《电工电子课程系列实验》教学计划与教学进度（2011~2012）
一、基本情况
学 时：56学时
学 分：1.0学分
适用范围：机械系本科生（非强化班）
先修课程：《电工学》、《电路》、《集成电子技术基础教程》
时 间：20011.10 ~ 2012.6
二、课程作用和具体目标
电工电子课程系列是属于机械学院电类实践课程，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第二、三学期完成，第二学期完成8个实验共24学时，第三学期完成10个实验共32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。
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、一阶电路时域响应（一）（二）合写一份实验报告，其余每个实验写一份实验报告。
4、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（记录实验数据时，书上已给出表格的按书上表格记录，没有的要自拟表格，原则上不允许不画表格记录数据；对于所有要求观察记录的波形，必须记录在坐标纸上，并标注波形的各项参数，特别注明的除外。）
d、数据分析
5）思考题：
5、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；
四、教学内容安排
（一）第二学期教学内容安排
1、伏安特性的测试（3学时）（第9周）
（1）学习直流电源、数字万用表、晶体管图示仪的使用；
（2）用逐点法测量非线性元件、理想电压源和实际电压源的伏安特性曲线；
实验内容：
必 做：（1）测试非线性二端元件（晶体二极管）的伏安特性；
（2）测量理想直流稳压电源的伏安特性；
（3）测量实际直流稳压电源的伏安特性。
选 做：（1）测试线性电阻的伏安特性；
（2）用JT-1图示仪测量线性电阻、二极管的伏安特性曲线。
注意事项：（1）实验内容参见教材中实验二；
（2）教材《电工电子技术实践》中，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（3学时）（第10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。
实验内容：
必 做：（1）验证基尔霍夫定律；
（2）验证线性电路的叠加性和比例性；
（3）验证戴维宁定理。
注意事项：（1）实验内容参见教材中实验三，采用Multisim软件进行测试，其操作方法参见教材中实验四；
（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、常用电子仪器的使用（一）（3学时）（第11周）
（1）掌握示波器、函数发生器、交流毫伏表的作用、使用方法、注意事项和面板上主控制件的名称及作用；
（2）掌握几种典型信号的幅值、有效值、周期等参数的测量方法。
实验内容：
必 做：（1）示波器校准信号的峰峰值、周期、高电平和低电平的测试；
（2）正弦波的测试；
（3）TTL信号上升沿时间、脉冲宽度和高低电平的测量；
（4）叠加在直流上的正弦波的测试。
选 做：几种周期性信号的幅值、有效值及频率的测量。
注意事项：实验内容参见教材中实验一。
4、交流阻抗参数的测量和功率因素的改善（3学时）（第12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：
必 做：（1）用三电压表法测量交流电路中的元件阻抗值；
（2）用三表（电压表、电流表、功率表）法测量交流电路中的元件阻抗值。
注意事项：（1）实验内容参见教材中实验五；
（2）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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计算参数
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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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cosθ
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Ur/V
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Ux/V
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r/Ω
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L/H
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C/uF
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Z1
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30
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|
|
|
|
|
|
Z2
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30
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|
|
|
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2）三表法
测量表格如下：
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Z
|
测量参数
|
计算参数
|
|||||||
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I/A
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U/V
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P/W
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Z/Ω
|
cosθ
|
r/Ω
|
X/Ω
|
L/H
|
C/uF
|
|
|
Z1
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0.3
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|
|
|
|
|
|
0.6
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|
|
|
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Z2
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0.3
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|
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|
|
|
|
0.6
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|
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|
|
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Z1+Z2
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0.3
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|
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|
|
|
0.6
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|
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|
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|
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Z1//Z2
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0.3
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|
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|
|
|
|
0.6
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|
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|
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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。
5、一阶电路时域响应（一）（3学时）（第13周）
（1）示波器、信号源的使用；
（2）一阶电路时间常数的测量；
（3）研究RC电路的方波响应。
实验内容：
必 做：研究RC电路的方波响应
注意事项：（1）实验内容参见教材中实验七
（2）教材中图1-35（b）的R取10KΩ。
6、一阶电路时域响应（二）（3学时）（第14周）
研究RC微分、积分电路对方波激励的响应
实验内容：
必 做：积分电路和微分电路
注意事项：实验内容参见教材中实验七
7、电路频率特性（3学时）（第15周）
（1）掌握用Multisim软件中的博德仪（Bode Plotter）测试RC电路的频率特性；
（2）设计一阶RC低通电路并用实验验证；
（3）设计二阶RC低通电路并用实验验证。
实验内容：
必 做：（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。
注意事项：用Multisim软件中的博德仪（Bode Plotter）测试RC电路频率特性的方法参见教材中实验八。
8、三相交流电路（3学时）（第16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：
必 做：（1）判定三相电源的相序；
（2）测量三相负载星形联结电路的电压、电流和负载功率；
（3）测量三相负载三角形联结电路的电压、电流和负载功率。
注意事项：（1）实验内容参见教材中实验六；
（2）负载星形接法时短路情况不做；
（3）判断相序，串联电容为4uF；
（4）每相负载均为40W+40W灯泡。
（二）第三学期教学内容安排
9、常用电子仪器的使用（二）（3学时）（第6周）
掌握常用电子仪器的使用方法。
实验内容：
必 做：（1）相位差的测量；
（2）半波整流电路的纹波电压的测量；
注意事项：实验内容参见教材中实验一。
10、单级低频电压放大器（4学时）（第7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：
必 做：（1）放大器静态工作点的调整及测量；
（2）放大器电压放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻Ro的测量；
（3）观察静态工作点不同对输出波形的影响；
（4）测量放大器的最大不失真输出电压。
选 做：上限频率fH、下限频率fL的测量。
注意事项：（1）实验内容参见教材中实验十一；
（2）静态工作点VB、VE、VC应该用万用表直流电压档测量。
（3）信号大小（有效值）应该用交流毫伏表测量。
（4）测量放大倍数时，双踪显示Vi、Vo，观察输出波形应不失真。
（5）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。
11、差动放大器（虚拟实验）（3学时）（第8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Multisim分析放大器的频率特性。
实验内容：
必 做：（1）静态工作点的分析；
（2）差模电压放大倍数的分析
（3）频率特性的分析
（4）差模电压传输特性的分析
（5）共模电压放大倍数的分析
注意事项：实验内容参见教材中实验十二。
12、运算放大器的应用一（3学时）（第9周）
（1）同相、反相放大器的特性分析与对比
（2）双电源的接法。
实验内容：
必 做：（1）同相输入比例运算电路；
（2）反相输入比例运算电路。
注意事项：实验内容参见教材中实验十三。
13、运算放大器的应用二（3学时）（第10周）
加法器的应用：直流偏置电压调整；波形的叠加
实验内容：
必 做：设计一加法器，实现U0=－（Ui1+5Ui2）。Ui1加1V的直流信号，Ui2加频率为1KHz、峰峰值为0.2V的正弦波，用示波器观察输入电压Ui2和输出电压U0的波形，并测出相应的参数。
14、积分器、比较器的设计和调试方法（3学时）（第11周）
（1）积分器特性分析
（2）比较器电路的设计及分析；
实验内容：
必 做：（1）积分器；
（2）滞回比较器。
注意事项：（1）实验内容（1）参见教材中实验十三；实验内容（2）参见教材中实验十五；
（2）滞回比较器，用两只稳压管接成双向稳压电路。输入信号应足够大，运放才能工作至限幅区。
15、555电路应用（3学时）（第12周）
（1）了解集成定时器内部组成框图及引脚功能；
（2）熟悉集成定时器的电路功能、主要参数及三种基本工作模式；
（3）多谐振荡器、单稳态触发器等几种实用电路的设计与调试方法。
实验内容：
必 做：报警讯响发生器；
注意事项：实验内容参见教材中实验二十一；
16、集成门电路与组合逻辑电路（4学时）（第13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：
必 做：（1）用与非门设计BCD码制判别电路（教材实验十九实验内容1）；
（2）用译码器和与非门设计全减器（教材实验十九实验内容5）。
选 做：（1）测试与非门的逻辑功能（教材实验十八实验内容1）；
（2）集电极开路与非门（74LS01）（教材实验十八实验内容2）。
注意事项：（1）全减器，74LS138应注意A2是高位，使能端接法，输出低电平有效；
（2）选做题（2）中的“三路信号分时传送”改成“两路信号分时传送”；
（3）OC门使用时，集成电路本身电源Vcc不能忘接。
（4）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。
（5）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。
17、D触发器电路设计（3学时）（第14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；
实验内容：
必 做：（1）用74LS74设计一个模十计数器（即0~9循环显示）
（2）广告流水灯设计
选 做：触发器逻辑功能测试
注意事项：（1）实验内容参见教材中实验二十；
（2）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。
18、计数器电路设计（3学时）（第15周）
（1）时序逻辑电路的设计和调试方法；
（2）集成计数器等中规模集成时序逻辑电路的使用方法。
实验内容：
必 做：设计简易数字钟
注意事项： （1）实验内容参见教材中实验二十。
（2）简易数字钟设计可只做“小时”或“分钟”部分，但必须用74LS161完成。
（2）用示波器观察波形时，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；对24进制的小时来说，只能观察24进制。
五、考试
操作考试时间：第十六周周末
综合成绩考核办法：
1、学习态度、遵守纪律、实验报告简洁完整，有创造性，书写完整 20%
2、课堂实验：实验能力，主动分析和解决实验过程中所遇到问题的能力及实验情况，独立分析、解决问题能力 20%
3、操作考试 60%
总评按优、良、中、及格、不及格评分。
六、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。
注：所有实验都是在金智楼完成，其中，强电实验在二楼电工实验室，其余实验在四楼电子技术实验室。