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电路基础与信号系统实验教程

  • 作 者:孙中禹 张君 李少娟 李佳 赵颖娟
  • 书代号:346400
  • I S B N:978-7-5606-3172-1
  • 出版日期:2013-09
  • 印刷日期:2017-04
  • 业务分类:本科;
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内容简介
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本书共分五章。第一章讲述了电路基础与信号系统实验的意义和学习方法,实验电路和仪器仪表的通用连接以及实验故障与一般排除方法等。第二章介绍了电路实验基础知识,包括实验误差及数据处理,常用仪器仪表的基本功能及其使用,常用基本元器件的功能及其使用等。第三章为常用EDA软件工具,介绍了Multisim 10、MATLAB等虚拟仿真软件的基本知识和仿真使用方法,以及DSOLAB虚拟综合测试仪的操作使用。第四章是电路与信号系统的基础实验,其中每个实验均设有拓展实验,为学员自主学习、发挥个性和创新实践留下了空间。第五章是电路及信号部分的虚拟仿真实验,其中所列大量的仿真示例全部经过了实际编程、调试并通过。

本书可作为大学电类专业学生电路基础与信号系统课的实验教材,也可作为高年级学生课程设计及部队军事武器装备方面相关工程技术人员的参考书。

电路基础实验和信号与系统基础实验是电子信息类专业必修的专业基础实验课程,更是学员进入专业基础课程学习阶段的第一门实践课程。该课程具有承上启下的作用,是由物理实验向专业实践跨越挺进时必经的桥梁。

长期以来,电路、信号基础实验都是从属于相应的理论课程,仅仅作为理论课的辅助教学手段而设置的,其目的是为了验证理论,帮助学员加深对概念的理解。近年来,人们虽然已认识到电路、信号基础实验在培养学员动手能力、创新素质及工程实践等方面具有理论课无法替代的作用,但终究因受传统观念的影响,重理论、轻实验的现象在很多地方还不时有所表现,在实验教学观念和目的、实验项目设置和内容、实验教学方法和手段等方面,总摆脱不了理论课的约束。尤其是没有把实验的工程意识摆在首要位置,更不用说和军事武器装备实践相结合了。对学员来说,这门实验课也就无法起到一个很顺畅的桥梁作用了。

实践创新是工程最本质的属性,是部队武器装备革新的动力源泉,是高等教育改革和人才培养最根本的目标和最基本的抓手。新世纪以来的高等教育教学规划和人才培养整个过程中,实践创新被赋予了极为重要的地位。为适应这种要求,克服实验的理论从属性,从而强化实验的工程实践意识,强化实验基础理论和技能在军事武器装备上的应用,我们尝试新编写了这本教材,希望本教材的出版有助于实验教学的改革和进步,为学员架起一道通往专业实践学习的桥梁。

本教材的特点和意图如下:

(1) 本教材在编写过程中,力求打破实验从属于理论的传统观念,而重点强调电路、信号基础实验课程的独立性、自洽性、桥梁性和实践性。实验内容的设置上不满足于只对理论原理的验证,着重在于实验基础知识、实验基本过程、基本测量方法、基本实验技能以及良好的实验习惯的养成上。

(2) 教材中对仪器仪表的介绍不贪大求全,以实用通用的原则淡化仪器使用说明书中的细枝末叶,通过常用仪器通用测量原理、使用方法及注意事项的学习使学员掌握基础仪器的使用和测试技术。

(3) 实验设置上既有一般验证性的实验项目,也有设计性、综合性实验安排。通过设计性、综合性实验学习使学员认识工程实践中一些基本技术思路和设计方法的应用,以及对整机装配调试流程的初步了解。设计性实验一般不在基本内容中设置。

(4) 每个实验项目都设有基本实验内容和拓展实验内容。拓展实验中对一些电路、信号基本理论在武器装备中的应用进行了概要说明。目的在于给学员一种身临其境的感觉,调动其学习实验的积极性和主动性。

(5) 结合实验思考与讨论,拓展实验中还安排了一些与实际工程实践密切相关的问题,将部分指导书改为任务书,要求学员自行设计或研制,极大地加强了电路、信号基础实验的实践性、工程性及创新性,也为因材施教,分流培养做了点尝试。

(6) 将现代电子自动化技术引入基础实验。分别介绍了Multisim 10、MATLAB等虚拟仿真软件以及DSOLAB虚拟综合测试仪,并列举了大量的仿真示例。这些仿真实验和实物硬件实验基本相对应,要求学员在实物硬件实验前必须完成实际电路的计算机仿真。DSOLAB虚拟综合测试仪提供了一种半实物仿真实验的方法,既有别于纯粹的实物硬件实验,也有别于纯粹的计算机仿真模拟,是实物硬件实验和计算机仿真的有机结合。这些虚拟仿真软件的使用使学员多了解了一门电子设计自动化技术,开阔了学员的视野。

(7) 教材中强调引导、启发,多了一些仿真示例,多了一些思路提示。同时,“注意事项”一改集中罗列于每个实验项目最末的习惯做法,而是分散在需要注意的条款下面,学员易看、易学、易懂、易会、易思考、易总结。

本书共分五章。其中第一章讲述了电路基础与信号系统实验的意义和学习方法,实验室用电安全,实验电路和仪器仪表的通用连接方法以及实验故障与一般排除方法等。第二章介绍了电路实验基础知识,包括实验误差及数据处理,常用仪器仪表的基本性能、功能及使用操作方法,常用基本元器件的功能、用途及使用、辨识等。第三章是常用EDA软件工具,介绍了Multisim 10、MATLAB等虚拟仿真软件的基本知识和仿真使用方法。还介绍了DSOLAB虚拟综合测试仪的原理、功能和操作使用。第四章为电路实物硬件基础实验、信号与系统半实物虚拟仿真基础实验等项目。第五章是电路及信号系统部分的Multisim 10和MATLAB仿真实验项目,其中所列大量仿真示例全部经过了实际编程、调试并通过。

本书各实验项目均附有思考及讨论题目,作为学员在实验过程或实验完成后的自我检查。这些思考题目能帮助学员更好地达到实验的目的。

本书第一至三章内容的大部分或全部要求学员以自学为主,教员可以适当引导。第四章实验部分在计划学时内进行。第五章仿真实验部分要求学员在实物实验前或后完成,以便和实物实验对比分析。实验项目中的拓展内容,学员可以在课堂上完成,也可在课下或作为第二课堂活动予以完成。由于有的实验拓展内容较多,学员可以选做,但要求至少完成一项内容。

本书第一章、第二章的2.1、2.3节、第四章的4.1~4.7节由孙中禹编写,第二章的2.2节由孙中禹和赵颖娟共同编写。第三章的3.1节、第五章的5.1~5.6节由李少娟编写。第三章的3.2节、第五章的5.8~5.10节由李佳编写。第三章的3.3节、第四章的4.8~4.11节、第五章的5.7节由张君编写。刘宏参与了本书的讨论并提供了部分材料。张建强、鲁昀、姬正洲、马静囡、王聪敏、陈丹亚、沈淑渭也参与了本书的具体编写工作。孙中禹负责本书的规划和全书统稿,张君负责部分章节的统稿。黄河参与本书的规划和讨论并审阅了全书。

本书在编写过程中得到了许多老师的关心和帮助,李彦教授、王署钊教授、陈长兴教授、蔡理教授、王立志教授等提出了许多宝贵的建议和修改意见,对保证本书的质量起到了很大的作用。在此,对给予我们帮助的所有老师诚意致谢。

由于作者水平有限且时间紧迫,书中必有错误和不足之处,还望广大学员、老师和读者批评指正,以便重印时改正。

作 者

2013年8月于

空军工程大学(西安)

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