現(xiàn)代模擬電路實(shí)驗(yàn)

前言

　　21世紀(jì)高等院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)必須面對(duì)高科技發(fā)展和知識(shí)經(jīng)濟(jì)大潮，創(chuàng)新精神是高等院校人才必須具備的素質(zhì)之一。模擬電路教學(xué)和實(shí)驗(yàn)是高等學(xué)校理工類專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)的主要組成部分。　　模擬電路課程及實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的，應(yīng)該是為學(xué)生進(jìn)一步深造打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，使學(xué)生畢業(yè)后能創(chuàng)造性地從事現(xiàn)代電子設(shè)備的使用、維護(hù)和研究設(shè)計(jì)工作。課堂教學(xué)中學(xué)到的模擬電路知識(shí)，通常是基于理想元器件的基本電路的理論知識(shí)，要通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深理解。但是，由于　　受到實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，許多重要概念和電路參數(shù)無(wú)法測(cè)量，實(shí)驗(yàn)也只能做一些理想化的定性測(cè)量。有些學(xué)校增加了計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，這些軟件也是在元器件理想化的條件下進(jìn)行編程仿真，結(jié)果與實(shí)際還是有很大距離?！　榱诉_(dá)到教學(xué)目的，眾多專家認(rèn)為，模擬電路實(shí)驗(yàn)需作如下改進(jìn)和提高：　?。?）大學(xué)模擬電路教學(xué)，學(xué)生只是定性理解電路理論，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，模擬電路實(shí)驗(yàn)須從實(shí)際電路出發(fā)，通過(guò)實(shí)際電路直接測(cè)量各種主要參數(shù)，分析這些參數(shù)對(duì)電路性能的影響。這樣，在今后設(shè)計(jì)或使用實(shí)際電路時(shí)，才能合理選擇和使用這些參數(shù)。　?。?）必須掌握新知識(shí)和新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，例如，噪聲的知識(shí)及其測(cè)量方法，微弱信號(hào)檢測(cè)的知識(shí)和測(cè)量方法，等等。

內(nèi)容概要

現(xiàn)代模擬電路實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法、測(cè)試原理、測(cè)試儀器與現(xiàn)有的模擬電路實(shí)驗(yàn)有很大區(qū)別，本書采用了近代理念、近代原理、近代方法和近代測(cè)試儀器，因此命名為“現(xiàn)代模擬電路實(shí)驗(yàn)”。本書內(nèi)容面廣，新穎，實(shí)用性強(qiáng)，具有啟發(fā)性和研究性，不同的學(xué)校和專業(yè)可以根據(jù)其特點(diǎn)和實(shí)際需要選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。    本書嶄新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，得益于微弱信號(hào)檢測(cè)儀器在模擬電路實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，南京鴻賓微弱信號(hào)檢測(cè)有限公司以微弱信號(hào)檢測(cè)儀器為核心，研制的HB-511型現(xiàn)代模擬電路實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，具有鎖定放大器、矢量電壓表、噪聲測(cè)試儀、頻譜分析儀、數(shù)字相位計(jì)、數(shù)字微歐儀、幅頻特性測(cè)試儀、相頻特性測(cè)試儀等現(xiàn)代測(cè)試儀器的功能，使常規(guī)的測(cè)試儀器無(wú)法測(cè)量的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容能順利開(kāi)設(shè)。    本書分八篇，共40個(gè)實(shí)驗(yàn)。其中第一到第五篇（27個(gè)實(shí)驗(yàn)）是無(wú)源網(wǎng)絡(luò)和有源線性電路實(shí)驗(yàn)，在給出基本概念和理論公式后，通過(guò)測(cè)量阻抗、傳遞函數(shù)、矢量電壓、幅頻特性、相頻特性、微弱偏置電壓、微弱偏置電流、頻譜等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，比較理論公式與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，加深對(duì)電路的理解，并討論誤差產(chǎn)生的原因和解決方法。    “第六篇  噪聲及測(cè)量”和“第七篇  微弱信號(hào)檢測(cè)”（10個(gè)實(shí)驗(yàn)）是21世紀(jì)理工科學(xué)生和從事電子工作的工程技術(shù)人員應(yīng)該要掌握的內(nèi)容。但是，目前各高校開(kāi)設(shè)的模擬電路實(shí)驗(yàn)課程中缺少這部分內(nèi)容。通過(guò)這10個(gè)實(shí)驗(yàn)，使讀者了解噪聲的特性和放大器的噪聲模型，根據(jù)噪聲和信號(hào)的不同特點(diǎn)，掌握減少和抑制噪聲的方法，學(xué)會(huì)檢測(cè)nV-μV級(jí)微弱電壓和fA、pA、nA級(jí)微弱電流的原理和方法及微弱信號(hào)檢測(cè)儀器的使用方法；通過(guò)對(duì)微電阻和nH級(jí)微電抗的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，了解和掌握如何使用微弱信號(hào)檢測(cè)方法來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。    第八篇是非線性電路實(shí)驗(yàn)（3個(gè)實(shí)驗(yàn)），可以幫助讀者了解非線性電路產(chǎn)生頻率變換的特性，通過(guò)對(duì)諧波分量的測(cè)量，加強(qiáng)對(duì)非線性電路的理解。        本書的內(nèi)容和測(cè)量方法比較新穎，除可作為各類院校模擬電路實(shí)驗(yàn)的教材外，也可以作為青年教師和從事電子與測(cè)量工作的工程技術(shù)人員進(jìn)修提高的參考書。

作者簡(jiǎn)介

作者唐鴻賓，1962年畢業(yè)于南京大學(xué)，隨后留校任教，任南京大學(xué)電子科學(xué)與工程系教授，南京大學(xué)微弱信號(hào)檢測(cè)中心主任。歷任全國(guó)微弱信號(hào)檢測(cè)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，《數(shù)據(jù)采集與處理》副主編，第七屆全國(guó)人大代表，第七、第八屆江蘇省政協(xié)委員、常委，享受國(guó)家特殊津貼。
　　長(zhǎng)期從事微弱信號(hào)檢測(cè)方面的教學(xué)和科研開(kāi)發(fā)工作，獲國(guó)家教委科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等部、省、市重大科研成果獎(jiǎng)18項(xiàng)，獲國(guó)務(wù)院新產(chǎn)品“中華之最”稱號(hào)一項(xiàng)，絕大部分科研成果為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。發(fā)表論文40多篇。

書籍目錄

第一篇  阻抗和無(wú)源網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)　實(shí)驗(yàn)1  電容的容抗測(cè)試及電容損耗對(duì)容抗的影響　實(shí)驗(yàn)2  電感的感抗測(cè)試及電感電阻對(duì)感抗的影響　實(shí)驗(yàn)3  無(wú)源網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)的測(cè)量及幅頻、相頻特性　實(shí)驗(yàn)4  無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的輸入/輸出阻抗的測(cè)量及頻率響應(yīng)第二篇  運(yùn)算放大器的主要參數(shù)　實(shí)驗(yàn)5  運(yùn)算放大器主要參數(shù)——輸入偏置電流、失調(diào)電流、失調(diào)電壓的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)6  運(yùn)算放大器差模輸入阻抗及其頻率特性的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)7  運(yùn)算放大器開(kāi)環(huán)增益幅頻和相頻特性的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)8  運(yùn)算放大器開(kāi)環(huán)截止頻率入和單位增益帶寬fo的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)9  高共模抑制比測(cè)量及頻率對(duì)共模抑制比的影響　實(shí)驗(yàn)10  電源電壓抑制比頻率響應(yīng)的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)11  運(yùn)算放大器開(kāi)環(huán)輸出阻抗及頻率特性的測(cè)量第三篇  信號(hào)運(yùn)算電路　實(shí)驗(yàn)12  反相放大器、同相放大器傳遞函數(shù)幅頻、相頻特性的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)13  加法、減法運(yùn)算放大器矢量運(yùn)算的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)14  反相和同相加法器運(yùn)算精度的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)15  反相放大器虛地點(diǎn)微弱電壓的測(cè)量及頻響特性　實(shí)驗(yàn)16  反相放大器、同相放大器運(yùn)算精度與開(kāi)環(huán)參數(shù)之間的關(guān)系　實(shí)驗(yàn)17  反相放大器、同相放大器輸入阻抗與電路參數(shù)的影響及測(cè)量　實(shí)驗(yàn)18  反相放大器、同相放大器輸出阻抗與反饋系數(shù)的影響及測(cè)量第四篇  有源濾波器　實(shí)驗(yàn)19  低通濾波器幅頻、相頻特性的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)20  高通濾波器幅頻、相頻特性的測(cè)量  實(shí)驗(yàn)21  帶通濾波器幅頻、相頻特性的測(cè)量  實(shí)驗(yàn)22  帶阻濾波器幅頻、相頻特性的測(cè)量  實(shí)驗(yàn)23  相移濾波器幅頻、相頻特性的測(cè)量  實(shí)驗(yàn)24  開(kāi)關(guān)電容濾波器幅頻、相頻特性及噪聲的測(cè)量第五篇  正弦波信號(hào)發(fā)生器　實(shí)驗(yàn)25  文氏電橋正弦波發(fā)生器　實(shí)驗(yàn)26  頻率可調(diào)橋式T型選頻網(wǎng)絡(luò)正弦波發(fā)生器　實(shí)驗(yàn)27  頻率可調(diào)的移相式振蕩器及正交振蕩器第六篇  噪聲及測(cè)量　實(shí)驗(yàn)28  噪聲電壓均方根值的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)29  熱噪聲的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)30  放大器噪聲電壓和噪聲電流的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)31  噪聲系數(shù)與最佳源內(nèi)阻的測(cè)量第七篇  微弱信號(hào)檢測(cè)　實(shí)驗(yàn)32  微弱f真V級(jí)直流電壓信號(hào)的檢測(cè)  　實(shí)驗(yàn)33  微弱pA-nA級(jí)直流電流的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)34  nV-JJLV級(jí)微弱交流電壓信號(hào)的測(cè)量  　實(shí)驗(yàn)35  pA-fA級(jí)交流電流信號(hào)的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)36  淹沒(méi)在噪聲或干擾中正弦信號(hào)的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)37  微歐級(jí)電阻的測(cè)量第八篇  非線性器件電路　實(shí)驗(yàn)38  全波整流、半波整流波形諧波分量的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)39  方波信號(hào)、三角波信號(hào)諧波分量的測(cè)量　實(shí)驗(yàn)40  乘法器與相敏檢波器附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第二篇　運(yùn)算放大器的主要參數(shù)　　運(yùn)算放大器是于20世紀(jì)40年代作為模擬計(jì)算機(jī)功能元件開(kāi)發(fā)出來(lái)的。在過(guò)去的模擬計(jì)算機(jī)中，要進(jìn)行加、減、乘、除的原始運(yùn)算，甚至微積分的運(yùn)算，只需在放大器中施加特殊的負(fù)反饋就可以進(jìn)行運(yùn)算?！　≡谀M計(jì)算機(jī)早已消失的今天，集成運(yùn)算放大器有了很大的發(fā)展，研制和生產(chǎn)了許多高性能、低價(jià)格、使用方便的單片集成運(yùn)算放大器。運(yùn)算放大器也改變了原來(lái)研發(fā)的初衷，不再是用于計(jì)算機(jī)，而是在電路設(shè)計(jì)時(shí)與晶體管、電阻、電容等一樣作為基本元件，組成各種應(yīng)用電路?！　≡谑褂眠\(yùn)算放大器作原理設(shè)計(jì)時(shí)，通常把運(yùn)算放大器看作理想器件。運(yùn)算放大器的三個(gè)基本參數(shù)理想化為：電壓增益為無(wú)限大，輸入阻抗為無(wú)限大，輸出阻抗為零。其實(shí)實(shí)際運(yùn)算放大器并不具有這樣的特性，但是，在大部分的應(yīng)用中并不要求精確設(shè)計(jì)，運(yùn)算放大器還是可以認(rèn)為是理想器件。當(dāng)集成運(yùn)算放大器用來(lái)組成各種實(shí)際運(yùn)用電路時(shí)，為了正確使用不同類型的運(yùn)算放大器，并充分發(fā)揮它們的性能特點(diǎn)，工程技術(shù)人員還需要進(jìn)一步了解運(yùn)算放大器的參數(shù)及其測(cè)量方法。

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