基本信息
书名：电子线路板设计与制作
定价：22.00元
作者：陈桂兰
出版社：人民邮电出版社
出版日期：2010-01-01
ISBN：9787115217639
字数：
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.322kg
编辑推荐
1.本教材不仅注重工作过程的课程观，同时还遵循能力本位的教育观。
2.本教材注重与企业工程实际结合，重点培养学生电子线路板的设计能力。
3.本教材引入工程实际要求和经验方面的相关知识和技能，让学生在学习中即与企业实际接轨。
内容提要
本书通过语音放大器、计数器与电子秤仪表3个典型案例，介绍了应用Protel 99 SE软件进行电子线路板设计与制作的方法和操作步骤。全书分为5个项目，由浅入深，由简至繁，循序渐进，项目间不仅相互关联，而且具有层次感；每个项目又分解为若干个子任务，将项目化繁为简，化整为零；难点逐个击破，问题逐一解决，适合渐进式学习。读者只要按照书中案例的操作步骤去学习，即可轻松掌握Protel 99 SE软件的基本操作，并且随着项目的推进，自身的电子线路板设计能力也会逐步得到提升。
本书可供高职院校电子信息类专业及相关专业作为教材使用，同时也可供从事电子线路板设计与开发的工程技术人员参考。
目录
作者介绍
文摘
序言
《现代电子系统构建：从基础到实践》 内容概要 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代电子系统设计与制作的知识体系。内容涵盖了从电子元件的基础认知，到复杂集成电路的应用，再到整套电子产品实现的完整流程。全书围绕着“理解、设计、实现、优化”的核心理念展开，强调理论与实践的紧密结合，致力于培养读者独立解决电子设计难题的能力。 第一部分：电子世界的基础脉络 本部分将带领读者走进电子世界的宏观图景，从最基本的电子元件入手，建立扎实的理论基础。 第一章：电子元件的奥秘 电阻： 详细介绍电阻的分类（固定电阻、可变电阻），其材料特性、阻值计算、功率损耗以及在电路中的基本功能（限流、分压、匹配）。讲解不同类型的电阻（碳膜、金属膜、线绕等）的优缺点及适用场合。 电容： 深入剖析电容的原理，包括介质材料、电容值的计算、耐压、极性等重要参数。介绍电容的种类（电解电容、陶瓷电容、薄膜电容、钽电容等）及其各自的特点和应用领域，如滤波、储能、耦合、旁路等。 电感： 阐述电感的产生原理、电感值、自感与互感。讲解电感的不同类型（空心电感、铁芯电感、贴片电感等）及其在电路中的作用，如滤波、振荡、耦合、储能（在开关电源中）。 二极管： 详细介绍PN结的形成与特性，普通二极管的单向导电性、稳压二极管（齐纳管）的稳压原理、发光二极管（LED）的发光机理及应用，以及肖特基二极管的高速特性。讲解二极管在整流、限幅、开关等方面的应用。 三极管（BJT）： 深入探讨双极结型晶体管（BJT）的结构（NPN、PNP）、工作原理（放大、开关）、各电极的作用（基极、集电极、发射极）以及不同工作区（放大区、饱和区、截止区）的特性。讲解BJT作为放大器和开关的电路设计。 场效应管（FET）： 介绍场效应管（JFET、MOSFET）的基本原理，其栅极电压控制漏极电流的特点。重点讲解MOSFET（N沟道、P沟道）的结构、工作模式（增强型、耗尽型）以及其在高开关速度和低功耗方面的优势，在数字电路和功率驱动中的广泛应用。 第二章：电路基础理论与分析 电路基本定律： 详细阐述欧姆定律、基尔霍夫电压定律（KVL）、基尔霍夫电流定律（KCL），并结合实例演示如何应用这些定律分析静态直流电路。 电路分析方法： 介绍节点电压法、网孔电流法等高级电路分析技术，提高分析复杂电路的效率。 交流电路分析： 讲解正弦稳态电路的分析方法，包括相量法、阻抗与导纳的概念，以及R、L、C元件在交流电路中的表现。 暂态分析： 引入RC、RL、RLC电路的暂态响应，理解电容和电感在电路中的充放电过程，为理解滤波和振荡电路打下基础。 功率与能量： 讲解直流和交流电路中的瞬时功率、平均功率、视在功率、无功功率及其相互关系。 第二部分：核心电路设计与实现 本部分将从基础理论出发，深入到各种经典且实用的电子电路模块的设计与实现。 第三章：放大电路的设计 基本放大电路： 讲解单级BJT和MOSFET放大电路的设计，包括偏置电路的选取、输入输出电阻、电压增益、频率响应等关键参数的计算与优化。 多级放大电路： 介绍多级放大电路的级联方式（直接耦合、RC耦合、变压器耦合），如何通过多级放大实现高增益和改善频率特性。 差分放大电路： 深入分析差分放大电路的原理，其共模抑制比（CMRR）的意义，以及在运算放大器和仪表放大器中的核心地位。 运算放大器（Op-Amp）的应用： 详细讲解理想运算放大器的特性，以及其在反相放大、同相放大、加法器、减法器、积分器、微分器等各种基本功能电路中的应用。 第四章：信号产生与处理电路 振荡器电路： 介绍不同类型的振荡器，如RC振荡器（移相、文氏电桥）、LC振荡器（哈特莱、科勒皮茨）、晶体振荡器。讲解振荡电路的起振条件（巴克豪森判据）和频率稳定性。 滤波器电路： 深入分析有源滤波器和无源滤波器的设计，包括低通、高通、带通、带阻滤波器的设计原理、传递函数、幅频特性和相频特性。讲解 Butterworth、Chebyshev、Bessel等滤波器类型及其特点。 调制与解调电路： 介绍幅度调制（AM）、频率调制（FM）、脉冲宽度调制（PWM）等信号调制技术及其相应的解调电路，为通信系统和电源控制打下基础。 第五章：开关电源与功率变换 线性电源与开关电源的比较： 分析线性电源的优点（纹波小、噪声低）和缺点（效率低、体积大），以及开关电源的优势（高效率、体积小、重量轻）和挑战（EMI、复杂性）。 开关电源拓扑结构： 详细介绍 Buck（降压）、Boost（升压）、Buck-Boost（升降压）、Flyback（反激）、Forward（正激）等基本开关电源拓扑的原理、工作过程和设计要点。 功率器件的选择与驱动： 讲解MOSFET、IGBT等功率器件在开关电源中的应用，以及驱动电路的设计，包括死区时间控制。 反馈与控制： 介绍脉冲宽度调制（PWM）控制器及其在开关电源中的作用，以及电流模式和电压模式控制策略。 第三部分：集成电路与微控制器系统 本部分将带领读者走向更高级的电子系统构建，深入了解集成电路的强大功能和微控制器的应用。 第六章：数字逻辑电路与集成电路 数字逻辑基础： 介绍二进制、逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）、逻辑真值表和布尔代数。 组合逻辑电路： 讲解编码器、译码器、多路选择器、数据分配器等组合逻辑电路的设计与应用。 时序逻辑电路： 介绍触发器（D, JK, T, SR）、寄存器、计数器（同步、异步）等时序逻辑电路的基本构成和工作原理。 常用的数字集成电路： 介绍TTL（晶体管-晶体管逻辑）和CMOS（互补金属氧化物半导体）逻辑系列，以及常用的通用数字IC（如74系列）。 可编程逻辑器件（PLD）： 简要介绍CPLD和FPGA的概念及其在逻辑功能实现中的灵活性。 第七章：微控制器系统设计 微控制器（MCU）架构： 介绍MCU的基本组成部分，包括CPU、存储器（RAM, ROM, Flash）、I/O端口、定时器/计数器、中断控制器、ADC/DAC等。 嵌入式系统概览： 阐述嵌入式系统的概念，其特点（专用性、实时性、可靠性）和应用领域。 MCU选型与开发环境： 提供选择合适MCU的指导，以及常用的开发工具链，包括IDE、编译器、调试器。 GPIO接口编程： 讲解如何通过编程控制MCU的通用输入/输出（GPIO）端口，实现输入检测和输出控制。 中断系统： 深入理解中断的概念、中断向量表、中断服务程序（ISR）的设计，以及中断优先级管理。 定时器/计数器应用： 演示如何利用定时器实现延时、脉冲生成（如PWM）、事件计数等功能。 通信接口： 讲解MCU常用的通信接口，如UART（串行通信）、SPI（串行外设接口）、I2C（集成电路互联总线），及其在连接外部设备中的应用。 模数转换（ADC）与数模转换（DAC）： 介绍ADC和DAC的基本原理，以及如何在MCU中采集模拟信号和输出模拟信号。 第四部分：实践与工程化应用 本部分将从理论走向实践，关注电子设计中的工程化问题，以及实际项目的落地。 第八章：PCB设计与布线技巧 PCB基础知识： 介绍PCB的组成材料、层数、常用工艺（单面板、双面板、多层板）。 原理图设计： 强调清晰、规范的原理图绘制对于后续PCB设计的重要性。 PCB布局（Layout）： 讲解元器件的合理摆放原则，包括信号流向、散热考虑、电源和地线的处理、高频敏感器件的放置。 PCB布线（Routing）： 介绍走线规则，如线宽的选择、过孔的使用、差分信号布线、地线规划（单点接地、多点接地）、阻抗匹配等。 EMC/EMI考虑： 讲解如何通过PCB设计减少电磁干扰（EMI）和提高电磁兼容性（EMC），如滤波、屏蔽、接地技巧。 PCB制造工艺： 简要介绍PCB的制版流程，以及重要的制造参数。 第九章：焊接技术与器件安装 焊接工具与材料： 介绍电烙铁、焊锡丝、助焊剂、吸锡器等基本焊接工具和材料。 焊接技术： 详细演示通孔元件（DIP）和贴片元件（SMD）的焊接方法，包括预焊、回流焊（简述）、热风枪的使用。 焊接质量检查： 讲解如何判断焊接是否合格，避免虚焊、假焊、短路等常见问题。 器件的保护与防静电： 强调在焊接过程中对静电敏感器件（ESD）的保护措施。 第十章：典型电子项目设计与制作 项目案例分析： 选取几个不同难度和应用领域的典型电子项目，如： 简单LED闪烁器： 学习使用定时器和GPIO。 简易温度采集与显示系统： 结合传感器、ADC和显示模块。 基于STM32的智能小车： 涉及MCU外设接口、电机驱动、传感器融合。 DIY电源模块： 实践开关电源的搭建和调试。 项目从构思到实现： 贯穿整个项目的生命周期，包括需求分析、方案设计、元器件选型、原理图绘制、PCB设计、焊接制作、程序编写、联调调试、问题排查和优化。 第十一章：系统调试与故障排除 调试工具： 介绍万用表、示波器、逻辑分析仪、信号发生器等常用调试设备的功能和使用方法。 系统级调试： 讲解如何对整个电子系统进行联调，逐步验证各个功能模块的正确性。 常见故障分析： 归纳和分析电子电路中常见的故障类型，如短路、开路、元器件损坏、程序错误、信号失真等。 系统化故障排除流程： 提供一套逻辑性的故障查找和排除方法，从现象入手，逐步缩小范围，定位根源。 数据记录与分析： 强调在调试过程中记录关键数据的重要性，以及如何通过数据分析来指导问题解决。 结语 《现代电子系统构建：从基础到实践》不仅仅是一本教材，更是一本实践指南。通过系统性的知识讲解、深入的原理剖析以及丰富的实践案例，本书旨在帮助读者建立起坚实的电子学基础，掌握现代电子系统设计的核心技能，并能够独立完成从概念到成品的电子产品制作。无论您是电子专业的学生、业余爱好者，还是希望提升专业技能的工程师，本书都将是您在电子技术道路上宝贵的伙伴。
作为一个对电子产品充满好奇心的业余爱好者，这本书就像是为我量身定做的。我一直觉得，电子线路板设计是一个非常高深且神秘的领域，但这本书的出现，彻底打破了我的这种固有印象。作者的讲解风格非常平易近人，将一些看似复杂的概念，用生动形象的语言和丰富的图例进行阐释。我尤其喜欢书中关于“元器件选型”和“封装设计”的讨论，这些细节看似微小，但却直接影响到最终的制板效果和成本。书中给出的实例分析，让我能够清晰地看到，如何根据实际需求，选择合适的元器件，并进行有效的封装设计。而且，作者还强调了“可制造性设计”（DFM）的重要性，这一点让我受益匪浅。总而言之，这本书让我感觉，电子线路板设计并没有想象中那么遥不可及，只要掌握了正确的方法和理念，普通人也能对此有所了解，甚至尝试。