电路与电子技术虚拟实验教程

电路与电子技术虚拟实验教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:西北工大出版社
作者:刘军
出品人:
页数:121
译者:
出版时间:2006-9
价格:15.00元
装帧:
isbn号码:9787561221266
丛书系列:
图书标签:
  • 电路分析
  • 电子技术
  • 虚拟实验
  • 仿真
  • 教学
  • 高等教育
  • 实验教程
  • 模拟电路
  • 数字电路
  • 电子工程
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具体描述

《高等学校教材•电路与电子技术虚拟实验教程(数字篇)》是一本采用Multisim7软件完成数字电子技术实验的指导书。书中以最新推出的Multisim7(教育版)仿真软件为主,详细介绍了该软件的基本功能和操作方法、仿真分析功能及其应用,并根据高等院校电工基础、电子技术基础教学大纲中有关实验要求,结合具体电路对如何进行仿真实验分析进行了详细的叙述。

《现代光学系统设计与分析》 第一章 绪论:光学系统的演进与基础 本章将系统回顾光学系统的发展历程,从早期的透镜成像到现代复杂的集成光学系统。重点阐述现代光学在信息获取、传输和处理中的核心地位,特别是其在航天、生物医学成像、精密测量等前沿领域的应用。我们将深入探讨光的波动性和几何光学的基本原理,建立对光学现象的宏观与微观认识。内容涵盖光波的产生、传播特性、不同介质中的折射与反射定律,以及费马原理在光线追迹中的应用。此外,本章还将介绍光学系统性能评价的基本指标,如分辨率、像差系数和调制传递函数(MTF)的初步概念,为后续深入学习打下坚实的理论基础。 第二章 几何光学基础:光线追迹与成像理论 本章聚焦于几何光学的核心内容。详细分析平面镜、球面镜和理想透镜的成像规律,包括对实像、虚像、放大率和焦点的精确计算。重点解析理想光学系统的三大基本结构:开普勒望远镜、伽利略望远镜和显微镜,并计算其各自的放大倍数和视场角。我们将引入矩阵光学方法,即ABCD矩阵,用于描述光线在复杂光学系统中的传播路径。通过矩阵运算,可以高效地分析多元件系统的焦距、主平面和节点位置,极大地简化了复杂系统的设计初探。本章会通过大量的实例,演示如何利用矩阵光学处理包含光阑和场阑的系统。 第三章 物理光学与衍射理论 本章转向光的波动特性,探讨物理光学在理解成像极限中的重要性。详细讲解光的干涉现象,包括杨氏双缝实验的定量分析、薄膜干涉原理及其在减反射涂层中的应用。核心内容是光的衍射理论。我们将从惠更斯-菲涅尔原理出发,推导单缝衍射、圆孔衍射的强度分布公式。重点分析衍射极限对光学系统分辨率的根本制约,即瑞利判据和艾里斑的特性。此外,还将介绍夫琅和费衍射和菲涅尔衍射的区别与联系,并初步探讨光栅作为色散元件的设计与应用。 第四章 像差理论:系统性能的限制因素 本章是系统设计中的关键部分,专门用于剖析和校正光学系统中的成像缺陷——像差。我们将系统地介绍几何像差(七大像差):球差、彗差、像散、场曲和色差。针对每一种像差,本章会详细阐述其产生机理、数学表达式以及在不同位置(轴上或离轴)的表现形式。我们将深入探讨如何利用列位(Paraxial)和非列位(Nodal)光线分析像差的来源。尤其关注如何通过改变曲率半径、材料或增加辅助元件(如校正透镜)来减轻像差。最后,本章会引入津尼克(Zernike)多项式,作为描述和量化复杂像差的标准数学工具。 第五章 调制传递函数与光学系统评价 本章专注于现代光学系统性能量化和评价的标准——调制传递函数(MTF)。首先解释空间频率、对比度和相位延迟的概念,并阐述它们与图像质量的关系。本章将从理论上推导理想光学系统的衍射受限MTF,并与存在像差的实际系统MTF进行对比分析。重点学习如何利用傅里叶光学理论,将系统点扩散函数(PSF)与MTF联系起来。内容还将覆盖如何通过实验手段(如使用光学传递函数测试仪)测量系统的MTF,并根据MTF曲线判断系统在特定应用(如高清晰度监控或激光光刻)中的适用性。 第六章 常用光学元件与材料特性 本章介绍构成复杂光学系统的具体“构件”。详细讨论各种透镜的几何形状(平凸、双凸、平凹等)及其适用场合。深入分析棱镜的原理,包括全反射棱镜(如Porro棱镜、Dove棱镜)在光路折转和图像翻转中的应用。重点剖析光学材料的选择标准,包括折射率、阿贝数(色散系数)和透过率范围。本章还将介绍先进光学镀膜技术,如单层减反射膜、增透膜的多层结构设计原理,以及它们对系统整体透过率和杂散光抑制的影响。 第七章 自动对焦与变焦光学系统 本章探讨动态光学系统的设计技术。首先分析自动对焦(AF)系统的基本原理,包括相位检测AF和对比度检测AF在现代成像设备中的实现方式。重点解析变焦(Zoom)系统的光学结构,如两个或多个移动透镜组(前组、补偿组、后组)的运动规律和联动机制。本章将引入变倍比、焦距变化范围以及光圈恒定性等关键设计参数,并展示如何通过优化镜组间的运动轨迹来实现平滑、无跳动的焦距变化。 第八章 光学系统的公差分析与装配工艺 一个优秀的设计必须能够被制造和装配出来。本章讲解公差分析在保证产品性能一致性中的作用。内容包括对关键制造参数(如曲率半径的允差、材料折射率的波动、元件的同心度、表面粗糙度)进行敏感性分析。我们将学习如何应用统计学方法(如蒙特卡罗模拟)来预测批量产品的性能分布。此外,本章还将概述精密光学元件的装配流程,包括对准、调焦技术,以及如何通过调整元件的偏心和倾斜来补偿制造误差,确保最终成像质量达到设计要求。

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用户评价

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我特别喜欢这本书中对于“故障排除”和“性能优化”的讨论,这部分内容在许多教材中常常被忽略。《电路与电子技术虚拟实验教程》通过虚拟实验,让我有机会接触到各种常见的电路故障,并学会如何利用测量仪器来定位问题所在。例如,书中会故意设置一些开路、短路等故障,然后让我去寻找并修复它们。这种实践性的故障排除训练,对于提升我分析和解决实际电路问题的能力非常有帮助。此外,书中还提供了一些关于如何优化电路性能的指导,比如如何降低功耗、提高信号质量等。通过虚拟实验,我可以直观地看到不同优化方案对电路性能的影响,从而学会如何根据实际需求来设计更优秀的电路。

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这本书简直是为我量身定做的!作为一个对电子世界充满好奇但又因为理论学习感到枯燥而止步不前的学生,我一直渴望能有一个既能打牢基础知识,又能让我亲手实践的平台。《电路与电子技术虚拟实验教程》的出现,彻底点燃了我学习的热情。它没有像许多传统教材那样,上来就抛出一堆复杂的公式和概念,而是通过生动有趣的虚拟实验,将抽象的电路原理具象化,让我能够直观地看到电流是如何流动的,电压是如何产生的,元件又是如何工作的。我尤其喜欢它在基础电路部分的设计,模拟电源、电阻、电容、电感这些最基本的元件,通过简单的串并联组合,就能搭建出各种各样的电路,观察它们的运行状态。例如,在学习欧姆定律时,书中提供了一个可以自由调节电源电压和电阻值的虚拟实验,我可以通过改变参数,实时观察电流的变化,亲身体验“电压越高,电流越大;电阻越大,电流越小”的直观感受。这种“所见即所得”的学习方式,大大增强了我的学习信心和主动性。而且,书中对每一个实验都有非常详细的操作步骤和理论讲解,即使是初学者,也能很快上手。

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这本书的另一个突出优点在于其对虚拟实验环境的精心打造。它提供的虚拟实验平台,不仅界面友好直观,而且功能强大且模拟效果非常逼真。我感觉自己就像是在一个真实的电子实验室里一样,可以轻松地进行电路的搭建、连接、参数设置,甚至可以模拟各种故障情况进行排查。例如,在模拟一个复杂的传感器信号处理电路时,我可以方便地添加各种虚拟传感器,并观察它们产生的信号如何经过放大、滤波、A/D转换等过程。书中的虚拟元器件种类非常齐全,从基础的电阻电容,到复杂的逻辑门、运算放大器,应有尽有,几乎涵盖了电子技术中常用的所有元件。而且,这些虚拟元件的参数设置也非常灵活,可以精确到小数点后几位,这为我进行精确的实验和分析提供了极大的便利。

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从学习体验的角度来说,《电路与电子技术虚拟实验教程》给予了我前所未有的自主性和灵活性。我不再需要受限于时间和场地,可以在任何我方便的时候,随时随地进行实验。而且,虚拟实验避免了真实实验中可能存在的元件损坏、操作失误等风险,让我可以放心地进行各种大胆的尝试。更重要的是,这本书的虚拟实验平台可以让我快速地进行大量重复性实验,并在短时间内获得大量的实验数据,这对于我进行数据分析和模型验证非常有帮助。我曾经尝试用虚拟实验来验证一个复杂的滤波器设计,通过大量的参数调整和数据记录,我最终找到了一个能够满足我需求的最佳设计方案。这种高效的学习方式,让我能够更快地掌握知识,提升技能。

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作为一名追求实效的学习者,我非常看重学习内容的实用性和前沿性。《电路与电子技术虚拟实验教程》在这方面做得非常出色。它不仅仅停留在基础电路的演示,更将许多实际应用场景中的电路模型和设计思路融入其中。我记得书中有一个章节专门介绍滤波器电路,通过虚拟实验,我不仅理解了低通、高通、带通等不同滤波器的作用,还能亲手调整滤波器的参数,观察不同频率信号的通过情况。这对于我理解信号处理、通信系统等更高级的领域非常有帮助。而且,书中对一些常用集成电路(如运算放大器)的应用也进行了深入的虚拟实践。我尝试用虚拟的运算放大器搭建了同相放大器、反相放大器,甚至是一个简单的积分电路。这些实验不仅让我掌握了集成电路的基本用法,还让我看到了它们在实际电路设计中的强大潜力。这种将理论与实践紧密结合,并触及实际应用的设计思路,使得这本书的价值远远超出了我之前的预期,让我感觉自己真的在学习“技术”而非仅仅是“知识”。

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这本书的优点远不止于此,它在深入讲解复杂电路时,依然保持了极高的易读性和实践性。我一直对放大电路和数字电路感到头疼,总觉得它们像是一团乱麻,难以理清头绪。然而,《电路与电子技术虚拟实验教程》巧妙地将这些复杂的概念拆解开来,通过一系列精心设计的虚拟实验,一步步引导我理解。例如,在学习三极管作为开关和放大器的工作原理时,书中不仅提供了详尽的电路搭建指导,还允许我自由调整输入信号的幅度和频率,观察输出信号的变化,甚至可以模拟不同的工作条件,比如过载或者信号失真。更令人惊喜的是,它还内置了示波器、信号发生器等虚拟测量仪器,让我能够像在真实的实验室里一样,进行精确的测量和分析。我印象最深刻的一次,是尝试搭建一个简单的音频放大电路。通过书中提供的教程,我成功地用虚拟元件构建了一个能够放大手机外放音量的电路。当我将虚拟手机连接到这个电路时,听到从虚拟扬声器中传出的更大声的音乐,那一刻的成就感是难以言喻的。这本书让我不再惧怕复杂的电路,而是充满了探索的乐趣。

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我特别欣赏这本书在循序渐进和知识巩固上的周全考虑。它并没有一股脑地抛出所有内容,而是非常有条理地推进。从最基础的直流电路,到交流电路,再到半导体器件,最后到集成电路的应用,每一步都建立在前一步的基础上,并且会通过虚拟实验来加深理解。我发现,书中很多地方会设置一些“挑战”或者“思考题”,让我尝试修改电路,或者预测实验结果。这些小小的互动设计,极大地激发了我的思考能力,也帮助我巩固了刚学到的知识。例如,在学习RC充放电过程时,书中不仅展示了理论曲线,还允许我改变R和C的值,观察时间常数的变化,并让我预测在不同时间常数下电容电压的变化趋势。这种主动参与式的学习,让我对知识的掌握更加牢固,而不是被动地接受。这本书的编排方式,就像一位经验丰富的老师,耐心细致地引导着我一步步走向更深的知识领域,而不是让我迷失在信息的海洋里。

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让我惊喜的是,《电路与电子技术虚拟实验教程》在提供详尽操作指南的同时,也留有足够的空间让读者进行个性化的探索和创新。虽然书中提供了大量的标准实验项目,但其虚拟实验平台的功能远不止于此。我可以自由地组合各种虚拟元件,尝试搭建一些书中没有直接展示的电路,看看它们是否能够正常工作,或者会产生什么样的结果。这种开放性的实验环境,极大地鼓励了我独立思考和解决问题的能力。我曾经花费了很多时间去尝试搭建一个简单的信号发生器,通过调整晶体管的参数和外围元件,我最终成功地让虚拟示波器上显示出了一定的正弦波形。虽然那个波形并不完美,但我从中获得的学习经验和解决问题的乐趣,是任何教科书都无法比拟的。这本书不仅仅是教我如何“完成”实验,更重要的是教会我如何“设计”和“调试”电路,这是一种更加宝贵的技能。

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我必须强调这本书的“互动性”和“趣味性”。它没有将学习变成枯燥的背诵和计算,而是通过一系列引人入胜的虚拟实验,让我在玩乐中学习,在实践中成长。书中使用的虚拟元件和实验场景设计得非常精美,配色和布局都恰到好处,能够很好地吸引我的注意力。而且,每一个实验的介绍都非常生动有趣,往往会结合一些实际生活中的应用案例,让我能够更好地理解这些电路的意义和价值。例如,在学习振荡电路时,书中会通过一个虚拟的电子琴来展示振荡电路是如何产生不同音调的,这让我感觉自己仿佛真的在制作音乐。这种将学习内容与实际应用场景相结合的设计,不仅增强了我的学习兴趣,也让我对电子技术有了更深刻的认识,明白这些理论和实验最终是为了解决实际问题而服务的。

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这本书的知识广度和深度也让我印象深刻。它不仅仅局限于基础的电路理论,而是延伸到了许多现代电子技术的核心内容。我记得书中有一部分专门讲解了数字电路的逻辑门和组合逻辑电路,并通过虚拟实验让我理解了布尔代数和逻辑表达式之间的转换。我尝试用虚拟的逻辑门搭建了一个简单的二进制加法器,当我输入两个二进制数时,虚拟显示器上正确地输出了它们的和。这种将抽象的逻辑运算可视化、可操作化的设计,极大地加深了我对数字电路原理的理解。而且,书中还涉及了一些微控制器和嵌入式系统的基础概念,虽然篇幅不多,但足以让我对这些前沿技术有一个初步的认识,并激发了我进一步学习的兴趣。

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