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《虚拟仪器技术》课程教学大纲
课程代码：4152132060 适用专业：物联网工程（本科） 学时：32 学分：2
一、课程的性质、目的及任务
虚拟仪器技术是物联网工程专业的选修课程之一。本课程综合运用计算机技术、数字信号处理技术、软件工程方法等，代表了测量仪器与自动测试系统的发展方向。通过本课程的学习，使学生掌握虚拟仪器系统的基本构成及基本设计思想，学习应用图形化语言进行编程和设计，掌握LabVIEW软件的应用。以基于LabVIEW的虚拟仪器开发平台为基础，学习掌握LabVIEW编程环境、编程方法、数据采集、信号分析与处理等方面的内容。同时在掌握基本理论知识和编程方法的基础上，能够从测量问题的本身出发，通过题目分析、电路组成等设计合理的测量方案，利用数据采集卡和相应的硬件设施，解决实际的测量问题。培养学生自己动手组建自动测试系统的能力。
二、先修课程 模拟电子技术、数字电子技术、传感器与检测技术
三、课程的教学内容
前面标有“*”的章节为选讲内容 第1章 Multisim 12.0入门导航1 1.1 Multisim软件简介1 1.2 Multisim12.0的安装2 1.3 Multisim 12.0的基本界面4 1.4 用户界面与环境参数自定义16 1.4.1 总体参数设置17 1.4.2 页面属性设置18 1.4.3 用户界面自定义18
1.5 Multisim 12.0电路初步设计18 1.5.1 建立新电路图19 1.5.2元件操作与调整21 1.5.3元件的连接25 1.5.4节点的使用26 1.5.5测试仪表的使用27 1.5.6电路文本描述27 1.5.7电路仿真30 本章小结30 习题与参考题31
*第2章Multisim 12.0电路设计进阶32 2.1 扩展元件32
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2.1.1 编辑元件32 2.1.2 新建元件39 2.2 电气规则检查44 2.3 大规模电路设计47 2.3.1 多页平铺设计47 2.3.2 子电路设计49 2.3.3 层次化设计51 2.4电路设计向导54 2.4.1 555定时器设计向导55 2.4.2 滤波器设计向导58
2.4.3 共射极BJT放大电路设计向导59 2.4.4 运算放大器设计向导61 本章小结62 习题与参考题62
第3章Multisim 12.0的元件库与仿真仪器介绍63 3.1 Multisim12.0 的元件库63 3.2 常用仪表80 3.2.1万用表80
3.2.2 函数信号发生器81 3.2.3 功率计82 3.2.4 双通道示波器83 3.2.5 四通道示波器86 3.2.6 波特图仪86 3.3 高级仿真分析仪器89 3.3.1 伏安特性分析仪89 3.3.2 失真度分析仪91 3.3.3 逻辑分析仪94 3.3.4 逻辑转换仪97 3.3.5 字信号发生器98 3.3.6 频谱分析仪102 3.3.7 网络分析仪105 3.4 其他仪器109 3.4.1 测量探针109 3.4.2 电流探针110 3.4.3 安捷伦虚拟仪器111 3.4.4 泰克虚拟示波器113 3.3.5 LabVIEW虚拟仪器114 本章小结115
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习题与参考题115 第4章 仿真分析方法116 4.1 直流工作点分析116 4.1.1 相关原理116 4.1.2 仿真设置116 4.1.3 实例仿真119 4.2交流分析120 4.2.1 相关原理120 4.2.2 仿真设置120 4.2.3 实例仿真121 4.3 瞬态分析122 4.3.1 相关原理122 4.3.2 仿真设置122 4.3.3 实例仿真123 4.4 傅立叶分析124 4.4.1 相关原理124 4.4.2 仿真设置124 4.4.3 实例仿真126 4.5 噪声分析127 4.5.1 相关原理127 4.5.2 仿真设置128 4.5.3 实例仿真129 4.6 失真分析131 4.6.1 相关原理131 4.6.2 仿真设置131 4.6.3 实例仿真133 4.7 直流扫描分析136 4.7.1 相关原理136 4.7.2 仿真设置136 4.7.3 实例仿真136
4.8 直流与交流敏感度分析137 4.8.1 相关原理137 4.8.2 仿真设置137 4.8.3 实例仿真138 4.9 参数扫描分析139 4.9.1 相关原理139 4.9.2 仿真设置140 4.9.3 仿真实例 141
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4.10 温度扫描分析141 4.10.1 相关原理141 4.10.2 仿真设置142 4.10.3 实例仿真142 4.11 传递函数分析142 4.11.1 相关原理142 4.11.2 仿真设置144 4.11.3 实例仿真145 4.12 最坏情况分析146 4.12.1 相关原理146 4.12.2 仿真设置146 4.12.3 实例仿真148 4.13 零极点分析148 4.13.1 相关原理148 4.13.2 仿真设置150 4.13.3 实例仿真151 4.14 蒙特卡罗分析152 4.14.1 相关原理152 4.14.2 仿真设置153 4.14.3 实例仿真155 4.15 布线宽度分析155 4.15.1 相关原理155 4.15.2 仿真设置158 4.15.3 实例仿真159 4.16 嵌套扫描分析159 4.17 批处理分析160 本章小结161 习题与参考题161
*第5章音频功率放大器设计162 5.1 设计任务162 5.1.1 总体设计要求162 5.1.2 设计要求分级分解163 5.2 晶体管音频功率放大器的设计163 5.2.1O CL功率放大电路设计164 5.2.2 音调控制电路设计179 5.2.3 前置级的设计192 5.2.4 总体电路仿真分析198
5.2.5 硬件电路调试与电路散热 问题203
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5.3 集成运放音频放大电路设计205 5.3.1 前置放大电路设计205
5.3.2 音频功率放大器二级放大电路设计212 5.3.3功率放大电路设计219 5.3.4Multisim综合电路分析227 5.4 扩展电路设计236 5.4.1 直流稳压源设计236 5.4.2 50 Hz的陷波器设计238 本章小结242 习题与参考题242
*第6章 直流稳压源的设计243 6.1 设计要求243 6.2 整流电路244 6.2.1 半波整流电路244
6.2.2 变压器中心抽头式全波整流电路244 6.2.3 桥式全波整流电路245 6.3 电容滤波电路246
6.4 整流滤波电路参数选取方法247 6.4.1 变压器的选择247 6.4.2 整流二极管的选择249 6.4.3 滤波电容的选择250 6.5 稳压电路251
6.5.1 稳压二极管稳压电路251 6.5.2 简单三端稳压器稳压电路253 6.5.3 输出电压可调的稳压电路256 6.5.4 基准电源的设计261 6.5.5 负电压跟随设计264 6.5.6 稳压器设计主要技术参数266
6.6 可调直流稳压源设计与Multisim仿真267 6.6.1 电路设计267 6.6.2 电路仿真分析270 本章小结274 习题与参考题274
第7章 老虎机(数字骰子)电路设计275 7.1 设计背景简介275 7.2 实例分析275
7.3 基于Multisim电子电路设计275 7.3.1 原理设计275
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《虚拟仪器技术》教学大纲
