电路·信号与系统实验指导书

出版者:华南理工大学出版社

作者:罗珣 编

页数:163

出版时间:2003-1

价格:8.00元

isbn号码:9787562310815

具体描述

《电路•信号与系统实验指导书》共有21个实验，都与有关课程的内容紧密联系，目的是要求学生在系统学习有关课程的基础理论知识以后，加强动手能力、分析问题和解决问题能力的训练。其中有部分实验，只给定实验任务，要求学生自己设计实验方案和电路图，使学生从实践中得到锻炼。对常用仪器设备简介，是为了使学生能阅读使用说明书，熟悉仪器设备的使用方法，在实验时能更好地独立完成实验任务。

用户评价

这本书的标题叫做《电路·信号与系统实验指导书》，光听名字就觉得是一本技术性很强的书，我本身对电子工程领域就有着浓厚的兴趣，尤其喜欢动手实践，所以当我看到这本书的时候，就毫不犹豫地把它收入囊中了。收到书后，我迫不及待地翻开，里面的内容果然没有让我失望。首先，它对电路基础知识的讲解非常清晰透彻，从最基本的欧姆定律、基尔霍夫定律，到一些常用的电路元件，比如电阻、电容、电感、二极管、三极管等等，都进行了非常详尽的介绍。而且，书中还配备了大量的插图和示意图，这些图画得非常形象生动，能够帮助我们直观地理解电路的工作原理。我特别喜欢它讲解如何搭建和测量电路的部分，步骤非常详细，即使是初学者也能跟着做。书中的每一个实验都非常有针对性，并且紧密结合了理论知识，让我能够将学到的理论知识应用到实际操作中，加深理解。比如，书中关于“叠加定理”和“戴维宁定理”的实验，我就觉得受益匪浅。过去在看理论书的时候，虽然也理解了定理的内容，但总觉得有些抽象，难以体会到它的实际应用。但通过实验，我亲手搭建了电路，用万用表测量了电压和电流，然后对比理论计算的结果，才真正体会到这些定理的强大和实用性。书中还对一些实验仪器的使用方法进行了详细的指导，包括示波器、函数发生器、直流电源等，这些都是进行电路实验必不可少的工具。对于这些仪器的操作，书中给出了非常细致的步骤和注意事项，让我能够快速上手，避免了因为不熟悉仪器而浪费时间和精力。更重要的是，书中还提供了一些调试电路的技巧和常见故障的排除方法，这对于我们这些在实验过程中经常会遇到各种问题的学生来说，简直是救命稻草。有时候，电路搭好了，但就是不出预期的结果，这时候就需要一些经验性的指导来帮助我们找出问题所在，而这本书恰恰提供了这样的帮助。总的来说，这本书的实验设计非常合理，难度循序渐进，能够很好地引导我们从简单到复杂地掌握电路实验的技能。它不仅仅是一本实验指导书，更像是一位耐心的老师，一步步地引领我们走进奇妙的电子世界。

《电路·信号与系统实验指导书》在理论与实践的结合上做得非常出色，它不仅仅是一本操作手册，更是一本能够引导读者深入理解课程内容的教材。我之前在学习信号与系统时，常常感到很多概念很抽象，比如卷积、傅里叶变换的实际意义。阅读理论教材的时候，虽然能够理解数学公式的推导，但总觉得缺少了一种“触摸感”，不知道这些概念在实际中是如何应用的。而这本书的实验设计，恰恰弥补了这一不足。比如，书中有一个关于“系统响应”的实验，它通过输入不同的信号，然后观察系统的输出，让我直观地理解了系统的“记忆性”和“因果性”等概念。通过改变输入信号的形状，我能够清晰地看到系统输出信号的相应变化，这比单纯记忆定义要深刻得多。在电路部分，书中也同样强调了实践的重要性。例如，关于“瞬态响应”的实验，我通过实际搭建RC电路和RLC电路，亲眼见证了电容和电感的充放电过程，以及振荡电路的衰减。当我通过函数发生器输入一个阶跃信号时，我能够观察到电容电压从零逐渐上升到电源电压的过程，这个过程中的时间常数 RC 更是通过测量和理论计算得到了印证。这种亲身经历和验证，让我对这些动态过程有了更深刻的认识。书中还包含了一些关于“模型验证”的实验。例如，在搭建一个简化的放大电路后，书中会引导我们通过测量输入输出信号的幅度和相位关系，来验证实际电路是否符合理论模型。当测量结果与理论值存在偏差时，书中会引导我们去分析可能的原因，比如晶体管的非线性特性、元件的参数漂移等。这种“理论预期-实际测量-误差分析”的闭环学习过程，极大地提升了我解决实际工程问题的能力。这本书让我认识到，学习工程技术，动手实践是必不可少的环节，而这本书恰好提供了一个绝佳的实践平台。

从阅读体验上来说，这本书的设计和排版都非常用心。首先，它的开本适中，拿在手里不会觉得过重，方便携带和查阅。纸张的质量也很好，触感光滑，印刷清晰，文字和图表都没有模糊不清的情况，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。书的整体设计风格偏向于简洁大方，没有过多的花哨装饰，将注意力集中在知识本身。章节的划分非常清晰，每一章都有明确的标题和小标题，方便读者快速定位到自己想要查找的内容。而且，每一章的开头都会有一个简要的引言，概述本章的学习目标和主要内容，让读者在开始阅读之前就对本章有一个整体的认识。每个实验的结构也安排得井井有条：通常会先介绍实验的目的和理论背景，然后是实验设备清单，接着是详细的实验步骤，最后是实验数据的记录和分析部分。这种结构化的安排，使得读者能够清晰地知道每一步需要做什么，以及为什么要做。书中还使用了不同的字体和颜色来区分标题、正文、公式和注释，这使得整个页面的信息层次感很强，阅读起来非常舒适。尤其值得称赞的是，书中大量使用的电路图和信号图都绘制得非常规范和专业，线条流畅，元件符号准确，比例协调，让人一眼就能看懂。一些重要的公式和推导过程也用醒目的方式呈现，并配有详细的解释，让复杂的数学内容变得更容易理解。在实验步骤的描述上，书中使用了大量的动词短语，指导性非常强，比如“连接”、“测量”、“读取”、“记录”、“分析”等等，让读者能够清晰地知道自己需要执行的具体操作。而且，书中还很人性化地在一些关键步骤或者容易出错的地方，标注了“注意”或“提示”，提醒读者需要格外留心，避免不必要的失误。这种细致入微的设计，充分体现了作者在编写过程中对读者的体贴和关怀。总而言之，这本书在视觉呈现和阅读舒适度方面都达到了很高的水准，使得学习的过程更加愉悦和高效。

这本书的语言风格非常接地气，这对于许多正在学习的大学生来说，无疑是一个巨大的福音。我常常遇到一些技术类书籍，虽然内容很专业，但语言过于学术化，充斥着大量的专业术语和晦涩难懂的句子，读起来非常吃力。但《电路·信号与系统实验指导书》在这方面做得就很好，它在讲解技术概念时，会尽量使用通俗易懂的语言，避免使用不必要的专业术语，即使在引入一些复杂的概念时，也会辅以形象的比喻和生活中的例子来帮助理解。比如，在讲解“电阻”时，书中可能会将其比作水管的粗细，水流的大小类比电流，水压类比电压，这种通俗的类比，能够让初学者快速建立起对基本概念的感性认识。在讲解“电容”时，书中可能会将其比作一个蓄水池，能够储存电荷，当需要时又能够释放电荷。这些生动形象的比喻，让抽象的物理概念变得更加鲜活和易于接受。即使是对于一些复杂的数学推导，书中也会尽量解释清楚每一步的含义，而不是简单地罗列公式。例如，在推导傅里叶变换的公式时，书中可能会先从傅里叶级数开始，然后一步步地讲解如何从周期信号过渡到非周期信号，最终得到傅里叶变换的积分形式。在每一步的讲解中，都会清晰地说明引入的假设和推导的逻辑。而且，书中还鼓励读者积极思考，在一些地方会提出启发性的问题，引导读者自己去探索答案，而不是直接给出结论。比如，在讲解“滤波”时，书中可能会问：“如果我们想让手机通话的声音更清晰，去除背景噪音，我们需要使用什么样的滤波器呢？”，这样的问题能够激发读者的求知欲，促使他们主动去学习和思考。这种“寓教于乐”的教学方式，让学习过程充满了乐趣，而不是枯燥的机械记忆。而且，书中的一些实验步骤描述，也常常带着一种鼓励的语气，比如“别担心，即使遇到困难，我们也会找到解决办法的”，这种积极的态度，能够帮助学生建立自信心，勇于尝试。

这本书给我最大的感受是，它充满了“探索的乐趣”。很多时候，我们在学习科学技术时，可能会觉得枯燥乏味，但这本书却能够让你在动手实践的过程中，发现知识的魅力。在实验的设计上，它总是在不断地挑战你的认知，引导你去思考“为什么”。比如，在讲解“正弦信号的产生”时，书中会先介绍基本振荡电路（如LC振荡器、RC振荡器），然后引导你去探索如何改变电路参数来获得不同频率和幅度的正弦波。在这个过程中，你可能会遇到一些意想不到的结果，但书中会提供一些线索，让你去分析原因，最终找到解决办法。这种“解决问题的过程”本身就充满了乐趣。更重要的是，这本书还鼓励你去“创新”。在一些实验的最后，它会提出一些“进阶挑战”，让学生在完成基本实验的基础上，去尝试一些更复杂的功能或者进行一些个性化的改进。例如，在完成一个简单的音频放大器后，书中可能会鼓励你尝试加入一些音效处理电路，比如均衡器或者混响器，来提升音频的质量。这样的挑战，能够激发你的创造力，让你在掌握基本技能的同时，也能发挥自己的想象力。书中还提供了一些“课外拓展”的内容，介绍了一些与电路和信号与系统相关的最新技术和发展趋势，比如物联网（IoT）中的传感器技术、5G通信中的信号处理技术、人工智能在信号分析中的应用等等。这些拓展内容，让我看到了所学知识的广阔前景，也激发了我进一步学习的动力。阅读这本书，不仅仅是在完成实验，更像是在进行一次充满惊喜的探索之旅。每一次实验的完成，都让我收获满满的成就感，也让我对这个世界有了更深的理解。

这本书在实验的设计理念上，我认为非常注重培养学生的“工程思维”。它不仅仅是让你机械地按照步骤完成一个实验，而是引导你去理解每个实验背后的原理，以及如何将这些原理应用于解决实际问题。在电路部分，书中安排了一些“功能实现”类的实验，比如搭建一个简单的稳压电源、一个音频放大器、一个简单的信号发生器等等。在这些实验中，你需要根据功能要求，来选择合适的电路结构和元件，然后进行设计、搭建、调试和优化。这就像在真正做工程项目一样，你需要考虑电路的性能、功耗、成本等因素。例如，在设计一个音频放大器时，书中可能会引导你先分析音频信号的特点，然后选择合适的放大电路，再根据所需的放大倍数和输出功率来选择具体的元件参数。在调试过程中，你需要利用所学的知识来找出电路中存在的问题，并进行改进。这种“从需求到设计，再到实现和优化”的过程，极大地培养了我的工程设计能力和解决复杂问题的能力。在信号与系统部分，书中也同样强调了工程应用。例如，书中有一个关于“信号检测与识别”的实验，它会让你尝试设计一个简单的系统来识别某种特定的信号模式，这可能涉及到模式匹配、特征提取等技术。通过这样的实验，我能够更好地理解信号与系统在通信、生物医学信号处理、仪器仪表等领域的应用。书中还鼓励学生进行“仿真实践”。在一些实验中，如果条件允许，书中会建议使用仿真软件（如Multisim、MATLAB/Simulink）来进行预先的仿真验证，然后再进行实际的电路搭建。这种“仿真先行，实践验证”的模式，能够有效地降低实验的风险，提高实验的成功率，并且能够帮助学生更深入地理解实验的原理。总而言之，这本书的设计理念非常先进，它不仅仅是传授知识，更是在培养学生成为一名合格的工程师。

本书在实验的严谨性和科学性方面也给我留下了深刻的印象。每一个实验的设计都经过了精心策划，力求在有限的实验时间内，能够让学生掌握核心的知识点和技能。我尤其欣赏书中对实验误差的讨论。在很多实验中，理论计算的结果和实际测量的数据总会存在一定的偏差，这在科学实验中是正常的。而这本书并没有回避这个问题，反而花了不少篇幅来分析可能导致误差的因素，比如仪器本身的精度限制、元件的参数不匹配、连接导线的电阻、操作者的读数误差等等。书中还给出了一些减小误差的建议，例如多次测量取平均值、优化测量方法等。这不仅让我认识到科学实验的严谨性，也教会了我如何科学地看待和处理实验数据，而不是简单地将理论值和测量值进行对比。在一些涉及到复杂电路分析的实验中，书中提供了详细的解题思路和步骤，引导读者如何一步步地将问题分解，然后应用所学的理论知识进行分析。例如，在分析一个包含多个耦合电感和非线性元件的电路时，书中并没有直接给出复杂的数学模型，而是先从简单的部分入手，逐步引入更复杂的概念，最终得出完整的分析方法。这种“循序渐进”的教学方法，对于理解复杂的工程问题非常有帮助。此外，书中还强调了实验安全的重要性。在涉及到高电压、大电流或者易燃易爆材料的实验项目时，书中都会有专门的安全提示，提醒学生务必遵守操作规程，穿戴好防护用品，以确保实验过程的安全。这体现了作者高度的责任感和对学生生命安全的重视。通过这些严谨的实验设计和科学的教学方法，这本书不仅仅教授了学生实验技能，更培养了他们严谨的科学态度和解决实际问题的能力，这对于未来的工程实践来说是非常宝贵的财富。

这本书的另一个亮点在于其信号与系统部分的实验设计。我知道，信号与系统是电子工程和通信工程领域的核心课程，理解信号的产生、传播、处理和变换是至关重要的。而《电路·信号与系统实验指导书》在这方面做得非常出色。书中不仅涵盖了经典的信号处理概念，如傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等，还通过一系列精心设计的实验，将这些抽象的数学工具具象化。例如，在傅里叶变换的实验部分，我通过使用频谱分析仪，能够直观地看到不同信号的频谱特性。当输入一个方波信号时，我能清晰地看到其基频和谐波分量，这让我深刻理解了傅里叶级数如何将一个周期信号分解为一系列正弦波的叠加。而当我尝试输入一个冲击信号时，我则能观察到其在频域上的均匀分布。这种直观的感受，是纯理论学习难以比拟的。书中还巧妙地引入了数字信号处理（DSP）的思想，通过一些基于MATLAB或Python的仿真实验，让我能够探索离散时间信号和系统的特性。我印象特别深刻的是关于滤波器设计的实验。通过调整滤波器的阶数、截止频率等参数，我能够观察到不同类型的滤波器（如低通、高通、带通）对信号的衰减和保留效果。这让我明白了滤波器在信号去噪、信号分离等实际应用中的重要作用。书中还探讨了采样定理，通过改变采样频率，我能够看到奈奎斯特频率以下的信号能够被精确恢复，而高于奈奎斯特频率的信号则会出现混叠现象。这个实验让我深刻理解了数字信号处理中“采样”这个关键环节的奥秘。此外，书中还涉及到了一些更高级的主题，例如卷积的概念。通过实验，我能够将两个信号进行卷积，然后观察到输出信号的形状，这在理解线性时不变系统（LTI）的响应方面非常有帮助。书中还给出了一些实际应用场景的示例，比如音频信号的处理，让我看到了这些理论知识是如何在现实生活中发挥作用的。这种理论与实践相结合的方式，极大地提升了我对信号与系统这门课程的兴趣和理解程度。

在实验内容的广度和深度上，《电路·信号与系统实验指导书》也做得相当不错，它既涵盖了电路和信号与系统的基础知识，又涉及了一些更深入的、与现代工程技术相关的概念。在电路部分，除了基本的直流电路和交流电路分析，书中还包含了对一些常用器件的深入研究，比如运放（运算放大器）的应用，涉及到各种经典电路的搭建和分析，如同相放大器、反相放大器、加法器、减法器、积分器、微分器等等。这些实验让我深刻体会到了运放作为“万能电路块”的强大之处。在信号与系统部分，除了基本的时域和频域分析，书中还涉及了数字信号处理（DSP）的一些核心概念，比如离散傅里叶变换（DFT）、快速傅里叶变换（FFT）的实现和应用。我记得有一个关于FFT的实验，通过对采集到的音频信号进行FFT分析，我能够看到音频信号在不同频率上的能量分布，这让我对音频信号的频谱有了全新的认识，也让我明白了为什么在音频处理中FFT如此重要。书中还对一些更高级的主题进行了初步的探讨，比如线性调频（Chirp）信号的产生和检测，以及相关的信号处理算法。这让我看到了信号与系统在通信、雷达等领域中的广泛应用。虽然书中对这些高级内容的介绍篇幅有限，但它提供了一个很好的入口，能够激发读者进一步深入学习的兴趣。更重要的是，书中还尝试将理论知识与实际工程应用相结合，比如在讲解采样定理时，会联系到数模转换器（ADC）和模数转换器（DAC）的工作原理，以及在数字通信和数字音频中的应用。这种联系，让我能够更清晰地认识到这些基础理论的现实意义。总的来说，这本书的内容既有扎实的基础，又有适度的拓展，能够满足不同水平的学习者的需求。

这本书的一个非常显著的特点是，它在实验的指导性上做到了极致，可以说是一款“保姆级”的实验指导书。对于像我这样，可能在大学初期接触这些实验的学生来说，这无疑是一份宝贵的资源。在实验步骤的描述上，书中非常细致，几乎达到了“手把手”教学的程度。它会详细列出每一步需要连接的导线、需要设置的仪器参数、需要读取的数值，并且配有大量的示意图和实物照片。例如，在连接一个复杂的电路时，书中会提供一个清晰的电路原理图，然后对应地给出每一步的实物连接图，标注清楚每个元件的引脚和连接位置。甚至在一些需要精密操作的环节，比如焊接，书中也会给出详细的焊接步骤和注意事项，比如如何正确握持烙铁，如何判断焊锡的熔化程度，以及如何避免虚焊等等。在仪器操作方面，书中同样提供了非常详尽的指导。对于示波器的使用，书中会详细讲解如何调节时基、幅度、触发模式，如何找到合适的波形，以及如何进行光标测量。对于函数发生器，书中会讲解如何选择波形（正弦波、方波、三角波等），如何设置频率、幅度和直流偏置。这些细致的操作指南，极大地降低了学生在实验初期对仪器的陌生感和畏惧感。而且，书中还非常注重培养学生独立解决问题的能力。在每个实验的最后，通常会有一个“思考与讨论”的部分，提出一些开放性的问题，引导学生思考实验结果的意义，以及如何改进实验。例如，在分析一个滤波电路时，书中可能会问：“如果我们想要提高滤波器的选择性，也就是让它在截止频率附近衰减得更快，我们可以如何调整滤波器的参数？”这样的问题，能够促使学生主动去探索和思考，而不是被动地接受信息。即使是对于一些可能遇到的困难，书中也会提前给出预警和建议，比如“在连接电容时，请注意正负极，接反可能会损坏元件”。这种周全的考虑，大大减少了实验过程中可能出现的挫折感。