(tǒng)管理工程師（適用第2版大綱）一站通關(guān) [指尖瘋　編著]
12. 傳統(tǒng)山水畫論解讀與實踐 [陳鈉 著]
13. 網(wǎng)絡(luò)工程師備考一本通（適配第6版考綱） [夏杰 編著]
14. 陳孝云的職教理想與情懷 [祝吉太 江傳瑞 張義廷 著]
15. 地方本科院校電子信息學(xué)科課程思政案例集 [王甫]
16. Excel數(shù)據(jù)處理與分析（第二版） [主編 張志明 鄒 蕾]
17. 網(wǎng)絡(luò)工程師5天修煉（適配第6版考綱） [主編　朱小平 施游]
18. 倉儲管理實務(wù)（第二版） [周寧武 編著]
19. 基于AE與C#的地理信息系統(tǒng)二次開發(fā) [李小根 賈艷昌 喬翠平 姜彤 ]
20. 2023年長沙市文化和旅游業(yè)發(fā)展報告 [主編 陳莉]
21. 舞臺化妝造型設(shè)計 [主編 劉思彤 張 濤 張憶雨]
22. 產(chǎn)教融合視角高校體育專業(yè)實踐教學(xué)體系構(gòu)建研究 [楊柳青 葉華兵 著]
23. 知識圖譜及應(yīng)用案例 [張善文 黃文準 于長青 陳明淑]
24. Python程序設(shè)計案例教程（微課版） [主編　石利平　田輝平　余以勝]
25. 皓月繁星：青少年兒童心理成長手冊 [主　編　林贊歌 副主編　杜志南]
26. 材料力學(xué) [章寶華 趙新勝 徐斌]
27. 系統(tǒng)集成項目管理工程師考試32小時通關(guān)（第3版） [主編　薛大龍 副主編　上官緒陽]
28. 軟考論文高分特訓(xùn)與范文10篇——系統(tǒng)分析師（第二版） [薛大龍 鄒月平 施游]
29. 黃河海勃灣水利樞紐防凌安全運行 [王戰(zhàn)領(lǐng) 王叢發(fā) 范瑜彬 著]
30. 大學(xué)生心理健康教育 [方雄 著]