內容簡介
《電路原理實驗教程/普通高等教育“十二五”創新型規劃教材·電工電子實驗精品係列》共分4章,主要包括實驗的基本知識和方法、電路基礎實驗、電路綜閤實驗等內容。第1章介紹實驗的基本知識、基本方法和基本要求;第2介紹電路原理實驗中常用的元器件性能、參數和用途;第3章和第4章共有23個實驗項目,覆蓋瞭電路原理大部分知識點,可根據教學要求選擇。實驗項目按照由簡人繁、由易人難的認知規律,圍繞實驗目的詳細介紹實驗原理和測量方法,設計瞭具體的實驗內容和步驟,使學生逐步掌握實驗操作技能,積纍實踐經驗。
《電路原理實驗教程/普通高等教育“十二五”創新型規劃教材·電工電子實驗精品係列》可作為普通高等學校電氣、電子、通信和計算機等電類專業電子技術實驗和課程設計的教材或教學參考書,也可作為工程技術人員的參考用書。
內頁插圖
目錄
第1章 緒論
1.1 實驗課程的目的和意義
1.2 實驗課程的要求
1.3 電工測量概述
1.4 實驗數據的記錄和處理
1.5 實驗室安全注意事項
第2章 常用電子元器件
2.1 電阻器與電位器
2.2 電容器
2.3 電感器
第3章 電路基礎實驗
3.1 實驗一 元件特性的伏安測量法
3.2 實驗二 實際電壓源與實際電流源的等效變換
3.3 實驗三 基爾霍夫定律實驗
3.4 實驗四 疊加定理實驗
3.5 實驗五 受控源特性測試
3.6 實驗六 戴維寜定理實驗
3.7 實驗七 交流參數的測定(三錶法)
3.8 實驗八 交流參數的測定(三伏法)
3.9 實驗九 功率因數的提高
3.10 實驗十 一階RC電路的時域響應
3.11 實驗十一 二階RLC電路的時域響應
3.12 實驗十二 一階RC電路頻率特性研究
3.13 實驗十三 二階RC電路頻率特性研究
3.14 實驗十四 RLC串聯諧振電路的研究
3.15 實驗十五 三相電路電壓、電流和相序的測量
3.16 實驗十六 三相電路的功率測量
3.17 實驗十七 無源二端口網絡等效參數的測定
3.18 實驗十八 電壓互感器
第4章 電路綜閤實驗
4.1 實驗一 汽車信號燈電路的設計
4.2 實驗二 電阻溫度計
4.3 實驗三 煙霧報警器電路
4.4 實驗四 迴轉器
4.5 實驗五負阻抗變換器
參考文獻
精彩書摘
實驗室使用的測量綫大多數為75Q的同軸電纜綫。一般電纜綫的芯綫接一個紅色鰐魚夾,網狀屏蔽綫接一個黑色鰐魚夾,網狀屏蔽綫的另一端與測量綫插頭的外部金屬部分相接。當把測量綫插到插座上時,黑夾子綫即和儀器外殼連在一起,也可以說,黑夾子綫端就是接地點,因為儀器外殼是與大地相接的。由此可見,實驗室的測量係統實際上均是以大地為參考點的測量係統。如果不想以大地為參考點,就必須把所有儀器改為兩芯電源綫,或者把三芯電源的接地綫斷開,否則就要采用隔離技術。
若使用兩芯電源綫,測量綫的黑夾子綫一端仍和儀器外殼連在一起,但外殼卻不能通過電源綫與大地連接,這種情況稱為懸浮地。當測量儀器為懸浮地時,可以測量任意支路電壓。當黑夾子接在參考點上時,測得的量為對地電位。
以上的討論得齣這樣一個結論:信號源一旦采用三芯電源綫,那麼由它參與的係統就是一個以大地為參考點的係統,除非采取對地隔離(如使用變壓器、光耦等);若測量儀器(如示波器、毫伏錶)一旦采用三芯電源綫,它就隻能測量對地電位,而不能直接測量支路電壓。因此,在所有儀器都使用三芯電源綫的實驗係統中,其黑夾子必須都接在同一點上,即所謂的“共地”,否則就會造成短路。
1.5.4 人身安全和儀器設備使用安全進入實驗室參加實驗的學生必須瞭解安全用電的重大意義並遵守安全用電規程。安全用電指兩個方麵:
一是人身安全;
二是安全用電。
由於實驗室采用220V/50Hz的交流電,當人體直接與動力電的火綫接觸時就會遭到電擊。一般安全電壓為36V,超齣該電壓就可能對人體造成傷害。
每颱儀器隻有在額定的電壓下纔能正常工作,當電壓過高或過低時都會影響儀器正常工作,甚至燒壞儀器。我國生産並在國內銷售的電子儀器多采用220V交流電,在一些進口或國內外銷售的國産電子儀器中,有一個220V/lloV電源選擇開關,通電前一定要將此開關置於與供電電網電壓相符的位置。另外,還要注意儀器用電的性質,是交流還是直流,不能用錯。若用直流供電,除電壓幅度滿足要求外,還要注意電源的正、負極性。
實驗過程中,必須遵守實驗室規程:
(1)嚴禁帶電接綫、拆綫或改接綫路。
(2)不準擅自接通電源。學生連接好實驗綫路後,必須經指導教師檢查後纔能接通電源。接通電源或啓動運轉類設備時,應告知同組同學。
(3)通電後不允許人體觸及任何帶電部位,不得帶電操作,以防發生觸電事故。嚴格遵守“先接綫、後通電”和“先斷電、後拆綫”的操作規程。
……
前言/序言
《現代通信係統原理與實踐》 內容簡介: 在信息爆炸的時代,通信技術如同信息時代的血脈,連接著世界,驅動著進步。從最初的摩爾斯電碼到如今的5G、物聯網,通信係統經曆瞭翻天覆地的變革,其復雜性和先進性也與日俱增。本書旨在為讀者係統地介紹現代通信係統的基本原理,並結閤實際應用,深入淺齣地解析其核心技術與設計思路,為有誌於投身通信領域的學習者、研究者和工程師提供一份全麵而深入的參考。 本書的編寫,並非對現有通信理論的簡單羅列,而是力求構建一個清晰、連貫的學習脈絡,使讀者能夠循序漸進地掌握通信係統的整體架構和關鍵環節。我們將從通信係統的基本模型齣發,逐步深入到信號的産生、編碼、調製、傳輸、解調、解碼等各個核心模塊,並詳細探討這些模塊在實際係統中如何協同工作,以實現信息的可靠、高效傳輸。 第一部分:通信係統基礎 在第一部分,我們將建立起對通信係統的宏觀認識。首先,我們會探討通信的定義、發展曆程以及其在現代社會中的重要性。隨後,我們將引入通信係統的基本框圖,識彆齣信源、信宿、發送端、接收端、信道以及噪聲等關鍵組成部分。在此基礎上,我們將深入剖析信號的本質,區分模擬信號與數字信號的特性,並介紹傅裏葉變換等數學工具在信號分析中的核心作用。理解信號的頻譜特性,對於後續的調製、濾波等技術至關重要。此外,我們還將探討信息論的基本概念,如熵、信道容量等,為理解通信係統的極限性能打下理論基礎。 第二部分:數字通信原理 隨著數字技術的飛速發展,數字通信已成為現代通信的主流。本部分將聚焦數字通信的核心技術。我們將從數字信號的錶示開始,介紹二進製、格雷碼等編碼方式,以及數據在傳輸前如何進行信源編碼,以減少冗餘,提高效率,例如霍夫曼編碼和算術編碼。接著,我們將詳細講解信道編碼,它通過引入冗餘來抵抗噪聲乾擾,提高傳輸的可靠性,例如漢明碼、捲積碼以及更為先進的Turbo碼和LDPC碼。 調製解調是數字通信的關鍵環節,我們將詳細闡述各種數字調製技術,包括幅度鍵控(ASK)、頻率鍵控(FSK)、相位鍵控(PSK)及其各種變種(如QPSK、8PSK),以及更為高效的正交頻分復用(OFDM)技術。對於每種調製方式,我們都會分析其原理、優缺點以及在不同應用場景下的適用性。接收端的解調過程將與之對應,探討如何從接收到的帶噪聲信號中恢復原始數字信息。 第三部分:多址通信與接入技術 在通信係統中,允許多個用戶共享同一通信資源是至關重要的。本部分將深入探討多址通信技術,即如何在有限的頻譜資源下,為眾多用戶提供服務。我們將詳細介紹頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)以及更為先進的空分多址(SDMA)和OFDMA等技術。對於每種多址技術,我們都會分析其原理、技術特點、性能指標以及在不同移動通信係統中的應用,例如GSM、CDMA2000和LTE。 第四部分:無綫信道與傳播 無綫通信的魅力在於其靈活性,但無綫信道也充滿瞭挑戰。本部分將深入研究無綫信道的特性及其對信號傳播的影響。我們將分析無綫電波的傳播機製,包括直射、反射、衍射和散射。隨後,我們將詳細討論多徑傳播效應,這會導緻信號衰落、相位失真和符號間乾擾(ISI),並介紹各種減輕多徑效應的措施,如均衡技術、分集技術(時域分集、頻域分集、空域分集)和MIMO(多輸入多輸齣)技術。我們還將探討噪聲、乾擾以及其他影響無綫通信質量的因素,並介紹相應的信號處理方法。 第五部分:現代通信係統實例分析 理論聯係實際,方能更好地理解通信原理。本部分將選取幾個典型的現代通信係統作為案例進行深入分析,展示前麵章節所介紹的原理如何在實際係統中得以實現和應用。我們將以移動通信係統(如4G LTE、5G NR)為例,詳細剖析其整體架構、關鍵技術(如OFDMA、MIMO、波束賦形、網絡切片等)以及它們如何協同工作,實現高速、低延遲、大容量的通信。我們還會涉及衛星通信、無綫局域網(Wi-Fi)等其他重要的通信係統,分析它們各自的特點和技術優勢。 第六部分:通信係統設計與優化 掌握瞭通信係統的原理和技術,如何進行實際的係統設計與優化是工程師麵臨的重要課題。本部分將從係統設計者的角度齣發,討論通信係統的性能指標(如誤碼率、吞吐量、延遲、覆蓋範圍等)的定義和評估方法。我們將探討鏈路預算分析,這是評估無綫鏈路性能的關鍵工具。此外,我們還將介紹係統仿真的重要性,以及如何利用仿真工具(如MATLAB/Simulink)來驗證設計和優化係統參數。最後,我們將展望未來通信技術的發展趨勢,例如人工智能在通信領域的應用、太赫茲通信、量子通信等,激發讀者的探索興趣。 本書的特點: 體係化結構: 本書按照通信係統的邏輯流程,從基礎概念到高級應用,構建瞭完整的知識體係,便於讀者理解和掌握。 原理深入淺齣: 核心原理的講解力求嚴謹而易懂,輔以大量的圖示和數學推導,幫助讀者建立清晰的物理圖像和數學模型。 緊密結閤實踐: 通過實例分析和對現代通信技術的介紹,將理論知識與工程實踐緊密聯係,提高讀者的實際應用能力。 前沿技術展望: 關注通信技術的發展趨勢,為讀者提供麵嚮未來的視野。 適用讀者: 本書適閤高等院校電子信息工程、通信工程、計算機科學與技術等相關專業的本科生、研究生,以及從事通信係統設計、研發、測試和維護的工程師、技術人員。同時,對現代通信技術感興趣的業餘愛好者,也可從中獲得豐富的知識。 通過對《現代通信係統原理與實踐》的學習,讀者不僅能夠紮實掌握通信係統的核心理論,更能理解現代通信技術是如何驅動我們這個信息時代不斷前行的。