本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材、教育部高等学校电工电子基础课程教学指导委员会推荐教材、新工科系列规划教材,本书也是浙江大学MOOC课程教材。 本书共分6章,包含了电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、继电接触控制等理论的基本内容和实验验证,包括电工电子学实验基础知识、常用仪器仪表与实验系统、Multisim仿真基础、Verilog HDL基础及Vivado设计工具使用、基础实验和综合实验等章节。本书编写力求理论联系实际,叙述上由浅入深、通俗易懂;编排上循序渐进、融会贯通。本书实验内容及实验方法既方便课堂教学,也适合学生自主性和开放性实验使用。 本书配套齐全的教辅资料,包括:微课视频、实验设备操作视频、电子课件、实验设备说明书等。
孙晖,浙江大学电气工程学院电工电子基础教学中心副主任,工学博士,副教授,2020年入选浙江大学卓越教学岗,是国家级一流本科课程“信号分析与处理”和“电工电子学”课程骨干教师。主编教材4部,主持国家级教改项目2项、省级教改项目2项,发表论文40余篇。曾获全国高校电工电子基础课程实验教学案例设计竞赛全国一等奖和二等奖、浙江省高校青年教师教学技能比赛优秀奖、浙江大学教学成果一等奖和二等奖。
目 录
第一篇 电工电子学实验基础
第1章 电工电子学实验基础知识 1
1.1 学习目的和实验任务 1
1.2 课程基本要求 1
1.3 课程学习方法与步骤 2
1.3.1 实验前预习 2
1.3.2 实验操作 2
1.3.3 实验报告的书写 3
1.3.4 排除故障的基本方法 4
1.4 课外实践 5
1.5 安全用电 5
1.6 常用电子元器件认识 6
1.6.1 电阻器 6
1.6.2 电容器 9
1.6.3 电感器 11
第2章 常用仪器仪表与实验系统 13
2.1 概述 13
2.2 直流电源 13
2.3 万用表 13
2.4 示波器 14
2.5 函数信号发生器 14
2.6 电工电子综合实验台 15
2.7 模拟电子技术实验箱 15
2.8 数字电子技术实验箱 15
2.9 可编程控制器 15
2.10 课外实践套件 16
2.10.1 硬件描述 16
2.10.2 配套软件 19
2.10.3 应用实例 24
2.11 Basys3数字电路教学开发板套件 27
2.11.1 Basys3概述 27
2.11.2 主要硬件构成 27
第3章 Multisim仿真基础 33
3.1 概述 33
3.2 Multisim的基本界面 33
3.2.1 菜单栏 34
3.2.2 工具栏 34
3.2.3 常用虚拟仪器介绍 37
3.3 Multisim的基本操作 41
3.3.1 电路板总体设计流程 41
3.3.2 建立电路 42
3.3.3 电路仿真 49
3.4 Multisim的仿真实例 57
3.4.1 二极管伏安特性曲线测量 57
3.4.2 三相交流电路 58
3.4.3 晶体管共射放大电路 62
第4章 Verilog HDL基础及Vivado设计工具使用 66
4.1 数字电路EDA技术 66
4.1.1 EDA技术概述 66
4.1.2 FPGA技术概述 66
4.1.3 硬件描述语言 67
4.1.4 FPGA开发工具 67
4.2 Verilog HDL程序结构与关键字 67
4.3 模块 68
4.3.1 模块结构 68
4.3.2 模块的描述方式 71
4.3.3 模块测试 72
4.4 Verilog HDL语法 73
4.4.1 标识符 73
4.4.2 注释 73
4.4.3 常量与变量 73
4.4.4 运算符与表达式 76
4.4.5 非阻塞赋值与阻塞赋值 80
4.4.6 条件语句与循环语句 81
4.5 Vivado设计套件简介 84
4.5.1 Vivado设计套件概述 84
4.5.2 Vivado设计流程 84
4.5.3 Vivado窗口界面 85
4.5.4 Vivado软件设计实例 88
第二篇 电工电子学实验项目
第5章 基础实验 101
5.1 基础实验1 基本电量测量与测量方法误差 101
5.2 基础实验2 电路元件伏安特性与电源外特性测量 106
5.3 基础实验3 叠加定理和等效电源定理验证 110
5.4 基础实验4 单相交流电路特性及功率因数提高 114
5.5 基础实验5 三相交流电路 117
5.6 基础实验6 电路频率特性的研究 121
5.7 基础实验7 一阶RC电路的瞬态分析 125
5.8 基础实验8 晶体管共射放大电路 130
5.9 基础实验9 放大电路静态工作点稳定性研究 135
5.10 基础实验10 门电路和组合逻辑电路 138
5.11 基础实验11 触发器和时序逻辑电路 144
5.12 基础实验12 计数、译码和显示 148
5.13 基础实验13 门电路和组合逻辑电路—基于Basys3 152
5.14 基础实验14 触发器和时序逻辑电路—基于Basys3 157
5.15 基础实验15 计数、译码和显示—基于Basys3 161
5.16 基础实验16 模拟信号运算电路 165
5.17 基础实验17 比较器、波形发生及脉宽调制电路 168
5.18 基础实验18 低频功率放大电路 173
5.19 基础实验19 波形振荡电路 176
5.20 基础实验20 集成定时器及其应用 179
5.21 基础实验21 有源滤波器 184
5.22 基础实验22 直流稳压电源 188
5.23 基础实验23 三相异步电动机的起动及运动控制(Ⅰ) 193
5.24 基础实验24 三相异步电动机的起动及运动控制(Ⅱ) 196
5.25 基础实验25 可编程控制器基本编程(Ⅰ) 200
5.26 基础实验26 可编程控制器基本编程(Ⅱ) 211
第6章 综合实验 214
6.1 综合实验1 温度监测系统 214
6.2 综合实验2 薄膜压力传感器信号获取与应用 218
6.3 综合实验3 音响放大器 224
6.4 综合实验5 直流电机转速控制、测量和显示系统 231
6.5 综合实验6 电动气压止血带设计 235
6.6 综合实验7 三层立体停车库的PLC控制 239
参考文献 246