本書是國家電工電子教學(xué)基地系列教材之一，是《基礎(chǔ)電路分析》的后續(xù)教材，2002年被列為北京市高等教育精品教材立項(xiàng)項(xiàng)目。
本書在第1版的基礎(chǔ)上做了全面的修訂，分為8章。書中系統(tǒng)深入地介紹了以計(jì)算機(jī)分析為基礎(chǔ)的現(xiàn)代電路分析理論，內(nèi)容包括：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淅碚摗㈦娐贩匠探⒓熬仃嚪椒ā⒕�性方程組的計(jì)算機(jī)解法及稀疏矩陣、非線性電路分析、多端口網(wǎng)絡(luò)分析、運(yùn)算放大器電路分析及有源濾波器、Multisiim和PSpice工具軟件的應(yīng)用。每章后給出習(xí)題，書后附有習(xí)題答案和參考文獻(xiàn)。
本書可作為大學(xué)本、專科生學(xué)習(xí)電路理論的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的參考書。
第2版前言
本書所涉及的內(nèi)容為現(xiàn)代電路理論部分，2002年出版以后，被列為北京市高等教育精品教材立項(xiàng)項(xiàng)目。在經(jīng)過兩屆本科生教學(xué)實(shí)踐和吸納了讀者意見、建議的基礎(chǔ)上，我們對本書進(jìn)行了重新修訂。
本次修訂充實(shí)和調(diào)整了第1、2、3、6、8章的內(nèi)容。第1章增加了數(shù)值分析的概念，目的是提醒讀者在利用計(jì)算機(jī)語言編程分析電路時(shí)要注意的問題，這在工程上是十分重要的。第2、3章充實(shí)了習(xí)題，增加了習(xí)題數(shù)量，并嚴(yán)格篩選了原來的習(xí)題，使得列入的題目全部可以使用。鑒于第6章的內(nèi)容在實(shí)用上應(yīng)該進(jìn)一步發(fā)展，所以重新編寫，增加了不少在工程中可以實(shí)際使用的內(nèi)容，以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。第8章全部重新編寫，主要是適應(yīng)電路工具軟件的升級(jí)換代，因?yàn)樵瓉淼腅WB工具軟件已經(jīng)換代為Multisim。同時(shí)對新的工具軟件的擴(kuò)展功能、例題、習(xí)題進(jìn)行了精心安排，以充分發(fā)揮工具軟件的作用。
另外，為了使本書更加實(shí)用，特開發(fā)了配套的網(wǎng)絡(luò)課件，并且精心制作了電子教案，同時(shí)對所有的習(xí)題編制了詳盡的題解。讀者對本書有什么意見和要求，請發(fā)電子郵件和作者聯(lián)系，郵件地址pxdu@centernjtueducn。
感謝讀者和同行對本書的關(guān)心和批評指正。
作者[]2004年1月
第1版前言
約在35年前，電路分析與設(shè)計(jì)很少運(yùn)用計(jì)算方法。當(dāng)時(shí)一個(gè)熟練的設(shè)計(jì)者只要進(jìn)行少量的計(jì)算就能夠綜合出簡單的電路，然后安裝在實(shí)驗(yàn)板上進(jìn)行測試、修改，從而獲得滿意的結(jié)果。
現(xiàn)在的情況已大不相同了。由于集成電路的出現(xiàn)，使得手工計(jì)算或簡單的計(jì)算工具遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，從而使得計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越來越普遍。反過來，集成電路的發(fā)展使得計(jì)算機(jī)更可靠、更便宜，而新的計(jì)算機(jī)又使集成電路的設(shè)計(jì)更為簡便，以至于許多個(gè)人均已購置了計(jì)算機(jī)。毋庸置疑，計(jì)算方法將會(huì)變得越來越重要。從另一角度看，科技發(fā)展已使一個(gè)芯片上能包含百萬計(jì)的晶體管，顯然這種芯片的設(shè)計(jì)不能在實(shí)驗(yàn)板上實(shí)現(xiàn)，所以必須要使用計(jì)算機(jī)來仿真。
近年來，社會(huì)對工程技術(shù)人員分析問題與解決問題的能力、綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論的能力和工程軟件的應(yīng)用能力要求愈來愈高，要求技術(shù)人員既要掌握扎實(shí)的基本理論知識(shí)也要能熟練運(yùn)用專業(yè)軟件工具。
目前電路分析仿真軟件的使用已經(jīng)非常普及，已成為實(shí)際電路設(shè)計(jì)中的重要工具。引入計(jì)算機(jī)方法，將軟件仿真方法作為必修內(nèi)容來要求，這樣做對學(xué)生的益處是：①計(jì)算機(jī)方法與理論學(xué)習(xí)相結(jié)合，可補(bǔ)充理論學(xué)習(xí)，加深對概念的理解；②掌握一種電路仿真軟件的使用方法，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)和實(shí)際工作做好準(zhǔn)備；③利用仿真軟件提供的更接近于實(shí)際器件的模型，接觸到實(shí)際電路的知識(shí)；④利用虛擬實(shí)驗(yàn)，了解實(shí)際的電路搭建和測量知識(shí)。
基于上述理由，我們重新規(guī)劃了電路分析的知識(shí)點(diǎn)，將電路分析分為兩部分，即基礎(chǔ)電路分析部分和現(xiàn)代電路分析部分。
本書所涉及的內(nèi)容為現(xiàn)代電路分析部分。教材在內(nèi)容選擇與要求方面，強(qiáng)調(diào)基本概念和方法，適當(dāng)?shù)止び?jì)算技巧；介紹實(shí)際應(yīng)用背景，增加一些綜合性分析、簡單設(shè)計(jì)問題。將工程方法、計(jì)算機(jī)方法與電路理論教學(xué)有機(jī)地結(jié)合，可以促進(jìn)學(xué)生對理論的理解，培養(yǎng)解決實(shí)際問題能力，彌補(bǔ)在動(dòng)手試驗(yàn)方面的不足，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和積極思考，培養(yǎng)分析和解決問題的能力。
本書第1章引入了矩陣和計(jì)算機(jī)數(shù)值方法，從而可以使用更為規(guī)范的方式來建立方程；把分析理論與數(shù)值分析方法結(jié)合起來，這就是本書第2章、
第3章所討論的主要問題，即矩陣分析法和建立方程的一般方法。
本書第4章介紹了非線性電阻電路分析。除非線性電路的基本概念外，側(cè)重討論非線性電路線性化方法的基本思路。非線性電路的求解是非常復(fù)雜的問題，涉及大量高深的數(shù)學(xué)知識(shí)，即使使用大容量的計(jì)算機(jī)，其分析效率也十分低下。其實(shí)，在大部分仿真或模擬過程中并不一定要求非常高的精度，可以采用近似的方法來解決該類問題，即把非線性電路用分段線性電路來近似代替。
本書第5章介紹雙端口網(wǎng)絡(luò)的分析，這部分內(nèi)容包括各種網(wǎng)絡(luò)函數(shù)分析、網(wǎng)絡(luò)的連接、傳輸?shù)母拍�，以及分布參�?shù)網(wǎng)絡(luò)的分析。
本書第6章專門討論含運(yùn)算放大器電路的基本分析方法及典型應(yīng)用，并以較為典型的半導(dǎo)體器件廠商MAXIM的線性集成有源濾波器產(chǎn)品為實(shí)例來進(jìn)行分析。
隨著大規(guī)模集成電路和電子計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，電子電路的分析與設(shè)計(jì)方法發(fā)生了重大變革。以計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于集成電路與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之中，改變了以定量估算和電路實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一，是必不可少的工具與手段。
目前國內(nèi)外流行最廣的當(dāng)屬SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)。它已發(fā)展成為一個(gè)家族，具有功能強(qiáng)、速度快、精度高、容量大、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。其中OrCAD公司推出的、基于美國加州大學(xué)伯克利分校Spice的微機(jī)版本PSpice倍受青睞，具有廣闊的應(yīng)用前景。第7章介紹了PSpice的概況和應(yīng)用。
Workbench是另一個(gè)界面相當(dāng)友好的仿真軟件，該軟件具有十分形象的虛擬常用儀器。利用它來分析電路，就如同置身于設(shè)備先進(jìn)、齊全的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室中，可以方便、快速、準(zhǔn)確地得到分析結(jié)果。本書第8章將加以介紹。
運(yùn)用上述工具，通過電路舉例與習(xí)題，系統(tǒng)、深入地分析計(jì)算電路課程中各章節(jié)的主要典型電路，并由計(jì)算結(jié)果，分析討論電路（或器件）的工作原理、性能特點(diǎn)、技術(shù)指標(biāo)、影響電路性能的主要參數(shù)以及電路設(shè)計(jì)等問題，這樣就將電路分析內(nèi)容與CAA(Computer Aided Analysis)及CAD(Computer Aided Design)技術(shù)緊密結(jié)合在一起。通過實(shí)例分析與設(shè)計(jì)，一方面使讀者具有使用集成電路和電子系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)工具的能力，掌握現(xiàn)代電路分析技術(shù)與方法；另一方面使讀者更深入地學(xué)習(xí)和理解電路分析課程中各章節(jié)內(nèi)容的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用，提高分析問題和解決問題的能力，擴(kuò)展知識(shí)面，為今后從事電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)、進(jìn)入電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域打下良好基礎(chǔ)。這就是編寫本書的主要目的，也是本書的一個(gè)特點(diǎn)。
本書由杜普選主編。第1、2、3、6章由杜普選編寫，第4、5章由高巖編寫，第7、8章由聞躍編寫。全書由左塏教授主審。本書的編寫得益于很多老師和研究生的支持與幫助：左塏先生雖年事己高，但認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)令作者十分敬佩，本書的最后完成，離不開他的認(rèn)真指導(dǎo)和鼓勵(lì)。養(yǎng)雪琴老師為本書搜集整理
了許多相關(guān)資料，張?jiān)�、陳海航、李棟、陶峰同學(xué)對本書的錄入及排版工作付出了辛勤的勞動(dòng)，謹(jǐn)此表示致謝。
鑒于作者的水平有限，書中內(nèi)容難免有不當(dāng)之處，編排中也可能存在一些錯(cuò)誤，敬請讀者批評指正。
作者 []2002年1月
目錄
目錄
電路理論部分常用符號(hào)說明1
第1章矩陣運(yùn)算的計(jì)算機(jī)方法及稀疏矩陣1
11計(jì)算數(shù)學(xué)的幾個(gè)基本概念1
12高斯消元法解線性方程組3
121例題分析4
122算法說明5
123選主元素7
13LU分解法解線性方程組7
131算法說明8
132例題分析9
14稀疏矩陣原理10
141選主元和排序10
142稀疏矩陣存儲(chǔ)13
15復(fù)頻率與復(fù)平面15
習(xí)題18
第2章電路的矩陣分析20
21網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?0
211圖20
212樹21
213割集22
214環(huán)集24
215對偶性25
22矩陣分析法26
221標(biāo)準(zhǔn)支路26
222割集矩陣27
223環(huán)集矩陣29
224關(guān)聯(lián)矩陣31
225網(wǎng)孔分析33
23有源電路38
231轉(zhuǎn)移阻抗耦合38
232互感39
233轉(zhuǎn)移導(dǎo)納耦合40
234普遍化42
235含相互耦合的四端網(wǎng)絡(luò)元件43
24節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣44
241節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的填寫方法45
242節(jié)點(diǎn)電壓法46
243歸一化問題48
習(xí)題49
第3章建立方程的一般方法52
31表矩陣法52
311表矩陣方程的建立52
312單圖表矩陣54
32用單圖建立改進(jìn)的節(jié)點(diǎn)方程組60
321基爾霍夫方程的分組表示60
322建立單圖改進(jìn)的節(jié)點(diǎn)方程組61
33用觀察法建立改進(jìn)節(jié)點(diǎn)方程組63
331理想元件的改進(jìn)節(jié)點(diǎn)法表示63
332觀察法建立改進(jìn)的節(jié)點(diǎn)方程67
333有源網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)節(jié)點(diǎn)方程68
34分離的電流和電壓圖70
341分離的電壓圖和電流圖的規(guī)則70
342雙圖的表示方法及方程的建立73
35用I圖和V圖建立改進(jìn)節(jié)點(diǎn)方程組76
351計(jì)算機(jī)上圖的表示76
352雙圖改進(jìn)的節(jié)點(diǎn)法77
353理想元件的雙圖表示及填入80
36建立方程組的方法總結(jié)83
習(xí)題84
第4章非線性電路直流分析86
41非線性電阻電路及其方程的建立86
411非線性電阻元件86
412非線性電阻電路的電路方程87
42非線性電阻電路的圖解分析法88
421非線性電阻的串聯(lián)與并聯(lián)88
422非線性電阻電路的圖解分析法90
43非線性電阻電路的分段線性分析法91
431非線性電阻元件伏安特性曲線的分段線性化92
432用分段線性法確定非線性電阻電路的工作點(diǎn)92
44具有一個(gè)非線性電阻電路的牛頓迭代法95
441一元牛頓迭代法95
442非線性電阻電路的牛頓迭代分析法96
443牛頓迭代法的幾何解釋97
444牛頓迭代法的電路解釋98
45一般非線性電路99
451推廣的牛頓迭代法99
452用牛頓迭代法進(jìn)行分析100
453非線性直流節(jié)點(diǎn)分析法105
習(xí)題106
第5章雙口網(wǎng)絡(luò)分析109
51網(wǎng)絡(luò)函數(shù)109
511策動(dòng)點(diǎn)函數(shù)111
512傳遞函數(shù)112
52雙口網(wǎng)絡(luò)函數(shù)113
521Y參數(shù)和Z參數(shù)115
522傳輸參數(shù)或鏈接參數(shù)120
53雙口網(wǎng)絡(luò)的連接122
531鏈接122
532并聯(lián)124
533串聯(lián)126
54特性參數(shù)及波參數(shù)理論127
541雙口網(wǎng)絡(luò)的特性阻抗127
542雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸常數(shù)131
543由特性參數(shù)表示的傳輸方程式135
544分析和設(shè)計(jì)舉例136
545兩端口網(wǎng)絡(luò)的匹配鏈接140
546傳輸線與波參數(shù)143
55工作參數(shù)理論149
551輸入阻抗和反射系數(shù)150
552插入衰減151
553工作衰減152
習(xí)題155
第6章運(yùn)算放大器及有源濾波器158
61理想運(yùn)算放大器及單元電路158
611理想運(yùn)算放大器158
612阻抗變換器161
613模擬電感及頻變負(fù)阻162
62用運(yùn)放實(shí)現(xiàn)RC有源基本節(jié)164
621傳遞函數(shù)164
622歸一化問題166
623一階基本節(jié)166
624二階單端正反饋電路167
625二階無限增益多端負(fù)反饋169
626多運(yùn)放實(shí)現(xiàn)的二階基本節(jié)170
63有源濾波器實(shí)例171
64有源集成濾波器介紹175
習(xí)題177
第7章PSpice電路仿真軟件181
71CAD PSpice簡介181
711電路仿真與電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化181
712OrCAD PSpice功能與組成182
713用PSpice分析電路的一般步驟183
72PSpice A/D分析電路的基本約定184
721PSpice A/D中的元件184
722PSpice A/D中的數(shù)字和單位185
723電路圖中的節(jié)點(diǎn)編號(hào)185
724輸出變量的基本表示格式186
725輸出變量的別名表示186
73OrCAD Capture基本操作188
731Capture軟件界面188
732建立仿真項(xiàng)目190
733仿真項(xiàng)目中的資源191
734元件放置與修改191
735常用元件符號(hào)和元件庫192
736元件的屬性193
737導(dǎo)線連接和節(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)194
738PSpice對電路的一些限制196
74PSpice分析基礎(chǔ)196
741PSpice A/D和Probe的操作界面196
742直流工作點(diǎn)198
743直流小信號(hào)傳輸函數(shù)200
744直流掃描分析201
745交流分析202
746暫態(tài)分析204
747參數(shù)分析207
75PSpice分析應(yīng)用舉例208
751直流小信號(hào)戴維南等效電路的計(jì)算208
752一階RC電路DC、AC和暫態(tài)分析209
753運(yùn)算放大器電路的參數(shù)分析211
習(xí)題213
第8章Multisim電路仿真軟件216
81Multisim軟件簡介216
811什么是Multisim216
812Multisim電路仿真原理217
82Multisim的基本操作219
821Multisim軟件界面219
822Multisim仿真元件模型222
823電路分析與仿真的主要步驟223
83使用Multisim的虛擬儀器226
831Multisim的虛擬儀器227
832Multisim虛擬測量實(shí)例232
84Multisim電路分析234
841Multisim分析功能和參數(shù)設(shè)置234
842直流工作點(diǎn)分析236
843直流掃描分析237
844交流分析239
845暫態(tài)分析239
846參數(shù)掃描分析240
847直流小信號(hào)傳遞函數(shù)分析241
848Fourier分析242
849零極點(diǎn)分析243
85Multisim電路仿真和分析實(shí)例244
851RLC電路瞬態(tài)分析和零極點(diǎn)分析244
852非線性電路分析246
853RC雙T帶阻濾波器頻率特性分析249
854積分器電路251
習(xí)題252
部分習(xí)題答案257
第1章257
第2章258
第3章261
第4章264
第5章265
第6章266
參考文獻(xiàn)267
電路理論部分常用符號(hào)說明
（一）
B電納
R 電阻
L 電感
C 電容
G 電導(dǎo)
M 互感
X 電抗
Y 導(dǎo)納
Z 阻抗
P 功率
W 能量
s 復(fù)頻率
σ 復(fù)頻率的實(shí)部
ω 實(shí)頻率
（二）
S 開關(guān)
nT 樹枝數(shù)
nL 連支數(shù)
nV 獨(dú)立電壓數(shù)
nI 獨(dú)立電流數(shù)
nCV 獨(dú)立電壓源數(shù)
nCI 獨(dú)立電流源數(shù)
D 割集矩陣
A 關(guān)聯(lián)矩陣
M 網(wǎng)孔矩陣
C 環(huán)集矩陣
e 標(biāo)準(zhǔn)支路支路電壓矢量
I 標(biāo)準(zhǔn)支路獨(dú)立電流源矢量
i 標(biāo)準(zhǔn)支路支路電流矢量
E 標(biāo)準(zhǔn)支路獨(dú)立電壓源矢量
eT 標(biāo)準(zhǔn)支路e矢量的樹枝部分
v 標(biāo)準(zhǔn)支路矩陣元電壓矢量
j 標(biāo)準(zhǔn)支路矩陣元電流矢量
iL 標(biāo)準(zhǔn)支路電流矢量的連支部分
e′ 標(biāo)準(zhǔn)支路節(jié)點(diǎn)電壓矢量
i′ 標(biāo)準(zhǔn)支路網(wǎng)孔電流矢量
g 正向轉(zhuǎn)移導(dǎo)納
μ 電壓控制電壓源控制量
r 正向轉(zhuǎn)移阻抗
α 電流控制電流源控制量
Ω 歸一化頻率
Yn 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣
Ai 電流圖關(guān)聯(lián)矩陣
Av 電壓圖關(guān)聯(lián)矩陣
① 原電路節(jié)點(diǎn)號(hào)
△2 電壓圖節(jié)點(diǎn)號(hào)
電流圖節(jié)點(diǎn)號(hào)
H Hessian矩陣
T T參數(shù)矩陣
Zc 特性阻抗
θ 傳輸常數(shù)
ρ 反射系數(shù)
ZL 負(fù)載阻抗
γ 傳輸線傳輸常數(shù)
V+ 入射電壓
V- 反射電壓
I+ 入射電流
I- 反射電流
P0 視在功率
Psr 輸入功率
Pf 反射功率
PL 負(fù)載吸收的功率
aρ 反射衰減
ag 工作衰減
τ 群時(shí)延
λ 波長
（三）
CCVS 電流控制電壓源
VCCS 電壓控制電流源
CCCS 電流控制電流源
VCVS 電壓控制電壓源
GIC 通用阻抗變換器
FDNR 頻變負(fù)阻
H(s) 傳遞函數(shù)
Q 傳遞函數(shù)的品質(zhì)因數(shù)
KCL 基爾霍夫電流定理
KVL 基爾霍夫電壓定理
LU LU分解法的簡寫
L 拉普拉斯算子
L-1 拉普拉斯逆運(yùn)算算子
注： 本書第7、8章中，計(jì)算機(jī)軟件PSpice和Multisim所采用的仿真電路元件符號(hào)、元件單位和比例因子符號(hào)，有些與國標(biāo)符號(hào)和本書其余章節(jié)的符號(hào)約定不相同。為了便于軟件講解，軟件界面圖形、仿真電路圖和軟件仿真結(jié)果的屏幕拷貝一律保持原樣。在正文有關(guān)軟件參數(shù)設(shè)置說明中，必要時(shí)也采用軟件的約定。在第7、8章習(xí)題中，有標(biāo)準(zhǔn)原理圖與軟件仿真電路圖共存的情況，請讀者注意不同類型圖中符號(hào)差別。仿真電路圖中元件符號(hào)、參數(shù)單位與國標(biāo)的主要差別列于下表，其余不同點(diǎn)將在有關(guān)章節(jié)中加以說明。
名稱[]國標(biāo)符號(hào)[]軟件符號(hào)電阻[][]電阻值單位（歐姆）[]Ω[]ohm或省略電導(dǎo)值單位（西門子）[]S[]mho或省略比例因子符號(hào)（10-6）[]μ[]u或U北京市高等教育精品教材立項(xiàng)項(xiàng)目
●●國家電工電子教學(xué)基地系列教材
電 路 基 礎(chǔ) 實(shí) 驗(yàn)
陳同占吳北玲
養(yǎng)雪琴張梅編著
杜普選主審
清華大學(xué)出版社
北方交通大學(xué)出版社
·北京·國家電工電子教學(xué)基地系列教材
模擬集成電路基礎(chǔ)
李金平主編
李金平路 勇延鳳平編著
董在望主審
清華大學(xué)出版社
北方交通大學(xué)出版社
·北京·
內(nèi) 容 簡 介
本書是國家電工電子教學(xué)基地系列教材之一，2002年被列為北京市高等教育精品教材立項(xiàng)項(xiàng)目。書中系統(tǒng)地介紹了電路實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)一般過程、儀器使用、元器件、電子基本測量及電路的設(shè)計(jì)方法，此外還介紹了電路仿真——虛擬實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。
本書除介紹基本理論和實(shí)驗(yàn)方法外，還配置了32個(gè)實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)有的是針對課堂教學(xué)，有的則是來源于生活，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。書中還介紹了12種常見的電子儀器，以滿足實(shí)驗(yàn)室不同配置的需要。
本書可作為大學(xué)電類電路實(shí)驗(yàn)教材，也可作為大學(xué)高年級(jí)學(xué)生課程設(shè)計(jì)及相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的參考書。
版權(quán)所有，翻印必究。
本書封面貼有清華大學(xué)出版社激光防偽標(biāo)簽，無標(biāo)簽者不得銷售。
圖書在版編目 (CIP) 數(shù)據(jù)
電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)/陳同占等編著 —北京：北方交通大學(xué)出版社，20035
(國家電工電子教學(xué)基地系列教材)
北京市高等教育精品教材立項(xiàng)項(xiàng)目
ISBN 7810820567
Ⅰ電…Ⅱ陳…Ⅲ電路-實(shí)驗(yàn)-高等學(xué)校-教材ⅣTM13-33
中國版本圖書館CIP數(shù)據(jù)核字(2003)第016206號(hào)
責(zé)任編輯： 郭潔
印 刷 者： 北京東光印刷廠
出版發(fā)行： 北方交通大學(xué)出版社郵編： 100044電話： 01051686045，62237564
清華大學(xué)出版社郵編： 100084
經(jīng)銷： 各地新華書店
開本： 787×9601/16印張：1325字?jǐn)?shù)：300千字
版次： 2003年5月第1版2003年5月第1次印刷
印數(shù)： 5 000冊定價(jià)：1900元
國家電工電子教學(xué)基地系列教材
編審委員會(huì)成員名單
主任談?wù)褫x
副主任張思東趙爾沅孫雨耕
委員（以姓氏筆畫為序）
王化深盧先河劉京南朱定華沈嗣昌
嚴(yán)國萍杜普選李金平李哲英張有根
張傳生陳后金鄒家鄭光信屈波
侯建軍賈懷義徐國治徐佩霞廖桂生
薛質(zhì)戴瑜興
總序
當(dāng)今信息科學(xué)技術(shù)日新月異，以通信技術(shù)為代表的電子信息類專業(yè)知識(shí)更新尤為迅猛。培養(yǎng)具有國際競爭能力的高水平的信息技術(shù)人才，促進(jìn)我國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國家信息化水平的提高，都對電子信息類專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)、課程體系的改革、課程內(nèi)容的更新提出了富有時(shí)代特色的要求。近年來,國家電工電子教學(xué)基地對電子信息類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程群進(jìn)行了改革與實(shí)踐，探索了各課程的認(rèn)知規(guī)律，確定了科學(xué)的教育思想，理順了課程體系，更新了課程內(nèi)容，融合了現(xiàn)代教學(xué)方法，取得了良好的效果。為總結(jié)和推廣這些改革成果，在借鑒國內(nèi)外同類有影響教材的基礎(chǔ)上，決定出版一套以電子信息類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程為基礎(chǔ)的“國家電工電子教學(xué)基地系列教材”。
本系列教材具有以下特色：
● 在教育思想上，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，使教材不僅是教學(xué)內(nèi)容的載體，也是思維方法和認(rèn)知過程的載體；
● 在體系上，建立了較完整的課程體系，突出了各課程內(nèi)在聯(lián)系及課群內(nèi)各課程的相互關(guān)系，體現(xiàn)微觀與宏觀、局部與整體的辯證統(tǒng)一；
● 在內(nèi)容上，體現(xiàn)現(xiàn)代與經(jīng)典、數(shù)字與模擬、軟件與硬件的辯證關(guān)系，反映當(dāng)今信息科學(xué)與技術(shù)的新概念和新理論，內(nèi)容闡述深入淺出，詳略得當(dāng)。增加工程性習(xí)題、設(shè)計(jì)性習(xí)題和綜合性習(xí)題，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的素質(zhì)與能力；
● 在輔助工具上，注重計(jì)算機(jī)軟件工具的運(yùn)用，使學(xué)生從單純的習(xí)題計(jì)算轉(zhuǎn)移到基本概念、基本原理和基本方法的理解和應(yīng)用，提高了學(xué)習(xí)效率和效果。
本系列教材包括：
《基礎(chǔ)電路分析》、《現(xiàn)代電路分析》、《模擬集成電路基礎(chǔ)》、《信號(hào)與系統(tǒng)》、《電子測量技術(shù)》、《微機(jī)原理與接口技術(shù)》、《電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》、《電子電路實(shí)驗(yàn)及仿真》、《數(shù)字實(shí)驗(yàn)一體化教程》、《數(shù)字信號(hào)處理綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)》、《電路基本理論》、《現(xiàn)代電子線路(上、下冊)》。
本系列教材的編寫和出版得到了教育部高等教育司的指導(dǎo)、北方交通大學(xué)教務(wù)處及電子與信息工程學(xué)院的支持，在教育思想、課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面獲得了國內(nèi)同行們的幫助，在此表示衷心的感謝。
北方交通大學(xué)
“國家電工電子教學(xué)基地系列教材”
編審委員會(huì)主任
2003年2月模擬集成電路基礎(chǔ)前言
前言
電路基礎(chǔ)理論及電子技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)建立起成熟的理論體系，其分析方法、解題技巧已日趨完備，計(jì)算機(jī)輔助分析、電路仿真、計(jì)算機(jī)自動(dòng)化設(shè)計(jì)也越來越多地用來處理電路問題。
然而，任何一種理論，都有它的適用范圍和限制條件，而且建立一種理論，不僅是為了解釋自然現(xiàn)象和客觀規(guī)律，更重要、更有意義的是利用這種理論去改造世界，造福于人類。
將一門科學(xué)技術(shù)、一種理論轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，其間都要有一個(gè)過渡過程，過渡手段就是實(shí)驗(yàn)(實(shí)踐)。通過實(shí)驗(yàn)，通過理論與實(shí)踐之間的磨合，就可以不斷完善理論，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將理論進(jìn)一步發(fā)展到應(yīng)用。本書力求將電路理論過渡到具體應(yīng)用，在理論與實(shí)踐之間架起一座橋梁。
長期以來，實(shí)驗(yàn)都是作為理論課的輔助教學(xué)手段而設(shè)置的，其目的是為了驗(yàn)證理論，幫助學(xué)生加深對概念的理解，增加學(xué)習(xí)理論課的興趣。近年來，盡管人們對實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)在觀念上、教學(xué)目的上有所改變，但是因受傳統(tǒng)觀念的影響，重理論、輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象在不同的方面還有所表現(xiàn)，較為突出的是實(shí)驗(yàn)體系的改革及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置總是擺脫不了理論課的約束。本書的編寫，在這方面做了一些大膽的改革與嘗試。
例如，以往學(xué)生都是在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)儀器、了解器件。這樣做會(huì)使部分同學(xué)因只注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，忽視了對儀器的正確使用；而對接觸過的器件僅能從外觀上認(rèn)識(shí)，談不上實(shí)際使用。本書把儀器使用作為實(shí)驗(yàn)課的重點(diǎn)內(nèi)容之一，單開實(shí)驗(yàn)，要求人人必須掌握。對元器件的認(rèn)識(shí)，除了要了解一般特征外，還要重點(diǎn)掌握它們的測試方法和如何使用，在種類上也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了過去在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的有限幾種。本書不是從電路中認(rèn)識(shí)器件，而是要求能用器件去組成電路。在實(shí)驗(yàn)的設(shè)置上，不追求與理論課的內(nèi)容一一對應(yīng)，也不在電路形式上做文章，重點(diǎn)在于通過實(shí)驗(yàn)，歸納出對電路的探討方法和測試手段。
在使用本教材時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
——注意理論在實(shí)驗(yàn)中的指導(dǎo)作用，強(qiáng)調(diào)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠做出理論分析和正確解釋；
——側(cè)重于基本技能、測量方法、實(shí)驗(yàn)方法的掌握和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的積累；
——突出能力的培養(yǎng)和技能的訓(xùn)練。
本書是一本電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)入門教材。在編寫時(shí)，力圖打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)觀念，建立新的實(shí)驗(yàn)體系；不以驗(yàn)證理論為目標(biāo)，重在培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰图寄�。本書是一本將理論過渡到實(shí)踐的指導(dǎo)書，適合大學(xué)二年級(jí)第一學(xué)期使用，內(nèi)容重點(diǎn)放在了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)基本過程、基本測量方法和電路設(shè)計(jì)方法上。另外，電路仿真作為新的實(shí)驗(yàn)手段引進(jìn)了本教材。
本書分為8章。第1章講述實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)意義與學(xué)習(xí)方法。第2章介紹實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)，包括用電常識(shí)、基本測量常識(shí)、實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷過程、常見故障現(xiàn)象及排除方法等。第3章介紹電子儀器的使用，按種類分別介紹其功能、使用方法、注意事項(xiàng)，不涉及儀器的具體型號(hào)。第4章電子元器件，介紹了部分常用無源器件和有源器件的功能、用途及使用方法。第5、6章介紹電子測量方法，其中第5章介紹時(shí)域測量方法并討論了元件參數(shù)、電路結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)的影響，第6章介紹頻域測量方法。第7章介紹電路綜合和電路設(shè)計(jì)，是前幾章的拓展和實(shí)驗(yàn)的最后環(huán)節(jié)。第8章電路仿真，介紹虛擬實(shí)驗(yàn)方法，是本書引進(jìn)的新的實(shí)驗(yàn)手段。另外，附錄A介紹了一些常見新、老電子儀器的使用；附錄B介紹了電路仿真軟件MultiSim 2001的使用。
本書在各章均設(shè)置了“討論與思考”，作為讀者學(xué)完相關(guān)內(nèi)容后的自我檢查和知識(shí)面的拓展。實(shí)驗(yàn)后的思考題，能幫助實(shí)驗(yàn)者更好地達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br />
除第1、2章外，其余各章均分為理論和實(shí)驗(yàn)兩部分。第1、2章及各章理論內(nèi)容的大部分或全部，要求學(xué)生以自學(xué)為主，實(shí)驗(yàn)部分在計(jì)劃學(xué)時(shí)內(nèi)進(jìn)行。由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，而且又受學(xué)時(shí)的限制，所以可根據(jù)需要加以取舍，也可采用多種形式進(jìn)行教學(xué)。
本書第1～6章、第8章為基本教學(xué)內(nèi)容，計(jì)劃24學(xué)時(shí)。附錄B可根據(jù)需要作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容放在第4章后進(jìn)行(2學(xué)時(shí))。第7章的實(shí)驗(yàn)，可作為前面相應(yīng)章節(jié)的選做內(nèi)容，或在課外進(jìn)行，或采用其他教學(xué)方式來完成。
本書第1、2、7章由陳同占編寫，第3、4章由吳北玲編寫，第5、6、8章及附錄B由養(yǎng)雪琴編寫，附錄A由張梅編寫。全書由陳同占主編，杜普選主審。
本書在編寫過程中得到許多老師的關(guān)心和幫助，杜普選、高巖等對書稿提出了寶貴的建設(shè)性意見，聞躍為第8章、附錄B的編寫提供了大量資料，在此誠意致謝。
由于時(shí)間倉促、作者水平有限，書中必然會(huì)存在錯(cuò)誤及不足之處，望讀者批評指正，提出寶貴意見。
作者
2003年5月目錄
目錄
第1章緒論1
11電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)意義及目的1
12本課程的學(xué)習(xí)方法及要求2
121實(shí)驗(yàn)要求2
122本課程與其他相關(guān)課程的聯(lián)系和區(qū)別4
123實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)方法6
13預(yù)習(xí)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求及編寫7
131預(yù)習(xí)報(bào)告的編寫與要求7
132實(shí)驗(yàn)報(bào)告的編寫與要求8
討論與思考9
第2章實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)10
21實(shí)驗(yàn)室供電系統(tǒng)及安全用電10
211實(shí)驗(yàn)室供電系統(tǒng)10
212零線與保護(hù)地線的區(qū)別11
213電子儀器的動(dòng)力電引入及其信號(hào)輸入輸出線的連接12
214安全用電13
22基本測量13
221電子基本測量的意義14
222電子基本測量的范圍14
223基本測量中的幾個(gè)問題14
23器件的安裝固定與連接16
231器件安裝固定與連接的發(fā)展過程17
232黑白圖的制作方法18
233面包板和通用板18
24測量結(jié)果的處理20
241列表法20
242曲線法21
25故障檢查與排除的一般方法22
251常見故障22
252排除故障的一般方法23
討論與思考25
第3章基本電子儀器原理與使用26
31概述26
32穩(wěn)壓電源及信號(hào)源26
321直流穩(wěn)壓電源27
322信號(hào)源28
33測量儀器儀表30
331萬用表30
332晶體管毫伏表34
333頻率計(jì)數(shù)器36
334示波器37
討論與思考48
實(shí)驗(yàn)31函數(shù)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源及毫伏表的正確使用48
實(shí)驗(yàn)32示波器的正確使用49
實(shí)驗(yàn)33儀器性能研究50
第4章電子元器件的認(rèn)知與應(yīng)用52
41無源器件52
411電阻器53
412電位器57
413特殊電阻器58
414開關(guān)59
415電容器60
416電感器及互感器65
417繼電器68
418二極管69
419數(shù)碼管72
42有源器件73
421雙極型三極管73
422場效應(yīng)管76
423晶閘管76
424運(yùn)算放大器78
43表面安裝元件79
討論與思考79
實(shí)驗(yàn)41器件識(shí)別與檢測80
實(shí)驗(yàn)42器件特性研究80
實(shí)驗(yàn)43器件的應(yīng)用82
第5章電路的時(shí)域測量83
51電路的響應(yīng)83
511零輸入響應(yīng)83
512零狀態(tài)響應(yīng)84
513完全響應(yīng)84
514暫態(tài)響應(yīng)及暫態(tài)響應(yīng)波形的觀測方法85
52一階RC電路研究86
521一階RC時(shí)間常數(shù)的測量86
522一階RC積分電路89
523一階RC微分電路90
53二階RLC電路的時(shí)域特性90
531二階RLC串聯(lián)電路的響應(yīng)91
532二階RLC串聯(lián)電路的狀態(tài)軌跡93
討論與思考94
實(shí)驗(yàn)51一階RC電路的研究95
實(shí)驗(yàn)52二階RLC電路的響應(yīng)與狀態(tài)軌跡96
第6章電路的頻域測量99
61網(wǎng)絡(luò)函數(shù)99
62策動(dòng)點(diǎn)阻抗的測量100
63傳輸電壓比的測量101
631逐點(diǎn)描繪測量法101
632頻率特性測試儀測量法102
64電平的概念102
65頻率特性曲線的繪制104
66RLC串聯(lián)諧振電路的測量104
661串聯(lián)諧振電路諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)的測量104
662諧振曲線和通頻帶的測量105
討論與思考106
實(shí)驗(yàn)61策動(dòng)點(diǎn)阻抗的測量106
實(shí)驗(yàn)62一階RC電路頻率特性的研究107
實(shí)驗(yàn)63二階RLC電路頻率特性的研究109
第7章實(shí)驗(yàn)綜合與電路設(shè)計(jì)111
71概述111
72實(shí)驗(yàn)綜合111
721實(shí)驗(yàn)綜合的意義111
722實(shí)驗(yàn)綜合任務(wù)112
723實(shí)驗(yàn)綜合方法112
73電路設(shè)計(jì)113
731電路設(shè)計(jì)的一般步驟114
732選題立項(xiàng)114
733制訂方案114
734電路設(shè)計(jì)115
735搭接實(shí)驗(yàn)電路119
736測試調(diào)整120
74設(shè)計(jì)實(shí)例120
741直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)120
742加法器設(shè)計(jì)123
討論與思考124
實(shí)驗(yàn)71儀器內(nèi)阻對測量的影響124
實(shí)驗(yàn)72特殊(幅度、頻率)信號(hào)的測量125
實(shí)驗(yàn)730～60dB衰減器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)126
實(shí)驗(yàn)74可變電阻網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)126
實(shí)驗(yàn)75整流電路研究127
實(shí)驗(yàn)76數(shù)碼管的測試與應(yīng)用127
實(shí)驗(yàn)77繼電器的測試與應(yīng)用128
實(shí)驗(yàn)78整流與濾波電路的研究與設(shè)計(jì)129
實(shí)驗(yàn)790～180°移相器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)129
實(shí)驗(yàn)710音頻分路電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)130
實(shí)驗(yàn)711接收機(jī)接收電路設(shè)計(jì)130
實(shí)驗(yàn)712波形轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)131
實(shí)驗(yàn)713555芯片輸出波形的觀測及振蕩頻率的確定132
實(shí)驗(yàn)714基本運(yùn)算單元電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)132
實(shí)驗(yàn)715反相器與比較器電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)133
實(shí)驗(yàn)716波形產(chǎn)生及波形轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)133
實(shí)驗(yàn)717四路直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)134
實(shí)驗(yàn)7183位半數(shù)字電壓、電流表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)134
第8章電路仿真135
81用虛擬工作臺(tái)方式仿真電路135
82直流工作點(diǎn)分析137
83交流分析138
84瞬態(tài)分析139
85參數(shù)掃描分析140
86直流小信號(hào)傳遞函數(shù)分析141
87零極點(diǎn)分析142
實(shí)驗(yàn)81直流電路分析143
實(shí)驗(yàn)82電路的時(shí)域分析145
實(shí)驗(yàn)83電路的頻率特性147
附錄A常見儀器的使用說明150
A1MF30型萬用表150
A11功能簡介150
A12技術(shù)指標(biāo)150
A13面板圖及說明150
A14使用方法及注意事項(xiàng)151
A2DT930FD型萬用表152
A21功能簡介152
A22技術(shù)指標(biāo)153
A23面板圖及說明153
A24使用方法及注意事項(xiàng)153
A3ZX21a型旋轉(zhuǎn)式電阻箱156
A31技術(shù)指標(biāo)156
A32面板圖及說明156
A33使用注意事項(xiàng)157
A4YB1631型功率函數(shù)發(fā)生器157
A41功能簡介157
A42技術(shù)指標(biāo)157
A43面板圖及說明157
A44使用方法及注意事項(xiàng)159
A5YB1639型函數(shù)發(fā)生器159
A51功能簡介159
A52技術(shù)指標(biāo)159
A53面板圖及說明160
A6YB1610函數(shù)信號(hào)發(fā)生器161
A61功能簡介161
A62技術(shù)指標(biāo)161
A63面板圖及說明162
A64使用方法163
A7XD 22型低頻信號(hào)發(fā)生器164
A71功能簡介164
A72技術(shù)指標(biāo)164
A73面板圖及說明165
A74使用方法及注意事項(xiàng)166
A8YB1731型直流穩(wěn)壓電源166
A81功能簡介166
A82技術(shù)指標(biāo)167
A83面板圖及說明167
A84使用方法 168
A9DA16FS雙路晶體管毫伏表168
A91功能簡介 168
A92技術(shù)指標(biāo)169
A93面板圖及說明169
A94使用方法及注意事項(xiàng)169
A10YB2173交流毫伏表170
A101功能簡介170
A102技術(shù)指標(biāo)170
A103面板圖及說明170
A104使用方法及注意事項(xiàng)171
A11YB4320雙蹤示波器172
A111功能簡介172
A112技術(shù)指標(biāo)173
A113面板圖及說明174
A114使用方法及注意事項(xiàng)176
A12GOS620 20MHz雙蹤示波器177
A121功能簡介177
A122技術(shù)指標(biāo)177
A123面板圖及說明179
A124使用方法181
附錄B電路仿真軟件MultiSim 2001使用簡介182
B1軟件界面182
B11Electronics Workbench 和MultiSim 2001簡介182
B12MultiSim 2001主窗口182
B13菜單欄183
B14設(shè)計(jì)工具欄186
B15元件工具欄和儀表工具欄186
B2軟件基本操作188
B21創(chuàng)建電路188
B22常用元件參數(shù)設(shè)置190
B23虛擬儀器193
參考文獻(xiàn)198
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