《电工电子课程系列实验》教学计划
2007～2008学年第二、三学期
一、基本情况
学时：64学时
学分：2学分
适用范围：机械系本科生
先修课程要求：《电工学》、《电路》、《集成电子技术基础教程》
二、课程作用和具体目标
电工电子课程系列是机械学院电类实践课程中第二层面的实践课程。它与《电工学》、《电路》、《集成电子技术基础教程》理论课程同时进行。本实践课程的教学目的是通过大纲所列内容的学习与实践，提高学生对电路、数电以及模电的设计水平和工程实践能力，并对虚拟实验台有一定的了解。
三、教学方式与基本要求
1、本课程安排在二年级两个长学期完成，第一个学期完成7个实验共24学时，第二学期完成40学时。
1、以《电工电子技术实践》为教材，要求学生预习、复习，了解、掌握教材内容。学生课外学时与课程学时比为1～1.5：1，即课外学时不应少于40。
2、强电实验2人一组，弱电实验一人一组，独立完成。通过实验要求学生进一步掌握理论知识，提高实际动手能力、独立工作能力，开阔视野，实验以后要求认真总结，写出实验报告。
3、实验报告具体要求如下：
1）实验目的
2）实验仪器设备（包括名称、型号）
3）实验原理：不要照抄书上的，要简要概括。
4）实验内容： a、实验内容
b、设计过程（针对设计题）
c、实验数据
d、数据分析
5）思考题：
4、实验注意事项
1） 安全；人身安全、设备安全；
2） 防火；不允许在实验室抽烟；
3）纪律：a、不迟到、不早退；
b、不大声喧哗，不穿拖鞋进实验室；
c、不乱搬仪器；
d、保持实验室整洁、卫生，离开实验室前要做到仪器、凳子摆放整齐，桌面、抽屉、地面无垃圾；
三、教学内容安排
2007～2008学年第二学期
1、伏安特性的测试（4学时）（第八周）
（1）学习直流电源、数字万用表、晶体管图示仪使用；
（2）用逐点法测量线性电阻元件和非线性元件的伏安特性曲线；
（3）分析理想电压源和测量实际电压源的伏安特性。
实验内容：必做 2.(1).1)和2） 2.(2).1)和2） 3 4
注意：（1）用JT-1图示仪测量线性电阻、二极管、稳压管的伏安特性曲线为教师演示实验；
（2）参数改动：图1-14中的电位器Rp改为1KΩ；图1-15中的电位器Rp改为100Ω电阻和1KΩ电位器串联。
2、网络定理的验证与测试（4学时）（第九周）
（1）Multisim软件入门；
（2）应用Multisim验证基尔霍夫定律、叠加定理、戴维南定理；
（3）通过搭试电路验证基尔霍夫定律。
实验内容：必做 1 2.1) 3
选做 2.2）
注意：（1）基尔霍夫定律验证(即内容1.1))要求用分立元件测试和Multisim软件测试两种方法，并对测试结果进行比较，其它实验内容只用Multisim软件测试；
（2）E1单独作用、E2=0时，不能将电源E2的正、负极直接短接，而是将E2电源断开后再将电路中E2位置处短接。
（3）切记不要用万用表电流档来测电压，因为电压表内阻大，电流表内阻很小，用电流档测电压会造成烧表（保险丝坏）。
（4）测电流时，要断开电路，将电流表串入回路中。
参数改动：图1-18中的470Ω改为4.7kΩ，100Ω改为1kΩ，200Ω改为2kΩ。
3、一阶电路时域响应（4学时）（第十二周）
（1）示波器、信号源的使用；
（2）一阶电路时间常数的测量；
（3）RC微分、积分电路对方波激励的响应。
实验内容：必做2、3
参数改动：图1-35（b）的R=10KΩ。
4、电路频率特性（3学时）（第十三周）
应用Multisim软件进行以下实验，设计电路并选择电路参数：
（1） RC电路频率特性的测试；
（2） RLC电路频率特性和品质因数的测试；
（3） 一阶RC低通电路的设计；
（4） 二阶RC低通电路的设计；
（5） 二阶RC带通电路的设计。
实验内容：（1）设计一个带宽为150KHz的一阶RC低通电路，并用Multisim软件测试其频率特性；
（2）设计一个带宽为50KHz、品质因数为0.707的二阶RLC低通电路，并用Multisim软件测试其频率特性和品质因数；
选做：设计一个具有选频特性的二阶RLC带通电路，要求选择所需要的频率为30KHz。用Multisim软件测试其频率特性和品质因数大小。
5、交流阻抗参数的测量和功率因素的改善（3学时）（第十四周，强电实验）
（1） 测量交流电路中的元件阻抗值；
（2） 设计电路，学习提高功率因数的方法。
实验内容：全部必做
注意事项：
（1）实验内容更改：
Z1：10Ω+L Z2：100Ω+C
其中L的电感量为114mH，内阻为26Ω。C电容量为10uF（几个规格的电容并联而得即2uF//8uF）
1）三电压表法
测量表格如下：
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Z
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测量参数
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||
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U/V
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U1/V
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U2/V
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Z1
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30
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|
Z2
|
30
|
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2）三表法
测量表格如下：
|
Z
|
测量参数
|
||
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I/A
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U/V
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P/W
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Z1
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0.3
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|
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|
0.6
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|
|
Z2
|
0.3
|
|
|
|
0.6
|
|
|
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|
Z1+Z2
|
0.3
|
|
|
|
0.6
|
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|
|
|
Z1//Z2
|
0.3
|
|
|
|
0.6
|
|
|
|
3.功率因数的改善
自行设计电路，并改变电容大小，观察功率因素的变化情况。
（2）Z1+Z2和Z1∥Z2，应判别呈容性电路还是感性电路，是容性电路时只计算电容量的大小，是感性电路时只计算电感量的大小。
6、三相交流电路（3学时）（第十五周，强电实验）
（1）判断三相电源相序；
（2）三相负载Y型联结电路的电压、电流和负载功率的测量。
（3）三相负载△型联结电路的电压、电流和负载功率的测量。
实验内容：全部必做
注意事项：1）负载星形接法时短路情况不做
2）判断相序，串联电容为4uF。
3）每相负载均为40W+40W灯泡
7、三相异步电动机及其继电接触器控制（3学时）（第十六周，强电实验）
（1） 应用继电器、接触器进行以下实验：
（2） 三相异步电动机的直接起动控制电路设计；
（3） 三相异步电动机的正反转控制电路设计；
（4） 三相异步电动机的Y-△起动控制电路设计。
实验内容：3.(1)(2)(3) 必做
注意事项：Y-△起动控制电路必须重新设计。
注：所有实验都是在电工电子实验楼完成，其中，强电实验在二楼电工实验室，其余的在五楼电子技术实验室。
2007～2008学年第三学期
8、常用电子仪器的使用（3学时）（第5周）
（1）掌握示波器、函数发生器、交流毫伏表、稳压电源的作用、使用方法、注意事项和面板上主控制件的名称及作用；
（2）正负电源接法
（3）校准信号的测试
（4）相位差的测量
（5）纹波电压的测量
实验内容：实验一：2.(1) 2） 2.(2) 2）5）8）必做，其余均选做
9、单级低频电压放大器（4学时）（第6周）
（1）静态工作点对动态范围的影响
（2）主要动态参数分析与测试
（3）放大器幅频特性的测试
实验内容：实验十一：1 2.(2).1) 3 4 必做
2.(2).2) 选做
注意事项：（1）静态工作点VB、VE、VC应该用万用表直流电压档测量。
（2）信号大小（有效值）应该用交流毫伏表测量。
（3）测量放大倍数时，双踪显示Vi、Vo，观察输出波形应不失真。
（4）测量fH,fL时应注意，f变化时信号源输入电压大小会略有变化，需调节，保持Vi=5mv不变。
10、差动放大器（虚拟实验）（3学时）（第7周）
（1）差动放大器应用
（2）学习在虚拟电子实验台上进行静态工作点分析
（3）用虚拟示波器测量电压波形，区分差模电压、共模电压
（4）用Mulitisim分析放大器的频率特性
实验内容：实验十二全部必做
11、运算放大器的应用（4学时）（第8周）
（1）同相、反相放大器的特性分析与对比
（2）加法器的应用：直流偏置电压调整；波形的叠加
（3）交流放大器设计与放大器传输特性的观察
（4）积分器特性分析
（5）双电源的接法。
实验内容：1、设计一加法器，实现U0=－（Ui1+5Ui2）。Ui1加频率为1KHz、峰峰值为5V的方波信号，Ui2加频率为5KHz、峰峰值为0.2V的正弦波，用示波器观察Ui1、Ui2及输出电压U0的波形，并测出相应的参数。
2、实验十三 1、6 必做
2、3、5 选做
12、集成功率放大器应用（4学时）（第9周）
集成功率放大器应用与特性测试；
实验内容：实验十六 2 必做
注意事项：搭试电路是要用分立元件在面包板上完成，电路的元件布局按照集成电路内部电路结构安排，器件之间的连接也尽量用器件管脚连接，尽量不要用实验箱上的元件和长连接线，否则很容易产生自激振荡。
13、有源滤波器设计与特性分析（4学时）（第10周）
（1）一阶低通滤波器
（2）二阶低通滤波器
（3）滤波器特性与参数选择
（4）正弦信号发生器
实验内容：实验十四 2、4 必做
1选做
注意事项：正弦波发生器，为易起振，Rp应先置最大值，振荡波形失真则应适当调Rp，V+，V-用交流毫伏表测。
14、集成门电路与组合逻辑电路（4学时）（第11周）
（1）门电路动态特性与驱动能力测试；
（2）OC门电路的应用
（3）用与非门设计BCD码制判别电路；
（4）用译码器和与非门设计全减器
实验内容：实验十八第2题和实验十九第1）、5）题 必做
实验十八第1、3题 选做
注意事项：（1）实验十八第2题内容中的“三路信号分时传送”改成“两路信号分时传送”
（2）OC门使用时，集成电路本身电源Vcc不能忘接。
（3）OC门必须接上拉电阻，OC门输出与上拉电阻上的电源Ec有关，但Vcc始终为5V不变。
（4）Ec从+5V改为+10V时，小心不要将Vcc电源也接成10V，Ec和Vcc分两组电源接入。
（5）全减器，74LS138应注意A2是高位，使能端接法，输出低电平有效。
15、D触发器与计数器电路设计（3学时）（第12周）
（1）D触发器的认识
（2）运用D触发器设计计数器、移位寄存器；
（3）应用74LS90设计计数器电路
实验内容：1、用74LS74设计一模十计数器
2、实验二十 4 必做
1 选做
注意事项：（1）此次实验的波形要注意观察
（2）对60进制的“分时钟”来说，可将个位10进制与十位6进制分别观察；
（3）对24进制的小时来说，只能观察24进制。
16、数字逻辑电路综合应用（2）（3学时）（第13周）
（1） 广告流水灯设计
（2） 4人抢答器设计
实验内容：实验二十 2、3 必做
注意事项：为使工作可靠，不用的输入端应按逻辑功能要求接在高电平或低电平，不要悬空。
17、555电路应用（4学时）（第14周）
（1）多谐振荡器
（2）单稳态触发器
（3）报警讯响发生器
（4）长延时电路
实验内容：实验二十一 1、2 必做
18、步进电机控制器设计（4学时）（第15周）
试设计一个步进电机脉冲分配器，电机以三相单双六拍方式运行，通过外部按键可设定步进电机的方向。三相六拍方式(单相绕组和双相绕组交替施加电流脉冲) ：
→A →AB →B →BC →C →CA →正转；
→A →AC →C →CB →B →BA →反转。
(1)根据任务要求，拟出设计方案，写出设计过程，画出电路原理图
(2)搭试电路，静态验证电路是否正确
(3)用示波器观察并记录时钟脉冲和各相绕组上的波形。
扩展：速度控制，速度可分为快速、中速、慢速。
注意事项：Multisim软件操作使用方法见中心主页。
19、考试（第16周）
四、综合成绩考核办法：
1、平时 40%
学习态度：遵守纪律，事先对实验相关理论和实验内容预习并基本理解，写预习报告
实验能力：实验过程中独立分析、解决问题能力
实验报告：书写工整，简洁完整，有创造性
2、期末考试 60%
总评按优、良、中、及格、不及格评分。
五、主要参考书
1、秦曾煌主编。《电工学》上册、下册（第五版） 北京：高等教育出版社，1999年。
2、李桂安主编。《电工电子实践初步》 南京：东南大学出版社，1999年。
3、王澄非主编。《电路与数字逻辑设计实践》 南京：东南大学出版社，1999年。
4、王尧主编。《电子线路实践》 南京：东南大学出版社，1999年。
备注：实验1~7为第二学期第8至16周完成；实验8~19为第三学期第5至16周完成。
电工电子实验中心
2007-9