第1章电路的基本概念与基本定律1

1.1电路的基本物理量及其参考方向1

1.1.1电路的作用1

1.1.2电流及电流的参考方向2

1.1.3电压及电压的参考方向3

1.1.4电流和电压的关联参考方向4

1.1.5电路功率的测量和用电器的额定值4

1.2欧姆定律的仿真实验7

1.2.1欧姆定律的仿真实验过程7

1.2.2电源有载工作、开路与短路9

1.2.3电源外特性的仿真实验10

1.3基尔霍夫定律的验证12

1.3.1基尔霍夫电流定律(KCL)的验证12

1.3.2基尔霍夫电压定律的验证13

1.3.3电路中的电压和电位的仿真测量14

1.4电压源和电流源的仿真16

1.4.1电压源和实际电压源16

1.4.2理想电流源和实际电流源18

1.4.3实际电压源和实际电流源的串联、并联22

1.5受控源的仿真实验24

1.5.1电压控制电压源25

1.5.2电流控制电压源25

1.5.3电压控制电流源26

1.5.4电流控制电流源27

练习题28第2章直流电路的分析31

2.1电阻电路的等效变换31

2.1.1电阻的串联31

2.1.2电阻的并联35

2.1.3电阻的混联 36[1][2]2.2电阻星形连接与三角形连接的等效互换39

2.2.1星形网络等效变换为三角形网络39

2.2.2三角形网络等效为星形网络40

2.3电压源与电流源的等效变换40

2.3.1电压源变换为电流源41

2.3.2电流源变换为电压源41

2.3.3有源电路的化简42

2.4支路电流法的仿真验证43

2.5网孔电流法的仿真验证45

2.6节点电压法的仿真验证46

2.6.1理论计算46

2.6.2仿真测量法48

2.7叠加定理和替代定理的仿真48

2.7.1叠加定理的验证49

2.7.2含受控源电路的叠加定理应用49

2.7.3齐次定理的验证50

2.7.4替代定理的验证50

2.8戴维南定理和诺顿定律的仿真验证52

2.8.1戴维南定理的验证52

2.8.2诺顿定理的仿真验证54

2.9最大功率传输定理的仿真55

2.10互易定理和特勒根定理的仿真57

2.10.1互易定理的验证57

2.10.2特勒根定理的仿真58

练习题59第3章正弦电路的稳态分析62

3.1正弦交流电三要素的仿真62

3.1.1正弦交流电的三要素62

3.1.2相位差的测量63

3.1.3正弦交流电的有效值64

3.2正弦交流电路65

3.2.1纯电阻电路65

3.2.2纯电容电路66

3.2.3纯电感电路68

3.3RLC串联电路71

3.3.1RC串联电路71

3.3.2RL串联电路72

3.3.3RLC串联电路73

3.4RLC并联电路75

3.4.1RC并联电路75

3.4.2RL并联电路76

3.4.3RLC并联电路78

3.5交流电路的功率79

3.5.1RLC并联电路的功率79

3.5.2功率因数的提高80

3.5.3正弦交流电路的最大功率传递定理80

练习题84第4章谐振电路与互感86

4.1RC电路的频率特性86

4.1.1一阶RC低通滤波电路86

4.1.2一阶RC高通滤波器88

4.1.3RC带通滤波器89

4.1.4RC移相电路90

4.2RLC串联谐振电路91

4.2.1串联谐振电路的理论分析92

4.2.2串联谐振电路的仿真实验93

4.3并联谐振电路的仿真实验99

4.3.1并联谐振电路的理论分析99

4.3.2并联谐振电路的仿真分析101

4.4互感电路106

4.4.1自感现象的仿真实验106

4.4.2互感线圈同名端的判断107

4.4.3互感线圈互感系数M和耦合系数K的测量110

4.4.4理想变压器的仿真实验111

练习题112第5章三相交流电路的仿真实验114

5.1对称三相电源114

5.2三相负载的连接116

5.2.1负载的星形连接116

5.2.2负载的三角形连接118

5.3三相电路的功率测量120

5.3.1三相四线制星形接法120

5.3.2三相三线制电路120

5.4三相交流电相序的测量124

练习题126第6章非正弦周期电路的仿真分析128

6.1非正弦周期信号的傅里叶分析与合成128

6.1.1非正弦周期信号的傅里叶分析128

6.1.2非正弦周期信号的合成142

6.2非正弦周期量的有效值、平均值和平均功率143

6.2.1非正弦周期量的电压或电流的有效值143

6.2.2平均值145

6.2.3平均功率145

6.3非正弦周期电流电路的稳态分析147

练习题149第7章线性动态电路的时域分析151

7.1换路定律的仿真151

7.1.1过渡过程151

7.1.2换路定律153

7.1.3电路初始值的确定153

7.2一阶电路的零状态响应156

7.2.1RC电路的零状态响应156

7.2.2RL电路的零状态响应160

7.3一阶电路的零输入响应163

7.3.1RC电路的零输入响应163

7.3.2RL电路的零输入响应165

7.4一阶电路的全响应168

7.4.1RC电路的全响应168

7.4.2RL电路的全响应172

7.5一阶电路全响应的三要素法174

7.6RC电路在周期性矩形脉冲激励下的响应177

7.6.1RC微分电路177

7.6.2RC积分电路179

7.7一阶电路的阶跃响应和冲激响应181

7.7.1阶跃响应181

7.7.2一阶电路的冲激响应182

7.8二阶电路的响应182

7.8.1二阶电路的零输入响应182

7.8.2RLC电路的零状态响应188

7.8.3RLC电路的全响应191

练习题194第8章二端口网络参数的测量196

8.1二端口网络的参数196

8.1.1阻抗参数的测量196

8.1.2导纳参数的测量199

8.1.3传输参数的测量201

8.1.4混合参数的测量202

8.2二端口网络的连接207

8.2.1二端口网络的串联208

8.2.2二端口网络的并联210

8.2.3二端口网络的级联212

8.3负阻抗变换器和回转器213

8.3.1负阻抗变换器213

8.3.2回转器218

练习题221第9章NI Multisim 11基本操作223

9.1仿真电路界面的设置223

9.2元器件库228

9.2.1电源库/信号源库229

9.2.2基本元件库229

9.2.3二极管库229

9.2.4晶体管库229

9.2.5模拟集成元件库230

9.2.6TTL元件库230

9.2.7COMS元件库230

9.2.8混杂数字器件库230

9.2.9混合器件库230

9.2.10指示器件库230

9.2.11电源器件库231

9.2.12其他元器件库231

9.2.13高级外设元器件库231

9.2.14射频器件库231

9.2.15机电器件库232

9.2.16NI 库232

9.2.17微控制器库232

9.3元器件操作232

9.3.1元器件的选用232

9.3.2元器件的放置232

9.3.3元器件的选中233

9.3.4元器件的复制、移动、删除233

9.3.5元器件的旋转与反转233

9.3.6设置元器件属性234

9.3.7设置元器件颜色235

9.4导线的连接235

9.4.1导线的连接、删除与改动235

9.4.2连接点的使用236

9.4.3总线的放置236

9.5添加文本237

9.5.1添加文本内容237

9.5.2添加电路描述窗237

9.5.3添加标题栏237

9.5.4保存电路文件239

9.6NI Multisim 11虚拟仪器的使用239

9.6.1数字万用表239

9.6.2函数信号发生器241

9.6.3双通道示波器244

9.6.4四通道示波器246

9.6.5功率表249

9.6.6IV分析仪249

9.6.7电流探针251

9.6.8测量探针252

9.6.9电压表和电流257

9.6.10失真分析仪259

9.6.11波特图示仪260

9.6.12频率计262

9.6.13频谱分析仪263

9.6.14网络分析仪267

9.7常用仿真分析法271

9.7.1仿真分析步骤271

9.7.2直流工作点分析274

9.7.3交流分析277

9.7.4瞬态分析280

9.7.5傅里叶分析284

9.7.6单一频率交流分析288

9.7.7直流扫描分析294

9.7.8参数扫描分析297参考文献301第1章半导体器件仿真实验1

1.1半导体二极管1

1.1.1二极管单向导电性仿真实验1

1.1.2二极管的伏安特性仿真实验2

1.2二极管的应用5

1.2.1二极管模型5

1.2.2二极管整流电路6

1.2.3限幅电路11

1.2.4开关电路11

1.3特殊二极管的应用13

1.3.1稳压二极管的应用13

1.3.2发光二极管的应用15

1.3.3光电耦合器15

1.4半导体三极管16

1.4.1三极管内部电流分配关系16

1.4.2三极管共射极输入特性测试18

1.4.3三极管的输出特性曲线18

1.5场效应晶体管21

1.5.1结型场效应管基本特性的测试21

1.5.2MOSFET的基本特性测试23

练习题27第2章基本放大电路的仿真实验29

2.1放大电路的直流与交流工作状态29

2.1.1共发射极放大电路的静态工作点29

2.1.2基本共发射极放大电路的波形图31

2.2静态工作点的设置35

2.2.1静态工作点的正确设置35

2.2.2静态工作点的稳定39

2.3分压式负反馈电路41

2.3.1分压式负反馈电路的静态工作点41

2.3.2分压式负反馈放大电路性能指标的测试432.3.3三极管电流放大系数β和电压放大倍数的关系49

2.4共集电极和共基极放大电路51

2.4.1共集电极放大电路的参数测量51

2.4.2共基极放大电路53

2.5场效应管放大电路55

2.5.1结型场效应管自偏压放大电路56

2.5.2分压式自偏压电路57

2.5.3耗尽型绝缘栅场效应管分压式放大电路57

2.5.4增强型绝缘栅场效应管放大器58

2.5.5共漏极场效应管放大器58

练习题59[1][2]第3章放大电路频率特性的仿真实验61

3.1低通电路和高通电路61

3.1.1一阶RC低通电路61

3.1.2一阶RC高通电路62

3.2影响放大电路频率响应的因素63

3.2.1影响放大电路低频特性的因素63

3.2.2影响放大器高频特性的因素65

3.3多级放大器的频率响应66

3.3.1多级放大器的频率特性66

3.3.2放大器的非线性失真和线性失真67

3.3.3三极管参数的修改69

练习题72第4章功率放大电路的仿真实验73

4.1甲类功率放大电路73

4.1.1甲类功率放大电路概述73

4.1.2射极输出器作功率放大75

4.2乙类功率放大电路75

4.2.1乙类单管射极输出功放电路75

4.2.2乙类双电源互补对称功率放大电路77

4.3甲乙类互补对称功放电路78

4.3.1甲乙类OCL功放电路78

4.3.2复合管OCL互补对称功放电路78

4.3.3甲乙类单电源互补对称功放电路79

4.3.4集成功率放大电路TDA203081

练习题83第5章模拟集成电路基础85

5.1电流源电路85

5.1.1镜像电流源85

5.1.2比例电流源85

5.1.3微电流源86

5.1.4改进型电流源86

5.1.5威尔逊电流源87

5.1.6多路电流源87

5.2差分式放大电路88

5.2.1长尾式差分放大电路的静态工作点88

5.2.2差分放大器输入电压为零时的情况88

5.2.3差分放大器的差模特性88

5.2.4差分放大器的共模特性89

5.2.5典型差动放大电路90

5.2.6差模放大倍数的测量91

5.2.7共模电压放大倍数的测量(RL=∞)92

5.2.8单端输入差动放大器95

5.2.9差动放大器的输入与输出电阻96

练习题98第6章负反馈放大电路100

6.1反馈的分类及判断100

6.1.1串联反馈和并联反馈100

6.1.2电流串联负反馈101

6.1.3电流并联负反馈104

6.1.4电压串联负反馈106

6.1.5电压并联负反馈108

6.2负反馈对放大器性能的影响109

6.2.1提高放大器增益的稳定性109

6.2.2负反馈对输入电阻的影响110

6.2.3负反馈对输出电阻的影响111

6.2.4负反馈能够扩展放大器的通频带113

6.2.5减小非线性失真114

6.3深度负反馈放大器的仿真测试115

6.3.1电流串联负反馈电路115

6.3.2电压串联负反馈电路116

6.3.3电压并联负反馈117

6.3.4电流并联负反馈118

练习题119第7章模拟信号运算电路121

7.1运算电路的三种输入方式121

7.1.1反相输入放大电路121

7.1.2同相输入比例运算电路123

7.1.3减法运算电路125

7.1.4加法运算电路127

7.2积分和微分电路128

7.2.1积分电路128

7.2.2微分电路130

7.3对数和指数电路132

7.3.1对数放大器电路132

7.3.2指数运算电路133

7.4模拟乘法器典型应用电路134

7.4.1乘法和平方运算电路134

7.4.2除法运算和开平方运算电路134

7.4.3正弦波倍频135

7.5集成运算放大器交流放大电路135

7.5.1反相交流放大器135

7.5.2同相交流放大器137

练习题139第8章信号处理电路140

8.1有源滤波器140

8.1.1一阶有源低通滤波器140

8.1.2二阶有源低通滤波器142

8.1.3二阶有源高通滤波器143

8.1.4有源带通滤波电路143

8.1.5双T带阻滤波器146

8.1.6三阶和四阶低通滤波器146

8.2运算放大器的非线性应用148

8.3信号变换电路157

8.3.1电压电流转换电路157

8.3.2电流电压转换电路158

8.3.3电压频率转换电路159

8.3.4精密整流电路159

8.4运算放大器与受控源162

8.4.1受控源162

8.4.2用运算放大器构成的受控电源164

练习题165第9章波形发生器电路167

9.1RC正弦波振荡电路167

9.1.1RC串并联网络的选频特性167

9.1.2文氏电桥振荡电路168

9.1.3RC双T正弦波振荡电路169

9.1.4RC移相式正弦波振荡器169

9.2LC正弦波振荡器170

9.2.1变压器反馈式振荡电路170

9.2.2电感三点式振荡器172

9.2.3电容三点式振荡器173

9.2.4克拉泼振荡器173

9.2.5西勒振荡器174

9.3非正弦波振荡器175

9.3.1方波产生电路175

9.3.2三角波发生器176

9.3.3占空比可调的方波、锯齿波发生器177

练习题178第10章直流电源180

10.1单相整流滤波电路180

10.1.1单相整流滤波电路180

10.1.2变压器带中心抽头的单相全波整流滤波电路182

10.1.3桥式整流电路183

10.1.4倍压整流电路185

10.2并联和串联型直流稳压电源185

10.2.1硅稳压二极管并联稳压电源185

10.2.2串联型稳压电源186

10.3线性集成稳压器187

10.3.1三端固定输出集成稳压器187

10.3.2三端可调式集成稳压器189

10.3.3扩大输出电流的稳压电路189

练习题191第11章常用仿真分析法192

11.1仿真分析步骤192

11.1.1创建电路原理图，设置显示节点编号192

11.1.2选择分析类型192

11.1.3仿真分析参数设置193

11.1.4分析结果显示194

11.2直流工作点分析195

11.3交流分析197

11.4瞬态分析199

11.5傅里叶分析202

11.6传递函数分析207

11.7直流扫描分析208

11.8参数扫描分析213

11.9温度扫描分析217

练习题220第12章Multisim10虚拟仪器的使用222

12.1数字万用表222

12.1.1连接222

12.1.2面板操作223

12.1.3操作实例223

12.2函数信号发生器224

12.2.1连接224

12.2.2面板操作225

12.3双通道示波器227

12.3.1连接227

12.3.2面板操作228

12.3.3双踪示波器的使用229

12.4四通道示波器230

12.4.1连接230

12.4.2面板操作231

12.5功率表232

12.5.1连接232

12.5.2面板操作232

12.6IV分析仪233

12.6.1连接233

12.6.2面板操作23312.7电流探针237

12.7.1连接237

12.7.2电流探针的操作238

12.8测量探针239

12.8.1连接239

12.8.2测量探针的设置240

12.9电压表和电流表243

12.9.1电压表的连接243

12.9.2电压表面板操作243

12.9.3电流表的连接243

12.9.4电流表面板操作243

12.10失真分析仪244

12.10.1连接244

12.10.2面板操作245

12.11波特图示仪246

12.11.1连接246

12.11.2面板操作247

12.12频率计249

12.12.1连接249

12.12.2面板操作249

练习题250附录AMultisim10的基本操作252

A.1NIMultisim10的用户界面及设置252

A.1.1NIMultisim10的启动252

A.1.2NIMultisim10基本界面简介252

A.1.3NIMultisim10基本界面的定制254

A.2Multisim10元器件库及其元器件263

A.2.1Multisim10的元器件库263

A.2.2元器件的查找273

A.2.3使用虚拟元器件275参考文献278 2100433B

本书第1章到第8章的内容顺序和《电路分析》教材完全一致。只要拥有一台电脑，安装上NI Multisim 11仿真软件，就不再受时间、地点的限制，随时随地都可以做电路方面的仿真实验。通过仿真实验可以大大提高分析、理解问题的能力和培养创新能力。本书第9章介绍了NI Multisim 11仿真软件的使用方法、仪器仪表的使用方法和仿真分析法的使用步骤，并配有例题，便于自学。

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《电路实验及仿真教程》共分为5章：第1章概述了电路实验基础理论知识、电路实验分析及实验数据处理；第2章介绍了常用实验设备及其使用方法；第3章是电路实验，按照直流电路、交流电路和动态电路的顺序编排，既有基础性实验又有提高性实验；第4章和第5章是MuItisiml0电路仿真分析软件介绍和电路仿真实验，从典型实验人手，使学生掌握Multisiml0软件在电路仿真分析中的应用。

《测试技术与虚拟仿真实验教程》是综合传感器与测试技术、虚拟仪器技术等方面的基础知识，结合虚拟仪器实验教学平台（NIELVIS）的实验教学项目编写而成的。《测试技术与虚拟仿真实验教程》反映了虚拟仪器技术在测试技术类课程实验教学上的应用情况，介绍了实验的基础理论、传感器的基本知识、实验项目的基本原理和实验步骤。

《测试技术与虚拟仿真实验教程》可作为高等学校动力机械类专业测试技术、传感器与测试技术课程的实验教材或参考用书。